›
›

Đồ án Ngành xây dựng cầu đường - Bùi Sỹ Linh

pdf 177 trang huongle 1330
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Ngành xây dựng cầu đường - Bùi Sỹ Linh", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_nganh_xay_dung_cau_duong_bui_sy_linh.pdf

Nội dung text: Đồ án Ngành xây dựng cầu đường - Bùi Sỹ Linh

  1. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bộ giáo dục và đào tạo Tr•ờng Đại học dân lập Hải Phòng Đồ án tốt nghiệp ngành XÂY DựNG CầU ĐƯờNG giáo viên h•ớng dẫn : th.s Phạm Văn Toàn th.s trần anh tuấn Sinh viên thực hiện : bùi sỹ linh Mã sinh viên : 120895 lớp : xd 1201C Hải Phòng - 2012 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 1 -
  2. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC Phần I. Thiết kế sơ bộ - 3 - Ch•ơng I: giới thiệu chung - 4 - I. Nghiên cứu khả thi - 4 - Ch•ơng II:thiết kế cầu và tuyến - 8 - Ph•ơng án 1: Cầu dầm đơn giản - 13 - Ph•ơng án 2: Cầu giàn thép. - 29 - Ph•ơng án 3: Cầu dầm liên tục - 46 - Ch•ơng III. Tổng hợp và lựa chọn ph•ơng án tkkt - 63 - PHầNii: THIếT Kế Kỹ THUậT - 65 - Ch•ơng I: Tính toán trụ cầu -64- I. Số LIệU TíNH TOáN: - 65 - II. Tính nội lực: - 74 - III. Kiểm tra tiết diện thân trụ theo TTGH: - 78 - IV.Tính toán móng cọc khoan nhồi.: - 84 - Ch•ơng I : Tính toán bản mặt cầu - 89 - PHẦN I : TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU - 92 - I .XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI - 93 - II .TÍNH NỘI LỰC BẢN MẶT CẦU - 93 - III- Tính toán cốt thép, bố trí và kiểm tra tiết diện: - 99 - Ch•ơng II : Tính toán dầm chủ - 106 - I – Tính Nội Lực - 107 - II.Tính hệ số phân phối mômen và lực cắt : - 110 - III.Tính và bố trí cốt thép dul: - 124 - IV.Tính ứng suất mất mát: - 131 - V.kiểm toán theo ttgh c•ờng độ 1 : - 141 - VI.KIểM TOáN THEO TTGH Sử DụNG : - 147 - VII.TíNH Độ VõNG KếT CấU NHịP : - 150 - Phần III. THIẾT KẾ THI CễNG - 152 - Ch•ơng I: Thiết kế thi công trụ - 153 - CHƯƠNG 2 :THI CÔNG KếT CấU NHịP. - 174 - SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 2 -
  3. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phần I Thiết kế sơ bộ SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 3 -
  4. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ch•ơng I: giới thiệu chung I. Nghiên cứu khả thi I.1 Giới thiệu chung: *CầuVàm cỏ là cầu bắc qua sông vàm cỏ lối liền hai huyện C và D thuộc tỉnh Đồng Tháp nằm trên tỉnh lộ X. Đây là tuyến đ•ờng huyết mạch giữa hai huyện C và D, nằm trong quy hoạch phát triển kinh tế của tỉnh Đồng Tháp. Hiện tại, các ph•ơng tiện giao thông v•ợt sông qua phà A nằm trên tỉnh lộ X Để đáp ứng nhu cầu vận tải, giải toả ách tắc giao thông đ•ờng thuỷ khu vực cầu và hoàn chỉnh mạng l•ới giao thông của tỉnh, cần tiến hành khảo sát và nghiên cứu xây dựng mới cầu A v•ợt qua sông B I.2 Các căn cứ lập dự án . Căn cứ quyết định số 1206/2004/QD - UB ngày11 tháng 12 năm 2004 của UBND tỉnh E về việc phê duyệt qui hoạch phát triển mạng l•ới giao thông tỉnh E giai đoạn 1999 - 2010 và định h•ớng đến năm 2020. . Căn cứ văn bản số 215/UB - GTXD ngày 26 tháng 3 năm 2005 của UBND tỉnh E cho phép Sở GTVT lập Dự án đầu t• cầu A nghiên cứu đầu t• xây dựng cầu A. . Căn cứ văn bản số 260/UB - GTXD ngày 17 tháng 4 năm 2005 của UBND tỉnh E về việc cho phép mở rộng phạm vi nghiên cứu cầu E về phía Tây sông B. . Căn cứ văn bản số 1448/CĐS - QLĐS ngày 14 tháng 8 năm 2001 của Cục đ•ờng sông Việt Nam. I.2.2 Phạm vi của dự án: *Trên cơ sở quy hoạch phát triển đến năm 2020 của hai huyện C-D nói riêng và tỉnh Đồng Tháp nói chung, phạm vi nghiên cứu dự án xây dựng tuyến nối hai huyện C-D I.3 đặc điểm kinh tế xã hội và mạng l•ới giao thông I.3.1 Hiện trạng kinh tế xã hội tỉnh Đồng Tháp I.3.1.1 Về nông, lâm, ng• nghiệp -Nông nghiệp tỉnh đã tăng với tốc độ 6% trong thời kỳ 1999-2000. Sản xuất nông nghiệp phụ thuộc chủ yếu vào trồng trọt, chiếm 70% giá trị sản l•ợng nông nghiệp, còn lại là chăn nuôi chiếm khoảng 34%. Tỉnh có diện tích đất lâm ngiệp rất lớn thuận lợi cho trông cây và chăn nuôi gia súc, gia cầm. SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 4 -
  5. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Với đ•ờng bờ biển kéo dài, nghề nuôi trồng và đánh bắt thuỷ hải sản cũng là một thế mạnh đang đ•ợc tỉnh khai thác I.3.1.2 Về th•ơng mại, du lịch và công nghiệp -Trong những năm qua, hoạt động th•ơng mại và du lịch bát đầu chuyển biến tích cực. Tỉnh Đồng Tháp có tiềm năng du lịch rất lớn với nhiều di tích, danh lam thắng cảnh. Nếu đ•ợc đầu t• khai thác đúng mức thì sẽ trở thành nguồn lợi rất lớn. Công nghiệp của tỉnh vẫn ch•a phát triển cao. Thiết bị lạc hậu, trình độ quản lý kém không đủ sức cạnh tranh. Những năm gần đây tỉnh đã đầu t• xây dựng một số nhà máy lớn về vật liệu xây dựng, mía, đ•ờng làm đầu tàu thúc đẩy các ngành công nghiệp khác phát triển I.3.2 Định h•ớng phát triển các ngành kinh tế chủ yếu I.3.2.1 Về nông, lâm, ng• nghiệp -Về nông nghiệp: Đảm bảo tốc độ tăng tr•ởng ổn định, đặc biệt là sản xuất l•ơng thực đủ để đáp ứng nhu cầu của xã hội, tạo điều kiện tăng kim ngạch xuất khẩu. Tốc độ tăng tr•ởng nông nghiệp giai đoạn 2006-2010 là 8% và giai đoạn 2010-2020 là 10%. Về lâm nghiệp: Đẩy mạnh công tác trồng cây gây rừng nhằm khôi phục và bảo vệ môi tr•ờng sinh thái, cung cấp gỗ, củi -Về ng• nghiệp: Đặt trọng tâm phát triển vào nuôi trồng thuỷ sản, đặc biệt là các loại đặc sản và khai thác biển xa I.3.2.2 Về th•ơng mại, du lịch và công nghiệp Tập trung phát triển một số ngành công nghiệp chủ yếu: - Công nghiệp chế biến l•ơng thực thực phẩm, mía đ•ờng - Công nghiệp cơ khí: sửa chữa, chế tạo máy móc thiết bị phục vụ nông nghiệp, xây dựng, sửa chữa và đóng mới tàu thuyền. - Công nghiệp vật liệu xây dựng: sản cuất xi măng, các sản phẩm bê tông đúc sẵn, gạch bông, tấm lợp, khai thác cát sỏi Đẩy mạnh xuất khẩu, dự báo gái trị kim ngạch của vùng là 1 triệu USD năm 2010 và 3 triệu USD năm 2020. Tốc độ tăng tr•ởng là 7% giai đoạn 2006-2010 và 8% giai đoạn 2011-2020. I.3.3 Đặc điểm mạng l•ới giao thông: I.3.3.1 Đ•ờng bộ: -Năm 2000 đ•ờng bộ có tổng chiều dài 1000km, trong đó có gồm đ•ờng nhựa chiếm 45%, đ•ờng đá đỏ chiếm 35%, còn lại là đ•ờng đất 20% SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 5 -
  6. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Các huyện trong tỉnh đã có đ•ờng ôtô đi tới trung tâm. Mạng l•ới đ•ờng phân bố t•ơng đối đều. Hệ thống đ•ờng bộ vành đai biên giới, đ•ờng x•ơng cá và đ•ờng vành đai trong tỉnh còn thiếu, ch•a liên hoàn I.3.3.2 Đ•ờng thuỷ: -Mạng l•ới đ•ờng thuỷ của tỉnhấthnh hoá khoảng 200 km (ph•ơng tiện 1 tấn trở lên có thể đi đ•ợc). Hệ thống đ•ờng sông th•ờng ngắn và dốc nên khả năng vận chuyển là khó khăn. I.3.3.3 Đ•ờng sắt: - Hiện tại tỉnh thanh hoá có hệ thống vấn tỉa đ•ờng sắt Bắc Nam chạy qua I.3.3.4 Đ•ờng không: - Có sân bay V nh•ng chỉ là một sân bay nhỏ, thực hiện một số chuyến bay nội địa I.3.4 Quy hoạch phát triển cơ sở hạ tầng: -Tỉnh lộ X nối từ huyện C qua sông B đến huyện D. Hiện tại tuyến đ•ờng này là tuyến đ•ờng huyết mạch quan trộng của tỉnh. Tuy nhiên tuyến lại đi qua trung tâm thị xã C là một điều không hợp lý. Do vậy quy hoạch sẽ nắn đoạn qua thị xã C hiện nay theo vành đai thị xã. I.3.5 Các quy hoạch khác có liên quan -Trong định h•ớng phát triển không gian đến năm 2020, việc mở rộng thị xã C là tất yếu. Mở rộng các khu đô thị mới về các h•ớng và ra các vùng ngoại vi. Dự báo nhu cầu giao thông vận tải do Viện chiến l•ợc GTVT lập, tỷ lệ tăng tr•ởng xe nh• sau: . Theo dự báo cao: Ô tô: 2005-2010: 10% 2010-2015: 9% 2015-2020: 7% Xe máy: 3% cho các năm Xe thô sơ: 2% cho các năm . Theo dự báo thấp: Ô tô: 2005-2010: 8% 2010-2015: 7% 2015-2020: 5% Xe máy: 3% cho các năm Xe thô sơ: 2% cho các năm SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 6 -
  7. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I.4 Đặc điểm về điều kiện tự nhiên tại vị trí xây dựng cầu: I.4.1 Vị trí địa lý - Cầu A v•ợt qua sông B nằm trên tuyến X đi qua hai huyện C và D thuộc tỉnh Đồng Tháp . Dự án đ•ợc xây dựng trên cơ sở nhu cầu thực tế là cầu nối giao thông của tỉnh với các tỉnh lân cận và là nút giao thông trọng yếu trong việc phát triển kinh tế vùng. Địa hình tỉnhấthnh hoá hình thành 2 vùng đặc thù: vùng đồng bằng ven biển và vùng núi phía Tây. Địa hình khu vực tuyến tránh đi qua thuộc vùng đồng bằng, là khu vực đ•ờng bao thị xã C hiện tại. Tuyến cắt đi qua khu dân c•. Lòng sông tại vị trí dự kiến xây dựng cầu t•ơng đối ổn định, không có hiện t•ợng xói lở lòng sông I.4.2 Điều kiện khí hậu thuỷ văn I.4.2.1 Khí t•ợng . Về khí hậu: Tỉnh Đồng Tháp nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa nên có những đặc điểm cơ bản về khí hậu nh• sau: - Nhiệt độ bình quân hàng năm: 290 - Nhiệt độ thấp nhất : 120 - Nhiệt độ cao nhất: 380 Khí hậu chia làm 2 mùa rõ rệt, mùa m•a từ tháng 10 đến tháng 12 . Về gió: Về mùa hề chịu ảnh h•ởng trực tiếp của gió Tây Nam hanh và khô. Mùa đông chịu ảnh h•ởng của gió mùa Đông Bắc kéo theo m•a và rét I.4.2.2 Thuỷ văn . Mực n•ớc cao nhất MNCN = +9.4m . Mực n•ớc thấp nhất MNTN = +4.0m . Mực n•ớc thông thuyền MNTT = +6.0m . Khẩu độ thoát n•ớc L 0 = 134m . L•u l•ợng Q = . L•u tốc v = 1.52m3/s I.4.3 Điều kiện địa chất Theo số liệu thiết kế có 4 hố khoan với đặc điểm địa chất nh• sau: Đặc điểm địa chất Hố khoan 1 Hố khoan 2 Hố khoan 3 Hố khoan 4 Lớp 1: Á cát 4 5 3.8 4.6 Lớp 2: sét dẻo mềm 4 5 6 6 Lớp 3: cát thô. 5 6 5.7 4.8 Lớp 4: cát sỏi cuội - - - - SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 7 -
  8. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ch•ơng II:thiết kế cầu và tuyến II.đề xuất các ph•ơng án cầu II.1.Các thông số kỹ thuật cơ bản: Quy mô và tiêu chuẩn kỹ thuật: . Cầu vĩnh cửu bằng BTCT ƯST và BTCT th•ờng . Khổ thông thuyền ứng với sông cấp IV là: B = 25m, H = 3.5m . Khổ cầu: B= 10+2x0.5=11m . Tần suất lũ thiết kế: P=1% . Quy phạm thiết kế: Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN-272.05 của Bộ GTVT . Tải trọng: xe HL93 II.2.Các ph•ơng án kiến nghị II.2.1.Lựa chọn ph•ơng án móng Căn cứ vào đặc điểm của các lớp địa chất đ•ợc nghiên cứu, ta đề ra các ph•ơng án móng nh• sau: a.Ph•ơng án móng cọc khoan nhồi:  Ưu điểm: - Rút bớt đ•ợc công đoạn đúc sẵn cọc, do đó không cần phải xây dựng bãi đúc, lắp dựng ván khuôn. Đặc biệt không cần đóng hạ cọc, vận chuyển cọc từ kho, x•ởng đến công tr•ờng - Có khả năng thay đổi các kích th•ớc hình học của cọc để phù hợp với các điều kiện thực trạng của đất nền mà đ•ợc phát hiện trong quá trình thi công - Đ•ợc sử dụng trong mọi loại địa tầng khác nhau, dễ dàng v•ợt qua các ch•ớng ngại vật - Tính toàn khối cao, khả năng chịu lực lớn với các sơ đồ khác nhau: cọc ma sát, cọc chống, hoặc hỗn hợp - Tận dụng hết khả năng chịu lực theo vật liệu, do đó giảm đ•ợc số l•ợng cọc. Cốt thép chỉ bố trí theo yêu cầu chịu lực khi khai thác nên khong cần bố trí nhiều để phục vụ quá trình thi công - Không gây tiếng ồn và chấn động mạnh làm ảnh h•ởng môi tr•ờng sinh hoạt chung quanh - Cho phép có thể trực tiếp kiểm tra các lớp địa tầng bằng mẫu đất lấy lên từ hố đào  Nh•ợc điểm: SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 8 -
  9. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Sản phẩm trong suốt quá trình thi công đều nằm sâu d•ới lòng đất, các khuyết tật dễ xảy ra không thể kiểm tra trực tiếp bằng mắt th•ờng, do vậy khó kiểm tra chất l•ợng sản phẩm - Th•ờng đỉnh cọc phải kết thúc trên mặt đất, khó kéo dài thân cọc lên phía trên, do đó buộc phải làm bệ móng ngập sâu d•ới mặt đất hoặc đáy sông, phải làm vòng vây cọc ván tốn kém - Quá trình thi công cọc phụ thuộc nhiều vào thời tiết, do đó phải có các ph•ơng án khắc phục - Hiện tr•ờng thi công cọc dễ bị lầy lội, đặc biệt là sử dụng vữa sét Căn cứ vào •u nh•ợc điểm của từng ph•ơng án, ta thấy móng cọc khoan nhồi có nhiều đăc điểm phù hợp với công trình và khả năng của đơn vị thi công, vì vậy quyết định chọn cọc khoan nhồi cho tất cả các ph•ơng án với các yếu tố kỹ thuật chính nh• sau: . Đ•ờng kính cọc: D=1000mm . Chiều dài cọc tại mố là 25m . Chiều dài cọc tại các vị trí trụ là 25m b.Ph•ơng án móng cọc chế tạo sẵn:  Ưu điểm: - Cọc đ•ợc chế tạo sẵn nên thời gian chế tạo cọc đ•ợc rút ngắn, do đó thời gian thi công công trình cũng vì vậy mà giảm xuống - Cọc đ•ợc thi công trên cạn, giảm độ phức tạp trong công tác thi công, giảm sức lao động mệt nhọc - Chất l•ợng chế tạo cọc đ•ợc đảm bảo tốt *Nh•ợc điểm: - Chiều dài cọc bị giới hạn trong khoản từ 5-10m, do đó nếu chiều sâu chôn cọc yêu cầu lớn thì sẽ phải ghép nối các cọc với nhau. Tại các vị trí mối nối chất l•ợng cọc không đảm bảo, dễ bị môi tr•ờng xâm nhập - Thời gian thi công mối nối lâu và cần phải đảm bảo độ phức tạp cao - Vị trí cọc khó đảm bảo chính xác theo yêu cầu - Quá trình thi công gây chấn động và ồn, ảnh h•ởng đến các công trình xung quanh SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 9 -
  10. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng tổng hợp bố trí các ph•ơng án Thông Khổ P. Sơ đồ Lm() thuyền cầu Kết cấu nhịp An (m) (m) (m) I 25x3.5 10+2x0.5 34+34+34+34 136 Cầu dầm đơn giản BTCTDƯL II 25x3.5 10+2x0.5 50+50+50 150 Cầu dàn thép III 25x3.5 10+2x0.5 40+60+40 140 Cầu dầm liên tục II.2.2.Lựa chọn kết cấu phần trên II.2.2.1.Ph•ơng án cầu dầm đơn giản : - Bố trí chung gồm 4 nhịp đơn giản bê tông ứng suất tr•ớc đ•ợc bố trí theo sơ đồ: Lc= 34+34+34+34 =136(m) - Cầu đ•ợc thi công theo ph•ơng pháp lắp ghép. a.Kích th•ớc dầm chủ: Chiều cao của dầm chủ là h = (1/15 1/20)l = (2,2 1,7) (m), chọn h = 1,7(m). S•ờn dầm b = 20(cm) Theo kinh nghiệm khoảng cách của dầm chủ d = 2 3 (m), chọn d = 2,2(m). Các kích th•ớc khác đựơc chọn dựa vào kinh nghiệm và đ•ợc thể hiện ở hình 2-1. Mặt cắt ngang dầm nhịp 34 dạng chữ T cao 1,7m khoảng cách các dầm cách nhau 2,2m 1700 200 150 200 1200 1700 200 200 200 300 Hình 2-1. Tiết diện dầm chủ b.Kích th•ớc dầm ngang : SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 10 -
  11. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chiều cao hn = 2/3h = 1,2 (m). Trên 1 nhịp34 m bố trí 5 dầm ngang cách nhau 8.35 m Chiều rộng s•ờn bn = 12 16cm (20cm), chọn bn = 20(cm). 1600 200 200 150 1050 2000 Hình 2-2. Kích th•ớc dầm ngang. c.Kích th•ớc mặt cắt ngang cầu: -Xác định kích th•ớc mặt cắt ngang: Dựa vào kinh nghiệm mối quan hệ chiều cao dầm, chiều cao dầm ngang, chiều dày mặt cắt ngang kết cấu nhịp, chiều dày bản đổ tại chỗ nh• hình vẽ. mặt cắt ngang cầu 1 1 2 mặt cắt ?AGI NH?P 2 mặt cắt gối 1100 50 1000 50 A 50 50 50 50 86.5 20 150 110 220 220 220 220 110 A a b c d e SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 11 -
  12. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Kích th•ớc sơ bộ kết cấu nhịp 34(m) - Vật liệu dùng cho kết cấu. + Bê tông M340 + Cốt thép c•ờng độ cao dùng loại S-31, S-32 của hãng VSL-Thụy Sĩ thép cấu tạo dùng loại CT3 và CT5 II.2.2.2. Kết cấu phần d•ới: + Trụ cầu: - Dùng loại trụ thân đặc BTCT th•ờng đổ tại chỗ - Bê tông M340 Ph•ơng án móng: Dùng móng cọc khoan nhồi đ•ờng kính 100cm + Mố cầu: - Dùng mố chữ U bê tông cốt thép - Bê tông mác 340; Cốt thép th•ờng loại CT3 và CT5. - Ph•ơng án móng: : Dùng móng cọc khoan nhồi đ•ờng kính 100cm. SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 12 -
  13. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ch•ơng Iii: Tính toán sơ bộ khối l•ợng các ph•ơng án và lập tổng mức đầu t• Ph•ơng án 1: Cầu dầm đơn giản I. Mặt cắt ngang và sơ đồ nhịp: - Khổ cầu: Cầu đ•ợc thiết kế cho 2 làn xe K = 10(m) - Tổng bề rộng cầu kể cả lan can B = 10+2x0.5=11m - Sơ đồ nhịp 34+34+34+34 =136(m) II. Tính toán sơ bộ khối l•ợng ph•ơng án kết cấu nhịp: -Cầu đ•ợc xây dựng với bốn nhịp 34(m) với 5 dầm T thi công theo ph•ơng pháp lắp ghép. 1700 200 150 200 1200 1700 200 200 200 300 1. Tính tải trọng tác dụng: a) Tĩnh tải giai đoạn 1(DC): *Ta có diện tích tiết diện dầm chủ đ•ợc xác định nh• sau(nhịp 34m): 2 Ad =1,7x0,20 +1/2x0,15x0,2x2 +1,2x0,20 + 0,3x0,6+ 1/2x0,2x0,2x2 = 0,87 (m ) trọng l•ợng 1 dầm P A d .L. c 0.87x34x25 739.5(kN) +Trọng l•ợng bản thân dầm coi là tải trọng rải đều trên toàn bộ chiều dài nhịp: DCdc 5.Ad . c 5x0,87x25 108,75(KN / m) *Ta có diện tích tiết diện dầm ngang : 2 Adn = 1/2(2+1.6)x0.15 + 2.2x 1.05=2.61 m 3 Vdn=2.61x0.2=0.522m SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 13 -
  14. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DCdn=6x4x0.522x25/34=9.2KN/m DC= DCdc + DCdn = 108.50 + 9.2 = 117.95 KN/m b) Tĩnh tải giai đoạn 2(DW): -Trọng l•ợng lớp phủ mặt cầu .Bê tông Asfalt dày trung bình 0,05 m có trọng l•ợng = 22,5 KN/m3 0,05.22,5 = 1,125 KN/m2 .Bê tông bảo vệ dày 0,03m có = 24 KN/m3 0,03.24= 0,72 KN/m2 .Lớp Raccon#7 ( Không tính trọng l•ợng lớp này) .Lớp bê tông đệm dày 0,03m có = 24 KN/m3 0,03.24= 0,72 KN/m2 2 Tổng cộng tải trọng lớp phủ qtc = 1,125+0,72+0,72 = 2,565 KN/m Bề rộng mặt cầu B = 10m. Do đó ta có tĩnh tải rải đều của lớp phủ mặt cầu là : 2.565x10 KN DW LP 12.825 TC 2 m -Trọng l•ợng lan can: 180.0 535.0 50.0 270.0 865.0 255.0 500.0 75.0 glc = [(0.865x0.180)+(0.50-0.18)x0.050+0.050x0.255+0.535x0.050/2+(0.50- 0.234)x0.255/2]x2.5=0.6006 T/m Thể tích lan can: Vl c = 2x0.24024x232 = 111.47(m3) SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 14 -
  15. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cốt thép lan can: ml c = 0,15x111.47 = 16.72 T(hàm l•ợng cốt thép trong lan can và gờ chắn bánh lấy bằng 150 kg/ m3) Tĩnh tải giai đoạn II : LP LC DWTC= DWTC + 2.(DWTC ) = 12.825+2.( 5,5) = 23.825KN/m. DWTT=1,5x23.825= 35.7KN/m.(Có nhân hệ số p2 1.5 ) 2 Chọn các kích th•ớc sơ bộ kết cấu phần d•ới: Kích th•ớc sơ bộ của mố cầu: *Mố cầu đ•ợc thiết kế sơ bộ là mố chữ U, đ•ợc đặt trên hệ cọc đóng. Mố chữ U có nhiều •u điểm nh•ng nói chung tốn vật liệu nhất là khi có chiều cao lớn, mố này có thể dùng cho nhịp có chiều dài bất kỳ. Cấu tạo của mố nh• hình vẽ 580 40 50 40 150 170 400 20 100 240 550 590 240 150 50 260 140 50 500 250 450 100 300 100 150 100 300 100 -Kích th•ớc trụ cầu: Trụ cầu gồm có 4 trụ với 3 trụ chính đ•ợc thiét kế sơ bộ có chiều cao 10m, hai trụ còn lại giảm dần chiều cao từ 9m – 6m. SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 15 -
  16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP mặt cắt tại trụ t2 mặt bên trụ t2 tl :1/100 tl :1/100 110 220 220 220 220 110 200 90 90 90 90 90 75 150 75 230 230 20 20 850 850 100 170 170 840 50 50 100 50 160 80 480 80 50 840 500 250 250 500 300 300 300 300 70 70 50 50 100 120 300 300 120 2.1.Khối l•ợng bê tông côt thép kết cấu phần d•ới : 2.1.1.Thể tích và khối l•ợng mố: a.Thể tích và khối l•ợng mố: 580 40 50 40 150 170 400 20 100 240 550 590 240 150 50 260 140 50 500 250 450 100 300 100 150 100 300 100 -Thể tích bệ móng một mố 3 Vbm = 2.5*5*12 = 150(m ) -Thể tích t•ờng cánh SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 16 -
  17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3 Vtc = 2*(2.6*6.4 + 1/2*3.3*3.3 + 1.5*3.3)*0.5 = 27.03 (m ) -Thể tích thân mố 3 Vtm = (0.4*1.9+5.9*1.4)*11.1 = 100.1( m ) -Tổng thể tích một mố 3 V1mố = Vbm + Vtc + Vtm = 150 + 27.03+ 100.1=277.2(m ) -Thể tích hai mố 2 V2mố = 2*277.2= 554.3 (m ) -Hàm l•ợng cốt thép mố lấy 80 (kg/m3) 80*554.3= 44344.3 (kg) = 44.3 (T) b.Móng trụ cầu:  Khối l•ợng trụ cầu: mặt cắt tại trụ t2 mặt bên trụ t2 tl :1/100 tl :1/100 110 220 220 220 220 110 200 90 90 90 90 90 75 150 75 230 230 20 20 850 850 100 170 170 840 50 50 100 50 160 80 480 80 50 840 500 250 250 500 300 300 300 300 70 70 50 50 100 120 300 300 120  Khối l•ợng trụ chính : Năm trụ có MCN giống nhau nên ta tính gộp cả năm trụ : 2 3  Khối l•ợng thân trụ : Vtt=(4.8*1.6+3.14/4x1.6 )x8.5=82.36(m ) 3  Khối l•ợng móng trụ : Vmt=5x2.5x8.4=105(m ) 3  Khối l•ợng mũ trụ :Vxm=11 1,5 2.0 - 2(2.3 0,50 0,50 2,0)= 27.85m 3  Khối l•ợng 1 trụ là : V1tru=82.36+105+27.85=215.185m  Khối l•ợng 3trụ là : V = 3 x 215.185 = 645.6 m3 Khối l•ợng trụ: Gtrụ= 1.25 x 215.185 x 2.5 =672.5 T Thể tích BTCT trong công tác trụ cầu: V = 672.5 m3 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 17 -
  18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sơ bộ chọn hàm l•ợng cốt thép thân trụ là 150 kg/ m3 , hàm l•ợng thép trong móng trụ là 80 Nên ta có : khối l•ợng cốt thép trong 1 trụ là mth=82.36x0.15+105x0.08+19.87x0.1=22.74(T) 2.2. Xác định sức chịu tải của cọc: vật liệu : 2 - Bê tông cấp 34 có fc’ =340 kg/cm - Cốt thép chịu lực AII có Ra=2400kg/cm2 * . Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Sức chịu tải của cọc D=1000mm Theo điều A5.7.4.4-TCTK sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc tính theo công thức sau PV = .Pn . Với Pn = C•ờng độ chịu lực dọc trục danh định có hoặc không có uốn tính theo công thức : Pn = .{m1.m2.fc’.(Ac - Ast) + fy.Ast)= 0,50.0.85[0,85. fc’.(Ac - Ast) + fy.Ast] Trong đó : = Hệ số sức kháng, =0.50 m1,m2 : Các hệ số điều kiện làm việc. fc’ =34MPa: C•ờng độ chịu nén nhỏ nhất của bêtông fy =340MPa: Giới hạn chảy dẻo quy định của thép Ac: Diện tích tiết diện nguyên của cọc 2 2 Ac=3.14x1000 /4=785000mm 2 Ast: Diện tích của cốt thép dọc (mm ). Hàm l•ợng cốt thép dọc th•ờng hợp lý chiếm vào khoảng 1.5-3%. với hàm l•ợng 2% ta có: 2 Ast=0.02xAc=0.02x785000=15700mm Vậy sức chịu tải của cọc theo vật liệu là: 3 PV =0.50x0,85x[0,85x34x(785000-15700)+ 340x15700] = 16709.6x10 (N). Hay PV = 1670.9 (T). *. Sức chịu tải của cọc theo đất nền: Pn=Pđn -Sức chịu tải của cọc đ•ợc tính theo công thức sau: (10.7.3.2-2 22TCN-272-05 ) Với cọc ma sát: Pđn = pq*PP+ qs*PS SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 18 -
  19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Có: Pp = qp.Ap Ps = qs.As +Pp : sức kháng mũi cọc (N) +Ps :sức kháng thân cọc (N) +qp : sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) +qs :sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) Q s= 0.0028xNi ≤ 0.19 (Mpa) _Theo Quiros & Reese (1977) 2 +As :diện tích bề mặt thân cọc (mm ) 2 +Ap : diện tích mũi cọc (mm ) + qp :hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định cho trong Bảng 10.5.5-3 dùng cho các ph•ơng pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc. Đối với đất cát qp = 0,55. + qs : hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc cho trong Bảng 10.5.5-3 dùng cho các ph•ơng pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc. Đối với đất sét qs = 0,65.Đối với đất cát qs = 0,55. - Sức kháng thân cọc của Mố : Khi tính sức kháng thành bên bỏ qua 1D tính từ chân cọc trở lên. Sức chịu tải của cọc trụ M1 theo ma sát thành bên Chiều Diện tích Chiều dày bề mặt dày Lớp tính Trạng cọc q = 0,0028.N.103 P =A .q thực N s s s s đất toán thái A =L .P (KN) (KN) L s tt t L =3,14.L (m) tt tt (m) (m2) Lớp 1 4 4 Vừa 12 12.6 33.6 343.4 Lớp 2 4 4 Rời 6 12.6 16.8 211.68 Lớp 3 5 5 Vừa 23 15.7 64.4 1011 Lớp 4 - 12 Chặt 35 37.7 98 3694.6 PS 5340 -Sức kháng mũi cọc: 3 PP = 0,057.N.10 = 0,057.35.1000 =1995 (KN) Tổng sức chịu tải của một cọc đơn: Pđn = 0,55.PP+0,55.PS = 0,55x1995+0,55x5340 = 4034 (KN) =403.4(T) - Sức kháng thân cọc của Trụ : Khi tính sức kháng thành bên bỏ qua 1D tính từ chân cọc trở lên. SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 19 -
  20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sức chịu tải của cọc trụ T2 theo ma sát thành bên Diện tích Chiều bề mặt cọc Chiều 3 Lớp dày tính Trạng qs=0,0028.N.10 Ps=As.qs dày thực N As=Ltt.P đất toán thái =3,14.L (KN) (KN) Lt (m) tt Ltt (m) (m2) Lớp 1 5 5 Vừa 12 15.7 33.6 572.5 Lớp 2 5 5 Rời 6 15.7 16.8 264 Lớp 3 6 6 Vừa 23 18.8 64.4 1210.7 Lớp 4 - 9 Chặt 35 28.3 98 2774 PS 4821 -Sức kháng mũi cọc: 3 PP = 0,057.N.10 = 0,057.35.1000 =1995 (KN) Tổng sức chịu tải của một cọc đơn: Pđn = 0,55.PP+0,55.PS = 0,55x1995+0,55x4821 = 3749(KN) =374.9(T) 3.Tính toán số l•ợng cọc móng mố và trụ cầu: Tính tải *Gồm trọng l•ợng bản thân mố và trọng l•ợng kết cấu nhịp Trọng l•ợng kết cấu nhịp : -Do trọng l•ợng bản thân dầm đúc tr•ớc: 1700 200 150 200 1200 1700 200 200 200 300 Fl/2 =[(H- Hb) bw+(0.6 - bw)0.25 + (0.6 - bw)0.15 + (0.6 - bw)0.08 + + (0.8 - bw)0.15 + (0.8 - bw)0.1] Fl/2 =[(1.7-0.2)0.2 + (0.6-0.2)0.25 + (0.6-0.2)0.15 + (0.6-0.2)0.08 + +(0.8-0.2)0.15+(0.8-0.2)0.1] =0.588 ( m 2 ) Fgối = (H- Hb)0.6 + (0.2 x 0.15) + (0.1 x 0.05) SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 20 -
  21. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP = (1.7-0.2)0.6 + 0.03 + 0.005 = 0.935 ( m 2 ) gdch = [Fl/2 ( L- 6 ) + Fgối x 4 +( Fl/2+ Fgối) x 2/2] C /L = [0.588(33.4 - 6) + 0.935 x 4 +(0.588 + 0.935) x 1]2.5/33.4 = 1.599(T/m) gdch =1.599(T/m) với nhịp L=34m -Do tấm đan và bản đúc tại chỗ: gb = ( Hb + 0.08 )S x C = (0.2 + 0.08)2.2x 2.5 = 1.54(T/m) -Do dầm ngang : gn = (H - Hb - 0.25)(s - bw )( bw / L1 ) C Trong đó: L1 = L/n =33.4/5 = 6.68 (m): Khoảng cách giữa 2 dầm ngang => gn = (1.7 - 0.2 - 0.25 )( 2.2 - 0.2 )(0.2/6.68)2.5 = 0.187 (T/m) - Khối l•ợng lan can, sơ bộ lấy: glc = 0.11 T/m - Trọng l•ợng của gờ chắn : gcx = 2 x(0.2+0.3)x0.25x2.5 = 0.625 T/m. - Trọng l•ợng lớp phủ mặt cầu: Gồm 5 lớp: Bê tông alpha: 5cm; Lớp bảo vệ: 4cm; Lớp phòng n•ớc: 1cm Đệm xi măng 1cm Lớp tạo độ dốc ngang: 1.0 – 1.2 cm Trên 1m2 của kết cấu mặt đ•ờng và phần bộ hành lấy sơ bộ : g = 0.35 T/m2 glp =0.35 x 11 =3.85T/m A.Xác định tải trọng tác dụng lên mố: - Đ•ờng ảnh h•ởng tải trọng tác dụng lên mố : SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 21 -
  22. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP tĩnh tải 34m 1 Hình 2-1 Đ•ờng ảnh h•ởng áp lực lên mố DC = Pmố+(gdầm+gbmc+glan can+ggờ chăn)x =(277.2x2.5)+((1.599x5+1.50+0.187)+0.11+0.625)x0.5x34= 874.4 DW = glớpphủx =3.85x0.5x34= 65.45 T -Hoạt tải: Theo quy định của tiêu chuẩn 22tcvn272-05 thì tải trọng dùng thiết kế là giá trị bất lợi nhất của tổ hợp: +Xe tải thiết kế và tải trọng làn thiết kế +Xe tải 2 trụcthiết kế và tải trọng làn thiết kế +(2 xe tải 3 trục+tải trọng làn)x0.9 Tính phản lực lên mố do hoạt tải: +Chiều dài nhịp tinh toán: 33.4 m Đ•ờng ảnh h•ởng phản lực và sơ đồ sếp tải thể hiện nh• sau: 0.93T/m 11T 11T 14.5T 14.5T 3.5T 1 0.964 0.87 0.743 Hình 2-2 Sơ đồ xếp tải lên đ•ờng ảnh h•ởng áp lực mố Từ sơ đồ xếp tải ta có phản lực gối do hoạt tải tác dụng nh• sau - Với tổ hợp HL-93K(xe tải thiết kế+tải trọng làn+ng•ời đi bộ): LL=n.m.(1+IM/100)(Piyi)+n.m.Wlàn SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 22 -
  23. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trong đó n : số làn xe m : hệ số làn xe IM:lực xung kích của xe, khi tính mố trụ đặc thì (1+IM/100)=1 Pi : tải trọng trục xe, yi: tung độ đ•ờng ảnh h•ởng :diện tích đ•ởng ảnh h•ởng Wlàn,: tải trọng làn Wlàn=0.93T/m, +LLxetải=2x1x1x(14.5+14.5x0.87+3.5x0.743)+2x1x0.93x(0.5x33.4)=90.5T + LLxe tải 2 trục= 2x1x1x(11+11x0.964)+2x1x0.93x(0.5x33.4)= 74.3T Vậy tổ hợp HL đ•ợc chọn làm thiết kế Vậy toàn bộ hoạt tải và tỉnh tải tính toán tác dụng lên bệ mố là: Nguyên nhân Trạng thái giới hạn Nội lực DC DW LL C•ờng độ I ( D=1.25) ( W=1.5) ( LL=1.50) P(T) 874.4x1.25 65.45 x1.5 90.5x1.50 1349.6 B.Xác định tải trọng tác dụng trụ: - Đ•ờng ảnh h•ởng tải trọng tác dụng lên móng: tĩnh tải 34m 34m 1 Hình 2-3 Đ•ờng ảnh h•ởng áp lực lên móng DC = Ptrụ+(gdầm1+glan can)x = (215.185x2.5)+(1.869x5+ 0.11)x34 =880.7T DW = glớpphủx =3.85x34 =130.9T -Hoạt tải: Đ•ờng ảnh h•ởng tải trọng tác dụng lên trụ: SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 23 -
  24. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 14.5T 14.5T 3.5T 4.3m 4.3m 0.93T/m 34m 34m 0.873 1 0.873 11T11T 1.2m 0.93T/m 34m 34m 1 0.965 14.5T 14.5T 3.5T 14.5T 14.5T 3.5T 4.3m 4.3m 15m 4.3m 4.3m 0.93T/m 34m 34m 0.306 0.747 0.5590.432 0.873 1 Hình 2-4 Đ•ờng ảnh h•ởng áp lực lên móng LL=n.m.(1+IM/100).(Pi.yi)+n.m.Wlàn. Trong đó n: số làn xe, n=2 m: hệ số làn xe, m=1; IM:lực xung kích của xe, khi tính mố trụ đặc thì (1+IM/100)=1 Pi: tải trọng trục xe, yi: tung độ đ•ờng ảnh h•ởng :diện tích đ•ởng ảnh h•ởng Wlàn,: tải trọng làn Wlàn=0.93T/m, +Tổ hợp 1: 1 xe tải 3 trục+ tt làn: LLxetải=2x1x1x(14.5+14.5x0.873+3.5x0.873) +2x1x0.93x34=123.7T +Tổ hợp 2: 1 xe tải 2 trục+ tt làn LLxe tải 2 trục= 2x1x1x(11+11x0.965)+2x1x0.93x34=106.5T +Tổ hợp 3: 2 xe tải 3 trục+ tt làn LLxetải=(2x1x1x(14.5+14.5x0.873+3.5x0.747+14.5x0.559+14.5x0.432+3.5x0.3 06) +2x1x0.93x34)x0.9 =138.3 T Vậy tổ hợp HL đ•ợc chọn làm thiết kế Tổng tải trọng tính đ•ới đáy đài là Nguyên nhân Trạng thái giới hạn SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 24 -
  25. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nội DC DW LL C•ờng độ I lực ( D=1.25) ( W=1.5) ( LL=1.50) P(T) 880.7x1.25 130.9 x1.5 138.3x1.50 1539.3 Tính số cọc cho móng trụ, mố: n= xP/Pcọc Trong đó: : hệ số kể đến tải trọng ngang; =1.5 cho trụ , = 2.0 cho mố(mố chịu tải trong ngang lớn do áp lực ngang của đất và tác dụng của hoạt tải truyền qua đất trong phạm vi lăng thể tr•ợt của đất đắp trên mố). P(T) : Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên móng mố, trụ đã tính ở trên. Pcọc=min (Pvl,Pnđ) Hạng Tên Pvl Pnđ Pcọc Tải trọng Hệ số số cọc Chọn mục Trụ giữa T2 1670.9 374.9 374.9 1539.3 1.5 5.23 6 Mố M1 1670.9 403.4 403.4 1349.6 2 4.6 6 4. Dự kiến ph•ơng án thi công: 4.1.Thi công mố: B•ớc 1 : Chuẩn bị mặt bằng. -chuẩn bị vật liệu ,máy móc thi công. -xác định phạm vi thi công,định vị trí tim mố. -dùng máy ủi ,kết hợp thủ công san ủi mặt bằng. B•ớc 2 : Khoan tạo lỗ - đ•a máy khoan vào vị trí. - định vị trí tim cọc - Khoan tạo lỗ cọc bằng máy chuyên dụng với ống vách dài suốt chiều dài cọc. B•ớc 3 : Đổ bê tông lòng cọc - Làm sạch lỗ khoan. - Dùng cẩu hạ lồng cốt thép. - Lắp ống dẫn ,tiến hành đổ bê tông cọc SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 25 -
  26. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP B•ớc 4: - Kiểm tra chất l•ợng cọc - Di chuyển máy thực hiện các cọc tiếp theo . B•ớc 5 : - đào đất hố móng. B•ớc 6 : - Làm phẳng hố móng. - đập đầu cọc. - đổ bê tông nghèo tạo phẳng. B•ớc 7 : - Làm sạch hố móng ,lắp dựng đà giáo ván khuôn ,cốt thép bệ móng. - đổ bê tông bệ móng. - Tháo dỡ văng chống ,ván khuôn bệ. B•ớc 8 : - Lắp dựng đà giáo ván khuôn ,cốt thép thân mố. - đổ bê tông thân mố. - Lắp dựng đà giáo ván khuôn ,cốt thép t•ờng thân ,t•ờng cánh mố. - Tháo dỡ ván khuôn đà giáo. - Hoàn thiện mố sau khi thi công xong kết cấu nhịp. 4.2.Thi công trụ cầu: B•ớc 1: - Dùng phao trở nổi đến vị trí thi công trụ bằng các máy chuyên dụng. - Phao trở nổi phải có đối trọng để đảm bảo an toàn thi công. Không bị lệch phao khi đóng cọc B•ớc 2: - Đo đạc xác định tim trụ, tim vòng vây cọc ván thép, khung định vị - Hạ khung định vị, đóng cọc ván thép. Vòng vây cọc ván B•ớc 3: - Đổ bê tông bịt đáy theo ph•ơng pháp vữa dâng - Hút n•ớc ra khỏi hố móng - Đập đầu cọc, sửa sang hố móng - Lắp dựng ván khuôn, cốt thép và đổ bê tông bệ trụ. B•ớc 4 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 26 -
  27. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Lắp dựng ván khuôn ,bố trí cốt thép. - Đổ bê tông thân trụ ,mũ trụ . - Hoàn thiện trụ, tháo dỡ đà giáo ván khuôn, dùng búa rung nhổ cọc ván thép tháo dỡ hệ thống khung vây cọc định vị 4.3.Thi công kết cấu nhịp: B•ớc 1: Chuẩn bị : - Lắp dựng giá ba chân - Sau khi bê tông trụ đạt c•ờng độ tiến hành thi công kết cấu nhịp - Tập kết dầm ở hai đầu cầu B•ớc 2: - Dùng giá ba chân cẩu lắp dầm ở hai đầu cầu - Tiến hành đổ bê tông dầm ngang. - Đổ bê tông bản liên kết giữa các dầm - Di chuyển giá ba chân thi công các nhịp tiếp theo B•ớc 3:Thi công nhịp 34 m - Lắp dựng giá ba chân - Cẩu dầm vào vị trí lắp dựng - Bố trí cốt thép, đổ dầm ngang - Đổ bê tông bản liên kết các dầm B•ớc 4: Hoàn thiện -Tháo lắp giá ba chân - Đổ bê tông mặt đ•ờng - Lắp dựng vỉa chắn ô tô lan can, thiết bị chiếu sáng, ống thoát n•ớc ,Lắp dựng biển báo. SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 27 -
  28. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Lập tổng mức đầu t• Bảng thông kê vật liệu ph•ơng án cầu dầm giản đơn Đơn giá Thành tiền TT Hạng mục Đơn vị Khối l•ợng (đ) (đ) Tổng mức đầu t• đ (A+B+C+D) 33,315,831,500 Đơn giá trên 1m2 mặt cầu đ 12,562,349 A Giá trị dự toán xây lắp đ AI+AII 28,114,625,740 AI Giá trị dự toán xây lắp chính đ I+II+III 24,447,500,640 I Kết cấu phần trên đ 18,281,763,840 1 Khối l•ợng bê tông m3 1650 8,000,000 13,200,000,000 2 Bêtông át phan mặt cầu m3 385 1,340,000 500,500,000 3 Bêtông lan can m3 111.47 800,000 89,176,000 4 Cốt thép lan can kg 16.72 8,500,000 134,120,000 5 Gối dầm Bộ 34 140,000,000 4,200,000,000 6 Khe co giãn loại 5cm m 21 2,000,000 34,000,000 7 Lớp phòng n•ớc m2 5.504 85,000 467,840 8 ống thoát n•ớc ống 90 150,000 13,500,000 9 Đèn chiếu sáng Cột 16 8,500,000 136,000,000 II Kết cấu phần d•ới đ 6,035,464,800 1 Bêtông mố m3 510.78 800,000 408,624,000 2 Bêtông trụ m3 1074.45 1,000,000 1,074,450,000 3 Cốt thép mố T 40.86 8,000,000 326,880,000 4 Cốt thép trụ T 121.20 8,000,000 969,600,000 5 Cọc khoan nhồi D = 1.0m m 900 3,000,000 2,700,000,000 6 Công trình phụ trợ % 20 (1+2+3+4) 555,910,800 III Đ•ờng hai đầu cầu 134,272,000 1 Đắp đất m3 877.4 34,000 26,322,000 2 Móng + mặt đ•ờng m2 693 150,000 103,950,000 AII Giá trị xây lắp khác % 15 AI 3,667,125,096 B Chi phí khác % 10 A 2,811,462,574 C Tr•ợt giá % 3 A 843,438,772 D Dự phòng % 5 A+B 1,546,344,416 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 28 -
  29. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ph•ơng án 2: Cầu giàn thép. I.Mặt cắt ngang và sơ đồ nhịp: - Khổ cầu: Cầu đ•ợc thiết kế cho 2 làn xe K = 10 (m) - Tổng bề rộng cầu kể cả lan can B = 10+2x0.5=11 (m) - Sơ đồ nhịp: 50+50+50 =150(m) -khổ thông thuyền : B = 25m, H = 3.5m (khổ thông thuyền cấp V). II. Tính toán sơ bộ khối l•ợng ph•ơng án kết cấu nhịp: 1.Ph•ơng án kết cấu: +Cấu tạo dàn chủ: -Chọn sơ đồ dàn chủ là loại dàn thuộc hệ tĩnh định, có 2 biên song song, có đ•ờng xe chạy d•ới. Từ yêu cầu thiết kế phần xe chạy 10m nên ta chọn khoảng cách hai tim dàn chủ là 10m. +Chiều cao dàn chủ: Chiều cao dàn chủ chọn sơ bộ theo kinh nghiệm với biên song song: 1 1 1 1 h l 50 (7.1 5)m và h > H + h + h + h 7 10 nhịp 7 10 dng mc cc + Chiều cao tĩnh không trong cầu : H = 5 m + Chiều cao dầm ngang: 1 1 h B (1.6 0.9)m chọn h = 1.2 m dng 7 12 dng + Chiều dày bản mặt cầu chọn: hmc = 0.2m + Chiều cao cổng cầu: hcc = (0.15 0.3)B= 1.65 -3.3 m. Chọn hcc = 1.6m *Chiều cao cầu tối thiểu là: h > 5 + 1.2 + 0.2 + 1.6= 8 m *Với nhịp 50m ta chia thành 10 khoang giàn, chiều dài mỗi khoang d = 5m +Chọn chiều cao dàn sao cho góc nghiêng của thanh dàn so với ph•ơng ngang 450 600 , hợp lý nhất 500 530 . +Chọn h = 9m 450 hợp lý. . Cấu tạo hệ dầm mặt cầu: +Chọn 6 dầm dọc đặt cách nhau 1.8m. +Chiều cao dầm dọc sơ bộ chọn theo kinh nghiệm : SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 29 -
  30. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1 1 h d 0.5 0.33m chọn h = 0.5m d 10 15 d +Bản xe chạy kê tự do lên dầm dọc. +Đ•ờng ng•ời đi bộ bố trí ở bên ngoài dàn chủ. +Cấu tạo hệ liên kết gồm có : -liên kết dọc trên -liên kết dọc d•ới - hệ liên kết ngang 50 50 165 330 900 2% 2% Hình 1: Cấu tạo hệ dầm mặt cầu . Cấu tạo mặt cầu: - Độ dốc ngang cầu là 2% về hai phía - Lớp phủ mặt cầu gồm 5 lớp: +Lớp bê tông atfan: 5cm. +Lớp bảo vệ : 4cm +Lớp phòng n•ớc : 1cm +Đệm xi măng : 1cm +Lớp tạo độ dốc ngang : 1.0 – 1.2 cm . Cấu tạo trụ: +Thân trụ gồm 2 cột trụ tròn đ•ờng kính 180cm cách nhau theo ph•ơng ngang cầu là 9.2m +Bệ móng cao 3.5m, rộng 8m theo ph•ơng ngang cầu, 14m theo ph•ơng dọc cầu và đặt d•ới lớp đất phủ (dự đoán là đ•ờng xói chung) +Dùng cọc khoan nhồi D100cm, mũi cọc đặt vào lớp cỏt sỏi cuội, chiều dài cọc là 25m Kich th•ớc sơ bộ trụ cầu nh• hình vẽ SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 30 -
  31. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP mặt cắt tại trụ t1 tl :1/100 mặt bên trụ t1 tl :1/100 200 75 150 75 20 20 270 270 50 50 50 50 800 300 300 50 50 Cấu tạo mố: +Dạng mố có t•ờng cánh ng•ợc bê tông cốt thép +Bệ móng mố dày 2.5m, rộng 5m theo ph•ơng dọc cầu, rộng 8m theo ph•ơng ngang cầu ,đ•ợc đặt d•ới lớp đất phủ +Dùng cọc khoan nhồi D100cm, mũi cọc đặt vào lớp sét cứng, chiều dài cọc là 25 Kich th•ớc sơ bộ mố cầu nh• hình vẽ SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 31 -
  32. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 580 40 400 100 150 150 20 150 50 50 260 140 500 250 100 300 100 50 40 550 450 150 100 300 100 2.Tính toán khối l•ợng công tác : 2.1.Sơ bộ khối l•ợng công tác 2.1.1.Hoạt tải HL93 : Tải trọng t•ơng đ•ơng của tất cả các loại hoạt tải bao gồm ôtô HL93 đ•ợc tính theo công thức: IM k m 1 .q . m. .q . 0 100 ll ll lan lan Trong đó: IM: lực xung kích tính theo phần trăm; IM=25% m: hệ số làn xe,vì có 2 làn nên m=1. HL93, lan,: hệ số phân phối ngang xe HL93, làn, qHL93,qlan,: tải trọng t•ơng đ•ơng của xe 3 trục, tải trọng làn, qHL93=0,93 T/m, SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 32 -
  33. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 50 50 165 330 900 2% 2% HL9=0.5(y1+y2+y3+y4) =0.5(0.947+0.574+0.443+0.1) =1.032 14.514.5 3.5 qL L/4 10.838 14.063 12.988 50m qllx =14.5x10.838+14.5x14.063+3.5x12.988 =406.522 qll=406.522/ =406.522/(50x14.063)x0.5 =0.7708 T/m Vậy ta có: k0 1x1.25x0.7708 1.333 1x1.333x0.93. =2.884T/m 2.1.2.Tĩnh tải g1 và g2 -Vật liệu: 2 +Bê tông cấp 34 có fc’ =340 kg/cm +Cốt thép chịu lực AII có Ra=2400kg/cm2 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 33 -
  34. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + 2 C•ờng độ tính toán khi chịu lực dọc R0 = 2700 Kg/cm . 2 +C•ờng độ tính toán khi chịu uốn Ru = 2800 Kg/cm . -Trọng l•ợng lớp phủ mặt cầu gồm 5 lớp: +Bê tông alpha: 5cm +Lớp bảo vệ : 4cm +Lớp phòng n•ớc: 1cm +Đệm xi măng: 1cm +Lớp tạo độ dốc ngang: 1.0 - 12 cm) trên 1m2 của kết cấu mặt đ•ờng -phần bộ hành lấy sơ bộ nh• sau: 2 g = 0.35 T/m glp =0.35 x 12 =4.2 T/m -Trọng l•ợng bản BTCT mặt cầu: gmc = 2.5(0.2x10) = 5 T/m. -Trọng l•ợng hệ dầm mặt cầu trên 1m2 mặt bằng giữa hai tim giàn (khi có dầm ngang và dầm dọc hệ mặt cầu) lấy sơ bộ là 0.1 T/m2 => gdmc = 0.1 x 9 = 0.9 T/m. -Trọng l•ợng của lan can : glc=[(0.865x0.180)+(0.50-0.18)x0.050+0.050x0.255+0.535x0.050/2+(0.50- 0.234)x0.255/2]x2.5=0.6006 T/m Thể tích lan can: Vl c = 2x0.24024x240 = 115.315(m3) Cốt thép lan can : ml c = 0,15x115.315 = 17.29 T(hàm l•ợng cốt thép trong lan can và gờ chắn bánh lấy bằng 150 kg/ m3) -Trọng l•ợng của giàn xác định theo công thức N.K.Ktoreletxki n a k n g n g b g h 0 1 mc 2 dmc l d R n2 1 b l Trong đó: + l: nhịp tính toán của giàn lấy bằng 50 m. + nh=1.50 n1=1.5, n2=1.25. các hệ số v•ợt tải của hoạt tải, tĩnh tải lớp mặt cầu, của dầm mặt cầu và hệ liên kết + : trọng l•ợng riêng của thép = 7.85 T/m3. + R: c•ờng độ tính toán của thép, R= 19000 T/m2 + a, b: đặc tr•ng trọng l•ợng tuỳ theo các loại kết cấu nhịp khác nhau. Với nhịp giàn giản đơn l= 50m thì lấy a = b = 3.5 + : hệ số xét đến trọng l•ợng của hệ liên kết giữa các dầm chủ; =0.12 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 34 -
  35. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + k0: tải trọng t•ơng đ•ơng của tất cả các loại hoạt tải (ô tô HL93 ). k0=2.884 T/m Vậy ta có trọng l•ợng của giàn là: 1.75 3.5 2.884 3.51.25 5 0.9 1.5 4.2 0.9 0.11 g 50 1.63 T/m d 19000 1.251 0.12 3.5 50 7.85 -Trọng l•ợng của hệ liên kết là: glk = 0.1 x gd = 0.1 x 1.63= 0.163T/m -Trọng l•ợng của 1 giàn chính là: Gd = gd + glk = 1.63 +0.163 = 1.793 T/m => Trọng l•ợng thép của toàn bộ 1 kết cấu nhịp là : Gg =1.793*80=144 T => Trọng l•ợng thép của toàn bộ 3 nhịp là : Ggian=3*144=430 T a.Móng mố M1 , M2 :  Khối l•ợng mố cầu: 580 40 400 100 50 40 150 150 20 550 150 50 50 260 140 500 450 250 100 300 100 150 100 300 100 - Thể tích t•ờng cánh: Chiều dày t•ờng cánh : 3 Vtc = 2*(2.6*6.2+1/2*3.3*3.3+1.5*3.3)x0.5 = 26.51 m - Thể tích thân mố: 3 Vth = (1.4x6.3 + 0.4x1.7)x11.1 = 104.5m - Thể tích bệ mố: 3 Vb = 2.5 x 5 x 12 = 150 m SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 35 -
  36. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP => Khối l•ợng 01 mố cầu: 3 Vmố = 26.51+104.5+150=281m => Khối l•ợng 2 mố cầu: 3 Vmố = 2*281=562 m Sơ bộ chọn hàm l•ợng cốt thép trong mố 80 kg/ m3 Khối l•ợng cốt thép trong mố là : mth 0.08x562 44.9 T Xác định tải trọng tác dụng lên mố: - Đ•ờng ảnh h•ởng tải trọng tác dụng lên mố: 14.5T 14.5T3.5T 4.3m 4.3m 0.93T/m L=50m 1 0.914 0.885 11T 11T 1.2m 0.93T/m L=50m 1 0.976 Hình 1-1 Đ•ờng ảnh h•ởng áp lực lên mố DC = Pmố+(ggian+gbmc+glan can+g dệ mc)x = (2.5x281)+1.793x2+0.11+ 0.9+ 5)x0.5x50=897.5T DW = glớpphủx =3.85x0.5x50=96.3 T -Hoạt tải: Theo quy định của tiêu chuẩn 22tcvn272-05 thì tải trọng dùng thiết kế là giá trị bất lợi nhất của tổ hợp: +Xe tải thiết kế và tải trọng làn thiết kế +Xe tải 2 trụcthiết kế và tải trọng làn thiết kế Tính phản lực lên mố do hoạt tải: +Chiều dài nhịp tinh toán:50m Đ•ờng ảnh h•ởng phản lực và sơ đồ sếp tải thể hiện nh• sau SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 36 -
  37. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 14.5T 14.5T 3.5T 0.93T/m L=50m 1 0.914 0.828 11T 11T 0.93T/m L=50m 1 0.976 Hình 1-2 Sơ đồ xếp tải lên đ•ờng ảnh h•ởng áp lực mố Từ sơ đồ xếp tải ta có phản lực gối do hoạt tải tác dụng nh• sau - Với tổ hợp HL-93K(xe tải thiết kế+tải trọng làn): LL=n.m.(1+IM/100)(Piyi)+n.m.Wlàn Trong đó n : số làn xe n=2 m : hệ số làn xe m=1 IM:lực xung kích của xe, khi tính mố trụ đặc thì (1+IM/100)=1 Pi : tải trọng trục xe, yi: tung độ đ•ờng ảnh h•ởng :diện tích đ•ởng ảnh h•ởng Wlàn,: tải trọng làn Wlàn=0.93T/m, LLxetải=2x1x1x(14.5+14.5x0.914+3.5x0.828)+2x1x0.93x(0.5x50)=107.8T LLxe tải 2 trục= 2x1x1x(11+11x0.976)+2x1x0.93x(0.5x50) =89.97 T Vậy tổ hợp HL đ•ợc chọn làm thiết kế Vậy toàn bộ hoạt tải và tỉnh tải tính toán tác dụng lên bệ mố là: Nguyên nhân Trạng thái giới hạn Nội DC DW LL C•ờng độ I lực ( D=1.25) ( W=1.5) ( LL=1.50) P(T) 897.5x1.25 96.3 x1.5 107.8x1.50 1455 b.Móng trụ cầu:  Khối l•ợng trụ cầu: SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 37 -
  38. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP mặt cắt tại trụ t1 tl :1/100 mặt bên trụ t1 tl :1/100 200 75 150 75 20 20 270 270 50 50 50 50 800 300 300 50 50  Khối l•ợng trụ chính : Hai trụ có MCN giống nhau nên ta tính gộp cả hai trụ T1 và T1’  Khối l•ợng thân trụ : 3 Vtt=(9.2x1.8+3.14x1.8x1.8/4)x5+4.5x(2x1.8x1.8x3.14/4)=118.4 (m ) 3  Khối l•ợng móng trụ : Vmt=14x3.5x8=392 (m ) 3  Khối l•ợng mũ trụ :Vxm=15 1,5 2.0 -2(1 0,50 0,50 2,0)=42.75m 3  Khối l•ợng 1 trụ là : V1tru=118.4+392+42.75=553.15m Khối l•ợng trụ: Gtrụ= 1.25 x 553.5 x 2.5 = 1728 T Thể tích BTCT trong công tác trụ cầu: V = 1728 m3 Sơ bộ chọn hàm l•ợng cốt thép thân trụ là 150 kg/ m3 , hàm l•ợng thép trong móng trụ là 80 Nên ta có : khối l•ợng cốt thép trong 1 trụ là mth=118.4x0.15+392x0.08+42.75x0.1=53.4(T)  Xác định tải trọng tác dụng lên trụ: Trọng l•ợng kết cấu nhịp - Trọng l•ợng lớp phủ mặt cầu : glp =3.85 T/m SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 38 -
  39. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Trọng l•ợng bản BTCT mặt cầu : gmc = 4.850T/m. - Trọng l•ợng hệ dầm mặt cầu : gdmc = 0.9 T/m. - Trọng l•ợng của lan can lấy sơ bộ : glc = 0.11 T/m. - Trọng l•ợng của 1 giàn chính là : Gd = 1.793/m - Đ•ờng ảnh h•ởng tải trọng tác dụng lên trụ: 0.93T/m 50m 50m 1 Hình 1-3 Sơ đồ xếp tải lên đ•ờng ảnh h•ởng áp lực móng -Diện tích đ•ờng ảnh h•ởng áp lực trụ : =50 DC = Ptrụ+(ggiàn+gbản+ghẹ dầmmc+ggờ chắn)x DC =(553.15x2.5)+(1.793x2+4.875+0.9+0.11)x50=1851.5 T DW = glớp phủx =3.85x50=192.5 T Hoạt tải: - Do hoạt tải HL 93 14.5T14.5T3.5T 0.93T/m 50m 50m 1 0.914 0.914 11T 11T 0.93T/m 50m 50m 1 0.976 3.5T 14.5T14.5T 3.5T 14.5T14.5T 0.93T/m 15m 50m 50m 1 0.528 0.282 0.914 0.7 0.614 Hình 1-4 Sơ đồ xếp tải lên đ•ờng ảnh h•ởng áp lực móng LL=n.m.(1+IM/100).(Pi.yi)+n.m.Wlàn. Trong đó n: số làn xe m: hệ số làn xe SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 39 -
  40. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP IM:lực xung kích của xe, khi tính mố trụ đặc thì (1+IM/100)=1 Pi: tải trọng trục xe, yi: tung độ đ•ờng ảnh h•ởng :diện tích đ•ởng ảnh h•ởng Wlàn,: tải trọng làn Wlàn=0.93T/m, +Tổ hợp 1: Xe tải 3 trục+tải trọng làn LLxetải=2x1x1x(14.5+14.5x0.914+3.5x0.914) +2x1x(0.93)x50=154.9T +Tổ hợp 2: 1 xe tải 2 trục+tải trọng làn LLxe tải 2 trục= 2x1x1x(11+11x0.976)+2x1x0.93x50=136.5T +Tổ hợp 3: (2 xe tải 3 trục+tải trọng làn)x0.9 LLxetải=(2x1x1x(14.5+14.5x0.914+3.5x0.828+14.5x0.614+14.5x0.528+ +3.5x0.7)+2x1x0.93x50)x0.9 = 173 T Vậy tổ hợp 3đ•ợc chọn làm thiết kế Tổng tải trọng tính đ•ới đáy đài là Nguyên nhân Trạng thái giới Nội lực DC DW LL hạn C•ờng độ I ( D=1.25) ( W=1.5) ( LL=1.50) P(T) 1851.5 x1.25 192.5 x1.5 173x1.50 2905.8 2.2. Xác định sức chịu tải của cọc: vật liệu : 2 - Bê tông cấp 34 có fc’ =340 kg/cm - Cốt thép chịu lực AII có Ra=2400kg/cm2 * . Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Sức chịu tải của cọc D=1000mm Theo điều A5.7.4.4-TCTK sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc tính theo công thức sau PV = .Pn . Với Pn = C•ờng độ chịu lực dọc trục danh định có hoặc không có uốn tính theo công thức : Pn = .{m1.m2.fc’.(Ac - Ast) + fy.Ast)= 0,50.0.85[0,85. fc’.(Ac - Ast) + fy.Ast] Trong đó : = Hệ số sức kháng, =0.50 m1,m2 : Các hệ số điều kiện làm việc. SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 40 -
  41. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP fc’ =34MPa: Cường độ chịu nén nhỏ nhất của bêtông fy =340MPa: Giới hạn chảy dẻo quy định của thép Ac: Diện tích tiết diện nguyên của cọc 2 2 Ac=3.14x1000 /4=785000mm 2 Ast: Diện tích của cốt thép dọc (mm ). Hàm l•ợng cốt thép dọc th•ờng hợp lý chiếm vào khoảng 1.5-3%. với hàm l•ợng 2% ta có: 2 Ast=0.02xAc=0.02x785000=15700mm Vậy sức chịu tải của cọc theo vật liệu là: 3 PV =0.50x0,85x[0,85x34x(785000-15700)+ 340x15700] = 16709.6x10 (N). Hay PV = 1670.9 (T). *. Sức chịu tải của cọc theo đất nền: Pn=Pđn -Sức chịu tải của cọc đ•ợc tính theo công thức sau: (10.7.3.2-2 22TCN-272-05 ) Với cọc ma sát: Pđn = pq*PP+ qs*PS Có: Pp = qp.Ap Ps = qs.As +Pp : sức kháng mũi cọc (N) +Ps : sức kháng thân cọc (N) +qp : sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) +qs : sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) Qs = 0.0028xNi ≤0.19 (Mpa) _Theo Quiros & Reese (1977) 2 +As : diện tích bề mặt thân cọc (mm ) 2 +Ap : diện tích mũi cọc (mm ) + qp : hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định cho trong Bảng 10.5.5-3 dùng cho các ph•ơng pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc. Đối với đất cát qp = 0,55. + qs : hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc cho trong Bảng 10.5.5-3 dùng cho các ph•ơng pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc. Đối với đất sét qs = 0,65.Đối với đất cát qs = 0,55. - Sức kháng thân cọc của Mố : Khi tính sức kháng thành bên bỏ qua 1D tính từ chân cọc trở lên. Sức chịu tải của cọc trụ M1 theo ma sát thành bên SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 41 -
  42. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Diện tích Chiều Chiều bề mặt Lớp dày dày tính Trạng cọc q =0,0028.N.103 P =A .q N s s s s đất thực toán thái As=Ltt.P (KN) (KN) Lt(m) Ltt(m) =3,14.Ltt (m2) Lớp 1 4 4 Vừa 12 12.6 33.6 343.4 Lớp 2 4 4 Rời 6 12.6 16.8 211.68 Lớp 3 5 5 Vừa 23 15.7 64.4 1011 Lớp 4 - 12 Chặt 35 37.7 98 3694.6 PS 5340 -Sức kháng mũi cọc: 3 PP = 0,057.N.10 = 0,057.35.1000 =1995 (KN) Tổng sức chịu tải của một cọc đơn: Pđn = 0,55.PP+0,55.PS = 0,55x1995+0,55x5340 = 4034 (KN) =403.4(T) - Sức kháng thân cọc của Trụ : Khi tính sức kháng thành bên bỏ qua 1D tính từ chân cọc trở lên. Sức chịu tải của cọc trụ T2 theo ma sát thành bên Chiều Diện tích Chiều dày bề mặt cọc dày Lớp tính Trạng A =L .P q =0,0028.N.103 P =A .q thực N s tt s s s s đất toán thái =3,14.L (KN) (KN) L tt t L (m2) (m) tt (m) Lớp 1 5 5 Vừa 12 15.7 33.6 572.5 Lớp 2 5 5 Rời 6 15.7 16.8 264 Lớp 3 6 6 Vừa 23 18.8 64.4 1210.7 Lớp 4 - 9 Chặt 35 28.3 98 2774 4821 -Sức kháng mũi cọc: 3 PP = 0,057.N.10 = 0,057.35.1000 =1995 (KN) Tổng sức chịu tải của một cọc đơn: Pđn = 0,55.PP+0,55.PS = 0,55x1995+0,55x4821 = 3749(KN) =374.9(T) Tính số cọc cho móng trụ, mố: n= xP/Pcọc Trong đó: SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 42 -
  43. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : hệ số kể đến tải trọng ngang; =1.5 cho trụ , = 2.0 cho mố(mố chịu tải trong ngang lớn do áp lực ngang của đất và tác dụng của hoạt tải truyền qua đất trong phạm vi lăng thể tr•ợt của đất đắp trên mố). P(T) : Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên móng mố, trụ đã tính ở trên. Pcọc=min (Pvl,Pnđ) Hạng Tải Tên Pvl Pnđ Pcọc Hệ số số cọc Chọn mục trọng Trụ T2 1670.9 374.9 374.9 2905.8 1.5 10.65 12 giữa Mố M1 1670.9 403.4 403.4 1455 2 5.23 6 III.Biện pháp thi công cầu giàn thép: III.1Ph•ơng án cầu giàn thép: a.Thi công mố cầu: B•ớc 1 : Chuẩn bị mặt bằng. - Chuẩn bị vật liệu ,máy móc thi công. -Xác định phạm vi thi công,định vị trí tim mố. - Dùng máy ủi ,kết hợp thủ công san ủi mặt bằng. B•ớc 2 : Khoan tạo lỗ - đ•a máy khoan vào vị trí. - định vị trí tim cọc - Khoan tạo lỗ cọc bằng máy chuyên dụng với ống vách dài suốt chiều dài cọc. B•ớc 3 : Đổ bê tông lòng cọc - Làm sạch lỗ khoan. - Dùng cẩu hạ lồng cốt thép. - Lắp ống dẫn ,tiến hành đổ bê tông cọc B•ớc 4: - Kiểm tra chất l•ợng cọc - Di chuyển máy thực hiện các cọc tiếp theo . B•ớc 5 : - đào đất hố móng. B•ớc 6 : - Làm phẳng hố móng. - đập đầu cọc. - đổ bê tông nghèo tạo phẳng. SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 43 -
  44. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP B•ớc 7 : - Làm sạch hố móng ,lắp dựng đà giáo ván khuôn ,cốt thép bệ móng. - đổ bê tông bệ móng. - Tháo dỡ văng chống ,ván khuôn bệ. B•ớc 8 : - Lắp dựng đà giáo ván khuôn ,cốt thép thân mố. - đổ bê tông thân mố. - Lắp dựng đà giáo ván khuôn ,cốt thép t•ờng thân ,t•ờng cánh mố. - Tháo dỡ ván khuôn đà giáo. - Hoàn thiện mố sau khi thi công xong kết cấu nhịp. b.Thi công trụ : -Trụ cầu đ•ợc xây dựng nh• ph•ơng án cầu liên tục c.Thi công kết cấu nhịp: B•ớc 1 : Giai đoạn chuẩn bị - Tập kết vật t• phục vụ thi công - Lắp dựng hệ đà giáo, tru tạm phục vụ thi công nhịp gần bờ B•ớc 2 : Lắp dựng các khoang trên dàn giáo, trụ tạm - Lắp 4 khoang đầu tiên trên dàn giáo làm đối trọng - Dùng hệ cáp neo kết cấu vào mố - Chêm, chèn chặt các gối di động - Dùng cẩu chân cứng lắp hẫng các khoang còn lại của nhịp. Các thanh dàn đ•ợc chở ra vị trí lắp hẫng bằng hệ ray B•ớc 3 : Lắp hẫng các thanh giàn cho các nhịp tiếp theo - Dùng hệ cáp neo kết cấu vào trụ - Chêm, chèn chặt các gối di động trên các trụ - Dùng các thanh liên kết tạm để kiên tục hoá các nhịp khi thi công - Dùng cẩu chân cứng lắp hẫng các khoang còn lại của nhịp. B•ớc 4 : Hợp long nhịp giữa B•ớc 5 : Hoàn thiện cầu - Tháo bỏ các thanh liên tục hoá kết cấu nhịp - Tháo bỏ các nêm chèn các gối di động, các chi tiết neo kết cấu vào mố trụ - Lắp dựng hệ bản mặt cầu - Thi công lớp phủ mặt cầu SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 44 -
  45. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Thi công lan can, hệ thống thoát n•ớc, lan can ng•ời đi bộ - Thi công 10m đ•ờng 2 đầu mố - Hoàn thiện toàn cầu, thu dọn công tr•ờng, thanh thải lòng sông Lập tổng mức đầu t• Bảng thông kê vật liệu ph•ơng án cầu giàn thép Đơn Đơn giá Thành tiền TT Hạng mục Khối l•ợng vị (đ) (đ) Tổng mức đầu t• đ (A+B+C+D) 45,599,172,800 Đơn giá trên 1m2 mặt cầu đ 15,960,286 A Giá trị dự toán xây lắp đ AI+AII 38,480,314,600 AI Giá trị dự toán xây lắp chính đ I+II+III 33,461,143,134 I Kết cấu phần trên đ 24,912,117,534 1 Khối l•ợng thép dàn và hệ liên kết T 708 34,000,000 21,240,000,000 2 Bêtông át phan mặt cầu m3 340 1,340,000 546,000,000 3 Bêtông lan can m3 115.315 800,000 92,252,000 4 Cốt thép lan can T 17.29 8,000 138,320 5 Gối dàm thép Bộ 20 140,000,000 2,800,000,000 6 Khe co giãn loại lớn (10cm) m 34 2,000,000 84,000,000 7 Lớp phòng n•ớc m2 2.673 85,000 227,205 8 ống thoát n•ớc ống 90 150,000 13,500,000 9 Đèn chiếu sáng Cột 16 8,500,000 136,000,000 II Kết cấu phần d•ới đ 8,418,503,600 1 Bêtông mố m3 507.96 800,000 406,368,000 2 Bêtông trụ m3 553.54 1,000,000 553,540,000 3 Cốt thép mố T 40,636 7,500 344,770,000 4 Cốt thép trụ T 58,460 7,500 438,450,000 5 Cọc khoan nhồi D = 1.0m m 500 8,500,000 6,350,000,000 6 Công trình phụ trợ % 20 (1+2+3+4) 340,625,600 III Đ•ờng hai đầu cầu 134,272,000 1 Đắp đất m3 877.40 34,000 26,322,000 2 Móng + mặt đ•ờng m2 693 150,000 103,950,000 AII Giá trị xây lắp khác % 15 AI 5,019,171,470 B Chi phí khác % 10 A 3,848,031,460 C Tr•ợt giá % 3 A 1,154,409,438 D Dự phòng % 5 A+B 2,116,417,343 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 45 -
  46. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ph•ơng án 3: Cầu dầm liên tục I.Mặt cắt ngang và sơ đồ nhịp : - Khổ cầu: Cầu đ•ợc thiết kế cho 2 làn xe K = 10(m) - Tổng bề rộng cầu kể cả lan can và giải phân cách: B = 10+2x0.5=11(m) - Sơ đồ nhịp: 40+60+40=140(m) -Tải trọng :HL93 -Sông cấp IV:khổ thông thuyền B=25m ,H=3.5 m -Khẩu độ thoát n•ớc :130m. II.Tính toán sơ bộ khối l•ợng ph•ơng án kết cấu nhịp: II.1. Kết cấu nhịp liên tục: MặT CắT NGANG CầU DầM HộP ( Đúc hẫng ) 294 294 50 50 25 25 60 45 150 150 45 25 40 40 Hình 3.1 :1/2 mặt cắt đỉnh trụ 1/2 mặt cắt giữa nhịp - Cầu đ•ợc thi công theo ph•ơng pháp đúc hẫng cân bằng. - Mặt cắt ngang dầm tiết diện hình hộp có chiều cao thay đổi 3.6m tại gối và 1.8m tại giữa nhịp và cuối nhịp biên. Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol đảm bảo yêu cầu chịu lực và thẩm mỹ. - Mặt cắt ngang dầm dạng hình hộp, thành xiên ,phần cánh hẫng của hộp 245cm dày 25cm, s•ờn dầm dầy 45 cm, bản nắp hộp không thay đổi dầy 25cm, bản đáy hộp thay đổi từ 70 cm tại gối đến 30 cm tại giữa nhịp. - Vật liệu dùng cho kết cấu. + Bê tông M500 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 46 -
  47. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Cốt thép c•ờng độ cao dùng loại S-34, S-32 của hãng VSL-Thụy Sĩ, thép cấu tạo dùng loại CT3 và CT5 * Kết cấu phần d•ới: +. Trụ cầu: - Dùng loại trụ thân đặc BTCT th•ờng đổ tại chỗ - Bê tông M300 - Ph•ơng án móng: Dùng móng nông. +. Mố cầu: - Dùng mố chữ U bê tông cốt thép - Bê tông mác 300; Cốt thép th•ờng loại CT3 và CT5. - Ph•ơng án móng: Dùng móng nông và móng cọc khoan nhồi D= 1m ii. chọn SƠ Bộ kích th•ớc cầu: 1. Kết cấu phần trên: - Sơ đồ kết cấu nhịp : 40+60+40=140 (m) -Xác định kích th•ớc mặt cắt ngang: b l1 l2 l1 25 i = 2% i = 2% 25 t3 t1 lv t2 Hình 3.4. Các kích th•ớc mặt cắt ngang dầm. + Chiều cao dầm ở vị trí trụ Hp = (1/16 1/ 20)*L1 = (3,3 4,125) => chọn Hp = 3.6 (m). + Chiều cao dầm ở vị trí giữa nhịp và ở mố h = (1/30 1/40)*L1, chiều cao kinh tế h = L1/36 = 70/36 = 1.833 (m) => chọn h = 1.8 (m). + Khoảng cách tim của hai s•ờn dầm L2 = (1/1,9 1/2)B=(5.75 6.05), chọn L2 = 6.05 m. SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 47 -
  48. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Chiều dài cánh hẫng L1 = (0,45 0,5)L2 = (2,7225 3,025), chọn L1 = 2.725(m). + Chiều dầy tại giữa nhịp đ•ợc chọn trên cơ sở lớn hơn 20(cm) và t1 = (1/25 1/35)L2, chọn t1 = 25 cm. + Chiều dầy mép ngoài cánh hẫng (t2) lớn hơn hoặc bằng 20 cm, chọn t2 = 22 cm. + Chiều dầy tại điểm giao với s•ờn hộp t3 = (2 3)t2 = (400 600) cm, chọn t3 = 60 cm. + Chiều dài vút thuờng lấy Lv = (0,2 0,3)L2 = 1,725 1,15, chọn Lv = 1,5 m. + Chiều dầy của s•ờn dầm (45 60) cm, chọn 45 cm. + Bản biên d•ới ở gối (1/75 1/200)*66 = (0,88 0,33) m, chọn 70 (cm). + Bản biên d•ới ở giữa nhịp lấy 30 cm. -Với kích th•ớc đã chọn và khổ cầu ta sơ bộ chọn mặt cắt ngang kết cấu nhịp nh• hình 3.1. 2. Kết cấu phần d•ới: 2.1. Chọn các kích th•ớc sơ bộ mố cầu: - Mố cầu M1,M2 giống nhau,nên ta chỉ tính toán cho 1 mố M1,mố là mố chữ U, móng cọc với kích th•ớc sơ bộ nh• hình 3.5 2.2. Chọn kích th•ớc sơ bộ trụ cầu: Nh• hình 3.6 trụ ở nhịp đúc hẫngvà hình 3.7 trụ ở nhịp dẫn. cấu tạo mố mặt cắt tại trụ t2 mặt bên trụ t2 580 40 125 670 125 250 7580 360 8075 150 180 400 20 100 890 890 50 260 140 50 90 275 50 50 500 250 50 50 800 250 250 1100 300 300 300 300 300 100 300 100 50 50 50 50 50 40 1100 100 525 300 250 800 300 475 100 100 300 300 300 100 100 100 300 100 Hình 3.5. Kích th•ớc mố. Hình 3.6. Kích th•ớc trụ cầu T2. SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 48 -
  49. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP III. Tính toán sơ bộ khối l•ợng ph•ơng án kết cấu nhịp: III.1. Kết cấu nhịp liên tục: 294 294 50 50 25 25 60 45 150 150 45 25 40 40 Hình 3.1 :1/2 mặt cắt đỉnh trụ 1/2 mặt cắt giữa nhịp Dầm hộp có tiết diện thay đổi với ph•ơng trình chiều cao dầm theo công thức: ()Hhpm2 y. x h L2 m Trong đó: Hp = 3.6m; hm = 1.8 m, chiều cao dầm tại đỉnh trụ và tại giữa nhịp. 62 2 L : Phần dài của cánh hẫng L 30m 2 Thay số ta có: 3.6 1.8 1.8 y * x 2 1.8 * x 2 1.8 302 302 Bề dày tại bản đáy hộp tại vị trí bất kỳ cách giữa nhịp một khoảng Lx đ•ợc tính theo công thức sau: ()hh h h21 L xx1 L Trong đó: h2=0.7 m , h1=0.3 m. Bề dày bản đáy tại đỉnh trụ và giữa nhịp LX : Chiều dày phần cánh hẫng 0.4 Thay số vào ta có ph•ơng trình bậc nhất: h 0,3 xL x 30 x SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 49 -
  50. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Việc tính toán khối l•ợng kết cấu nhịp sẽ đ•ợc thực hiện bằng cách chia dầm thành những đốt nhỏ (trùng với đốt thi công để tiện cho việc tính toán), tính diện tích tại vị trí đầu các nút, từ đó tính thể tích của các đốt một cách t•ơng đối bằng cách nhân diện tích trung bình của mỗi đốt với chiều dài của nó. * Phân chia các đốt dầm nh• sau: + Khối K0 trên đỉnh trụ dài 12 m + Đốt hợp long nhịp biên và giữa dài 2,0m + Số đốt trung gian n =6đốt Tên đốt Lđốt (m) Đốt 1/2K0 6 Đốt K1 4 Đốt K2 4 Đốt K3 4 Đốt K4 4 Đốt K5 4 Đốt K6 4 6x4 m 12 m 6x4 m K6 K5 K4 K4 K5 K6 K7 K3 K2 K1 1/2 K0 1/2 K0 K1 K2 K3 S8 K7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S1 S2 S3 S4 S5 S6 K7 S8 S0 Hình 3.7. Sơ đồ chia đốt dầm 1. Tính chiều cao tổng đốt đáy dầm hộp biên ngoài theo đ•ờng cong có ph•ơng trình là: 2 Y1 = a1X + b1 3.6 1.8 a 2x10 3 m 1 302 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 50 -
  51. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 4.1 Thứ tự Tiết diện a1 b1(m) x(m) h(m) 1 S0 0.002 1.8 30 3.6 2 S1 0.002 1.8 26 3.12 3 S2 0.002 1.8 22.5 2.79 4 S3 0.002 1.8 19 2.5 5 S4 0.002 1.8 15.5 2.27 6 S5 0.002 1.8 12 2.42 7 S6 0.002 1.8 8 2.08 8 S7 0.002 1.8 4 1.83 9 S8 0.002 1.8 0 1.8 2. Chiều dày bản đáy dầm tại vị trí cách trụ 1 khoảng Lx : Trong phạm vi gữa chiều dầy lớn nhất và nhỏ nhất, chiều dầy của bản biên d•ới thay đổi theo ph•ơng trình: ( ) (0,7 0,3) h2 h1 0,7 . hx h2 L Lx 30 Lx Trong đó: + h1 là chiều dầy bản tại giữa nhịp. + h2 là chiều dầy bản tại trụ. + L là chiều dài cánh hẫng. + Lx là khoảng cách từ điểm có chiều dầy lớn nhất đến điểm xác định chiều dầy của biên d•ới. - Kết quả tính toán thể hiện ở bảng a bảng a Mặt cắt h1(m) h2(m) Lx(m) L(m) hx(m) S0 0,3 0,7 0 30 0,70 S1 0,3 0,7 6 30 0,63 S2 0,3 0,7 9,5 30 0,58 S3 0,3 0,7 13 30 0,54 S4 0,3 0,7 16,5 30 0,49 S5 0,3 0,7 20 30 0,45 S6 0,3 0,7 24 30 0,4 S7 0,3 0,7 28 30 0,35 S8 0,3 0,7 30 30 0,30 - Ph.tr đ•ờng cong mặt cầu,bố trí mặt cầu theo đ•ờng cong tròn bán kính R = 5000m cho mỗi bên tính từ đốt hợp long giữa nhịp đến đốt hợp long nhịp biên. 3. Tính khối l•ợng các khối đúc: SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 51 -
  52. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Để tính toán đặc tr•ng hình học ta sử dụng công thức tổng quát nh• sau: 1 m 1 F (X Y X Y ) 2 i 1 i i 1 i 1 i 1 m 1 Yc (X Y X Y )(Y Y ) 6F i 1 i i 1 i 1 i i i 1 1 m 1 2 J (X Y X Y ) (Y Y ) Y Y YcF 12 i 1 i i 1 i 1 i i i 1 i i 1 - Sử dụng công thức trên và lập bảng tính trong EXCEL đ•ợc kết quả đặc trựng hình học của các mặt cắt. - Kết quả tính toán đặc tr•ng hình học các mặt cắt thể hiện ở bảng b. Bảng b 2 3 4  TD Hd(m) đ(m) Fd(m ) Sx(m ) Yd(m) Ytr(m) Jx(m ) S0 3.6 0,70 10,60 19,12 1,822 1,575 21,018 S1 3.12 0,63 10,05 16,76 1,698 1,416 16,818 S2 2.79 0,58 9,52 14,72 1,588 1,274 13,504 S3 2.5 0,54 9,02 13,98 1,495 1,148 10,914 S4 2.27 0,49 8,62 12,56 1,410 1,046 8,979 S5 2.42 0,45 8,20 11,10 1,346 0,941 7,166 S6 2.08 0,4 7,83 10,06 1,253 0,861 5,963 S7 1.83 0,35 7,50 9,52 1,225 0,804 5,223 S8 1.8 0,30 7,02 9,07 1,256 0,744 4,644 + Thể tích = Diện tích trung bình x chiều dài +Khối l•ợng = Thể tích x 2.5 T/ m3 (Trọng l•ợng riêng của BTCT) Bảng tính toán xác định thể tích các khối đúc hẫng : SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 52 -
  53. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 4.3 Chiều Chiều Diện Tên Chiều Chiều S Tên X dày rộng tích Thể tích mặt dài cao TT đốt (m) bản bản mặt V cắt đốt hộp đáy đáy cắt (m3) (m) (m) (m) (m) (m2) 1 1/2K0 S0 6 32 3.6 0.70 5.10 10.60 63.6 2 K1 S1 3.5 26 3.12 0.63 5.16 10.05 35.175 3 K2 S2 3.5 22.5 2.79 0.58 5.22 9.52 33.32 4 K3 S3 3.5 19 2.5 0.54 5.36 9.02 34.57 5 K4 S4 3.5 15.5 2.27 0.49 5.32 8.62 30.17 6 K5 S5 4 12 2.42 0.45 5.40 8.20 32.8 7 K6 S6 4 8 2.08 0.4 5.48 7.83 34.32 8 K7 S7 4 4 1.83 0.35 5.52 7.50 30 9 K8 S8 0 0 1.8 0.30 5.60 7.02 0 tổng 287.955 Tính khối l•ợng các khối đúc: +Thể tích = Diện tích trung bình x chiều dài +Khối l•ợng = Thể tích x 2.5 T/ m3 (Trọng l•ợng riêng của BTCT) Bảng xác định khối l•ợng các đốt đúc Bảng 4.3 Diện tích Chiều Khối l- Thể tích STT Khối đúc mặt cắt dài •ợng (m3) (m2) (m) (T) 1 1/2K0 10.60 6 63.6 159 2 K1 10.05 4 35.175 87.9375 3 K2 9.52 4 33.32 83.3 4 K3 9.02 4 34.57 78.925 5 K4 8.62 4 30.17 75.425 6 K5 8.20 4 32.80 82 7 K6 7.83 4 34.32 78.3 8 K7 7.50 4 30.00 75 10 KN(hợp long) 7.44 2 14.88 37.2 11 Tổng tính cho một nhịp biên 93.24 40 362.355 900 12 Tổng tính cho một nhịp giữa 171.6 60 591.67 1420 13 Tổng tính cho toàn nhịp liên tục 358.08 216 954 2289.66 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 53 -
  54. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3 Vậy tổng thể tích bê tông dùng cho 3 nhịp liên tục là: V1 = 954 m -Lực tính toán đ•ợc theo công thức: Q= i iQi Trong đó: Qi = tải trọng tiêu chuẩn i = hệ số tải trọng i =1 hệ số điều chỉnh hệ số tải trọng đ•ợc lấy nh• sau: Hệ số tải trọng Loại tải trọng Lớ Nh n nhất ỏ nhất Tải trọng th•ờng xuyên DC:cấu kiện và các thiết bị phụ 1.2 0.9 5 0 DW: Lớp phủ mặt cầu và các tiện ích 1.5 0.6 5 Hoạt tải:Hệ số làn m=1, hệ số xung kích 1.7 1.0 (1+IM)=1.25 5 0 -Tính tải +Gồm trọng l•ợng bản thân mố và trọng l•ợng kết cấu nhịp 18 * Trọng l•ợng lan can: p =F x2.5 LC LC 53.5 86.5 = [(0.865x0.180)+(0.50-0.18)x0.075+0.050x0.255 5 27 +0.535 x0.050/2 + (0.50-0.230)x0.255/2]x2.4=0.57 T/m , 25.5 FLC=0.24024 m2 Thể tích lan can: 50 7.5 VLC = 2 x 0.24024 x 229 = 110 m3 II.2. Tính toán khối l•ợng móng mố và trụ cầu: a. Móng mố M1, M2  Khối l•ợng mố: -Thể tích t•ờng cánh: Chiều dày t•ờng cánh sau: d = 0.4 m SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 54 -
  55. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3 Vtc = 2.(2.6*6.4+1/2*3.3*3.3+1.5*3.3)x0.4= 29.2 m - Thể tích thân mố: 3 Vth = (4.5x1.4 + 0.4x1.8)x11.2 = 78.63 m - Thể tích bệ mố: 3 Vb = 2.5 x 12.2x 5 = 152.5 m => Khối l•ợng 1 mố cầu: 3 Vmố = 260.33 m => Khối l•ợng 2 mố cầu: 3 Vmố = 2*260.33 =520.66 m Sơ bộ chọn hàm l•ợng cốt thép trong mố 80 kg/ m3 Khối l•ợng cốt thép trong mố là : mth 0.08x520.66 41.65 T Xác định áp lực tác dụng lên mố: tĩnh tải 40m 1 Hình 2-1 Đ•ờng ảnh h•ởng áp lực lên mố DC = Pmố+(gdầm+gmn+glan can )x =(260.33x2.5)+(1.783x6+1.75+0.11)x0.5x40= 906.6T DW = glớpphủx =3.5x0.5x40= 70 T -Do hoạt tải -Theo quy định của tiêu chuẩn 22tcvn272-05 thì tải trọng dùng thiết kế là giá trị bất lợi nhất của tổ hợp: +Xe tải thiết kế và tải trọng làn thiết kế +Xe tải 2 trụcthiết kế và tải trọng làn thiết kế +(2 xe tải 3 trục+tải trọng làn)x0.9 Tính phản lực lên mố do hoạt tải: + Chiều dài tính toán của nhịp L = 39.4m SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 55 -
  56. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.2 m 110 110 KN Với : y1 = 1 4.3 4.3 m 93KN/m 145 145 35 KN y2 = 0.969 y3 = 0.89 y4 = 0.782 L=39.4 m ĐAH.áp lực Y y y y 1 2 3 4 Hình 4.5. Sơ đồ xếp tải lên đ•ờng ảnh h•ởng áp lực mố Từ sơ đồ xếp tải ta có áp lực gối do hoạt tải tác dụng nh• sau - Với tổ hợp HL-93K(xe tải thiết kế+tải trọng làn) LL=n.m.(1+IM/100)(Piyi)+n.m.Wlàn Trong đó n : số làn xe m : hệ số làn xe IM:lực xung kích của xe, khi tính mố trụ đặc thì (1+IM/100)=1.25 Pi : tải trọng trục xe, yi: tung độ đ•ờng ảnh h•ởng :diện tích đ•ởng ảnh h•ởng Wlàn: tải trọng làn Wlàn=0.93T/m, LLxetải=2x1x1x(14.5+14.5x0.89+3.5x0.782)+2x1x0.93x(0.5x39.4)=96.9T LLxe tải 2 trục= 2x1x1x(11x1+11x0.969)+2x1x0.93x(0.5x39.4)=79.96T Vậy tổ hợp HL đ•ợc chọn làm thiết kế Vậy toàn bộ hoạt tải và tỉnh tải tính toán tác dụng lên bệ mố là: Nguyên nhân Trạng thái giới Nội DC DW LL hạn lực ( D=1.25) ( W=1.5) ( LL=1.50) C•ờng độ I P(T) 906.6 x1.25 70 x1.5 96.9x1.50 1406.5 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 56 -
  57. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP B. Xác định Trụ T2: 1. Công tác trụ cầu Khối l•ợng trụ cầu :  Khối l•ợng trụ liên tục : Hai trụ có MCN giống nhau nên ta tính gộp cả 2 trụ 2 3  Khối l•ợng thân trụ : Vtt 2x6.2x(6.7x2.5 (3.14/ 4)x2.5 ) 268.54 m 3  Khối l•ợng móng trụ : Vmt 2x11x8x2.5 440 m 3  Khối l•ợng 2 trụ : V4t 268.54 440 708.54 m 708.54  Khối l•ợng 1 trụ : V 354.28 m3 1tr 2 Thể tích BTCT trong công tác trụ cầu: V =708.54m3 Sơ bộ chọn hàm l•ợng cốt thép thân trụ là 150 kg/ m3 , hàm l•ợng thép trong móng trụ là 80 Nên ta có khối l•ợng cốt thép trong hai trụ là: mth 268.54x0.15 440x0.08 75.48 T 2.Xác định áp lực tác dụng lên móng: tĩnh tải 40m 60m 1 Hình 2-3 Đ•ờng ảnh h•ởng áp lực lên móng - Diện tích đ•ờng ảnh h•ởng áp lực mố: w = 50 m2 DC = Ptrụ+ (Gd1+ glan can)x , = (354.28 ) + (20.5+0.11)x50 =1916.2 T DW = glớpphủx =3.5x50=175 T  Do hoạt tải + Chiều dài tính toán của nhịp L =100 m + Đ•ờng ảnh h•ởng phản lực tính gần đúng có sơ đồ xếp xe thể hiện nh• sau: SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 57 -
  58. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 11T 11T 3.5T 14.5T 14.5T 14.5T P=0.93T/m 40m 60m 1 0.893 0.98 0.928 3.5 14.5 14.5T 3.5 14.514.5T 15m P=0.93T/m 40m 60m 1 0.61 0.785 0.893 0.75 0.68 LL=n.m.(1+IM/100).(Pi.yi)+n.m.Wlàn. Trong đó n: số làn xe, n=2 m: hệ số làn xe, m=1; IM:lực xung kích của xe, khi tính mố trụ đặc thì (1+IM/100)=1.25 Pi: tải trọng trục xe, yi: tung độ đ•ờng ảnh h•ởng :diện tích đ•ởng ảnh h•ởng Wlàn, tải trọng làn Wlàn=0.93T/m, +Tổ hợp 1: 1 xe tải 3 trục+ tt làn LLxetải=2x1x1x(14.5+14.5x0.893+3.5x0.785) +2x1x0.93x50=152.4 T +Tổ hợp 2: 1 xe tải 2 trục+ tt làn LLxe tải 2 trục= 2x1x1x(11+11x0.98)+2x1x0.93x50=136T +Tổ hợp 3: 2 xe tải 3 trục+ tt làn LLxetải=(2x1x1x(14.5+14.5x0.893+3.5x0.785+14.5x0.61+14.5x0.68+3.5x0.75) +2x1x0.93x50)x0.9 =176.5T Vậy tổ hợp HL đ•ợc chọn làm thiết kế Tổng tải trọng tính đ•ới đáy đài là Nguyên nhân Trạng thái giới Nội DC DW LL hạn lực ( D=1.25) ( W=1.5) ( LL=1.50) C•ờng độ I P(T) 1916.2x1.25 175 x1.5 176.5x1.50 2965.7 2.2. Xác định sức chịu tải của cọc: vật liệu : SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 58 -
  59. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2 - Bê tông cấp 34 có fc’ =340 kg/cm - Cốt thép chịu lực AII có Ra=2400kg/cm2 * . Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Sức chịu tải của cọc D=1000mm Theo điều A5.7.4.4-TCTK sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc tính theo công thức sau PV = .Pn . Với Pn = C•ờng độ chịu lực dọc trục danh định có hoặc không có uốn tính theo công thức : Pn = .{m1.m2.fc’.(Ac - Ast) + fy.Ast)= 0,50.0.85[0,85. fc’.(Ac - Ast) + fy.Ast] Trong đó : = Hệ số sức kháng, =0.50 m1,m2 : Các hệ số điều kiện làm việc. fc’ =34MPa: Cường độ chịu nén nhỏ nhất của bêtông fy =340MPa: Giới hạn chảy dẻo quy định của thép Ac: Diện tích tiết diện nguyên của cọc 2 2 Ac=3.14x1000 /4=785000mm 2 Ast: Diện tích của cốt thép dọc (mm ). Hàm l•ợng cốt thép dọc th•ờng hợp lý chiếm vào khoảng 1.5-3%. với hàm l•ợng 2% ta có: 2 Ast=0.02xAc=0.02x785000=15700mm Vậy sức chịu tải của cọc theo vật liệu là: 3 PV =0.50x0,85x[0,85x34x(785000-15700)+ 340x15700] = 16709.6x10 (N). Hay PV = 1670.9 (T). *. Sức chịu tải của cọc theo đất nền: Pn=Pđn -Sức chịu tải của cọc đ•ợc tính theo công thức sau: (10.7.3.2-2 22TCN-272-05 ) Với cọc ma sát: Pđn = pq*PP+ qs*PS Có: Pp = qp.Ap Ps = qs.As +Pp : sức kháng mũi cọc (N) +Ps : sức kháng thân cọc (N) +qp : sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) +qs : sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 59 -
  60. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Qs= 0.0028xNi ≤0.19 (Mpa) _Theo Quiros & Reese (1977) 2 +As : diện tích bề mặt thân cọc (mm ) 2 +Ap : diện tích mũi cọc (mm ) + qp : hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định cho trong Bảng 10.5.5-3 dùng cho các ph•ơng pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc. Đối với đất cát qp = 0,55. + qs : hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc cho trong Bảng 10.5.5-3 dùng cho các ph•ơng pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc. Đối với đất sét qs = 0,65.Đối với đất cát qs = 0,55. - Sức kháng thân cọc của Mố : Khi tính sức kháng thành bên bỏ qua 1D tính từ chân cọc trở lên. Sức chịu tải của cọc trụ M1 theo ma sát thành bên Chiều Diện tích Chiều dày bề mặt dày Lớp tính Trạng cọc q =0,0028.N.103 P =A .q thực N s s s s đất toán thái A =L .P (KN) (KN) L s tt t L =3,14.L (m) tt tt (m) (m2) Lớp 1 4 4 Vừa 12 12.6 33.6 343.4 Lớp 2 4 4 Rời 6 12.6 16.8 211.68 Lớp 3 5 5 Vừa 23 15.7 64.4 1011 Lớp 4 - 12 Chặt 35 37.7 98 3694.6 PS 5340 -Sức kháng mũi cọc: 3 PP = 0,057.N.10 = 0,057.35.1000 =1995 (KN) Tổng sức chịu tải của một cọc đơn: Pđn = 0,55.PP+0,55.PS = 0,55x1995+0,55x5340 = 4034 (KN) =403.4(T) - Sức kháng thân cọc của Trụ : Khi tính sức kháng thành bên bỏ qua 1D tính từ chân cọc trở lên. SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 60 -
  61. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sức chịu tải của cọc trụ T2 theo ma sát thành bên Chiều Diện tích Chiều dày bề mặt dày Lớp tính Trạng cọc q =0,0028.N.103 P =A .q thực N s s s s đất toán thái A =L .P (KN) (KN) L s tt t L =3,14.L (m) tt tt (m) (m2) Lớp 1 5 5 Vừa 12 15.7 33.6 572.5 Lớp 2 5 5 Rời 6 15.7 16.8 264 Lớp 3 6 6 Vừa 23 18.8 64.4 1210.7 Lớp 4 - 9 Chặt 35 28.3 98 2774 PS 4821 -Sức kháng mũi cọc: 3 PP = 0,057.N.10 = 0,057.35.1000 =1995 (KN) Tổng sức chịu tải của một cọc đơn: Pđn = 0,55.PP+0,55.PS = 0,55x1995+0,55x4821 = 3749(KN) =374.9(T) Tính số cọc cho móng trụ, mố: n= xP/Pcọc Trong đó: : hệ số kể đến tải trọng ngang; =1.5 cho trụ , = 2.0 cho mố(mố chịu tải trong ngang lớn do áp lực ngang của đất và tác dụng của hoạt tải truyền qua đất trong phạm vi lăng thể tr•ợt của đất đắp trên mố). P(T) : Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên móng mố, trụ đã tính ở trên. Pcọc=min (Pvl,Pnđ) Hạng Tải Tên Pvl Pnđ Pcọc Hệ số số cọc Chọn mục trọng Trụ T2 1670.9 374.9 374.9 2965.7 1.5 8.52 12 giữa Mố M1 1670.9 403.4 403.4 1406.5 2 4.6 6 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 61 -
  62. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Lập tổng mức đầu t• cầu ph•ơng án iii TT Hạng mục Đơn vị Khối l•ợng Đơn giá (đ) Thành tiền (đ) Tổng mức đầu t• đ A+B+C+D 49,803,350,362 A Giá trị dự toán xây lắp đ AI+AII 40,956,702,600 AI Giá trị DTXL chính đ I+II+III 37,233,366,000 I Kết cấu phần trên đ 23,261,960,000 1 Dầm BTCTƯST liên tục+ Nhịp dẫn m3 1219.74 15,000,000 18,296,100,000 2 Cốt thép dầm liên tục + Nhịp dẫn T 195.2 15,000,000 2,928,000,000 3 Bê tông lan can,gờ chắn m3 149.5 2,000,000 220,000,000 4 Cốt thép lan can,gờ chắn T 21.5 15,000,000 247,500,000 5 Gối cầu Cái 28 5,000,000 140,000,000 6 Khe co giãn m 46 3,000,000 138,000,000 7 Lớp phủ mặt cầu m3 390.6 2,200,000 859,320,000 8 ống thoát nớc Cái 44 150,000 6,600,000 9 Điện chiếu sáng Cái 10 14,000,000 140,000,000 10 Lớp phòng nớc m2 2387 120,000 286,440,000 II Kết cấu phần d•ới 13,771,920,000 1 Cọc khoan nhồi m 1200 5,000,000 6,000,000,000 2 Bê tông mố, trụ m3 1350.8 2,000,000 2,701,600,000 3 Cốt thép mố, trụ T 185 15,000,000 2,775,000,000 4 Công trình phụ trợ % 20 II1 II3 2,295,320,000 III Đ•ờng hai đầu cầu 199,486,000 1 Đắp đất m3 1628 62,000 100,936,000 2 Móng + mặt đ•ờng m2 115 370,000 42,550,000 3 Đá hộc xây m3 100 560,000 56,000,000 AII Giá trị xây lắp khác % 10 AI 3,723,336,600 1 San lấp mặt bằng thi công 2 CT phục vụ thi công 3 Chuyển quân, máy, ĐBGT, lán trại B Chi phí khác % 10 A 4,095,670,260 1 KSTK, t• vấn, bảo hiểm 2 Chi phí ban quản lý 3 Khánh thành bàn giao, đền bù 4 Chi phí rà phá bom mìn C Tr•ợt giá % 5 A 2,047,835,130 D Dự phòng % 6 A+B 2,703,142,372 Chỉ tiêu 1m2 cầu 18,350,534 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 62 -
  63. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ch•ơng IV Tổng hợp và lựa chọn ph•ơng án tkkt 1. Lựa chọn ph•ơng án và kiến nghị: Qua so sánh, phân tích •u, nh•ợc điểm, chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các ph•ơng án. Xét năng lực, trình độ công nghệ, khả năng vật t• thiết bị của các đơn vị xây lắp trong n•ớc, nhằm nâng cao trình độ, tiếp cận với công nghệ thiết kế và thi công tiên tiến, đáp ứng cả hiện tại và t•ơng lai phát triển của khu kinh tế. Dựa trên nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp. 2. Kiến nghị: Xây dựng cầu Vàm cỏ đồng thỏp theo ph•ơng án cầu dầm đơn giản với các nội dung sau: Vị trí xây dựng Lý trình: Km 0+00 đến Km 0+136. Quy mô và tiêu chuẩn Cầu vĩnh cửu bằng BTCT ƯST và BTCT th•ờng Khổ thông thuyền ứng với sông cấp III là: B = 25m, H = 3.5m Khổ cầu: B= 10+2x0.5=11 Tải trọng: xe HL93 Tần suất lũ thiết kế: P=1% Quy phạm thiết kế: Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN- 272.05 của Bộ GTVT Tiến độ thi công Khởi công xây dựng dự kiến vào cuối năm 20 , thời gian thi công dự kiến năm 3.Kinh phí xây dung: Theo kết quả tính toán trong phần tính tổng mức đầu t• ta dự kiến kinh phí xây dựng cầu vàm cỏ theo ph•ơng án kiến nghị vào khoảng 33,315,831,500. đồng Nguồn vốn Toàn bộ nguồn vốn xây dựng do Chính phủ cấp và quản lý. SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 63 -
  64. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phần II THIẾT KẾ KỸ THUẬT SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 64 -
  65. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ch•ơng i: tính toán trụ cầu I. Số LIệU TíNH TOáN: I.1. Yờu cầu thiết kế : - Tính toán trụ T2 : ph•ơng án 1 . - Tải trọng : HL93, - Kết cấu nhịp trên trụ : + Nhịp trái : dầm bêtông CT dài 34m : ltt = 34 (m) + Nhịp phải : dầm bêtông CT dài 34m : ltt = 34 (m) - Khổ cầu : B = (10+2x0.5) = 11(m) - Mặt cắt ngang gồm 5 dầm BTCT cách nhau 2,3 m. - Sông thông thuyền cấp V. I.2. Quy trỡnh thiết kế : - Quy trình thiết kế 22TCN 272-05. I.3. Kớch thước trụ : (đơn vị cm) Sơ đồ cầu : 34 0.05 34 6 cọc khoan nhồi 6 cọc khoan nhồi 6 cọc khoan nhồi D=1m ; L=25m D=1m ; L=25m D=1m ; L=25m T1 III T2 T3 Sơ đồ trụ : SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 65 -
  66. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP mặt cắt tại trụ t2 mặt bên trụ t2 110 220 220 220 220 110 90 90 90 90 90 I 75 I 150 75 20 20 850 850 II 50 II 50 160 50 50 500 III 300 300 III 300 70 70 50 50 100 100 840 100 300 500 160 100 300 300 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 66 -
  67. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.Vị trí cao độ : -Cao độ MNCN: +9.4 m -Cao độ MNTT: +6.0 m -Cao độ MNTN: +4.0 m 2.Các lớp địa chất : -lớp 1 :Á cát -lớp 2 :sét dẻo mềm Vt Vf -lớp 3 :cát thô. -lớp 4 :cát sỏi cuội 3.Tải trọng tác dụng : 3.1. Tĩnh tải tác dụng (không hệ số): 3.1.1. Tĩnh tải Theo ph•ơng dọc cầu : tr +VDC :phản lực gối trái do trọng l•ợng k/c nhịp(KN). f +VDC :phản lực gối phải do trọng l•ợng k/c nhịp (KN). tr +VDW :phản lực gối trái do lớp phủ (KN). f +VDW :phản lực gối phải do lớp phủ (KN). Với tr - gdc :trọng l•ợng k/c nhịp trái (không kể lớp phủ)/1m dài cầu (KN/m). f - gdc :trọng l•ợng k/c nhịp phải (không kể lớp phủ)/1m dài cầu (KN/m). tr - gdw :trọng l•ợng lớp phủ –nhịp trái /1m.(KN/m) f - gdw :trọng l•ợng lớp phủ –nhịp phải /1m.(KN/m) Tĩnh tải tác dụng lên trụ có thể chia thành các tải trọng nh• sau: a. Tĩnh tải bản thân trụ : Bao gồm toàn bộ tải trọng bản thân của kết cấu trụ cũng nh• của bệ móng. Công thức xác định: Pi = Vi i Trong đó: + Pi : tải trọng bản thân thành phần thứ i của trụ + Vi : thể tích khối thành phần thứ i của trụ + : trọng l•ợng riêng t•ơng ứng thành phần thứ i. -Trọng l•ợng (mũ trụ +đá tảng): SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 67 -
  68. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Pmt Vx bt (11x1.5x12 2(2.3x0.75x0.75x2))x2.5 27.825x2.5 69.56T 695.6KN - Trọng l•ợng phần thân trụ (từ I-I đến II-II) : 2 Ptr Vx bt ((4.8x1.6 3.14x1.6 / 4)x8.5)x2.5 82.36x2.5T 205.9T 2059KN . -Trọng l•ợng bệ móng : Pm Vm x bt 5x2.5x8.4x2.5 262.5T 2625KN a) Tĩnh tải kết cấu phần trên - Tĩnh tải phần 1: bao gồm trọng l•ợng bản thân của kết cấu nhịp dầm g1 = 21.08 KN/m - Tĩnh tải phần 2: bao gồm toàn bộ trọng l•ợng bản thân của các các lớp phủ mặt cầu, lan can, gờ chắn cũng nh• một số thiết bị, công trình phục vụ trên cầu +Tĩnh tải ,dầm ngang, mối nối, lan can: phân bố đều trên toàn chiều dài đ•ờng ảnh h•ởng với c•ờng độ 5.989KN/m +Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu: phân bố đều trên toàn chiều dài đ•ờng ảnh h•ởng với c•ờng độ 2.56 KN/m tr g DC = 21.08+5.989 = 27.07KN/m g f DC = 21.08+5.989 = 27.07KN/m gDW = 2.56 KN/m l 34 V tr g tr tr 27.07x 460.2KN DC DC 2 2 l 34 V f g f f 27.07x 460.2KN . DC DC 2 2 l 34 V tr g tr tr 2.56x 43.52KN DW DW 2 2 l 34 V f g f f 2.56x 43.52KN DW DW 2 2 4. Hoạt tải thẳng đứng : 4.1. Dọc cầu : tr +Vht :phản lực gối trái do hoạt tải . f +Vht :phản lực gối phải do hoạt tải . * Tổ hợp : SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 68 -
  69. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 35 145 145 4300 4300 y3 y2 y1=1 -Do xe tải 3 trục34m : 34m IM V tr V f n xm x(1 )x 145(y y ) 35y ht ht L L 100 L 1 2 3 Trong đó : + L :hệ số tải trọng xe tải tk , L 1.75. IM +IM:lực xung kích của xe ,khi tính mố trụ đặc thì (1 ) 1.25 100 + nL :số làn chất tải . + mL :hệ số làn xe. 1 làn xe mL 1.2 . 2 làn xe mL 1. tr Vht 2x1x1.25x1.75x 145(1 0.87) 35x0.75 780.6KN * Tr•ờng hợp chất tải cả hai nhịp (2 làn xe ): tr f (vì hai nhịp giống nhau l = l =34m tính cho Vht (max) ) Tr•ờng hợp Vht (max) : 35 145 145 35 145 145 4300 4300 4300 4300 qLn=3KN/m ĐAH Vh y6 y5 y4 y1 y2 y3=1 34m 34m +Vht :do xe tải 3 trục : IM V tr V f 0.9xn xm x(1 )x x 145(y y y y ) 35(y y ) ht ht L L 100 L 2 3 5 6 1 4 tr Vht 0.9x2x1x1.25x1.75x 145(0.87 1 0.43 0.31) 35(0.75 0.56) 1670.7KN +Vht :do tải trọng làn : LN Vht 0.9xqLN xlxnL xmL x LN 0.9x9.3x(34 31)x2x1x1.75 1992.1KN . 4.2. Ph•ơng ngang cầu (gồm 5 dầm T đặt cách nhau 2.2m) : SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 69 -
  70. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -Gần đúng xem nh• các tải trọng trực tiếp tác dụng lên mũ trụ ,tuỳ theo cấu tạo mặt cắt ngang có các sơ đồ tác dụng của tải trọng : Chất 2 làn xe: Bx= 10m 0.6 1.8 1.2 1.8 0.6 qln VLn e VTr x Ta tính : B e x 0.6 1.8 0.6 2m x 2 B e x 5m n 2 5. Lực hãm xe (lực nằm ngang theo ph•ơng dọc cầu):WL (có hệ số). - Đ•ợc lấy theo điều 3.6.4 (22TCN 272-05) - Lực hãm xe đựơc truyền từ kết cấu trên xuống trụ qua gối đỡ. Tuỳ theo từng loại gối cầu và dạng liên kết mà tỉ lệ truyền của lực ngang xuống trụ khác nhau.Do các tài liệu tra cứu không có ghi chép về tỉ lệ ảnh h•ởng của lực ngang xuống trụ nên khi tính toán, lấy tỉ lệ truyền bằng 100%. - Lực hãm đ•ợc lấy bằng 25% trọng l•ợng của các WL trục xe tải hay xe hai trục thiết kế cho mỗi làn đ•ợc đặt MĐ 1800 trong tất cả các làn thiết kế đ•ợc chất tải theo điều 3.6.1.1.1 và coi nh• đi cùng một chiều. Các lực này đ•ợc coi nh• tác dụng theo chiều nằm ngang cách phía trên mặt đ•ờng 1800mm theo cả hai chiều dọc để gây ra hiệu ứng lực lớn nhất. Tất cả các làn thiết kế phải đ•ợc chất tải đồng thời đối với cầu và coi nh• đi cùng một chiều trong t•ơng lai. - Phải áp dụng hệ số làn quy định trong điều 3.6.1.1.2 +WL :đặt cách mặt đ•ờng 1800mm. WL 0.25( pi ).nL.mL Trong đó: pi :là tổng trọng lực của tất cả các trục xe tải 3 trục. SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 70 -
  71. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP +Nếu dọc cầu chỉ xếp 1 xe thì pi 35 2x145 325KN . +Nếu dọc cầu xếp 2 xe tải thì : pi 0.9x325x2 585KN . WL 0.25( pi ).nL .mL 0.25x585x2x1 292.5KN 6. Lực gió (gió ngang ): 6.1. Dọc cầu : a. Gió tác dụng lên trụ : D 2 WTi 0.0006.V .At .Cd 1.8.At (KN ) Trong đó: 2 + At :Diện tích chắn gió ( m ) + Cd :Hệ số cản với trụ đặc Cd =1. Vì diện tích chắn gió thay đổi chia nhỏ để tìm trọng tâm . 1100 110 220 220 220 220 110 D D WT1 W 75 T1 W D 75 T2 0 D D D H WT2 WT3 WT3 850 640 T H 160 500 300 300 300 Theo điều 3.8.1.1 quy trình 22TCN-272-05 Tốc độ gió thiết kế V phải đ•ợc xác định theo công thức: V=VB xS. +V: vận tốc gió . +VB :vận tốc gió tra theo vùng quy định của việt nam (m/s). lấy ở vùng III có =53 (m/s). +S : Hệ số điều chỉnh với khu đất chịu gió và độ cao mặt cầu theo quy định, tra bảng 3.8.1.1-2 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 71 -
  72. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tra S = 1.12, với khu vực mặt thoáng n•ớc, độ cao mặt cầu so với mặt n•ớc thông thuyền là 3.4 m. Vậy ta có tải trọng gió thiết kế là: m V=V xS=53x1.12=59.4( ). B s Từ hình vẽ : 2 At =(0.75x6.6+11x0.75+1/2x2x2.3x0.75+6.6x3.4)=37.4( m ). Suy ra : D 2 2 WTi 0.0006.V .At .Cd 0.0006x59.4 x37.4x1 79.1KN 1.8.At 67.3(KN ) thoả mãn. b. Gió dọc cầu tác dụng lên xe : D D WX qG .B Trong đó : +B:là chiều rộng toàn bộ cầu . D + qG :c•ờng độ gió dọc tác dụng lên xe =0.75KN/m. D +WX :tác dụng cách cao độ mặt đ•ờng 1800mm. D D WX qG .B 0.75x11. 8.25KN . 6.2. Theo ph•ơng ngang cầu : a. Gío tác dụng lên trụ : N 2 WT 0.0006 V .At 1.8At Trong đó : + At :diện tích chắn gió . Từ hình vẽ : At H0.Bt + H 0 :là chiều cao từ mực n•ớc đến đỉnh trụ. + Bt :chiều rộng trụ (dọc cầu ). 2 At H0 .Bt 4.9x6.6 32.34(m ) N 2 2 WT 0.0006 V .At 0.0006x59.4 x32.34 68.4KN 1.8At 58.2KN thoả mãn. SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 72 -
  73. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP n b. Gió ngang tác dụng vào kết cấu nhịp :Wn 1100 i = 2% i = 2% lc n/2 n/2 H h h n d W n=252 H n/2 n/2 n h h h n + qG :tải trọng gió phân bố đều (KN/m) theo ph•ơng ngang cầu. n 2 qG 0.0006.V .Hn . Với H n hlc hd . Công thức này xem lan can là đặc ,dầm dặc . hlc :chiều cao lan can . hd :chiều cao dầm chủ . n +Wn :là lực tập trung ,đặt tại giữa chiều cao của Hn ,tác dụng theo ph•ơng ngang cầu khi 2 nhịp dầm đơn giản . (l l ) (34 34) W n q n . tr p 0.0006x59.42 x(0.865 1.65)x 184.4KN n G 2 2 c. Gió ngang cầu tác dụng lên xe : n WX đặt ở cao độ cách mặt đ•ờng xe chạy 1800mm. (l l ) 34 34 W n 1.5x tr p 1.5x 51KN X 2 2 I I 0 (Với 1.5 kn/m là tải trọng theo tiêu chuẩn) MN H 7. Tải trọng do n•ớc : a. áp lực đẩy nổi : V1 T H Tác dụng thẳng đứng theo chiều từ d•ới lên trụ pdn . II II pdn 9.81.V 160 Với V : là thể tích trụ bị chìm trong n•ớc, 500 V2 III 300 III từ mực n•ớc tính toán đến mặt cắt trụ ( m3 ). Sơ đồ : Hình vẽ (bên) Từ hình vẽ + Nếu tính nội lực tại mặt cắt II-II: SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 73 -
  74. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.14x1.62 V V ( 4.8)x5.1x1.6 55.6m3 1 4 + Nếu tính nội lực tại mặt cắt III-III: 3 V V1 V2 55.6 2.5x8.4x5 160.6m II pdn 9.81.V 9.81x55.6 545.4KN III pdn 9.81.V 9.81x160.6 1575.2KN I.4.4 8. Lực ma sát (FR): Lực do ma sát chung gối cầu phải đ•ợc xác định trên cơ sở các giá trị cực đại của các hệ số ma sát giữa các mặt tr•ợt. Khi thích hợp cần xét đến các tác động của độ ẩm và khả năng giảm phẩm chất hoặc nhiễm bẩn của mặt tr•ợt hay xoay đối với hệ số ma sát. Và trong các tổ hợp thì không thể lấy đồng thời tải trọng hãm và lực ma sát mà phải lấy giá trị lớn hơn, tuy nhiên ở trụ T4 có đặt gối cố định với giả thiết là lực hãm sẽ truyền xuống trụ theo tỷ lệ 100% nên trong tinh toán coi nh• lực ma sát không đáng kể. II. Tính nội lực: Để tính thân trụ ,móng nội lực th•ờng tính ít nhất 3 mặt cắt.Yêu cầu đồ án ta đi tính tại mặt cắt II-II và III-III. II.1. Theo ph•ơng dọc cầu : mặt cắt II-II và III-III. 1. Dọc cầu :TTGH CĐ 1: - Các hệ số tải trọng tĩnh : DC 1.25, DW 1.5, 1. - Hoạt tải 2 nhịp +lực hãm ,2 xe tải dọc cầu +làn - Mực n•ớc cao nhất: +9.4m a. Mặt cắt II-II: Tổng lực dọc : tr f tr f tr LN II N II 1.25(pmt ptr VDC VDC ) 1.5(VDW VDW ) Vht x1.75x1.25 1.75(Vht ) 1.25Vdn NII 1.25(695.6 2059 460.2 460.2) 1.5(43.52 43.52) 1670.7x1.75x1.25 1.75(1992.1) 1.25x55.6 NII=11795.4 KN Tổng mômen : lực hãm tác dụng từ trái sang phải và mômen theo chiều kim đồng hồ là (+) và ng•ợc lại là (-) tr tr f f M II (1.25VDC 1.5VDW ).et (1.25VDC 1.5VDW ).e f 1.75x1.25xWL xHII . SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 74 -
  75. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP M II (1.25x460.2 1.5x43.52)x0.5 (1.25x460.2 1.5x43.52)x0.5 1.75x1.25x292.5x12.52 M II 8010.8KN.m Tổng lực ngang : WII 1.75x1.25xWL 1.75x1.25x292.5 639.84KN Trong đó : H II : là khoảng cách từ điểm đặt lực hãm WL đến mặt cắt II-II. Theo hình vẽ : H II Ht H g H dch Hlp 1.8m 8.5 0.4 1.7 0.12 1.8 12.52m Với : Hlp : Chiều dày lớp phủ mặt cầu (m). Hg : Chiều cao gối +đá tảng (m). H dch : Chiều cao dầm chủ (m). et = ef =0.5 (m) : Khoảng cách từ tim trụ đến tim gối cầu. b. Mặt cắt III-III: Tổng Lực dọc: m m 3 NIII NII 1.25Pm 1.25Vdn ,với Vdn Vm 8.4x2.5x5 105m (thể tích bệ móng). N III 11795.4 1.25x2625 1.25x105 14945.4KN Tổng Mômen : M III M II WL x1.75x1.25xHm 8010.8 292.5x1.75x1.25x2 9610.4KN.m Tổng Lực ngang : WIII WII 639.84KN . 2. Dọc cầu TTGH sử dụng : a. Mặt cắt II-II: Tổng Lực dọc: SD tr f tr f TR LN II N II Pmt Ptr VDC VDC VDW VDW 1.25.Vht Vht Vdn SD N II 695.6 2059 460.2 460.2 43.52 43.52 1.25x1670.7 1992.1 55.6 7786.9KN Tổng Mômen : SD tr tr f f M II (VDC VDW ).et (VDC VDW ).e f 1.25.WL.H II SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 75 -
  76. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SD M II (460.2 43.52)x0.5 (460.2 43.52)x0.5 1.25x292.5x12.52 4577.6KN.m Tổng Lực ngang : SD WII 1.25.WL 1.25x292.5 365.62KN b. Mặt cắt III-III: Tổng Lực dọc: SD SD m NIII NII Pm Vdn = 7786.9 2625 105 10306.9KN Tổng Mômen : SD SD M III M II 1.25.WL.Hm 4577.6 1.25x292.5x2 5491.7KN.m Tổng Lực ngang : SD SD WIII WII =365.62KN II.2. Theo ph•ơng ngang cầu : mặt cắt II-II và III-III. 1. Ngang cầu TTGH c•ờng độ 1 : - Hệ số tĩnh tải >1 , 1. - Hoạt tải 2 nhịp (2 làn xe ) - Mực n•ớc cao nhất : +9.0 a. Mặt cắt II-II: T•ơng tự nh• dọc cầu Tổng Lực dọc: N N II N II , Với N II : dọc cầu TTGH CĐ1 N N II 11795.4KN Tổng Mômen : N TR LN M II (1.25x1.75xVht 1.75xVht )xexen N M II (1.25x1.75x1670.7 1.75x1992.1)x1 5355.6KN.m Tổng Lực ngang : N WII 0 b. Mặt cắt III-III: Tổng Lực dọc: N N m NIII NII 1.25xPm 1.25xVdn N N III 117958.4 1.25x2625 1.25x105 14945.4KN Tổng Mômen : SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 76 -
  77. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP N N M III M II 5355.6KN.m Tổng Lực ngang : N WIII O 2. Ngang cầu TTGH sử dụng 1 : a. Mặt cắt II-II: Tổng Lực dọc: NSD SD SD N II N II , Với NII : theo dọc cầu TTGHSD. NSD N II 7786.9KN Tổng Mômen : NSD N M II M II 5355.6KN.m Tổng Lực ngang : W NSD 0 b. Mặt cắt III-III: Tổng Lực dọc: NSD NSD m NIII NII Pm Vdn NSD N III 7786.9 2625 105 10306.9KN Tổng Mômen : NSD NSD M III M II 5355.6KN.m Tổng Lực ngang : NSD WIII 0 BảNG TổNG HợP NộI LựC : Mặt Ph•ơng dọc cầu Ph•ơng ngang cầu Mặt cắt TTGH CĐ1 TTGH CĐ1 N(KN) M(KN.m) W(KN) N(KN) M(KN.m) W(KN) II-II 11795.4 8010.8 639.84 11795.5 5355.6 0 III-III 14945.4 9610.4 639.84 14945.4 5355.6 0 TTGH SD1 TTGH SD1 II-II 7786.9 4577.6 365.62 7786.9 5355.6 0 III-III 10306.9 5491.7 365.62 10306.9 5355.6 0 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 77 -
  78. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP III. Kiểm tra tiết diện thân trụ theo TTGH: 1. Kiểm tra sức kháng tiết diện trụ MC II-II (TTGH CĐ1): K.L 1.1. Xét hiệu ứng độ mảnh của trụ : u r Tiết diện trụ: dọc cầu ngang cầu: (quy đổi) b3 x Y Y x b a2 3 a /6 b 2 2 a2 Gần đúng quy đổi tiết diện trụ về hình chữ nhật có chiều rộng là A2 ,chiều dài là B3 . A Với B B A 2 . 3 2 2 3 a. Theo dọc cầu : +K :hệ số =1. + Lu :chiều dài chịu nén = H t . J + r : bán kính quán tính r x . x x F A3 + J : Mômen quán tính J B x 2 . x x 3 12 + F B3xA2 . K.L Nếu tỷ số : u 22 bỏ qua hiệu ứng về độ mảnh . r Số liệu : B2 6.4m , A2 1.6m , trụ cao H t 10m . Suy ra : 1.6 B 6.4 1.6 5.3m 3 3 2 F B3 xA2 5.3x1.6 8.48m A3 1.63 J B x 2 5.3x 1.81m4 x 3 12 12 J 1.81 r x 0.462m x F 8.48 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 78 -
  79. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP K.L 1x10 u 21.6 22 bỏ qua hiệu ứng về độ mảnh . r 0.462 b. Theo ph•ơng ngang cầu : K.L u 22 r B3 5.33 Ta có : J A x 3 1.6x 19.8m4 y 2 12 12 J 19.8 r y 1.52m y F 8.48 K.L 1x10 u 6.55 22 thoả mãn. r 1.52 2. Kiểm tra ứng suất tại mặt cắt II – II: Nmax = 11795.4 KN , Mmax =8010.8 (KN.m) N M -Công thức kiểm tra: = Rn Fm Wm 2 Trong đó: Rn là c•ờng độ của bêtông M300 (Rn = 15000 KN/m ) 2 F – Diện tích đáy móng : Fm = 8.48 (m ) W – Mô men chống uốn của tiết diện a *b2 5.3*1.62 W = = 2.3(m3) 6 6 N M 11795.4 8010.8 = = 4873.9 (KN/m2)< R = 15000 max F W 8.48 2.3 n (KN/m2) đạt Vậy : Kích th•ớc đáy móng chọn đạt yêu cầu . Kiểm tra ứng suất đáy trụ tại mặt cắt III – III Nmax = 14945.4, Mmax = 9610.4 (KN.m) N M -Công thức kiểm tra: = Rn Fm ƯWm 2 Trong đó: Rn là c•ờng độ của Bêtông (Rn = 15000 KN/m ) 2 F – Diện tích đáy móng (Fm = 8.4x5 = 42 m ) W – Mô men chống uốn của tiết diện a*b2 8.4*52 W = = 35 (m3) 6 6 N M 14945.4 9610.4 = = 630.4 (KN/m2) max F W 42 35 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 79 -
  80. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2 2 = 630.4 KN/m < Rn = 15000 (KN/m ) đạt Vậy kích th•ớc đáy móng chọn đạt yêu cầu . *- Kiểm tra ổn định về lật: M M Điều kiện kiểm tra: l = m M cl N.y Trong đó: m - Hệ số điều kiện làm việc phụ thuộc đất nền (nền đá lấy m=0.8) y - khoảng cách từ tâm tiết diện đến cạnh chịu nén lớn nhất (y = b/2) M 9610.4 = 0.26< m = 0,8 Đảm bảo ổn định về lật N.y 14945.4x5/ 2 *- Kiểm tra ổn định về tr•ợt: T H Điều kiện kiểm tra: t m Tcl N. f ms Trong đó: ms – Hệ số ma sát giữa đáy móng và đất nền (nền đá lấy ms = 0.6) H 10 = 0.0015 < m = 0.8 Đảm bảo ổn định N. fms 14945.4*0.6 I.4.5 3. Giả thiết cốt thép trụ: Trong Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn ACI’ trang 517 cho rằng vùng hiệu quả nhất của t là từ 1-2%, trong đó t là tỉ lệ cốt thép trong tiết diện cột. Nh•ng vì trụ cầu chịu tải trọng và mô men uốn lớn, do đó ta giả thiết l•ợng cốt thép trong trụ lấy t = 0.015 Nh• vậy diện tích cốt thép trong trụ là : 6 2 Ast t Ag 0.015 8.48x10 127200 mm Bố trí cốt thép theo cả hai ph•ơng ta chọn đ•ờng kính cốt thép là 25 A Số l•ợng thanh cốt thép bố trí : n = st 259thanh 3.14 252 4 Vậy : bố trí 230 thanh cốt thép 25 Chọn chiều dày lớp bảo vệ cốt thép là 10cm Bố trí cốt thép chịu lực theo 2 hàng Chọn cốt đai có đ•ờng kính 16. I.4.6 4. Quy đổi tiết diện tính toán: + Tiết diện trụ chọn đ•ợc bo tròn theo một bán kính bằng 0.8m, khi tính toán quy đổi tiết diện về hình chữ nhật để gần với mô hình tính toán theo lý thuyết. SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 80 -
  81. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + Cách quy đổi ra một hình chữ nhật có chiều rộng bằng chiều rộng trụ, chiều dài lấy giá trị sao cho diện tích mặt cắt quy đổi bằng diện tích thực. Diện tích cốt thép theo 2 cạnh của tiết diện quy đổi vẫn nh• cũ. 5300 cm y x x 160 y 1633 6400 5. Kiểm tra sức kháng uốn theo 2 ph•ơng MC II-II: Xác định tỷ số khoảng cách giữa các tâm của lớp thanh cốt thép ngoài biên lên chiều dày toàn bộ cột. Chọn cốt đai có đ•ờng kính 16 Chọn lớp bảo vệ cốt thép từ mép đến tim của cốt thép chịu lực là 100mm Cốt thép chiu lực chọn 25 khoảng cách từ mép tiết diện đến tim cốt thép là : 100mm Tính toán tỉ số khoảng cách tâm lớp thanh cốt thép đến biên ngoài : Thay cho việc tính dựa trên cơ sở cân bằng và t•ơng thích biến dạng cho tr•ờng hợp uốn hai chiều, các kết cấu không tròn chịu uốn hai chiều và chịu nén có thể tính theo các biểu thức gần đúng sau : So sánh : ' +Nếu lực dọc : N 0.1. . fc .Ag thì kiểm tra : M M ux uy 1 M rx M ry ' +Nếu lực dọc : N 0.1. . fc .Ag thì kiểm tra : 1 1 1 1 1 P P rxy 1 1 1 u Prxy Prx Pry P0 Prx Pry P0 Trong đó : + : hệ số sức kháng ck chịu nén dọc trục : 0.9. + Ag : diện tích tiết diện trụ . SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 81 -
  82. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + M ux : mômen uốn theo trục x (N.mm). + Muy : mômen uốn theo trục y (N.mm). + M rx : sức kháng uốn tiết diện theo trục x + M ry : sức kháng uốn tiết diện theo trục y. + Prxy : sức kháng dọc trục khi uốn theo 2 ph•ơng ( lực dọc tiết diện chịu đ•ợc ). + Prx : sức kháng dọc trục khi chỉ có độ lệch tâm ey (N) + Pry : sức kháng dọc trục khi chỉ có độ lệch tâm ex (N) M uy + : độ lệch tâm theo ph•ơng x ex (mm) Pu M ux + : độ lệch tâm theo ph•ơng y ey (mm) Pu + Pu : lực dọc tính theo TTGH CĐ1 (lực dọc N) ' + P0 0.85fc (Ag Ast ) Ast f y (N) a + M xA f (d ) . rx s y s 2 Ta có : 0,10 f 'c Ag = 0,1x0,9x30x8.48x1000 = 22896KN Giá trị này lớn hơn tất cả các giá trị lực nén dọc trục Nz ở trong các tổ hợp ở TTGHCĐ, vì thế công thức kiểm toán là : M M ux uy 1,0 M rx M ry Xác định Mrx, Mry: sức kháng tính toán theo trục x,y (Nmm) a Mrx = . As . fy . (ds - 2 ) T•ơng tự với Mry Trong đó: +ds: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép ngoài cùng chịu nén (trừ đi lớp bêtông bảo vệ và đ•ờng kính thanh thép). +fy: giới hạn chảy của thép. +As: bố trí sơ bộ rồi tính diện tích thép cần dùng theo cả hai ph•ơng. As . f y 0,118x420 c1 ' 0.43 0,85. . fC .bx 0,85x0,85x30x5.3 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 82 -
  83. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP As . f y 0,118x420 c2 ' 1.42 0,85. . fC .by 0,85x0,85x30x1.6 a1 c1. 1 0.43x0,85 0.357 a2 c2. 1 1.42x0,85 1.207 0.357 M 0,9x0,118x420x103 x 5.3 0,132 222551.6KNm rx 2 1.207 M 0,9x0,118x420x103 x 1.6 0,132 38560.15KNm ry 2 0,85 + 1 +b : bề rộng mặt cắt (theo mỗi ph•ơng là khác nhau). Kiểm tra sức kháng nén của trụ theo uốn 2 chiều: Tổ N Mx My M rx M ry hợp M M Kết ux uy 1,0 Tải M rx M ry Luận KN KNm KNm KNm KNm trọng CĐ1 11795.4 8010.8 5355.6 222551.6 38560.15 0.17489 đạt TTSD 7786.9 4577.6 5355.6 222551.6 38560.15 0.15946 đạt 6. Tính Toán Mũ Trụ: Sơ đồ: 1100 50 50 i = 2% i = 2% 86.5 50 20 110 165 110 220 220 220 220 110 75 75 1 2570 230 2570 - Mũ trụ làm việc nh• ngàm công xôn R l = 2.3 + = 2.3+ 0.8/3 = 2.57 ( m) tt 3 SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 83 -
  84. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Tải trọng tác dụng lên phần công xôn là: + Do trọng l•ợng bản thân: g1 = 21.08*2=42.16 + Do tĩnh tải phần bên trên : Pt Pdc dn mn lc Plp 100.7KN . + Do hoạt tải: 35 145 145 35 145 145 4300 4300 4300 4300 qLn=3KN/m ĐAH Vh y6 y5 y4 y1 y2 y3=1 M 1.75x1.25x1.285x145 1.25x9.3x3.3 445.9kn.m ht 34m 34m 2.57*2.57 3.3m2 M 2 Nội lực tính toán : + Mômen: g *l 2 P*l 42.16x3.32 100.7*3.3 M= 1 tt a M 445.9 = 714.5(KNm) 2 2 ht 2 2 1. Tính và bố trí cốt thép: 2 - Bêtông mũ trụ dùng mác 300 có Ru = 150kg/cm 2 - Chọn cốt thép loại AII có Ra = 2400kg/cm với h0 = h – a = 150 – 5 = 145 cm (lấy a = 5cm) M 714.5*104 A = 2 2 = 0.014 R u *b*h0 150*160*145 = 0,5*(1 + 1 2A ) = 0.5*(1 + 1 2*0.014 ) = 0.99 4 M 714.5*10 2 Fa = = 20.74 (cm ) R a * *h0 2400*0.99*145 2 Chọn 7 thanh 22 có Fa = 26.61 cm với a = 15cm. Để an toàn ta chọn 10 thanh 22 IV.Tính toán móng cọc khoan nhồi.: Theo quy trình 22TCN 272-05, việc kiểm toán sức chịu tải của cọc quy định trong điều 10.5 theo trạng thái giới hạn sử dụng và trạng thái giới hạn c•ờng độ. Trong phạm vi đồ án, chỉ thực hiện kiểm toán sức chịu tải của cọc theo khả năng kết cấu và đất nền. SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 84 -
  85. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Với nội lực đầu cọc xác định đ•ợc, ta sẽ tiến hành kiểm tra khả năng chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc và khả năng chịu tải của lớp đá gốc đầu mũi cọc. Số liệu tính toán: Đ•ơng kính thân cọc 1000 mm Đ•ờng kính thanh cốt thép dọc 25 mm C•ờng độ bê tông cọc 30 Mpa C•ờng độ cốt thép cọc 420 Mpa Cự li cọc theo ph•ơng dọc cầu 3000 mm Cự li cọc theo ph•ơng ngang cầu 3000 mm Bố trí cọc trên mặt bằng 840 100 1 2 3 y 300 x 500 6 5 4 100 120 300 300 120 I.4.7 1.Xác định sức chịu tải cọc: + Chọn cọc khoan nhồi bằng BTCT đ•ờng kính D = 1,0m, khoan xuyên qua các 0 lớp đất dính có góc ma sát ( f )i và lớp cát sỏi cuội có góc ma sát f = 45 . + Bê tông cọc mác #300. + Cốt thép chịu lực 20 25 có c•ờng độ 420MPa. Đai tròn 10 a200. 1.1.Xác định sức chịu tải trọng nén của cọc nhồi theo vật liệu làm cọc: 2 - Bê tông cấp 30 có fc’ =300 kg/cm - Cốt thép chịu lực AII có Ra=2400kg/cm2 2.2. Xác định sức chịu tải của cọc: vật liệu : 2 - Bê tông cấp 34 có fc’ =340 kg/cm - Cốt thép chịu lực AII có Ra=2400kg/cm2 * . Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Sức chịu tải của cọc D=1000mm SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 85 -
  86. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Theo điều A5.7.4.4-TCTK sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc tính theo công thức sau PV = .Pn . Với Pn = C•ờng độ chịu lực dọc trục danh định có hoặc không có uốn tính theo công thức : Pn = .{m1.m2.fc’.(Ac - Ast) + fy.Ast)= 0,50.0.85[0,85. fc’.(Ac - Ast) + fy.Ast] Trong đó : = Hệ số sức kháng, =0.50 m1,m2 : Các hệ số điều kiện làm việc. fc’ =34MPa: Cường độ chịu nén nhỏ nhất của bêtông fy =340MPa: Giới hạn chảy dẻo quy định của thép Ac: Diện tích tiết diện nguyên của cọc 2 2 Ac=3.14x1000 /4=785000mm 2 Ast: Diện tích của cốt thép dọc (mm ). Hàm l•ợng cốt thép dọc th•ờng hợp lý chiếm vào khoảng 1.5-3%. với hàm l•ợng 2% ta có: 2 Ast=0.02xAc=0.02x785000=15700mm Vậy sức chịu tải của cọc theo vật liệu là: 3 PV =0.50x0,85x[0,85x34x(785000-15700)+ 340x15700] = 16709.6x10 (N). Hay PV = 1670.9 (T). *. Sức chịu tải của cọc theo đất nền: Pn=Pđn -Sức chịu tải của cọc đ•ợc tính theo công thức sau: (10.7.3.2-2 22TCN-272-05 ) Với cọc ma sát: Pđn = pq*PP+ qs*PS Có: Pp = qp.Ap Ps = qs.As +Pp : sức kháng mũi cọc (N) +Ps : sức kháng thân cọc (N) +qp : sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) +qs : sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) Qs= 0.0028xNi ≤0.19 (Mpa) _Theo Quiros & Reese (1977) 2 +As : diện tích bề mặt thân cọc (mm ) 2 +Ap : diện tích mũi cọc (mm ) SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 86 -
  87. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + qp : hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định cho trong Bảng 10.5.5-3 dùng cho các ph•ơng pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc. Đối với đất cát qp = 0,55. + qs : hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc cho trong Bảng 10.5.5-3 dùng cho các ph•ơng pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc. Đối với đất sét qs = 0,65.Đối với đất cát qs = 0,55. - Sức kháng thân cọc của Trụ : Khi tính sức kháng thành bên bỏ qua 1D tính từ chân cọc trở lên. Sức chịu tải của cọc trụ T2 theo ma sát thành bên Chiều Diện tích Chiều dày bề mặt dày 3 Lớp tính Trạng cọc qs=0,0028.N.10 Ps=As.qs thực N đất toán thái As=Ltt.P (KN) (KN) Lt Ltt =3,14.Ltt (m) (m) (m2) Lớp 1 5 5 Vừa 12 15.7 33.6 572.5 Lớp 2 5 5 Rời 6 15.7 16.8 264 Lớp 3 6 6 Vừa 23 18.8 64.4 1210.7 Lớp 4 - 9 Chặt 35 28.3 98 2774 PS 4821 -Sức kháng mũi cọc: 3 PP = 0,057.N.10 = 0,057.35.1000 =1995 (KN) Tổng sức chịu tải của một cọc đơn: Pđn = 0,55.PP+0,55.PS = 0,55x1995+0,55x4821 = 3749(KN) =374.9(T) 2.Tính toán nội lực tác dụng lên các cọc trong móng: Đối với móng cọc đài thấp thì tải trọng nằm ngang coi nh• đất nền chịu, nội lực tại mặt cắt đáy móng Công thức kiểm tra: Pmax Pc Trong đó: - Pmax : Tải trọng tác động lên đầu cọc - Pc : Sức kháng của cọc dã đ•ợc tính toán ở phần trên Tải trọng tác động lên đầu cọc đ•ợc tính theo công thức SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 87 -
  88. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP P M x .ymax M y .xmax Pmax n n n 2 2 yi xi 1 1 Trong đó : - P : tổng lực đứng tại đáy đài . - n : số cọc, n = 6 - xi, yi : toạ độ của cọc so với hệ trục quán tính chính trung tâm - Mx , My : tổng mômen của tải trọng ngoài so với trục đi qua trọng tâm của tiết diện cọc tại đáy đài theo 2 ph•ơng x, y. Kiểm toán cọc với Pc=374.9KN Trạng thái GHCĐ I NZ= 11795.4KN MX= 8010.8KNm MY =5355.6KNm Cọc Xi (m) Yi (m) X2i (m2) Y2i (m2) Yêu cầu 1 -3.0 1.5 9 2.25 đạt 2 0 -1.5 0 2.25 đạt 3 3 1.5 9 2.25 đạt 4 -3 -1.5 9 2.25 đạt 5 0 1.5 0 2.25 đạt 6 3 -1.5 9 2.25 đạt SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 88 -
  89. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG II TíNH TOáN bản mặt cầu - tính toán dầm chủ A : Tính toán bản mặt cầu +Chiều dài tính toán: L = 34m +Khổ cầu: B=(10 + 2 x 0,5)m +Tải trọng: đoàn xe HL93. +Quy trình thiết kế BGTVT 22 TCN 272-05. +Tiêu chuẩn thiết kế đ•ờng ôtô TCVN4054-05. Vật liệu : ' +C•ờng độ bêtông 28 ngày tuổi fc 30MPa . +C•ờng độ thép th•ờng Fy 400MPa . I .Ph•ơng pháp tính toán nội lực bản mặt cầu. -áp dụng ph•ơng pháp tính toán gần đúng theo TCN 4.6.2( điều 4.6.2 của 22TCN272-05) . Mặt cầu có thể phân tích nh• một dầm liên tục trên các gối là các dầm. II. Xác định nội lực bản mặt cầu Sơ đồ tính và vị trí tính nội lực: Bản mặt cầu làm việc theo hai giai đoạn. - Giai đoạn một : Khi ch•a nối bản , bản làm việc nh• một dầm cống son ngàm ở s•ờn dầm - Giai đoạn hai : Sau khi nối bản, bản đ•ợc nối bằng mối nối •ớt, đổ trực tiếp với dầm ngang. SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 89 -
  90. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP mặt cắt ngang cầu 1 1 2 mặt cắt ?AGI NH?P 2 mặt cắt gối 1100 50 1000 50 A 50 50 50 50 86.5 20 150 110 220 220 220 220 110 A a b c d e 1700 200 150 200 1200 1700 200 200 200 300 1.Xác định chiều rộng bản cánh hữu hiệu: -Tổng chiều dài một dầm là 34 m , để hai đầu dầm mỗi bên 0.3m để kê len gối . Nh• vậy chiều dài tính toán của nhịp cầu là: 33.4m. Đối với dầm giữa : *Bề rộng bản cánh hữu hiệu có thẻ lấy giá trị nhỏ nhất của : + 1/4 chiều dài nhịp =33400/4 = 8350 mm + 12 lần độ dày trung bình của bản cộng với số lớn nhất của bề dày bản bụng dầm hoặc 1/2 bề rộng bản cánh trên của dầm 1700/ 2 =12 x 200 + max 200 = 3250 mm + Khoảng cách trung bình giữa các dầm kề nhau = 2200 mm. *Đối với dầm biên : SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 90 -
  91. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bề rộng cánh dầm hữu hiệu có thể lấyđ•ợc bằng ẵ bề rộng hữu hiệu của dầm kề trong (=2200/2 = 900) cộng trị số nhỏ nhất của : + 1/8 chiều dàI nhịp hữu hiệu = 33400/8 = 4175mm + 6 lần trung bình chiều dầy của bản cộng số lớn hơn giữa 1/2 độ dầy bản bụng hoặc bề dầy bản cánh trên của dầm chính : 200/ 2 = 6 x 200 + max 1700/ 4 = 1625 +Bề rộng phần hẫng = 900 mm be = 900 + 900 = 2200 mm. Kết luận bề rộng cánh hữu hiện: Dầm giữa ( bi) 2200 mm Dầm biên (be) 2200 mm SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 91 -
  92. - 92 - 120895 - Linh ỹ S ựi B SVTH: CẦU MẶT BẢN TOÁN TÍNH 1.00 L 0.2700 L 0.3650 L 0.4920 L 1+1.27 L/S 0.90 L 0.2430 L 0.3285 L 0.4428 L 1+1.143 L/S 0.80 L 0.2160 L 0.2920 L 0.3936 L 1+1.016 L/S 0.70 L 0.1890 L 0.2555 L 0.3444 L 1+0.889 L/S 0.60 L 0.1620 L 0.2190 L 0.2952 L 1+0.762 L/S 0.50 L 0.1350 L 0.1825 L 0.2460 L 1+0.635 L/S L 0.40 L 0.1080 L 0.1460 L 0.1968 L 1+0.508 L/S 0.30 L 0.0810 L 0.1095 L 0.1476 L 1+0.381 L/S 0.20 L 0.0540 L 0.0730 L 0.0984 L 1+0.254 L/S 0.10 L 0.0270 L 0.0365 L 0.0492 L 1+0.127 L/S 1.0000 DAH M200 0.0265 S 0.0367 S 0.0494 S 0.8753 200 0.0514 S 0.0743 S 0.0994 S 0.7486 0.0731 S 0.1134 S 0.1508 S 0.6294 0.0900 S 0.1150 S 0.2040 S 0.5100 0.1004 S 0.1998 S 0.1598 S 0.3996 S 0.1029 S 0.1486 S 0.1189 S 0.2971 0.0954 S 0.1022 S 0.0818 S 0.2044 0.0771 S 0.0614 S 0.0491 S 0.1229 0.0458 S 0.0271 S 0.0217 S 0.0542 Phần mútPhần kể Không 300 mút thừamút 0.0387 S 0.0194 S 0.0155 S 0.0387 thừa 0.0634 S 0.0317 S 0.0254 S 0.0634 0.0761 S 0.0381 S 0.0305 S 0.0761 0.0789 S 0.0394 S 0.0315 S 0.0789 0.0737 S 0.0368 S 0.0295 S 0.0737 S 0.0736 S 0.0313 S 0.0250 S 0.0626 Tổng d.tích Diện tích ( D Tổng d.tích Diện tích ( Diện tích(+) 0.0476 S 0.0328 S 0.0191 S 0.0476 iện tích(+) 0.0309 S 0.0154 S 0.0123 S 0.0309 0.0143 S 0.0072 S 0.0057 S 0.0143 0.0104 S 0.0052 S 0.0042 S 0.0104 400 - - ) ) 0.0171 S 0.0086 S 0.0069 S 0.0171 0.0206 S 0.0103 S 0.0083 S 0.0206 - - M200 0.0107 S 0.0086 S 0.0214 0.5000 0.5000 0.0214 S 0.0201 S 0.0100 S 0.0080 S 0.0201 S 0 0.0171 S 0.0086 S 0.0069 S 0.0171 0.0131 S 0.0066 S 0.0053 S 0.0131 0.0086 S 0.0043 S 0.0034 S 0.0086 - - - 0.0772 0.0986 M204 0.2460 0.2460 0.0214 0.0040 S 0.0020 S 0.0016 S 0.0040 0 0.0031 S 0.0015 S 0.0012 S 0.0031 0.0051 S 0.0026 S 0.0021 S 0.0051 500 0.0064 S 0.0032 S 0.0026 S 0.0064 - - - 0.0714 0.0982 M205 0.1825 0.1825 0.0268 0.0069 S 0.0034 S 0.0027 S 0.0069 S 0 0.0067 S 0.0033 S 0.0027 S 0.0067 0.0060 S 0.0030 S 0.0024 S 0.0060 0.0049 S 0.0024 S 0.0020 S 0.0049 0.0034 S 0.0017 S 0.0014 S 0.0034 - M300 0.1350 0.1350 0.1071 0.0134 0.1205 0.0018 S 0.0009 S 0.0007 S 0.0018 0 600 1+0.635L/S 1+0.635L/ 0 - 0.3928 0.4464 S 0.0536 R200 S 700 L DAH M300 DAHM205 DAH M204 DAH R200 Đ Ồ ÁN TỐT NGHIỆP TỐT ÁN Ồ
  93. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I .XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI Tớnh cho 1 mm chiều rộng của dải bản 1.Trọng lượng bản thõn mặt cầu phần kờ 2 cạnh: -6 -3 WS = HB. γ C =200.24.10 = 4,8.10 (N/mm) Trong đú: γC: trọng lượng riờng của bản mặt cầu 3 3 -6 3 γ C = 2,4 (T/m ) = 24(KN/m ) = 24.10 (N/mm ) 2.Trọng lượng bản mỳt thừa : W0 = H0. γ C 180 Ho =HB + 80 =200 + 80=280 ( mm ) -6 -3 Wo = 280 .24.10 = 6,72 .10 (N/mm2) 3.Trọng lượng của lớp phủ : 535 WDW = HDW . γ DW HDW = 70 (mm) 865 -5 3 γ DW = 2,25.10 N/mm 150 -5 -3 WDW = 70.2,25.10 =1,575.10 (N/mm) 225 4. Trọng lượng của lan can Pb Pb = [(865.180 )+(Bc -180).75+ 75 50 255 50.255 +535. + (Bc -230) . 2 2 50 Bc - 230 Bc - 180 ] .γ c Bc Pb = [(865.180 )+(500 -180).75+ 50.255 +535. + (500-230) . 255 ] . 24.10-6 2 = 5,766 (N) II .TÍNH NỘI LỰC BẢN MẶT CẦU - Sơ đồ tớnh của BMC là 1 dải bản ngang được giả thiết .Như 1dầm liờn tục kờ lờn cỏc gối cứng là cỏc dầm chủ - Nội lực tớnh cho dải bản ngang cú chiều rộng 1mm 1. Nội lực do tĩnh tải 1.1 Nội lực do BMC Ws SVTH: Bựi Sỹ Linh - 120895 - 93 -