Thuyet minh xay dung do thi thanh

Tất nhiên là phải thay đổi một phần hệ thống ván khuôn cho phù hợp.+ Dễ dàng áp dụng cho các cầu với các sơ đồ kết cấu nhịp và các loại mặt cắt ngang đồng thời có thể áp dụng cho các loạ

CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CẦU DẦM BẢN BTCT DƯL THI CÔNG BẰNG CÔNG NGHỆ ĐÀ

II.1.1.Tiêu chuẩn kỹ thuật

Tiêu chuẩn thiết kế tuyến:

• Nút giao: Trong phạm vi nút giao các nhánh được thiết kế theo cấp tốc độ Vtk=40 Km/h (áp dụng cho các nhánh rẽ trái) và theo cấp tốc độ Vtk=60 km/h (áp dụng cho các nhánh rẽ phải)

Các chỉ tiêu kĩ thuật chủ yếu:

• Tĩnh không thiết kế cho đường bộ: Htt = 4.75m

• Tĩnh không thiết kế cho đường sắt H = 6.0 m

Sơ đồ mặt bằng thiết kế:

II.2 KẾT CẤU PHẦN TRÊN

• Cầu có 7 nhịp dầm bản bê tông cốt thép DƯL liên tục, sơ đồ nhịp gồm: 7x30 = 210 m

• Mặt cắt ngang có tổng chiều rộng B= 15 m , chiều cao của dầm H =1.45m

• Bề rộng cầu

B= 4 X 3.5 + 2 X 0.5 = 15 m Bốn làn xe cơ giới : 4 x 3.5 = 14 m

Bề rộng lan can 2 x 0.5 =1 m

Hình : Mặt cắt ngang kết cấu

II.3 KẾT CẤU PHẦN DƯỚI

TRỤ CẦU

• Các trụ bằng bê tông cốt thép dạng trụ cột, dùng bê tông mác 30MPa

• Bệ móng đặt trên cọc khoan nhồi đường kính D = 1.0m

Số lượng cọc là 10 cọc, chiều dài 40 m

Hình : Kết cấu trụ

II.4.VẬT LIỆU

II.4.1 Bê tông :

3.1 Ký hiệu và cường độ bê tông (mẫu hình lăng trụ) được qui định như sau:

2 Mối nối cốt thép phải được bố trí so le trừ những chỗ ghi rõ trên bản vẽ Nhà thầu

bố trí mỗi nối cốt thép trong bước lập bản vẽ thi công trình Tư vấn giám sát phê duyệt

- Chiều dài mỗi nối cốt thép được tính toán theo điều 5.11.5 tiêu chuẩn 22TCN272-05 Trên một mặt cắt ngang không nối quá 50% số thanh cốt thép

- Móc tiêu chuẩn và đường kính uốn cốt thép nhỏ nhất lấy theo điều 5.10.2 tiêu chuẩn 22TCN272-05

3 Trừ khi có chỉ dẫn riêng, chiều dày lớp bê tông bảo vệ tối thiểu từ cốt thép chủ chịu lực đến mặt ngoài cùng bê tông là:

Mặt trong dầm hộp,

Mặt ngoài bệ trụ

75

Mặt trên bản mặt cầu 50 Mặt ngoài tường thân,

0.015mm/năm đối với lớp mạ trong 2 năm đầu

0.004mm/năm đối với lớp mạ trong các năm tiếp theo

0.012mm/năm đối với thép cacbon

- Cáp dự ứng lực trong cấu kiện kéo sau chỉ được căng kéo khi

bê tông đạt tối thiểu 80% cường độ tại 28 ngày tuổi

- Chỉ được cắt cáp dự ứng lực trong cấu kiện kéo trước khi bê tông đạt tối thiểu 90% cường độ tại 28 ngày tuổi

- Điểm bơm vữa phải bố trí tại tất cả các điểm cao nhất, thấp nhất và neo

CHƯƠNG III : TÍNH TOÁN NỘI LỰC.

III.1 MÔ TẢ:

- Cầu BTCTDƯL gồm 3 nhịp liên tục, sơ đồ nhịp : 3 x 32 (m)

- Khổ cầu: (0.5+4 x 3.5+0.5) m gồm 4 làn xe chạy cùng chiều

- Độ dốc dọc thiết kế i = 2%

- Tiêu chuẩn thiết kế: TCN272 – 05

- Phương pháp thi công: Thi công bằng công nghệ đà giáo di động

- Phân đoạn đổ bê tông: Để đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, tránh xuất hiện vết nứt tại vị trí danh giới giữa hai lần đúc,

Với công phân đoạn thi công đầu tiên có chiều dài là 30m +6m

Các phân đoạn thi công sau có chiều dài là 30 m

III.1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ ĐÀ GIÁO DI ĐỘNG

Cùng với sự phát triển của đất nước là sự hình thành phát triển của các đô thị lớn gắn theo nó là mật độ dân cư phương tiện giao thông cũng gia tăng đặt ra yêu cầu cấp thiết phải xây dựng mạng lưới giao thông đô thị một cách hoàn chỉnh và hiện đại Để giải quyết vấn đề giao thông đô thi cho các khu đô thị lớn là Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh là một việc rất cấp bách Trong tương lai phải xây dựng thêm nhiều những con đường mới trong đó việc xây dựng các tuyến đường trên cao và các nút giao thông luôn được ưu tiên hàng đầu kéo theo nó là vấn đề công nghệ thi công được đặt ra Công nghệ đà giáo di động có khả năng xây dựng các cầu có khẩu độ khá lớn ngày nay đang được dùng ngày càng phổ biến trên thế giới với những ưu điểm sau:+ Không làm ảnh hưởng đến việc đi lại bên dưới nên làm cho giao thông vẫn đảm bảo thông suốt.

+ Có khả năng sử dụng lại hệ thống thiết bị từ công trình này đến công trình khác

có cùng quy mô Tất nhiên là phải thay đổi một phần hệ thống ván khuôn cho phù hợp.+ Dễ dàng áp dụng cho các cầu với các sơ đồ kết cấu nhịp và các loại mặt cắt ngang đồng thời có thể áp dụng cho các loại dầm có chiều dài từ 18 đến 80 m , trong

đó chiều dài áp dụng hợp lý là 35 đến 60 m

+ Giảm bớt được thời gian thi công, thời gian thi công trung bình từ 6 đến 10 ngày

+ Không tốn nhiều chi phí cho quá trình lắp dựng như hệ đà giáo cố định.

+ Có thể thi công cho kết cấu cầu cong với bán kính nhỏ nhất là 250 m

+ Độ dốc dọc lớn nhát của cầu imax: 5%

- Hệ dầm chính gồm 2 dầm, bản cánh dưới dầm hộp được gắn các ray, khi lao hệ thống MSS các ray này được đỡ trên bàn trượt lao dầm

B Mũi dẫn

- Là một phần kéo dài của kết cấu dầm chính là phần mũi dẫn ở hai đầu Mũi dẫn gồm

2 phần phần đầu được uốn cong theo chiều đứng tạo góc 4-50 Mặt khác khả năng quay

theo phương ngang của hệ thống bàn trượt lao dầm có tác dụng định hướng cho hệ thống MSS.

- Mũi dẫn được liên kết với dầm chủ bằng bulông cường độ cao tại hiện trường khớp nối giữa dầm chính và mũi dẫn sẽ cho phép điều chỉnh theo phương ngang

C Dầm ngang

Dầm ngang có kết cấu kiểu dàn thép hình và chia làm 2 phần, được liên kết cố định với đà giáo và di chuyển theo dầm chính.Nhờ hệ thống bàn trượt lao dầm có thể sàng ngang dầm chính theo phương xa, gần kết cấu trụ mà hệ thống MSS có thể đi qua vị trí trụ khi lao

- Hệ thống dầm ngang có tác dụng liên kết 2 dầm chính của hệ thống MSS, đảm bảo

ổn đinh của hệ thống và chịu lực chung của hệ thống trong suốt quá trình thi công kết cấu nhịp dầm

D Hệ thống bàn trượt lao dầm

- Là hệ thống đỡ định hướng cho hệ đà giáo di động và là phần cốt yếu của hệ thống tuỳ theo hệ thống MSS mà hệ bàn trượt được đặt trên trụ đỡ hay hệ công xon đỡ dầm

E Hệ đỡ công xon

- Được thiết kế để truyền lực từ dầm chính xuống nền móng của trụ khi đổ bê tông và giúp cho hệ MSS chạy dưới di chuyển.

- Hệ đỡ công xon bao gồm các phần thép hình đặt theo phương ngang cầu và được đỡ bởi các thanh chống xiên

F Hệ ván khuôn

- Hệ MSS có khả năng phục vụ đổ bê tông dầm cầu với mặt cắt bất kì, kể cả đối với kết cấu có mặt cắt đặc và chiều cao thay đổi Riêng với dầm hộp công nghệ đòi hỏi

mặt cắt ngang có chiều cao không đổi để có thể cơ giới hoá việc tháo lắp ván khuôn trong.

G Ngoài ra còn một số bộ phận khác như xilanh lao dầm, sàn công tác, khung treo.III.1.3 Quá trình thi công

- Lựa chọn sơ đồ kết cấu

+ Chiều dài nhịp biên bằng 0,8 chiều dài nhịp giữa

+ Chiều dài mút thừa đoạn đúc bằng 0,2 chiều dài nhịp giữa

- Chu trình chung thực hiện công nghệ:

+ Đổ bêtông kết cấu nhịp

+ Chuẩn bị lao hệ thống MSS

+ Lao hệ thống MSS

+ Đưa hệ thống MSS vào vị trí đúc dầm

+ Công tác chuẩn bị đổ bê tông

Sự đổ bêtông và di chuyển của hệ MSS

Hình 3.1 Trình tự thi công kết cấu nhịp

Tính toán nội lực trong quá trình thi công kết cấu nhịp:

Các giai đoạn thi công kết cấu nhịp

- Giai đoạn 1:thi công các trụ bên dưới thời gian thi công dự kiến là 30 ngày

- Giai đoạn 2: đổ bêtông nhịp thứ nhất và 0,2 chiều dài nhịp giữa,

+ Tải trọng tác dụng lên hệ là trọng lượng bê tông tươi

+ Dầm cầu sẽ chịu tác dụng của trọng lượng bản thân và sau đó còn chịu thêm tải trọng bêtông tươi của nhịp thứ 2 tác dụng lên khi đổ bêtông nhịp 2

Biểu đồ mô men của dầm sau khi hệ đã di chuyển để thi công nhịp tiếp theo

- Giai đoạn 2: Đổ bêtông nhịp thứ 2

+ Tải trọng tác dụng bao gồm trọng lượng bản thân dầm và sau đó còn chịu tải trọng của bêtông tươi khi đổ bêtông nhịp 3

Bểu đồ mômen

Giai đoạn 3:Đổ bêtông nhịp thứ 3

+ Tải trọng tác dụng bao gồm trọng lượng bản thân dầm và sau đó còn chịu tải trọng của bêtông tươi khi đổ bêtông nhịp 4

+ Tải trọng tác dụng bao gồm trọng lượng bản thân dầm và sau đó còn chịu tải trọng của bêtông tươi khi đổ bêtông nhịp 7

Biểu đồ mô men dầm dưới tác dụng của các tải trọng

- Tính toán nội lực sử dụng chương trình MIDAS CIVIL 7.0.1.

III.2 TÍNH TOÁN NỘI LỰC BẰNG PHẦN MỀM MIDAS-CIVIL 7.0.1

III.2.1/ Chuẩn bị các dữ liệu cần thiết cho bài toán :

+/ Sơ đồ tính :

Kết cấu cầu bao gồm trụ T1, T2 , T3, T4,T5,T6,T7 Gồm 7 nhịp liên tục

thiết kế hai khe co giãn nằm trên hai trụ đầu của liên dầm là 10cm Các gối còn lai bố trí là các gối di động theo một phương và hai phương

+/ Vật liệu sử dụng :

-Bê tông:

+ Cường độ chịu nén lăng trụ: f’c= 40 Mpa

+ Cường độ chịu nén ở thời điểm truyền lực: f’ci= 32 Mpa

+ yc- Trọng lượng của bê tông (kg/m3) yc= 2450 kg/m3

-Số liệu căng kéo:

+ Dùng thiết bị và vật tư theo thiết kế của VSL hoặc loại tương đương Cáp ƯST theo tiêu chuẩn ASTM A416 Grade 270, hoặc loại cáp 15.2mm

+ Cường độ kéo đứt fpu= 1860 Mpa

+/ Điều kiện biên :

+ Sử dụng các liên kết Elastic Link và Regid Link để liên kết giữa dầm với gối trong mô hinh hóa kết cấu

+ Gối cầu được mô hình là các Support được di động theo các phương Dx và

Dy cho quay theo phuong Rx và Ry theo hệ trục tọa độ tổng thể

+/ Dự kiến các tải trọng và nhóm tải trọng,nhóm điều kiện biên, tổ hợp tải trọng tác dụng lên kết cấu cầu theo tiêu chuẩn ngành TCN272- 05

+/ Kết cấu cầu được chia làm các giai đoan thi công trong Midas như trong tổ chức thi công gồm 3 giai đoạn để thi công các khối của kết cấu và khai báo thêm một giai đoạn sử dụng trong Midas là 30000 ngày để tính toán nội lực trong qua trình khai thác cầu

III.2.2 Tải trọng :

 Tĩnh tải phần 1: Tải trọng bản thân ( DC)

Chương trình tính toán sẽ tự động tinh tải trọng bản thân (DC) theo số liệu đầu vào với trọng lượng riêng 24.5 Kn/m3

Tĩnh tải sẽ được tính toán theo trình tự hình thành kết cấu theo từng giai đoạn thi công

 Tĩnh tải giai đoạn 2 (DW)

 DW = 15.32 KN/m

KN/m

Theo số liệu giả định sau:

Tmax 33.1 35.1 36.8 38.5 42.8 40.4 40 39 37.1 35.7 34.5 31.9

Tmax 2.7 5 8.5 9.8 15.4 20 21 20.9 16.1 12.4 6.8 5.1

Tmax 17.9 20.05 22.65 24.15 29.1 30.2 30.5 29.95 26.6 24.05 20.65 18.5

Nhiệt độ thay đổi đều:

Nhiệt độ thay đổi đều trong phạm vi 17.9 ˚C-30.5˚C được xột đến trong quỏ trỡnh xõy dựng:

+ Kiểm tra độ gión dài lớn nhất: DT max= 42.8 - 17.9 = 24.9 ˚C

+ Kiểm tra độ co ngắn lớn nhất: DT min= 2.7- 30.5 = -27.8˚C

Khoảng thay đổi

Nhiệt độ trong quá tình

Co ngót từ biến tính theo qui trình CEB-FIB chương trình sẽ tự tính toán.

3 2.3 Mô hình cầu

- Tạo mô hình cầu từ AutoCAD, sau đó import vào Midas-Civil 7.0.1

- Mô hình cầu theo phương án:

Hình 3.3: Phương án mô hình trong Midas

3.2.3.1/ Khai báo

 Khai báo các đặc trưng hình học vật liệu:

- Bê tông : Grade C4500 theo ASTM

- Thép : A416-270(Low) theo ASTM

 Khai báo các đặc tính vật liệu thay đổi theo thời gian:

- Xét đến tính từ biến co ngót và thay đổi cường độ theo thời gian

 Khai báo đặc trưng mặt cắt cho phần tử dầm :

Trong kết cấu cầu có mô hình các loại mặt cắt như sau :

+/ Mặt cắt đặc :

 Gán vật liệu và mặt cắt cho kết cấu.

 Gán điều kiện biên cho kết cấu

 Định nghĩa và gán các loại tải trọng

 Chạy chương trình

III.3 XUẤT KẾT QUẢ TỪ MIDAS-CIVIL 7.0.1

3.3.1/ Biểu đồ mô men do tải trọng thường xuyên :

a/ Biểu đồ nội lực do tải trọng bản thân :

Biểu đồ lực mômen uốn do tải trọng bản thân

Biểu đồ lực cắt do tải trọng bản thân :

Biểu đồ lực dọc trục do tải trọng bản thân

b/Biểu đồ nội lực do tải trọng lớp phủ :

Biểu đồ mô men do uốn do tải trọng lớp phủ

Biểu đồ lực cắt do tải trọng lớp phủ :

Biểu đồ lực dọc truc do tải trọng lớp phủ Ngoài ra còn có tác động của các tổ hợp ngoại lực khác như gối lún, hoạt tải, nhiệt độ

CHUƠNG IV: KIỂM TOÁN DẦM BẢN LIÊN TỤC BTCT DƯL

A KIỂM TOÁN NHỊP BIÊN

VI.1.Số liệu

IV.1.1.Bê tông

• Cường độ chịu nén của bê tông ở 28 ngày tuổi f’c= 40000 KN/m2

• Mô đul đàn hồi của bê tông Ec=34980325 KN/m2(Điều 5.4.2.4-22TCN272-05)

• Diện tích danh định một tao 1400.E-7 m2

• Trọng lượng danh định một tao 1.18 Kg/m

• Lực kéo đứt nhỏ nhất một tao cáp T= 260.7 KN

IV.2.Nội lực kiểm tra

Nội lực kiểm tra được lấy từ kết quả của chương trình Midas 7.0.1, ta thấy nội lực trong giai đoạn khai thác lớn hơn giai đoạn thi công nên nội lực trong giai đoạn khai thác sẽ được sử dụng để tính cáp

IV.2.1.Trạng thái giới hạn cường độ I

Mu=η(1.25DC+1.5DW+1.75(LL+IM+CE)+1.2(TU+SH+CR))

Qu=η{1.25DC+1.5DW +1.75( LL + IM) +1.2(TU + CR + SH)

η=0,95

TTGH Tải trọng Nội lực M/c T1 M/c(L/4) M/c(L/2) M/c T2 Đơn vị

Cường

độ I maxTTGHCDIMAX My -2.03E+02 3.85E+04 3.96E+04 -3.98E+04 KN.m

Nx -1.31E+03 -1.20E+03 9.85E+02- -5.27E+02 KN

Q -4.93E+03 -1.76E+03 2.87E+03 1.02E+04 KNminTTGHCDIMAX My 2.04E+03 2.01E+04 2.92E+04 -3.65E+04 KN.m

Nx -5.14E+03 -4.73E+03 3.89E+03- -2.11E+03 Kn

Q -7.25E+03 -4.65E+03 5.41E+02- 7.51E+03 KNmaxTTGHCDIMIN My 5.00E+03 2.56E+04 3.74E+04 -1.73E+04 KN.m

Nx -7.50E+02 -6.89E+02 5.66E+02- -3.02E+02 Kn

Q -3.30E+03 -1.71E+03 1.27E+03 7.72E+03 KNMInTTGHCDIMIN My 1.95E+03 1.42E+04 1.98E+04 -2.78E+04 KN.m

IV.2.2.Trạng thái giới hạn sử dụng

Mu = η[1.0DC + 1.0DW + 1.0(LL+IM) + 1.0(TU+CR+SH) + 0.5(TG+SE)]

Qu = η[1.0DC + 1.0DW + 1.0(LL+IM) + 1.0(TU+CR+SH) +0.5(TG+SE)]

6.37E+03 3.06E+04 4.36E+04 1.10E+04 KN.m

Q -2.67E+03 -9.28E+02 2.10E+03 8.61E+03 KN

minTTGHSD

My

2.64E+03 1.13E+04 8.96E+03 -6.11E+04 KN.m

Q -6.29E+03 -4.34E+03 -1.26E+03 4.91E+03 KN

Tổng

My

6371 30560 43570 61130 KN.m

IV.2.3.Tính toán quy đổi mặt cắt

Các kích thước mặt cắt chưa quy đổi

Chiều cao cánh h1(m) 0.25 0.25 0.25 0.25

Các kích thước và đặc trưng của mặt cắt quy đổi:

Chọn loại bó 12T15'2 suy ra được số bó N=22

Tương tự tính cho mômen dương được số bó là 22 b

Lưu ý: Hàng 1: 4 bó, hàng 2: 8 bó, hàng 3: 10 bó

)9.0.(

.85.0

M A

pu u

ps ≥Φ

IV.3.Kiểm toán

IV.3.1.Đặc trưng hình học mặt mặt cắt: ( Hai giai đoạn )

Giai đoạn 1: (Mặt cắt bị giảm yếu bởi các ống đặt DƯL)

Diện tích tiết diện

Mặt cắt Mô tả Kích thước Trụ(T1) L/4 L/2 Trụ (T2) Đơn vị

S1,S2,S3 : Là mô men tĩnh của từng khối với đáy dầm

S: Là mô men tĩnh của mặt cắt với đáy dầm

Trọng tâm :

Trọng tâm Mặt

Thớ dưới Yd1 0.79657 0.79167 0.79167 0.79496 mThớ trên Yt2 0.65343 0.65833 0.65833 0.65504 m

e1 0.25343 0.18834 0.18834 0.33413 me1 : là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới trục mặt cắt

Mô men quán tính:

I01,I02,I03 : Là mô men quán tính chính của từng khối với trục trung hòa của nó.I1: Là mô men quán tính của cả khối có giảm yếu với trục trung tâm của mặt cắt

Giai đoạn 2: Mặt cắt nguyên có kể cả cốt thép

Trong đó:

d: Khoảng cách giữa hai trục trung hòa của hai giai đoạn tính

eII : Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới trục trung hòa mới

IV.3.2.Tính toán mất mát ứng suất

Tổng mất mát ứng suất trước trong các cấu kiện kéo sau được xác định theo điều 5.9.5.1 ( TCN272-05)

Trong đó:

Mất mát tức thời bao gồm:

Mất mát do ma sát:

pR pCR

pSR pES

pA pF

IV.3.3.Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cuờng độ

Trạng thái giới hạn cuờng độ dùng để kiểm tra các mặt cắt theo cường độ và sự

ổn định

Sức kháng uốn danh định: Căn cứ vào điều 5.7.3.2, ta kiểm tra theo công thức:

Trong đó :

cgp ci

p

E

E N

N f

fpSR = −

∆

cdp cgp

Φ =1 là hệ số sức kháng đối với cấu kiện chịu kéo khi uốn.

Sức kháng uốn danh định của tiết diện chữ T:

Trong đó : fps Là ứng suất trung bình trong thép ứng suất trước ở sức kháng danh định

Ta có theo điều 5.7.3.1.1 ( TCN 272-05):

Với:

Trong đó :

c: Khoảng cách từ trục trung hòa đến mặt chịu nén

dp: Là khoảng cách từ mép trên dầm đến trọng tâm bó thépd'p: Là khoảng cách từ mép dưới dầm đến trọng tâm bó thép

ahb

b'f85,02

ad

fA

pS

d

c k f

c

f w c

pS pS

d

f kA b

f

h b b f f

A c

' 85 , 0 1

1

β

β

3.3.2 Kiểm tra hàm lượng cốt thép

Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa theo công thức

de :là khoảng cách có hiệu tương ứng với từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thép

Lượng cốt thép tối thiểu phải thỏa mãn:

Trong đó :

Mcr: là mô men nứt Ig: mô men quán tính với trọng tâm không tính cốt thép

Yt:khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến TTH

fr: cường độ chịu kéo khi uốn

Kết quả tính toán bảng sau:

42 0

≤

e

d c

PS PS

p PS PS e

f A

d f A d

g

y I