ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DẦM T

Đồ án Thiết kế cầu BTCT GVHD Châu Si Quanh PHẦN A THIẾT KẾ SƠ BỘ Chương 1 GIỚI THIỆU NỘI DUNG ĐỒ ÁN Đề tài THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG TS28 Các số liệu ban đầu 1 Đặc điểm khu vực xây dựng cầu 1 1 Địa hình Sông TS28 nằm ở vùng đồng bằng mặt cắt ngang sông gần như đối xứng 1 2 Địa chất Địa chất ở khu vực xây dựng cầu được chia thành 3 lớp khá rõ rệt + lớp 1 cát hạt trung dày 1,5 m + lớp 2 sét dẻo dày 5,5 m + lớp 3 sét dẻo cứng 1 3 Thuỷ văn Số liệu khảo sát thuỷ văn cho thấy Mực nước thấp nhất 0,00 m Mực.

Trang 1

PHẦN A : THIẾT KẾ SƠ BỘ

Chương 1:

GIỚI THIỆU NỘI DUNG ĐỒ ÁN

Đề tài : THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG TS28

Các số liệu ban đầu

1 Đặc điểm khu vực xây dựng cầu:

- Mực nước thông thuyền: 4,00 m

1.4 Điều kiện cung cấp vật liệu, nhân công:

Nguồn nhân công lao động khá đầy đủ, lành nghề, đảm bảo thi công đúng tiến độcông việc Các vật liệu địa phương( đá, cát ) có thể tận dụng trong quá trình thi công

1.5 Các tiêu chuẩn kỹ thuật của công trình:

- Cầu vượt sông cấp V có yêu cầu khẩu độ thông thuyền là: B > 20 m

- Khẩu độ cầu: L0 = 125 m

- Khổ cầu: K=7,5 + 2x1 (m)

- Tải trọng thiết kế:

+ 0,5HL93+ Đoàn người p = 4,1 (KN/m2)

Trang 2

CHƯƠNG 2:ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ

à=0.05m: cầu bê tông cốt thép

à=0.1 m: cầu dầm thép liên hợp bản mặt cầu

+ Btru : chiều rộng trụ cầu theo phương dọc cầu (Btru = 1,6 m)

+ D : khoảng cách từ mép ngoài dầm đến MNCN tại mố (D = 1 m)

(4x33)+(3x0,05) – (3x1,6) – (2x1) = 126.7 (m)

thoả mãn yêu cầu

Kết cấu nhịp:

- Sơ đồ nhịp: sơ đồ cầu gồm 4 nhịp 4x33 m

- Dầm BTCT ƯST tiết diện chữ T có f’c=45Mpa chiều cao dầm chủ 1,5 m

- Mặt cắt ngang có 5 dầm chủ, khoảng cách giữa các dầm chủ 2,1 m

- Chân đế lan can tay vịn và dải phân cách bằng BTCT, đáp ứng yêu cầu về mỹ quan

- Gối cầu sử dụng gối cao su cốt thép

Trang 3

- Bố trí các lỗ thoát nước  =100 bằng ống nhựa PVC.

- Các lớp mặt cầu gồm:

+Lớp bê tông nhựa dày 7cm

+Lớp bê tông bảo vệ dày 3cm

- Kết cấu trụ:

Ba trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c= 30Mpa Móng trụ dùngmóng cọc đóng bằng BTCT có f’c=30Mpa, kích thước 40x40cm chiều dài dự kiếnL=14cm

1.2 Phương án 2:

- Loại cầu : CẦU DẦM ĐƠN GIẢN BTCT ƯST TIẾT DIỆN CHỮ I

- Sơ đồ nhịp : Sơ đồ cầu 3 nhịp: 5x 26 (m)

- Kiểm tra khẩu độ cầu :

Khẩu độ cầu :

Trong đó : +: Tổng chiều dài các nhịp cầu

+ n: số nhịp

+: Chiều rộng khe co dãn

à=0.05m: cầu bê tông cốt thép

à=0.1 m: cầu dầm thép liên hợp bản mặt cầu

+ Btru : chiều rộng trụ cầu theo phương dọc cầu (Btru = 1,6m)

+ D : khoảng cách từ mép ngoài dầm đến MNCN tại mố (D = 1m)

(5x26)+(4x0,1) – (4x1,6) – (2x1) = 122 (m)

Trang 4

 thoả mãn yêu cầu

 Kết cấu nhịp:

- Loại cầu : Cầu dầm đơn giản BTCT ƯST, 5 nhịp 26m

- Mặt cắt ngang cầu gồm 5 dầm chủ, khoảng cách giữa các dầm là 2,1 m.Chiều cao dầm chủ là 1,2 m

Lan can tay vịn bằng bê tông cốt thép mác 200

Trang 5

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SƠ BỘ 2 PHƯƠNG ÁN Phương án I: Cầu dầm giản đơn BTCT ƯST tiết diện chữ T.

Kết cấu nhịp gồm: 33+33+33+33m Loại kết cấu nhịp giản đơn gồm 4 dầm chủ làm bằng BTCT ƯST

3.1 Tính toán khối lượng sơ bộ :

MẶT CẮT NGANG CẦU TL 1:50-Kết cấu nhịp: gồm 4 nhịp đơn giản có chiều dài các nhịp : 33×4 (m)

-Mặt cắt ngang dần chủ dạng chữ T

* Chiều rộng bản mặt cầu :

Chiều rộng phần xe chạy B1= 7,5 m

Chiều rộng phần người đi bộ 2×1m

Bố trí lề bộ hành không cùng mức với mặt đường xe chạy ta dung gờ chắn bánh xe có bề rộng 25cm

Chiều rộng cột lan can là: B4= 25 cm

2%

Hình 1.1.1: Mặt cắt ngang cầu

Trang 6

- Lớp bê tông nhựa dày 70 mm (quy định từ 50 – 70 mm).

- Lớp bê tông bảo vệ dày 30 mm

- Lớp vữa đệm dày 10 mm

Về việc nghiêng tạo độ dốc nước chảy 2% của bản mặt cầu có thể được tiến hành bằng việc cho chênh gối của các dầm I kê lên trụ hoặc mố mà không cần tạo độ chênh ngay trên bản mặt cầu

b Tính toán các thông số sơ bộ:

Dung trọng của bê tông ximăng là 2,4 T/m3

Dung trọng của bê tông nhựa là 2,25 T/m3

Trang 7

Lượng cốt thép trung bình trong 1 m3 thể tích bê tông là 2 KN/m3

Trọng lượng của cốt thép trong bản mặt cầu tính cho 1 nhịp dầm :

69,3 × 2 = 138,6 (KN)

Thể tích cốt thép trong bản mặt cầu là :

= 1,766 (m3)Vậy thể tích bê tông của bản mặt cầu là : 69,3 – 1,766 = 67,534 m3

Trọng lượng bê tông bản mặt cầu là :

67,534 × 2,4 × 10 = 1620,816 KNVậy trọng lượng bản mặt cầu một nhịp dài 33 m là :

DC BMC =138,6 + 1620,816 = 1759.416 KN

- Tính toán trọng lượng các lớp phủ mặt cầu:

Lớp BTN dày 7cm có khối lượng trên 1 mét dài là :

Vì có dải phân cách cứng nên ta thiết kế lan can tay vịn không cần tính lực va của xe

cộ khi có sự cố trên cầu, các thông số cho như hình vẽ : (mm)

Trang 8

Hình 1.1.2:Kích thước lan can tay vịn.

Với diện tích phần bệ Ab = 0,1175 m2 , liên tục ở 2 bên cầu

Diện tích phần trụ : At = 0,045m2 ,các trụ cách nhau 2m , tổng số lượng là 15,9 trụ

Tiết diện tay vịn :

mỗi đoạn có 4 tay vịn dài 2 m

Thể tích lan can Vlc= 0,1175x33 + 0,045x0,2x15,9 = 4,021 m3

Hàm lượng cốt thép trong lan can chiếm kp = 1,5 %

Ta có thể tích cốt thép trong lan can : Vct =4,021 x 1,5% = 0,06 m3

Khối lượng cốt thép trong lan can là: Gct =0,06 x 7,85 = 0,471 T

Thể tích BT trong lan can: Vbt =4,021 - 0,06 = 3,961 m3

Khối lượng BT trong lan can: Gbt = Vbt×γbt = 3,961 x 2,4 = 9,506 T

Vậy, khối lượng toàn bộ lan can là: Glc = Gct + Gbt = 0,471 + 9,506 = 9,977 T

Khối lượng tay vịn: dùng thép rỗng đường kính ngoài 8cm, dày 0,2 cm có diện tích mặtcắt ngang tay vịn là 0,000316 m2

Trang 9

- Lượng cốt thép trung bình trong 1m3 thể tích bêtông là 2(kN/m3).

- Trọng lượng cốt thép có trong gờ chắn bánh xe của 1 nhịp :3,795x2= 7,59

(KN)

- Thể tích cốt thép trong 1 nhịp: =0,097 (m3)

- Thể tích bê tông trong 1 nhịp: 3,795-0,097=3,698(m3)

- Trọng lượng bêtông trong 1 nhịp: 3,698×2,4×10=88,752(kN).

- Tổng trọng lượng gờ chắn bánh xe trong 1 nhịp 33m:

DC GCBX =88,752+7,59=96,342 kN

Mối nối:

- Diễn tích mối nối =0.06 m2

- Thể tích của mối nối: 0.06×33×4 = 7.92 m3

- Lượng cốt thép trung bình trong 1m3 thể tích bê tông là 2 (KN/m3)

- Trọng lượng cốt thép trong mối nối: 8,88×2=15.84KN

- Thể tích cốt thép trong mối nối : 17.76/(7.85x10) =0.202 m3

Trang 10

-Thể tích bê tông trong mối nối: 7.92 – 0,202=7.718 m3

- Trọng lượng bê tông trong mối nối: 7.718 ×2,4= 15.436 T

- Tổng trọng lượng mối nối: 0,202 x 7.85 + 15.436 = 17.022 T

Hình 1.1.3 Mặt cắt ngang lề bộ hành :

Diện tích phần lề bộ hành là:0,1 (m2)

- Thể tích phần lề bộ hành trong 1 nhịp 33 m:

VGCBX = 0,1 × 33 × 2=6,6 (m3)

- Lượng cốt thép trung bình trong 1m3 thể tích bêtông là 2(kN/m3)

- Trọng lượng cốt thép có trong lề bộ hành của 1 nhịp: 6,6 x 2= 13,2 (KN)

- Thể tích cốt thép trong 1 nhịp: =0,168 (m3)

- Thể tích bê tông trong 1 nhịp: 6,6 - 0,168 = 6,432 (m3)

- Trọng lượng bêtông trong một nhịp: 6,432 ×2,4×10= 154,368 (kN).

- Tổng trọng lượng lề bộ hành trong 1 nhịp 33 m:

DC LBH = 13,2 + 154,368 = 167,568 KN

Vậy tổng trọng lượng của gờ chắn bánh xe và lề bộ hành trong 1 nhịp là :

DC GCBX+LBH = 96,342 + 167,568 = 263,91 KN

Trang 12

Mặt cắt ngang dầm tại vị trí L/2 Mặt cắt ngang dầm tại vị trí trên gối

Hình 1.1.6:Mặt cắt ngang dầm chủ.

Tính các thông số sơ bộ của dầm :

Diện tích mặt cắt ngang giữa dầm : Ag = 0,8 m2

Diện tích mặt cắt ngang tại đầu dầm : A’

Trong dầm chính thì lượng thép chiếm khoảng 2 KN/m3

Suy ra : Trọng lượng thép trong 1 dầm chủ : 28,372 x 2 = 56,744 KN

Thể tích của thép trong dầm : =0,723 m3

Suy ra thể tích thực của bêtông : 28,372 – 0,723 = 27,649 m3

Trọng lượng thực của bêtông : 27,649 × 2,4 × 10 = 663,576 KN

Suy ra khối lượng 1 dầm chủ : 663,576 + 56,744 = 720,32 KN

Trang 13

=> Trọng lượng 5 dầm chủ cho một nhịp 33 m là :

DC DC = 720,32 × 5 = 3601,6 KN 3.1.5 Dầm ngang :

+ Tính toán thông số sơ bộ :

Các thông số dầm ngang được thể hiện ở hình trên

Bề dày dầm ngang là 20cm

Diện tích mặt cắt ngang dầm tại vị trí giữa nhịp: 1,915 m2

Diện tích mặt cắt ngang dầm tại vị trí tại gối : 1,95 m2

Thể tích 1 dầm ngang tại vị trí giữa nhịp : 1,915 × 0,2 = 0,383 m3

Thể tích 1 dầm ngang tại vị trí tại gối : 1,95 × 0,2 = 0,39 m3

=> Tổng thể tích dầm ngang: 0,39x8 + 0,383×12 = 7,716 m3

Hàm lượng cốt thép theo thể tích trong dầm ngang là khb = 2%

Suy ra : thể tích cốt thép : Vshb = khb.Vhb = 0,02×7,716 = 0,154 m3

Khối lượng cốt thép trong dầm ngang: Gshb = Vshb.γs=0,154 ×7,85= 1,209 T

Thể tích bê tông trong dầm ngang : Vchb = Vhb–Vshb = 7,716 – 0,154 = 7,562 m3

Khối lượng bê tông trong dầm ngang : Gchb = Vchb.γc= 7,562 ×2,4= 18,149 T

Khối lượng toàn bộ dầm ngang (một nhịp 33m) là :

Trang 14

Ghb = Gshb+Gchb = 1,209+ 18,149 = 19,358 TTrọng lượng toàn bộ dầm ngang cho 1 nhịp 33m là:

Chọn mố chữ U có các kích thước cho như trên hình vẽ sau:

- Theo phương dọc cầu

Do chiều dài nhịp lnhip = 33 m nên chọn b0 = 100 cm

Trang 15

- Theo phương ngang cầu

Do các dầm chủ phân bố đều trên toàn bề rộng mặt cầu Mà mố làm nhiệm vụ kê đỡ kết cấu nhịp, nên chọn bề rộng của mố bằng bề rộng toàn cầu, đảm bảo cho mố dủ rộng kê đỡtoàn bộ các dầm chính

Trang 16

Từ đó ta có:

Khối lượng cốt thép trong mố: Gsab = 156,739 ×0,8 = 125,391 T

Thể tích thép trong mố : = 1,597 m3

Thể tích BT trong mố:Vcab = Vab-Vsab = 156,739 -1,597 =155,142 m3

Khối lượng BT trong mố:Gcab = Vcab.γc = 155,142 ×2,4= 372,341 T

Khối lượng tổng cộng mố:Gab = Gcab + Gsab =372,341 +125,391 = 497,732 T

Trang 17

2.2 Trụ cầu :

Tính toán với trụ T1 và T2 ,T3,T4

Kích thước trụ được xác định dựa vào chiều dài nhịp.Chi tiết trên hinh vẽ:

Trụ 1

Trang 19

Bảng tổng kết khối lượng của kết cấu phần dưới :

Trang 20

3.Tính toán số lượng cọc trong mố và trụ cầu:

3.1 Tính toán áp lực tác dụng lên mố và trụ cầu:

b)Hoạt tải tác dụng lên mố:

Lần lượt chất tải lên nhịp 33 m theo sơ đồ bên dưới, ta tính được hoạt tải tác dụng lên mốcầu Hoạt tải thiết kế là 0.5HL93+PL=4,1 KN/m2

Rht – áp lực do hoạt tải ở phần trên tác dụng lên mố

Ta có chiều dài tính toán của nhịp: Ltt = Lnhip - 2a =33–2×0,4 = 32,2 m

Trang 21

Hình 1.1.10:đường ảnh hưởng lực cắt tại gối.

Hoạt tải do xe tải 3 trục và 2 trục thiết kế với tải trọng làn và đoàn người :

Rht3truc = ×[ γLLm.n{(1+IM).k.∑Pi.yi +Pl.ω}+γPL×2TPLω]

∑Pi.yi = 145×1+ 145×0,8665 +35×0,7329 = 296,294 (KN)

=> Rht3truc = 1[1,75×1×2×{(1+0,25) ×0,5×296,294 +9,3×16,1}+1,75×2×1×4,1×16,1] = 1403,233 (KN)

Rht2truc = ×[ γLLm.n{(1+IM).k.∑Pi.yi +PL.ω}+γPL×2TPLω]

∑Pi.yi = 110x1 + 110x0,9627 = 215,897 (KN)

=> Rht2truc =1[1,75×1×2×{(1+0,25) ×0,5×215,897 + 9,3x16,1}+1,75×2×1×4,1×16,1] = 1227,365 (KN)

ω: diện tích đường ảnh hưởng : ωLL = ωPL = 16,1 m2

Ta có : Rht = max(Rht3truc,Rht2truc )= 1403,233 (KN)

Vậy tổng tải trọng tác dụng lên mố trụ A của cầu :

Trang 22

Rkcn – tĩnh tải ở kết cấu nhịp phần trên tác dụng lên mố.

Hoạt tải do xe tải 3 trục + tải trọng làn và đoàn người :

Hình 1.1.11: Đường ảnh hưởng lực cắt tại gối giữa.

Rht3truc = ×[ γLLm.n{(1+IM).k.∑Pi.yi +PL ω } +γPL×2TPLωPL]

∑Pi.yi = 145×1 + 145×0,8665 +35×0,8665 = 300,97 (KN) => Rht3truc = 1x[1,75×1×2{(1+0,25)×0,5×300,97 +9,3×32,2}+1,75×2×1×4,1×32,2] = 2168,552 (KN)

Trang 23

Hoạt tải do xe tải 2 trục + tải trọng làn và đoàn người :

Rht2truc = ×[ γLLm.n{(1+IM).k.∑Pi.yi +PL ω } +γPL×2TPLωPL]

∑Pi.yi = 110×1 +110×0,9627 = 216,029 (KN) => Rht2truc =1x[1,75×1×2{(1+0,25)×0,5×216,029+9,3×32,2}+1,75×2×1×4,1×32,2] = 1982,445 (KN)

Trang 25

a) Sức chịu tải của cọc ở mố:

Chọn cọc đóng BTCT kích thước 40x40 cm

Dự kiến chiều dài cọc là: 14 m

Sức chịu tải dọc trục được chia làm hai loại:

 Sức chịu tải theo vật liệu (Pvl) Sức chịu tải theo vật liệu được đánh giá thông qua sức chịu tải theo vật liệu cực hạn(Pvl) được tính toán dựa trên cường độ cực hạn của vật liệu

 Sức chịu tải theo đất nền (Pdn) Sức chịu tải theo đất nền: tải trọng của công trình truyền xuống cọc và được truyền vàonền đất thông qua một hoặc hai hoặc cả hai phương thức sau đây:

 Sức kháng bên (Qs): là phản lực của đất xung quanh cọc với diện tích xung quanhtiết diện coc

 Sức kháng mũi (Qm) : là phản lực của đất ở mũi cọc tác dụng lên đầu cọc

Sức chịu tải cực hạn của cọc là giá trị nhỏ nhất của sức chịu tải theo vật liệu và sức chịutải theo đất nền: Pu = min {Pvl;Pdn}

 Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

- Sức kháng dọc trục danh định:

Pn = 0.85 x [0.85 x f’

c x (Ac - Ast) + fy x Ast] (MN)Trong đó:

+ thể tích bê tông trong cọc: 2,24 – 0,01113 = 2,2287

Trọng lượng bê tông trong 1 cọc là: 2,2287 x 2.4 x 10 = 53,4888 KN

Vậy trọng lượng của một cọc là: 0,8871 + 53,4888 = 54,3759 KN

fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420 Mpa

Thay vào ta được:

Pn = 0.85 x [0.85 x 30 x (160000 – 804,4) + 420 x 804,4] x 10-6 = 3737,735 (KN)

- Sức kháng dọc trục có hệ số:

P =.P (KN)

Trang 26

 Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền:

Giả thiết lực ma sát quanh thân cọc phân bố đều theo chiều sâu trong phạm vi mỗi lớpđất và phản lực ở mũi cọc phân bố đều trên tiết diện ngang của cọc

Với chiều dài cọc giả thiết là: L= 14 m khi đó tại vị trí mố, cọc sẽ được cắm vào trongcác lớp đất có chiều dày lần lượt là:

Lớp đất Tên đất và trạng thái Chiều dày l (m)

Trang 27

- Diện tích xung quanh của cọc ở lớp thứ 2:

+ qp: hệ số sức kháng đối với khả năng chịu tải của mũi cọc

+ qs: hệ số sức kháng đối với khả năng chịu tải của thân cọc

+ ’

v: ứng suất lực thẳng đứng hữu hiệu (MPa); nhận được từ thực nghiệm:

’

v = 0.2 MPa = 0.2 x 103 kN/m2

+ N: số đếm SPT đo được (búa/300mm), N = 125 (ứng với búa/300mm)

+ Ncorr: số đếm SPT gần mũi cọc đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ

Ncorr = 87 búa/300mm

+ N : số búa đếm trung bình dọc theo thân cọc, N = 110 (ứng búa/300mm)

+ a: chiều rộng cọc, a = 0,4 m

+ Db: chiều sâu chôn cọc trong lớp đất chịu lực cuối cùng, Db = l3 = 7 (m)

+ Su: cường độ kháng cắt không thoát nước của đất sét (MPa) Giá trị của Su phảiđược xác định từ kết quả thí nghiệm hiện trường hoặc trong phòng thì nghiệm của cácmẫu nguyên dạng lấy trong khoảng sâu 2 lần đường kính dưới mũi cọc

+ : hệ số kết dính, phụ thuộc vào từng loại đất, chiều sâu chôn cọc Db, cường độkháng cắt không thoát nước, tra toán đồ 10.7.33.2a trang 51 tiêu chuẩn ngành22TCN272-05:

Ta thấy Db = 7 m = 17,5D > 10D nên ta tra toán đồ ta có: (giả sử  = 0.3)

Trang 28

 Su = 0.2 (MPa) = 0.2 x 103 (kN/m2).

+ : hệ số thực nghiệm,  = 0.4

+ qp: sức kháng đơn vị đầu cọc danh định (MPa), được xác định theo các phương pháp thực nghiệm SPT (thí nghiệm tiêu chuẩn đối với đất rời) (Điều 10.7.3.3.4), lớp đất mũi là lớp đất sét cứng nên :

Qs = ∑qsi.qsi.Asi = (0,41 x 209x 2,4) + (0,51 x 240 x 8,8) + (0,51 x 240 x 11,2)

= 2653,656 (kN)

 Sức chịu tải của cọc theo đất nền là:

Trong đó: + Fs1 = 2.5: hệ số an toàn đối với sức chống mũi

+ Fs2 = 1.5: hệ số an toàn đối với ma sát xung quanh

- Sức chịu tải của cọc:

Pu = min (Pvl; Pdn) = min (2803,302;) = (kN)

Trang 29

Tính toán số lượng cọc trong bệ mố A :

Số lượng cọc trong bệ mố được xác định:

(cọc)

Tính toán số lượng cọc trong bệ mố B :

Số lượng cọc trong bệ mố được xác định:

(cọc)

Trong đó:

+ Rap: áp lực tác dụng lên mố

+ Pu: sức chịu tải của cọc

+ : hệ số kinh nghiệm, kể đến ảnh hưởng của mômen, tải trọng ngang và số lượng cọc trong bệ

Trang 30

b) Sức chịu tải của cọc ở trụ:

Chọn cọc đóng BTCT kích thước 40x40 cm

Dự kiến chiều dài cọc là:14 m

Sức chịu tải dọc trục được chia làm hai loại:

- Sức kháng dọc trục danh định:

Pn = 0.85 x [0.85 x f’

c x (Ac - Ast) + fy x Ast] (MN)Trong đó:

f’

c: Cường độ chiụ nén của BT cọc (Mpa); f’

c=30Mpa

Trang 31

Ac: Diện tíchxung quanh mũi cọc (mm2):160000mm2

Ast: Diện tích cốt thép chịu lực (mm2); dùng 4Φ16 : Ast = 804,4 mm2

+ thể tích một cọc: 0,4 x 0,4 x 14 = 2,24

+ thể tích của cốt thép trong cọc: 804,4 xx 14 = 0,01113

Trọng lượng cốt thép trong một cọc: 0,01113 x 7.85 x 10 = 0,8871 KN

+ thể tích bê tông trong cọc: 2,24 – 0,01113 = 2,2287

Trọng lượng bê tông trong 1 cọc là: 2,2287 x 2.4 x 10 = 53,4888 KN

Vậy trọng lượng của một cọc là: 0,8871 + 53,4888 = 54,3759 KN

fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420 Mpa

Thay vào ta được:

 Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền:

Giả thiết lực ma sát quanh thân cọc phân bố đều theo chiều sâu trong phạm vi mỗi lớpđất và phản lực ở mũi cọc phân bố đều trên tiết diện ngang của cọc

Với chiều dài cọc giả thiết là: L= 14 m khi đó tại vị trí mố, cọc sẽ được cắm vào trongcác lớp đất có chiều dày lần lượt là:

Lớp đất Tên đất và trạng thái Chiều dày l (m)

Trang 32

+ qp: hệ số sức kháng đối với khả năng chịu tải của mũi cọc

+ qs: hệ số sức kháng đối với khả năng chịu tải của thân cọc

+ ’

v: ứng suất lực thẳng đứng hữu hiệu (MPa); nhận được từ thực nghiệm: ’

v = 0.2 MPa = 0,2 x 103 kN/m2

+ N: số đếm SPT đo được (búa/300mm), N = 125 (ứng với búa/300mm)

+ Ncorr: số đếm SPT gần mũi cọc đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ

Ncorr = 87 búa/300mm

+ N : số búa đếm trung bình dọc theo thân cọc, N = 110 (ứng búa/300mm)

Trang 33

+ a: chiều rộng cọc, a = 0,4 m.

+ Db: chiều sâu chôn cọc trong lớp đất chịu lực cuối cùng, Db = l3 = 7 (m)

+ Su: cường độ kháng cắt không thoát nước của đất sét (MPa) Giá trị của Su phảiđược xác định từ kết quả thí nghiệm hiện trường hoặc trong phòng thì nghiệm của cácmẫu nguyên dạng lấy trong khoảng sâu 2 lần đường kính dưới mũi cọc

+ : hệ số kết dính, phụ thuộc vào từng loại đất, chiều sâu chôn cọc Db, cường độkháng cắt không thoát nước, tra toán đồ 10.7.33.2a trang 51 tiêu chuẩn ngành22TCN272-05:

Ta thấy Db = 7 m = 17,5D > 10D nên ta tra toán đồ ta có: (giả sử  = 0.3)

 Su = 0,2 (MPa) = 0,2 x 103 (kN/m2)

+ : hệ số thực nghiệm,  = 0,4

+ qp: sức kháng đơn vị đầu cọc danh định (MPa), được xác định theo các phương pháp thực nghiệm SPT (thí nghiệm tiêu chuẩn đối với đất rời) (Điều 10.7.3.3.4), lớp đất mũi là lớp đất sét cứng nên :

Trang 34

Qs = ∑qsi.qsi.Asi = (0,41 x 209x 2,4) + (0,51 x 209 x 8,8) + (0,51 x 240 x 11,2)

= 2653,656 (kN)

 Sức chịu tải của cọc theo đất nền là:

Trong đó: + Fs1 = 2.5: hệ số an toàn đối với sức chống mũi

+ Fs2 = 1.5: hệ số an toàn đối với ma sát xung quanh

- Sức chịu tải của cọc:

Pu = min (Pvl; Pdn) = min (2803,302;) = (kN)

4.2.1 Tính toán số lượng cọc trong trụ:

Số lượng cọc trong trụ được xác định:

+ Pu: sức chịu tải của cọc

+ : hệ số kinh nghiệm, kể đến ảnh hưởng của mômen, tải trọng ngang và số lượng cọc trong bệ

 Đối với trụ:  = 1.5

 Đối với cầu treo, cầu dây văng thì mômen và tải trọng ngang lớn nên  có thể lấy cao hơn

Trang 35

Bố trí cọc cho bệ trụ T1,T2,T3,T4

Trang 37

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ SƠ BỘ 2 PHƯƠNG ÁN CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG SUẤT TRƯỚC TIẾT DIỆN

CHỮ I NHỊP 5x26 m

3.1 Tính toán khối lượng sơ bộ :

- Chiều rộng xe chạy: 7.5 (m)

- Chiều rộng phần người đi bộ : 2 x 1 (m)

- Bố trí lề đường người đi bộ không đồng mức với mặt đường xe chạy ta dùng gờ chắn bánh xe có bề rộng 25 cm

- Chiều rộng lan can là : 25 cm

Trang 38

Chiều dày tối thiểu của bản mặt cầu không được nhỏ hơn 175mm ở đây PA II ta chọn

200 mm (chiều dày lớp chịu lực)

Chiều dày các lớp còn lại chọn như sau :

- Lớp phòng nước có bề dày 4 mm

- Lớp bê tông nhựa dày 70 mm (quy định từ 50 – 70 mm)

- Lớp bê tông bảo vệ dày 30 mm

- Lớp vữa đệm dày 10 mm

Về việc nghiêng tạo độ dốc nước chảy 2% của bản mặt cầu có thể được tiến hành bằng việc cho chênh gối của các dầm I kê lên trụ hoặc mố mà không cần tạo độ chênh ngay trên bản mặt cầu

a Tính toán các thông số sơ bộ:

Dung trọng của bê tông ximăng là 2,5 T/m3

Dung trọng của bê tông nhựa là 2,25 T/m3

Lượng cốt thép trung bình trong 1 m3 thể tích bê tông là 2 KN/m3

Trọng lượng của cốt thép trong bản mặt cầu tính cho 1 nhịp dầm :

54,6 x 2 = 109,2 (KN)

Trang 39

Thể tích cốt thép trong bản mặt cầu là :

= 1,391 (m3)Vậy thể tích bê tông của bản mặt cầu là 54,6 – 1,391= 53,209 m3

Trọng lượng bê tông bản mặt cầu là :

53,209 x 2,4 x 10 = 1277,016 KNVậy trọng lượng bản mặt cầu một nhịp dài 26 m là :

DC BMC = 1277,016 + 109,2 = 1386,216 KN

- Tính toán trọng lượng các lớp phủ mặt cầu:

Lớp BTN dày 7cm có khối lượng trên 1 mét dài là :

Trang 40

Hình 1.1.2:Kích thước lan can tay vịn

Vì có dải phân cách cứng nên ta thiết kế lan can tay vịn không cần tính lực va của xe

cộ khi có sự cố trên cầu, các thông số cho như hình vẽ : (mm)

Với diện tích phần bệ Ab = 0,055 m2 , liên tục ở 2 bên cầu

Diện tích phần trụ : At = 0,05 m2 ,các trụ cách nhau 2m , tổng số lượng là 12,7 trụ

Tiết diện tay vịn :

mỗi đoạn có 4 tay vịn dài 2 m

Thể tích lan can Vlc= 0,055x26 + 0,05x0,2x12,7 = 1,557 m3

Hàm lượng cốt thép trong lan can chiếm kp = 1,5 %

Ta có thể tích cốt thép trong lan can : Vct =1,557 x 1,5% = 0,023 m3

Khối lượng cốt thép trong lan can là: Gct =0,023 x 7,85 = 0,181 T

Thể tích BT trong lan can: Vbt =1,557 -0,023 = 1,534 m3

Khối lượng BT trong lan can: Gbt = Vbt×γbt = 1,534 x 2,4 = 3,682 T

Vậy, khối lượng toàn bộ lan can là: Glc = Gct + Gbt = 0,181 + 3,682 = 3,863 T

Khối lượng tay vịn: dùng thép rỗng đường kính ngoài 8cm, dày 0,2 cm có diện tích mặtcắt ngang tay vịn là 0,000316 m2

Định dạng
Số trang	117
Dung lượng	1,28 MB