Đồ án tốt nghiệp cầu Liên tục, Đồ án tốt nghiệp cầu cầu khung, cầu giàn thép (Kèm bản vẽ)

- Mặt cắt ngang cầu Z dự kiến xây dựng phải được xem xét trên các khía cạnh: - Thoả mãn lưu lượng phương tiện qua cầu trong chu trình dự án.. + Đối với mô men âm giữa các điểm uốn ngược

MỤC LỤC

PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN 5

CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG 6

I VỊ TRÍ XÂY DỰNG CẦU : 6

II ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN : 6

1 Địa hình: 6

2 Địa chất: 6

3 Thủy văn : 7

4 Khí hậu : 7

5 Lượng mưa : 7

6 Độ ẩm không khí : 7

7 Nhiệt độ không khí : 7

8 Gió : 7

CHƯƠNG 2: QUY MÔ CÔNG TRÌNH VÀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ 8

I QUY MÔ CÔNG TRÌNH 8

II QUY MÔ MẶT CẮT NGANG CẦU 8

III TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CẦU 8

1 Quy phạm thiết kế : 8

2 Tải trọng thiết kế : 9

3 Tĩnh không và vị trí khoang thông thuyền : 9

PHẦN II: THIẾT KẾ CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ CẦU 10

CHƯƠNG 1: CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẦU CẦU 10

I QUY PHẠM THIẾT KẾ : 10

II TẢI TRỌNG THIẾT KẾ : 10

1 Tĩnh tải : 10

2 Hoạt tải : 10

3 Tổ hợp tải trọng : 10

III NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU : 11

1 Nguyên tắc lựa chọn kết cấu nhịp cầu chính: 11

2 Nguyên tắc lựa chọn phương án nhịp dẫn : 11

IV.CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU : 11

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN I 13

I GIỚI THIỆU PHƯƠNG ÁN 13

II PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU: 13

1 Kết cấu phần trên: 13

2 Mặt cắt ngang: 13

3 Kết cấu khác: 15

4 Vật liệu: 15

5 Kết cấu phần dưới: 16

III TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC SƠ BỘ: 16

1 Khối lượng nhịp chính: 16

2 Khối lượng nhịp dẫn 18

3 Khối lượng trụ 19

4 Khối lượng mố 20

IV.TÍNH TOÁN SƠ BỘ KHỐI LƯỢNG CỌC CHO MỐ, TRỤ 20

1 Tính toán sức chịu tải của cọc: 20

2 Tính số lượng cọc cho mố: 23

3 Tính số lượng cọc cho trụ dẫn: 26

4 Tính số lượng cọc cho trụ biên 28

5 Tính số lượng cọc cho trụ chính P4 30

V THỐNG KÊ KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU DÙNG TRONG CÔNG TRÌNH 33

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN II 36

I GIỚI THIỆU PHƯƠNG ÁN 36

II PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU: 36

6 Kết cấu phần trên: 36

7 Mặt cắt ngang: 36

8 Kết cấu khác: 38

9 Vật liệu: 38

10 Kết cấu phần dưới: 39

III TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC SƠ BỘ: 39

5 Khối lượng nhịp chính: 39

6 Khối lượng nhịp dẫn 41

7 Khối lượng trụ 42

8 Khối lượng mố 42

IV.TÍNH TOÁN SƠ BỘ KHỐI LƯỢNG CỌC CHO MỐ, TRỤ 43

6 Tính số lượng cọc cho mố: 43

7 Tính số lượng cọc cho trụ dẫn: 45

8 Tính số lượng cọc cho trụ biên 47

9 Tính số lượng cọc cho trụ chính P4 49

V THỐNG KÊ KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU DÙNG TRONG CÔNG TRÌNH 52

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN III 56

I GIỚI THIỆU PHƯƠNG ÁN 56

II PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU 56

1 Kết cấu phần trên: 56

2 Kết cấu phần dưới: 58

59 III TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC 59

1 Khối lượng mố: 59

2 Khối lượng trụ cầu: 60

3 Khối lượng kết cấu nhịp: 60

IV: TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC CHO MỐ TRỤ 63

1 Tính toán số lượng cọc cho mố 63

V DỰ TOÁN GIÁ TRỊ XÂY LẮP 65

CHƯƠNG VI 66

BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỦ YẾU CỦA 3 PHƯƠNG ÁN 66

I THI CÔNG KẾT CẤU PHẦN DƯỚI CỦA 3 PHƯƠNG ÁN 66

II THI CÔNG KẾT CẤU PHẦN TRÊN CỦA 3 PHƯƠNG ÁN 69

VI SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU 72

PHƯƠNG ÁN I: CẦU LIÊN TỤC + CẦU DẪN 72

PHƯƠNG ÁN II CẦU EXTRADOSED: 72

PHƯƠNG ÁN III CẦU VÒM ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG+CẦU DẪN: 73

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KỸ THUẬT 73

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU 75

I THIẾT KẾ CẤU TẠO BẢN MẶT CẦU 75

1 Chọn chiều dày bản mặt cầu 75

2 Cấu tạo áo đường 76

3 Nguyên tắc tính toán: 76

II TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG BẢN MẶT CẦU 77

1 Nội lực phần nhịp bản giữa hai sườn hộp 77

2 Nội lực phần công xôn 80

III THIẾT KẾ CỐT THÉP BẢN MẶT CẦU 83

1 Các thông số thiết kế 83

2 Chọn số bó cáp DƯL trên 1m dài mặt cầu 84

3 Tính toán mất mát ứng suất trước trong cốt thép bản 84

IV KIỂM TRA TIẾT DIỆN THEO CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 88

1 Trạng thái giới hạn sử dụng 88

2 Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ 1 90

3 Kiểm tra lượng cốt thép lớn nhất và nhỏ nhất (theo điều 5.7.3.3) 92

4 Kiểm toán sức kháng cắt cho tiết diện 93

V TÍNH TOÁN CỐT THÉP PHÂN BỐ 97

VI.TÍNH TOÁN CỐT THÉP CO NGÓT VÀ NHIỆT ĐỘ 98

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ DẦM CHỦ 100

I XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHI TIẾT DẦM 100

-II TÍNH TOÁN NỘI LỰC DẦM LIÊN TỤC 102

1 Các giai đoạn hình thành nội lực 102

2 Các tổ hợp tải trọng xét đến 117

III TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM CHỦ 126

1 Sơ bộ xác định diện tích cốt thép ƯST cần thiết 126

IV.TÍNH LẠI ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN 131

Hình II.24 Hình vẽ minh họa tính toán đặc trưng hình học tiết diện 132

a Giai đoạn 1 (chưa có cáp trong ống ghen) 132

b Giai đoạn 2 (có sự tham gia của cáp chịu momen âm và dương) 133

V TÍNH TOÁN MẤT MÁT ỨNG SUẤT: 134

VI.KIỂM TOÁN TIẾT DIỆN 143

2 Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ 1 (điều 5.5.4) 151

VII TÍNH TOÁN TRỤ CẦU 168

I CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA TRỤ 168

1.1 Tĩnh tải 169

1.2 Hoạt tải xe thiết kế (LL) 170

1.3 Tải trọng hãm xe (BR) 171

1.4 Lực va tàu (CV) 173

1.5 Áp lực nước (WA) 173

1.6 Hiệu ứng động đất (EQ) 174

II KIỂM TOÁN TRỤ 175

CHƯƠNG 1: THI CÔNG MÓNG 186

I THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 186

II THI CÔNG CỌC VÁN THÉP 189

III ĐỔ BÊ TÔNG BỊT ĐÁY 193

CHƯƠNG 2: THI CÔNG TRỤ P4 194

I TRÌNH TỰ THI CÔNG 194

II TÍNH TOÁN VÁN KHUÔN THI CÔNG TRỤ 195

CHƯƠNG 3: THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP 200

I NGUYÊN LÝ CỦA PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG HẪNG 200

II TRÌNH TỰ THI CÔNG 200

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CÁNH HẪNG TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG 206

I SƠ ĐỒ TÍNH VÀ TẢI TRỌNG 206

II TÍNH TOÁN THÉP NEO KHỐI ĐỈNH TRỤ 207

PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN

CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG

Cầu Z vượt qua sông Hồng thuộc quy hoạch phát triển kinh tế của tỉnh A Cầu đượcxây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu giao thông giữa 2 khu đô thị lớn của tỉnh A, giúp lưuthông hàng hóa, phát triển kinh tế vùng và an ninh quốc phòng

Sông X là tuyến đường giao thông thủy chính qua khu vực Cấp hạng đường thủy củasông X được bộ GTVT xác định là sông cấp 2 Lưu thông thủy diễn ra quanh năm vớimật độ cao và nhiều phương tiện thủy có trọng tải lớn

 Vì vậy việc xây dựng cầu Z là cần thiết

Với đặc điểm địa hình như vậy có thể nêu một số nhận xét có liên quan đến việc lựachọn vị trí, kết cấu công trình và biện pháp tổ chức thi công:

Việc vận chuyển vật tư, thiết bị thi công công trình có thể sử dụng đường bộ kết hợpvới đường thuỷ đến tận công trình Tuy nhiên để tiếp cận được đến từng vị trí thi côngphải tổ chức bố trí đường phục vụ thi công chạy dọc tuyến nối từ đường hiện hữu tới khuvực xây dựng

Việc bố trí mặt bằng thi công rất thuận lợi do địa hình khu vực xây dựng dọc tuyếnbằng phẳng

2 Địa chất:

ST

Chiều dày (m)HK

2 Sét pha dẻo mềm 12.8 11.3 11.7 12.8 12.3 11.3

-Từ kết quả khoan thăm dò cho thấy:

- Địa tầng ở đây khá ổn định, phân thành từng lớp rõ rệt

- Địa chất được phân bố khá đồng đều ở các lỗ khoan Do đó trụ và mố cầu có thể sửdụng hệ móng cọc Cọc khoan nhồi hoặc cọc đóng sẽ được lựa chọn vào giải phápkết cấu móng

3 Thủy văn :

- Tình hình mưa lũ: Mùa mưa lũ hàng năm xảy ra vào trung tuần tháng 8 đến tháng 11,ngập lũ chủ yếu do mưa ở thượng nguồn sông X, lòng sông khá thoải cho nên khảnăng lũ ở khu vực là thấp

- Các số liệu tính toán thuỷ văn dùng trong thiết kế:

- Lượng mưa trung bình năm: 1800 mm

- Lượng mưa ngày lớn nhất: 520 mm

- Lượng mưa trung bình tháng lớn nhất: 360 mm (tháng 6)

- Lượng mưa trung bình tháng thấp nhất: 47mm ( tháng 12)

7 Nhiệt độ không khí :

- Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm:230C

- Nhiệt độ trung bình mùa đông: 170C

- Nhiệt độ trung bình mùa hè: 300C

8 Gió :

- Hướng gió chính: Mùa đông có gió mùa Đông Bắc thời tiết lạnh ít mưa và khô hanh,mùa hè có gió Tây Nam thời tiết nóng ít mua.Vận tốc gió trung bình hàng năm là 22m/s

CHƯƠNG 2: QUY MÔ CÔNG TRÌNH VÀ TIÊU CHUẨN THIẾT

KẾ

- Quy mô xây dựng: Cầu thiết kế vĩnh cửu

- Tần suất lũ thiết kế: P=1%

- Mặt cắt ngang cầu Z dự kiến xây dựng phải được xem xét trên các khía cạnh:

- Thoả mãn lưu lượng phương tiện qua cầu trong chu trình dự án

- Phù hợp với quy hoạch tuyến đường đầu cầu

Mặt cắt ngang điển hình cầu

1 Quy phạm thiết kế :

Quy trình khảo sát:

- Quy trình khảo sát đường ôtô 22TCN 263-2000

- Quy trình khoan thăm dò địa chất 22TCN 259-2000

- Quy trình đo vẽ bản đồ địa hình theo tiêu chuẩn nghành 96TCN43-90

- Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ôtô đắp trên đất yếu 22TCN262-2000

Quy trình thiết kế:

- Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 4054 - 2005

- Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272 - 05

- Quy trình thiết kế áo đường mềm 22 TCN 211 - 06

- Điều lệ báo hiệu đường bộ 22TCN 237 - 01

- Tính toán dòng chảy tính lũ 22TCN 220 - 95

- Công trình giao thông trong vùng có động đất-Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 211 - 95

- Thiết kế công trình chịu động đất TCXDVN 375-2006

- Quy trình thiết kế công trình và thiết bị phụ trợ thi công cầu

- Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng đường phố + quảng trường TCVN 333 - 2005

- Tham khảo các quy trình, quy phạm khác của nước ngoài hiện có ở Việt Nam

2 Tải trọng thiết kế :

- Tĩnh tải: theo 22TCN 272 – 05

- Hoạt tải: HL93

3 Tĩnh không và vị trí khoang thông thuyền :

- Mực nước thông thuyền ứng với mực nước cao có tần suất 5%: HP5% = -1.5 m

- Tĩnh không:

+ Theo chiều cao: 9 m (tính từ mực nước HP5%)

+ Theo chiều ngang:  60 m

- Vị trí khoang thông thuyền: Dự kiến vị trí khoang thông thuyền được bố trí tại khuvực giữa sông tại nơi có mực nước sâu nhất

PHẦN II: THIẾT KẾ CÁC PHƯƠNG

CHƯƠNG 1: CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẦU CẦU

- Tiêu chuẩn thiết kế cầu: 22 TCN 272 - 05

- Xe ô tô HL93 theo qui định ở điều 3.6 [22TCN 272 - 05] cụ thể như sau:

- Ứng lực lớn nhất của hoạt tải xe phải được lấy theo giá trị lớn hơn của các trườnghợp:

+ Hiệu ứng của xe hai trục thiết kế tổ hợp với tải trọng làn thiết kế

+ Hiệu ứng của xe tải thiết kế tổ hợp với tải trọng làn thiết kế

+ Đối với mô men âm giữa các điểm uốn ngược chiều khi chịu tải trọng rải đềutrên các nhịp và chỉ đối với với phản lực gối giữa thì lấy 90% hiệu ứng của hai

xe tải thiết kế có khoảng cách trục bánh trước xe này cách trục bánh sau xe kia

là 15000mm tổ hợp với 90% hiệu ứng của tải trọng làn thiết kế; khoảng cáchgiữa các trục 145 kN của mỗi xe tải phải lấy bằng 4300mm

3 Tổ hợp tải trọng :

- Tổ hợp tải trọng thẳng đứng của trạng thái giới hạn cường độ I được tính theo:

 i Qi = { PDC + P DW + 1.75(LL + IM) }Trong đó:

1 Nguyên tắc lựa chọn kết cấu nhịp cầu chính:

- Phù hợp với điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ văn khu vực xây dựng cầu

- Là điểm nhấn kiến trúc trong tổng thể công trình và không gian khu vực

- Thoả mãn yêu cầu thông thuyền, kết cấu nhịp chính có khẩu độ lớn đảm bảo yêu cầukhổ thông thuyền H = 9m, B = 60m

- Hạn chế tối đa ảnh hưởng tới khả năng thoát nước dưới cầu

- Khả năng thi công của các đơn vị thi công

- Giá thành xây dựng hợp lý

2 Nguyên tắc lựa chọn phương án nhịp dẫn :

- Rút ngắn thời gian thi công

- Khẩu độ nhịp đảm bảo giảm thiểu ảnh hưởng thoát nước của dòng chảy

- Giá thành công trình hạ

- Trên cơ sở các nguyên tắc trên, các phương án kết cấu được đưa ra để xem xét nhưsau:

 PHƯƠNG ÁN 1 - CẦU ĐÚC HẪNG LIÊN TỤC 3 NHỊP + CẦU DẪN NHỊP GIẢN ĐƠN

- Nhịp chính: Cầu dầm liên tục 3 nhịp: 75m+110m+75m=260m

- Nhịp dẫn: gồm các nhịp cầu Super T bằng BTCT DƯL bán lắp ghép, chiều dài nhịp40m

- Các trụ cầu chính: Bằng BTCT đổ tại chỗ đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính1.5m

- Mố trụ nhịp dẫn: các mố trụ bằng BTCT đổ tại chỗ đặt trên nền móng cọc khoan nhồiđường kính 1.0m

 PHƯƠNG ÁN 2: CẦU KHUNG 3 NHỊP + CẦU DẪN NHỊP GIẢN ĐƠN

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN I

(CẦU LIÊN TỤC 3 NHỊP + CẦU DẪN GIẢN ĐƠN)

- Khổ cầu: (như bảng sau)

Mặt cắt ngang điển hình cầu Z

+ Hai đầu phần nhịp cầu dẫn dốc dọc là 4%

+ Giữa cầu nằm trên đường cong tròn có R = 2752 m

+ Độ dốc ngang cầu là 2% trên toàn cầu

1 Kết cấu phần trên:

- Phần cầu nhịp chính là kết cấu liên tục 3 nhịp, sơ đồ : 75+110+75 thi công theophương pháp đúc hẫng cân bằng Mặt cắt ngang dầm là tiết diện dầm hộp có chiềucao thay đổi, bằng bê tông cấp độ bền B45 CTDUL loại tao cáp 7 sợi xoắn có đườngkính danh định 15,2mm

- Phần cầu dẫn là kết cấu bán lắp ghép dùng dầm super T dài 40m nhịp giản đơn, chiềucao dầm 1750mm, khoảng cách giữa các dầm là 2400mm Bản mặt cầu BTCT đổsau Số lượng nhịp dẫn ở mỗi hướng là 4 nhịp

2 Mặt cắt ngang:

 Mặt cắt ngang dầm nhịp chính:

- Tiết diện : cầu có bề rộng cầu Bc = 15m nên ta chọn dầm liên tục có mặt cắt ngangcầu dạng 1 hộp 2 vách Hộp có dạng thành thẳng bề dày không đổi, có chiều cao thayđổi từ trụ ra giữa nhịp như sau :

+ Chiều cao dầm trên trụ : H =(

+ Chiều cao dầm thay đổi theoo đường cong bậc 2

+ Chiều cao dầm tại vị trí bất kì cách giữa nhịp một đoạn x được tính theo côngthức sau:

Mặt cắt ngang nhịp dẫn

3 Kết cấu khác:

- Khe co giãn dạng răng lược được bố trí ở đầu mố và phần tiếp giáp giữa nhịp chính

và nhịp dẫn.giữa các nhịp Super T bố trí bản liên tục nhiệt

- Gối cầu nhịp dẫn bằng cao su, gối cầu nhịp chính dùng gối cao su chậu thép

- Lan can cầu bằng BTCT và tay vịn bằng ống thép

4 Vật liệu:

- Bê tông: Bê tông dầm dùng loại bê tông cường độ cao có cấp độ bền 45Mpa

+ Bê tông trụ dùng loại bê tông có cấp độ bền 35Mpa

+ Giới hạn chảy : fy = 420 Mpa

+ Mô đun đàn hồi : Es = 2x105 Mpa

- Thép dự ứng lực : Theo tiêu chuẩn ASTM A416M – Grade 270 của hãng VSL

+ Đường kính danh định 1 tao: 15.2 mm

+ Mặt cắt đanh định : Aps =1.41 cm2

+ Cường độ chịu kéo : fpu = 1860 Mpa

+ Cường độ chảy : fpy = 1670 Mpa

+ Mô đun đàn hồi : Eps = 197000 Mpa

- Trụ nhịp chính là trụ thân đặc BTCT hình ô van đặt trên nền móng cọc khoan nhồi cóđường kính D = 1.5m Thân trụ rộng 3m theo phương dọc cầu, 9m theo phươngngang cầu

1 Khối lượng nhịp chính:

- Việc tính toán khối lượng kết cấu nhịp sẽ được thực hiện bằng cách chia dầm thànhnhững đốt nhỏ ( trùng với đốt thi công để tiện tính toán), tính diện tích tại các vị đầumối đốt từ đó tính thể tích của các đốt một cách tương đối bằng cách nhân diện tíchtrung bình của mỗi đốt với chiều dài của nó.

- Sơ đồ phân chia đốt dầm như sau:

+ Khối K0 trên đỉnh trụ dài 12m

+ Đốt hợp long dài 2m

+ Cánh hẫng được chia thanh 11 đốt như sau: 48m = 3@2.5 + 4@3+ 7@3.5 + 4

+ Khối đúc trên đà giáo dài 19m

K0K1K2K3K4K5K6K7K8K9K10K11K12K13K14K15

S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16

0 7

52 5

- Bảng tính tiết diện mặt cắt:

Mặtcắt

Tọađộ

Chiều cao tiếtdiện (m)

Trong đó: Thể tích = diện tích tb x chiều dài

Khối lượng = thể tích x 2.4 T/m3 (trọng lượng riêng của bt)

- Vậy tổng thể tích bê tông sử dụng trong 3 nhịp liên tục là:

- Khối lượng cốt thép thường phần nhịp liên tục là:

+ Chọn hàm lượng cốt thép 2,2kN.m3

Gthép = 6839.412x0.22 = 1504.671 T

- Khối lượng cốt thép DUL phần nhịp chính:

+ Sơ bộ lấy hàm lượng cốt thép UST 64,5kg/m3

+ Kích thước tiết diện của lan can Flc = 0.222m2

+ Số lượng dải lan can 4 dải

+ 2 dầm ngang ở 2 đầu dầm kích thước tiết diện: Fdn = 0.4x1.4 = 0.56m2

+ Chiều dài mỗi dầm Ldn =1.7m

+ Tấm đan BTCT kê lên các dầm chủ có tác dụng như ván khuôn để thi công lớpbản mặt cầu

+ Kích thước tiết diện ngang của tấm đan : Ftd = 8 x 86 = 688 cm2

+ Số lượng dải tấm đan (theo phương dọc cầu) : ntd = 6 dải

+ Bê tông bản mặt cầu:

+ Bản mặt cầu dày 20cm đổ tại chỗ, rông theo phương ngang cầu 15m

- Lan can :

+ Kích thước tiết diện của lan can Flc = 0.222m2

+ Số lượng dải lan can 4 dải

1 nhịp

Sốnhịp

Thểtích(m3 )

Trọnglương(T)

- Bảng tính khối lượng công tác trụ cầu:

Tên trụ Diện tíchtiết

diện(m2)

Chiềucaothântrụ(m)

Thểtíchthântrụ(m3)

Thểtíchxàmũ(m3)

Thểtích bệmóng(m3)

Thểtíchgốikê(m3)

Tổngthêtích(m3)

Khốilượng (T)

PMố = 2.4xVMố+Gtm = 2.4x245.55+ 20.45= 609.8 (T)

1 Tính toán sức chịu tải của cọc:

 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

- Sức kháng nén theo vật liệu của cọc BTCT có thể tính theo công thức sau:

Pr = Pn = [0.85fc(Ag-As) + Asfy]Trong đó:

+  là hệ số sức kháng  = 0.75

+  là hệ số triết giảm =0.85 với đai xoắn, 0.8 với đai thường

+ Fc là cường độ chịu nén 28 ngày của bê tông cọc fc =30MPa

+ Ag là diện tích tiết diện thân cọc

+ Fy cường độ chảy của cốt thép fy = 420MPa

 Sức chịu tải của cọc theo đất nền:

- Theo điều 10.7.3.2 - 22TCN 272-05 Sức kháng đỡ của cọc được tính theo công thứcsau:

Qr = η(.Qn) = η (qp.Qp + qs.Qs)

- Với: Qp = qp.Ap và Qs = qs.As

+ qp: Sức kháng đỡ đơn vị của mũi cọc (Mpa).

+ qs: Sức kháng đỡ đơn vị của thân cọc (MPa)

+ As: Diện tích bề mặt thân cọc (mm2)

+ Ap: Diện tích của mũi cọc (mm2)

+ qp: hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc cho trong bảng 10.5.5-322TCN272.05

+ qs: hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc cho trong bảng 10.5.5-3 22TCN

Horvath & Kenny, 1979

0.550.65

- Sức kháng thân cọc trong đất rời có thể xác định theo công thức của Reese và Wrightvới các kí hiệu như sau:

+ f = Góc ma sát

+ N = Số nhát búa SPT chưa hiệu chỉnh (búa/300 mm)

+ V' = ứng suất có hiệu thẳng đứng (MPa)

qS = 0.00021.(N – 53) + 0.15Trong tính toán sử dụng công thức theo phương pháp α trong đất dính và sử dụng côngthức của Reese và Wright trong đất rời

 Sức kháng mũi cọc.

- Sức kháng mũi cọc trong đất dính có thể xác định theo Reese và O'Neill, 1988 (Điều10.8.3.3.2 TCN 272.05):

qp=Nc.Su≤4 với Nc=6.[1+0.2(Z/D)] ≤ 9Trong đó:

Su: Cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình (MPa)

D: đường kính cọc (mm)

Z: độ xuyên cọc khoan (mm)

+ Sức kháng mũi cọc trong đất rời có thể xác định theo các công thức như trong bảng10.8.3.4.3-1 TCN 272.05, với các kí hiệu:

D = Đường kính của cọc khoan (mm)

DP = Đường kính mũi cọc khoan (mm)

Db = Chiều sâu chôn của cọc khoan trong lớp chịu lực là cát (mm)

Bảng II.2: Bảng 10.8.3.4.3-1 22TCN 272-05.

Tham khảo Mô tả

Touma và Reese (1974)

Rời: qp(MPa) = 0.00Chặt vừa: qp=1.5/kRất chặt: qp=3.8/k

k = 1 đối với Dp≤500 mmk=0.6Dp đối với Dp≥500 mmchỉ dùng khi Db>10D

<0.13 Ncorr đối với cát

<0.096 Ncorr đối với bùn không dẻo

+ Trọng lượng bản thân kết cấu nhịp

+ Tải trọng do hoạt tải tác dụng

- Trọng lượng bản thân mố tác dụng ở mức đáy móng : P1 = 609.8 T

- Trọng lượng bản thân kết cấu nhịp :

+ Tải trọng bản thân dầm chủ : g1 = 1.25 x 0.606 x 6 x 2.4 = 10.908 T/m

+ Tải trọng bản thân dầm ngang : g2 = (1.25 x 0.56 x 2 x 1.7 x 2.4)/40 = 0.143T/m

+ Tải trọng bản thân tấm đan : g3 = 1.25 x 0.0688 x 6 x 2.4 = 1.24 T/m

+ Tải trọng bản thân bản mặt cầu : g4 = 1.25 x 3.6 x 2.4 = 10.8 T/m

+ Tải trọng bản thân lớp phủ : g5 = 1.5 x 1.2 x 2.25 = 4.05 T/m

+ Tải trọng bản thân lan can : g6 = 1.25 x 0.222 x 4 x 2.4 = 2.66 T/m

DC.DC = g1+ g2 +g3 +g4 +g6 = 25.75 T/m

DW.DW = 4.05 T/m

- Tổ hợp tải trọng bản thân kết cấu nhịp tác dụng lên mố:

P2 = i.Pi = [DC.DC.DC + DW.DW.DW]

Trong đó :

+ = 0.950.951.05 =0.95

+ I : hệ số tải trọng lấy theo TCN 272-05

+ DC , DW là diện tích đường ảnh hưởng

- Vậy ta có : P2 = 0.95x(25.75x20+4.05x20) = 566.2 T

- Phản lực thẳng đứng do hoạt tải truyền từ kết cấu nhịp:

Xếp tải lên đường ảnh hưởng áp lực mố:

+ Lực thẳng đứng tác dụng lên gối do xe tải:

+ Lực thẳng đứng do tải trọng người đi bộ:

Vậy sức kháng hữu hiệu của cọc : [P] = 0.8x(230.47 +123) = 282.78T

Ta có sô lượng cọc sơ bộ cho mố:

n= 1.5x = 1.5x

1405.385282.78 = 7.54 cọcVậy chọn sơ bộ số cọc là 8 cọc

3 Tính số lượng cọc cho trụ dẫn:

Tải trọng tác dụng:

- Phản lực thảng đứng do hoạt tải từ kết cấu nhịp

Vậy DC = (g1+g2+g3+g4+g5).DC = 20.604x80x0.5=824.16 T

DW = g6.DW =2.7x80x0.5=132.3 T

- Phản lực thẳng đứng do hoạt tải truyền từ kết cấu nhịp:

 Trường hợp 1: xe tải thiết kế và tải trọng làn thiết kế:

 Vậy tải trọng do tác dụng lên trụ (chưa kể trọng lượng trụ) :

Pi = i Qi = { PDC + P DW + 1.75(LL + PL) }=

0.95[1.25x824.16 + 1.5x132.3 + 1.75(194.28)] = 1530.11 T

Vậy sức kháng hữu hiệu của cọc : [P] = 0.8x(370.718+276.86) = 518.06 T

Ta có sô lượng cọc sơ bộ cho mố:

n= 1.5x = 1.5x

2529.47518.06 = 7.3 cọcVậy chọn sơ bộ số cọc là 8 cọc

R7 50

cä

c d 1.5m

+ Tĩnh tải từ đốt đúc trên đà giáo+1/2 HL

Tải trọng bản thân dầm chủ g1 = 21.84 T/mLan can g5 = 2.13 T/mLớp phủ g6 = 3.0375 T/mVậy DC=21.84x20x0.5 = 218.4 T

145kn 145kn 35kn wlan

0.8925 1

 Vậy tải trọng do tác dụng lên trụ (chưa kể trọng lượng trụ) :

Vậy sức kháng hữu hiệu của cọc : [P] = 0.8x(389.30+276.86) = 532.92 T

Ta có sô lượng cọc sơ bộ cho mố:

n= 1.5x = 1.5x

2748.66532.92 = 7.73 cọcVậy chọn sơ bộ số cọc là 8 cọc

R7 50

cä

c d 1.5m

0.989

wlan110kn 110kn

0.825 0.785 0.746

LL = 90%[n.m.(1+ IM/100).(Pi.yi )+n.m.Wlàn.]=

0.9[4x0.65x1x(0.9427x145+1x145+0.961x35+0.825x145+0.785x145+0.746x35)+4x0.65x9.3x92.5)] = 3358.21941 KN

 Vậy tải trọng do tác dụng lên trụ (chưa kể trọng lượng trụ) :

- Khối lượng bê tông sẽ được tính dựa theo kích thước hình học của các cấu kiện còn khối

lượng cốt thép sẽ được tính dựa vào tỷ lệ so với bê tông của các công trình đã xây dựng

và theo định mức dự toán cơ bản của Bộ Xây dựng ban hành

- Tổng mức đầu tư được lập dựa trên những căn cứ sau:

+ Sự thống kê vật liệu toàn cầu

của Bộ xây dựng

+ Giá ca máy và thiết bị xây dựng số 1260/1998/QĐ-BXD ngày 28 tháng 11 năm

1998 của Bộ xây dựng

+ Giá vật tư, vật liệu lấy theo mặt bằng giá tại thời điểm lập

+ Tiền lương và các khoản phụ cấp theo thông tư số 23/BXD-VTK ngày 15 tháng

12 năm 1994 của Bộ xây dựng

+ Thông tư số 01/1999/TT-BXD ngày 16 tháng 01 năm 1999 của Bộ xây dựng,hướng dẫn lập dự toán công trình xây dựng cơ bản theo luật thuế giá trị gia tăng

và thuế thu nhập doanh nghiệp

+ Các chi phí theo tỷ lệ được rút ra từ các công trình đã làm

+ Kết quả thống kê khối lượng vật liệu toàn cầu được thể hiện dưới dạng bảngnhư sau

Bảng thống kê khối lượng phương án 1

I KẾT CẤU PHẦN TRÊN

20 Cọc khoan nhồi D1.5m m 2880

I TỔNG MỨC ĐẦU TƯ PHƯƠNG ÁN 1

Tổng mức đầu tư phương án 1.

Số

Khối lưượng

Đơn giá (Đồng)

Thành tiền (Đồng)

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN II

- Khổ cầu: (như bảng sau)

Mặt cắt ngang điển hình cầu Z

+ Hai đầu phần nhịp cầu dẫn dốc dọc là 4%

+ Giữa cầu nằm trên đường cong tròn có R = 3753 m

+ Độ dốc ngang cầu là 2% trên toàn cầu

6 Kết cấu phần trên:

- Phần cầu nhịp chính là kết cấu liên tục 3 nhịp, sơ đồ : 95+150+95 thi công theophương pháp đúc hẫng cân bằng Mặt cắt ngang dầm là tiết diện dầm hộp có chiềucao thay đổi, bằng bê tông cấp độ bền B45 CTDUL loại tao cáp 7 sợi xoắn có đườngkính danh định 15,2mm

- Phần cầu dẫn là kết cấu bán lắp ghép dùng dầm super T dài 40m nhịp giản đơn, chiềucao dầm 1750mm, khoảng cách giữa các dầm là 2400mm Bản mặt cầu BTCT đổsau Số lượng nhịp dẫn ở mỗi hướng là 4 nhịp

7 Mặt cắt ngang:

 Mặt cắt ngang dầm nhịp chính:

- Tiết diện : cầu có bề rộng cầu Bc = 15m nên ta chọn dầm liên tục có mặt cắt ngangcầu dạng 1 hộp 2 vách Hộp có dạng thành thẳng bề dày không đổi, có chiều cao thayđổi từ trụ ra giữa nhịp như sau :

+ Chiều cao dầm trên trụ : H =(

+ Chiều cao dầm thay đổi theoo đường cong bậc 2

+ Chiều cao dầm tại vị trí bất kì cách giữa nhịp một đoạn x được tính theo côngthức sau:

Mặt cắt ngang nhịp dẫn

8 Kết cấu khác:

- Khe co giãn dạng răng lược được bố trí ở đầu mố và phần tiếp giáp giữa nhịp chính

và nhịp dẫn.giữa các nhịp Super T bố trí bản liên tục nhiệt

- Gối cầu nhịp dẫn bằng cao su, gối cầu nhịp chính dùng gối cao su chậu thép

- Lan can cầu bằng BTCT và tay vịn bằng ống thép

9 Vật liệu:

- Bê tông: Bê tông dầm dùng loại bê tông cường độ cao có cấp độ bền 45Mpa

+ Bê tông trụ dùng loại bê tông có cấp độ bền 35Mpa

+ Giới hạn chảy : fy = 420 Mpa

+ Mô đun đàn hồi : Es = 2x105 Mpa

- Thép dự ứng lực : Theo tiêu chuẩn ASTM A416M – Grade 270 của hãng VSL.

+ Đường kính danh định 1 tao: 15.2 mm

+ Mặt cắt đanh định : Aps =1.41 cm2

+ Cường độ chịu kéo : fpu = 1860 Mpa

+ Cường độ chảy : fpy = 1670 Mpa

+ Mô đun đàn hồi : Eps = 197000 Mpa

- Trụ nhịp chính là trụ thân đặc BTCT hình ô van đặt trên nền móng cọc khoan nhồi cóđường kính D = 1.5m Thân trụ rộng 3m theo phương dọc cầu, 9m theo phươngngang cầu

5 Khối lượng nhịp chính:

- Việc tính toán khối lượng kết cấu nhịp sẽ được thực hiện bằng cách chia dầm thànhnhững đốt nhỏ ( trùng với đốt thi công để tiện tính toán), tính diện tích tại các vị đầumối đốt từ đó tính thể tích của các đốt một cách tương đối bằng cách nhân diện tíchtrung bình của mỗi đốt với chiều dài của nó

- Sơ đồ phân chia đốt dầm như sau:

+ Khối K0 trên đỉnh trụ dài 14m

+ Đốt hợp long dài 2m

+ Cánh hẫng được chia thanh 23 đốt như sau: 9@2.5+9@3+5@3.5=67

+ Khối đúc trên đà giáo dài 19m

2

1.50

K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12 K13 K14 K15 K16 K17 K18 K19 K20 K21 K22 K23

S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21 S22 S23 S24