đồ án tốt nghiệp ngành xây dựng cầu đường với đề tài thiết kế cầu việt trì – ba vì, vượt sông hồng, nối quốc lộ 32 với quốc lộ 32c
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (491.37 KB, 47 trang )
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
Ngành Kĩ thuật cầu
LỜI CẢM ƠN
Trong giai đoạn phát triển hiện nay, nhu cầu về xây dựng hạ tầng cơ sở đã trở
nên thiết yếu nhằm phục vụ cho sự tăng trưởng nhanh chóng và vững chắc của đất
nước, trong đó nổi bật lên là nhu cầu xây dựng, phát triển mạng lưới giao thông vận
tải.
Với nhận thức về tầm quan trọng của vấn đề trên, là một sinh viên ngành Xây
dựng Cầu đường thuộc trường Đại học Hàng Hải Việt Nam, trong những năm qua, với
sự dạy dỗ tận tâm của các thầy cô giáo trong khoa, em luôn cố gắng học hỏi và trau
dồi chuyên môn để phục vụ tốt cho công việc sau này, mong rằng sẽ góp một phần
công sức nhỏ bé của mình vào công cuộc xây dựng đất nước.
Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp với đề tài Thiết kế cầu Việt Trì – Ba Vì, vượt
sông Hồng, nối Quốc lộ 32 với Quốc lộ 32C đã phần nào giúp em làm quen với nhiệm
vụ thiết kế một công trình giao thông để sau này khi tốt nghiệp ra trường sẽ bớt đi
những bỡ ngỡ trong công việc.
Do thời gian có hạn, tài liệu thiếu thốn, trình độ còn hạn chế và lần đầu tiên vận
dụng kiến thức cơ bản để thực hiện tổng hợp một đồ án lớn nên chắc chắn em không
tránh khỏi những thiếu sót. Vậy kính mong quý thầy cô thông cảm và chỉ dẫn thêm
cho em.
Cuối cùng cho phép em được gửi lời cảm ơn, lời chúc sức khỏe tới Ban giám hiệu
nhà trường, Ban lãnh đạo Khoa Công Trình, cùng toàn thể các thầy cô giáo trong bộ
môn Kỹ Thuật Cầu Đường, đặc biệt là thầy giáo trực tiếp hướng dẫn tốt nghiệp Thầy
Nguyễn Phan Anh, và Giáo viên đọc duyệt đồ án đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em
hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Hải Phòng, ngày 19 tháng 05 năm 2016
Tạ Kim Huy
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 1
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
Ngành Kĩ thuật cầu
PHẦN I:
THIẾT KẾ SƠ BỘ
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 2
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
Ngành Kĩ thuật cầu
CHƯƠNG I:
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG
1.1. VỊ TRÍ XÂY DỰNG CẦU
Cầu Việt Trì – Ba Vì có điểm đầu giao với Quốc lộ 32C, lý trình Km3+100 thuộc
địa phận phường Thọ Sơn, thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ; điểm cuối nối với Quốc
lộ 32, lý trình Km59+300 thuộc địa phận xã Phú Sơn, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội.
Khu vực xây dựng cầu là vùng đồng bằng, bờ sông rộng và bằng phẳng, dân cư
tương đối đông.
1.2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Báo cáo nghiên cứu khả thi xây dựng cầu Việt Trì – Ba Vì nghiên cứu những nội dung
chủ yếu sau đây :
+ Lựa chọn quy mô công trình và tiêu chuẩn kỹ thuật.
+ Chọn phương án kỹ thuật cầu và các giải pháp xây dựng.
+ Xác định tổng mức đầu tư.
+ Phân tích hiệu quả tài chính, kinh tế.
+ Nghiên cứu tác động môi trường ban đầu.
+ Kiến nghị phương thức đầu tư.
1.3. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN NƠI XÂY DỰNG CẦU :
1.3.1. Địa hình :
Khu vực xây dựng cầu nằm trong vùng đồng bằng, hai bên bờ sông tương đối bằng
phẳng rất thuận tiện cho việc vận chuyển vật liệu, máy móc thi công cũng như việc tổ
chức xây dựng cầu.
1.3.2. Khí hậu :
Khu vực xây dựng cầu có khí hậu nhiệt đới gió mùa. Thời tiết phân chia rõ rệt theo
mùa, lượng mưa tập trung chủ yếu vào mùa hè. Ngoài ra ở đây còn chịu ảnh hưởng
trực tiếp của gió mùa đông bắc vào những tháng mưa, độ ẩm ở đây tương đối cao.
1.3.3. Thủy văn :
Các số liệu đo đạc thủy văn cho thấy chế độ thủy văn ở khu vực này ổn định, mực
nước chênh lệch giữa hai mùa: mùa mưa và mùa khô là tương đối lớn, sau nhiều năm
khảo sát đo đạc ta xác định được:
MNCN: -1,3m.
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 3
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
Ngành Kĩ thuật cầu
MNTT: -5,1m
MNTN: -6,5m
1.3.4. Địa chất :
Trong quá trình khảo sát đã tiến hành khoan thăm dò địa chất và xác định được các
lớp địa chất như sau:
Lớp 1: Sét pha dày 13,4m.
Lớp 2: Sét pha nâu dày 2,26m.
Lớp 3: Cát nhỏ dày 1,8m.
Lớp 4 : Cát vừa dày vô hạn.
1.3.5. Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu :
Vật liệu đá: vật liệu đá được khai thác tại mỏ gần khu vực xây dựng cầu. Đá được
vận chuyển đến vị trí thi công bằng đường bộ một cách thuận tiện. Đá ở đây đảm bảo
cường độ và kích cỡ để phục vụ tốt cho việc xây dựng cầu.
Vật liệu cát: cát dùng để xây dựng được khai thác gần vị trí thi công, đảm bảo độ
sạch, cường độ và số lượng.
Vật liệu thép: sử dụng các loại thép trong nước như thép Thái Nguyên,… hoặc các
loại thép liên doanh như thép Việt-Nhật, Việt-Úc…Nguồn thép được lấy tại các đại lý
lớn ở các khu vực lân cận.
Xi mămg: hiện nay các nhà máy xi măng đều được xây dựng ở các tỉnh thành luôn
đáp ứng nhu cầu phục vụ xây dựng. Vì vậy, vấn đề cung cấp xi măng cho các công
trình xây dựng rất thuận lợi, luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu cầu công
trình đặt ra.
Thiết bị và công nghệ thi công: để hòa nhập với sự phát triển của xã hội cũng như
sự cạnh tranh theo cơ chế thị trường thời mở cửa, các công ty xây dựng công trình giao
thông đều mạnh dạn cơ giới hóa thi công, trang bị cho mình máy móc thiết bị và công
nghệ thi công hiện đại nhất đáp ứng các yêu cầu xây dựng công trình cầu.
Nhân lực và máy móc thi công: hiện nay trong tỉnh có nhiều công ty xây dựng cầu
đường có kinh nghiệm trong thi công. Về biên chế tổ chức thi công các đội xây dựng
cầu khá hoàn chỉnh và đồng bộ. Cán bộ có trình độ tổ chức và quản lí, nắm vững về kỹ
thuật, công nhân có tay nghề cao, có ý thức trách nhiệm cao. Các đội thi công được
trang bị máy móc thiết bị tương đối đầy đủ. Nhìn chung về vật liệu xây dựng, nhân
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 4
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
Ngành Kĩ thuật cầu
lực, máy móc thiết bị thi công, tình hình an ninh tại địa phương khá thuận lợi cho việc
thi công đảm bảo tiến độ đã đề ra.
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 5
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
Ngành Kĩ thuật cầu
CHƯƠNG II:
QUY MÔ VÀ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
2.1. QUY MÔ CÔNG TRÌNH
+ Quy mô xây dựng : cầu thiết kế vĩnh cửu.
+ Tần suất thiết kế 1%.
2.2. QUY MÔ MẶT CẮT NGANG CẦU
Mặt cắt ngang cầu Việt Trì – Ba Vì dự kiến xây dựng phải được xem xét dựa trên các
khía cạnh :
+ Thỏa mãn lưu lượng phương tiện qua cầu trong chu trình dự án.
+ Phù hợp với quy hoạch tuyến đường đầu cầu.
Mặt cắt ngang điển hình cầu Việt Trì – Ba Vì :
+ Làn xe cơ giới : 2x3,5m = 7m.
+ Vạch kẻ ngăn giữa các làn xe : không tính.
+ Làn gười đi bộ : 2x1m = 2m.
+ Lan can : 2x0,5m = 1m.
2.3. TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CẦU
2.3.1. Quy phạm thiết kế
Tiêu chuẩn thiết kế cầu 272 – 05.
2.3.2. Tải trọng thiết kế
+ Hoạt tải HL93.
+ Người đi bộ : PL = 3KN/m2.
2.3.3. Tĩnh Không và vị trí khổ thông thuyền
Mực nước thông thuyền ứng với mực nước cao có tần suất 4% : HP4%=-5,1m.
+ Tĩnh không : Với sông cấp II
-
Theo chiều cao : 9m (tính từ mực nước HP4%)
-
Theo chiều ngang : >= 60m.
+ Vị trí khổ thông thuyền : dự kiến vị trí khoang thông thuyền được bố trí tại khu vực
giữa sông nơi có mực nước sâu nhất.
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 6
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
Ngành Kĩ thuật cầu
CHƯƠNG III:
CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU
3.1. QUY PHẠM THIẾT KẾ
Tiêu chuẩn thiết kế cầu 272 – 05.
3.2. TẢI TRỌNG THIẾT KẾ
3.2.1. Tĩnh tải
Tải trọng bản thân kết cấu và các bộ phận phi kết cấu : lan can, lớp phủ mặt cầu, thiết
bị thoát nước, chiếu sáng.
3.2.2. Hoạt tải
Xe ô tô HL93 theo quy định 3.6 [22TCN 272 – 05], cụ thể như sau :
-
Ứng lực lớn nhất của hoạt tải xe phải được lấy theo giá trị lớn hơn của các
trường hợp :
+ Hiệu ứng của xe hai trục thiết kế tổ hợp với tải trọng làn thiết kế.
+ Hiệu ứng của xe ba trục thiết kế tổ hợp với tải trọng làn thiết kế.
-
Đối với momen âm giữa các điểm uốn ngược chiều khi chịu tải trọng rải đều
trên các nhịp và chỉ đối với phản lực gối giữa thì lấy 90% hiệu ứng của 2 xe
tải thiết kế có khoảng cách trục bánh trước xe này cách trục cách trục bánh
sau xe kia là 15m tổ hợp với 90% hiệu ứng của tải trọng làn thiết kế, khoảng
cách giữa các trục 145KN của mỗi xe tải lấy bằng 4,3m.
3.2.3. Tổ hợp tải trọng
Tổ hợp tải trọng thẳng đứng của trạng thái giới hạn cường độ I được tính theo :
η ∑ γ i .Qi = η γ p .DC + γ p .DW + 1, 75. ( LL + IM )
Trong đó :
-
η = η D .η R .ηt ≥ 0,95
-
η D = 1 cho các cấu kiện và liên kết có các biện pháp tăng thêm tính dẻo –
cốt thép trong bản xét tới chảy khi thiết kế. [1.3.3 22TCN 272 – 05]
-
η R = 1 dầm liên tục (mức dư đặc biệt). [1.3.4 22TCN 272 – 05]
-
ηt = 1, 05 cầu quan trọng. [1.3.5 22TCN 272 – 05]
→ η = 1.1.1, 05 = 1, 05
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 7
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
Ngành Kĩ thuật cầu
γ p = 1, 25 với DC, γ p = 1,5 với DW, IM=25%.
3.3. NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU
3.3.1. Nguyên tắc lựa chọn phương án kết cấu nhịp cầu chính
-
Phù hợp với điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn khu vực xây dựng cầu.
-
Là điểm nhấn kiến trúc trong tổng thế công trình và không gian khu vực.
-
Thỏa mãn yêu cầu về thông thuyền, kết cấu nhịp chính có khẩu độ lớn đảm
bảo yêu cầu khổ thông thuyền H=9m, B=60m.
-
Hạn chế tối đa ảnh hưởng đến khả năng thoát nước dưới cầu.
-
Khả năng thi công của các đơn vị thi công.
-
Giá thành xây dựng hợp lý.
3.3.2. Nguyên tắc lựa chọn phương án kết cấu nhịp cầu dẫn
-
Rút ngắn thời gian thi công.
-
Khẩu độ nhịp đảm bảo giảm thiểu ảnh hưởng thoát nước của dòng chảy.
-
Giá thành công trình hạ.
3.4. CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU
Trên cơ sở các nguyên tắc nêu trên, các phương án kết cấu được đưa ra để xem xét :
3.4.1. Phương án 1 : Cầu dầm liên tục
-
Sơ đồ cầu : 38 + 55 + 85 +55 +38 = 271m.
-
Nhịp chính : Cầu liên tục 3 nhịp 55 + 85 + 55 = 195m.
-
Nhịp dẫn : Cầu dầm BTCT DƯL, tiết diện I chiều dài nhịp 38m.
3.4.2. Phương án 2 : Cầu giàn thép
-
Sơ đồ cầu : 38 + 3x65 +38 = 271m.
-
Nhịp chính : Cầu giàn thép nhịp giản đơn, 3 nhịp 3x65 = 195m.
-
Nhịp dẫn : Cầu dầm liên hợp thép - bê tông cốt thép , chiều cao dầm 1.2m
gồm 5 dầm được liên kết với nhau bằng hệ liên kết ngang.
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 8
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
Ngành Kĩ thuật cầu
CHƯƠNG IV:
THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM LIÊN TỤC
4.1. GIỚI THIỆU PHƯƠNG ÁN
-
Sơ đồ nhịp : 38 + 55 + 85 + 55 + 38 = 271m.
-
Làn xe cơ giới : 2x3,5 = 7m.
-
Vạch kẻ giữa các làn xe (20cm) không tính.
-
Làn người đi bộ : 2x1 = 2m.
-
Lan can : 2x0,5 = 1m.
-
Bề rộng cầu là 10m, độ dốc ngang cầu là 2%.
-
Khổ thông thuyền : B=9m, H=60m.
-
Trắc dọc cầu : toàn bộ chiều dài cầu nằm trên đường thẳng, độ dốc dọc cầu
là 0%.
4.2. PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU
4.2.1. Kết cấu phần trên
- Phần nhịp chính vượt dòng chủ là kết cấu dầm liên tục ba nhịp làm bằng BTCT
DƯL với sơ đồ nhịp 55 + 85 + 55 (m)
- Kết cấu nhịp chính dạng có tiết diện hình hộp chiều cao thay đổi, đáy dầm dạng
đường cong bậc 2.
- Phần nhịp dẫn hai phía bờ sử dụng kết cầu nhịp dầm giản đơn, mặt cắt chữ I
nhịp dài 38m.
4.2.2. Kết cấu phần dưới
-
Cầu gồm 2 mố M1, M2 và 4 trụ T1, T2, T3, T4.
-
Trụ phần cầu chính dùng trụ thân rộng bằng BTCT.
-
Trụ cầu dẫn dùng trụ thân hẹp bằng BTCT.
-
Hai mố dùng mố chữ U-BTCT.
-
Móng dùng móng cọc khoan nhồi BTCT.
4.3. KÍCH THƯỚC CẤU TẠO DẦM CHỦ
4.3.1. Cấu tạo dầm chủ
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 9
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
Ngành Kĩ thuật cầu
4.3.1.1. Cấu tạo chung
Sử dụng kết cấu dầm hộp bêtông cốt thép, dạng thành xiên, bêtông dầm có cường độ
28 ngày f’c (mẫu hình trụ): 40 Mpa, cốt thép DƯL dùng loại tao có đường kính
15,2mm và 12,7mm.
Mặt cắt ngang cầu có cấu tạo như sau:
1/2 mặt cắt ngang tại gối trên trụ
1/2 mặt cắt ngang tại gối trên mố
500
600
600
500
3500
3500
1000
1000
1370
1000
250
250
459
2000
1370
250
1171
500
1000
1000
250
500
250
600
600
1000
500
1500
4000
1
250
5
250
5
1
250
500
800
450
250
2321
1921
Hình 1: Mặt cắt ngang dầm tại trụ và mố.
.
500
600
600
500
3500
3500
1000
250
1000
500
250
5
1370
250
250
500
2000
1370
250
1000
250
1000
1000
2000
250
600
600
1000
500
500
250
5
1
1
2321
2321
Hình 2: Mặt cắt ngang dầm tại giữa nhịp
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 10
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
Ngành Kĩ thuật cầu
4.3.1.2. Phương trình đường cong đáy dầm:
Đường cong đáy dầm thay đổi theo quy luật đường cong Parabol bậc 2 có phương
trình tổng quát y=ax 2 +bx+c ,các tham số a,b,c được xác định như sau :
Ho
Hg
Chọn hệ trụ tọa độ tại điểm trên đỉnh trụ chính :
C
A
B
Hình 3: Hệ tọa độ đường cong đáy dầm
- Gốc tọa độ tại điểm nằm ngang cách tim gối 1.5 m.
Đường cong đi qua 3 điểm A,B,C, dựa vào tọa độ của 3 điểm này ta sẽ xác định được
các tham số a,b,c của phương trình.
+ Điểm A trùng với gốc tọa độ, do đó tọa độ điểm A(0 ; 0) => c=0
+ Tọa độ điểm B(82 ; 0)
+ Tọa độ điểm C(41 ; 2). Từ tọa độ hai điểm B,C ta có hệ phương trình sau để xác
định a và b :
y B = x 2B .a+x B .b+c
2
y C = x C .a+x C .b+c
a = −0, 001189
b = 0, 0976
Từ hệ phương trình trên ta có :
Phương trình đường cong đáy dầm : y1 = −0.001189 x12 + 0.0976 x1
4.3.1.3. Phương trình đường cong thay đổi của chiều dày bản đáy:
- Phương trình đường cong là đường Parabol bậc 2 có dạng: y = ax2 + bx + c
- Gốc tọa độ tại điểm nằm ngang cách tim gối 1.5 m.
- Phương trình đi qua 2 điểm: C( 41; 2,25 ), B( 82; 0,8 ) với c = 0.8.
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 11
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
Ngành Kĩ thuật cầu
- Thay số, và giải hệ phương trình ta có:
a = -0.000863
b = 0.0707
- Vậy phương trình đường cong thay đổi chiều dày bản đáy có dạng:
y2 = -0,001101x12 + 0.0805x1 + 0,8
4.3.1.4. Phân đoạn đúc kết cấu nhịp cầu chính
- Công tác chia đốt dầm tùy thuộc vào năng lực của xe đúc. Ta chia như sau:
+ Đốt K0 có chiều dài 12m.
+ Các đốt K1-K4 có chiều dài 3 m.
+ Đốt K5 có chiều dài 3,5m.
+ Các đốt K6-K10có chiều dài 4m.
+ Đốt hợp long nhịp nhịp biên, nhip giữa có chiều dài 2 m.
+ Đốt đúc trên đà giáo nhịp biên có chiều dài 10,5m.
- Sơ đồ phân đoạn đúc KCN :
4500
k1
1000
k0
10500
Dóc trªn ®µ gi¸o
k0
2000
4000
hl k10
3000
3000
3000
3000
3500
4000
4000
4000
4000
k1
k2
k3
k4
k5
k6
k7
k8
k9
4000
4000
4000
4000
3500
3000
3000
3000
3000
k9
k8
k7
k6
k5 k4 k3 k2 k1
4500
k0
3000
4000
1000
k10 hl
4500
3000
k0
k1
Hình 4: Sơ đồ phân đoạn đúc KCN
4.3.1.5. Đặc trưng hình học.
- Để tính toán đặc trưng hình học ta có thể sử dụng công thức tổng quát như sau để
tính:
+ Diện tích mặt cắt:
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 12
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
Ngành Kĩ thuật cầu
F = 1/2.∑ ( xi - xi+1)(yi +yi+1).
+ Tọa độ trọng tâm mặt cắt:
yc = 1/6.F.∑ (xi - xi+1)(yi2 + yi.yi+1+ yi+12).
+ Mômen tĩnh của mặt cắt đối với trục x :
Sx = 1/6.∑ (xi - xi+1)(yi3 + yi2.yi+1 + yi.yi+12 + yi+13).
+ Mômen quán tính đối với trục trung hòa:
Jth = Jx - yc2.F.
- Trên cơ sơ các phương trình đường cong đáy dầm và đường cong thay đổi chiều dày
bản đáy lập được ở trên ta xác định được các kích thước cơ bản của từng mặt cắt dầm.
- Bảng tính cao độ đáy dầm, chiều dày bản đáy, chiều cao dầm:
Trong đó:
+ x: Khoảng cách từ gốc tọa độ đến mặt cắt đang xét.
+ y1: Khoảng cách từ đáy dầm đến trục x.
+ y2: Khoảng cách từ đáy dầm (mép trong) đến trục x.
+ y3: Khoảng cách từ đỉnh dầm đến trục x.
+ hdam: Chiều cao mặt cắt đang xét, hdam = y3 - y1.
+t: Chiều dày bản đáy, t = y2 - y1.
- Tính toán dầm tại các mặt cắt:
Bảng 1. Tính toán dầm tại các mặt cắt
Tên
x
y1
y2
y3
hdam
t
mặt cắt
K0
K0’
K1
K2
K3
K4
K5
K6
(m)
0.00
4.5
7.5
10.5
13.5
16.5
20.5
24
(m)
0.00
0.42
0.67
0.89
1.10
1.29
1.50
1.66
(m)
0.8
1.10
1.28
1.45
1.60
1.73
1.89
2.00
(m)
4
4
4
4
4
4
4
4
(m)
4
3.58
3.33
3.11
2.90
2.71
2.50
2.34
(m)
0.8
0.68
0.61
0.56
0.50
0.44
0.39
0.34
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 13
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
K7
K8
K9
K10
KHL
28
32
36
40
41
1.80
1.91
1.97
2.00
2.00
2.10
2.18
2.23
2.25
2.25
Ngành Kĩ thuật cầu
4
4
4
4
4
2.20
2.09
2.03
2.00
2.00
0.30
0.27
0.26
0.25
0.25
Trong đó :
+ x : tọa độ mặt cắt với gốc tọa độ trùng với gốc tọa độ của phương trình đường cong.
+ h : chiều cao dầm tại các mặt cắt
4.3.1.6. Quy đổi về mặt cắt chữ T
a) Xác định bề rộng cánh hữu hiệu be
- Theo điều 4.6.2.6.2 Quy trình 22TCN272-05 quy định bề rộng bản cánh hữu hiệu
với dầm hộp đúc sẵn như sau: Có thể giả thiết các bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu
bằng bề rộng bản cánh thực nếu như:
+ b ≤ 0,1.li
+ b ≤ 3.do
Trong đó:
+ d0: Chiều cao của kết cấu nhịp, d0 = 4000mm.
+ li: Chiều dài nhịp quy ước.
- Đối với dầm liên tục, li = 0.8l đối với nhịp cuối; li = 0.6l đối với nhịp giữa.
- Đối với mặt cắt trên trụ, ta có li = 0,8.55000 = 44000mm.
+ b: Chiều rộng thực của bản cánh tính từ bản bụng dầm ra mỗi phía, nghĩa là b 1,
b2, b3 trong hình vẽ (mm):
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 14
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
Ngành Kĩ thuật cầu
Hình 5. Mặt cắt ngang dầm chủ
- Với mặt cắt đỉnh trụ ta có:
b1 = 2370 mm
b2 = 2171 mm
b3 = 1921 mm
=> Max ( b1 , b2 , b3 ) = 2370mm < 3.do = 3.4000=12000mm.
Max ( b1 , b2 , b3 ) = 2370mm < 0.1li = 4400mm
=> Bề rộng bản cánh hữu hiệu be = 10000 mm
- Với mặt cắt giữa nhịp ta có:
b1 = 2370 mm
b2 = 2171 mm
b3 = 2321 mm
=> Max ( b1 , b2 , b3 ) = 2370mm < 3.do = 3.4000=12000mm.
Max ( b1 , b2 , b3 ) = 2370mm < 0.1li = 4400mm
=> Bề rộng bản cánh hữu hiệu be = 10000 mm
b) Quy đổi về mặt cắt chữ T
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 15
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
Ngành Kĩ thuật cầu
- Nguyên tắc quy đổi:
+ Chiều cao mặt cắt không đổi.
+ Diện tích mặt cắt không đổi.
Hb
Dw
ts
bs
tb
tw
bb
Hình 6 . Mặt cắt chữ T quy đổi
- Quy đổi mặt cắt sát đỉnh trụ:
+ Bề rộng bản cánh trên:
bs= 10000
mm.
+ Chiều cao bản cánh trên:
ts= 330
mm.
+ Bề rộng sườn dầm:
tw = 1000
mm.
+ Chiều cao sườn:
Dw = 270
mm.
+ Bề rộng bầu dầm:
bb = 2809
mm.
+ Chiều cao sườn dầm:
tb = 800
mm.
+ Bề rộng bản cánh trên:
bs= 10000
mm.
+ Chiều cao bản cánh trên:
ts= 330
mm.
+ Bề rộng sườn dầm:
tw = 1000
mm.
+ Chiều cao sườn:
Dw = 1370
mm.
+ Bề rộng bầu dầm:
bb = 3483
mm.
+ Chiều cao sườn dầm:
tb = 300
- Quy đổi mặt cắt giữa nhịp:
mm
4.3.2. Cấu tạo dầm ngang
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 16
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
-
Ngành Kĩ thuật cầu
Trong kết cấu nhịp cầu chính dầm ngang được đặt tại các vị trí trên gối để chịu lực
tập trung. Tại vị trí trên đỉnh trụ chính dầm ngang dày d=3m ; tại vị đầu hai nhịp biên
dày d=1m
4.3.3. Cấu tạo bản bê tông mặt cầu
-
Bản bê tông mặt cầu bằng BTCT thường, có chiều dày trung bình 300 (mm).
-
Khẩu độ tình toán phần bản hẫng phía ngoài
-
Khẩu độ tình toán phần bản phía trong Lt = 2,171 (m)
Lh = 2,370 (m)
4.3.3. Cấu tạo lớp phủ mặt cầu
-
Lớp phủ mặt cầu cấu tạo dày 124mm gồm 3 lớp :
+ Lớp BTN hạt mịn dày 7 cm
+ Lớp BTN hạt trung dày 5 cm
+ Lớp phòng nước Recon 7 dày 4 mm
4.4. MỐ CẦU
4.4.1. Cấu tạo kết cấu nhịp cầu dẫn
10000
500
1000
1000
3500
2000
3500
2000
2000
1000
2000
500
1000
Hình 7. Cấu tạo mặt cắt ngang KCN cầu dẫn
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 17
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
MÆt c¾t t¹i gèi
V¸t 20x20
Chamfer 20x20
Ngành Kĩ thuật cầu
MÆt c¾t v¸t dÇm
MÆt c¾t gi÷a nhÞp
V¸t 20x20
Chamfer 20x20
V¸t 20x20
Chamfer 20x20
Hình 8. Cấu tạo mặt cắt ngang dầm cầu dẫn
Bảng 2. Kích thước thiết kế KCN cầu dẫn
Chiều cao mặt cắt
Bề rộng bản cánh dưới
Chiều dày bản cánh dưới
Chiều cao vút bản cánh dưới
Bề rộng vút bản cánh dưới
Bề rộng bản cánh trên
Chiều dày bản cánh trên
Chiều cao vút bản cánh trên
Bề rộng vút bản cánh trên
Chiều dày sườn dầm
Chiều cao sườn dầm
Chiều dài đoạn dầm đặc phía đầu dầm:
Chiều dài đoạn vuốt sườn dầm:
Hb
bb
tb
thb
bhb
bt
tt
tht
bht
tw
Dw
Lđ
LV
1650
600
250
200
200
800
200
100
300
200
900
1400
1300
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
Bảng 3. Số liệu thiết kế phần trên
Các số liệu thiết kế
Số lượng dầm chủ
Chiều dài nhịp
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Kí hiệu
nd
Ln
Giá trị
5
38
Đơn vị
dầm
m
Trang 18
Thuyt minh ỏn tt Nghip
ng
Chiu di nhp tớnh toỏn
Khong cỏch dm ch
Khong cỏch phn hng
B rng ton cu
B rng chõn lan can
Chiu cao chõn lan can
Chiu dy bn mt cu
Chiu dy lp ph mt cu
S dm ngang
Chiu cao dm ngang
Chiu dy dm ngang
Chiu di 1 dm ngang
Chiu di on dm m rng sn
Chiu di on vut ni sn dm
Chiu dy vỏn khuụn li
Chiu rng vỏn khuụn li
Ngnh K thut cu
Ltt
S
de
Bc
Blc
Hlc
ts
hp
Ndn
Hdn
Tdn
Ldn
L1
L2
Hvk
Bvk
37.4
2000
1000
10000
500
600
200
124
20
1200
250
1799
1500
1000
80
1850
m
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
Dm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
4.4.2. Kớch thc cu to m
- Trong phn tớnh toỏn m cu la chn tớnh toỏn cho M M1
Bcau
blc
Ltc
ble
S
Vạch sơn
id%
Bxe/2
Lớp bê tông nhựa dày 5cm
Lớp phòng n ớc dày 1cm
Bản mặt cầu dày 20cm
in%
ble
blc
Vạch sơn
in%
htd
htd
Bqd/2
a1
a2
Hmo
adc
Bxm
ttc
htt
ttt
650
adc
Hmo
1:n
bvtc
tg
bdk
Lxm
tdk
hgk2
hgk1
bgk
htt
htc2
1:n
tqd
htc1
iqd%
Lqd
htc3
Bxe/2
ttd
Bmo
a6
a6
Lm
a5
a4
a3
hm
hm
bclc
Bm
a8
a7
a7
a9
Hỡnh 9. Kớch thc chung ca m
- Cn c vo cỏc s liu thit k t kt cu phn trờn, xut kớch thc s b m M 1
SVTH: T Kim Huy - Lp KC52 - H
Trang 19
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
Ngành Kĩ thuật cầu
Bảng 4. Số liệu thiết kế mố M1
Tên kích thước
- Chiều cao mố
- Chiều rộng mố
- Kích thước bệ móng
+ Chiều cao bệ móng
+ Chiều dài bệ móng (theo phương dọc cầu)
+ Chiều rộng bệ móng
- Tường đỉnh
+ Chiều cao tường đỉnh
+ Chiều dày tường đỉnh
+ Chiều rộng tường đỉnh
- Tường thân
+ Chiều cao tường thân
+ Chiều dày tường thân
+ Chiều rộng tường thân
+ Khoảng cách từ mép tường thân đến mép bệ
+ Khoảng cách từ chân tường cánh đến mép bệ
- Tường cánh
+ Phần tường cánh ngậm vào nền đường
+ Chiều dày kết cấu áo đường
+ Chiều dài tường cánh
+ Chiều dày tường cánh
+ Chiều rộng chân tường cánh.
+ Chiều rộng vát tường cánh
+ Chiều cao đuôi tường cánh
+ Chiều cao vát tường cánh
+ Chiều cao chân tường cánh
- Kích thước cấu tạo bản quá độ
+ Chiều dài bản quá độ
+ Chiều dày bản quá độ
+ Chiều rộng bản quá độ
- Kích thước gờ kê bản quá độ
+ Chiều dài gờ kê bản quá độ
+ Chiều rộng gờ kê bản quá độ
+ Chiều cao gờ kê bản quá độ
+ Chiều cao gờ kê bản quá độ
Kí hiệu giá trị đơn vị
Hmo
6170
mm
Bmo 10000 mm
hm
Lm
Bm
2000
7000
11000
mm
mm
mm
htd
ttd
Btd
1900
500
10000
mm
mm
mm
htt
ttt
Btt
a1
a2
4270
1700
10000
500
500
mm
mm
mm
mm
mm
S
tmd
1000
300
mm
mm
Ltc
7330
mm
ttc
bctc
bvtc
htc1
htc2
htc3
500
4300
3030
1550
2020
2600
mm
mm
mm
mm
mm
mm
Lqd
tqd
Bqd
6000
200
8000
mm
mm
mm
Lgk
bgk
hgk1
hgk2
8000
300
300
600
mm
mm
mm
mm
- Tại mố dùng 6 cọc khoan nhồi D1,5m dài 40m cắm sâu vào lớp cát hạt vừa.
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 20
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
500
10000
1900
1550
7330
Ngành Kĩ thuật cầu
2000
2000
2000 1000
1700
2000
2600
4270
2020
1000 2000
7000
11000
Hình 10. Kích thước mố M1
4.5. TRỤ CẦU
Kích thước cấu tạo của Trụ T1.
Cấu tạo trụ BTC
Bảng 5. Số liệu thiết kế trụ T1
Hạng mục
- Chiều cao trụ
- Chiều rộng toàn cầu.
Kích thước xà mũ trụ
+ Chiều cao xà mũ trụ
+ Chiều dài xà mũ trụ
+ Chiều rộng xà mũ trụ
- Kích thước bệ móng
+ Chiều cao bệ móng.
+ Chiều dài bệ móng.
+ Chiều rộng bệ móng
- Kích thước thân trụ.
+ Chiều cao thân trụ.
+ Chiều dày thân trụ.
+ Bán kính bo tròn thân trụ.
+ Chiều rộng thân trụ.
+ Khoảng cách từ mép bệ đến mép thân trụ (dọc
cầu)
+ Khoảng cách từ mép bệ đến mép thân trụ
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Kí hiệu
Htr
Bcau
Giá trị
13500
10000
Đơn vị
mm
mm
Hxm
Lxm
Bxm
1500
2500
10000
mm
mm
mm
hm
Lm
Bm
2000
7000
16000
mm
mm
mm
htt
ttt
R
Btt
10000
2000
1000
8000
mm
mm
mm
mm
a5
a1
2500
4000
mm
mm
Trang 21
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
Ngành Kĩ thuật cầu
(ngang cầu)
10000
1500
2500
10000
5000
8000
2000
2000
7000
16000
Hình 12. Kích thước trụ T1
- Tại trụ dùng 8 cọc khoan nhồi D1,5m dài 40m cắm sâu vào lớp cát hạt vừa.
Kích thước cấu tạo của Trụ T2.
Cấu tạo trụ BTCT
Bxm
ag
hv
Lxm
a1
Bm
ttt
Lm
a5
Hình 13. Cấu tạo chung trụ cầu T2
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 22
Htr
htt
a5
hm
Btt
hm
a1
Htr
htt
Rtr
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
Ngành Kĩ thuật cầu
Bảng 6. Số liệu thiết kế trụ T2
Hạng mục
- Chiều cao trụ
- Chiều rộng toàn cầu.
- Kích thước đá kê gối
+ Chiều cao đá kê gối
+ Bề rộng đá kê gối
+ Chiều dài đá kê gối
- Kích thước bệ móng
+ Chiều cao bệ móng.
+ Chiều dài bệ móng.
+ Chiều rộng bệ móng
- Kích thước thân trụ.
+ Chiều cao thân trụ.
+ Chiều dày thân trụ.
+ Bán kính bo tròn thân trụ.
+ Chiều rộng thân trụ.
+ Chiều cao vát thân trụ.
+ Khoảng cách từ mép bệ đến mép thân trụ (dọc
Kí hiệu
Htr
Bcau
Giá trị
12000
10000
Đơn vị
mm
mm
hdk
bdk
Ldk
300
1500
1500
mm
mm
mm
hm
Lm
Bm
3000
11500
16000
mm
mm
mm
htt
ttt
R
Btt
hvt
9000
3000
1500
8000
1500
mm
mm
mm
mm
mm
a5
4250
mm
a1
4000
mm
cầu)
+ Khoảng cách từ mép bệ đến mép thân trụ
(ngang cầu)
1500
5000
1500
3000
7500
1500
3000
11500
16000
Hình 14. Kích thước trụ T2
- Tại trụ dùng 12 cọc khoan nhồi D1,5m dài 40m cắm sâu vào lớp cát hạt vừa.
4.6. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG SƠ BỘ
4.6.1. Khối lượng các khối đúc hẫng
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 23
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
đường
Ngành Kĩ thuật cầu
Xác định thể tích các khối đúc hẫng :
Bảng 7. Thể tích khối đúc hẫng
Đốt
K0
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
K9
K10
KHL
Mặt
cắt
Y1(m)
Y2(m)
A(m²)
K0
K0’
K0’
K1
K1
K2
K2
K3
K3
K4
K4
K5
K5
K6
K6
K7
K7
K8
K8
K9
K9
K10
K10
KHL
0.00
0.42
0.42
0.67
0.67
0.89
0.89
1.10
1.10
1.29
1.29
1.50
1.50
1.66
1.66
1.80
1.80
1.91
1.91
1.97
1.97
2.00
2.00
2.00
0.8
1.10
1.10
1.28
1.28
1.45
1.45
1.60
1.60
1.73
1.73
1.89
1.89
2.00
2.00
2.10
2.10
2.18
2.18
2.23
2.23
2.25
2.25
2.25
17.612
8.417
8.417
8.014
8.014
7.690
7.690
7.544
7.544
6.976
6.976
6.636
6.636
6.327
6.327
6.067
6.067
5.865
5.865
5.832
5.778
5.715
5.715
5.715
CD
Thể tích
KL
tính
đốt(m³) đốt(KN)
toán(m)
4.5
58.565
1464.125
3
24.647
616.175
3
23.556
588.900
3
22.851
571.275
3
21.780
544.500
3.5
23.821
595.525
4
25.926
648.150
4
24.788
619.700
4
23.864
596.600
4
23.394
584.850
4
22.986
574.650
2
11.430
285.750
307.680
7690.200
Tổng
→ Khối lượng dầm toàn cầu là :
Mliên tục = 7690,2 x 4 -285,75+11,5x5,715x25
= 32118,113 (KN) =3211.8(T)
4.6.2. Khối lượng kết cấu nhịp cầu dẫn
- khối lượng dầm chủ :
MDC = [1.01x1.4+(1.01+0.6)x0.5.1.3+0.6x16.3]x2x5x2.5x2=614.12T
MDN = 1.2x0.25x1.799x20x2.5x2=53.97T
4.6.3. Khối lượng mố - trụ cầu
a. Khối lượng mố cầu :
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 24
Thuyết minh Đồ án tốt Nghiệp
Ngành Kĩ thuật cầu
đường
Bảng 8. Khối lượng mố cầu
Mố
Vtường cánh
(m
M1
M2
Vtường thân
3
Vtường đỉnh
3
34.29
34.29
Vmúng mố
3
3
(m )
(m )
(m )
72.59
72.59
9.5
9.5
154
154
Tổng cộng
Vmố(m3)
270.38
270.38
540.76
- Tổng khối lượng công tác bê tông mố: Mmố = 540.76 x 2.5 =1351.9 T
b. Khối lượng trụ cầu :
Bảng 9. Khối lượng các trụ cầu
Trụ
Cao(m)
T1
T2
13.5
12
Vmũ trụ
3
(m )
37.5
0
Vthân trụ
3
(m )
131.4
193.286
Vmúng trụ
3
(m )
224
552
Tổng cộng
VTrụ(m3)
392.9
745.286
1138.186
- Tổng khối lượng công tác bê tông trụ: Mtrụ = 2x1138.186 x 2.5=5690.93 T
4.6.4. Khối lượng lan can và lớp phủ mặt cầu .
a. Lan can:
+ Chiều cao chân lan can bê tông hlc = 0,60 m
+ Bề rộng chân lan can bê tông blc = 0,50 m
+ chiều dài lan can Llc = 271m
→ VLan can = 2xALan can xLlan can = 2x0.5x0.6x271 = 162.6 m3.
→ MLan can = 162.6 x2.5=406.5 T
b. Lớp phủ mặt cầu :
+ BTN hạt mịn dày 7cm
+ BTN hạt trung dày 5cm
+ Lớp phòng nước dày 4mm
→ MBTN =( 0.07+0.05)x9x271 x 2.3 = 673.164 T
→ MPhòng nước =0.04x9x271 x 1.5 = 146.34 T
SVTH: Tạ Kim Huy - Lớp KCĐ52 - ĐH
Trang 25
