Thiết kế cầu dầm liên tục liên hợp thép bê tông cốt thép với chiều dài cầu 333m, khổ cầu k=8+2x2+2x0,5m

Mặt cắt ngang dầm trên trụ khác so với mặt cắt ngang dầm giữa nhịp là có táp thêm một bản thép 700x30 vào phía cánh trên của dầm và mở rộng cánh trên dầm đảm bảo chịu mô men âm tại gối..

bộ Giáo dục & đào tạo trờng đại học giao thông vận tải

đồ án tốt nghiệp

chuyên ngành: tự động hoá thiết kế cầu đờng

Sinh viên: nguyễn minh hoàng

Gv hớng dẫn : nguyễn đình phơng

hà nội 5 - 2004

nhận xét của giáo viên hớng dẫn

1 Nội dung và chất lợng của đồ án:

- Phần thuyết minh, tính toán:

- Phần bản vẽ:

2 kết luận: - u điểm:

- Khuyết điểm:

Đánh giá chung:

Điểm: /10

Xếp loại: Trung bình TB khá Khá Giỏi Xuất sắc

Hà nội, ngày tháng 05 năm 2004

Giáo viên hớng dẫn

nhận xét của giáo viên đọc duyệt

3 Nội dung và chất lợng của đồ án:

- Phần thuyết minh, tính toán:

- Phần bản vẽ:

4 kết luận: - u điểm:

- Khuyết điểm:

Đánh giá chung:

Điểm: /10

Xếp loại: Trung bình TB khá Khá Giỏi Xuất sắc

Hà nội, ngày tháng 05 năm 2004

Giáo viên đọc duyệt

Lời nói đầu

Sau năm năm đợc học tập, rèn luyện dời mái trờng đại học GTVT nhờ có sự dậy dỗ tận tình của các thầy cô giáo em đã học hỏi thêm rất nhiều kiến thức mới rất cần thiết để sau này em trở thành 1 kỹ s công trình Với những kiến thức đã đ-

ợc học tập sau năm năm học chúng em đợc giao nhiệm vụ làm Đồ án tốt nghiệp nhằm mục đích trớc hết là củng cố lại vốn kiến thức đã học tìm hiểu thêm những kiến thức mói cần thiết cho quá trình công tác sau này Kể từ ngày nhận nhiệm vụ chúng em đã bắt tay vào làm nội dung của đồ án tốt nghiệp vói với sự hớng dẫn nhiệt tình của thầy hỡng dẫn và các thầy cô trong bộ môn.

Nhờ vậy sau thời gian 3 tháng kể từ ngày nhận đề tài em đã hoàn thành tốt các nội dung chính của Đồ án đợc giao là:

Để đạt đợc kết quả này em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ chân thành

và nhiệt tình của các thầy cô giáo đã tận tình hớng dẫn, cung cấp tài liệu cho chúng em Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn đến sự giúp đỡ của Thầy Nguyễn

Đình Phơng đă trực tiếp hớng dẫn chúng em trong quá trình làm tốt nghiệp.

Ngoài ra em cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô trong

bộ môn TĐHTKCĐ

Hà Nội, tháng 5 năm 2004 Sinh Viên :

Nguyễn minh hoàng

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

BỘMÔN : TỰ ĐỘNG HOÁ THIẾT KẾ CẦU ĐƯỜNG

KHOA : CÔNG TRÌNH

Sinh viên: NguyÔn Minh Hoµng… Mã số: 9906929………

Lớp TĐH TKCĐ K40 Tên đề tài: …………ThiÕt kÕ cÇu………

………

TÓM TẮT YÊU CẦU VỀ NỘI DUNG ĐỀ TÀI - Thiết kế 2 phương án So sánh và lựa chọn phương án thiết kế ………

………

………

………

- Phần chuyên đề: ………

…TÝnh to¸n thiÕt kÕ mãng n«ng lo¹i cøng ………

CÁC THÔNG TIN CHỦ YẾU ĐỂ THIẾT KẾ: ………

…MÆt c¾t sèng (b¶n vÏ 01 va 05 ) ………

………

………

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Giáo viên hướng dẫn : NguyÔn §×nh Ph¬ng Thời gian thực hiện: 13 tuần lễ, bắt đầu từ ngày 9/2/2004.đến ngày.10/5/2004 T/L Hiệu trưởng Ngày .9 / 2 / 2004 Đã giao nhiệm vụ TKTN Chủ nhiệm khoa Trưởng Bộ môn Giáo viên hướng dẫn Công trình TĐH TKCĐ

Phần i – phơng án sơ bộ chơng i - phơng án sơ bộ I

cầu dầm liên tục liên hợp thép - BTCT

là thép hợp kim thấp CT3, bê tông bản mặt cầu dùng mác 400 Các liên kết ngang

và dọc dùng thép góc, riêng tại gối dùng dầm ngang bằng dầm hàn mặt cắt chữ I Tăng cờng sờn dầm bằng các sờn tăng cờng đứng và ngang

-Phần kết cấu mố trụ:

+Trụ cầu: Dùng trụ đặc thân rộng bằng bê tông cốt thép

Móng là móng cọc khoan nhồi ∅100 cm

+ Mố: Sử dụng mố U toán khối bằng bê tông cốt thép thờng

Móng mố là móng cọc khoan nhồi đờng kính 100 cm

II- Thiết kế phơng án

1-Tính toán kết cấu nhịp:

Ta dự kiến mặt cắt ngang dầm không đổi trên đoạn dầm từ đầu nhịp đến cách gối đỉnh trụ khoảng 5m và đối xứng qua mặt cắt gối (Tức là khoảng 10m dầm đoạn trên trụ có mặt cắt khác) Mặt cắt ngang dầm trên trụ khác so với mặt cắt ngang dầm giữa nhịp là có táp thêm một bản thép 700x30 vào phía cánh trên của dầm và

mở rộng cánh trên dầm đảm bảo chịu mô men âm tại gối (Hình vẽ)

800x40 700x20

Xác định bề rộng cánh tham gia làm việc với dầm chủ:

b Tính các đặc trng hình học của tiết diện:

Để tính đặc trng hình học của tiết diện ta tính cho trờng hợp tổng quát theo sơ đồ

nh hình vẽ sau:

-Diện tích dầm thép giai đoạn I:

Ft = Σbi.ti + ts.hs (bỏ qua ảnh hởng của cốt thép dọc trong bản mặt cầu đến sự làm việc của dầm vì không đáng kể)

-Mô men tĩnh của tiết diện dầm thép đối với mép dới dầm:

xI xI xI z xI

80 70

MÆt c¾t ngang dÇm t¹i gèi (mÆt c¾t 10-10):

70 80

Bảng tính mô men tĩnh của tiết diện dầm tại gối (mặt cắt 10-10) tại các thớ đối

với trục trung hoà giai đoạn I và II nh sau: (không xét từ biến)

Trọng lợng của neo: lấy q neo = 0,01 T/m

Trọng lợng các mối nối: lấy q mn = 0,01 T/m

Trọng lợng của liên kết ngang (dầm ngang):

Các liên kết ngang dùng thép góc đều cánh 125x12( Khối lợng riêng trên 1m dài bằng 22,7 kg) Riêng các liên kết ngang tại các gối dùng dầm chữ I hàn ghép với mặt cắt ngang gồm các bản thép kích thứơc 400x20 làm cánh dầm và sờn có kích thớc 1760x20 (chiều cao toàn dầm ghép làm liên kết ngang là 1,8 m).

Các liên kết ngang bố trí cách nhau 6m, riêng ở gần gối bố trí cách nhau 2,25m hoặc 4m Toàn cầu có tất cả 4x3x28 = 336 thép góc 125x12 với chiều dài trung bình 3,0m

Nh vậy tải trọng rải đều của liên kết ngang là:

0535 , 0 4

).

2 5 , 0 168 (

10 85 , 7 4 5 , 9 ).

2 176 2 40 ( 10 7 , 22 0 , 3

=

−

+ +

n

Trọng lợng sờn tăng cờng:

Để đảm bảo ổn định cục bộ cho sờn dầm ta cấu tạo các sờn tăng cờng Theo quy trình 1979, vì chiều cao sờn dầm lớn hơn 50 lần bề dày của

nó nên cần bố trí cả sờn tăng cờng đứng và sờn tăng cờng ngang.

-Bố trí các sờn tăng cờng đứng cách nhau 3m, tại gối cách nhau 2 hoặc 2,25m Kích thớc sờn tăng cờng đứng chọn là: +Tại gối : 2270x300x30

Mặt cắt ở gối và ở giữa nhịp gần giống nhau mà các dầm đều có mặt cắt

nh nhau nên ta có thể tính cho mặt cắt dầm giữa nhịp nh sau:

qbmc = Fb.γb = 10325.2,5.10-4 = 2,5812 T/m

Trọng lợng gờ chắn bánh (cột đỡ lan can):

Gờ chắn đợc đổ bê tông khi thi công bản mặt cầu nên thuộc tĩnh tải giai đoạn I

-Tổng tĩnh tải giai đoạn I cha xét đến trọng lợng bản mặt cầu và gờ chắn ( tĩnh tải dầm-phần thép):

m T

-Tổng tĩnh tải của bản mặt cầu và gờ chắn bánh:

m T

qTC

Hệ số vợt tải là 1,1 hoặc 0,9 tuỳ vào trờng hợp tính toán nên ta chỉ xét

trong tính toán cụ thể.

Tĩnh tải giai đoạn II:

m T q

/ 8 , 0 4

2 , 3

=

=

=

=

Trọng lợng lan can, tay vịn:

Dùng cột lan can bằng thép ống đờng kính ngoài 10cm, dày 4mm, bố trí cách nhau 3m, giữa 2 cột có thêm các thanh thép liên kết các ống thép làm tay vịn Tay vịn cũng là các ống thép đờng kính ngoài bằng 10cm, dày 4mm; phía dới dùng ống thép nhỏ hơn với d = 8cm, dày 3mm.

Tính gần đúng ta có tĩnh tải của lan can: qlcTC = 2.2.3,14.[(0,12 – 0,0922)+ +(0,082 – 0,0742)].7,85/4.4 = 0,0152 T/m

Hệ số vợt tải lấy bằng 1,1: qlcTT = 0,0167 T/m

Tổng trọng lợng rải đều giai đoạn II:

m T q

m T q

q

m T q

TT

II

TT TT

II

TC

II

/ 7337 , 0 8152 , 0 9 , 0

/ 2167 , 1

/ 8152 , 0

2-Các hệ số tính toán:

Hệ số phân bố ngang của hoạt tải:

a).Theo phơng pháp đòn bẩy:

Vì tại gối các dầm độ cứng ngang lớn nên ta phải tính hệ số phân bố

ngang theo phơng pháp đòn bẩy:

240 Png

I E

d

∆

=

6 '

3

d – Khoảng cách giữa 2 dầm dọc chủ; d = 3,4m = 340cm

E – Mô đun đàn hồi của vật liệu làm dầm ngang; E = 2,1.106 kG/cm2

I’ - Độ cứng rải dọc cầu của dầm ngang; I’ = In/a

Với a là khoảng cách giữa 2 dầm ngang ; a = 6m = 600cm

∆P - Độ võng của dầm chủ do tải trọng q = 1 T/m phân bố đều trên toàn nhịp, nhng cha kể đến sự phân bố đàn hồi của kết cấu ngang ở đây với tải trọng rải

đều q = 1 T/m ta dễ dàng tính đợc độ võng của kết cấu nhịp ở mặt cắt giữa nhịp chính bằng ∆P = 0,0551m =5,51cm (dùng chơng trình Sap2000)

Tính I’ : Với kết cấu ngang đã chọn nh trên ta có:

I = ΣIo + ΣFn.c2 ;

Trong đó: Io – Mô men quán tính của 1 liên kết ngang đối với trục bản thân

ở đây đều dùng thép góc đều cánh 125x12 có Io = 422 cm4

Fn – Diện tích mặt cắt ngang 1 liên kết ngang; Fn = 28,9 cm2

c – Khoảng cách từ trọng tâm các liên kết ngang tới trọng tâm của chúng: c = hn – zo ;

với zo – khoảng cách từ trọng tâm của 1 liên kết ngang tới mép ngoài cánh (xem hình vẽ): zo = 3,53cm

hn – khoảng cách giữa các liên kết ngang nh hình vẽ: hn = 180cmSuy ra: I = 4.422 + 4.28,9.(180/2 – 3,53)2 = 866036 cm4

Vậy ta có:

00089 , 0 51 , 5 600

866036

10 1 , 2 6

Ta thấy α = 0,00089 < 0,005 Vậy ta tính hệ số phân bố ngang theo phơng pháp nén lệch tâm

Về nguyên tắc ta phải xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng phản lực gối để tính nhng ở đây ta có thể xếp hoạt tải và tính toán theo công thức tổng quát sau

đây:

Trong đó: η - hệ số phân bố ngang của hoạt tải cần tính

n- số dầm- n = 4

e - độ lệch tâm của làn xe với hoạt tải tơng ứng

ai–khoảng cách giữa các đôi dầm đối xứng nhau thứ i (i = 1,2)

Dầm biên thờng là dầm bất lợi nhất Xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng phản lực gối ( lên mặt cầu) nh hình vẽ ta có:

2,7 65

ηXB80 = 1/4 + 2,25.10,2/115,6 = 0,449

-Với đoàn ngời: e = 5,25 m

ηNg = 1/4 + 5,25.10,2/115,6 = 0,713

Hệ số xung kích của hoạt tải ( chỉ tính đối với H30)

Hệ số xung kích của H30 tính theo công thức sau:

λ

à

++

=+

5,37

151

1

Trong đó λ - chiều dài đặt tải của hoạt tải H30 trên đờng ảnh hởng tơng ứng khi tính toán nội lực tại các mặt cắt dầm

Hệ số vợt tải của hoạt tải:

-Với H30 và đoàn ngừơi : n = 1,4

-Với XB80 : n = 1,1

Hệ số làn xe (chỉ tính với hoạt tải H30)

-Khi xếp 3 làn :β = 0,8

-Khi xếp 2 làn :β = 0,9

3-Tính toán nội lực tại các mặt cắt dầm:

Theo yêu cầu tính toán sơ bộ thì ta chỉ phải tính nội lực tại 2 mặt cắt sau:

-Mặt cắt gối đỉnh trụ

-Mặt cặt cắt giữa nhịp chính

Do các hệ số tính toán của tải trọng không bằng nhau ở các mặt cắt khác nhau nên nội lực tính toán ta phải tổ hợp bằng tay (thủ công) Riêng phần nội lực tính toán do tĩnh tải thì ta phải dùng đờng ảnh hởng tính diện tích sau đó nhân với tải trọng rải đều tơng ứng (vì các hệ số tải trọng khi xếp tải lên đờng

ảnh mang dấu trái ngợc là khác nhau ( n = 1,1 hoặc 0,9 )

3.1.Tính mô men tại mặt cắt giữa nhịp

a-Vẽ đờng ảnh hởng mô men tại mặt cắt giữa nhịp:

*Khi cha xét đến tĩnh tải bản mặt cầu và gờ chắn (do tĩnh tải dầm):

-Mô men tiêu chuẩn:

M Id TC = 1,2169.240,2697 = 292,38 T.m

-Mô men tính toán:

M Id TT = 1,1.1,2169.334,796 - 0,9.1,2169.47,50.2 = 344,11 Tm

*Mô men do tĩnh tải bản mặt cầu và gờ chắn:

-Mô men tiêu chuẩn:

M Ib TC = 2,8562.240,2697 = 686,26 Tm

-Mô men tính toán:

M Ib TT = 1,1.2,8562.334,796 - 0,9.2,8562.47,50.2 = 807,66 Tm

c-Mô men do tĩnh tải giai đoạn II:

-Tiêu chuẩn:

M II TC = 0,8152.240,2697 = 195,86 Tm

-Tính toán:

M II TT = 1,2167.334,796 0,7337.47,50.2 = 337,64 Tm–

1,2167 tải trọng tính toán ứng với hệ số v– ợt tải bằng 1,5 và 1,1

0,7337- tải trọng tính toán ứng với hệ số vợt tải bằng 0,9

d-Mô men do hoạt tải:

Để tính mô men do hoạt tải sinh ra ta dùng Sap2000 để vẽ đờng ảnh hởng mô men Sau đó ta sẽ xếp hoạt tải trực tiếp lên đờng ảnh hởng mặt cắt giữa nhịp và tính (chỉ cần kiểm tra mô men lớn nhất là đủ)

*Xếp tải trực tiếp:

-Do hoạt tải H30:

Xếp hoạt tải H30 lên đờng ảnh hởng M phần dơng tại mặt cắt giữa nhịp ta có:

Vậy ta có mô men tiêu chuẩn lớn nhất do hoạt tải H30 gây ra tại mặt cắt giữa nhịp:

*Do hoạt tải XB80:

Xếp hoạt tải XB80 lên đờng ảnh hởng mô men mặt cắt giữa nhịp đợc vị trí bất lợi nhất

Theo sơ đồ xếp tải trực tiếp ta có:

Bảng tính mô men tính toán do hoạt tải tại mặt cắt giữa nhịp (T.m)

H30 Ngời XB80 Max min max min max min

3.2.Tính mô men tại mặt cắt gối đỉnh trụ: (mặt cắt 10):

a- Vẽ đờng ảnh hởng mô men mặt cắt gối:

b-Mô men do tĩnh tải giai đoạn I:

*Xếp tải trực tiếp:

-Do hoạt tải H30:

Xếp hoạt tải H30 lên đờng ảnh hởng M phần dơng tại mặt cắt giữa nhịp ta có:

Vậy ta có mô men tiêu chuẩn lớn nhất do hoạt tải H30 gây ra tại mặt cắt đỉnh trụ:

-Do hoạt tải XB80:

Xếp hoạt tải XB80 lên đờng ảnh hởng mô men mặt cắt đỉnh trụ đợc vị trí bất lợi nhất Ta có:

MXB80TC = - 20.( 6,425 + 6,426 + 6,427 + 6,373 ).0,78 = - 400,14 Tm ( 0,78 là hệ số phân bố ngang của XB80 dầm ngoài tại gối)

Bảng tính mô men tính toán do hoạt tải tại mặt cắt gối (T.m)

H30 Ngời XB80

max min max min max min

Kiểm toán dầm với tổ hợp tải trọng chính:

Với tổ hợp tải trọng chính, theo yêu cầu tính sơ bộ ta cần kểm toán ở mặt cắt gối đỉnh trụ (mặt cắt 13-13) và mặt cắt giữa nhịp chính (mặt cắt 19-19)

Kiểm toán ứng suất pháp giữa nhịp (dầm ngoài)

+ ứng suất mép trên bản bê tông do tĩnh tải giai đoạn II ở mặt cắt giữa nhịp :

2

5

/86,125997879

29,86.10.40,324.8,5

1

1

cm kG y

J

t td

TT II t

σ

Ta thấy [σbIIt] < 0,2.Rub= 0,2.190 = 38 kG/cm2

Nh vậy ta không xét ứng suất do từ biến sinh ra trong tổ hợp này

+ ứng suất mép trên bản bê tông do tải trọng khai thác:

2

5 30

/65,10029

,86.25997879

10)

45,20496,122940

,324(.8,5

1

1

cm kG y

J

M M

t td

TT Ng H

+ ứng suất mép dới bản (vút)bê tông:

2

5

/32,7729,66.25997879

10)

41,143440

,324(.8,5

1

1

cm Kg y

J

M M

d td

TT h

TT II

d

(Đạt)+ ứng suất mép trên dầm thép:

41 , 1434 40

, 324 ( 12 , 114 11006392

10 95 , 1093

t td

TT h

TT II t t

y J

25997879

10 ).

41 , 1434 4

, 324 ( 88 , 95 11006392

10 95 , 1093

5 5

+

+ +

=

+ +

t td

TT h

TT II d t

y J

M

σ

= 2060,37 kG/cm2 < Rt = 2800 kG/cm2 (Đạt )

Kiểm toán ứng suất tiếp tại mặt cắt gối:

Cần phải kiểm tra tại 3 điểm:

Điểm A-Thớ đi qua trục trung hoà trong giai đoạn I

Điểm B-Thớ nằm trên trục trung hoà giai đoạn II

Điểm C-Thớ nằm giữa A và B ứng suất tiếp tại các thớ đợc tính theo công thức sau:

J- Mô men quán tính của tiết diện đối với trục trung hoà của dầm

δ- Bề dày của sờn dầm tại thớ tính ứng suất (δ = ts = 4 cm)

Sx- Mô men tĩnh của tiết diện tại mép các thớ đối với trục trung hoà (mục 1.2)

Trong giai đoạn I: Ta có:

TT I A I

J

S Q

TT I B I

J

S Q

=

TT I C I

J

S Q

TT II A II J

S Q

TT II B II J

S Q

TT II C II J

S Q

= ; Trong đó:

QIITT – Lực cắt tính toán do tĩnh tải giai đoạn II và hoạt tải Vì lực cắt do hoạt tải H30 + Ngời khống chế nên QIITT = QIItTT+ QH30+NgờiTT

Jtd – Mô men quán tính của tiết diện liên hợp đối với trục trung hoà của nó

SxII- Nh trên nhng đối với trục xII (Xem bảng)

Giai đoạn I 184,91 200,06 172,28 186,40 182,44 197,38Giai đoạn II 150,97 173,32 157,77 181,14 156,08 179,18Tổng hợp 335,88 373,38 330,05 367,54 338,52 376,56 Vậy ta có: τmax = τC

II

TT I

Trong đó:

h1 : Chiều cao dầm thép; h1 = 212 cm

h2- chiều cao dầm liên hợp: h2 = 250 cm

QITT, QIITT- lấy giá trị lớn hơn trong 2 giá trị QTR và QPH trong bảng tính

ở mục 4.2.3

4 250

10 87 , 194 4

212

10 12 , 196

cm kG

τ

125

,115,135,327

56,

tb

ττ

Rc=1x0,6x2700 = 1620(kG/cm2)

τmax= 384,78 < Rc ⇒ Đạt

4.Tính toán trụ cầu:

Trụ cầu ở đây dùng trụ đặc, thân rộng bằng bê tông cốt thép thờng M300 với các kích thớc nh hình vẽ

Để xác định đợc tải trọng thẳng đứng tác dụng lên trụ ta phải vẽ đờng ảnh hởng phản lực gối trên trụ ở đây ta dùng Sap2000 để vẽ đờng ảnh hởng phản lực gối Sau đó tính diện tích các phần đờng ảnh hởng để tính phản lực gối do tĩnh tải các

giai đoạn Còn đối với hoạt tải H30 ta có thể tra tải trọng tơng đơng để tính phản lực, đối với XB80 ta xếp trực tiếp lên đờng phản lực gối và ta đợc phản lực gối tiêu chuẩn Tính phản lực tính toán bằng cách nhân thêm các hệ số vợt tải của hoạt tải t-

ơng ứng

Đờng ảnh hởng phản lực gối nh sau:

-Phản lực gối tính toán do tĩnh tải giai đoạn I:

NITT = (1,2169 + 2,8562)(1,1.70,2240 - 0,9.3,2940) = 300,20 T

-Phản lực gối tính toán do tĩnh tải giai đoạn II:

NIITT = 1,2167.70,2240 - 0,7337.3,2940 = 83,02 T

-Đối với hoạt tải H30:

Tra tải trọng tơng đơng H30 với chiều dài đặt tải l = 118,4m > 100m

ta có qtd = 1,7 T/m

Vậy NH30TT = ηH30.qtđH30 +.n = 0,325.1,7.70,2240.1,4 = 178,90 T

(0,325 là hệ số phân bố ngang của H30 tại mặt cắt gối)

-Đối với tải trọng đoàn ngời:

Xếp tải trọng rải đều của đoàn ngời bộ hành trên phần đờng ảnh hởng mang dấu dơng có nội lực lớn nhất

+ Tải trọng rải đều của đoàn ngời bộ hành trên 1 lề g = 0,6 (T/m)

+ Phản lực tiêu chuẩn NNGTC = 1,04.0,6 70,2240 = 46,35 (T)(hệ số phân bốngang của ngời tại mặt cắt gối)

+ Phản lực tính toán: NNGTT = 1,4 NNGTC = 1,4 46,35 = 64,89 (T)

Đối với hoạt tải XB80 ta coi các tung độ đặt tải đều bằng 1

Vậy NXB80TT = 1,1.20.4 = 88 T

Tổng hợp tải trọng:

Từ bảng trên và mục 1.1 ta tổng hợp đợc tải trọng thẳng đứng tính toán lớn nhất

do tĩnh tải giai đoạn I + Tĩnh tải giai đoạn II + Hoạt tải ngời + H30 và trọng lợng bản thân trụ

NBTTT = 777,22 T

Lực thẳng đứng của tĩnh tải phần I + II + ngời + H30:

∑N = 4.(300,20 + 83,02 + 64,89 + 178,90 ) = 2508 TVậy tổng lực thẳng đứng tác dụng là:

NTT = 2508 + 777,22 = 3285 T

2.Tính toán và bố trí cọc:

Dùng cọc khoan nhồi ∅ 100cm, chiều sâu chôn cọc 25m

Tính sức chịu tải của cọc theo nền đất:

mR – Hệ số làm việc của đất dới mũi cọc lấy mR = 1 (Không mở rộng)

m2 – Hệ số điều kiện làm việc; m2 = 1

fi – Sức chống tính toán của lớp đất thứ i ở mặt hông của cọc khoan nhồi

Cọc đi qua 4 lớp địa chất

Lớp 4: cát to lẫn sỏi sạn: l4 = 11,35 m ; 2 2

4 79,0N/m 7,9T/m

f tc = =

Thay số vào ta có: Ngh = 0,7.1.[3,14.0,6.(4,8.6,78 + 6,12.2,1 + 6,85.4,77 + 7,9.11,35) + 0,785 1260] = 913,58 T

- Xác định số lợng cọc cần thiết theo công thức

= =0,63285.913,58 =6

gh0,6.N

Dùng cọc khoan nhồi BTCT đờng kính D = 100 cm, chiều sâu đóng cọc 20m

- Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền

P đ = 0,7.m 2 (α1 α2 u.Σl i f tc

i +α3 F.R tc )

Trong đó m 2 : hệ số điều kiện làm việc = 1

R tc : Cờng độ đất nền dới mũi cọc

Tra bảng cờng độ giới hạn đất nền ta có: R tc = 1260 T/m 2

P đ = 0,7.1.[(3,6.4,25+4,1.5,75+2,72.6,45+6,78.4,8+2,1.6,12+0,7.6,85).3,14 + 0,785.1260)] = 926,69 T

- San ủi mặt bằng (dùng máy ủi) Định vị tim cọc.

- Tập hợp máy móc thiết bị vật liệu chuẩn bị thi công mố

Bớc 2:

-Lắp đặt, định vị máy khoan Khoan hạ một đoạn ống vách

-Tiến hành khoan tạo lỗ đến cao độ thiết kế

-Xói hút rửa sạch lỗ khoan, hạ lồng cốt thép

- Đắp đất nón mố và hoàn thiện

Thi công trụ cầu:

Bớc 1:

-Đắp đờng dẫn ra đến vị trí thi công trụ bằng các máy chuyên dụng

Đờng có làm kè chắn đảm bảo ổn định trong quá trình thi công

Bớc 2:

- Đo đạc xác định tim trụ, tim vòng vây cọc ván thép, khung định vị

- Hạ khung định vị, đóng cọc ván thép Vòng vây cọc ván ở đây chỉ đóng hở (chỉ vây từ phía ngoài vào, còn phía trong vì nớc cạn nên không cần đóng)

Bớc 3:

- Đặt sân bê tông trên đảo để máy khoan tiến hành khoan tạo lỗ tạo ống vách thép

- Khoan đến cao độ thiết kế, hạ lồng cốt thép, đổ bê tông cọc.

Bớc 4

- Đào đất ra khỏi vòng vây đến cao độ thiết kế

- Đổ bê tông bịt đáy theo phơng pháp vữa dâng

Tiến hành lao kéo dọc kết cấu nhịp

Tháo bỏ mũi dẫn, và các thiết bị thi công khác

Hạ dầm xuống gối

Bớc 3: Điều chỉnh nội lực bằng cách kích gối trung gian

Bớc 4: Đặt các neo liên kết bản mặt cầu

Đổ bê tông bản

Bớc 5: Hạ dầm xuống gối

Hoàn thiện cầu

Chơng II – phơng án sơ bộ II

Cầu bê tông cốt thép liên tục đúc hẫng

i.giới thiệu chung về phơng án.

1 Sơ đồ cầu và kết cấu phần trên

- Sơ đồ cầu: gồm 3 nhịp liên tục và 2 nhịp dẫn:

Toàn cầu dai 360m

Khổ cầu B = 8 + 2 x 2 + 2 x 0.5m

Lc = 43m + 75m + 100 m + 75m + 43m

- Cầu đợc thi công theo phơng pháp đúc hẫng cân bằng đối xứng

- Mặt cắt ngang dầm: tiết diện hình hộp, có chiều cao thay đổi 6m tại gối và 2.5m tại giữa nhịp và cuối nhịp biên Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật

Parabol đảm bảo yêu cầu chiệu lc và thẩm mỹ

- Mặt cắt ngang dầm dạng hình hộp thành xiên, sờn dầm dày 50cm tại nách trụ, tại đốt hợp long dày 30cm thay đổi từng cấp 5cm, bản nắp hộp không đổi trên suốt chiều dài cầu và dày 30cm Bản đáy hộp thay đổi từ 100cm tại gối đến 60cm tại nách trụ, từ nách trụ đến đốt hợp long thay đổi theo đờng cong parabol (dày 30cm tại giữa nhịp) Chiều dài nhịp lớn nhất là 100m do đó để đảm bảo chống xoắn tốt hơn cho kết cấu nhịp ta thiết kế vách ngăn tại đốt K13 Nhịp chính có đờng biên bản mặt cầu nằm trên đờng cong đứng lồi R = 1800m, độ dốc đầu cầu 3%

- Đoạn nhịp dẫn có chiều cao không đổi trên suốt chiều dài nhịp

- Vật liệu dùng cho kết cấu:

+ Bê tông M400

• Chiều dày nắp hộp: 30cm, không đổi.

+ Tại gia nhip:

250 1300

- Giả thiết đáy dầm có cao độ thay đổi là 1 parabol tại mặt cắt giữa nhịp

- Chọn hệ trục toạ độ nh hình vẽ, lấy gốc toạ độ ở mép dới bản đáy sát đốt hợp long

- Bản nắp nằm trên đờng cong đứng lồi R = 1800m

Phơng trình có dạng:

y = x2/(2xR) – 2,5Coi đơng cong đáy dầm hộp có dạng là đờng cong bậc 2 nh sau:

y = ax2 + bx + c

- Khi chọn đờng cong cao độ đáy dầm ta bỏ qua đốt hợp long và đốt đỉnh trụ vì đáy hộp nằm ngang Vậy parabol đi qua 3 điểm A(0,0), B(47,5 ; 3,5) và C(-47,5 ; 3,5)

Do đó

y1 = 0,0015512 x2

- Tơng tự ta tìm đờng cong thay đổi trên mặt bản đáy:

Đờng cong đi qua 3 điểm:

- Các đốt còn lại chiều dài mỗi đốt nh sau:

II4 Tính toán đặc trng hình học tiết diện dầm hộp

- Để tính toán đặc trng hình học tiết diện dầm hộp theo phơng pháp sau:

[(Y Y ) Y Y ] Y F )

Y X Y (X 12

1 J

) Y )(Y Y X Y (X 6F

1 Y

) Y X Y (X 2

1 F

c

1 m 1

2 1 i i i 1 i 1 i i

1 m 1 i

1 i i i 1 i 1 i i c

1 m 1

+ +

1/2 đốt hợp long đốt hợp long nhịp biên

Bảng kết quả các kích thớc thay đổi của mặt cắt dầm hộp

II.5 Các loại tải trọng tác dụng

5.1 Tỉnh tải giai đoạn I:

Giả thiết trong mỗi đoạn chiều cao dầm thay đổi tuyến tính

Khi tính toán coi nh trọng lợng dầm trong một đốt phân bố đều và có giá trị theo tiết diện giữa đốt.(lấy giá trị trung bình của hai mặt cắt đầu đốt)

- Từ bảng đặc trng hình học ta chạy chơng trình Sap2000 tính và vẽ đờng ảnh hởng kết cấu giai đoạn khai thác:

+ Đờng ảnh hởng phản lực gối tại trụ T1

+ Đờng ảnh hởng phản lực gối tại trụ T2

Đốt L(m) F(m2) qtc(t/m) qtt(t/m) Qtt (T) Xi Mitt= Qtt xi1/2K0 6 12.325 30.813 33.894 147.61 2.50 369.025