đồ án tốt nghiệp thiết kế cầu qua sông l1 2017

LỜI CẢM ƠN Trong giai đoạn phát triển hiện nay, nhu cầu về xây dựng hạ tầng cơ sở đã trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho sự tăng trưởng nhanh chóng và vững chắc của đất nước, trong đó nổi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG PHÂN HIỆU ĐHĐN TẠI KON TUM

HỒ XUÂN QUANG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG L1/2017

Kon Tum, tháng 01 năm 2018

Đ ẠI HỌC ĐÀ NẴNG PHÂN HIỆU ĐHĐN TẠI KON TUM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG L1/2017

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN :T.S HOÀNG TRỌNG LÂM SINH VIÊN THỰC HIỆN : HỒ XUÂN QUANG

Kon Tum, tháng 01 năm 2018

LỜI CẢM ƠN

Trong giai đoạn phát triển hiện nay, nhu cầu về xây dựng hạ tầng cơ sở đã trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho sự tăng trưởng nhanh chóng và vững chắc của đất nước, trong đó nổi bật lên là nhu cầu xây dựng, phát triển mạng lưới giao thông vận tải

Với nhận thức về tầm quan trọng của vấn đề trên, là một sinh viên ngành Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông trường Đại học Đà Nẵng phân hiệu tại Kon Tum,thuộc Đại học Đà Nẵng trong những năm qua, với sự dạy dỗ tận tâm của các thầy

cô giáo trong khoa, em luôn cố gắng học hỏi và trau dồi chuyên môn để phục vụ tốt cho công việc sau này, mong rằng sẽ góp một phần công sức nhỏ bé của mình vào công cuộc xây dựng đất nước

Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp với đề tài giả định là thiết kế cầu qua sông L1/2017 đã phần nào giúp em làm quen với nhiệm vụ thiết kế một công trình giao thông để sau này khi tốt nghiệp ra trường sẽ bớt đi những bỡ ngỡ trong công việc

Do thời gian có hạn, tài liệu thiếu thốn, trình độ còn hạn chế và lần đầu tiên vận dụng kiến thức cơ bản để thực hiện tổng hợp một đồ án lớn nên chắc chắn em không tránh khỏi những thiếu sót Vậy kính mong quý thầy cô thông cảm và chỉ dẫn thêm cho em

Cuối cùng cho phép em được gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Thầy giáo T.S Hoàng Trọng Lâm và các thầy giáo trong bộ môn Cầu Hầm khoa Xây Dựng Cầu Đường trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng,các thầy cô tại phân hiệu Kon Tum đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này

Hồ Xuân Quang

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC i

DANH MỤC BẢNG BIỂU vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH vi

PHẦN 1 THIẾT KẾ SƠ BỘ 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU 2

1.1.ĐIỀU KIỆN 2

1.2.TỰ NHIÊN CỦA KHU VỰC TUYẾN 2

1.2.1.Giới thiệu chung 2

1.2.2.Điều kiện về địa hình 2

1.2.3.Địa chất 2

1.2.4.Thuỷ văn 2

1.2.5.Khí hậu 2

1.2.6.Quy mô, tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng 2

1.2.7.Phạm vi nghiên cứu của đồ án: 3

1.3.ĐIỀU KIỆN XÃ HỘI CỦA KHU VỰC TUYẾN 3

1.4.ĐIỀU KIỆN KHAI THÁC CUNG CẤP CÁC LOẠI VẬT LIỆU, MÁY MÓC, BÁN THÀNH PHẨM, CẤU KIỆN ĐÚC SẴN, ĐƯỜNG VẬN CHUYỂN 3

1.4.1.Điều kiện khai thác, cung cấp nguyên vật liệu 3

1.4.2.Điều kiện cung cấp máy móc 3

1.4.3.Điều kiện cung cấp nhân lực 3

1.4.4.Điều kiện cung cấp nhiên liệu, các nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt 3

1.4.5.Điều kiện đảm bảo y tế, giáo dục, thông tin liên lạ: 3

1.5.PHÂN TÍCH SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ DỰ ÁN 3

CHƯƠNG 2 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN VƯỢT SÔNG KHẢ THI 5

2.1.PHƯƠNG ÁN I: CẦU DẦM ĐƠN GIẢN BTCT DƯL CHỮ I, NHỊP 5X33M 5 2.1.1.Kết cấu thượng bộ: 5

2.1.2.Kết cấu hạ bộ: 5

2.2.PHƯƠNG ÁN II: CẦU GIÀN THÉP NHỊP 3X56M 5

2.2.1.Kết cấu thượng bộ: 5

2.2.2.Kết cấu hạ bộ: 6

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1 7

CẦU DẦM ĐƠN GIẢN BTCT DƯL CHỮ I NHỊP 5X33 7

3.1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN 7

3.2.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG KẾT CẤU NHỊP 9

3.2.1.Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu 9

3.2.2.Tính toán khối lượng dầm chủ và dầm ngang 10

3.3.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG KẾT CẤU HẠ BỘ 12

3.3.2.Tính toán khối lượng trụ 13

3.4.TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ SỐ LƯỢNG CỌC TRONG MỐ VÀ TRỤ 15

3.4.1.Áp lực lớn nhất tác dụng lên mố, trụ 15

3.4.2.Xác định sức chịu tải của cọc trong móng mố trụ 17

3.4.3.Tính toán cọc ở mố A và B, trụ T1;T2;T3 và T4 22

3.5.BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG PHƯƠNG ÁN 1 24

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DÀN THÉP 25

4.1.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH 25

4.1.1.Tính toán khối lượng kết cấu nhịp: 25

4.1.2.Tính toán khối lượng mố: 28

4.1.3.Tính khối lượng trụ: 30

4.2.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC BỘ PHẬN TRÊN CẦU 30

4.2.1.Trọng lượng bản mặt cầu và hệ dầm của nhịp giàn thép 30

4.2.2.Trọng lượng các lớp mặt cầu: 30

4.2.3.Trọng lượng phần lan can, tay vịn, đá vỉa : 31

4.3.TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC TRONG BỆ MÓNG MỐ, TRỤ 31

4.3.1.Xác định sức chịu tải tính toán của cọc: 31

4.4.XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CỌC VÀ BỐ TRÍ CỌC CHO MỐ, TRỤ CẦU 37

4.4.1.Xác định số lượng cọc: 37

4.4.2.Bố trí cọc cho mố, trụ cầu: 37

4.5.BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU: 39

CHƯƠNG 5 LUẬN CHỨNG KINH TẾ KỸ THUẬT– SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU 40

5.1.CƠ SỞ ĐỂ LỰA CHỌN ĐƯA VÀO THIẾT KẾ KỸ THUẬT 40

5.2.SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN THEO CÁC TIÊU CHÍ ĐỀ RA 40

5.2.1.Theo điều kiện về tính kinh tế 40

5.2.2.Theo điều kiện thi công chế tạo 51

5.2.3.Theo điều kiện sử dụng vật liệu địa phương 51

5.2.4.Theo điều kiện khai thác - duy tu, bảo dưỡng 52

5.2.5.Theo điều kiện mỹ quan và tác động đến môi trường 52

5.3.ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN 52

PHẦN 2 THIẾT KẾ KỸ THUẬT 54

CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU 55

6.1.CHIỀU DÀY BẢN MẶT CẦU VÀ TRỌNG LƯỢNG CÁC BỘ PHẬN 55

6.2.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CHO PHẦN BẢN HẪNG 55

6.3.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CHO BẢN KIỂU DẦM 59

6.3.1.Tĩnh tải tác dụng: 59

6.3.2.Hoạt tải tác dụng: 59

6.4.TÍNH CỐT THÉP CHỊU LỰC 62

6.4.1.Bố trí cốt thép chịu momen âm của bản mặt cầu (cho 1m bản) và kiểm tra theo

TTGH cường độ 1: 64

6.4.2.Bố trí cốt thép chịu momen âm của bản mặt cầu (cho 1m rộng bản) và kiểm tra theo TTGH cường độ 1: 66

6.4.3.Bố trí cốt thép co ngót và nhiệt độ: 66

6.4.4.Bố trí cốt thép phân bố : 66

6.5.KIỂM TRA BẢN MẶT CẦU THEO TTGH SỬ DỤNG 67

6.5.1.Kiểm tra nứt đối với momen dương: 67

6.5.2.Kiểm tra nứt đối với mômen âm: 68

6.6.BỐ TRÍ CỐT THÉP THEO CẤU TẠO 69

CHƯƠNG 7 THIẾT KẾ DẦM CHỦ TRONG BTCT ƯST CHỮ I CÓ L = 33 (M) BẰNG PHƯƠNG PHÁP CĂNG SAU 70

7.1.SỐ LIỆU THIẾT KẾ 70

7.1.1.Các thông số thiết kế 70

7.1.2.Bố trí mặt cắt ngang cầu 70

7.1.3.Lựa chọn các thông số: 70

7.2.TÍNH TOÁN NỘI LỰC DẦM CHỦ DO TĨNH TẢI 71

7.2.1.Các tĩnh tải tác dụng lên dầm đang thiết kế (dầm trong) là: 71

7.2.2.Xác định nội lực dầm chủ: 72

7.3.NỘI LỰC DẦM CHỦ DO HOẠT TẢI: 74

7.3.1Xác định hệ số phân bố ngang của HL93: 74

7.3.2.Hệ số phân bố ngang cho dầm biên: 79

7.3.3.Xác định Mômen do hoạt tải gây ra 82

7.4.LỰC CẮT DO HOẠT TẢI GAY RA 85

7.5.TỔ HỢP NỘI LỰC 87

7.6.TÍNH VÀ BỐ TRÍ THÉP DỰ ỨNG LỰC 88

7.6.1.Vật liệu dùng trong dầm chủ 88

7.6.2.Chọn và bố trí cáp cường độ cao 89

7.6.3.Xác định đặc trưng hình học của tiết diện dầm : 93

7.7.TÍNH TOÁN MẤT MÁT ỨNG SUẤT 101

7.7.1.Mất mát ứng suất do ma sát giữa CTDƯLvà thành ống: 101

7.7.2.Mất mát ứng suất do biến dạng của neo: 102

7.7.3.Mất mát do nén đàn hồi : (A5.9.5.2.3b): 102

7.7.4.Do co co ngót: 103

7.7.5.Mất mát ứng suất do từ biến : 103

7.7.6.Mất mát do chùng ứng suất lúc truyền lực: 104

7.8.KIỂM TOÁN DẦM THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG 105

7.8.1.Kiểm tra ứng suất trong bê tông: 105

7.8.2.Kiểm tra độ võng 112

7.9.KIỂM TOÁN THEO TTGH CƯỜNG ĐỘ 1 (THGHCD1) 113

7.9.1.Kiểm toán theo điều kiện mô men kháng uốn 113

7.9.2.Kiểm tra giới hạn cốt thép 115

7.9.3.Tính cốt đai và kiểm toán cắt TTGH cường độ I: TCN 5.8.2 116

CHƯƠNG 8 THIẾT KẾ KỸ THUẬT TRỤ T1 121

8.1.Cấu tạo trụ T1 và SỐ LIỆU THIẾT KẾ 121

8.1.1.Số liệu trụ 121

8.2.XÁC ĐỊNH CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN TRỤ T1 122

8.2.1.Các mặt cắt tính toán 122

8.2.2.Xác định áp lực thẳng đứng tác dụng lên trụ 123

8.2.3.Lực hãm xe (BR) (TCN 272-05 /3.6.4) 129

8.2.4.Lực ly tâm (CE)(3.6.3) 129

8.2.5.Tải trọng gió (WL, WS) 129

8.2.6.Tải trọng nước (WA) 132

8.2.7.Lực va tàu thuyền vào trụ (CV) 133

8.2.8.Tải trọng động đất (EQ) 133

8.3.TỔ HỢP NỘI LỰC LÊN CÁC MẶT CẮT 136

8.3.1.Mặt cắt xà mũ X-X 136

8.3.2.Mặt cắt đỉnh bệ trụ (A-A) 139

8.3.3.Mặt cắt đáy móng (B-B) 146

8.4.KIỂM TOÁN MẶT CẮT 152

8.4.1.Kiểm toán mặt cắt xà mũ (X-X) 152

8.4.2.Kiểm toán mặt cắt đỉnh móng (A-A) 158

8.4.3.Kiểm toán mặt cắt tại đáy móng B-B 167

PHẦN 3 THIẾT KẾ THI CÔNG 182

CHƯƠNG 9 THI CÔNG TRỤ CẦU T1 183

9.1.ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THI CÔNG MÓNG 183

9.1.1.Các số liệu đầu vào 183

9.1.2.Đề xuất phương án thi công hố móng 184

9.2.TRÌNH TỰ THI CÔNG CHI TIẾT TRỤ CẦU 185

9.2.1.Công tác chuẩn bị 185

9.2.2.Công tác đo đạc trong công trình cầu 186

9.2.3.Thi công đắp đảo 188

9.2.4.Thi công cọc đóng 188

9.2.5.Đào hố móng kết hợp gia cố bằng cọc ván thép 194

9.2.6.Công tác hút nước, đập đầu cọc và vệ sinh hố móng 199

9.2.7.Thi công bệ trụ, thân trụ và xa mũ trụ 199

CHƯƠNG 10 THIẾT KẾ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP 208

10.1.ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP 208

10.1.1 Các số liệu đầu vào 208

10.1.2 Đề xuất các phương án thi công 208

10.1.3 Phân tích chọn phương án thi công 210

10.2.TRÌNH TỰ THI CÔNG CHI TIẾT KẾT CẤU NHỊP 210

10.2.1.Công tác chuẩn bị 210

10.2.2.Công tác chế tạo dầm I bêtông cốt thép ứng suất trước căng sau 210

10.2.3.chuyển và lao lắp dầm bằng tổ hợp dầm dẫn và giá poctic 211

10.2.4.Thi công dầm ngang và bản mặt cầu 211

10.2.5.Công tác hoàn thiện 211

10.2.6.Tính toán tổ hợp dầm dẫn và giá Pooc tic: 212

10.2.7.Kiểm tra ổn định lật khi lao tổ hợp 212

10.2.8.Kiểm tra lật ngang khi di chuyển dầm trên xe goòng: 213

10.2.9.Tính toán lực kéo, lực hãm 215

10.2.10.Tính toán cáp treo dầm 216

CHƯƠNG 11 LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG TRỤ T1 217

11.1.CÁC CÔNG TÁC THI CÔNG VÀ KHỐI LƯỢNG THI CÔNG 217

TÀI LIỆU THAM KHẢO 226

Bảng 5.7 Tính dự toán tổng chi phí xây dựng công trình 50

Bảng 7.6 Lực cắt do xe tải thiết kế+tải trong làn+người gây ra 87

Bảng 8.3 Tổng hợp tỉnh tải của kết cấu phần trên của 1 nhịp 33m 123Bảng 8.4 Bảng tính toán giá trị phản lực trụ T1 do (LL+IM) trên 2 làn 1 nhịp 126Bảng 8.5 Bảng tính toán giá trị hoạt tải xe (LL+IM+PL) 1 làn – 2 nhịp 127

Bảng 8.22 Bảng tổng hợp momen và kiểm tra điều kiện uốn 2 chiều 178

Bảng 8.23 Sức kháng cắt của bệ trụ 179Bảng 9.1 Bảng tính thời gian hoàn thành và tốc độ đổ bêtông trong 1 đợt 201

Bảng 9.7 Bảng kiểm toán cường độ chịu uốn của thép sườn ngang 206

Hình 3.5 Mặt cắt ngang dầm ngang giữa dầm và đầu dầm và tấm đan(cm) 11

Hình 7.3 Dầm chủ ban đầu 76

Hình 8.8 Sơ đồ xếp tải lên đah áp lực trụ T1 do 2 xe tải thiết kế cách nhau 15m và tải

Hình 9.8 Sơ đồ kiểm tra cọc khi vẫn chuyển và treo lên giá búa 190

Hình 9.16 Biểu đồ áp lực ngang của bêtông tươi 201Hình 9.17 Tính áp lực thẳng đứng do bêtông tác dụng lên ván khuôn 202

Hình 10.1 Lao dầm bằng giá pooctic và dầm dẫn theo phương dọc cầu 208Hình 10.2 Lao dầm bằng giá pooctic và dầm dẫn theo phương ngang cầu 209

PHẦN 1 THIẾT KẾ SƠ BỘ



CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU QUA SÔNG

CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ CÁC ĐIỀU KIỆN ĐỊA PHƯƠNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 2

CHƯƠNG 5 : SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN

(25%)

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU

ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG L1

Giới thiệu chung

1.1.1

- Sông L1 nằm ở vùng đồng bằng duyên hải thuộc tỉnh Quảng Nam

- Quảng Nam là một tỉnh thuộc vùng miền trung Phía Bắc giáp thành phố Đà Nẵng, phía Nam giáp tỉnh Quảng Ngãi, phía Tây giáp đất nước Lào, phía Đông giáp Biển Đông Tỉnh Quảng Nam rất thuận tiện trong giao thông: có Quốc lộ 1A và đường

Hồ Chí Minh đi ngang qua,… Trên địa bàn có nhiều khu di tích lịch sử và danh lam thắng cảnh có thể phát triển ngành du lịch, đáp ứng nhu cầu tham quan, vui chơi giải trí cho khách du lịch Do đó mà hệ thống giao thông ở trên địa bàn tỉnh cần được đầu

tư xây dựng, phát triển, mở rộng để đáp ứng tốt nhu cầu đi lại của người dân đồng thời tạo điều kiện lưu thông thuận lợi góp phần đẩy mạnh sự phát triển kinh tế của khu vực nói riêng và của cả nước nói chung

Điều kiện về địa hình

1.1.2

Mặt cắt ngang sông khá đối xứng, do đó rất thuận tiện cho việc bố trí kết cấu nhịp có dạng đối xứng Bề mặt địa hình lòng sông không bằng phẳng có những vũng sâu và các bãi bồi chạy dọc theo bờ sông

từ tháng 2 tới tháng 9 nắng kéo dài, ít có mưa, nên thuận lợi cho việc thi công cầu

Vào mùa đông thường có gió mùa đông bắc làm nhiệt độ giảm và thường có mưa kéo dài, nhiệt độ trung bình 15-22oC Độ ẩm khoảng 90%

Ngoài các yếu tố nói trên các đều kiện tự nhiên còn lại không ảnh hưởng nhiều đến việc xây dựng cầu

Quy mô, tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng

1.1.6

- Quy mô : Cầu được xây dựng với quy mô vĩnh cửu

- Tải trọng thiết kế : Tải trọng HL93; đoàn người 4 KN/m2

- Khẩu độ cầu : L0 = 160 m

- Khổ cầu : K = 8 + 2×1,5 m

- Sông thông thuyền cấp : Cấp IV (miền Trung)

- Tiêu chuẩn thiết kế : 22TCN272 – 05

Phạm vi nghiên cứu của đồ án:

1.1.7

- Thiết kế sơ bộ ( lập dự án khả thi ) : 25 %

- Thiết kế kỹ thuật : 45 %

- Thiết kế thi công : 30 %

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

BÁN THÀNH PHẨM, CẤU KIỆN ĐÚC SẴN, ĐƯỜNG VẬN CHUYỂN

Điều kiện khai thác, cung cấp nguyên vật liệu

Điều kiện cung cấp nhân lực

1.3.3

Khu vực có số lượng người dân nằm trong độ tuổi lao động chiếm tỉ lệ lớn Người dân thường chịu khó, ham học hỏi, có khả năng tiếp nhận nhanh các tiến bộ khoa học kỹ thuật 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

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

1.3.4

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

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

1.3.5

Gần khu vực thi công công trình có trạm y tế xã 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

Tỉnh Quảng Nam là một tỉnh có tiền 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 các phương tiện tàu thuyền nhỏ qua sông, 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 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

CHƯƠNG 2:

ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN VƯỢT SÔNG KHẢ THI

- Cầu dầm đơn giản BTCT DƯL chữ I có f’c = 50MPa Độ dốc trung bình dọc cầu là 2% Tổng chiều dài cầu L = 165 m

- Cầu có 2 làn xe chạy và 2 làn người đi bộ với khổ cầu: B= 8 + 2×1,5 m

- Sai số khẩu độ cầu:

- Mặt cắt ngang dạng dầm I, chiều cao dầm là 1,6 m

- Trụ lan can tay vịn bằng BTCT, tay vịn bằng thép

- Các lớp mặt cầu:

+ Lớp phòng nước dày 0,5cm

+ Lớp bê tông Asphalt dày 7cm

+ Khe co giản bằng cao su cốt thép bản

+ Bố trí các ống thoát nước bằng ống nhựa PVC = 15cm Khoảng cách 10m

Kết cấu hạ bộ

2.1.2

- Trụ cầu dạng trụ đặc thân hẹp bằng BTCT f'c = 30MPa

- Mố cầu dạng mố chữ U cải tiến BTCT f'c = 30MPa

- Cọc BTCT f'c = 30MPa, có kích thước 40x40cm

- Cầu có 3 làn xe chạy và 2 làn người đi bộ với khổ cầu: B= 8 + 2×1,5 m

+ Lớp bê tông Asphalt dày 7cm

+ Lớp tại mui luyện dày trung bình 3cm

- Khe co giản bằng cao su cốt thép bản

Kết cấu hạ bộ:

2.2.2

- Trụ cầu dạng trụ đặc thân tròn bằng BTCT f'c = 30MPa

- Mố cầu dạng mố chữ U cải tiến BTCT f'c = 30MPa

-Cọc BTCT f'c = 30Mpa

- Dầm ngang được bố trí tại 5 vị trí mặt cắt nhịp, chiều dày dầm ngang 20cm

- Bản bêtông mặt cầu dày 20cm

- Bê tông dầm có cường độ 28 ngày f’c (mẫu hình trụ): 45MPa

- Cốt thép DƯL dùng loại tao thép 7 sợi xoắn có đường kính 15,2mm

Hình 3.1 Bố trí chung theo phương dọc cầu

16500 300

-17.00 -18.96

1000 1000 2900 500

500 2400 850

8.0 5.0

MNTT: +8.5m MNCN: +13.5m

1:1

900

293 5900

500 3500 1200

3400

200 1500

800

650 800

650

3.2 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG KẾT CẤU NHỊP

Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu

Hàm lượng Thép

T)

Trọng Lượng Thép(KN)

Trọng Lượng BT(KN )

3

3.75 3

 Lan can, tay vịn

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

Hình 3.3 Cấu tạo lan can, tay vịn và phần chân lan can tay vịn(cm)

)

SL

V/1 nhịp (m 3 )

HL thép (KN/m 3 )

TL thép (KN)

Trọng lượng

BT (KN)

DC (KN/ m)

Bảng 3.3.Bảng tổng hợp khối lượng dầm chủ

Tính toán khối lượng mố cầu

3.3.1

- Chọn loại mố U cải tiến BTCT M300, có kích thước như hình vẽ dưới đây:

Hình 3.6 Cấu tạo mố A , B và bản giảm tải (cm)

1800 1200

Bảng 3.5 Khối lượng mố A và B

Khối lượng

BT (m 3 )

HL (KN/m 3 )

TL (KN)

Bảng3.6 Tổng hợp khối lượng bê tông cốt thép cho các trụ

3.4 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ SỐ LƯỢNG CỌC TRONG MỐ VÀ TRỤ

+ DC: Trọng lượng kết cấu nhịp phân bố đều trên một mét dài

+ DW: Tĩnh tải giai đoạn hai phân bố đều trên một mét dài

+ IM - Hệ số xung kích; (1+IM) = 1,25

+ n - Số làn xe; n = 2, m - Hệ số làn xe; m = 1

+ Pi - Tải trọng trục bánh xe

+ T - Bề rộng người bộ hành, T = 1,5m

+ PL - Tải trọng đoàn người, PL = 4KN/m2

+ yi - Tung độ đường ảnh hưởng tương ứng

+ - Diện tích đường ảnh hưởng tương ứng chiều dài đặt tải

Sơ đồ tính cho trụ

Hình 3.9 Đường ảnh hưởng phản lực tại trụ và chất hoạt tải bất lợi

Bảng 3.8 Áp lực do hoạt tải tác dụng lên mố trụ

403.62 32.4 Trụ 2,3 5203.87

- Tính toán cho mố A và B:

32.4 m 32.4 m

5

622

1.3

3 12922.89

Trụ

1,4

411

7

3

514

6.6

3

32.4 907

4.59

3218

82 17440.04

Trụ

2,3

520

3.8

7

650

4.8

 Sức chịu tải theo vật liệu (Pvl)

Sức chịu tải theo vật liệu được đánh giá thông qua sức chịu tải theo vật liệu cực hạn (Pvl) được tính toán dựa trên cường độ cực hạn của vật liệu

 Sức chịu tải theo đất nền (Pdn)

Sức chịu tải theo đất nền: tải trọng của công trình truyền xuống cọc và được truyền vào nền đất thông qua một hoặc hai hoặc cả hai phương thức sau đây:

 Sức kháng bên (Qfi): là phản lực của đất xung quanh cọc với diện tích xung quanh tiết diện coc

 Sức kháng mũi (Qp) : là phản lực của đất ở mũi cọc tác dụng lên đầu cọc

Sức chịu tải cực hạn của cọc là giá trị nhỏ nhất của sức chịu tải theo vật liệu và sức chịu tải theo đất nền: Pu = min {Pvl;Pdn}

a.Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu

- Sức kháng dọc trục danh định : Pn = 0,85.[0,85.f'c.(Ap-Ast) + fy.Ast] (MN) Trong đó:

+ f'c: Cường độ chụ nén của BT cọc, f'c=30MPa

+ Ap: Diện tích mũi cọc, Ap = 160000 mm2

+ Ast: Diện tích cốt thép chủ (mm2); dùng 4∅16 : Ast = 804 mm2

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

- Thay vào ta được:

Pn= 0,85.[0,85.30.(160000-804) + 420.804]= 3737,6(KN)

- Sức kháng dọc trục tính toán : Pr = φ.Pn ( MN)

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

Pr= 0,75 3737,6= 2803,2(KN

b.Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền

-Sức chịu tải theo đất nền:

Trong đó:

+Qf: sức kháng bên Qf = u∑fi zi

fi : Ma sát bên đơn vị cực hạn của cọc

u : Chu vi thân cọc u=1,6

u.Δzi: Diện tích xung quanh của đoạn phân tố cọc

+QP : Sức kháng mũi QP = qP.Ac

qP : Sức kháng mũi đơn vị cực hạn của cọc

Ac: Tiết diện ngang mũi cọc

-Sức chịu tải huy động:

Với cọc bê tông : Qhd = Qf + Qp/3

Với cọc ống thép: Qhd = Qf + Qp/2

-Sức chịu tải cho phép được coi là: [Q] = Qhd/2

Như vậy, theo cách tính này, hệ số an toàn cho sức kháng bên là Ff = 2, và hệ số

an toàn cho sức kháng mũi là Fp = 2x3 = 6 cho cọc bê tông , Fp = 2x2 = 4 cho cọc ống thép

Bảng 3.11 DỰ BÁO SỨC CHỊU TẢI TỪ THÍ NGHIỆM SPT

Bảng 3.12 Sức kháng bên lớp á sét

2.N60.(110-N60)/47,86

fi GIỮA CÁCLỚP PHÂN

qp1: Giá trị trung bình trọng số qpi ở 8B trên mũi cọc qp1 = ΣqpiΔzi/8B

qp2: Giá trị trung bình trọng số qpi ở 3.5B dưới mũi cọc qp2 = ΣqpiΔzi/3,5B

-Giá trị sức kháng mũi được tính toán trong bảng 1.10

Bảng 3.13 SỨC KHÁNG MŨI TẠI A

Z(m) N60 ĐẤT qp

qpi Ở GIỮA ΔZi

qpi*Δzi ∑qpi*Δzi LỚP

-Sức kháng mũi đơn vị cực hạn qT = (qp1+qp2)/2 =10380.15 kPa

c.Hiệu chỉnh sức kháng:Vì lớp đất ở mũi cọc tốt hơn lớp phía trên nên ta cần hiệu chỉnh sức kháng của cọc dựa vào việc so sánh chiều sâu ngàm thực DA và chiều sâu ngàm cần thiết

fLCD: sức kháng bên đã hiệu chỉnh cho đoạn LC-D

fOLCD=1350.67: sức kháng bên chưa hiệu chỉnh cho đoạn LC-D;

Bố trí cọc:

3.5 BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG PHƯƠNG ÁN 1

CHƯƠNG 4:

THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DĂN THĨP

Tính toân khối lượng kết cấu nhịp

Kích thướt mặt cắt ngang như hình vẽ:

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

q b K

,

Trong đó :

+ gg : Trọng lượng thĩp trín 1m dăi giăn

+ L : Nhịp tính toân của giăn , l = 55.4 (m)

+ 1,75 vă 1,25 : Câc hệ số tải trọng đối với hoạt tải vă tĩnh tải

+ R= 19000 (T/m2): cường độ của thĩp

+ β= 0,12: hệ số xĩt đến trọng lượng hệ liín kết

800 800

1/2 MẶT CẮ T II-II 1/2 MẶT CẮ T I-I

2%