ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG S23 TỈNH NGHỆ AN

PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU NỘI DUNG ĐỒ ÁN Đề tài: THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG S23 TỈNH NGHỆ AN 1. Khái quát chung về thị trấn Hoàng Mai –Nghệ An: 1.1. Tình hình kinh tế xã hội: 1.1.1. Giới thiệu chung: Hoàng Mai là thị trấn thuộc huyện Quỳnh Lưu tỉnh Nghệ An. Phía bắc giáp huyện Tĩnh Gia – tỉnh Thanh Hóa. Phía nam giáp xã Mai Hùng huyện Quỳnh Lưu, cách Thành phố Vinh về phía Nam 70 km. Phía Đông giáp xã Quỳnh Lập và một phần Quỳnh Phương, cách cảng Đông Hồi về phía Đông 20 km. Phía Tây giáp xã Quỳnh Vinh. Thị trấn Hoàng Mai có vị trí nằm trên Quốc lộ 1A nối Hà Nội Thành phố Hồ Chí Minh, là cửa ngõ của tỉnh Nghệ An. 1.1.2. Mục tiêu: Từ thuận lợi về giao lưu đối ngoại, Hoàng Mai có khả năng thu hút đầu tư, có tiềm năng lợi thế để phát triển kinh tế, văn hoá, xã hội và trở thành trung tâm kinh tế của huyện Quỳnh Lưu cũng như của tỉnh Nghệ An. Cầu thi công là cầu Hoàng Mai mới thay thế cầu cũ đã xuống cấp trầm trọng cầu bắc qua con sông Hoàng Mai thuộc tuyến quốc lộ 1A địa bàn thị trấn Hoàng Mai tỉnh Nghệ An. Nó có nhiệm vụ nối các khu vực kinh tế thuộc thị trấn Hoàng Mai. Làm cơ sở xây dựng các dự án đầu tư vào khu công nghiệp Hoàng Mai và lĩnh vực du lịch trên địa bàn. Tạo sự thuận lợi cho việc đi lại của xe cộ trên tuyến quốc lộ 1A., phát triển dân sinh kinh tế và an ninh quốc phòng trong khu vực. Từng bước thực hiện quy hoạch chung phát triển kinh tế xã hội huyện Quỳnh Lưu. Từng bước hoàn thiện mạng lưới giao thông nội thị và khu vực. 1.1.3. Đặc điểm kinh tế xã hội: Thị trấn Hoàng Mai là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hoá, xã hội phía bắc của tỉnh Nghệ An, nằm trên quốc lộ 1A nối Thủ đô Hà Nội Thành phố Hồ Chí Minh. Vị trí này cho phép Hoàng Mai phát triển các mối quan hệ giao lưu kinh tế xã hội một cách thuận lợi với cả nước, đặc biệt là phát triển ngành thương mại, dịch vụ. Với lợi thế là trung tâm thương mại, dịch vụ, công nghiệp của huyện. Những năm qua, cơ sở vật chất, hạ tầng kỹ thuật không ngừng được quan tâm đầu tư và phát triển đã làm cho bộ mặt đô thị thay đổi nhanh chóng, lực lượng lao động ngày càng tăng cả về quy mô và chất lượng, đội ngũ cán bộ khoa học, kỹ thuật không ngừng lớn mạnh là động lực lớn cho sự phát triển của thị trấn Hoàng Mai.Trang 2 1.2. Mạng lưới giao thông trong khu vực: Để cho việc giao thông trên tuyến Quốc Lộ 1A được thuân tiện và phát triển thị trấn thì việc thăm do địa chất, xây dựng cầu nối liền hai bờ là cần thiết. Cầu sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông, trao đổi buôn bán, giao lưu văn hóa... giữa các vùng của địa phương. Từ đó sẽ phát triển được ngành dịch vụ du lịch của địa phương nói riêng, nâng cao đời sống kinh tế văn hóa của người dân địa phương nói chung. Trong khu vực dự án hệ thống giao thông đã và đang được xúc tiến đầu tư xây dựng, tạo thành hệ thống giao thông liên hoàn, đường kết nối với nhau bằng các đường nối với với thành phố nối với các vùng lân cận. 2. Các số liệu ban đầu: 2.1.Địa chất: Đơn vị khảo sát tiến hành khoan thăm dò tại vị trí lỗ khoan, chi tiết mặt cắt địa chất các lỗ khoan được thể hiện trong bản vẽ “MẶT CẮT ĐỊA CHẤT CẦU HOÀNG MAI QUA SÔNG S23 NGHỆ AN” Lớp 1 Lớp cát hạt nhỏ, trạng thái rời rạc, có chiều dày thay đổi từ 3.5 đến 7.5m Chỉ tiêu đặc trưng cơ lý của đất được xác định qua các mẫu thí nghiệm với những tính chât cơ bản sau  Lực dính c : 0.05 kGcm2  Góc ma sát trong  : 300  Dung trọng tự nhiên : 1.6 gcm3  Độ ẩm tự nhiên W % : 28 % + Trị số SPT khoảng : 410. Lớp 2 Lớp cát hạt trung lẫn sỏi sạn, trạng thái chặt vừa, có chiều dày thay đổi từ 6.0 đến 8.5m Chỉ tiêu đặc trưng cơ lý của đất được xác định qua các mẫu thí nghiệm với những tính chất cơ bản sau:  Lực dính c : 0.08 kGcm2  Góc ma sát trong  : 350  Dung trọng tự nhiên  : 2.1 gcm3  Độ ẩm tự nhiên W % : 22 %Trang 3 + Trị số SPT khoảng : 1030. Lớp 3 Lớp đá gốc có chiều dày vô cùng. Chỉ tiêu đặc trưng cơ lý của đất được xác định qua các mẫu thí nghiệm với những tính chât cơ bản sau: + Góc ma sát trong  : >450 + Trị số SPT : ≥ 60 2.2. Thuỷ văn: C¸c sè liÖu vÒ thuû v¨n. + MNCN : 9.70m + MNTT : 7.50m + MNTN : 4.00m + MNTC : 7.50m 2.3. Các tiêu chuẩn kỹ thuật của công trình: Qui mô xây dựng : vĩnh cửu. Tần suất lũ thiết kế : p = 1%. Tải trọng thiết kế : 0,65HL93 Khổ cầu : K = 10,50 + 2x0,00 (m) Khổ thông thuyền : Sông thông thuyền cấp V 2.4. Phạm vi nghiên cứu của đồ án: + Thiết kế sơ bộ : 30 % + Thiết kế kỹ thuật : 50% + Thiết kế thi công : 20 %. 3. Các điều kiện tự nhiên của công trình: 3.1. Điều kiện địa hình: Mặt cắt dọc dạng khá đối xứng, rất thuận tiện cho việc bố trí kết cấu nhịp đối xứng. 3.2. Điều kiện địa chất: Điều kiện địa chất lòng sông được trình bày cụ thể ở phần trên 3.3. Điều kiện khí hậu thuỷ văn: 3.3.1. Điều kiện khí hậu: Khu vực xây dựng cầu nằm trong vùng Duyên Hải Miền Trung có khí hậu nhiệt đới gió mùa. Nhiệt độ trung bình hằng năm khoảng 290C. Khí hậu phân làm hai mùa rỏ rệt: Mùa khô thường kéo dài trong thời gian từ khoảng đầu tháng 2 đến tháng 8. Mùa này thường có nắng khá gay gắt , khí hậu khô hanh, đặc biệt là vào khoảng cuối tháng 6, thángTrang 4 7. Mùa mưa là những tháng còn lại trong năm, thường có mưa rét kéo dài theo từng đợt do ảnh hưởng của gió mùa đông bắc. Vào mùa mưa nước trên các dòng suối tương đối nhiều và hình thành nhiều dòng chảy lớn nhỏ khác nhau. Một số đặc điểm khí hậu của vùng: Nhiệt độ cao nhất vào khoảng tháng 7. Nhiệt độ trung bình mùa này khoảng 35oC, có khi lên dến 40oC. Nhiệt độ thấp nhất vào khoảng tháng 12, tháng1. Nhiệt độ trung bình của mùa này khoảng 17oC. Độ ẩm trung bình của vùng khoảng 80%. Với những đặc điểm về tình hình khí hậu như đã nói ở trên, thì việc thi công vào mùa mưa sẽ gặp nhiều khó khăn và tốn kém. Do đó chỉ nên tiến hành thi công và hoàn thành công trình trong mùa khô là tốt nhất. 3.3.2 Điều kiện thuỷ văn: Sông S23 dài 10 km, Sông S23 là hợp nguồn của nhiều con suối đầu nguồn ở phía tây huyện Quỳnh Lưu, nơi đường phân thuỷ của những núi đồi giáp với Tĩnh Gia. Đặc điểm địa hình lòng sông: Khu vực cầu có lòng sông khá rộng, có nhiều vùng bãi ven sông, địa hình hai bên bờ sông thấp nên thường bị ngập khi có lũ. Dòng chảy của lòng sông biến đổi theo hai mùa rõ rệt, mùa kiệt kéo dài từ tháng 2 đến tháng 8, mùa lũ từ tháng 9 đến tháng 1. Trong mùa kiệt lượng nước thường thượng nguồn đổ về không nhiều và tương đối ổn định nên dòng chảy trên đoạn sông này trong mùa mưa nhỏ và ít biến đổi. Mực nước lên xuống vùng chảy xuôi, ngược là do tác động chủ yếu của thủy triều. Tuy nhiên cũng cần chú ý trong khoảng từ tháng 9 đến cuối tháng 10 hằng năm dòng chảy trên đoạn sông này thường được bổ sung một lượng nước đáng kể. Dòng chảy mùa lũ đoạn sông này khá lớn, khi có lũ hầu như cùng trũng, vùng thấp ven sông đều bị ngập hằng năm từ tháng 9 đến tháng 12, trung bình từ 3 đến 4 trận lũ, năm nhiều lũ có từ 6 đến 7 trận lũ. 3.4. Điều kiện cung ứng vật liệu: 3.4.1. Nguồn vật liệu cát, sỏi sạn: Có thể dùng vật liệu địa phương. Vật liệu cát, sỏi sạn ở đây có chất lượng tốt đảm bảo tiêu chuẩn để làm vật liệu xây dựng cầu Vật liệu sử dụng cho công trình thì vùng đều có thể cung cấp được và rất thuận lợi:Trang 5 + Đất đắp: Đất đắp có thể được vận chuyển từ các mỏ đất có chất lượng tốt trữ lượng cao tại vị trí cách khu vực khoảng 5km. Đường vận chuyển rất thuận lợi trong mọi điều kiện khí hậu thời tiết. + Đá: Đá được vận chuyển từ các mỏ cách khu vực xây dựng cầu một cách khoảng 3 km. Đá ở đây có nhiều kích cỡ khác nhau với chất lượng rất tốt và trữ lượng rất nhiều nên có thể đáp ứng cung cấp đầy đủ và nhanh chóng cho công trình trong suốt quá trình xây dựng. 3.4.2. Vật liệu thép: Sử dụng các loại thép của các nhà máy luyện thép trong nước như thép Thái Nguyên, Biên Hoà hoặc các loại thép liên doanh như Việt – Nhật, Việt – Úc. 3.4.3. Ximăng: Xi măng được lấy ở nhà máy xi măng Hoàng Mai cách công trường thi công khoảng 3km, là loại xi măng đảm bảo được các chỉ tiêu kỹ thuật mà công trình cần. Vấn đề cung cấp ximăng cho các công trình xây dựng rất thuận lợi, giá rẻ luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu cầu công trình đặt ra. 3.4.4. Năng lực và máy móc thi công: Về mặt Công ty: công ty đấu thầu có đầy đủ phương tiện và thiết bị phục vụ thi công, đội ngũ công nhân, kỹ sư chuyên có môn cao và dày dạn kinh nghiệm trong vấn đề thiết kế và xây dựng, hoàn toàn có thể đưa công trình vào khai thác đúng tiến độ. Đặc biệt đội ngũ kỹ sư và công nhân đã dần tiếp cận được những công nghệ mới về xây dựng cầu. Mặt khác khi có công việc đòi hỏi nhiều nhân công thì có thể thuê dân cư trong vùng, nên khi thi công công trình không bị hạn chế về nhân lực. Còn đối với máy móc thiết bị cũng có thể thuê nếu cần. 3.5. Điều kiện kinh tế xã hội của khu vực cầu: Dân cư và sự phân bố dân cư: Khu vực xây dựng cầu thuộc thị trấn Hoàng Mai. Thời gian gần đây thị trấn đang được đẩy mạnh phát triển về mọi mặt. Cùng với sự phát triển không ngừng về kinh tế, trình độ dân trí cũng được nâng cao rõ rệt, đồng thời do nắm bắt kịp thời các chủ trương của nhà nước nên tình hình dân số của vùng trong mấy năm gần đây tương đối ổn định. Dân cư của vùng phân bố tương đối đồng đều, mật độ dân cư tương đối lớn. Ở gần vị trí xây dựng cầu, nhà dân tập trung hai bên tương đối nhiều. Do đó trong quá trình thi công cần có biện pháp để đảm bảo về mặt trật tự và an ninh cho khu vực xây dựng cầu.Trang 6 Dân cư của vùng chủ yếu là người Kinh nên về phong tục tập quán không có gì đáng lưu ý. Tình hình kinh tế Chính trị Văn hóa Xã hội của vùng: Tình hình kinh tế của vùng những năm gần đây có sự phát triển rất mạnh mẽ, thu nhập bình quân đầu người cao và ngày càng tăng lên. Mức sống của người dân ngày càng được nâng cao, kéo theo đó là nhu cầu về đi lại về giao thông ngày càng tăng cao, điều đó yêu cầu nhất thiết phải xây dựng nhiều tuyến đường, nhiều cây cầu mới để giải quyết các nhu cầu ngày càng cao của người dân. Tình hình chính trị của vùng tương đối ổn định, các phường đều có các cán bộ tuyên truyền về chính sách của Đảng, giáo dục chính trị cho nhân dân, nhờ vậy mà lòng tin của nhân dân vào đảng ngày càng tăng cao, dân chúng ngày càng yêu nước hơn. 3.6. Hiện trạng giao thông và sự cần thiết đầu tư: Sự xây dựng cây cầu mới sẽ thay thế cây cầu cũ xuống cấp nhằm đáp ứng nhu cầu đi lại của xe cộ trên quốc lộ 1A. Cầu sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông, trao đổi buôn bán, giao lưu văn hóa... giữa các vùng của địa phương. Từ đó sẽ phát triển được ngành dịch vụ du lịch của địa phương nói riêng, nâng cao đời sống kinh tế văn hóa của người dân địa phương nói chung.Trang 7 CHƯƠNG 2:ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU 1. Phương án I: 1.1. Kết cấu thượng bộ: Cầu BTƯST dầm Super – T mỗi dầm dài 36m, fc = 50MPa. Mặt cắt ngang gồm 6 dầm, mỗi dầm cao1,8m, dầm căng trước được thi công theo công nghệ lắp ghép, khoảng cách dầm 1,92m +Bề rộng xe chạy :10,50m +Bề rộng lề bộ hành : 20,00m +Hệ thống lan can tay vịn : 20,5m +Bề rộng toàn cầu : 11,50m +Dốc dọc toàn cầu 2% + Các lớp mặt cầu: Lớp tạo mui luyện 2% Lớp phòng nước dày 0,5 cm BTN hạt mịn rải nóng dày 7cm + Trụ lan can bằng thép, tay vịn bằng Inox; + Khe co giãn bằng cao su cốt thép bản; + Bố trí các ống thoát nước bằng ống nhựa PVC  = 10cm; 1.2. Kết cấu hạ bộ: + Trụ cầu có tiết diện không thay đổi, trụ 1và trụ 8 có kích thước giống nhau. Trụ 2,7 có kích thước giống nhau. Trụ 3 và trụ 6 có kích thước giống nhau, trụ 4 và trụ 5 có kích thước giống nhau. Trụ cầu bằng BTCT fc = 30MPa + Mố cầu dạng mố chữ U BTCT fc = 30MPa + Cọc khoan nhồi BTCT D 1.5 m, fc = 30MPa Giải pháp thi công chỉ đạo công trình: + Dầm đơn giản được thi công theo công nghệ lao kéo dầm + Thi công mố: Lắp dựng ván khuôn và đổ bêtông tại chỗ + Thi công trụ: Lắp dựng ván khuôn và đổ bêtông tại chỗ + Cọc được thi công theo công nghệ thi công cọc khoan nhồi. 2. Phương án II: 2.1. Kết cấu thượng bộ: Dầm liên tục BTCT fc = 50MPa, 3 nhịp: 75 + 100 + 75 (m), dầm dạng hộp có tiết diện thay đổi. Nhịp dẫn gồm 2 nhịp bằng dầm Super – T BTCT ƯST mỗi dầm dài 36m.Trang 8 + Trụ lan can bằng thép, tay vịn bằng Inox; + Khe co giãn bằng cao su cốt thép bản; + Bố trí các ống thoát nước bằng ống nhựa PVC  = 10cm; + Các lớp mặt cầu: Lớp tạo mui luyện 2% Lớp phòng nước dày 0,5 cm BTN hạt mịn rải nóng dày 7cm + Bề rộng xe chạy : 10,50m + Bề rộng lề bộ hành : 20,00m +Hệ thống lan can tay vịn : 20,5m + Dốc dọc toàn cầu 2% + Bề rộng toàn cầu :11,50m 2.2. Kết cấu hạ bộ: + Trụ cầu liên tục bằng BTCT fc = 30MPa + Mố cầu dạng mố chữ U BTCT fc = 30MPa + Cọc khoan nhồi BTCT D 1.5m, fc = 30MPa Giải pháp thi công chỉ đạo công trình: + Dầm liên tục được thi công theo công nghệ đúc hẫng cân bằng; + Thi công mố: Lắp dựng ván khuôn và đổ bêtông tại chỗ; + Thi công trụ: Lắp dựng ván khuôn và đổ bêtông tại chỗ; + Cọc được thi công theo công nghệ thi công cọc khoan nhồi. 3. Phương án III: 3.1. Kết cấu thượng bộ: + Cầu dây văng dầm cứng liên tục BTCT fc = 50MPa, 3 nhịp: 78 + 160 + 78 (m) +Dầm có chiều rộng 13,50m cao 1,6m, gồm 40 đốt dài 7m và 1 đốt hợp long dài 4 m và 2 đốt Ko dài 16m + Trụ lan can bằng thép, tay vịn bằng Inox + Các lớp mặt cầu: Lớp tạo mui luyện 2% Lớp phòng nước dày 0,5cm BTN hạt mịn rải nóng dày 7 cm + Khe co giãn bằng cao su cốt thép bản + Bố trí các ống thoát nước bằng ống nhựa PVC  = 10cmTrang 9 +Bề rộng xe chạy:10,50m +Bề rộng lề bộ hành : 20,00m +Bề rộng bố trí hệ thống neo cáp :20,8m +Hệ thống lan can :20,5m +Dốc dọc toàn cầu 2% +Bề rộng toàn cầu :13,50m 3.2. Kết cấu hạ bộ: Với tình hình địa chất như vậy và cầu này nằm trong khu dân cư đông cho nên ta nên sử dụng cọc đóng + Tháp cầu bằng BTCT fc = 50MPa tiết diện hộp + Mố cầu dạng mố chữ U BTCT fc = 30MPa + Cọc khoan nhồi BTCT D 1.5m, fc = 30MPa Giải pháp thi công chỉ đạo công trình: + Dầm liên tục được thi công theo phương pháp lắp hẫng cân bằng qua tim tháp; + Thi công mố: Lắp dựng ván khuôn và đổ bêtông tại chỗ; + Thi công tháp: đổ bêtông tại chỗ sử dụng ván khuôn trượt. + Thi công cọc: Cọc được thi công theo cô

Trang 1

PHẦN MỞ ĐẦU

Đề tài: THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG S23 - TỈNH NGHỆ AN

1 Khái quát chung về thị trấn Hoàng Mai –Nghệ An:

1.1 Tình hình kinh tế - xã hội:

1.1.1 Giới thiệu chung:

Hoàng Mai là thị trấn thuộc huyện Quỳnh Lưu tỉnh Nghệ An Phía bắc giáp huyện Tĩnh Gia – tỉnh Thanh Hóa Phía nam giáp xã Mai Hùng huyện Quỳnh Lưu, cách Thành phố Vinh về phía Nam 70 km Phía Đông giáp xã Quỳnh Lập và một phần Quỳnh Phương, cách cảng Đông Hồi về phía Đông 20 km Phía Tây giáp xã Quỳnh Vinh

Thị trấn Hoàng Mai có vị trí nằm trên Quốc lộ 1A nối Hà Nội - Thành phố Hồ Chí Minh, là cửa ngõ của tỉnh Nghệ An

1.1.2 Mục tiêu:

Từ thuận lợi về giao lưu đối ngoại, Hoàng Mai có khả năng thu hút đầu tư, có tiềm năng lợi thế để phát triển kinh tế, văn hoá, xã hội và trở thành trung tâm kinh tế của huyện Quỳnh Lưu cũng như của tỉnh Nghệ An Cầu thi công là cầu Hoàng Mai mới thay thế cầu

cũ đã xuống cấp trầm trọng cầu bắc qua con sông Hoàng Mai thuộc tuyến quốc lộ 1A địa bàn thị trấn Hoàng Mai tỉnh Nghệ An Nó có nhiệm vụ nối các khu vực kinh tế thuộc thị trấn Hoàng Mai Làm cơ sở xây dựng các dự án đầu tư vào khu công nghiệp Hoàng Mai

và lĩnh vực du lịch trên địa bàn Tạo sự thuận lợi cho việc đi lại của xe cộ trên tuyến quốc

lộ 1A., phát triển dân sinh kinh tế và an ninh quốc phòng trong khu vực Từng bước thực hiện quy hoạch chung phát triển kinh tế - xã hội huyện Quỳnh Lưu Từng bước hoàn thiện mạng lưới giao thông nội thị và khu vực

1.1.3 Đặc điểm kinh tế - xã hội:

Thị trấn Hoàng Mai là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hoá, xã hội phía bắc của tỉnh Nghệ An, nằm trên quốc lộ 1A nối Thủ đô Hà Nội - Thành phố Hồ Chí Minh Vị trí này cho phép Hoàng Mai phát triển các mối quan hệ giao lưu kinh tế - xã hội một cách thuận lợi với

cả nước, đặc biệt là phát triển ngành thương mại, dịch vụ Với lợi thế là trung tâm thương mại, dịch vụ, công nghiệp của huyện Những năm qua, cơ sở vật chất, hạ tầng kỹ thuật không ngừng được quan tâm đầu tư và phát triển đã làm cho bộ mặt đô thị thay đổi nhanh chóng, lực lượng lao động ngày càng tăng cả về quy mô và chất lượng, đội ngũ cán bộ khoa học, kỹ thuật không ngừng lớn mạnh là động lực lớn cho sự phát triển của thị trấn Hoàng Mai

Trang 2

1.2 Mạng lưới giao thông trong khu vực:

Để cho việc giao thông trên tuyến Quốc Lộ 1A được thuân tiện và phát triển thị trấn thì việc thăm do địa chất, xây dựng cầu nối liền hai bờ là cần thiết Cầu sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông, trao đổi buôn bán, giao lưu văn hóa giữa các vùng của địa phương

Từ đó sẽ phát triển được ngành dịch vụ du lịch của địa phương nói riêng, nâng cao đời sống kinh tế văn hóa của người dân địa phương nói chung Trong khu vực dự án hệ thống giao thông đã và đang được xúc tiến đầu tư xây dựng, tạo thành hệ thống giao thông liên hoàn, đường kết nối với nhau bằng các đường nối với với thành phố nối với các vùng lân cận

2 Các số liệu ban đầu:

2.1.Địa chất:

Đơn vị khảo sát tiến hành khoan thăm dò tại vị trí lỗ khoan, chi tiết mặt cắt địa chất các lỗ khoan được thể hiện trong bản vẽ “MẶT CẮT ĐỊA CHẤT CẦU HOÀNG MAI QUA SÔNG S23 NGHỆ AN”

Lớp 1

Lớp cát hạt nhỏ, trạng thái rời rạc, có chiều dày thay đổi từ 3.5 đến 7.5m

Chỉ tiêu đặc trưng cơ lý của đất được xác định qua các mẫu thí nghiệm với những tính chât cơ bản sau

 Lực dính c : 0.08 kG/cm2

 Góc ma sát trong  : 350

 Dung trọng tự nhiên  : 2.1 g/cm3

 Độ ẩm tự nhiên W % : 22 %

2.3 Các tiêu chuẩn kỹ thuật của công trình:

Qui mô xây dựng : vĩnh cửu

Tần suất lũ thiết kế : p = 1%

Tải trọng thiết kế : 0,65HL-93

Khổ cầu : K = 10,50 + 2x0,00 (m)

Khổ thông thuyền : Sông thông thuyền cấp V

2.4 Phạm vi nghiên cứu của đồ án:

+ Thiết kế sơ bộ : 30 %

+ Thiết kế kỹ thuật : 50%

+ Thiết kế thi công : 20 %

3 Các điều kiện tự nhiên của công trình:

3.1 Điều kiện địa hình:

Mặt cắt dọc dạng khá đối xứng, rất thuận tiện cho việc bố trí kết cấu nhịp đối xứng

3.2 Điều kiện địa chất:

Điều kiện địa chất lòng sông được trình bày cụ thể ở phần trên

3.3 Điều kiện khí hậu - thuỷ văn:

3.3.1 Điều kiện khí hậu:

Khu vực xây dựng cầu nằm trong vùng Duyên Hải Miền Trung có khí hậu nhiệt đới gió mùa Nhiệt độ trung bình hằng năm khoảng 290C Khí hậu phân làm hai mùa rỏ rệt: Mùa khô thường kéo dài trong thời gian từ khoảng đầu tháng 2 đến tháng 8 Mùa này thường có nắng khá gay gắt , khí hậu khô hanh, đặc biệt là vào khoảng cuối tháng 6, tháng

Trang 4

7 Mùa mưa là những tháng còn lại trong năm, thường có mưa rét kéo dài theo từng đợt

do ảnh hưởng của gió mùa đông bắc Vào mùa mưa nước trên các dòng suối tương đối nhiều và hình thành nhiều dòng chảy lớn nhỏ khác nhau Một số đặc điểm khí hậu của vùng:

- Nhiệt độ cao nhất vào khoảng tháng 7 Nhiệt độ trung bình mùa này khoảng 35oC, có khi lên dến 40oC

- Nhiệt độ thấp nhất vào khoảng tháng 12, tháng1 Nhiệt độ trung bình của mùa này khoảng 17oC

- Độ ẩm trung bình của vùng khoảng 80%

Với những đặc điểm về tình hình khí hậu như đã nói ở trên, thì việc thi công vào mùa mưa sẽ gặp nhiều khó khăn và tốn kém Do đó chỉ nên tiến hành thi công và hoàn thành công trình trong mùa khô là tốt nhất

3.3.2 Điều kiện thuỷ văn:

Sông S23 dài 10 km, Sông S23 là hợp nguồn của nhiều con suối đầu nguồn ở phía tây huyện Quỳnh Lưu, nơi đường phân thuỷ của những núi đồi giáp với Tĩnh Gia

Đặc điểm địa hình lòng sông: Khu vực cầu có lòng sông khá rộng, có nhiều vùng bãi ven sông, địa hình hai bên bờ sông thấp nên thường bị ngập khi có lũ Dòng chảy của lòng sông biến đổi theo hai mùa rõ rệt, mùa kiệt kéo dài từ tháng 2 đến tháng 8, mùa lũ từ tháng 9 đến tháng 1

Trong mùa kiệt lượng nước thường thượng nguồn đổ về không nhiều và tương đối

ổn định nên dòng chảy trên đoạn sông này trong mùa mưa nhỏ và ít biến đổi Mực nước lên xuống vùng chảy xuôi, ngược là do tác động chủ yếu của thủy triều Tuy nhiên cũng cần chú ý trong khoảng từ tháng 9 đến cuối tháng 10 hằng năm dòng chảy trên đoạn sông này thường được bổ sung một lượng nước đáng kể

Dòng chảy mùa lũ đoạn sông này khá lớn, khi có lũ hầu như cùng trũng, vùng thấp ven sông đều bị ngập hằng năm từ tháng 9 đến tháng 12, trung bình từ 3 đến 4 trận lũ, năm nhiều lũ có từ 6 đến 7 trận lũ

3.4 Điều kiện cung ứng vật liệu:

3.4.1 Nguồn vật liệu cát, sỏi sạn:

Có thể dùng vật liệu địa phương Vật liệu cát, sỏi sạn ở đây có chất lượng tốt đảm bảo tiêu chuẩn để làm vật liệu xây dựng cầu

Vật liệu sử dụng cho công trình thì vùng đều có thể cung cấp được và rất thuận lợi:

Trang 5

+ Đất đắp: Đất đắp có thể được vận chuyển từ các mỏ đất có chất lượng tốt trữ lượng cao tại vị trí cách khu vực khoảng 5km Đường vận chuyển rất thuận lợi trong mọi điều kiện khí hậu thời tiết

+ Đá: Đá được vận chuyển từ các mỏ cách khu vực xây dựng cầu một cách khoảng

3 km Đá ở đây có nhiều kích cỡ khác nhau với chất lượng rất tốt và trữ lượng rất nhiều nên có thể đáp ứng cung cấp đầy đủ và nhanh chóng cho công trình trong suốt quá trình xây dựng

3.4.4 Năng lực và máy móc thi công:

Về mặt Công ty: công ty đấu thầu có đầy đủ phương tiện và thiết bị phục vụ thi công, đội ngũ công nhân, kỹ sư chuyên có môn cao và dày dạn kinh nghiệm trong vấn đề thiết kế và xây dựng, hoàn toàn có thể đưa công trình vào khai thác đúng tiến độ Đặc biệt đội ngũ kỹ sư và công nhân đã dần tiếp cận được những công nghệ mới về xây dựng cầu Mặt khác khi có công việc đòi hỏi nhiều nhân công thì có thể thuê dân cư trong vùng, nên khi thi công công trình không bị hạn chế về nhân lực Còn đối với máy móc thiết bị cũng

có thể thuê nếu cần

3.5 Điều kiện kinh tế xã hội của khu vực cầu:

- Dân cư và sự phân bố dân cư:

Khu vực xây dựng cầu thuộc thị trấn Hoàng Mai Thời gian gần đây thị trấn đang được đẩy mạnh phát triển về mọi mặt Cùng với sự phát triển không ngừng về kinh tế, trình độ dân trí cũng được nâng cao rõ rệt, đồng thời do nắm bắt kịp thời các chủ trương của nhà nước nên tình hình dân số của vùng trong mấy năm gần đây tương đối ổn định Dân cư của vùng phân bố tương đối đồng đều, mật độ dân cư tương đối lớn Ở gần vị trí xây dựng cầu, nhà dân tập trung hai bên tương đối nhiều Do đó trong quá trình thi công cần có biện pháp để đảm bảo về mặt trật tự và an ninh cho khu vực xây dựng cầu

Trang 6

Dân cư của vùng chủ yếu là người Kinh nên về phong tục tập quán không có gì đáng lưu

ý

- Tình hình kinh tế - Chính trị - Văn hóa - Xã hội của vùng:

Tình hình kinh tế của vùng những năm gần đây có sự phát triển rất mạnh mẽ, thu nhập bình quân đầu người cao và ngày càng tăng lên Mức sống của người dân ngày càng được nâng cao, kéo theo đó là nhu cầu về đi lại về giao thông ngày càng tăng cao, điều đó yêu cầu nhất thiết phải xây dựng nhiều tuyến đường, nhiều cây cầu mới để giải quyết các nhu cầu ngày càng cao của người dân

Tình hình chính trị của vùng tương đối ổn định, các phường đều có các cán bộ tuyên truyền về chính sách của Đảng, giáo dục chính trị cho nhân dân, nhờ vậy mà lòng tin của nhân dân vào đảng ngày càng tăng cao, dân chúng ngày càng yêu nước hơn

3.6 Hiện trạng giao thông và sự cần thiết đầu tư:

Sự xây dựng cây cầu mới sẽ thay thế cây cầu cũ xuống cấp nhằm đáp ứng nhu cầu

đi lại của xe cộ trên quốc lộ 1A Cầu sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông, trao đổi buôn bán, giao lưu văn hóa giữa các vùng của địa phương Từ đó sẽ phát triển được ngành dịch vụ du lịch của địa phương nói riêng, nâng cao đời sống kinh tế văn hóa của người dân địa phương nói chung

Trang 7

CHƯƠNG 2:ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU

1 Phương án I:

1.1 Kết cấu thượng bộ:

Cầu BTƯST dầm Super – T mỗi dầm dài 36m, f'c = 50MPa Mặt cắt ngang gồm 6

dầm, mỗi dầm cao1,8m, dầm căng trước được thi công theo công nghệ lắp ghép, khoảng cách dầm 1,92m

+ Trụ lan can bằng thép, tay vịn bằng Inox;

+ Khe co giãn bằng cao su cốt thép bản;

+ Bố trí các ống thoát nước bằng ống nhựa PVC  = 10cm;

1.2 Kết cấu hạ bộ:

+ Trụ cầu có tiết diện không thay đổi, trụ 1và trụ 8 có kích thước giống nhau Trụ 2,7 có kích thước giống nhau Trụ 3 và trụ 6 có kích thước giống nhau, trụ 4 và trụ 5 có kích thước giống nhau Trụ cầu bằng BTCT f'c = 30MPa

+ Mố cầu dạng mố chữ U BTCT f'c = 30MPa

+ Cọc khoan nhồi BTCT D 1.5 m, f'c = 30MPa

- Giải pháp thi công chỉ đạo công trình:

+ Dầm đơn giản được thi công theo công nghệ lao kéo dầm

+ Thi công mố: Lắp dựng ván khuôn và đổ bêtông tại chỗ

+ Thi công trụ: Lắp dựng ván khuôn và đổ bêtông tại chỗ

+ Cọc được thi công theo công nghệ thi công cọc khoan nhồi

2 Phương án II:

2.1 Kết cấu thượng bộ:

Dầm liên tục BTCT f'c = 50MPa, 3 nhịp: 75 + 100 + 75 (m), dầm dạng hộp có tiết diện thay đổi Nhịp dẫn gồm 2 nhịp bằng dầm Super – T BTCT ƯST mỗi dầm dài 36m

Trang 8

+ Trụ lan can bằng thép, tay vịn bằng Inox;

+ Khe co giãn bằng cao su cốt thép bản;

+ Bố trí các ống thoát nước bằng ống nhựa PVC  = 10cm;

+ Cọc khoan nhồi BTCT D 1.5m, f'c = 30MPa

- Giải pháp thi công chỉ đạo công trình:

+ Dầm liên tục được thi công theo công nghệ đúc hẫng cân bằng;

+ Thi công mố: Lắp dựng ván khuôn và đổ bêtông tại chỗ;

+ Thi công trụ: Lắp dựng ván khuôn và đổ bêtông tại chỗ;

+ Cọc được thi công theo công nghệ thi công cọc khoan nhồi

+ Khe co giãn bằng cao su cốt thép bản

+ Bố trí các ống thoát nước bằng ống nhựa PVC  = 10cm

+ Cọc khoan nhồi BTCT D 1.5m, f'c = 30MPa

- Giải pháp thi công chỉ đạo công trình:

+ Dầm liên tục được thi công theo phương pháp lắp hẫng cân bằng qua tim tháp; + Thi công mố: Lắp dựng ván khuôn và đổ bêtông tại chỗ;

+ Thi công tháp: đổ bêtông tại chỗ sử dụng ván khuôn trượt

+ Thi công cọc: Cọc được thi công theo công nghệ cọc khoan nhồi

* PHƯƠNG ÁN I: CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT

* PHƯƠNG ÁN II: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT

* PHƯƠNG ÁN III: CẦU DÂY VĂNG DẦM CỨNG BTCT

Trang 12

CẦU DẦM GIẢN ĐƠN SUPPER T

10.02m 10.24m 10.24m

500 50

90



yc

yc tk

L

L L

ph tr i i

tk

b b b l

l L

i    

-Trong đó :

loi : Tổng chiều dài tĩnh không của các nhịp ứng với mực nước cao nhất

li : Tổng chiều dài các nhịp tính theo tim trụ

bi : Tổng chiều dài phần tĩnh không ứng với mực nước cao nhất do trụ chiếm chỗ chính bằng tổng chiều rộng thân trụ tại mực nước cao nhất

btr,bph : Phần ăn sâu của công trình (mố, mô đất đắp trước mố , )vào tĩnh không tại mực nước cao nhất ở mố trái và mố phải tính từ tim gối trên mố

Sử dụng công thức tính đặc trưng hình học của PGS.TS Nguyễn Viết Trung

Để tính đặc trưng hình học của một tiết diện bất kỳ nào đó ta phải gắn tiết diện đó vào một hệ trục toạ độ và tiến hành đánh số một cách liên tục tới các điểm góc của tiết diện

đó theo chiều quay từ trục X tới trục Y

Giả sử có m điểm góc và điểm thứ m+1 = i thì các giá trị đặc trưng hình học được tính bằng các công thức sau đây:

- Momen tĩnh của mặt cắt đối với trục X: 

2 1 i 1 i i

2 i 1 i i

x (X X )(Y YY Y )6

1S

- Momen quán tính đối với trục X: 

3 1 i

2 1 i i 1 i

2 i

3 i 1 i i

12

1I

Trong các công thức trên X X i, i1, ,Y Y i i1 là toạ độ của các điểm thứ i và i+1

- Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến đáy dầm: yb = Yc

- Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến thớ trên dầm: yt = H – yb

- Momen quán tính đối với trục trung hoà:I I Y 2 A

c x

Trình tự đánh số như sau:

Hình 1.3: Các mặt cắt tính toán đặc trưng hình học dầm

Bảng 1.1: Bảng kết quả tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt tại giữa nhịp:

2 1

9 10 3

12 13

14 15 16

0.9567 m

Moment quán tính đối với trục trung hòa: Id 0.2404 m4

Moment tĩnh đối với đáy dầm: Sb 0.2581 m3

Moment tĩnh đối với thớ trên dầm: St 0.2513 m3

Bảng 1.3: Bảng kết quả tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt dầm đặc cách gối 1

đoạn dv:

Điểm X(cm) Y(cm) A(m 2 ) Sx(m 3 ) I X (m 4 )

1 -95 180 0.0000 0.0000 0.0000

0.8024 m Moment quán tính đối với trục trung hòa: Id 0.4669 m4

Moment tĩnh đối với đáy dầm: Sb 0.4680 m3

Moment tĩnh đối với thớ trên dầm: St 0.5818 m3

Bảng 1.5: Bảng kết quả tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt dầm cắt khấc

Điểm X(cm) Y(cm) A(m 2 ) Sx(m 3 ) I X (m 4 )

0.3529 m

Moment quán tính đối với trục trung hòa: Id 0.0511 m4

Moment tĩnh đối với đáy dầm: Sb 0.1143 m3

Moment tĩnh đối với thớ trên dầm: St 0.1448 m3

Trang 18

Hình 1.4: Câc mặt cắt tính toân

+ Khối lượng bí tông tính cho 1 dầm dăi 36m :

DC1d = V1d * 25 = (A1 * 2+ A2 * 2 + A3 * 32) * 25 = (1.6572* 2 + 0.8812*2 + 0.6044*32) *25 = 610.44 (kN)

+ Khối lượng bí tông dầm chủ tính cho 1 nhịp :

DC1n = DC1d 6 = 610.44*6 = 3662.64(kN)

3.1.2 Trọng lượng bản mặt cầu: Bản mặt cầu dăy 16cm được đổ tại chỗ

Khối lượng bản bí tông đổ tại chổ tính cho 1 nhịp:

DCbản = Vbản * 25 = 0.16 * 11.5 * 36 *1 * 25 = 1656 (kN)

3.1.3 Trọng lượng dầm ngang: Dầm ngang được bố trí tại hai vị trí đầu dầm (trín gối)

Hình 1.5: Cấu tạo dầm ngang

- Diện tích dầm ngang:

Adn = 0.5*(0.7+0.9)*0.1 + 0.5*(0.9+1.02)*0.62 = 0.6752 (m2)

- Thể tích dầm ngang: Vdn = Adn * 0.72 = 0.6752 *0.72 = 0.486 (m3)

- Khối lượng dầm ngang trín một nhịp:

Mặ t cắ t giư îa dầ m Mặt cắt đặc đầu dầm

0.6044m270

3.3 Xác định trọng lượng lan can , tay vịn :

Hình 1.6: Cấu tạo lan can tay vịn

- Diện tích bệ: 0.175 (m2)

- Thể tích bê tông phần bệ lan can: 0.175*2*324 = 113.4 (m3)

- Sơ bộ lấy khối lượng cốt thép là 0,6 kN trong 1m3 bê tông

 Khối lượng bệ lan can: 113.4*25 + 113.4*0.6 = 2903.04 (kN)

- Khối lượng một cột lan can:

Trang 20

- Khối lượng tay vịn: 0.0012*324*4*7.85*9.8 = 119.64 (kN)

 Khối lượng lan can tay vịn tính cho 1m dài:

do đó chỉ cần tính khối lượng cho từng trụ đại diện rồi suy ra cho các trụ còn lại

Hình 1.7: Cấu tạo và kích thước chung trụ

Ký hiệu

Kích Thước (m) Trụ 1 và Trụ 8 Trụ 2 và Trụ 7 Trụ 3 và Trụ 6 Trụ 4 và Trụ 5

Khối lượng thép (100Kg/m3)

3.5 Xác định khối lượng mố cầu

Mố cầu là mố chữ U BTCT Cấu tạo hai mố giống nhau, do đó ta chỉ cần tính khối lượng cho một mố

Hình 1.8: Cấu tạo mố Bảng 1.9: Tính toán khối lượng bê tông mố

LƯỢNG ĐƠN VỊ

2 Bê tông tường đỉnh (0.5*1.5+0.4*0.4+0.5*0.4*0.4)*11.5*25 284.63 kN

3 Bê tông tường thân (2.95*1.0+0.5*05+0.5*0.5*0.5)*11.5*25 955.94 kN

4 Bê tông vát tường thân 4.15*0.5*0.5*0.5 *2*25 25.94 kN

5 Bê tông tường cánh (4.9*1.5+0.5*1.95*2.9+2*2.95)*0.5*2*25 401.94 kN

Trang 23

8 Bê tông đá kê bản quá độ [(0.4+0.6)*0.3/2]*10.5*25 39.375 kN

4 Xác định sức chịu tải tính toán của cọc:

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

Ptt= min(Qr, Pr) Trong đó:

Qr : Sức chịu tải của cọc theo đất nền

Pr : Sức chịu tải của cọc theo vật liệu

4.1 Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

Sử dụng cọc khoan nhồi có D =1.5m, f’c = 30Mpa

fy : Giới hạn chảy của cốt thép chủ; fy = 420MPa

Thay vào ta được:

Pn = 0.85*[0.85*30*( 1766250 - 11750) + 420*11750] = 42.23*106 (N)

4.2 Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền:

Do cọc được ta khoan xuyên qua các lớp đất khác nhau cho nên khi xác định sức kháng của cọc theo đất nền ta cũng xác định xen kẽ giữa các lớp đất này

Sức kháng dọc trục của cọc đóng bao gồm có cả sức kháng bên và sức kháng mũi cọc Sức kháng thành bên được xem xét cho cả sức kháng bên theo đất dính và đất rời Tuy nhiên, do mũi cọc được đặt trên nền đá nên ta tính sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo đất nền có thể bỏ qua sức kháng thành bên, chỉ tính toán sức kháng mũi cọc Sức chịu tải của cọc theo đất nền được tính theo công thức:

Qr = Qn =qpQp+qsQs = qpQp (10.7.3.2-2)

Trong đó: qs - Hệ số sức kháng thành bên của cọc khoan nhồi

qp - Hệ số sức kháng mũi cọc của cọc khoan nhồi

Qp – Sức kháng mũi của cọc khoan nhồi

Qs – Sức kháng thành bên của cọc khoan nhồi

Sức kháng mũi cọc danh định của cọc khoan nhồi được tính theo công thức sau:

qp = 𝑞𝑢

𝐷𝑠 +1.5) (MPa) (A.2-TCXD 205-98)) Trong đó:

qu : Cường độ nén dọc trục trung bình của lõi đá, qu = 50kg/m2

kd : Hệ số an toàn theo đất, lấy kd = 1,4

Hs : Chiều sâu chôn cọc vào trong hố đá, Hs = 2000mm

Ds : Đường kính ngàm của phần chôn vào đá, Ds = 1500mm

- Trọng lượng kết cấu nhịp, tĩnh tải phần 2

- Hoạt tải thiết kế

+ Trọng lượng do hoạt tải (0.65HL93):

Hình 1.9: Đường ảnh hưởng do hoạt tải gây ra tại mố

- yi : Tung độ đường ảnh hưởng tương ứng dưới trục bánh xe pi

-  : Diện tích đương ảnh hưởng,  = 17.65

→ Tải trọng do xe tải thiết kế và tải trọng làn gây ra:

- nht : Hệ số vượt tải của xe tải, nXTTK = 1.75, nHTTK = 1.75

- nTTL : Hệ số vượt tải của tải của tải trọng làn, nTTL = 1.75

- m : Hệ số làn xe, m = 0.85

- n : Số làn xe , n = 3

- (1+IM) = 1.25 : Hệ số xung kích

- Pi : Tải trọng trục xe

- yi : Tung độ đường ảnh hưởng tương ứng dưới trục bánh xe pi

-  : Diện tích đương ảnh hưởng,  = 35.3

→ Tải trọng do xe tải thiết kế và tải trọng làn gây ra:

35,3m 35,3m

CLMC 4176.58 4176.58 8353.15 8353.15 8353.15 8353.15 Hoạt tải 1815.77 1815.77 2730.07 2730.07 2730.07 2730.07

Trang 30

7 Tính toán sơ bộ cốt thép ứng suất trước trong dầm chủ Super-T

7.1 Tính toán các đặc trưng hình học của dầm chủ tại mặt cắt giữa nhịp :

Bbản2 = 12 ∗ 0.16 + max (0.1;0.52

2 ) = 2.18 + Khoảng cách giữa các dầm:

Bbản3 = 1.92m Vậy bề rộng hữu hiệu của dầm giữa:

𝐵𝑏𝑎𝑛2 = 6 ℎ𝑓+ max (𝑏𝑤

4) = 6 ∗ 0.16 +0.52

4 = 1.09𝑚 + Bề rộng cánh hẫng

Bban3 = Sk = 0.95m Vậy bề rộng hữu hiệu của dầm biên:

Bb = 1.92

2 + min(𝐵𝑏𝑎𝑛1; 𝐵𝑏𝑎𝑛2; 𝐵𝑏𝑎𝑛3) = 1.91𝑚

+ Bề rộng quy đổi cho dầm giữa: Bgqđ = n’*Bhhg = 0.837*1.92 = 1.607m

+ Bề rộng quy đổi cho dầm biên: Bbqđ = n’*Bhhb = 0.837*1.91 = 1.60m

7.1.2 Tính các đặc trưng hình học:

Dùng MIDATS/CIVIL có các đặc trưng hình học của thiết diện ở giai đoạn 2 (tính cả bản mặt cầu)

+ Vị trí trục trung hòa so với đáy dầm : yc = 1.198m

+ Vị trí trục trung hòa so với mép trên bản : yttb = 0.762m

+Momem quán tính đối với trục trung hòa là : Id =0.45814 (m4)

Hình 1.14: Đặc trưng hình học của dầm giai đoạn 2

7.2 Xác định nội lực:

7.2.1 Nội lực do tĩnh tải :

a Xác định các tĩnh tải

- Tĩnh tải bản thân dầm chủ

⇒Tĩnh tải tác dụng lên Dầm giữa:

+ Giai đoạn chưa liên hợp:

DCdcg = 16.96 (kN/m)

+ Giai đoạn khai thác: mặt cắt liên hợp

DCktg = DC dc + DCbđ + DC bmc +DCdn =16.96+1.1+7.68+0.574 =26.31 (kN/m)

DWktg = DWlp = 3.23(kN/m) (Vì: đối với dầm giữa thì:DWlctv = 0)

⇒Tĩnh tải tác dụng lên Dầm biên:

+ Giai đoạn chưa liên hợp:

DCdcg = 16.96 (kN/m)

+ Giai đoạn khai thác: mặt cắt liên hợp

DCktg = DC dc + DCbđ + DC bmc +DCdn =16.96+1.1+7.64+0.574 =26.27 (kN/m)

DWb = DWlp + DWlctv = 3.23+1.56 = 4.79 (kN/m)

Trang 33

b Nội lực do tĩnh tải gây ra:

*) Mô men:

Đường ảnh hưởng mômen ở giữa nhịp:

Hình 1.15:Đường ảnh hưởng momen giữa nhịp (L=17.65m)

Diện tích đường ảnh hưởng:  = ½ *8.83*35.3 = 155.85

Mô men tại vị trí giữa nhịp của dầm: M = DC i ; M = DW i

Mô men (kN.m)

Tĩnh tải GĐ2 (kN/m)

Mô men (kN.m)

Mô men (kN.m)

Tĩnh tải GĐ2 (kN/m)

Mô men (kN.m)

Trang 34

Hình 1.16:Đường ảnh hưởng lực cắt tại gối (L=0)

Diện tích đường ảnh hưởng:  = ½ *1*35.3 = 17.65

Lực cắt tại vị trí tại gối của dầm: V = DC i ; V = DW i

- Dầm giữa:

Trường hợp tải

trọng

Diện tích ĐAH

Tĩnh tải GĐ1 (kN/m)

Lực cắt (kN.m)

Tĩnh tải GĐ2 (kN/m)

Lực cắt (kN.m)

Lực cắt (kN.m)

Tĩnh tải GĐ2 (kN/m)

Lực cắt (kN.m)

GĐ chưa liên hợp 17.65 16.96 299.34 -

7.2.2 Xác định nội lực do hoạt tải:

7.2.2.1 Xác định hệ số phân bố hoạt tải theo làn đối với mô men

Vì số dầm chủ Nb =63 nên ta dùng công thức để tính hệ số phân bố ngang

a) Đối với dầm giữa:

- Khi cầu thiết kế chịu tải cho một làn xe ôtô:

25 , 0 2

35 , 0

6 , 0

mg SI momem

Trong đó :

m43Lm6

m5.3Sm8.1

1800

300

Xe TK TTL

Trang 36

- Đối với tải trọng làn:

Thiên về an toàn coi tải trọng làn theo phương ngang cầu là tải trọng tập trung

Với 1 làn chất tải : gLan1 = 1.2

Vậy hệ số phân bố hoạt tải đối với moment của dầm dọc giữa như sau:

+ Với xe tải thiết kế : g mgHL = 0.451

+ Với tải trọng làn : g mgLan = 1.2

b) Đối với dầm biên:

- Một làn thiết kế chịu tải: dùng phương pháp đòn bẩy

Phương trình tung độ đường ảnh hưởng:

S

x ) x (

ydb  Một làn thiết kế, hệ số làn m = 1.2 ( Điều 3.6.1.1.2)

y1 = ydb (S + Sk -500mm) = 1.23

y2 = ydb(S + Sk -500mm-600mm) = 0.92

Hình 1.17 Sơ đồ tính theo phương pháp đòn bẩy đối với dầm biên

+ Với xe tải thiết kế:

gHL2 = 1.2 ×1

2× 0.92 = 0.552 + Với tải trọng làn: gLan2 = 1.2

2× 1.23 × (1.92 + 0.95 − 0.5) = 0.583

- Hai hoặc nhiều làn thiết kế:

Khoảng cách giữa tim bản bụng phía ngoài của dầm biên và mép trong bó vỉa hoặc lan can chắn xe:

de = Sk – 0.5= 0.45 m

180 60

Trang 37

𝑔𝑚𝑏2 = 𝑔𝑚𝑔3× (0.97 + 𝑑𝑒

8700𝑚𝑚) = 0.480 × (0.97 +

0.458.7) = 0.466 Kiểm tra hệ số phân bố thỏa mãn tiêu chuẩn 22 TCN – 272 – 05 đối với phạm vi áp dụng:

m4.1d

thỏa mãn điều kiện

Vậy hệ số phân bố hoạt tải đối với moment của dầm dọc biên như sau:

+ Với xe tải thiết kế : g mbHL = 0.552

+ Với tải trọng làn : g mbLan = 0.583

7.2.2.2 Xác định hệ số phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt

a) Đối với dầm giữa

- Khi cầu thiết kế chịu tải cho một làn xe ôtô:

m7.1Hm45.0

m43Lm6

m5.3Sm8.1

Trang 38

Hình 1.16 Sơ đồ tính theo phương pháp đòn bẩy đối với dầm giữa

Kết quả tính toán lấy như trên

Vậy hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt của dầm dọc giữa như sau:

+ Với xe tải thiết kế : g mgHL = 0.451

+ Với tải trọng làn : g mgLan = 1.2

b) Đối với dầm biên:

- Một làn thiết kế chịu tải: dùng phương pháp đòn bẩy

Phương trình tung độ đường ảnh hưởng:

S

x ) x (

ydb  Một làn thiết kế, hệ số làn m = 1.2 ( Điều 3.6.1.1.2)

y1 = ydb (S + Sk -500mm) = 1.23

y2 = ydb(S + Sk -500mm-600mm) = 0.92

Hình 1.17 Sơ đồ tính theo phương pháp đòn bẩy đối với dầm biên

+ Với xe tải thiết kế:

1800

300

Xe TK TTL

Trang 39

+ Với tải trọng làn: gLan2 = 1.2

2× 1.23 × (1.92 + 0.95 − 0.5) = 0.583

- Hai hoặc nhiều làn thiết kế:

Khoảng cách giữa tim bản bụng phía ngoài của dầm biên và mép trong bó vỉa hoặc lan can chắn xe:

de = Sk – 0.5= 0.45 m

𝑔𝑚𝑏2 = 𝑔𝑚𝑔3× (0.97 + 𝑑𝑒

8700𝑚𝑚) = 0.480 × (0.97 +

0.458.7) = 0.466 Kiểm tra hệ số phân bố thỏa mãn tiêu chuẩn 22 TCN – 272 – 05 đối với phạm vi áp dụng:

m4.1d

Vậy hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt của dầm dọc biên như sau:

+ Với xe tải thiết kế : g mbHL = 0.552

+ Với tải trọng làn : g mbLan = 0.583

Hệ số phân bố ngang được tổng hợp trong bảng 1.15

Bảng 1.15 Tổng hợp hệ số phân bố ngang cho dầm

7.2.2.3 Xác định nội lực do hoạt tải gây ra:

*) Đối với Dầm giữa:

- Mô men:

Trang 40

Hình 1.18:Đường ảnh hưởng momen giữa nhịp do xe thiết kế+tải trọng làn

+ Mô men ở giữa nhịp do xe tải thiết kế và tải trọng Làn gây ra:

MG1 = M XTTK tt + M TTL tt = 0.65*



3 1

).(

+ Mô men ở vị trí giữa nhịp do xe 2 trục thiết kế và tải trọng làn gây ra:

MG2 = M XTTK tt + M TTL tt =0.65* 



2 1

).(

Trang 41

Hình 1.19:Đường ảnh hưởng lực cắt tại gối do xe thiết kế+tải trọng làn

+ Lực cắt tại gối do xe tải thiết kế và tải trọng làn gây ra:

VG1 = V XTTK tt + V TTL tt = 0.65*



3 1

).(

).(