Chương 1 TỔNG QUAN về CÔNG TRÌNH cầu vượt NGỌC THÁP QUA SÔNG HỒNG

Công trình cầu Ngọc Thápnằm trên tuyến đường nối trung tâm thị xã với một vùng có nhiều tìm năng trongchiến lược phát triển kinh tế của tỉnh, tuyến đường này là một trong những cửa ngõqu

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU VƯỢT NGỌC THÁP QUA SÔNG HỒNG

1.1 QUY HOẠCH TỔNG THỂ XÂY DỰNG PHÁT TRIỂN TỈNH PHÚ THỌ :

1.1.1 Vị trí địa lý chính trị :

Cầu qua sông Hồng thuộc địa phận tỉnh Phú Thọ Công trình cầu Ngọc Thápnằm trên tuyến đường nối trung tâm thị xã với một vùng có nhiều tìm năng trongchiến lược phát triển kinh tế của tỉnh, tuyến đường này là một trong những cửa ngõquan trọng nối liền các trung tâm kinh tế, chính trị

Khu vực xây dựng cầu là vùng đồng bằng, bờ sông rộng và bằng phẳng, dân cưtương đối đông Cầu nằm trên tuyến đường chiến lược được làm trong thời kỳchiến tranh nên tiêu chuẩn kỹ thuật thấp, không thống nhất Mạng lưới giao thôngtrong khu vực còn rất kém

Công trình cầu nằm cách trung tâm thị xã 3 km nên dân cư ở đây sinh sống tăngnhiều trong một vài năm gần đây, mật độ dân số tương đối cao, phân bố dân cưđồng đều Dân cư sống bằng nhiều nghề nghiệp rất đa dạng như buôn bán, kinhdoanh các dịch vụ du lịch Bên cạnh đó có một phần nhỏ sống nhờ vào nôngnghiệp

1.2 THỰC TRẠNG VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG

Một là cầu qua sông Hồng đã được xây dựng từ rất lâu dưới tác động của môitrường, do đó nó không thể đáp ứng được các yêu cầu cho giao thông với lưulượng xe cộ ngày càng tăng

Hai là tuyến đường hai bên cầu đã được nâng cấp, do đó lưu lượng xe chạy quacầu bị hạn chế đáng kể

1.2.2 Xu hướng phát triển :

Trong chiến lược phát triển kinh tế của tỉnh vấn đề đặt ra đầu tiên là xây dựngmột cơ sở hạ tầng vững chắc trong đó ưu tiên hàng đầu cho hệ thống giao thông

1.3 NHU CẦU VẬN TẢI QUA SÔNG HỒNG TỈNH PHÚ THỌ

Theo định hướng phát triển kinh tế của tỉnh thì trong một vài năm tới lưu lượng

xe chạy qua vùng này sẽ tăng đáng kể

1.4 SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CẦU QUA SÔNG :

Qua quy hoạch tổng thể xây dựng và phát triển của tỉnh và nhu cầu vận tải quasông nên việc xây dựng cầu mới là cần thiết Cầu mới sẽ đáp ứng được nhu cầugiao thông ngày càng cao của địa phương Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho cácngành kinh tế phát triển đặc biệt là ngành dịch vụ du lịch

Cầu Ngọc Tháp nằm trên tuyến quy hoạch mạng lưới giao thông quan trọng củatỉnh Phú Thọ Nó là cửa ngõ, là mạch máu giao thông quan trọng giữa trung tâmthị xã và vùng kinh tế mới, góp phần vào việc giao lưu và phát triển kinh tế, vănhóa xã hội của tỉnh

Về kinh tế: phục vụ vận tải sản phẩm hàng hóa, nguyên vật liệu, vật tư qua lạigiữa hai khu vực, là nơi giao thông hàng hóa trong tỉnh.Việc cần thiết phải xâydựng cầu mới là cần thiết và cấp bách nằm trong quy hoạch phát triển kinh tếchung của tỉnh

1.5 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN NƠI XÂY DỰNG CẦU :

1.5.1 Địa hình :

Khu vực xây dựng cầu nằm trong vùng đồng bằng, hai bên bờ sông tương đốibằng phẳng rất thuận tiện cho việc vận chuyển vật liệu, máy móc thi công cũngnhư việc tổ chức xây dựng cầu

1.5.2 Khí hậu :

Khu vực xây dựng cầu có khí hậu nhiệt đới gió mùa Thời tiết phân chia rõ rệttheo mùa, lượng mưa tập trung từ tháng 9 đến tháng 1 năm sau Ngoài ra ở đây cònchịu ảnh hưởng trực tiếp của gió mùa đông bắc vào những tháng mưa, độ ẩm ở đâytương đối cao do gần cửa biển

Các số liệu đo đạc thủy văn cho thấy chế độ thủy văn ở khu vực này ổn định,mực nước chênh lệch giữa hai mùa: mùa mưa và mùa khô là tương đối lớn, saunhiều năm khảo sát đo đạc ta xác định được:

Lớp 3: Sét ở tạng thái nữa cứng dày vô cùng

Với địa chất khu vực như trên, xây dựng cầu ta dùng móng cọc khoan nhồikhoan xuống dưới lớp cuối cùng khoảng 5m là lớp sét ở trạng thái nữa cứng vàtính toán cọc vừa chống vừa ma sát

Vật liệu đá: vật liệu đá được khai thác tại mỏ gần khu vực xây dựng cầu Đáđược vận chuyển đến vị trí thi công bằng đường bộ một cách thuận tiện Đá ở đâyđảm bảo cường độ và kích cỡ để phục vụ tốt cho việc xây dựng cầu

Vật liệu cát: cát dùng để xây dựng được khai thác gần vị trí thi công, đảm bảo

độ sạch, cường độ và số lượng

Vật liệu thép: sử dụng các loại thép trong nước như thép Thái Nguyên,… hoặccác loại thép liên doanh như thép Việt-Nhật, Việt-Úc…Nguồn thép được lấy tại cácđại lý lớn ở các khu vực lân cận

Xi mămg: hiện nay các nhà máy xi măng đều được xây dựng ở các tỉnh thànhluôn đáp ứng nhu cầu phục vụ xây dựng Vì vậy, vấn đề cung cấp xi măng cho cáccông trình xây dựng rất thuận lợi, luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu cầucông trình đặt ra

Thiết bị và công nghệ thi công: để hòa nhập với sự phát triển của xã hội cũngnhư sự cạnh tranh theo cơ chế thị trường thời mở cửa, các công ty xây dựng công

trình giao thông đều mạnh dạn cơ giới hóa thi công, trang bị cho mình máy mócthiết bị và công nghệ thi công hiện đại nhất đáp ứng các yêu cầu xây dựng côngtrình cầu.

Nhân lực và máy móc thi công: hiện nay trong tỉnh có nhiều công ty xây dựngcầu đường có kinh nghiệm trong thi công Về biên chế tổ chức thi công các đội xâydựng cầu khá hoàn chỉnh và đồng bộ Cán bộ có trình độ tổ chức và quản lí, nắmvững về kỹ thuật, công nhân có tay nghề cao, có ý thức trách nhiệm cao Các độithi công được trang bị máy móc thiết bị tương đối đầy đủ Nhìn chung về vật liệuxây dựng, nhân lực, máy móc thiết bị thi công, tình hình an ninh tại địa phươngkhá thuận lợi cho việc thi công đảm bảo tiến độ đã đề ra

1.6 CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT ĐỂ THIẾT KẾ CẦU VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU:

1.6.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật :

Việc tính toán và thiết kế cầu dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật sau:

- Quy mô xây dựng: vĩnh cửu

- Tải trọng: đoàn xe HL-93 và đoàn người 300daN/m2

- Dùng kết cấu trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30Mpa

Theo địa chất tại khu vực xây dựng cầu ta sử dụng móng cọc khoan nhồi tínhtoán theo cọc chống ngàm vào trong đá 1~1,5m

Từ các chỉ tiêu kỹ thuật, điều kiện địa chất, điều kiện thủy văn, khí hậu, căn cứvào khẩu độ cầu,… như trên ta có thể đề xuất các loại kết cấu như sau:

Phương án 1: cầu dầm liên tục BTCT ƯST 3 nhịp: 52.5+75+52.5=180mPhương án 2: cầu BTCT ƯST dầm Super T 5 nhịp: 5 x 36= 180m

Phương án 1: cầu dầm liên tục BTCT ƯST 52.5+75+52.5m

- Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép

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

 Kết cấu mố, trụ:

- Kết cấu mố:

Hai mố chữ U bằng BTCT có f’c=30Mpa Móng mố dùng móng cọckhoan nhồi bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 10,3m (mố M1) và10,3m (mố M2)

Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 27527520cm Gia cố1/4 mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày10cm; chân khay đặt dưới mặt đất sau khi xói 0,5m tiết diện 10050cm

% 5

% 83 , 2

% 100 180

180 9 174

% 100

0

0 0

L TK

- Kết cấu trụ:

Hai trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c = 30Mpa Móngtrụ dùng móng cọc khoan nhồi bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến20m (trụ T1; T2)

Phương án 2: cầu dầm BTCT ứng suất trước5 nhịp 36m

Khẩu độ cầu :

L TK0  5 * 36  4 * 0 , 05  1 , 6 * 4  1 , 05 * 2  171 7m

Vậy đạt yêu cầu

 Kết cấu nhịp:

- Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu gồm 5 nhịp: 36 x 5(m)

- Dầm giản đơn BTCT ƯST tiết diện Super T có f’c = 40Mpa chiều cao dầmchủ 1,65m

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

- Chân đế lan can tay vịn và dải phân cách bằng BTCT, phần trên của lancan tay vịn làm bằng các ống thép tráng kẽm, đáp ứng yêu cầu về mặt mỹ quan

- Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép

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

% 6 4

% 100 180

180 7 171

% 100

0

0 0

L TK

Hai mố chữ U bằng BTCT có f’c=30Mpa Móng mố dùng móng cọckhoan nhồi bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 10,3m (mố M1 vàM2).

Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 27527520cm Gia cố1/4 mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày10cm; chân khay đặt dưới mặt đất sau khi xói 0,5m tiết diện 10050cm

-Kết cấu trụ:

Bốn trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30Mpa Móngtrụ dùng móng cọc khoan nhồi bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến10,3m (trụ T1, T2, T3, T4, )

Chương 2

THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DƯL

1.7 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH:

Kết cấu nhịp: gồm 3 nhịp liên tục có sơ đồ như sau : 52.5+75+52.5 =180m

Sử dụng kết cấu dầm hộp bêtông cốt thép, dạng thành xiên, bêtông dầm có cường

độ 28 ngày f’c (mẫu hình trụ): 50 Mpa, cốt thép DƯL dùng loại tao có đường kính15,2mm và 12,7mm

Mặt cắt ngang cầu có cấu tạo như sau:

1/2 mặt cắt ngang tại gối trên trụ 1/2 mặt cắt ngang tại gối trên mố

Hình 1.1 Mặt cắt ngang dầm tại trụ và mố

Hình 1.2 Mặt cắt ngang dầm tại giữa nhịp.

LỚP BTN DÀY 7CM LỚP PHÒNG?C NƯỚC DÀY 5mm

1 5

1 5

2%

45

25 544/2

160 127

25

25 100

544/2

25

25 100 400

25 25

1 5

* Biên trên của bản đáy dầm là đường cong parabol có phương trình : y = a1.x2 + c1

(1)

Hình 1.3 Mặt cắt dọc cánh hẫng.

S1 S2 S10

S12

400 100 300/2 36.5

S9 S13

S5 S6

75 1 0

y x

y x

75 1

2 1

1

a c

Thế vào phương trình (1) ta suy ra phương trình biên trên bản đáy dầm như sau:

yt =

1225

45 1

2 0

y x

y x

2

2 2

2

a c

Thế vào phương trình (2) ta suy ra phương trình biên dưới bản đáy dầm như sau:

.x2 +0,2 (m)Diện tích tại các mặt cắt:

19 , 1 25 , 0 5 , 1 2

25 , 0 5 , 0 5 , 0 45 , 0 37 , 1 2

5 , 0 35 , 0 1 2

35 , 0 25 , 0

2

2

m y

y tg

y y

tg

A

t t

13 , 3 42 , 2 5 , 0 13 , 3 37 , 1 2

5 , 0 35 , 0 5 , 1 2

35 , 0 25 ,

-) ( 24 , 17 2 06 , 2 2

72 , 2 13 , 3 5 , 0 13 , 3 37 , 1 2

5 , 0 35 , 0 5 , 1 2

35 , 0 25

V    

2

1 (m3)

Với li : chiều dài đốt tính toán

Trọng lượng mỗi đốt tính toán : DCi = Vi x 25 (KN)

Bảng 3.1 Bảng tính toán khối lượng các đốt dầm :

cắt yd(m) Yt(m) A(m²)

CD tính toán(m )

Thể tích đốt(m³)

KL đốt(KN )

K0

S2 3.887 3.118 9.391S2 3.887 3.118 9.391

4 36.144 867.456S3 3.47 2.815 8.666

S9 2,235 1.92 6.314K7 S10S9 2,2352.13 1.8461.92 6.3146.091 3 18.6 446.4

S11 2.06 1.793 5.958K9

S11 2.06 1.793 5.958

3 17.733 425.59S12 2.015 1.760

Vậy tổng khối lượng toàn bộ kết cấu nhịp là:

DCtb= 5998.27 x 4 + 5,832 x 2 x 3 x 25 + 17,24 x 1,5 x 2 x 25 + 21,56 x 2 x 3 x 25 + 5,832 x 2 x 12.5 x 25

= 33040 (KN)

 Trọng lượng bản thân dầm chủ trên một mét dài cầu là:

DCdc = 33040 /180 = 183.55 (KN/m).

Mố là loại mố chữ U BTCT M300, 2 mố có kích thước giống nhau như hìnhvẽ:

Bảng 1.1 Cấu tạo mố chữ U phương án I

Hình 1.2 Tính toán khổi lượng mố ST

Đơn

Khối lượng

1 Tường cánh m3 =(1*5.6+(5.6+2.1)/2*3.8+1.9*2.1)

*0.5*2

24.22

Cấu tạo trụ liên tục

Bảng 1.1 Tính toán khổi lượng trụ T1

1 Bê tông thân trụ m3 =( 4 )*12 (5.6*12.5)*2

Kêt cấu lớp phủ mặt cầu dày 75mm gồm:

+ Lớp bê tông nhựa

m KN m

Cấu tạo của lan can, tay vịn, phần chân lan can tay vịn, đá vỉa như hình vẽ:

Bảng 1.1 Tính toán khổi lượng lan can-tay vịn

vị Diễn giải

Khối lượng

1

Lan can bằng đai thép dày 2mm rộng 50mm,diện tích 0.00517

1.9 TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC TRONG BỆ MÓNG MỐ, TRỤ.

Sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi được lấy như sau:

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

Thay vào ta được:

Pn= 0,85[0,85.30.(785-6283)+420.6283]=19130KN

- S ức kháng dọc trục tính toán:

Pr = f.Pn; MN

Với f : Hệ số sức kháng mũi cọc, f = 0,75

Pr =0,75.19130=14347,5KN

* Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền:

- Giả sử ta có số liệu của thí nghiệm hện trường CPT có kết quả xuyên như sau:

e g

h f

i

0.05 0.1

L-8.D SET PHA 5,5m

CAT PHA DAY 1,5m

Hình 1.1 Kết quả xuyên CPT

0.05 0.1

6 10.7 9.5 10.2

28.7 30.8 25.5 31.6 29 33.2 35.2 31.6 28.7 29.2

0.050.020.07 0.06 0.159 0.15

0.12 0.16

L-8.D

a b c

d

e g

h f

i 0.0190.015 5 5.8

Hình 1.2 Chia nền đất thành các lớp phân tố.

+ Qp : Sức kháng mũi cọc Qp= qp.Ap.

qp : Sức kháng đơn vị mũi cọc

+ Qs : Sức kháng than cọc

+ qp : Hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định cho trong Bảng 10.5.5-2 dùng cho các phương pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc

+ qs : Hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc quy định cho trong Bảng 10.5.5-2 dùng cho các phương pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc

* Tính sức kháng mũi cọc Q p :

Sức kháng mũi cọc Qp (MN) có thể được tính như cho trong Hình 10.7.3.4.3b

(Phương pháp tính sức chịu đầu cọc) -Trang 56

Với : qc1 : giá tri trung bình của qc

trên toàn bộ chiều sâu 4D dưới mũi cọc

(đoạn a-b-c-d)

qci.zi

16,57

43,425

) ( 913 , 30 4

425 , 43 9 , 63 575 , 16

913 , 30 7 , 25 2

q q

i 5

8

63,525 87

21,77 33,2

).

( 27 2

68 , 25 331 , 28 2

)

MPa q

8

N i

i si si i

si Ni

i

si c

s

Di

Li K

Q

Ks,c : các hệ số hiệu chỉnh., tra biểu đồ ta được Ks,c= 0,6

Li : chiều sâu đến điểm giữa khoảng chiều dài tại điểm xem xét (m)

D : chiều rộng hoặc đường kính cọc xem xét (mm), D=1m

fsi : sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy từ CPT tại điểm xem xét (MPa)

asi: chu vi cọc tại điểm xem xét (m), asi =3,14m

hi : khoảng chiều dài tại điểm xem xét (m)

N1 : số khoảng giữa điểm cách dưới mặt đất 8D, 8 khoảng

N2 : số khoảng giữa điểm cách dưới mặt đất 2D và mũi cọc, 3 khoảng

*Các bước chính thực hiện trong chương trình:

- Mô hình hóa kết cấu

- Khai báo các làn xe

- Khai báo các tải trọng theo 22TCN272-05: Xe Tải thiết kế + Tải trọng làn, Xe 2

trục + tải trọng làn

- Khai báo tải trọng đoàn người

- Khai báo các lớp xe

- Khai báo các trường hợp tải trọng di động, gán các tải trọng di động vào các làn

- Cụ thể các bước mô hình hóa kết cấu và tổ hợp tải trọng như sau:

- Sơ đồ cầu là một dầm hộp trên các trụ và 2 mố

- Toàn bộ kết cấu cầu liên tục sẽ được mô hình vào trong chương trình gần đúng

như kết cấu thật, mô hình bài toán là mô hình không gian

- Dầm chủ tiết diện hộp thay đổi theo phương dọc cầu được mô tả trong chươngtrình là phần tử Beam ứng với các mặt cắt ngang tại các vị trí khác nhau Mặt cắtngang dầm chủ được khai báo trong chương trình với các thông số cụ thể như sau:(Xem hình vẽ)

- Kết cấu trụ gồm mũ trụ, bệ thân trụ, bệ trụ cũng được mô tả bằng phần tử Beamvới các kích thước theo các phương, sự thay đổi tiết diện của mặt cắt mũ trụ hoàntoàn tưong tự như kết cấu thật:

- Trong chương trình không khai báo các phần tử mố, không có liên kết dầm vớitrụ mà chỉ tạo các gối cố định và gối di động nên khi tính phản lực tại trụ và mốcần phải cộng thêm phản lực do bản thân trụ và mố

- Để mô tả sự liên kết giữa mũ trụ và dầm chủ ta khai báo bằng các gối đàn hồi vớicác độ cứng rất lớn (1000000000)

Khai báo MCN dầm chủ với các số liệu cụ thể như sau:

Hình 1.1 Kết quả khai báo mặt cắt ngang dầm tại hợp long và đoạn dầm đúc

trên giàn giáo.

Hình 1.2 Kết quả khai báo mặt cắt ngang dầm tại trụ.

Hình 1.3 Kết quả khai báo mặt cắt ngang dầm thay đổi từ trụ ra hợp long.

Hình 1.4 Sơ đồ kết cấu hiểu thị dưới dạng không gian.

- Cầu gồm 4 làn xe chạy rộng 11m

2 làn xe ô t ô mỗi làn rộng 4 m

2 làn người đi bộ mỗi làn rộng 1 m

Ta khai báo 4 làn xe với độ lệch tâm như sau:

Bảng 1.1 Bảng tính toán độ lệch tâm các làn.

Tên làn Độ lệch tâm (m)Làn bộ hành trái -5

Làn bộ hành phải 5Làn xe chính trái -2Làn xe chính phải 2

- Làn xe chính sẽ chịu hoạt tải xe chạy gồm các trường hợp tải trọng: xe hai trục+tải trọng làn ( Hoat TademLan) và xe tải + tải trọng làn (Hoat TruckLan), là làn 1

và làn 2

- Làn 3, làn 4 được gán cho tải trọng người đi bộ

- Chọn mã thiết kế AASHTO-LRFD

- Khai báo 2 trường hợp hoạt tải theo AASHTO-LRFD bao gồm:

o HL-93TDM: hoạt tải xe hai trục thiết kế và tải trọng làn (Tên: HL-93TDM)

o HL-93 TRK: hoạt tải xe tải thiết kế và tải trọng làn (Tên: HL-93TRK)

- Khai báo trường hợp tải trọng đoàn người: q = 300daN/m2

Hình 3.1 Khai báo các trường hợp hoạt tải.

- Tải trọng tác dụng thẳng đứng tính đến đỉnh trụ bao gồm:

o Trọng lượng bản thân dầm (tĩnh tải giai đoạn 1)

o Trọng lượng bản thân các lớp mặt cầu, lan can tay vịn dải phân cách (tỉnh tảigiai đoạn 2)

o Hoạt tải HL-93, tải trọng người đi bộ

- Các trường hợp tải và hệ số tải trọng kèm theo theo TTGH cường độ:

3 HL93-TDM Hoạt tải xe 2 trục và tải trọng

4 HL93-TRK Hoạt tải xe tải và tải trọng làn 1,75

Bảng 1.2 Bảng khai báo các trường hợp tải trọng.

Ghi chú: Hệ số xung kích được khai báo cùng với lúc khai báo tải trọng xe hai trục

và tải trọng xe tải: IM = 25%

- Sau khi khai báo đầy đủ các thông số như Làn xe, Loại xe, Lớp xe, các trườnghợp tải trọng và các tổ hợp tải trọng, chương trình sẽ tự động vẽ các ĐAH và cácphản lực gối, xếp xe lên các ĐAH sao cho gây ra hiệu ứng bất lợi nhất đúng theoyêu cầu của qui trình thiết kế cầu AASHTO-LRFD (22TCN272-05)

ADD

TRK+ Doannguoi)

Hoạt tải xe 2 trục,tải trọng làncộng tác dụng với tải trọngngười

Max(TRK_max,TDM_max)

4 Tinh_max Cộng tác dụng của Tỉnh tải giai

đoạn 1 và tỉnh tải giai đoạn 2 ADD

Max( Moving_max,

Tinh_max,Tinh+Moving_max)

: hệ số kể đến độ lệch tâm của tải trọng, = 1,6.

Ptt : Sức chịu tải tính toán của cọc

AP : Tổng tải trọng tác dụng lên cọc tính đến đáy bệ móng

Hình 1.1 Bảng tính toán cọc tại mố và trụ STT Cấu kiện A p (KN) P tt (KN) n(cọc) chọn(cọc)

+ Giai đoạn 1 : Dầm làm việc như 1 dầm mút thừa tĩnh định

+ Giai đoạn 2 : Dầm liên tục 3 nhịp

Sơ đồ tính:

Hình 1.1 Sơ đồ tính toán cáp dự ứng lực.

Khi thi công theo công nghệ hẫng ta xem kết cấu làm việc trong giai đoạn đàn hồi

và áp dụng nguyên lý cộng tác dụng Từ đó tổng hợp nội lực trong giai đoạn thicông và khai thác rồi lấy giá trị Mmax , Mmin để tính toán bố trí cốt thép trong cả haigiai đoạn

- Trọng lượng bản thân của các đốt dầm.(DC)

- Hoạt tải thi công và thiết bị phụ (CLL): 4,48.10-4MPa.B = 5,376(KN/m)

- Trọng lượng xe đúc + ván khuôn:

+ Xe đúc: 400(KN)

 Tổng trọng lượng xe đúc + ván khuôn: PXĐ+VK = 700(KN)

- Tĩnh tải giai đoạn 2: DW = 27,711KN/m

- Hoạt tải: HL-93, đoàn người tiêu chuẩn qn= 3KN/m

- Hệ số tải trọng lấy bằng (chỉ xét trong giai đoạn thi công)

+ 1,25: cho trọng lượng bản thân dầm

+ 1,5: cho các thiết bị và cho các tác động xung kích

Hình 1.1 Sơ đồ bố trí các nhóm cáp.

- Nhóm 1 ứng với mômen (-) của tiết diện trên trụ

- Nhóm 2 ứng với mômen (+) của nhịp biên

- Nhóm 3 ứng với mômen (+) của tiết diện giữa nhịp

Nhóm 1

1.10.4 Tính toán nội lực dầm chủ:

nhóm 1)

200/2 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 400 100

36.5

K10 K9 K8 K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0 S1S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13

S12

S13

y

200/2

Hình 1.1 Sơ đồ phân chia các khối đúc.

Trong trường hợp này bất lợi nhất ta tính trong giai đoạn thi công đúc hẩng đốixứng cân bằng ứng với trường hợp cánh hẫng lớn nhất đó là khi đúc xong cánhmút thừa và tiến hành hợp long nhịp biên (khi bê tông chưa đông cứng)

Tải trọng tác dụng:

+ Trọng lượng bản thân các đốt đúc hẫng (tức là trọng lượng phân bố đềucủa các đốt từ K0 đến K14)

+ Trọng lượng xe đúc + ván khuôn: PVK+XĐ =700(KN)

+ ½ trọng lượng bản thân của đốt hợp long: PHL= 382,65(KN)

+ Hoạt tải thi công và thiết bị phụ (CLL) (KN/m)

+ Lực căng cốt thép chịu momen âm cường độ cao

Hình 1.2 Tính toán bằng phần mềm MIDAS Civil ta có biểu đồ mômen do tải

trọng tính toán gây ra tại tiết diện trên trụ có dạng như sau

- Sơ đồ tính:

Hình 1.2.20: Sơ đồ tính mômen tại tiết diện trụ.

+

Từ biểu

300 300 300

300 300 300 300 300

Hình 1.3 Biểu đồ mômen âm lớn nhất trong giai đoạn thi công.

Giá trị mômen dương lớn nhất để tính toán là giá trị mômen lớn nhất tịa tiết diệngiữa nhịp trong giai đoạn khai thác nhưng trừ đi phần tĩnh tải bản thân vì đã cóphần cốt thép trong giai đoạn thi công chịu

Hình 2.1 Biểu đồ mômen lớn nhất tại do tĩnh tải và hoạt tải.

Giá trị momen uốn lớn nhất do tỉnh tải và hoạt tải gây ra trong dầm chủ ở các tiết diện:

Vị trí Max(KNm) Min(KNm)

Giữa nhịpgiữa

59191Giữa nhịp biên 48962

Sử dụng chức năng SECTION PROPERTY trong MIDAS CIVIL ta có được đặc trưng hình học của mặt cắt ngang dầm chủ như sau:

Đại lượng Mặt tai trụ

Mặt cắt giữa nhip Đơn vị

Wt 20,011 6,621 m3

Sử dụng cáp DƯL với các đặc trưng sau:

Loại Cáp DƯL 22 tao 15.2 mm

Giới hạn bền fpu 1860 MpaGiới hạn chảy fpy 1674 Mpa

-Với bó chịu mômen âm:

+ Ứng suất thớ trên:

0 W

M W

' e ' N A

' N f

tr

min tr

T T T

1 ( ) e A W

M A ( n e

A W

M N

bo KT

' T tr

min '

b '

T tr

min '

M W

' e ' N A

' N f

d

min d

T T T

1 ( ) W e A

M A ( n A

W e

M N

bo KT d

' T

min '

b d

' T

min '

y d

+Ứng suất thớ dưới:

W

M W

e N A

N f

d

max d

T T T

max

bo KT T

d b

T d T

A f e A W

M A n

e A W

M N

T T T d

W

M W

e N A

N f

)

1 ( )

max

bo KT tr

T

b tr

T

T

A f W e A

M A n

A

W e

M N

+ M: Mômen do tải trọng tác dụng gây ra tại tiết diện tính toán

+ W: Mômen kháng uốn tiết diện

+ Abó: Diện tích một bó cáp; Abó = 3080mm2

+Giả thiết aT = 150 (mm), a‘

T = 250(mm)

Bảng 1.1 Bảng tính toán số bó cáp tại trụ và giữa nhịp.

Số bó cáp tại các tiết diện có momen lớn

Tiết diện Giữa nhịp giữa Giữa nhịp

1,2555

9*25 88

Hình 1.2 Bố trí cáp DƯL tại tiết diện trên trụ 1, 2 chịu momen âm.

13 20 13

1.11 KIỂM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ.

Dầm chủ có mặt cắt ngang dạng hộp do đó để tính toán ta quy đổi tiết diệnhộp về tiết diện tiết diện chữ I lệch và sử dụng các công thức kiểm toán như đốivới tiết diện chữ T trong quy trình

1.11.1 Qui đổi tiết diện.

80

22 511

166 45

Hình 1.1 Qui đổi tiết diện tại trụ.

502

22 45

25

Hình 1.2 Qui đổi tiết diện tại giữa nhịp

1.11.2 Kiểm toán tiết diện

Công thức kiểm toán: Mmax  Mr = Mn (Điều 5.7.3.2.1-1)Trong đó: Mr : Sức kháng uốn tính toán

Mn: Sức kháng uốn danh định

- Trong thực tiễn thiết kế, biểu đồ ứng suất bê tông chịu nén được quy ước coi nhưmột khối hình chữ nhật, có cạnh là 0,85 /

C

f phân bố trên một vùng giới hạn bởi mặt

ngoài cùng chịu nén của mặt cắt và đường thẳng song song với trục trung hoà, cáchthớ chịu nén ngoài cùng một khoảng: a = 1.c Khoảng cách c phải tính vuông gócvới trục trung hoà

Với bê tông có cường độ chịu nén khi uốn /

, 0 85 ,

A ps ps p ( giả thiết As, A'

s =0)

Với cốt thép DƯL có dính bám với bê tông (đối với mặt cắt chữ T)

c =

p

pu ps w c

f w c

pu ps

d

f kA b f

h b b f f

A

85

, 0

.

85 , 0

/ 1

/ 1

+ Aps : Diện tích cốt thép dự ứng lực trong vùng chịu kéo

+ fpu : Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của thép dự ứng lực, fpu = 1860 MPa.+ As : Diện tích cốt thép thường chịu kéo, có thể chọn As = 0

+ A'

s: Diện tích cốt thép thường chịu nén, có thể chọn A'

s = 0+ 1 = 0,693

PS

d

c k f

mm h

mm

d

f kA b f

f A

f p

pu ps c

pu ps

800 )

( 1 , 1394

3750

1860 123200

28 , 0 5000 50 693 , 0 85 , 0

1860 123200

85 0

.

/ 1

Vậy trục trung hòa đi qua cánh sườn, áp dụng công thức đối với mặt cắt chữ nhật,

sử dụng công thức [5.7.3.1.1-4] với bw = 34600mm Khi đó c = 1394,1mm

Với a = c.1 = 1394,1 x 0,693 = 996,11 (mm) : Chiều dày khối ứng suất tươngđương

387 , 1666 3750

1 , 1394 28

, 0 1

6 2

11 , 996 3750 387

, 1666

Vậy kiểm toán đạt yêu cầu.

mm h

mm

d

f kA b f

f A

f p

pu ps c

pu ps

341 )

( 958 , 281

2350

1860 30800

28 , 0 12000 50

693 , 0 85 , 0

1860 30800

85

, 0

.

/ 1

Vậy trục trung hòa đi qua cánh dầm, áp dụng công thức đối với mặt cắt chữ nhật,

sử dụng công thức [5.7.3.1.1-4] với bw = b = 12000mm Khi đó c = 281,958mm.Với a = c.1 = 281,958x 0,693 = 195,397 (mm) : Chiều dày khối ứng suất tươngđương

513 , 1797 2350

958 , 281 28 , 0 1

397 , 195 2350 513

, 1797

Vậy kiểm toán đạt yêu cầu

1.12 BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG PHƯƠNG ÁN I: