Thiết kế cầu qua sông đak cấm, thành phố kon tum

Tổ hợp nội lực xét tại mặt cắt đỉnh bệ TTGH CĐ I-1.. Tổ hợp nội lực xét tại mặt cắt đỉnh bệ TTGH CĐ I-2.. Tổ hợp nội lực xét tại mặt cắt đỉnh bệ TTGH CĐ I-3.. Tổ hợp nội lực xét tại mặt

Trang 1

Đ ẠI HỌC ĐÀ NẴNG PHÂN HIỆU TẠI KON TUM

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : LÊ XUÂN AN

SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN HỮU TÀI

LỚP : K612 GT

MSSV :

Kon Tum, tháng 07 năm 2015

Trang 2

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 15

1.1 Nhiệm vụ đồ án 15

1.2 Các điều kiện tự nhiên, khí hậu tại vị trí xây dựng cầu 15

1.3 Điều kiện xã hội của khu vực tuyến 17

1.4 Các điều kiện thi công 18

1.5 Quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật 19

1.6 Phân tích sự cần thiết phải đầu tư 20

CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ 21

2.1 Lựa chọn kết cấu thượng bộ 21

2.2 Lựa chọn kết cấu hạ bộ 21

2.3 Đề xuất 2 giải pháp kết cấu như sau 21

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN I CẦU ĐƠN GIẢN BTCT 25

ỨNG SUẤT TRƯỚC 25

3.1 Giới thiệu chung về phương án 25

3.2 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp 26

3.3 Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu 28

3.4 Tính toán khối lượng mố, trụ 30

3.5 Tính toán số lượng cọc 33

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU GIÀN THÉP 49

4.1 Giới thiệu chung về phương án 49

4.2 Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu 50

4.4 Tính toán khối lượng mố trụ 53

4.5 Tính toán số lượng cọc cho mố và trụ: 59

CHƯƠNG 5: SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN 72

5.1 Cơ sở để lựa chọn đưa vào thiết kế kỹ thuật 72

5.2 So sánh các phương án theo giá thành dự toán 72

5.3 So sánh các phương án theo theo điều kiện thi công chế tạo 72

5.4 So sánh các phương án theo điều kiện khai thác, duy tu, bảo dưỡng 73

5.5 So sánh các phương án theo điều kiện mỹ quan 73

5.6 Kiến nghị lựa chọn phương án 73

PHẦN II 75

THIẾT KẾ KỸ THUẬT 75

CHƯƠNG 6: 76

THIẾT KẾ DẦM CHỦ 76

Trang 3

6.1 Số liệu ban đầu 76

6.2 Thiết kế cấu tạo 77

6.3 Tính nội lực dầm chủ 79

6.4 Tính toán nội lực dầm chủ do tĩnh tải 83

6.5 Tính toán và bố trí cốt thép 96

6.6 Đặc trưng hình học của các mặt cắt dầm theo các giai đoạn làm việc 99

6.7 Tính toán mất mát ứng suất 103

6.9 Kiểm toán TTGH sử dụng 118

CHƯƠNG 7:THIẾT KẾ KỸ THUẬT TRỤ T1 125

7.1 Số Liệu Tính Toán 125

7.2 Tính toán các tải trọng tác dụng lên trụ 126

7.3 Tổ hợp tải trọng 141

PHẦN III 193

THIẾT KẾ THI CÔNG 193

CHƯƠNG 8:THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ T1 194

8.1 Nhiệm vụ thiết kế: 194

8.2 Các số liệu thiết kế: 194

8.3 Đặc điểm khu vực xây dựng cầu: 195

8.4 Kỹ thuật thi công các hạng mục công trình: 196

8.5 Đề xuất các giải pháp và lựa chọn giải pháp thi công hố móng: 196

8.6 Phân tích so sánh chọn phương án thi công: 198

8.7 Trình tự thi công trụ T1: 199

8.8 Các công tác trong quá trình thi công trụ: 200

8.9 Tính toán lớp bê tông bịt đáy: 210

8.10 Tính toán cọc ván thép: 211

8.11 Công tác đào đất hố móng: 218

8.12 Thi công đổ lớp bê tông bịt đáy: 218

8.13 Hút nước hố móng : 219

8.14 Thi công bệ trụ: 219

8.15 Tính toán ván khuôn 221

8.16 Thi công thân trụ 227

8.17 Thi công xà mũ: 235

CHƯƠNG 9 242

THIẾT KẾ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP 242

9.1 Giới thiệu chung 242

9.2 Đặc điểm lao lắp các dầm chủ BTCT đúc sẵn 242

9.3 Các điều kiện để chọn phương án thi công 242

Trang 4

9.4 Các phương án thi công 243

9.5 Ưu nhược điểm của các phương án 244

9.6 So sánh chọn phương án 244

9.7 Tính toán và kiểm tra phương án chọn 245

9.8 Kiểm tra lật theo phương dọc cầu 246

9.9.Kiểm tra lật theo phương ngang cầu: 247

9.10 Tính cáp treo dầm 249

CHƯƠNG 10: 248

THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG TRỤ T1 248

10.1 Trình tự thi công chung trụ T1 248

10.2 Trình tự thi công chi tiết trụ T1 248

10.2 Biên chế và thời gian hoàn thành các hạng mục công việc theo định mức 1776-2007 251

TÀI LIỆU THAM KHẢO 256

Trang 5

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Thể tích các cấu kiện 1 nhịp 35m 27

Bảng 3.2 Khối lượng bê tông 1 nhịp 35m 28

Bảng 3.3: Tĩnh tải các lớp mặt cầu và thiết bị 28

Bảng 3.4: Khối lượng lan can tay vịn cho 1 nhịp 35m 29

Bảng 3.5: Thể tích các bộ phận của mố cầu 31

Bảng 3.6 Bảng thống kê khối lượng bê tông, thép 1 mố 32

Bảng 3.7: Bảng tổng hợp diện tích các cấu kiện trụ 33

Bảng 3.8 Bảng thống kê khối lượng bê tông, thép trụ 1,2 33

Bảng 3.9: Áp lực lớn nhất tại mố trụ cầu 36

Bảng 3.10:Bảng hệ số sức kháng theo bảng 10.5.5.3 37

Bảng 3.11.Hệ số dính bám thành bên thân cọc trong đất dính 38

Bảng 3.12 Sức kháng thành bên thân cọc trong đất dính 39

Bảng 3.13: Bảng tổng hợp sức kháng bên của cọc xuyên qua các lớp đất rời 39

Bảng 3.14: Bảng tổng hợp sức kháng bên của cọc xuyên qua các lớp 40

( cả đất dính và đất rời) 40

Bảng 3.15: Sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi tại mố, trụ 41

Bảng 3.16: Tính toán số lượng cọc 42

Bảng 3.17 Bảng thống kê vật liệu toàn bộ cầu phương án I 43

Bảng 3.18 Bảng dự toán chi tiết xây dựng của phương án 1 - Cầu BTCT DƯL 44

Bảng 3.19.Tổng dự toán giá trị xây lắp của phương án 1 45

Bảng 3.20.Tổng dự toán xây dựng của phương án 1 - Cầu BTCT DƯL 46

Bảng 4.1 Tĩnh tải các lớp phủ mặt cầu và thiết bị 50

Bảng4.6: Bảng tổng hợp diện tích các cấu kiện trụ 58

Bảng 4.7 Bảng thống kê khối lượng bê tông, thép trụ 1,2 58

Bảng 4.8 Áp lực do hoạt tải tác dụng lên mố, trụ 60

Bảng 4.9 Áp lực lớn nhất tại mố, trụ 60

Bảng 4.10 Áp lực tác dụng lên mố trụ : 60

Bảng 4.11:Bảng hệ số sức kháng theo bảng 10.5.5.3 61

Bảng 4.12.Hệ số dính bám thành bên thân cọc trong đất dính 63

Bảng 4.13 Sức kháng thành bên thân cọc trong đất dính 63

Bảng 4.14: Bảng tổng hợp sức kháng bên của cọc xuyên qua các lớp đất rời: 64

Bảng 4.15: Bảng tổng hợp sức kháng bên của cọc xuyên qua các lớp 64

Trang 6

Bảng 4.16: Sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi tại mố, trụ 65

Bảng 4.17: Tính toán số lượng cọc 66

Bảng 4.18.Bảng thống kê vật liệu toàn bộ cầu phương án II 67

Bảng 4.19 Bảng dự toán chi tiết xây dựng của phương án 2 68

Bảng 4.20.Tổng dự toán giá trị xây lắp của phương án 2 69

Bảng 4.21.Tổng dự toán xây dựng của phương án 2 70

Bảng 6.1: Chọn hệ số điều chỉnh tải trọng 79

Bảng 6.2: Tổng kết hệ số phân bố tải trọng cho dầm giữa và dầm biên 82

Bảng 6.3: Hệ số tải trọng cho tỉnh tải 83

Bảng 6.4: Tĩnh tải các giai đoạn 84

Bảng 6.5 Mô men do tĩnh tải tác dụng lên dầm trong: 89

Bảng 6.6 Lực cắt do tĩnh tải tác dụng lên dầm trong: 90

Bảng 6.7: Mô men do hoạt tải tại mặt cắt 2,65m 91

Bảng 6.8: Mô men do hoạt tải tại mặt cắt Ltt/8 91

Bảng 6.9: Mô men do hoạt tải tạimặt cắt Ltt/4 92

Bảng 6.10: Mô men do hoạt tải tạimặt cắt 3Ltt/8 92

Bảng 6.11: Mô men do hoạt tải tạimặt cắt Ltt/2 92

Bảng 6.12:Lực cắt do hoạt tải tại gối 93

Bảng 6.13:Lực cắt do hoạt tải tại mặt cắt 2,65m 93

Bảng 6.14:Lực cắt do hoạt tải tại Ltt/8 94

Bảng 6.16:Lực cắt do hoạt tải tại 3Ltt/8 94

Bảng 6.18: Mô men uốn Max do tĩnh tải và hoạt tải tại các mặt cắt 95

Bảng 6.19 Lực cắt Vmax do tĩnh tải và hoạt tải tại các mặt cắt 95

Bảng 6.20 Monmen Mmax và Lực cắt Vmax do tĩnh tải và hoạt tải 96

Bảng 6.21:Bảng bó cáp tính toán chiều dài các như sau: 98

Bảng 6.22: Tọa độ các bó cáp tại các mặt cắt tính toán 98

Bảng 6.23: Các thông số tính toán đặc trưng hình học 100

Bảng 6.24: Đặc trưng hình học giai đoạn 1 101

Bảng 5.9.5.2.2b-1 - Hệ số ma sát cho các bó thép kéo sau 104

Bảng 6.27: Bảng MMƯS do ma sát của bó số 1 104

Bảng 6.30: Bảng MMƯS do ma sát của bó số 4-5 105

Trang 7

Bảng 6.31: Bảng MMƯS do ma sát của bó số 6-7 105

Bảng 6.32: Bảng tổng hợp MMƯS do ma sát 105

Bảng 6.33: Mất mát ứng suất do biến dạng của neo 106

Bảng 6.34: Bảng kết quả tính toán ứng suất fcpg 107

Bảng 6.35: Bảng tổng hợp MMƯS do nén đàn hồi 107

Bảng 6.36: Bảng tổng hợp MMƯS do từ biến trong bê tông 107

Bảng 6.37: Bảng MMƯS do tự chùng của cáp DƯL khi truyền lực 108

Bảng 6.38: Bảng MMƯS do tự chùng của cáp DƯL sau khi truyền lực 108

Bảng 6.39: Bảng tổng hợp MMƯS do tự chùng của cáp DƯL 109

Bảng 6.40: Bảng tổng hợp MMƯS 109

Bảng 6.41: Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ chịu nén ngoài cùng 111

Bảng 6.42: Bảng kiểm toán TTGH cường độ I 112

Bảng 6.43: Kiểm toán lượng cốt thép tối đa 112

Bảng 6.44: Bảng tính dv 114

Bảng 6.45: Bảng tính toán sin γi của bó cáp i 115

Bảng 6.46: Bảng tính toán Vp 115

Bảng 6.47: Bảng ứng suất cắt trong bê tông 115

Bảng 6.48 Bảng kiểm toán lực cắt 117

Bảng 6.49: Ứng suất thớ trên trong quá trình thi công(giai đoạn 1) 119

Bảng 6.50: Ứng suất thớ trên trong quá trình thi công(giai đoạn 2) 119

Bảng 6.51: Ứng suất thớ trên trong quá trình sử dụng (giai đoạn 3) 120

Bảng 6.52: Ứng suất thớ dưới trong quá trình thi công(giai đoạn 1) 121

Bảng 6.53: Ứng suất thớ dưới trong quá trình thi công(giai đoạn 2) 121

Bảng 6.54: Ứng suất thớ dưới trong quá trình sử dụng (giai đoạn 3) 122

Bảng 7.1: Trọng lượng các bộ phận trụ 127

Bảng 7.2: Tính toán giá trị hoạt tải 128

Bảng 7.7: Kích thước kết cấu hứng gió 135

Bảng 7.8: Kết quả tính tải trọng gió ngang với v = 38m/s 137

Bảng 7.9: Kết quả tính tải trọng gió ngang với v = 25m/s 137

Bảng 7.10: Kết quả tính tải trọng gió dọc với v = 38m/s 137

Bảng 7.11: Kết quả tính tải trọng gió dọc với v = 25m/s 138

Bảng 7.12 Tổng hợp tải trọng gió 138

Bảng 7.13: Áp lực thuỷ tỉnh 139

Trang 8

Bảng 7.14: Áp lực đẩy nổi 139

Bảng 7.16: Áp lực dòng chảy theo phương ngang 140

Bảng 7.17: Tổng hợp lực va tàu thuyền 141

Bảng 7.18: Tổ hợp và hệ số tải trọng 144

Bảng 7.19: Tổ hợp tải trọng xét tại mặt cắt A-A 145

Bảng 7.20: Tổ hợp tải trọng ở TTGH CĐ1 xét tại mặt cắt A-A 145

Bảng 7.23: Tổ hợp tải trọng ở TTGH SD xét tại mặt cắt A-A 146

Bảng 7.24: Bảng tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt I-I 147

Bảng 7.24 Tổ hợp nội lực xét tại mặt cắt đỉnh bệ TTGH CĐ I-1 148

Bảng 7.27 Tổ hợp nội lực xét tại mặt cắt đỉnh bệ TTGH CĐ II 149

Bảng 7.28 Tổ hợp nội lực xét tại mặt cắt đỉnh bệ TTGH CĐ III-1 150

Bảng 7.31 Tổ hợp nội lực xét tại mặt cắt đỉnh bệ TTGH Đặc biệt 1 151

Bảng 7.34 Tổ hợp nội lực xét tại mặt cắt đỉnh bệ TTGH sử dụng-1 153

Bảng 7.37 Tổ hợp nội lực xét tại mặt cắt đỉnh bệ ở các TTGH 154

Bảng 7.38: Bảng tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt II-II 155

Bảng 7.39 Tổ hợp nội lực xét tại mặt cắt đáy bệ TTGH CĐ I-1 156

Bảng 7.42 Tổ hợp nội lực xét tại mặt cắt đáy bệ TTGH CĐ II 157

Bảng 7.43 Tổ hợp nội lực xét tại mặt cắt đáy bệ TTGH CĐ III-1 158

Bảng 7.46 Tổ hợp nội lực xét tại mặt cắt đáy bệ TTGH Đặc biệt 1 159

Bảng 7.49 Tổ hợp nội lực xét tại mặt cắt đáy bệ ở TTGH sử dụng-1 161

Trang 9

Bảng 7.52 Tổ hợp nội lực xét tại mặt cắt đáy móng ở các TTGH 162

Bảng 7.53: Dữ liệu ban đầu 163

Bảng 7.54: Tổ hợp tải trọng tại MC A-A 163

Bảng 7.55: Kiểm toán sức kháng cắt của cấu kiện 166

Bảng 7.56: Kiểm tra nứt của tiết diện 168

Bảng 7.57: Phản lực gối tính toán có tính đến hệ số vượt tải 168

Bảng 7.59: Bảng tổng hợp tải trọng tới mặt cắt I-I 171

Bảng 7.60: Bảng tính mô men kháng uốn các tiết diện 174

Bảng 7.61 Kiểm toán cấu kiện chịu nén 175

Bảng 7.62: Kiểm toán khả năng chịu cắt của thân trụ 176

Bảng 7.63 Kiểm tra nứt của tiết diện theo phương ngang 178

Bảng 7.64 Kiểm tra nứt của tiết diện theo phương dọc 178

Bảng 7.66: Bảng tổ hợp tải trọng đến mặt cắt đáy móng 179

Bảng 7.67: Bảng tổ hợp tải trọng đến mặt cắt đáy móng 182

Bảng 7.68: Kết quả ở bảng sau 182

Bảng 7.69: Tổ hợp TTGH sử dụng 183

Bảng 7.70 : Kết quả phản lực đầu cọc 188

Bảng 7.71: Tổ hợp nội lực tại mặt cắt I – I; II –II 189

Bảng 7.72: Bảng Kiểm tra sức kháng uốn 189

Bảng 7.73: Bảng Kiểm tra sức kháng cắt 191

Bảng 7.74: Kết quả ở bảng sau 192

Bảng 8.1: Các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 212

Bảng 10.1 Trình tự thi công chi tiết trụ T1 và khối lượng của từng công việc 248

Bảng 10.2 Biên chế và thời gian hoàn thành các hạng mục công việc theo định mức 1776-2007 251

Trang 10

DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1 ½ chính diện cầu 25

Hình 3.2 Mặt cắt ngang cầu 25

Hình 3.3: Mặt cắt ngang dầm I tại giữa nhịp và tại gối 26

Hình 3.4: ½ Chính diện dầm 26

Hình 3.5: Cấu tạo tấm đan 26

Hình 3.6 : Cấu tạo dầm ngang tại nhịp và cấu tạo dầm ngang tại gối 27

Hình 3.7: Cấu tạo lan can 29

Hình 3.8: Cấu tạo gờ chắn 29

Hình 3.9: Cấu tạo mố phải 31

Hình 3.10: Cấu tạo trụ cầu 32

Hình 3.11: Đường ảnh hưởng phản lực tại mố 34

Hình 3.12: Đường ảnh hưởng phản lực tại mố và chất tải bất lợi 34

Hình 3.13: Đường ảnh hưởng phản lực tại trụ 35

Hình 3.14: Đường ảnh hưởng phản lực tại trụ và chất tải bất lợi 36

Hình 3.16: Mặt bằng bố trí cọc khoan nhồi ở bệ mố A và B 42

Hình 3.17: Mặt bằng bố trí cọc khoan nhồi ở bệ trụ 1, 2 42

Hình 4.1: Sơ đồ giàn chủ 49

Hình 4.2 1/2 chính diện cầu 49

Hình 4.3 Mặt cắt ngang cầu 50

Hình 4.4: Cấu tạo gờ chắn 51

Hình 4.5 Đường ảnh hưởng mômen tại ¼ nhịp 52

Hình 4.6: Chất tải tính toán hệ số phân bố hoạt đối với mômen 52

Hình 4.7: Cấu tạo mố trái 54

Hình 4.8: Cấu tạo mố phải 56

Hình 4.9: Cấu tạo trụ cầu 58

Hình 4.10 Đường ảnh hưởng phản lực tại mố và chất tải bất lợi 59

Hình 4.11 Đường ảnh hưởng phản lực tại trụ và chất tải bất lợi 60

Hình 4.12: Mặt bằng bố trí cọc khoan nhồi ở bệ mố A và B 66

Hình 4.13: Mặt bằng bố trí cọc khoan nhồi ở bệ trụ 66

Hình 6.1: Mặt cắt ngang cầu 77

Hình 6.2: Tiết diện dầm chủ tại vị trí giữa nhịp và tại gối 78

Hình 6.3: Tiết diện quy đổi 78

Hình 6.4: Sơ đồ tính theo phương pháp đòn bẩy cho dầm biên 81

Hình 6.5: Sơ đồ tính theo phương pháp đòn bẩy cho dầm biên 81

Hình 6.6: Sơ đồ chất tải lên đah Momen tại vị trí cuối đoạn vút 85

Trang 11

Hình 6.7: Sơ đồ chất tải lên đah Momen tại vị trí Ltt/2 85

Hình 6.10: Sơ đồ chất tải lên đah Momen tại vị trí 3Ltt/8 86

Hình 6.11: Sơ đồ chất tải lên đah Lực cắt tại vị trí gối 87

Hình 6.12: Sơ đồ chất tải lên đah Lực cắt tại vị trí cuối đoạn vút 87

Hình 6.13: Sơ đồ chất tải lên đah Lực cắt tại vị trí Ltt/2 87

Hình 6.16: Sơ đồ chất tải lên đah Lực cắt tại vị trí 3Ltt/8 89

Hình 6.17: Mặt cắt bố trí cáp DƯL cho dầm chủ 97

Hình 6.18: Bố trí cáp DƯL cho dầm chủ mặt cắt đầu dầm và giữa nhịp 97

Hình 6.19:Sơ đồ tính toán bố trí cốt thép CĐC 98

Hình 6.20: Mặt cắt tính đổi dùng để tính đặc trưng hình học tại giữa nhịp 99

Hình 6.21: Mặt cắt tính đổi dùng để tính đặc trưng hình học tại gối 99

Hình 6.22: Mặt cắt tính đổi dùng để tính đặc trưng hình học giai đoạn I 100

Hình 6.23: Mặt cắt tính đổi giai đoạn 101

Hình 6.24: Mặt cắt tính đổi giai đoạn 3 sau khi bản mặt cầu đã dạt cường độ 102

Hình 6.25: Xác định ứng suất nén trong bêtông 110

Hình 6.27: Sơ đồ đặt tải tính độ võng giữa nhịp 124

Hình 7.1: Cấu tạo trụ T1 126

Hình 7.2: Xếp tải lên đường ảnh hưởng phản lực trụ T1 127

Hình 7.7 Xếp xe lệch tâm theo phương ngang cầu 130

Hình 7.11: Xếp xe lệch tâm theo phương ngang cầu 132

Hình 7.12: Xếp tải trọng người lên ĐAH RTrụ 133

Hình 7.15 Tải trọng người đi lệch tâm theo phương ngang cầu 134

Hình 7.16: Mô phỏng tải trọng gió tác dụng lên công trình 135

Hình 7.17 Biểu đồ áp lực thủy tỉnh tác dụng lên trụ 139

Trang 12

Hình 7.19: Sơ đồ tính nội lực mặt cắt A-A 144

Hình 7.20 Sơ đồ tính tiết diện chịu uốn 164

Hình 7.21 Sơ đồ tính kiểm tra nứt 167

Hình 7.22: Bố trí cốt thép đá tảng 169

Hình 7.23: Cấu tạo đá tảng 170

Hình 7.24: Cắt ngang thân trụ 170

Hình 7.25: Quy đổi tiết diện ngang thân trụ 171

Hình 7.26 : Sơ đồ tính cấu kiện chịu nén 174

Hình 7.27 Sơ đồ tính kiểm tra nứt 178

Hình 7.28: Sơ đồ tính toán móng cọc đài thấp 180

Hình 7.29 Mặt bằng bố trí cọc trụ T1 181

Hình 7.30: Sơ đồ móng khối quy ước 185

Hình 7.31: Kiểm tra chọc thủng đài cọc 187

Hình 7.32 Kiểm tra điều kiện chịu uốn 187

Hình 7.33: Sơ đồ tính kiểm tra nứt 192

Hình 8.1 Máy toàn đạc điện tử GTS-233N của hãng TOPCON 201

Hình 8.2: Thi công cọc ván thép 208

Hình 8.3: Cọc ván thép và cọc ván liên kết 209

Hình 8.4 Vòng vây cọc ván thép trụ T1 209

Hình 8.5 Tiết diện tính toán 210

Hình 8.6 Sơ đồ tính chiều sâu ngàm ván thép 212

Hình 8.7 Sơ đồ tính toán duyệt thanh chống 215

Hình 8.8 Sơ đồ tính toán duyệt cường độ cọc ván thép 216

Hình 8.9 Đường ảnh hưởng ML/2 của cọc ván thép 217

Hình 8.10: Ô tô vận chuyển bêtông Dongfeng LZ5310GJBM 9m3 219

Hình 8.11: Đầm dùi 220

Hình 8.12: Xe bơm bê tông cần Putzmeister - 36Z 16H 220

Hình 8.13: Bố trí ván khuôn bệ trụ 221

Hình 8.14: Cấu tạo ván khuôn 221

Hình 8.15: Biểu đồ áp lực vữa BT lên ván thành 222

Hình 8.16: Cấu tạo ván khuôn số I 224

Hình 8.17: Sơ đồ làm việc của sườn ngang 225

Hình 8.18 Thanh căng dạng hoa mai 227

Hình 8.19: Bố trí ván khuôn thân trụ 228

Hình 8.20: Cấu tạo ván khuôn thân trụ 229

Hình 8.21: Biểu đồ áp lực vữa BT lên ván thành 230

Trang 13

Hình 8.22: Cấu tạo ván khuôn số III 231

Hình 8.23: Sơ đồ làm việc của sườn ngang 233

Hình 8.24: Thanh căng dạng hoa mai 235

Hình 8.25: Bố trí ván khuôn xà mũ trụ 236

Hình 8.26: Cấu tạo ván khuôn 237

Hình 8.27: Cấu tạo ván khuôn số V 237

Hình 9.1: Cần trục long môn 243

Hình 9.2: Tổ hợp mút thừa loại lớn 244

Hình 9.3: Sơ đồ tính kiểm tra lật theo phương dọc cầu 245

Hình 9.4: Mô phỏng tải trọng gió ngang tác dụng lên dàn khi chưa lao dầm 247

Hình 9.5: Mô phỏng tải trọng gió ngang tác dụng lên dàn khi lao dầm 248

Hình 9.6: Sơ đồ tính cáp treo dầm 249

Trang 14

PHẦN I THIẾT KẾ SƠ BỘ

- Phương án I: Cầu Dầm BTCT DƯL

- Phương án II: Cầu Giàn Thép



(25%)

Trang 15

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1 Nhiệm vụ đồ án

- Thiết kế cầu qua sông Đăk Cấm, TP Kon Tum

- Qui mô xây dựng: Vĩnh cửu

- Phía Bắc giáp tỉnh Quảng Nam

- Phía Nam giáp tỉnh Gia Lai

- Phía Đông giáp tỉnh Quảng Ngãi

- Phía Tây giáp tỉnh A Tô Pơ (Nước Cộng Hoà Nhân Dân Lào ) và Tỉnh Ratanakiri (CămPuchia)

- Diện tích tự nhiên 961.450 ha

- Công trình cầu thuộc tuyến đường từ ngã 3 Trung Tín đi trung tâm xã Đắk Cấm thành phố Kon Tum nằm ở phía bắc Thành phố Kontum, đầu tuyến nối giữa Ngã 3 Trung Tín là vị trí giao giữa Tỉnh lộ 675(đi Sa Thầy) và Quốc lộ 14(Đi Thành phố Kon Tum và đi ĐắkHà), Cuối tuyến giao với Tỉnh lộ 671(Từ xã ĐắkCấm đi NgọcRéo)

1.2.2 Điều kiện địa hình, địa mạo

Địa hình khu vực lòng sông được hình thành từ lâu đời, khu vực hai đầu cầu qua quá trình quy hoạch và xây dựng đã làm địa hình ít nhiều thay đổi Mặt đất bằng phẳng, cao độ mặt đất trung bình từ 450 ÷ 600 m, sông có chiều rộng lòng sông từ 100-150m.Tại ví trí cầu rộng khoảng 100m Nhìn chung địa hình tại vị trí xây dựng cầu tương đối thuận lợi

1.2.3 Điều kiện khí hậu, khí tượng, thuỷ văn, thuỷ lực

1.2.3.1 Điều kiện khí hậu, khí tượng

Tỉnh Kon Tum thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa cao nguyên, có những đặc điểm nổi bật sau :

- Nhiệt độ trung bình trong năm 23-:-24oC, cứ lên độ cao 100m nhiệt độ giảm 0,6oC biên độ nhiệt dao động trong ngày 8 - 9o

C

- Số giờ nắng trung bình trong năm 188-:-210giờ

- Mỗi năm có hai mùa rõ rệt: Mùa mưa chủ yếu bắt đầu từ tháng 4 đến tháng

Trang 16

- Lượng mưa: Trung bình hàng năm khoảng 148-:-180mm, lượng mưa năm cao nhất 179,7mm, năm thấp nhất 148,4mm, tháng mưa cao nhất là tháng 8 Mùa khô hướng gió thịnh hành theo hướng đông bắc đây là mùa rất dễ xảy ra cháy rừng Mùa mưa, gió thịnh hành theo hướng Tây Nam

- Độ ẩm : Kon Tum có độ ẩm cao tuyệt đối 79,3%, thấp tuyệt đối 64,5% bình quân hàng năm 77% - 80% Độ ẩm không khí tháng cao nhất là tháng 8 - 9 khoảng

90%, tháng thấp nhất là tháng 2 khoảng 64,5%.( Số liệu trên tính từ 01/01/2005 đến

hết ngày 31/12/2008)

1.2.3.2 Điều kiện thuỷ văn, thuỷ lực

- Mực nước cao nhất : 521,56m (tương ứng mực nước lũ lịch sử năm 2009)

- Mực nước thông thuyền: 520,7m

- Mực nước thấp nhất: 516,1m

1.2.4 Điều kiện địa chất

- Các số liệu về mặt cắt địa chất:

Lớp 1: Lớp cát pha màu xám vàng trạng thái nửa cứng, bề dày b=2m Các tính chất

cơ lý đặc trưng như sau:

Trang 17

Lớp 5: Cát lẫn sỏi cuộn trạng thái chặt vừa, bề dày 11m Giá trị SPT N=26-28, các tính chất cơ lý đặc trưng như sau:

Lớp 7: Cuội sỏi trạng thái chặt vừa, bề dày 6m Giá trị SPT N=29, các tính chất cơ

lý đặc trưng như sau:

Độ ẩm thiên nhiên W% = 3,37%

Tỉ trọng  = 2,68g/cm3

Lực dính C = 0,018KG/cm2

Góc nội ma sát  = 31o57’

Lớp 8: Cát kết màu xám xanh trạng thái cứng Giá trị SPT N=42

1.3 Điều kiện xã hội của khu vực tuyến

1.3.1 Dân cư và sự phân bố dân cư

Thời gian gần đây khu vực 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 trước khi thi công phải đảm bảo được công tác đền bù giải tỏa để tạo mặt bằng thi công cầu 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

1.3.2 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 quốc phòng của khu vực rất ổn định Các cụm dân cư 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

Trang 18

1.3.3 Các định hướng phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội trong tương lai

Đây là khu vực có điều kiện rất thuận lợi để phát triển kinh tế trong tương lai Điều kiện giao thông thương mại giữa các vùng rất thuận lợi Vì vậy khu vực được đánh giá

là sẽ phát triển năng động và nhanh chống trong tương lai và vấn đề phát triển cơ sở hạ tầng khu vực mà đặc biệt là hệ thống giao thông vận tải được xem là vấn đề trọng yếu

để góp phần thực hiện thành công mục tiêu phát triển khu vực về mọi mặt

1.4 Các điều kiện thi công

1.4.1 Điều kiện khai thác, cung cấp nguyên vật liệu

Vật liệu sử dụng cho công trình thì vùng đều có thể cung cấp được và rất thuận lợi: + Đất đắp: Đất đắp có thể sử dụng mỏ đất tại địa phương Đường vào khai thác thuận lợi, đất tại đây thuộc loại đất sét pha cát lẫn dăm sạn, trữ lượng khoảng

>500000m3 Hiện mỏ đất này đang được khai thác nhằm phục vụ cho các công trình xây dựng trong khu vực

+ Đá các loại lấy tại thành phố Kon Tum, tỉnh Kon Tum Đá ở đây là loại đá granít màu xám xanh đốm đen, trữ lượng khoảng >1000000 m3 Mỏ đá cách công trình khoảng 8km, đường vận chuyển bằng bê tông nhựa rất thuận lợi Hiện mỏ đá đang được khai thác nhằm phục vụ cho các công trình xây dựng trong khu vực

+ Cát: Mỏ cát ngay tại khu vực sông Đăk Bla Cát ở đây có chất lượng đạt yêu cầu, khả năng cung cấp 1000m3/ngày, cự ly vận chuyển trung bình 6km

+ Xi măng: Lấy tại thành phố Kon Tum Các loại xi măng đảm bảo được các chỉ tiêu kỹ thuật mà công trình cần

1.4.2 Điều kiện cung cấp máy móc

Đơn vị thi công có đầy đủ các loại máy móc phục vụ cho việc thi công cầu như: Máy khoan cọc nhồi, cần cẩu, máy đào, máy ủi, ôtô vận chuyển bê tông, máy bơm bê tông, máy đầm bê tông và các loại máy móc cần thiết khác Đảm bảo quá trình thi công được tiến hành đồng bộ và liên tục, đảm bảo được tiến độ thi công

1.4.3 Điều kiện cung cấp nhân lực

Khu vực có số lượng người dân nằm trong độ tuổi lao động chiếm tỉ lệ lớn Người dân có tính cần cù, chịu khó, ham học hỏi và được đào tạo khá tốt, có khả năng tiếp nhận nhanh các tiến bộ khoa học kỹ thuật Đây là một trong thế mạnh, là nguồn lực quan trọng để phát triển kinh tế - xã hội

Phía thi công có đội ngũ công nhân, cán bộ kỹ thuật có trình độ cao, có khả năng làm việc trong môi trường khắc nghiệt của thời tiết với năng suất cao

Đội ngũ công nhân đã từng thi công nhiều công trình, đã có nhiều kinh nghiệm trong công việc, làm việc hiệu quả trong mọi điều kiện thời tiết

1.4.4 Điều kiện cung cấp nhiên liệu, các nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt

Đơn vị thi công cung cấp đầy đủ các nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt của anh em công nhân và các cán bộ kỹ thuật trên công trường Đảm bảo sự quan tâm tốt đến sức khoẻ công nhân để hoàn thành công trình đúng thời hạn

Trang 19

Các nhu yếu phẩm này có thể được mua tại các chợ hoặc tại các cửa hàng kinh doanh gần trên địa bàn thi công

Địa phương mà tuyến đi qua đã có điện lưới quốc gia rất ổn định đảm bảo cung cấp đầy đủ cho các loại máy móc chạy bằng điện và đảm bảo cung cấp đầy đủ cho nhu cầu sinh hoạt của anh em công nhân tại công trường

1.4.5 Điều kiện đảm bảo y tế, giáo dục, thông tin liên lạc

Gần khu vực thi công công trình có trạm y tế phường Ngô Mây do đó đảm bảo khi

có sự cố, tai nạn gì trên công trường cũng có thể chuyển nhanh chóng đến trạm y tế kịp thời Đồng thời trên công trường cũng có một số thuốc men trị thương thường gặp trên công trường Trường hợp bất trắc có thể xảy ra thương tích nặng thì có thể đưa đến bệnh viện

Ngoài thời gian ban ngày làm việc tại công trường thì các ngày lễ, ban đêm anh em công nhân và các cán bộ kỹ thuật làm việc tại công trường có thể sinh hoạt văn hoá tại trung tâm văn hoá xã, hoặc học bồi dưỡng nghiệp vụ tại các trung tâm gần đó

Khu vực tuyến đi qua đã có mạng lưới điện thoại rất phát triển và ổn định Các mạng điện thoại không dây được phủ sóng trên toàn khu vực với chất lượng phủ sóng tốt và hầu như không gặp trở ngại gì Chính vì vậy mà tại công trường có thể lắp đặt điện thoại và các cán bộ, công nhân có thể sử dụng điện thoại di động tại công trường phục vụ cho việc liên lạc giữa các tổ đội, các bộ phận thi công dể dàng, thuận lợi để quá trình thi công có thể diễn ra một cách cơ động, nhanh chóng và chính xác

1.5 Quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật

Gồm các quy trình, qui phạm thiết kế

1.5.1 Về thiết kế

Tiêu chuẩn về tải trọng do nhiệt TCVN 4088 – 85

Tiêu chuẩn về thiết kế chống động đất 22TCN 221 – 95

Tiêu chuẩn về giao thông đường thủy nội địa: TCVN 5664 – 92

Tính toán đặc trưng dòng chảy lũ do mưa rào 22TCN 220 – 95

Gối cao su bản thép, tiêu chuẩn co dãn cao su AASHTO M251-92

Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054– 05

Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm 22TCN 211– 06

Quy định nội dung tiến hành lập hồ sơ báo cáo NTKT và báo cáo NCKT các dự án xây dựng kết cấu hạ tầng GTVT 22TCN 268-2000

1.5.2 Về khảo sát địa hình, địa chất

Tiêu chuẩn TCXĐVN 309-2004 “công tác trắc địa xây dựng công trình-Yêu cầu chung”

Quy trình khảo sát đường ô tô 22TCN 263-2000

Trang 20

Quy trình khảo sát thủy văn 22TCN 27-84

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

Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn AASHTOT206(SPT D1586)

1.5.3 Về thi công và nghiệm thu

Quy trình đóng cọc thi công và nghiệm thu TCXDVN 286-2003

Cầu cống-Quy phạm thi công và nghiệm thu 22TCN 266-2000

Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép lắp ghép quy phạm thi công và nghiệm thu TCVN 4452-87

Quy trình thi công và nghiệm thu cấp phối đá dăm TCVN8859-2011

Quy trình thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa TCVN8819-2011

Quy trình thi công và nghiệm thu cấp nền đường TCVN9436-2012

1.6 Phân tích sự cần thiết phải đầu tư

Tỉnh Kon Tum là một tỉnh có tiềm năng phát triển kinh tế Vì vậy mà mục tiêu đẩy mạnh phát triển kinh tế của tỉnh trong những năm gần đây rất được nhà nước

và lãnh đạo tỉnh quan tâm Để thực hiện mục tiêu phát triển kinh tế, vấn đề được xem là đóng một vai trò vô cùng quan trọng đó là phát triển mạng lưới giao thông trên địa bàn Những năm gần đây mạng lưới giao thông đi lại trên địa bàn tỉnh đang được chú trọng và đẩy mạnh xây dựng với những tuyến đường và những công trình

có quy mô lớn nhằm góp phần thực hiện hiệu quả mục tiêu phát triển kinh tế mà ban lãnh đạo tỉnh và chính phủ đã đề ra trong tương lai Vấn đề giao thông đi lại giữa hai bên bờ sông chỉ có thể thực hiện bằng cầu treo dân sinh và thuyền độc mộc, do

đó nó không đáp ứng nhu cầu đi lại của người dân sống tại đây và không đảm bảo

an toàn cho người qua sông Vì vậy mà việc thi công cầu qua sông Đăk Cấm, TP Kon Tum được xem là vấn đề hết sức cần thiết nhằm đáp ứng nguyện vọng, sự mong mỏi của người dân sống hai bên sông nói riêng và toàn khu vực nói chung

Khi cầu được xây xong sẽ tạo điều kiện thuận lợi để nhân dân khu vực hai bên sông có thể dễ dàng giao lưu, buôn bán với nhau

Như vậy việc xây dựng cầu qua sông Đăk Cấm, TP Kon Tum là rất cần thiết và có

ý nghĩa to lớn trong việc phát triển kinh tế, xã hội, an ninh quốc phòng Cầu xây dựng sẽ vừa giải quyết nhiều vấn đề giao thông đi lại trong khu vực, vừa góp phần hoàn thiện cơ sở hạ tầng giao thông, nhằm thúc đẩy đầu tư, phục vụ phát triển kinh

tế thành phố Kon Tum nói riêng và của tỉnh Kon Tum nói chung ngày càng phát triển để tương xứng với vị thế xứng đáng của mình

Trang 21

CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ

2.1 Lựa chọn kết cấu thượng bộ

- Hiện nay trên thế giới cũng như trong nước công nghệ thi công cầu ngày càng phát

triển mạnh mẽ, việc áp dụng các công nghệ thi công hiện đại vào các công trình cầu không còn là một vấn đề quá lớn Tuy nhiên việc áp dụng công nghệ thi công còn phụ thuộc vào tình hình khu vực và điều kiện thi công

- Cầu qua sông Đăk Cấm thuộc địa bàn Thành Phố Kon Tum là một cầu nằm trên đường từ ngã 3 Trung Tín đi trung tâm xã ĐăkCấm bắc qua con sông rộng với các đặc trưng khu vực xây dựng cầu như đã nêu trên thì có thể thực hiện với nhiều phương án cầu, kết cấu khác nhau Mặt khác giữa các công nghệ thi công không có công nghệ nào

là tối ưu toàn bộ mà chỉ có công nghệ này tối ưu và khả thi hơn công nghệ kia mà thôi

- Việc đưa ra các phương án kết cấu ngoài mục đích phải đảm bảo hợp lý về mặt kết cấu, tính thẩm mỹ của công trình thì một vấn đề hết sức quan trọng nữa là tính kinh tế của công trình và phù hợp với khả năng của các đơn vị thi công

- Trên cơ sở đó ta đề xuất 2 phương án là cầu giản đơn dầm I thi công theo công nghệ lao lắp dầm bằng giá ba chân và cầu giàn thép thi công theo công nghệ lao kéo dọc

2.2 Lựa chọn kết cấu hạ bộ

- Kết cấu hạ bộ của 2 phương án cầu cũng được đề xuất với kết cấu trụ đặc

- Sử dụng mố chữ U bê tông cốt thép và dùng loại cọc khoan nhồi để tăng cường sức chịu tải khi chịu tải trọng lớn từ kết cấu thượng bộ Mặt dù cấu tạo trụ cầu và một

số bộ phận hơi phức tạp, thi công tương đối khó khăn nhưng với ưu điểm nổi trội là tăng vẽ mỹ quan cho công trình cầu

Trên cơ sở phân tích và đánh giá ở phần trên, ta đề xuất các phương án vượt sông như sau:

2.3 Đề xuất 2 giải pháp kết cấu như sau

2.3.1 Phương án 1: Cầu dầm I BTCT DƯL nhịp 3x35(m)

Yêu cầu:

Trong đó:

= 100 m: khẩu độ tĩnh không yêu cầu

: khẩu độ tĩnh không thực tế của cầu

: tổng chiều dài các nhịp tính theo tim trụ

: tổng chiều dài tĩnh không ứng với MNCN do trụ chiếm chỗ

, : phần ăn sâu của mố trái, mố phải tại MNCN tính tới đầu kết cấu nhịp

%5),

0 0





yc tt

L L

Trang 22

Bố trí dầm ngang tại các vị trí gối cầu, L/4, L/2, 3L/4: như vậy có 5 mặt cắt

Số lượng dầm ngang trong một nhịp là : Nn = (Nb-1) x 5 = (7-1)x5 = 30 dầm

Vậy kết cấu nhịp phương án I là:

+ Cầu dầm I BTCT DƯL nhịp giản đơn 3 nhịp Mặt cắt ngang dầm là dạng I gồm

7 dầm, chiều dài mỗi nhịp là Lnhịp = 35 m, tổng chiều dài cầu 3x35 = 105m

+ Dầm dài 35m, chiều cao dầm 1,75m

+ Trụ lan can bằng BTCT, tay vịn bằng ống thép tráng kẽm

+ Các lớp mặt cầu: Lớp bê tông nhựa dày 7cm

Lớp phòng nước dày 0,4cm

+ Khe co giãn bằng cao su cốt thép bản

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

Trang 23

2.3.1.2 Kết cấu hạ bộ

-Kết cấu mố:

Hai mố chữ U cải tiến bằng BTCT có f’c=30Mpa Móng mố dùng móng cọc khoan nhồi có đường kính 1m, dự kiến chiều dài cọc ở mố là 25m ÷ 30m (mố MA và MB) Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 250x20x300cm Gia cố 1/4 mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M10, đệm đá 4x6 dày 10cm; tiết diện 100x50cm

- Kết cấu trụ:

Trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30Mpa Móng trụ dùng móng cọc khoan nhồi có đường kính 1m, dự kiến chiều dài cọc ở trụ là 25m ÷ 30m

- Giải pháp thi công chỉ đạo công trình:

+ Thi công bán lắp ghép, dầm I được thi công theo công nghệ lao lắp bằng giá ba chân + Thi công mố: Lắp dựng ván khuôn và đổ bê tông tại chỗ

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

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

2.3.2 Phương án 2: Cầu giàn thép nhịp 2x50 m

Yêu cầu:

Trong đó:

= 100m: khẩu độ tĩnh không yêu cầu

: khẩu độ tĩnh không thực tế của cầu tính theo mực nước cao nhất

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

2.3.2.2 Kết cấu hạ bộ

-Kết cấu mố:

%5),

0 0





yc tt

L L

Trang 24

Hai mố chữ U cải tiến bằng BTCT có f’c=30Mpa Móng mố dùng móng cọc khoan nhồi có đường kính 1m, dự kiến chiều dài cọc ở mố là 25m÷30m (mố MA và MB) Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 250x20x300cm Gia cố 1/4 mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M10, đệm đá 4x6 dày 10cm; tiết diện 100x50cm

- Kết cấu trụ:

Trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30Mpa Móng trụ dùng móng cọc khoan nhồi có đường kính 1m, dự kiến chiều dài cọc ở trụ là 25m÷30m

- Giải pháp thi công chỉ đạo công trình:

+ Kết cấu nhịp thi công theo phương pháp lao kéo dọc

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

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

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

Trang 25

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÂN I CẦU ĐƠN GIẢN BTCT

ỨNG SUẤT TRƯỚC

3.1 Giới thiệu chung về phương ân

Kết cấu nhịp cầu dầm I bí tông cốt thĩp ứng suất trước nhịp đơn giản gồm 3 nhịp 35m Mặt cắt ngang dầm lă dạng I

Gồm 7 dầm chủ cao 1,75m khoảng câch hai dầm chủ lă 2,3m, phần hẫng 1,1m Bản mặt cầu dăy 20cm

6 CỌC KHOAN NHỒI ĐƯỜNG KÍNH 1m

200 200 200 200 200

205 300

150

LỚP PHÒNG NƯỚC DÀY 0,4CM BẢN MẶT CẦU DÀY 20CM DẦM NGANG

Trang 26

3.2 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp

Chiều cao dầm chủ 1,75m Gồm 7 dầm chủ, mỗi dầm đặt cách nhau 2,3m Tại các đoạn ở hai đầu và ở giữa dầm chủ có bố trí các dầm ngang Các tấm đan được đặt trên khe của dầm chủ để đổ bản mặt cầu sau này

Hình 3.3: Mặt cắt ngang dầm I tại giữa nhịp và tại gối

Hình 3.4: ½ Chính diện dầm

Hình 3.5: Cấu tạo tấm đan

- Dầm chủ: Chọn số dầm chủ là Nb = 7 dầm, khoảng cách các dầm chủ tính theo công thức sau:

Trang 27

- Dầm ngang: Gồm 5 dầm bố trí theo cấu tạo

+ 2 dầm ngang tại gối

Chiều cao dầm ngang: hdn < hdc =1,67 m

Bề dày dầm ngang là 20cm

+ 3 dầm giữa nhịp:

Chiều cao dầm ngang: hdn > 2/3 hdc =1,42 m Bề dày dầm ngang là 20cm

Hình 3.6 : Cấu tạo dầm ngang tại nhịp và cấu tạo dầm ngang tại gối

Trang 28

Bảng 3.2 Khối lượng bê tông 1 nhịp 35m

Bộ phận

Thể tích

bê tông

1 cấu kiện (m3)

Số lượng (cái)

Tính cho 1 nhịp 35m

Thể tích

bê tông (m3)

Trọng lượng bê tông (kN)

Hàm lượng thép thường (kN/m3)

Trọng lượng thép (kN)

Hàm lượng thép CĐC (kN/m3)

Trọng lượng thép CDC (kN)

Dầm chủ 26,312 7 184,183 4420,387 1,8 331,529 0,7 128,928 D.Ngiữa nhịp 0,473 18 8,513 204,314 1,2 10,216

D.N tại gối 0,4334 12 5,201 124,819 1,2 6,241

Tấm đan 0,132 210 27,720 665,280 1,2 33,264

Bản mặt cầu 114,450 1 114,450 2746,800 1,2 137,34

3.3 Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu

3.3.1 Tĩnh tải các lớp mặt cầu và thiết bị

+ Khối lượng của cột đèn đường:

Theo đặc tính kĩ thuật do công ty cung cấp đèn thì khối lượng của 1 cột đèn đường (đã cộng các chi tiết trang trí) là: 0,89 (T/cột) = 8,9 (kN/cột)

Toàn cầu có 10 cột đèn đường ta qui thành tải trọng phân bố đều

Bảng 3.3: Tĩnh tải các lớp mặt cầu và thiết bị

1m dài (kN/m) Lớp BTN dày 7 cm .B. = 0,07x(12+2x1,5)x22,5 23,625

Trang 29

3.3.2 Tĩnh tải phần lan can, tay vịn, gờ chắn bánh

Hình 3.7: Cấu tạo lan can

Thể tích ống thép đường kính 10cm dày 4mm dài 35m:

Số lượng

Thể tích trên 1 nhịp (m 3 )

Hàm lượng thép (kN/m 3 )

Trọng lượng

bê tông (kN)

Trọng lượng trên 1m dài (kN/m)

Khối lượng BT trong gờ chắn bánh: Gcb = Vcb×γc = 2,8×2,4x10= 67,2 kN

Khối lượng trên 1m dài: Gcb = Gcb/35 = 67,2/35 = 1,92 kN/m

Trang 30

3.4 Tính toán khối lượng mố, trụ

3.4.1 Khối lượng mố: Khối lượng mố phải (mố trái tương tự)

Trang 31

Hình 3.9: Cấu tạo mố phải Bảng 3.5: Thể tích các bộ phận của mố cầu

Tên

Rộng (m)

Cao

Thể tích (m 3 )

Số lượng

Tổng thể tích (m 3 )

Trang 32

Bảng 3.6 Bảng thống kê khối lượng bê tông, thép 1 mố

Hàm lượng thép (kN/m3)

Trọng lượng thép (KN)

Trọng lượng bêtông (KN)

Tổng trọng lượng (kN)

Hình 3.10: Cấu tạo trụ cầu

- Cấu tạo 2 trụ và chiều cao tương tự nhau: chiều cao thân trụ T1 và T2 đều bằng 5,5m

5000

Trang 33

Bảng 3.7: Bảng tổng hợp diện tích các cấu kiện trụ

Chiều cao, rộng (m)

Thể tích (m 3 )

Số lượng

Tổng thể tích (m 3 )

Hàm lượng thép (kN/m 3 )

Trọng lượng bê tông (KN)

Trong đó : PKCN : Trọng lượng kết cấu nhịp và các lớp phủ mặt cầu

PMỐ/TRỤ : Trọng lượng bản thân mố hoặc trụ

Pht : Tải trọng của hoạt tải

Trang 34

* Mố A,B :

- Tĩnh tải truyền xuống: PKCN = (γDC x DC+ γDW x DW)x

Trong đó:

γDC : hệ số tải trọng của trọng lượng bản thân, lan can tay vịn, gờ chắn bánh = 1,25

γDW : hệ số tải trọng của các lớp mặt cầu = 1,5

 : diện tích đah của mố

DC , DW : đã giải thích ở phần tính khối lượng

Hình 3.11: Đường ảnh hưởng phản lực tại mố

- Trọng lượng do kết cấu nhịp 35m truyền xuống :

+ Hoạt tải do đoàn người + xe 3 trục + tải trọng làn:

P1 = γLL.m.n.(145.y1 + 145.y2 + 35.y3 ).(1 + IM) + γLL.m.n.9,3.Ω+ γ.2.Tn.PL.Ω Trong đó:

Ω : diện tích đah của mố

Hình 3.12: Đường ảnh hưởng phản lực tại mố và chất tải bất lợi

DC DW ÐAH Rg (MA)34,3m

 = 17,15 m

Trang 35

P1 = 1,75x0,85x3(145x1 + 145x0,875 + 35x0,749)x(1 + 0,25)

+ 1,75x0,85x3x9,3x17,15+1,75x2x1,5x4x17,15 = 2734,68 (kN)

+ Hoạt tải do đoàn người +xe hai trục + tải trọng làn:

P2 = γ.m.n.(110.y1 + 110.y2 ).(1 + IM) + γ.m.n.9,3.Ω+ γ.2.Tn.PL.Ω

- Tĩnh tải do giai đoạn 1 và 2 truyền xuống:

PKCN = (γ1.DC + γ2.DW).Ω

Trong đó:

γ1 : hệ số tải trọng của trọng lượng bản thân, lan can tay vịn, gờ chắn bánh = 1,25

γ2 : hệ số tải trọng của các lớp mặt cầu = 1,5

Ω : diện tích đah của trụ 1

DC, DW : đã giải thích ở phần tính khối lượng

Hình 3.13: Đường ảnh hưởng phản lực tại trụ

PKCN = (1,25x256,83 + 1,5x25,373)x34,3 = 12317,027 (KN)

- Hoạt tải do đoàn người +xe tải + tải trọng làn:

P1 = γ.m.n.(145.y1 + 145.y2 + 35.y3 ).(1 + IM) + γ.m.n.9,3.Ω+ γ.2.Tn.PL.Ω

ÐAH Rg (T1)

Trang 36

Hình 3.14: Đường ảnh hưởng phản lực tại trụ và chất tải bất lợi

P1 = 1,75x0,85x3x(145x1 + 145x0,875+ 35x0,875)x(1+0,25)

+ 1,75x0,85x3x9,3x34,3 +1,75x2x1,5x4x34,3 = 3831,176(kN)

- Hoạt tải do đoàn người +xe hai trục + tải trọng làn:

P2 = γ.m n.(110.y1 + 110.y2 ).(1 + IM) + γ.m.n.9,3.Ω+γ.2.Tn.PL.Ω

= 1,75x0,85x3x(110x1 + 110x0,965).(1 + 0,25)

+ 1,75x0,85x3x9,3x34,3+1,75x2x1,5x4x34,3 = 3349,505 (kN)

- Trường hợp 2 xe tải thiết kế cách nhau 15m: (2 xe cách nhau 15m lấy 90%)

Hình 3.15: Đường ảnh hưởng phản lực tại trụ và chất tải bất lợi

3.5.2 Tính toán sức chịu tải của cọc trong bệ móng mố, trụ

+ Chọn cọc khoan nhồi có đường kính 1m, dự kiến chiều dài cọc ở mố, trụ là 30m + Sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi được lấy như sau:

ÐAH Rg (T1)

Trang 37

Trong đó:

f’c - Cường độ chịu nén của BT cọc (MPa), f’c = 30MPa

Ap - Diện tích mũi cọc (mm2), Ap = 785398,16mm2

Ast - Diện tích cốt thép chủ (mm2), dùng 16N025: Ast = 7980 (mm2)

fy - Giới hạn chảy của cốt thép chủ (MPa), fy = 420MPa

Thay vào ta được:

3.5.2.2 Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền

Cọc khoan nhồi nằm trong 6 lớp đất nên ta cần tính sức kháng bên ở 6 lớp đất; mũi cọc nằm ở tầng Sét xám xanh đen trạng thái cứng nên ta tính sức kháng mũi cọc cho lớp đất dính

Sức kháng thành bên thân cọc trong lớp đất dính và đất rời: Q =si   qs L U i (kN)

Bảng 3.10:Bảng hệ số sức kháng theo bảng 10.5.5.3

Sức kháng thành bên trong đất sét 0,65 Sức kháng thành bên trong đất cát 0,70 Sức kháng mũi cọc trong đất cát 0,60 Sức kháng mũi cọc trong đất sét 0,55

- Đánh giá độ chặt tương đối của cát (theo Terzaghi và Pek)

Trang 38

GIÁ TRỊ N (SỐ BÚA) TRẠNG THÁI ĐẤT ĐỘ BỀN QU(KG/CM2)

EH là năng lượng hữu ích 30% đến 80% lấy EH =50%

Bảng 3.11.Hệ số dính bám thành bên thân cọc trong đất dính



Trang 39

Bảng 3.12 Sức kháng thành bên thân cọc trong đất dính

-Sức kháng bên của cọc khoan nhồi trong đất cát rời với γbh=22 kN/m3

Sức kháng thành bên đơn vị danh định (Mpa) cho cọc khoan trong đất rời có thể được tính theo Reese và O’Neill (1988) như sau: (Bảng 10.8.3.4.2-1)

Qs = As.qs

qs : Sức kháng bên đơn vị: qs= (Mpa)

As : Diện tích xung quanh thân cọc;

Trang 40

- Vì chiều sâu lớp đất và tính chất cơ lý không thay đổi tại mố và trụ nên tính sức

kháng mũi cọc chung cho cả mố và trụ

’

v



Định dạng
Số trang	257
Dung lượng	6,31 MB