thuyết minh 3 phương án cầu ( cầu dầm liên tục , cầu dầm extradoesd , cầu vòm nhồi BTCT ) Đại học Xây Dựng Hà Nội

phục vụ cho đồ án phương án cầu : tính toán sơ bộ phương án cầu vòm , cầu dầm liên tục , cầu extradosed từ các sô liệu mặt cắt sông , địa chất , mặt cắt ngang cầu tính toán sơ bộ cọc , hoạt tải , tĩnh tải từ đó tính toán ra được sơ bộ chỉ tiêu cầu ( VND m2 ) , đồ án nhầm phục vụ cho sinh viên Xây Dựng và các chuyên ngành liên quan

ĐỒ ÁN MÔN HỌC LẬP CÁC PHƯƠNG ÁN CẦU

_

Phan Trung Hiếu 78862 62CD4

Đoàn Việt Hưng 92062 62CD4

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS Nguyễn Ngọc Tuyển

Hà Nội, 30/07/2021

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 3

1.1 MỞ ĐẦU 3

1.2 MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3

1.2.1 Mục tiêu 3

1.2.2 Phạm vi nghiên cứu 3

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 4

2.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ 4

2.2 ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH 4

2.3 ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT 4

2.4 ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU 4

2.4.1 Nhiệt độ không khí 5

2.4.2 Mưa 5

2.4.3 Độ ẩm 5

2.4.4 Gió 6

2.5 ĐIỀU KIỆN THỦY VĂN 6

2.5.1 Đặc điểm thủy văn tại khu vực xây dựng cầu 6

2.5.2 Tần suất thiết kế 6

2.5.3 Mực nước thiết kế 6

2.5.4 Khổ thông thuyền 6

CHƯƠNG 3 QUY MÔ CÔNG TRÌNH VÀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT 7

3.1 QUY TRÌNH, TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG 7

3.2 CẤP HẠNG CÔNG TRÌNH 7

3.3 MẶT CẮT NGANG CẦU 7

CHƯƠNG 4 CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CẦU 8

4.1 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ 8

4.2 LỰA CHỌN KẾT CẤU NHỊP DẪN 8

4.3 LỰA CHỌN KẾT CẤU MÓNG 8

4.4 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẦU CHÍNH, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU 9 4.4.1 Phương án 1: Cầu dầm liên tục 3 nhịp 9

4.4.2 Phương án 2: Cầu dầm liên tục nhiều nhịp 9

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN 10

5.1 PHƯƠNG ÁN 1: CẦU DẦM LIÊN TỤC 10

5.1.1 Giới thiệu chung 10

5.1.2 Phương án kết cấu 10

5.1.2.1 Kết cấu phần trên 10

5.1.2.2 Kết cấu phần dưới 15

5.1.3 Vật liệu 17

5.1.4 Tính toán khối lượng sơ bộ 17

5.1.4.1 Khối lượng nhịp chính 18

5.1.4.2 Khối lượng nhịp dẫn 18

5.1.4.3 Khối lượng trụ 19

5.1.4.4 Khối lượng mố 20

5.1.5 Xác định tải trọng tác dụng lên đáy bệ 21

5.1.5.1 Xác định tải trọng tác dụng lên đáy bệ mố A1, A2 21

5.1.5.2 Xác định tải trọng tác dụng lên đáy bệ trụ nhịp dẫn 23

5.1.5.3 Xác định tải trọng tác dụng lên đáy bệ trụ nhịp chính 26

5.1.6 Xác định sức chịu tải của cọc 31

5.1.6.1 Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu.(A.5.7.4.4) 31

5.1.6.2 Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền 32

5.1.7 Xác định, bố trí cọc cho các mố trụ 35

5.1.7.1 Mố A1 36 5.1.7.2 Trụ Dẫn P10 36

5.1.7.3 Trụ chuyển tiếp P9 : 37

5.1.7.4 Trụ khung nhịp chính P8 : 38

5.1.7.6 Tổng khối lượng của Cầu : 39

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

Cầu HT nằm trong dự án đường cao tốc Hà Tĩnh – Vinh Cầu vượt qua sông HT thuộc huyện Nghi Xuân – Hà Tĩnh Cầu được xây dựng để đáp ứng nhu cầu giao thông đang tăng của hai tỉnh Hà Tĩnh và Nghệ An, đồng thời góp phần hoàn thiện mạng lưới giao thông đường bộ, đảm bảo tính xuyên suốt của tuyến giao thông huyết mạch từ Bắc vào Nam và ngược lại

− Phân tích các yếu tố ảnh hưởng tới văn hóa, xã hội, quốc phòng, kinh tế, giao thông vận tải của địa phương và của cả nước

− Nghiên cứu, đề xuất các giải pháp thiết kế tuyến, cầu

− Xác định quy mô, tiêu chuẩn thiết kế

− Xác định tổng mức đầu tư

− Đề xuất các phương thức thực hiện dự án

Phạm vi nghiên cứu khả thi gồm những nội dung:

− Nghiên cứu các yếu tố tác động như văn hóa, xã hội, phong tục tập quán, nhu cầu đi lại của địa phương, cũng như nhu cầu đi lại hướng ngoại

− Đánh giá hiẹn trạng khai thác trên tuyến đường hiện có

− Nghiên cứu điều kiện nhân lực, điều kiện tự nhiên của khu vực xây dựng công trình

− Lựa chọn quy mô công trình và tiêu chuẩn kỹ thuật

− Nghiên cứu các phương án, giải pháp xây dựng

− Xác định tổng mức đầu tư

− Phân tích hiệu quả kinh tế

− Kiến nghị phương án đầu tư

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

Cầu HT thuộc huyện Yên Mỹ tỉnh Hưng Yên, nằm trên tuyến đường thuộc dự án đường cao tốc nối thành phố Hưng Yên và thành Hải Dương, ở miền bắc Việt Nam

Cầu được xây dựng bắc qua sông HT nằm ở khu vực đồng bằng nên có bãi sông rộng Lòng sông khá sâu, thoải dần về hai bên Hai bên bờ tương đối đối xứng

Trong giai đoạn thiết kế cơ sở, trên mặt cắt sông rộng 517 m, tiến hành khoan 5 lỗ theo lý trình Các lỗ khoan số 1,2,3,4,5 lần lượt được thực hiện và cho kết quả khoan khảo sát được thể hiện bảng sau:

Khí hậu chung của nước Việt Nam là nhiệt đới ẩm gió mùa, ngoài ra ở khu vực miền trung Việt Nam còn chịu thời tiết khắc nghiệt Mùa hè nắng nóng, chịu ảnh hưởng của gió Lào, mùa thu mưa nhiều và thường có bão đổ bộ

2.4.1 Nhiệt độ không khí

Bảng 2-2 Đặc trưng nhiệt độ

Qua thống kê cho thấy biên độ nhiệt thay đổi trong năm lớn, mùa hè thì nắng nóng kéo dài, mùa đông thì lạnh, biên độ nhiệt giữa tháng cao nhất và tháng thấp nhất là 19ºC Như vậy trong quá trình thi công đổ bê tông hay lắp đặt gối nên chọn những tháng có nhiệt độ xấp

xỉ nhiệt độ trung bình năm để hạn chế ứng suất, biến dạng do co ngót

Miền bắc Việt Nam phân biệt hai mùa mưa, khô rõ rệt Mùa mưa xuất hiện từ tháng

7 đến tháng 11, tập trung vào tháng 8,9,10 Lưu lượng khá lớn từ 1500mm đến 2100mm Vào những tháng mưa nhiều, số ngày mưa trong tháng có thể lên tới 20 ngày Mùa khô kéo dài từ tháng 12 đến tháng 6 năm sau, mùa ít mưa nhất từ tháng 12 đến tháng 2, vào những tháng này chủ yếu là mưa phùn với lưu lượng nhỏ từ 30mm đến 70mm

Bảng 2-3 Đặc trưng cơ chế mưa

Độ ẩm trung bình tháng thấp nhất 65

Tốc độ gió trung bình tại khu vực xây dựng cầu đo được 25m/s

Hệ thống sông HT nằm ở miền trung Việt Nam, vào mùa mưa có lượng nước đổ về lớn Tại vị trí xây dựng cầu yêu cầu khẩu độ thoát nước là 472m

Tần suất thiết kế cầu: P= 1%

Tức là thiết kế ở mức nước lũ 100 năm xuất hiện một lần

− Mực nước cao nhất ( ứng với tần suất 1%): +9.4m

− Mực nước thông thuyền: +6.9m

(mực nước cao nhất đảm bảo tàu thuyền đi lại an toàn)

− Mực nước thấp nhất: -4.1m

Mực nước thi công

(ứng với tần suất 10%, sử dụng để quyết định biện pháp thi công)

CHƯƠNG 3 QUY MÔ CÔNG TRÌNH VÀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT

− Tiêu chuẩn thiết kế cầu TCVN 11823-2017

− Cầu là công trình vĩnh cửu, tuổi thọ thiết kế 100 năm

− Cầu được thiết kế nhịp lớn để vượt qua mặt cắt sông đảm bảo thông thương dưới cầu

CHƯƠNG 4 CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CẦU

Công trình phải được thiết kế hướng tới các yêu cầu sau:

− Công trình thiết kế phải đảm bảo phù hợp với các yêu cầu quy hoạch phát triển mạng lưới giao thông của vùng cũng như của cả nước

− Đáp ứng lưu lượng qua lại trên cầu

− Phù hợp với cảnh quan, kiến trúc xung quanh

− Hạn chế ảnh hưởng đến điều kiện sinh sống, văn hóa xã hội của khu vực

− Đảm bảo yêu cầu thông thương dưới sông

− Thỏa mãn tổng chiều dài thoát nước của cầu, hạn chế làm thay đổi điều kiện dòng chảy trên sông

− Áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật trong chế tạo và thi công, đẩy mạnh hiện đại hóa trong chế tạo cơ giới hóa trong thi công

− Lựa chọn phương án phù hợp ngoài đảm bảo tính kỹ thuật còn phải đảm bảo tính kinh tế và kiến trúc

Cầu dẫn được lựa chọn đặt vào khu vực bãi sông, nơi có chiều cao trụ không lớn Nguyên tắc chọn kết cấu nhịp dẫn phải đảm bảo phù hợp với cầu chính Đẩy mạnh công tác hiện đại hóa trong chế tạo, cơ giới hóa trong thi công Rút ngắn thời gian thi công tahi công trường, tăng hiệu quả kinh tế của toàn bộ phương án cầu vượt sông

Dựa vào các ý định về kết cấu nhịp chính, và các điều kiện nêu trên chọn kết cấu nhịp cầu dẫn là kết cấu nhịp dầm đơn giản bán lắp ghép tiết diện chữ I bằng BTCT DƯL căng sau có chiều dài dầm 40 m

− Loại 1: Cọc khoan nhồi D2m sử dụng cho trụ nhịp chính

− Loại 2: Cọc khoan nhồi D1.5m sử dụng cho trụ nhịp dẫn và mố

Chiều dày bệ móng phụ thuộc vào đường kính cọc nên chọn từ 1-5m

Kiến nghị chọn:

− Bệ móng trên cọc khoan nhồi đường kính 2m có bề dày 3m

− Bệ móng trên cọc khoan nhồi đường kính 1.5m có bề dày 2m

Yêu cầu chung:

− Chiều dài nhịp chính phải thỏa mãn điều kiện cho các thuyền bè qua lại an toàn, phù hợp với mặt cắt ngang sông và phù hợp với loại kết cấu cũng như phương pháp thi công dự kiến

− Dựa vào số liệu về địa hình của mặt cắt ngang sông, cũng như điều kiện địa chất thủy văn và cấp sông, kiến nghị chọn giải pháp cầu chímh là kết cấu cầu nhịp lớn có chiều dài nhịp chính lớn hơn 100m, để tránh phải làm nhiều trụ ở vị trí sông sâu, hạn chế giao thông thủy và cản trở dòng chảy

Dựa vào các nhận xét trên, đề xuất một số phương án kết cấu phù hợp công nghệ thi công hiện hành:

− Kết cấu nhịp dẫn là kết cấu BTCT DƯL bán lắp ghép tiết diện chữ I căng sau,

có chiều dài dầm 40m, chiều cao dầm 1.8m, bản mặt cầu đổ tại chỗ dày 20cm

− Phía bên trái cầu bố trí 3 nhịp dẫn, phía bên phải cầu bố trí 3 nhịp dẫn

− Số lượng dầm trên mặt cắt ngang: 6 dầm

− Khoảng cách giữa các dầm 1.9m

Kết cấu phần dưới:

− Nhịp chính: Trụ đặc hình ovan đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính 2m

− Nhịp dẫn: Trụ BTCT đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính 1.5m

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN

Nhịp dẫn mỗi bên thiết kế độ dốc dọc: 2%

− Độ dốc dọc ngang, tính từ tim cầu dốc 2% về mỗi phía

− Nhịp biên : 𝐿𝑏= (0.6 ÷ 0.7)𝐿𝑔𝑖, để moment dương ở nhịp biên và moment âm trên trụ gần bằng nhau, từ đó đạt được giá trị moment lớn nhất là nhỏ nhất Mặt khác, chiều dài nhịp biên 𝐿𝑏 > 0.5𝐿𝑔𝑖 còn để đảm báo tránh phản lực âm trên gối ở trụ khi có hoạt tải ở nhịp giữa

− Chọn sơ đồ nhịp chính là kết cấu dầm liên tục 3 nhịp (sơ đồ : 70m+100m+70m) thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng

Mặt cắt ngang :

+18838

+16300 +17871

+14863 +18838

-16000 +7500

-22650

+850 +2450

-30420 -20920 -5320

-23500

+00 +1600

− Sử dụng dầm hộp có độ cứng chống xoắn cao, ổn định phù hợp với công nghệ thi công đúc hẫng Bề rộng cầu 9.5m, nên chọn dầm hộp hai vách Vách xiên tỉ

lệ 1 :6 để giảm bề rộng bản đáy và tạo tiết diện thoát gió thuận lợi

− Chiều cao dầm thay đổi phù hợp với biểu đồ bao moment

Chiều cao trên gối : 𝐻𝑝 = (1

ℎ𝑥: Chiều cao dầm tại vị trí cách tiết diện có chiều cao hc một đoạn x

𝐻𝑝: Chiều cao dầm trên trụ

ℎ𝑐: Chiều cao dầm tại giữa nhịp

𝐿ℎ: Chiều dài tính từ tiết diện có chiều cao 𝐻𝑝 đến tiết diện có chiều cao ℎ𝑐 (chiều dài phần đoạn hẫng)

𝑡3𝑥 = 0.3 + 0.7

67.5𝐿𝑥

(5-5) Các kích thước khác trên mặt cắt ngang được chọn như hình vẽ đảm bảo yêu cầu chịu lực, thi công

-mặt cắt cáp căng ngoài :

+18838

Với chiều dài 1 mặt phẳng dây là 80m , số lượng dây nhịp biên là 9 dây và nhịp giữa

là 18 dây trên một mặt phẳng dây

Hiện nay các bó cáp cường độ cao thường được tổ hợp từ các tao cáp đơn vì các tao cáp đơn dễ vận chuyển, lắp đặt và thích hợp với các hệ thống neo hiện nay Do đó sử dụng các tao cáp đơn loại 15.2mm gồm 7 sợi thép Ø5

Bảng thống kê sơ bộ cáp căng ngoài

20𝐿𝑛ℎ) Các kích thước mặt cắt ngang được thể hiện trên hình vẽ:

Hình 5-4 Mặt cắt ngang dầm nhịp dẫn

Hình 5-5 Mặt cắt ngang dầm dẫn

− Trụ, P7, P8 đặt dưới kết cấu nhịp cầu chính, có dạng thân đặc bằng bê tông cốt

thép đặt trên hệ thống móng cọc khoan nhồi đường kính 2m

− Trụ A1, A2 dạng mố nhật (là dạng cải tiến của mố chữ U) đặt trên hệ thống

móng cọc khoan nhồi đường kính 1.5m

− Các kích thước của mố, trụ được thể hiện trên hình vẽ :

850650

Hình 5-6 Chọn sơ bộ kích thước trụ cầu nhịp chính

Hình 5-7 Chọn sơ bộ kích thước trụ cầu dẫn

Hình 5-8 Chọn sơ bộ kích thước mố cầu

Bê tông:

− Bê tông dầm sử dụng bê tông cường độ cao có cấp độ bền 45Mpa

− Bê tông trụ và móng sử dụng bê tông có cấp độ bền 30Mpa

Cốt thép DƯL:

− Sử dụng thép ASTM 416-1, cấp 270 độc chúng thấp có

− Giới hạn kéo đứt fpu= 1860 Mpa

− Giới hạn chảy fpy= 1670 Mpa

− Modun đàn hôid Ep= 197000 Mpa

− Đường kính danh định: 15.1 mm

− Diện tích danh định: Aps = 140 mm2

− Khối lượng danh định: 1.102 kg/m

Cốt thép thường:

Theo tiêu chuẩn ASTM:

Sử dụng loại thép có gờ có:

Giới hạn chảy fy= 420Mpa

Modun đàn hồi Es= 200000 Mpa

5.1.4.1 Khối lượng nhịp chính

Khối lượng nhịp chính được tính bằng cách lấy tổng khối lượng các đốt (các đốt được chia trùng với đốt thi công) Việc tính khối lượng của mỗi đốt được tính gần đúng bằng cách, lấy trung bình diện tích hai mặt cắt ở hai đầu đốt nhân với chiều dài đốt và nhân với trịng lượng riêng của vật liệu

Sơ đồ phân chia đốt như sau :

Hình 5-9 Sơ đồ phân chia đốt thi công

Đốt K0 trên trụ dài 12m

Đốt hợp long dài 2m

Sơ đồ phân chia các đốt khác : 6@3m + 5@4m + 5@5m

Đốt chia trên đà giáo dài 19m

Kích thước, diện tích các mặt cắt được tính toán trong phần mềm Midas Civil, được thể hiện qua bảng sau :

Bảng 5-1 Bảng thể hiện diện tích các mặt cắt và thống kê khối lượng nhịp chính

Đốt đúc Diện tích trung

bình Ai (m2)

Chiều dài Li (m)

Trọng lượng riêng γ (T/m3) Trọng lượng P (T)

K14

K15

0.5ÐHLG

Tổng khối lượng lớp phủ bê tông atphalt nhịp liên tục 447.44

𝐴: Diện tích phần kết cấu

𝐿: Chiều dài phần kết cấu

𝑛1: Số lượng kết cấu trên một nhịp

𝑛2: Số lượng nhịp dẫn

𝛾: Trọng lượng riêng vật liệu làm kết cấu

Bảng 5-2 Bảng thống kê khối lượng nhịp dẫn

Kết cấu

Diện tích A (m2)

Chiều dài L (m)

Số lượng KC/1 nhịp

Số lượng nhịp

Trọng lượng riêng γ (T/m3)

Trọng lượng/1 nhịp (T)

Trọng lượng P (T)

Khối lượng trụ được tính theo công thức :

5-7) Trong đó :

𝑉𝑡𝑟𝑢: Thể tích trụ

𝛾𝑏: Trọng lượng riêng của vật liệu làm trụ

Bảng 5-3 Bảng thống kê khối lượng trụ

Thể tích thân trụ (m3)

Thể tích xà

mũ trụ (m3)

Thể tích

bệ trụ (m3)

Tổng thể tích (m3)

Trọng lượng riêng (T/m3)

Trọng lượng (T)

Mố A1 và A2 giống nhau nên có trọng lượng bằng nhau

Bảng 5-4 Bảng thống kê khối lượng mố

Tải trọng kết cấu phần trên tác dụng lên đấy bệ :

− Do trọng lượng bản thân kết cấu nhịp :

− Do lớp phủ mặt cầu trên kết cấu nhịp :

5-10) Suy ra :

DC = 457.56 + 696.012 = 1153.572(𝑇)

DW = 27.96(𝑇)

(5-11) Tải trọng tại đáy bệ mố do hoạt tải :

Lấy giá trị lớn hơn của tổ hợp hoặc :

− Hiệu ứng của xe tải thiết kế + tải trọng làn

− Hiệu ứng của xe hai trục thiết kế + tải trọng làn

Tổ hợp xe tải thiết kế và tải trọng làn:

Hình 5-10 Đường ảnh hưởng Pa1

Tung độ ĐAH dưới tải trọng trục xe:

y1 = 1; y2 = 0.8925; y3 = 0.785

Phản lực tại mố A1 do hoạt tải gây ra được tính theo công thức:

5-12) Trong đó:

Hệ số làn: Hệ số làn lấy tương ứng với số làn xếp tải, khi số làn xếp tải là 2 thì hệ số làn được lấy bằng m = 1.0 (A.3.6.1.1.2)

LL = 2.0 × 1.0 𝑥 [1.33 × (14.5 × 1 + 14.5 × 0.8925 + 3.5 × 0.785)

+ 0.93 × 20] = 117.5(𝑇)

(5-14)

LL = 117.5 (𝑇)

Tổ hợp tải trọng thẳng đứng tác dụng tại đáy bệ móng theo TTGH CĐ1:

Bảng 5-5 Tổ hợp tải trọng tác dụng tại đáy bệ móng mố A1;A2

A1 ;A2

Tải trọng do tĩnh tải tác dụng lên đáy bệ móng nhịp dẫn

Tải trọng thẳng đứng do kết cấu nhịp tác dụng lên trụ nhịp dẫn được xác định theo công thức :

𝑃𝑛ℎ1; 𝑃𝑛ℎ2: Trọng lượng kết cấu nhịp dẫn ở hai bên trụ

110KN 110KN

9,3KN/m

2 y

40000

1200

Trong đó :

𝑃𝑙𝑝1; 𝑃𝑙𝑝2: Trọng lượng lớp phủ ở trên kết cấu nhịp dẫn ở hai bên trụ

Kết hợp với trọng lượng bản thân trụ ta có bảng tổng hợp tải trọng thẳng đứng tác

dụng lên đáy bệ trụ nhịp dẫn :

Bảng 5-6 Bảng tổng hợp tải trọng do tĩnh tải tác dụng lên đáy bệ trụ nhịp dẫn

Trụ

Tải trọng bản thân trụ (T)

Tải trọng

KC phần trên (T)

Tải trọng

do lớp phủ (T)

− Hoặc tổ hợp 90% của hai xe tải thiết kế đặt cách nhau 15m và tải trọng làn

− Hoặc một xe tải thiết kế cộng tải trọng làn

− Hoặc một xe hai trục với tải trọng làn

Hiệu ứng 90% hai xe tải thiết kế và tải trọng làn:

LL = 0.9𝑥2.0𝑥1.0 × [1.33 × (3.5 × 0.785 + 14.5 × 0.8925 + 14.5 × 1 +

3.5 × 0.6025 + 14.5 × 0.5175 + 14.5 × 0.410) + 0.93 × 40]

LL = 176.476 (𝑇)

(5-19)

Hiệu ứng do xe tải thiết kế và tải trọng làn:

Hình 5-13 DAH Ptru

y1 = 1; y2 = y3 = 0.8925

5-20) Thay số vào ta có:

LL = 176.476 (𝑇)

Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đáy bệ trụ của nhịp dẫn:

Bảng 5-7 Bảng tổ hợp tải trọng tại đáy bệ trụ nhịp dẫn theo TTGH CĐ1

Trụ Loại tải trọng Giá trị (T) Hệ số tải trọng Tổ hợp (T)

Tổng tải trọng tác dụng tại đáy bệ 2325.241

Tải trọng tác dụng lên trụ nhịp chính bởi kết cấu phần trên được xác định theo giai đoạn thi công

1/2 tải trọng bên nhịp dẫn sẽ tác dụng lên trụ biên cầu chính như các trụ dẫn khác, còn tải trọng phần nhịp biên cầu chính tác dụng lên trụ biên và các tải trọng do tĩnh tải tác dụng lên trụ chính sẽ được xác định theo giai đoạn thi công với sơ đồ làm việc tương ứng, (Phải tính theo giai đoạn thi công vì mỗi giai đoạn thi công tải trọng phát triển tương ứng với

sơ đồ làm việc của cầu khác nhau) Phản lực cuối cùng sẽ được tính bằng tổng của các giai đoạn

Tĩnh tải do trọng lượg phần cầu dẫn tác dụng lên trụ chuyển tiếp (P2-P5) : P3

Do trọng lượng bản thân kết cấu :

Hình 5-15: Đường ảnh hưởng gần đúng áp lực trụ P8 ở giai đoạn 3

Diện tích đường ảnh hưởng áp lực trụ: w = 115

Trụ P3, P6 :

Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đáy bệ trụ của nhịp biên được lấy giá trị lớn hơn của 3 tổ hợp sau :

− Hoặc tổ hợp 90% của hai xe tải thiết kế đặt cách nhau 15m và tải trọng làn,

− Hoặc một xe tải thiết về và tải trọng làn

− Hoặc một xe hai trục thiết kế và tải trọng làn

Hiệu ứng 90% hai xe tải thiết kế và tải trọng làn :

g-lp g-lc

Tổ hợp một xe tải thiết kế và tải trọng làn :

Hiệu ứng 90% hai xe tải thiết kế và tải trọng làn :

Bảng 5-11 Phản lực trụ do hiệu ứng tổ hợp 90% hai xe tải, tải trọng làn

Hiệu ứng một xe tải thiết kế và tải trọng làn :

Hình 5-20 ĐAH Ptru Bảng 5-12 Bảng tổ hợp một xe tải thiết kế và tải trọng làn

Vậy phản lực trên trụ P4 do hiệu ứng của 90% (hai xe tải thiết kế và tải trọng làn) khống chế :

LL = 334.095(𝑇)

Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đáy bệ trụ cầu chính hteo TTGH CĐ1

Bảng 5-14 Tổ hợp tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đáy bệ trụ cầu chính

Trụ Loại tải trọng Giá trị (T) Hệ số tải trọng Tổ hợp (T)

Sức kháng lực dọc trục tính toán của cấu kiện bê tông cốt thép chịu nén đối xứng được xác định như sau :

5-28) Đối với cốt thép đai thường :

𝑃𝑛 = 0.8 × [0.85 × 𝑓𝑐′× (𝐴𝑔− 𝐴𝑠𝑡) + 𝑓𝑦× 𝐴𝑠𝑡] (

5-29) Trong đó :

𝑃𝑟: Sức kháng lực dọc trục tính toán có hoặc không có hệ số (N)

𝑃𝑛: Sức kháng lực dọc trục danh định có hoặc không có uốn (N)

𝑓𝑐′:Cường độ chịu nén của bê tông ở 28 ngày tuổi (Mpa)

𝑓𝑦: Giới hạn chảy của cốt thép (Mpa)

𝐴𝑔: Diện tích nguyên của mặt cắt (mm2)

𝐴𝑠𝑡: Diện tích phần cốt thép dọc (mm2)

𝜑: Hệ số sức kháng quy định ở A5.4.2.2

Với chịu nén dọc trục có cốt thép xoắn hoặc thép giằng thì 𝜑 = 0.75

Diện tích cốt thép dọc trong cọc đổ tại chỗ không được nhỏ hơn 0.8% của 𝐴𝑔

Bê tông sử dụng cho cọc khoan có cường độ thiết kế : 𝑓′𝑐 = 30 𝑀𝑃𝑎

Bảng 5-15 Bảng tổng hợp sức chịu tải của cọc theo vật liệu

𝑐(𝑀𝑝𝑎) 𝐴𝑔(𝑚𝑚2) 𝑓𝑦(𝑀𝑝𝑎) 𝐴𝑠𝑡(𝑚𝑚2) 𝑃𝑟(𝑇)

Số liệu kết quả thí nghiệm địa chất :

− Nhóm đất dính xác định sức kháng cắt không thoát nước Su bằng thí nghiệm nén ba trục không cố kết – không thoát nước theo tiêu chuẩn ASTM D2850 hoặc AASHTO T234

Nhóm đất rời thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) để xác định số búa đóng cọc

chuyển vị 30cm.(N)

Còn đối với đá gốc thì thí nghiệm xác định cường độ chịu nén của đá, xác định các tính chất của đá như bề rộng vết nứt, khoảng cách giữa các vết nứt…

a Xác định sức chịu tải của cọc khoan trong đất dính.(A.10.8.3.3)

Sức kháng tính toán của cọc khoan theo đất nền xác định theo công thức :

𝑄𝑟 = 𝜑𝑄𝑛 = 𝜑𝑞𝑝𝑄𝑝+ 𝜑𝑞𝑠𝑄𝑠 = 𝜑𝑞𝑝𝑞𝑝𝐴𝑝+ 𝜑𝑞𝑠𝑞𝑠𝐴𝑠 (

5-30)

Sức kháng bên của cọc khoan sử dụng phương pháp α

Sức kháng bên đơn vị danh định cho cọc khoan dưới điều kiện tải trọng không thoát nước có thể tính như sau :

5-31) Trong đó :

𝛼: Hệ số dính bám (DIM)

𝑆𝑢: Cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình (Mpa)

Sức kháng bên của cọc khoan không được tính ở các bộ phận:

− Ít nhất 1.5m trên cùng của cọc khoan

− Với cọc thẳng, chiều dài ở đáy cọc bằng đường kính cọc

𝐷: Đường kính cọc khoan (mm)

𝑍: Độ xuyên của cọc khoan (mm)

𝑆𝑢: Cường độ kháng cắt không thoát nước (Mpa)

b Xác định sức chịu tải của cọc khoan trong đất rời.(A.10.8.3.4)

Sức kháng bên của cọc khoan:

Sức kháng của thân cọc khoan được xác định bằng phương pháp Reese Wright (1977):

𝐷𝑝: Đường kính mũi cọc (mm)

c Xác định sức chịu tải của cọc khoan trong đá.(A.10.8.3.5)

Sức kháng dọc trục của cọc khoan ngàm trong đá có thể bỏ qua sức ma sát mặt bên

từ trầm tích đất phủ nằm trên

Sức kháng đỡ đơn vị danh của mũi cọc có thể tính như sau:

(Công thức này không áp dụng cho đất đá mềm như diệp thạch và đá vôi)

5) Trong đó:

𝑆𝑑𝐷10√1 + 300𝑆𝑡𝑑

𝑑

(5-36)

𝑑 = 1 + 0.4𝐻𝑠

𝐷𝑠≤ 3.4

(5-37)

𝑞𝑢: Cường độ nén dọc trục trung bình của lõi đá (Mpa)

𝑑: Hệ số chiều sâu không thứ nguyên (DIM)

𝐾𝑠𝑝: Hệ số khả năng chịu tải không thứ nguyên

(m)

N 𝑞𝑠 (T/m2)

𝑄𝑠(T)

𝑞𝑝 (T/m2)

𝑄𝑝(T)

𝑄𝑐ọ𝑐(T)

𝑄𝑟(T) Cát hạt nhỏ

SỨC KHÁNG CỦA CỌC Tên lớp Li (m) N 𝑞𝑠

(T/m2)

𝑄𝑠(T)

𝑞𝑝 (T/m2)

𝑄𝑝(T)

𝑄𝑐ọ𝑐(T)

𝑄𝑟(T)

SỨC KHÁNG CỦA CỌC Tên lớp Li (m) N 𝑞𝑠

(T/m2)

𝑄𝑠(T)

𝑞𝑝 (T/m2)

𝑄𝑝(T)

𝑄𝑐ọ𝑐(T)

𝑄𝑟(T) Cát hạt nhỏ

Bố trí cọc tương tự đối với trụ P3

(5-41)

5.1.7.4 Trụ khung nhịp chính P3 :

SỨC KHÁNG CỦA CỌC Tên lớp Li (m) N 𝑞𝑠

(T/m2)

𝑄𝑠(T)

𝑞𝑝 (T/m2)

𝑄𝑝(T)

𝑄𝑐ọ𝑐(T)

𝑄𝑟(T) Cát hạt nhỏ

Bố trí cọc tương tự đối với Trụ P4

(5-42)

Trụ - Mố Chiều dài cọc (m)

Sức chịu tải của cọc theo nền đất (T)

Áp lực xuống đáy trụ (T) Số lượng cọc tính

Số lượng cọc chọn

P6 25.5 890.064 2325.241 3.9 6

Số

hiệu Hạng mục Đơn vị Khối lượng Đơn giá (đồng) Thành tiền (đồng)

G TỔNG MỨC ĐẦU TƯ đồng A+B+C+