Thiết kế cầu qua sông hồng hà nội
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.93 MB, 162 trang )
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
Phần I
Dự án khả thi
****************
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
1
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
Ch-ơng I
Giới thiệu chung
1.1. Vị trí xây dựng cầu :
Cầu A bắc qua Sông Hồng thuộc thành phố Hà Nội. .Cầu dự kiến đ-ợc xây dựng Km
X trên quốc lộ 10.
Căn cứ quyết định số 538/CP-CN ngày 19/4/2004 Thủ T-ớng Chính phủ, cho phép đầu
t- dự án đ-ờng 5 kéo dài và cơ sở pháp lý có liên quan, UBND thành phố Hải Phòng, Ban
QLDA hạ tầng tả ngạn đã giao nhiệm vụ cho tổng công ty T- vấn thiết kế GTVT lập thiết
kế kỹ thuật, tổng dự toán của dự án.
1.2. Căn cứ lập thiết kế
- Nghị định số ... NĐ-CP của Chính phủ về quản lý dự án đầu t- xây dựng công trình.
- Nghị định số .... NĐ-CP ngày của Chính phủ về quản lý chất l-ợng công trình
xây dựng.
- Quyết định số... QĐ-TT ngàythángnămg .... của Thủ t-ớng Chính phủ về việc
phê duyệt quy hoạch chung.
- Văn bản số/CP-CN của Thủ t-ớng chính phủ về việc thông qua về mặt công tác
nghiên cứu khả thi dự án.
- Hợp đồng kinh tế số ... Ngàythángnămgiữa ban quản lý dự án hạ tầng tả
ngạn với Tổng công ty T- vấn thiết kế GTVT về việc lập thiết kế kỹ thuật và tổng dự toán
của Dự án xây dựng đ-ờng 5 kéo dài.
Một số văn bản liên quan khác.
1.3. hệ thống quy trình quy phạm áp dụng
- Quy trình khảo sát đ-ờng ô tô 22TCN 263- 2000
- Quy trình khoan tham dò địa chất 22TCN 259- 2000
- Quy định về nội dung tiến hành lập hồ sơ Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi và khả thi
các dự án xây dựng các dự án kết cấu hạ tầng GTVT 22TCN268-2000
- Quy phạm thiết kế kỹ thuật đ-ờng phố, đ-ờng quảng tr-ờng đô thị 20 TCN104-83
- Tiêu chuẩn thiết kế đ-ờng TCVN 4054- 98
- Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05
- Quy phạm thiết kế áo đ-ờng mềm 22TCN211-93
- Quy chuẩn xây dựng Việt Nam 2000
- Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhân tạo bê ngoài công trình xây dựng dân dụng 20
TCN95-83
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
2
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
Ch-ơng II
Đặc điểm vị trí xây dựng cầu
2.1. Điều kiện địa hình
Vị trí xây dựng cầu Sông Văn úc thuộc tỉnh HảI Phòng về phía th-ợng l-u của sông.
Do vị trí xây dựng cầu nằm ở vúng đồng bằng nên hai bờ sông có bãi rộng mức n-ớc
thấp,lòng sông t-ơng đối bằng phẳng ,địa chất ổn định ít có hiện t-ợng xói lở.Hình dạng
chung của mặt cắt sông không đối xứng, mà có xu h-ớng sâu dần về bờ bên trái.
2.2. Điều kiện địa chất
2.2.1. Điều kiện địa chất công trình
Căn cứ tài liệu đo vẽ, khoan địa chất công trình và kết quả thí nghiệm trong các phòng,
địa tầng khu vực tuyến đi qua theo thứ tự từ trên xuống d-ới bao gồm các lớp nh- sau.
Lớp số 1: Sét dẻo cứng
Lớp số 2: Cát hạt trung
Lớp số 3: Sét dẻo cứng
Lớp số 4 : - - - - - 2.2.2. Điều kiện địa chất thủy văn
Mức n-ớc cao nhất
HCN = +6.70m.
Mực n-ớc thấp nhất
HTN = -0.25m.
Mực n-ớc thông thuyền
HTT = +4.00m
Sông thông thuyền cây trôi. Khổ thông thuyền cấp IV(40x6m)
Vào mùa khô mực n-ớc thấp thuận lợi cho việc triển khai thi công công trình.
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
3
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
Ch-ơng III
Thiết kế cầu và tuyến
3.1.Lựa chọn các tiêu chuẩn kỹ thuật và quy mô công trình
3.1.1. Quy mô công trình
Cầu đ-ợc thiết kế vĩnh cửu bằng bê tông cốt thép
3.1.2. Tiêu chuẩn thiết kế
3.1.2.1. Quy trình thiết kế
Công tác thiết kế dựa trên tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05 do Bộ GTVT ban
hành năm 2005. Ngoài ra tham khảo các quy trình, tài liệu:
- Quy phạm thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN18-79
- AASHTO LRFD (1998). Quy trình thiết kế cầu của Hiệp hội đ-ờng ô tô liên bang và
các cơ quan giao thông Hoa kỳ.
Các quy trình và tiêu chuẩn liên quan.
3.1.2.2. Tiêu chuẩn kỹ thuật
- Cấp quản lý: Cấp 4
- Cấp kỹ thuật V > 60Km/h
- Tải trọng thiết kế: Hoạt tải HL93, ng-ời 0,3T/m2
- Khổ cầu đ-ợc thiết kế cho 2 làn xe ô tô và 2 làn ng-ời đi.
K = 8 + 2 1.5 =11m
Tổng bề rộng mặt cầu kể cả lan can và giải phân cách:
B =11 + 2x0.25+2x0.5 =12.5m
- Khổ thông thuyền cấp 4, B = 40m và H = 6m.
3.2. Lựa chọn các giải pháp kết cấu
3.2.1. Lựa chọn kết cấu
3.2.1.1. Nguyên tắc lựa chọn
- Thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật.
- Phù hợp với các công nghệ thi công hiện có.
- Phù hợp với cảnh quan khu vực.
- Không gây ảnh h-ởng tới đê sông TB
- Thuận tiện trong thi công và thời gian thi công nhanh.
- Hợp lý về kinh tế.
- Thuận tiện trong khai thác, duy tu bảo d
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
4
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
3.2.1.2. Lựa chọn nhịp cầu chính
Các sơ đồ nhịp đ-a ra nghiên cứu gồm:
Ph-ơng án 1 : cầu dầm đơn giản BTƯST
Ph-ơng án 2 : cầu dầm liên tục bê tông cốt thép DUL+cầu giản đơn.
Ph-ơng án 3 : kết cấu cầu giàn thép.
3.2.1.3. Giải pháp móng
Căn cứ vào cấu tạo địa chất khu vực cầu, chiều dài nhịp và quy mô mặt cắt ngang cầu,
kiến nghị dùng ph-ơng án móng cho phần cầu chính và cầu dẫn nh- sau:
Phần cầu chính: Dùng móng cọc khoan nhồi D1,0m .
Phần cầu dẫn: Dùng móng cọc khoang nhồi D1,0m
3.2. Ph-ơng án 1: Cằu Dầm đơn giản BTƯSTI. Mặt cắt ngang và sơ đồ nhịp:
- Khổ cầu: Cầu đ-ợc thiết kế cho 2 làn xe và 2 làn ng-ời đi
K = 8 + 2x 1.5=11(m)
- Tổng bề rộng cầu kể cả lan can và giải phân cách:
B = 8 + 2x1.5 +2x0,25+2x0,5 = 12.5(m)
- Sơ đồ nhịp: 34+34+42+42+34+34=220 (m)
1/2 mặt cắt trên trụ
1/2 mặt cắt giữa nhịp
TL 1:100
2%
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
2%
Lớp : CĐ1101
5
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
II. Tính toán sơ bộ khối l-ợng ph-ơng án kết cấu nhịp:
-Cầu đ-ợc xây dựng với bốn nhịp 34(m) ở nhịp biên cầu và hai nhịp ở giữa cầu 42(m)
với 6 dầm I thi công theo ph-ơng pháp bán lắp ghép.
800
80
200
110
1650
250
250
300
650
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):
Fl/2 = 0.65x0.05+0.2x0.8+2x0.124x0.275+0.2x1.54+2x(0.5x0.2x0.25+0.3x0.2) =0.731
(m2)
Fgối = 0.65x1.65+2x(0.056x0.21+0.21x0.25) =1.364 (m2)
+ Trng lng h dm mt cu trờn 1m di:
gdm = n.F. = 6 0.731 24 = 105.264 KN/m
Trong ú:
n: s dm
F: din tớch mt ct ngang dm
: T trng ca Bờtụng
b) Tĩnh tải giai đoạn 2(DW):
+ Ta có diện tích tiết diện dầm ngang :
Fdn = 2.0x1.25+1.25x1.65=4.575 m2
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
6
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
gdn =2x2.0x1.25+3x1.25x1.65=10.75 KN/m
DC= DCdc + DCdn = 105.264 + 10.75 = 116.014 KN/m
+ Trng lng kt cu bn mt cu trờn 1m di:
gbn = h.b. = 0.2 12.5x24 = 54.72 KN/m
Trong ú:
h: chiu dy bn
b: b rng bn
: T trng ca Bờtụng
+trọng l- ợng tấm đan :
gđ = 0.5 x1.25 = 0.625 KN/m
c) Tĩnh tải giai đoạn 3(DW):
+Trọng l-ợng lan can:
180.0
535.0
865.0
50.0
270.0
255.0
75.0
450
glc = 2x[(0.865x0.180)+(0.5-0.18)x0.075+0.050x0.255+0.535x0.050/2+(0.5- 0.230) x
0.255/2] x2.5 =0.575 T/m =11.5 KN/m
+Trọng l-ợng của gờ chắn :
gcx = 2 x(0.2+0.3)x0.25x2.4 = 0.6 T/m=6 KN/m
+Trng lng lp ph trờn 1m di:
glp ph = htb. .bb=0.18 24 12.5= 44.928 KN/m
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
7
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
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
ạ
-Kích th-ớc trụ cầu:
Trụ cầu gồm có 5 trụ với 3 trụ chính đ-ợc thiét kế sơ bộ có chiều cao 13.33m, hai trụ
còn lại giảm dần chiều cao từ 10m 6m.
Kích th-ớc sơ bộ của trụ cầu nh- hình vẽ :
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
8
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
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:
ạ
-Thể tích bệ móng một mố
Vbm = 2.5*5*12.5 = 150(m3)
-Thể tích t-ờng cánh
Vtc = 2*(2.6*6.4 + 1/2*3.3*3.3 + 1.5*3.3)*0.5 = 27.03 (m3)
-Thể tích thân mố
Vtm = (0.4*1.9+4.76*1.46)*12.5 = 78.36( m3)
-Tổng thể tích một mố
V1mố = Vbm + Vtc + Vtm = 150 + 27.03+ 78.36 =255.39(m3)
-Thể tích hai mố
V2mố = 2*255.39= 510.78 (m2)
-Hàm l-ợng cốt thép mố lấy 80 (kg/m3)
80*510.78 = 40862.4 (kg) = 40.86 (T)
b.Móng trụ cầu:
Khối l-ợng trụ cầu:
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
9
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
Khối l-ợng trụ chính :
Năm trụ có MCN giống nhau nên ta tính gộp cả năm trụ :
Khối l-ợng thân trụ : Vtt=(4.4*1.8+3.14/4x1.82)x10.5=110(m3)
Khối l-ợng móng trụ : Vmt=5x2.5x8=100 (m3)
Khối l-ợng mũ trụ :Vxm=11.6 1,5 2.5 - 2(2.8 0,75 0,75 2,5)= 35.625m3
Khối l-ợng 1 trụ là : V1tru=35.625+100+110=245.625 m3
Khối l-ợng 5 trụ là : V = 5 x 245.625 = 1228.125 m3
Khối l-ợng trụ: Gtrụ= 1.25 x 245.625 x 2.5 = 767.58 T
Thể tích BTCT trong công tác trụ cầu: V = 767.58 m3
Sơ bộ chọn hàm l-ợng cốt thép thân trụ là 150 kg / m3 , hàm l-ợng thép trong móng trụ là
80 kg / m3
Nên ta có : khối l-ợng cốt thép trong 1 trụ là
mth=110x0.15+100x0.08+19.87x0.1=26.487(T)
c. Xác định sức chịu tải của cọc:
vật liệu :
2
- Bê tông cấp 30 có fc =300 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}= 0,75.0.85{0,85. fc.(Ac - Ast) + fy.Ast}
Trong đó :
= Hệ số sức kháng, =0.75
m1,m2 : Các hệ số điều kiện làm việc.
fc =30MPa: Cường độ chịu nén nhỏ nhất của bêtông
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
10
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
fy =420MPa: Giới hạn chảy dẻo quy định của thép
Ac: Diện tích tiết diện nguyên của cọc
Ac=3.14x10002/4=785000mm2
Ast: Diện tích của cốt thép dọc (mm2).
Hàm l-ợng cốt thép dọc th-ờng hợp lý chiếm vào khoảng 1.5-3%. với hàm l-ợng 2% ta
có:
Ast=0.02xAc=0.02x785000=15700mm2
Vậy sức chịu tải của cọc theo vật liệu là:
PVl =0.75x0,85x(0,85x30x(785000-15700)+ 420x15700) = 16709.6x103(N).
Hay PVl = 1670.9 (T).
d.Sức chịu tải của cọc theo đất nền:
Số liệu địa chất:
- Lớp 1:Sét dẻo cứng
- Lớp 2: Cát hạt trung
- Lớp 3: Sét dẻo cứng
- Lớp 4: - - - - Theo điều 10.7.3.2 sức kháng đỡ của cọc đ-ợc tính theo công thức sau:
QR= Qn= qpQp
Với Qp=qpAp;
Trong đó:
Qp
:Sức kháng đỡ mũi cọc
qp
: Sức kháng đơn vị mũi cọc (Mpa)
: Hệ số sức kháng qp=0.55 (10.5.5.3)
qp
Ap
: Diện tích mũi cọc (mm2)
Xác định sức kháng mũi cọc :
qp=3qu Ksp d
(10.7.3.5)
Trong đó :
Ksp
: khả năng chịu tải không thứ nguyên.
d
: hệ số chiều sâu không thứ nguyên.
s
(3 d )
D
K sp
(10.7.3.5-2)
td
10 1 300
sd
d
qu
Ksp
Sd
td
D
1 0,4
HS
DS
3,4
: C-ờng độ chịu nén dọc trục trung bình của lõi đá (Mpa), qu = 35 Mpa
: Hệ số khả năng chịu tải không thứ nguyên
: Khoảng cách các đ-ờng nứt (mm).Lấy Sd = 400mm.
: Chiều rộng các đ-ờng nứt (mm). Lấy td=6mm.
: Chiều rộng cọc (mm); D=1000mm.
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
11
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
Hs
: Chiều sâu chôn cọc trong hố đá(mm). HS = 1800mm.
Ds
: Đ-ờng kính hố đá (mm). DS = 1200mm.
Tính đ-ợc : d =1.6
KSP = 0.145
Vậy qp = 3 x30 x0,145x1,6=20.88Mp = 2088T/m2
Sức chịu tải tính toán của cọc (tính theo công thức 10.7.3.2-1) là :
QR = .Qn = qP.Ap = 0.5 x 2088 x 3.14 x 10002/4 = 819.5x106N =819.5 T
Trong đó:
QR
: Sức kháng tính toán của các cọc.
: Hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc đ-ợc quy định trong
bảng 10.5.5-3
As
: Diện tích mặt cắt ngang của mũi cọc
Sd
qu
Ds (mm)
Hs
D (mm) t (mm)
d
Ksp Qp (KN)
(mm) (MPa)
1200
1800
1000
6
400
35
0.145
2088
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
A.Xác định tải trọng tác dụng lên mố:
- Đ-ờng ảnh h-ởng tải trọng tác dụng lên mố :
Hình 2-1 Đ-ờng ảnh h-ởng áp lực lên mố
DC = Pmố+(gdầm+gbmc+glan can+ggờ chăn)x
=(255.39x24)+((105.264+54.72+12.5+6)x0.5x34= 866.74 KN
DW = glớpphủx =44.928 x0.5x34= 696.38 KN
-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:
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
12
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
+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+ tải trọng ng-ời)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:
0.3T/m
0.93T/m
11T 11T
1.2m
14.5T 14.5T
4.3m
3.5T
4.3m
1
0.96 0.859 0.717
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
PL = 2.pngi.Bng.
Trong ú:
+ n : S ln xe , n = 2
+ m
: H s ln xe, m = 1
+ IM : Lc xung kớch ca xe, (1
IM
) 1.25
100
+ Pi, yi : Ti trng trc xe v tung ng nh hng
+
: Din tớch ng nh hng
+ Wln , pngi : Ti trng ln v ti trng ngi.
Wln = 9.3KN/m.
pngi = 3KN/m2
+ Do xe 3 trc thit k v ti trng ln thit k :
LL(Xe ti) =2 1 1.25 [(1+0.859) 145+0.717 35] + 2 1 9.3 0.5 33.4 = 1019.345KN
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
13
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
PL = 2x3x1.5x16.7 = 150.3KN
+ Do xe 2 trc thit k v ti trng ln thit k :
LL(Xe 2 trc) = 2 1 1.25 (1+0.96) 110+2 1 9.3 16.7 = 821.72 KN=82.17T
Vy:
LL = max(LL(Xe ti), LL(Xe 2 trc) ) = 1019.345 KN=101.93T
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:
Nội
lực
P(T)
DC
( D=1.25)
866.74x1.25
Nguyên nhân
DW
LL
( W=1.5)
( LL=1.75)
59.68 x1.5
101.93T x1.75
PL
( PL=1.75)
15.03x1.75
Trạng thái giới
hạn
C-ờng độ I
1383.2425
B.Xác định tải trọng tác dụng trụ:
- Đ-ờng ảnh h-ởng tải trọng tác dụng lên móng:
tĩnh tải
42m
42m
1
Hình 2-3 Đ-ờng ảnh h-ởng áp lực lên móng
DC = Ptrụ+(gdầm1+glan can+ggờ chăn)x
= (245.625 x2.5)+(1.9x6+ 0.6+0.11)x42
=1122.68T
DW = glớpphủx =3.85x42
=161.7 T
-Hoạt tải:
Đ-ờng ảnh h-ởng tải trọng tác dụng lên trụ:
0.3T/m
14.5T 14.5T 3.5T
4.3m 4.3m
42m
0.93T/m
42m
0.898 1 0.898
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
14
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
0.3T/m
11T 11T
0.93T/m
1.2m
42m
42m
1
0.971
0.3T/m
14.5T 14.5T 3.5T
14.5T 14.5T 3.5T
15m
4.3m 4.3m
4.3m 4.3m
42m
0.93T/m
42m
0.795 0.898 1
0.643
0.540 0.438
Hình 2-4 Đ-ờng ảnh h-ởng áp lực lên móng
- 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
PL = 2.pngi.Bng.
Trong ú:
+ n : S ln xe , n = 2
+ m
: H s ln xe, m = 1
+ IM : Lc xung kớch ca xe, (1
IM
) 1.25
100
+ Pi, yi : Ti trng trc xe v tung ng nh hng
+
: Din tớch ng nh hng
+ Wln , pngi : Ti trng ln v ti trng ngi.
Wln = 9.3KN/m.
pngi = 3KN/m2
+Tổ hợp 1: 1 xe tải 3 trục+ tt làn+tt ng-ời:
LLxetải=2x1x1.25x(14.5+14.5x0.898+3.5x0.898) +2x1x0.93x42=154.78
PL=2x0.45x42
= 37.8T
+Tổ hợp 2: 1 xe tải 2 trục+ tt làn+tt ng-ời:
LLxe tải 2 trục= 2x1x1.25x(11+11x0.971)+2x1x0.93x42=132.323T
PL=2x0.45x42
=37.8T
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
15
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
+Tổ hợp 3: 2 xe tải 3 trục+ tt làn+tt ng-ời:
LLxetải=(2x1x1.25x(14.5+14.5x0.898+3.5x0.795+14.5x0.438+14.5x0.540+3.5x0.643)
+2x1x0.93x42)x0.9 =175.46 T
PL=2x0.45x42
= 37.8T
Vậy tổ hợp HL đ-ợc chọn làm thiết kế
Tổng tải trọng tính đ-ới đáy đài là
Tĩnh tảI x hệ số
Trạng thái
Nội
DC
DW
LL
PL
giới hạn
lực
C-ờng độ I
( D=1.25)
( W=1.5)
( LL=1.75)
( PL=1.75)
P(T) 1122.68x1.25
161.7 x1.5
154.78x1.75
37.8x1.75
1982.915
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
mục
Trụ giữa
Mố
Tên
Pvl
T2
M1
1670.9
1670.9
Pnđ
Pcọc
Tải trọng
Hệ số
số cọc
Chọn
819.5
819.5
819.5
819.5
1982.915
1383.2425
1.5
2
3.6
3.4
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 : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
16
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
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
- 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
3.3.Thi công kết cấu nhịp:
B-ớc 1: Chuẩn bị :
- Lắp dựng giá ba chân
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
17
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
- 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 : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
18
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
Lập tổng mức đầu tBảng thông kê vật liệu ph-ơng án cầu dầm giản đơn
TT
A
AI
I
1
2
3
4
5
6
7
8
9
II
1
2
3
4
5
6
III
1
2
AII
B
C
D
Hạng mục
Tổng mức đầu tĐơn giá trên 1m2 mặt
cầu
Giá trị dự toán xây lắp
Giá trị dự toán xây lắp
chính
Kết cấu phần trên
Khối l-ợng bê tông
Bêtông át phan mặt cầu
Bêtông lan can
Cốt thép lan can
Gối dầm
Khe co giãn loại 5cm
Lớp phòng n-ớc
ống thoát n-ớc
Đèn chiếu sáng
Kết cấu phần d-ới
Bêtông mố
Bêtông trụ
Cốt thép mố
Cốt thép trụ
Cọc khoan nhồi D =
1.0m
Công trình phụ trợ
Đ-ờng hai đầu cầu
Đắp đất
Móng + mặt đ-ờng
Giá trị xây lắp khác
Chi phí khác
Tr-ợt giá
Dự phòng
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Đơn giá
Thành tiền
(đ)
(A+B+C+D)
(đ)
33,315,831,500
AI+AII
12,562,429
28,114,625,740
Đơn vị
Khối l-ợng
đ
đ
đ
đ
đ
m3
m3
m3
kg
Bộ
m
m2
ống
Cột
đ
m3
m3
T
T
I+II+III
1650
385
111.47
16.72
30
21
5.504
90
16
8,000,000
1,300,000
800,000
8,500,000
140,000,000
2,000,000
85,000
150,000
8,500,000
510.78
1074.45
40.86
121.20
800,000
1,000,000
8,000,000
8,000,000
%
900
20
3,000,000
(1+2+3+4)
m3
m2
%
%
%
%
877.4
693
15
10
3
5
30,000
150,000
AI
A
A
A+B
m
24,447,500,640
18,281,763,840
13,200,000,000
500,500,000
89,176,000
142,120,000
4,200,000,000
42,000,000
467,840
13,500,000
136,000,000
6,035,464,800
408,624,000
1,074,450,000
326,880,000
969,600,000
2,700,000,000
555,910,800
130,272,000
26,322,000
103,950,000
3,667,125,096
2,811,462,574
843,438,772
1,546,304,416
Lớp : CĐ1101
19
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
Ph-ơng án 2: Cầu dầm liên tục+nhịp đơn giản.
I.Mặt cắt ngang và sơ đồ nhịp :
- Khổ cầu: Cầu đ-ợc thiết kế cho 2 làn xe và 2 làn ng-ời đi
K = 8 + 2x1.5 =11(m)
- Tổng bề rộng cầu kể cả lan can và giải phân cách:
B = 11 +2x0,5 +2x0.25=12.5(m)
- Sơ đồ nhịp: 30+45+70+45+30 =220m)
-Tải trọng :HL93 và tải trọng ng-ời đI bộ 300 kg/m2
-Sông cấp IV:khổ thông thuyền B=40m ,H=6 m
-Khẩu độ thoát n-ớc :210m
MặT CắT NGANG CầU
1/2 mặt cắt trên trụ
1/2 mặt cắt giữa nhịp
TL 1:100
2%
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
2%
Lớp : CĐ1101
20
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
II.Tính toán sơ bộ khối l-ợng ph-ơng án kết cấu nhịp:
II.1. Kết cấu nhịp liên tục:
2%
2%
Hình 4.1: 1/2 mặt cắt đỉnh trụ và 1/2 mặt cắt giữa nhịp
Dầm hộp có tiết diện thay đổi với ph-ơng trình chiều cao dầm theo công thức:
( H p hm ) 2
y
.x hm
L2
Trong đó:
Hp = 4m; hm = 2.2m, chiều cao dầm tại đỉnh trụ và tại giữa nhịp.
70 2
34 m
L : Phần dài của cánh hẫng L
2
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
21
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
Thay số ta có:
4 2.2 2
1.8
x
2
2
2
34
34 2
Bề dày tại bản đáy hộp tại vị trí bất kỳ cách giữa nhịp một khoảng Lx đ-ợc tính theo
công thức sau:
(h2 h1 )
hx h1
Lx
L
Trong đó:
h2 , h1 : Bề dày bản đáy tại đỉnh trụ và giữa nhịp
L : Chiều dày phần cánh hẫng
0.5
xL x
Thay số vào ta có ph-ơng trình bậc nhất: h x 0,25
34
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 =7 đốt, chiều dài mỗi đốt 4m
+ Khối đúc trên dàn giáo dài 14m
y
Lđốt
(m)
6
4
4
4
4
4
4
4
Tên đốt
Đốt K0
Đốt K1
Đốt K2
Đốt K3
Đốt K4
Đốt K5
Đốt K6
Đốt K7
7x4m
1m
K7
K6
K5
K4
7x4m
12m
K3
K2
K1
1/2K0
1/2K0
K1
K2
K3
K4
1m
K5
K6
K7
Hình 4.2. Sơ đồ chia đốt dầm
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
22
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
Tính chiều cao tổng đốt đáy dầm hộp biên ngoài theo đ-ờng cong có ph-ơng trình là:
Y1 = a1X2 + b1
4 2.2
a1
1.55 x10 3 m ,
2
34
Bảng 4.1
a1
b1(m)
Thứ tự Tiết diện
x(m)
h(m)
1
S0
0.00155
2.2
34
4
0.00155
2.2
2
S1
28
3.421
0.00155
2.2
3
S2
24
3.097
0.00155
2.2
4
S3
20
2.823
0.00155
2.2
5
S4
16
2.599
0.00155
2.2
6
S5
12
2.424
0.00155
2.2
7
S6
8
2.300
0.00155
2.2
8
S7
4
2.225
0.00155
2.2
9
S8
0
2.2
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 tính toán xác định thể tích các khối đúc hẫn
Bảng 4.3
S
TT
Tên
đốt
Tên
mặt
cắt
Chiều
dài
đốt
(m)
1
1/2K0
S0
6
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
4
4
4
4
4
4
4
0
Chiều
cao
hộp
(m)
Chiều
dày
bản
đáy
(m)
Chiều
rộng
bản
đáy
(m)
Diện
tích
mặt cắt
(m2)
Thể tích
V
(m3)
34
4
80
548
11.79
70.74
28
24
20
16
12
8
4
0
3.421
3.097
2.823
2.599
2.424
2.300
2.225
2.200
62.3
52.4
44
37.2
31.9
28.0
25.8
25.0
564.8
574.3
582.2
588.7
593.8
597.4
599.6
600.3
10.52
9.79
9.16
8.64
8.22
7.93
7.75
7.69
tổng
42.08
39.16
36.64
34.56
32.88
31.72
31
0
318.78
X
(m)
Tính khối l-ợng các khối đúc:
+Thể tích = Diện tích trung bình x chiều dài
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
23
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
+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 4.4
STT
Khối đúc
Diện tích
mặt cắt
(m2)
1
1/2K0
11.79
2
K1
10.52
3
K2
9.79
4
K3
9.16
5
K4
8.64
6
K5
8.22
7
K6
7.93
8
K7
7.75
10
KN(hợp long)
7.69
11
KT(Đúc trên ĐG)
7.69
12
Tổng tính cho một nhịp biên
89.18
13
Tổng tính cho một nhịp giữa
155.29
14
Tổng tính cho toàn nhịp liên tục
333.65
Vậy tổng thể tích bê tông dùng cho 3 nhịp liên tục là:
V1 = 3841.45m3
- Lực tính toán đ-ợc theo công thức:
Q=
i i Qi
Chiều
dài
(m)
Thể tích
(m3)
Khối lợng
(T)
6
4
4
4
4
4
4
4
2
14
47
70
230
70.74
42.08
39.16
36.64
34.56
32.88
31.72
31
15.38
107.66
441.82
652.94
1536.58
176.85
105.2
97.9
91.6
86.4
82.2
79.3
77.5
38.45
269.15
1104.55
1632.35
3841.45
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
Lớn nhất
Nhỏ nhất
Loại tải trọng
Tải trọng th-ờng xuyên
DC:cấu kiện và các thiết bị phụ
DW: Lớp phủ mặt cầu và các tiện ích
Hoạt tải:Hệ số làn m=1, hệ số xung kích (1+IM)=1.25
1.25
1.5
1.75
0.90
0.65
1.00
-Tính tải
+Gồm trọng l-ợng bản thân mố và trọng l-ợng kết cấu nhịp
*Trọng l-ợng kết cấu nhịp dẫn:
-Do trọng l-ợng bản thân dầm đúc tr-ớc:
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
24
Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
Thuyết Minh
Thiết Kế Sơ Bộ
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)
= (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(29.4 - 6) + 0.935 x 4 +(0.588 + 0.935) x 1]2.5/29.4
= 1.617 (T/m)
-Do bản đúc tại chỗ:
gb = ( Hb + 0.08 )S x C
= (0.2 + 0.08)2.4x 2.5 = 1.68(T/m)
-Do dầm ngang :
gn = (H - Hb - 0.25)(s - bw )( bw / L1 )
C
Trong đó:
L1 = L/n =33.4/5 = 6.48 (m): Khoảng cách giữa 2 dầm ngang
=> gn = (1.7 - 0.2 - 0.25 )( 2.4 - 0.2 )(0.2/6.48)2.5 = 0.233 (T/m)
- Khối l-ợng lan can, sơ bộ lấy:
glc = 0.11 T/m
- Trọng l-ợng của mối nối:
gcx = 5x0.38*0.25 = 0.475 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
2
Trên 1m 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
SVTH : Đỗ Văn Tuấn
MSV : 111227
Lớp : CĐ1101
25
