THUYET MINH cầu luc

Bản vẽ và thuyết minh tính toán cầu dầm bản bê tông cốt thép căng trước Cao độ mực nước lịch sử : Hmax= 34.33 m Cao độ H1% : H1% = 27.33 m Cao độ mực nước thông thuyền : Htt = 24.33 m Cao độ mực nước thấp nhất : Htn = 22.33 m

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU

NĂM 2016

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ CƠ SỞ 4

1.1 SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CẦU 4

1.1.1 Giao thông 4

1.1.2 Quy hoạch đô thị và phát triển kinh tế khu vực 4

1.1.3 Hiện trạng khu vực 4

1.1.4 Sự cần thiết phải xây dựng cầu 4

1.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 5

1.2.1 Vị trí công trình 5

1.2.2 Điều kiện tự nhiên 5

1.3 QUY MÔ VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU CẦU CẨM KHÊ 9

1.3.1.1 Quy mô 9

1.3.1.2 Tiêu chuẩn thiết kế 9

1.4 CÁC NGYÊN TẮC CHỌN PHƯƠNG ÁN CẦU 9

1.5 Nguyên tắc thiết kế 10

1.6 Chọn vị trí xây dựng cầu 10

1.7 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN CẦU 12

1.7.1 HAI PHƯƠNG ÁN ĐỀ XUẤT 12

1.7.2 TÍNH KHỐI LƯỢNG 15

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ KỸ THUẬT 22

CẦU DẦM BẢN DỰ ỨNG LỰC KÉO TRƯỚC 22

1 CÁC LOẠI VẬT LIỆU 22

1.1 Cốt thép DƯL 22

1.2 Vật liệu bê tong 22

2 BỐ TRÍ CHUNG MẶT CẮT NGANG CẦU 23

3 LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ 23

3.1 Hệ số sức kháng 23

3.2 Các hệ số cho tĩnh tải 23

4 TÍNH TOÁN NỘI LỰC DẦM CHỦ DO TĨNH TẢI 24

4.1 Các tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ 24

4.2 Xác định nội lực dầm chủ 25

5 NỘI LỰC DẦM CHỦ DO HOẠT TẢI 29

5.1 Mômen do hoạt tải gây ra 29

5.2 Lực cắt do hoạt tải gây ra 35

5.3 Tổ hợp nội lực 39

6 TÍNH VÀ BỐ TRÍ THÉP DỰ ỨNG LỰC 42

6.1.Xác định lượng cốt thép DƯL trong dầm 42

6.2 Bố trí cáp dự ứng lực 43

7 KIỂM TRA THEO CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 46

7.1 Kiểm tra theo THGH cường độ 1 46

7.2 Kiểm tra độ võng 48

8 TÍNH TOÁN CÁC MẤT MÁT ỨNG SUẤT 50

8.1 Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi 51

8.2 Mất mát ứng suất do co ngót 52

8.3 Mất mát do từ biếnfpCR : 52

8.4 Tính toán mất mát ứng suất do sự chùng của cáp DƯL 53

9 KIỂM TOÁN DẦM 54

9.1 Kiểm tra dầm trong giai đoạn truyền lực 54

9.2 Kiểm tra dầm ở TTGH sử dụng 56

9.3 Kiểm tra dầm ở TTGH cường độ 57

Kết Luận 61

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ CƠ SỞ1.1 SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CẦU

1.1.1 Giao thông.

Vị trí Sông Hồng là cửa ngõ để thông qua các tỉnh thành phố lân cận Vị trí thuận lợi

về giao thông và kinh tế yêu cầu cần có cầu thông qua để giảm thiểu ùn tắc giao thông vàthúc đẩy phát triển kinh tế và các ngành khác

Khi yêu cầu giao thông ngày càng tăng thì mật độ xe chạy qua cầu ngày càng nhiềunhằm phục vụ cho sự phát triển kinh tế xã hội của các địa phương và an ninh quốc phòngkhi cần thiết

Cây cầu qua Sông Hồng nối địa phận huyện Lâm Thao với huyện Tam Nông tỉnhPhú Thọ đã được xây dựng từ lâu dưới tác dụng của môi trường do đó nó không thể đáp ứngtốt được các yêu cầu cho giao thông với lưu lượng xe cộ ngày càng tăng cao hiện nay

Hai là tuyến đường hai bên cầu đã được nâng cấp do đó lưu lượng xe chạy qua cầu bịhạn chế nên vấn đề đặt ra xây thêm cây cầu mới để đáp ứng nhu cầu giao thông

1.1.2 Quy hoạch đô thị và phát triển kinh tế khu vực.

Cùng với tốc độ phát triển kinh tế của cả nước, kinh tế của các địa phương trongtỉnh Phú Thọ và các địa phương lân cận, khi chưa có cầu mới thì việc giao lưu hàng hoá và

đi lại của các địa phương gặp rất nhiều khó khăn Nên việc xây dựng cầu mới sẽ cải thiện cơ

sở hạ tầng và mở ra hướng phát triển của các địa phương đó

1.1.3 Hiện trạng khu vực.

Vị trí cầu bắc qua sông Hồng có vị trí quan trọng trong việc lưu thông đi lại của ngườidâncùng với sự phát triển mạnh của tỉnh, do vậy lượng lưu thông qua vị trí này rất đông

1.1.4 Sự cần thiết phải xây dựng cầu.

Ngoài ý nghĩa mở thông 1 cửa ngõ của địa phương, tạo điều kiện đẩy nhanh quátrình đô thị hoá khu vực, còn góp phần nâng cao chất lượng cảnh quan đô thị, giảm thiểu tácđộng môi trường

Đối với cả khu vực nghiên cứu thì việc xây dựng cầu có ý nghĩa to lớn trên nhiềuphương diện: về an ninh quốc phòng, về kinh tế, về mặt chính trị xã hội

Qua quy hoạch tổng thể xây dựng và phát triển của tỉnh và nhu cầu vận tải quaSông Đà nên việc xây dựng cầu mới là cần thiết Cầu mới sẽ đáp ứng được nhu cầu giao

thông ngày càng cao của địa phương Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho các ngành kinh tếphát triển đặc biệt là ngành công nghiệp.

Cầu Cẩm Khê nằm trên tuyến quy hoạch mạng lưới giao thông quan trọng của tỉnhPhú Thọ Nó là cửa ngõ là mạch máu giao thông quan trọng giữa tỉnh và các vùng kinh tếmới, góp phần vào việc giao lưu và phát triển kinh tế tỉnh, văn hóa xã hội của tỉnh

Về kinh tế: phục vụ vận tải sản phẩm hàng hóa, nguyên vật liệu, vật tư qua lại giữahai khu vực, là nơi giao thông hàng hóa trong tỉnh đặc biệt khi các khu công nghiệp được

mở ra thì đây là tuyến quan trọng quá trình vận chuyển hàng hóa từ khu này sang nơi kháccùng như ra ngoài tỉnh

Do tầm quan trọng như trên, nên việc cần thiết phải xây dựng cầu mới là cần thiết vàcấp bách nằm trong quy hoạch phát triển kinh tế chung của tỉnh

1.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

1.2.1 Vị trí công trình.

* Vị trí tiểu dự án 2.

Tiểu dự án 2 :thuộc vị trí hạ lưu Sông Hồng nối huyện Tam Nông tỉnh Phú Thọ vớihuyện Lâm Thao tỉnh Phú Thọ với tổng chiều dài đoạn tuyến là 150m

+ Điểm đầu : thuộc địa phận huyện Tam Nông –tỉnh Phú Thọ

+ Điểm cuối : thuộc địa phận huyện Lâm Thao –tỉnh Phú Thọ

1.2.2 Điều kiện tự nhiên.

1.2.2.1 Địa hình khu vực cầu.

Cầu Cẩm Khê bắc qua hạ lưu sông Hồng là một sông nằm giữa 2 huyện Tam Nông vàLâm Thao tỉnh Phú Thọ, nằm trên đường quốc lộ 32C giao với Đường TL320 Sông có lòngsông ổn định, nơi có nước chảy đều, không có xoáy

`1.2.2.2 Khí hậu khu vực cầu đi qua.

Đoạn tuyến khảo sát nằm trong vùng khí hậu vùng núi mang đặc trưng của vùngkhí hậu nhiệt đới gió mùa,chia thành hai mùa rõ rệt, , có một mùa đông lạnh Mùa mưa kéodài từ tháng VI đến tháng X có gió mùa hạ mát,gây mưa.Mùa khô bắt đầu từ tháng XI đếntháng V năm sau, có gió mùa đông lạnh khô

Sau đây là một số đặc trưng khí hậu:

a Nhiệt độ:

Nhiệt độ không khí trung bình tháng năm: 20.90C

Nhiệt độ không khí tối cao tuyệt đối: 41.20 C

Nhiệt độ không khí tối thấp tuyệt đối: 5.10 C

Bảng 2: Bảng lượng mưa trung bình tháng (mm)

1.2.2.3 Đặc điểm thuỷ văn.

a Đặc điểm thủy văn khu vực

Toàn bộ khu vực cầu Cẩm Khê trong lưu vực khí hậu chia làm hai mùa rõ rệt, mùamưa kéo dài từ tháng V đến tháng X và mùa khô từ tháng XI đến tháng V năm sau:

Mưa phân bố đều và dạng địa hình trên khu vực sôngdo đó ảnh hưởng trực tiếpđến phân bố dòng chảy.Lượng mưa khá phong phú nhưng phân bố không đều theo khônggian Lượng mưa năm khá lớn nhưng chủ yếu tập trung vào mùa mưa Lượng mưa năm biếnđộng rất mạnh so với yếu tố khí tượng khác, giá trị cực đại tiểu cực đại của lượng mưa cóthể chênh nhau từ hai đến ba lần.

Chế độ nước trên sông Hồng chia thành hai mùa rõ rệt, mùa lũ bắt đầu từ tháng V

và kết thúc vào tháng X Mùa lũ chậm dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam Lũ lớn nhất ở phíaTây Bắc của lưu vực xuất hiện vào tháng VIII, phần còn lại là tháng IX Mùa cạn bắt đàu từtháng XI và kết thúc vào tháng IV, tháng cạn nhất là tháng III

Dòng chảy trên lưu vực sông Hồng được hình thành từ mưa là chủ yếu Tổng

Thời gian lũ lên tương đối ngắn, đa số các trận lũ lớn là 3 đến 7 ngày Ba tháng dòng chảylớn nhất là tháng 6,7, 8chiếm tới 54 đến 55 lượng dòng chảy năm Trận lũ lịch sử ở hạ lưusông Hồng xuất hiện vào tháng 8/1971

Theo đề bài cho số liệu thủy văn tính toán như sau:

-Cao độ mực nước lịch sử : Hmax= 34.33 m

-Cao độ H1% : H1% = 27.33 m

-Cao độ mực nước thông thuyền : Htt = 24.33 m

-Cao độ mực nước thấp nhất : Htn = 22.33 m

b Đặc điểm thuỷ văn khu vực cầu Cẩm Khê.

Thuỷ văn tại cầu CẨM KHÊ sau khi tính toán có kết quả như sau :

toán

Số liệu thủy văn,thủy lực nướcMực

thuỷđiện(m)

Khẩu độ(m)F

(Km2)

QP(m3/s)

HP(m)

VP(m/s)

Qua công tác khoan thăm dò địa chất công trình, công tác thí nghiệm mẫu đất trongphạm vi và chiều sâu nghiên cứu, địa tầng trong khu vực khảo sát từ trên xuống gồm các lớpđất đá (công tác khoan thăm dò địa chất được thực khoan 1 lỗ) như sau :

Lớp 1: Cát hạt trung, sạn nhỏ màu vàng, trạng thái dời dạc Lớp đất này xuất hiệnhầu hết ở các lỗ khoan và có bề dày 5m

để cùng nhau giải quyết

1.3 QUY MÔ VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU CẦU CẨM KHÊ.

1.3.1 Quy mô và tiêu chuẩn kỹ thuật.

Cầu Cẩm Khê bắc qua sông Hồng thuộc địa phận huyện Tam Nông nối với huyện Lâm

mố)

1.3.1.1 Quy mô.

- Cầu xây dựng vĩnh cửu bằng bê tông cốt thép

- Tải trọng thiết kế : HL93, người đi 3.10-3 MPa

- Sông cấp V có khổ thông thuyền: 25 x 3.5 m

- Cầu nằm trên đường thẳng vuông góc với dòng chảy

- Đường 2 đầu cầu theo tiêu chuẩn chung của cấp đường

1.3.1.2 Tiêu chuẩn thiết kế.

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

- Đường ô tô-yêu cầu thiết kế TCVN4054-05

- Tính toán các đặc trưng dòng chảy lũ 22TCN220-95

- Điều lệ báo hiệu đường bộ 22TCN237-01

- Các tiêu chuẩn khác theo khung tiêu chuẩn đã được Bộ GTVT phê duyệt

1.4 CÁC NGYÊN TẮC CHỌN PHƯƠNG ÁN CẦU.

Việc lựa chọn phương án xây dựng cầu dựa trên 3 nguyên tắc cơ bản sau:

- Đảm bảo về mặt kinh tế, đảm bảo rẻ tiền và hoàn vốn nhanh

- Đảm bảo về mặt kỹ thuật, đủ khả năng chịu lực theo thiết kế đảm bảo ổn định vàtuổi thọ cao

- Đảm bảo về mặt mỹ quan, thẩm mỹ hoà cùng với cảnh quan xung quanh tạo dángđẹp

Dựa trên các nguyên tắc đó ta đi vào phân tích những yếu tố cần chú ý:

+ Phương án lập ra phải dựa vào điều kiện địa chất thuỷ văn và sông có thôngthuyền

+ Cố gắng sử dụng định hình sẵn có để thi công cơ giới hoá, thuận tiện cho việc thicông và giảm giá thành, chế tạo theo định hình.

+ Tận dụng vật liệu có sẵn ở địa phương

+ Áp dụng các điều kiện và phương pháp thi công tiên tiến

1.5 Nguyên tắc thiết kế.

Trước khi bước vào thiết kế các phương án, sinh viên cần trang bị tốt các kiếnthức về nguyên tắc thiết kế và căn cứ vào đó để triển khai các ý tưởng Cho nên, phần nàysinh viên có thể viết là:“Trong khi thiết kế, em áp dụng các nguyên tắc sau đây:

- Đảm bảo an toàn cho người và phương tiện tham gia giao thông;

- Đáp ứng các yêu cầu khai thác chủ yếu như; độ bền, dễ kiểm tra, thuận tiện duy tu,đảm bảo độ cứng, xét đến khả năng mở rộng cầu trong tương lai

- Kết cấu cầu phù hợp với trình độ và năng lực thi công hiện tại

- Đảm bảo tính thông thoáng và thẩm mỹ cao

- Các yếu tố tuyến trên mặt bằng phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật tương ứng vớivận tốc thiết kế

- Mặt bằng tuyến phù hợp với các quy hoạch hai bên đường và các dự án khác cóliên quan

- Tuyến phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật và hạn chế tới mức thấp nhất khốilượng xây dựng và giải phóng mặt bằng Tuy nhiên, cũng phải đảm bảo an toàn và êm thuậntới mức tối đa cho người và phương tiện khi tham gia giao thông

- Phối hợp hài hoà giữa các yếu tố: bình đồ- trắc dọc - trắc ngang - cảnh quan

- Hạn chế ảnh hưởng đến môi trường trong quá trình thi công như độ rung và tiếng

Phù hợp với quy hoạch phát triển giao thông trong khu vực, ít tác động đếnmôi trường dân sinh và xã hội

Thuận lợi cho hoạt động giao thông ;

Thoả mãn các tiêu chuẩn về các yếu tố hình học của tuyến và cầu;

Thoả mãn yêu cầu về thuỷ văn thuỷ lực;

Thuận lợi cho thi công và tổ chức thi công;

Có giá thành xây lắp công trình hợp lý

Đối với những cầu nhỏ (L < 25m) và cầu trung (L = 25 - 100m) vị trí cầu được lựachọn phụ thuộc vào vị trí tuyến đường do đó cầu có thể chéo, cong hoặc nằm trên dốc Đốivới cầu lớn (L > 100m), vị trí tuyến đường phụ thuộc vào vị trí cầu, do đó yêu cầu ngườithiết kế phải có tầm nhìn tổng quát về mặt kỹ thuật, quy hoạch và kinh tế khi chọn vị trícầu.Vị trí này cần đáp ứng các yêu cầu sau:

- Phù hợp với các yêu cầu chung của mặt bằng tuyến và quy hoạch chung của dự án

và của khu vực,

- Vị trí cầu có thể vuông góc và không vuông góc với dòng chảy(sai lệch trên bình

thoát nước, tính toán xói lở Nên đặt ở đoạn sông thẳng để tránh xói lở và đoạn hẹp(thì cầnlưu ý vấn đề xói lở do thắt hẹp dòng chảy)

-Trắc dọc cầu phải đảm bảo sự êm thuận theo toàn tuyến, bố trí đường cong đứng,cong nằm theo quy định

- Cầu phải đặt trên đoạn sông có lòng sông ổn định, nơi có nước chảy đều, không cóxoáy, ít bị bồi lắng, nằm cách vị trí giao nhau giữa các sông tối thiểu 1,5 lần chiều dài nhịpthoát nước của cầu,

- Vị trí giữa của mỗi kết cấu nhịp phải đặt trùng với trục của dòng chảy, trên cơ sởcần tính đến khả năng biến đổi lòng sông trong quá trình khai thác

- Phải đảm bảo để các trục dòng chảy của các nhịp song song với nhau(lệch nhau

thoát nước Không được để trụ cầu hướng dòng chảy làm xói lở mố cầu

Căn cứ vào các nguyên tắc và yêu cầu trên, em quyết định chọn vị trí xây dựng cầutheo hướng tuyến điều chỉnh thẳng hơn, phù hợp hơn với quy hoạch tổng thể đã được phêduyệt mà không xây dựng tại vị trí cầu cũ nữa

1.7 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN CẦU.

Việc đề xuất và lựa chọn phương án cầu là một bài toán tổng thể nhiềumặt: kỹ thuật công nghệ, quy hoạch, môi trường, kinh tế rất phức tạp Để chọn được phương

án tốt nhất, người ta phải thành lập nhiều phương án, sau đó tính toán cụ thể từng phương án

và đánh giá chung Các phương án cầu nêu ra phải được thỏa mãn các yêu cầu về kỹ thuật:phù hợp với điều kiện địa hình, địa chất thủy văn, đảm bảo độ bền, độ cứng, tuổi thọ, đồngthời phải thỏa mãn các yêu cầu về kinh tế: giá thành công trình hạ, thời gian xây dựng côngtrình ngắn gắn với các phương án phân chia nhịp và các loại bộ phận kết cấu cầu khác nhau.Ngoài ra, khi lựa chọn phương án còn cần chú ý đến công nghệ thi công, điều kiện khai thácduy tu bảo dưỡng, ý nghĩa quốc phòng và yêu cầu mỹ quan của công trình Những yêu cầunày, tùy từng nơi, từng lúc có thể trở thành yêu cầu khống chế

Trong khuôn khổ đồ án môn học, em đề xuất 2 phương án phân nhịp cầu với 02dạng kết cấu

Căn cứ vào điều kiện địa chất, khí hậu, thủy văn, nhu cầu vận tải, năng lực thicông, quy hoạch tuyến đường, khả năng cung ứng vật tư địa phương, xu hướng thiết kế hiệnhành và nhiệm vụ thiết kế được giao, ta có thể chọn loại cầu dầm bản BTCT dự ứng căngtrước

1.7.1 HAI PHƯƠNG ÁN ĐỀ XUẤT.

1.7.1.1 PHƯƠNG ÁN I: CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BÊTÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC CĂNG TRƯỚC DẦM BẢN RỖNG.

Mặt cắt ngang tại vị trí giữa nhịp:

Líp BTN dµy 7cm Líp phñ mÆt cÇu dµy 0.4cm B¶n mÆt cÇu dµy 20cm

11000

Thông số chính của cầu:

Số lượng dầm dọc trong MCN n (cái) =11 cái;

Số nhịp cầu m (nhịp) =5 nhịp;

Chiều dài nhịp cầu(m) =26 m;

Loại dầm, chiều cao(m) =0.95 m;

Tổng số dầm dọc trên toàn kết cấu nhịp m*n (cái)=55cái

Bề rộng 1 bên phần bộ hành B2 = 1.5(m) Cao hơn so với mặt cầu hbh (m) =0.3 m;;

Bề rộng ½ phần xe chạy B1 (m.) =3.5 m;

Bề rộng cọc lan can 1 bên cầu B3 (m) =0.5 m;

Chiều dày lớp phủ mặt cầu(hlp) =75mm

Bề rộng mặt cắt ngang kết cấu nhịp cầu: Bcau = B0 + 2*(B1 + B2 + B3) =11 m

Số lượng khe co giãn(khe)=6 khe;

Loại gối cầu, số lượng(cái) = 66cái;

Loại và số lượng trụ(trụ) =4 trụ;

Loại và số lượng mố(mố)= 2 mố chữ U;

Móng: Móng cọc khoan nhồi ϕ=1m , h=25m

1.7.1.2 PHƯƠNG ÁN 2: CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC CĂNG TRƯỚC TIẾT DIỆN SUPER T (4 NHỊP 33m ).

Thông tin cầu:

Lượng dầm dọc trong MCN n (cái) =6cái;

Số nhịp cầu m (nhịp) =4 nhịp;

Chiều dài nhịp cầu(m) =33 m;

Loại dầm, chiều cao(m) : Super T, h=1,75 m;

Tổng số dầm dọc trên toàn kết cấu nhịp m *n (cái)=24 cái

Khoảng cách giữa các dầm dọc S(m) = 1.3m;

Bề rộng 1 bên phần bộ hành B2 = 1.5(m) Cao hơn so với mặt cầu hbh (m) =0.3m;

Bề rộng ½ phần xe chạy B1 (m.) =3.5m;

Bề rộng cọc lan can 1 bên cầu B3 (m) =0.5 m;;

Bản mặt cầu BTCT dày 200mm

Lớp phủ mặt cầu dày 70mm

Bề rộng mặt cắt ngang kết cấu nhịp cầu: Bcau = 12

Số lượng khe co giãn(khe)=5 khe

Loại gối cầu, số lượng(cái) = 30 cái

Dung trọng của bêtông ximăng là 2,5 T/m3

Dung trọng của bêtông nhựa là 2,25 T/m3

990990

Khối lượng bản mặt cầu BTCT

 Lớp bê tông nhựa

Thể tích bê tông nhựa 1 nhịp : V =0.075x11x26 = 20.02 (m3)

Thể tích bê tông nhựa toàn cầu : V=20.02x5=100.1 (m3)

 Thể tích, khối lượng 1 mố cầu:

V=12000x5000x1500 + 2000x12000x5704 + 1500x3952x1 + 12x3952x5500x1 +3000x7000x1= 9x1010 (mm3) =90.06 (m3)

1.7.2.2 Phương án II: Dầm super T căng trước.

+ Thể tích bê tông đầu dầm : V 0.89 2 1.424(m3)

+ Thể tích bê tông 1 dầm Vdầm=19.154+1.1424=20.58 (m3)

+ Thể tích bô tông toàn bộ dầm chủ trên cầu V=20.58x24=493 (m3)

Khối lượng bản mặt cầu BTCT

Thể tích bản mặt cầu một nhịp BTCT : V= 0,2 x 33x4= 79.2(m3)

Thể tích bản mặt cầu trên toàn cầu : V=79.2x4=316.8 (m3)

Lớp phủ mặt cầu.

Thể tích bản mặt cầu một nhịp : V=0.004x33x11 =1.452 (m3)

Thể tích bản mặt cầu trên toàn cầu : V=1.452x4 = 5.808 (m3)

Lớp bê tông nhựa

Thể tích bê tông nhựa 1 nhịp : V =0.07x11x26 = 25.41 (m3)

Thể tích bê tông nhựa toàn cầu : V=25.41x4=101.64 (m3)

SO SÁNH HAI PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Tổng hợp khối lượng vật liệu 2 phương án :

Mỹ quan, duy tu bảo dưỡng:

Phương án 1: Dầm bản rỗng.

*Ưu điểm

+ Không gian dưới cầu đồng đều, xe chạy vào cầu tương đối êm thuận

+ ít phải bảo dưỡng

+ Quá trình thi công nhanh

+ Các dầm đặt xít nhau nên liên kết và chịu lực giữa các dầm tốt

+ Tính toán kết cấu tổng thể đơn giản

*Nhược điểm

+ Khối lượng vật liệu lớn

+ Tận dụng hết khả năng chịu tải của vật liêu

Phương án 2: Dầm super T

*Ưu điểm:

+ Cải thiện điều kiện làm việc: giảm độ võng khi chịu tải, tăng mômen kháng nứt.+ Sử dụng hiểu quả vật liệu cường độ cao, tăng cường độ chống cắt và xoắn

+ Tăng khả năng chịu mỏi và phục hồi độ võng sau khi nứt

+ Ưu điểm quan trọng của dầm super T so với các dầm hiện tại đó là bộ ván khuôn cốđịnh với tấm trượt di động được sử dụng với các loại dầm trong khoảng từ 20m đến 40m ,nódẫn tới giảm giá thành xây dựng

*Nhược điểm:

+Dầm Super T cũng giống các dầm căng kéo trước đó chính là các vết nứt dọc đầu

dầm lúc thả kích ,ngoài ra do cánh dầm rộng nên khi áp dụng cho các cầu trên đườngcong ,có siêu cao cần phải có biện pháp xủ lý bề rộng cánh và tránh tạo bản mặt cầu quádầy

 Vậy từ những yêu cầu về tiến độ và tính mỹ quan, khả năng khai thác sử dụng cầu ta quyết định chọn phương án 1 làm phương án để thiết kế kĩ thật và thi công.

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU DẦM BẢN DỰ ỨNG LỰC KÉO TRƯỚC

1 CÁC LOẠI VẬT LIỆU

1.1 Cốt thép DƯL.

Sử dụng tao thép 15,24 mm; thép có độ chùng dão thấp theo tiêu chuẩn ASTMA416 Grade 270

1.2 Vật liệu bê tong.

- Giới hạn ứng suất cho bê tông :

f’c = 40 Mpa, cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày

f’ci = 0,8f’c=32 Mpa, cường độ lúc căng cốt thép

- Ứng suất tạm trước mất mát- kết cấu DƯL toàn phần: TCN 5.9.4.1

- Mô đun đàn hồi:

2 BỐ TRÍ CHUNG MẶT CẮT NGANG CẦU

+ Tổng chiều dài toàn dầm là 26 (m), 2 đầu dầm kê lên gối mỗi bên là 0,3 m, chiều

dài nhịp tính toán là 25,4(m)

+ Bản mặt cầu dày 20 cm, lớp phủ mặt cầu 0,4 cm, lớp BTN dày 7cm

Chọn mặt cắt ngang dầm chủ: như đã chọn trong phần thiết kế sơ bộ

Kiểm tra điều kiện chiều cao tối thiếu: (TCN 2.5.2.6.3)

4 TÍNH TOÁN NỘI LỰC DẦM CHỦ DO TĨNH TẢI

Tải trọng tác dụng lên dầm chủ gồm :

Trong đó: - DC1: Khối lượng dầm chủ

- DC2: Khối lượng BMC + ván khuôn + dầm ngang

- DC3: Khối lượng lan can-tay vịn +rào chắn bánh xe

chia đều cho 5 dầm chịu)

+ Tải trọng của lớp phủ: DW

DW=20.02 x 2.25 25.4 x 5 =3.54(kN/m)

Bảng tổng kết tĩnh tải tác dụng :

+Lực cắt : Vu =.g( p ) với mục đích là tạo ra hiệu ứng tải lớn nhất

 : diện tích đường ảnh hưởng lực cắt âm tại mặt cắt đang xét

 : hệ số điều chỉnh tải trọng, liên quan đến tính dẻo, tính dư và tầm quan trọng khikhai thác xác định theo TCN 1.3.2, các hệ số tải trọng đều lấy lớn nhất nên lấy =1.4.2.1

4.2.1 Xác định mômen.

 Mặt cắt L/8

DDCÐah M

25,4

L/8

2,7783,175

Hình 4.1:Đah mômen tại mặt cắt cách gối L/8

 Mặt cắt L/4

6,35

D DC

Hình 4.3:Đah mômen tại mặt cắt 3L/8

 Mặt cắt L/2

40.32 40.32

6,35

12.7

D DC

Ðah M

25,4

L/2

Hình 4.4:Đah mômen tại mặt cắt giữa nhịp

- Theo trạng thái giới hạn cường độ I : γ DC=1.25 ;γDW=1.5

D DC

0,198

Hình 4.6:Đah lực cắt tại mặt cắt cách gối L/8

 Mặt cắt L/4

D DCÐah V

25,4

L/4 7.14

0,25 0,75 0.794

6,35

Hình 4.7:Đah lực cắt tại mặt cắt L/4 nhịp

D DC

Ðah V

25,4

3L/8 4.961

0,375 0,625 1,786

9.525

Hình 4.8:Đah lực cắt tại mặt cắt 3L/8

 Mặt cắt tại tiết diện L/2

DDCÐah V

25,4

L/2

3,175

0,50,53,175

12,7

Hình 4.9: Đah lực cắt tại mặt cắt giữa nhịp

+ Theo trạng thái giới hạn cường độ 1:

5 NỘI LỰC DẦM CHỦ DO HOẠT TẢI

5.1 Mômen do hoạt tải gây ra.

Mômen tại các tiết diện do hoạt tải gây ra được tính như sau:

-Theo trạng thái giới hạn cường độ 1:

+mg ,g :MLL MPL hệ số phân bố tải trọng đối với mômen.

 Đường ảnh hưởng mômen tại mặt cắt cách gối L/8:

2,628

Hình 4.13.Đah mômen mặt cắt cách gối L/8

Bảng tính nội lực do tải trọng trục tại tiết diện L/8

Tải trọngtrục(kN)

yi(m)

Pi.yi(kN.m)

∑Pi.yi(kN.m)

max(∑Pi.yi)(kN.m)

3trục