Đồ án tốt nghiệp cầu Liên tục, cầu extradosed, cầu giàn thép ( kèm bản vẽ)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.16 MB, 105 trang )
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án tốt nghiệp là nhiệm vụ cuối cùng và quan trọng nhất mà mỗi
sinh viên cần thực hiện trước khi kết thúc quá trình học tập nghiên cứu tại
trường đại học.Vậy nên nó có ý nghĩa vô cùng to lớn,giúp sinh viên xem
xét,tổng hợp lại tất cả các kiến thức được trang bị thông qua các môn học
trong suốt thời gian học tập tại trường cũng như các kinh nghiệm tích lũy
được trong quá trình nghiên cứu và làm các đồ án môn học.Đồng thới nó
cũng thể hiện được trình độ,khả năng lắm bắt kiến thức và cho thấy được ý
tưởng sáng tạo của mỗi sinh viên khi áp dụng những kiến thức lý thuyết đã
được học vào thiết kế tính toán một công trình cụ thể tạo tiền đề vững chắc
cho tư duy thực hiện công việc thực tế sau này.
Sau thời gian học tập nghiên cứu và hoàn thành các yêu cầu cần thiết
nhà trường đề ra,em đã được nhận đề tài đồ án tốt nghiệp chuyên ngành
Cầu Và Công Trình Ngầm dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Nguyễn
Quốc Bảo.
Đề tài tốt nghiệp là thiết kế cầu vượt sông Đ-C bao gồm 3 nhiệm vụ
chính:
1. Lập dự án khả thi thiết kế cầu Đ-C.
2. Thiết kế kỹ thuật cầu Đ-C.
3. Thiết kế thi công cầu Đ-C.
Đồ án đã được hoàn thành sau hơn ba tháng cố gắng,lỗ lực của bản
thân và sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn. Song do sự
hạn chế về kinh nghiệp thực tế cùng với những thiếu sót về kiến thức chuyên
môn nên không tránh khỏi những sai sót. Rất mong được sự góp ý, chỉ bảo
của các thầy, cô để đồ án được hoàn chỉnh hơn, giúp em nâng cao và hoàn
thiện hơn kiến thức chuyên môn để khỏi bỡ ngỡ trước công việc thực tế sau
khi tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo
TS.Nguyễn Quốc Bảo cũng như toàn thể các thầy, cô đã giúp đỡ em trong
quá trình học tập tại trường.
Hà Nội.Ngày 15 Tháng
06 Năm 2015
Sinh
Viên
Phạm
Văn Tiến
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
1
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
PHẦN MỞ ĐẦU
GIỚI THIỆU CHUNG
CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
-
I: VỊ TRÍ XÂY DỰNG CẦU:
Cầu DC nằm trên tuyến đường Hà Nội – Lạng Sơn
-
II: ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU:
+ Dự án khả thi xây dựng cầu DC , cần nghiên cứu những nội dung
sau đây:
Đặc điểm vị trí xấy dựng cầu
Quy mô công trình và tiêu chuẩn kỹ thuật
Lựa chọn phượng án kết cấu và biện pháp thi công chỉ đạo
Xác định tổng mức đầu tư
Kiến nghị phương thức đầu tư
III: ĐỊA CHẤT:
+ Dọc theo tim cầu, tại các vị trí trụ dự kiến khoan thăm dò 1 lỗ khoan,
tính chất địa tầng từ trên xuống cụ thể như sau:
+ Lớp 1: Cát mịn-Bùn sét. e=0.4,Wtn=18%,c=0.08Kg/cm2,γ=1.6T/m3,
φ=25o,E=230Kg/cm3.
+ Lớp 2: Cát cuội sỏi e=0.6,W tn=24%,c=0.00Kg/cm2,γ=2.1T/m3,
φ=36o,E=300Kg/cm3.
+ Lớp 3: Đá phong hóa
+ Lớp 4: Đá Granít
+ Chi tiết số liệu địa chất tại các hố khoan :
H
ố
kho
an
I
L
ý
2
0
I
I
I
I
I
I
V
V
1
2
2
6
3
6
4
4
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
2
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
trìn
h(
m)
Đồ
5
0
0
0
8
.
7
7
.
4
6
.
7
7
.
1
.
3
.
7
6
.
3
7
.
3
7
.
7
7
.
8
-
-
-
-
C
át
mịn
Bù
n
sét
9
.2
8
.
2
1
0
.
3
C
át
cuộ
i
sỏi
6
.5
7
6
Đ
á
pho
ng
hóa
5
.5
Đ
á
Gra
nít
-
CHƯƠNG II : QUY MÔ CÔNG TRÌNH – TIÊU CHUẨN
KỸ THUẬT
I. QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CÁC NGUYÊN TẮC CHUNG.
1.Quy trình thiết kế.
+ Tiêu chuẩn thiết kế cầu : 22 TCN 272-05.
+ Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô : TCVN 4054-2005.
+ Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm : 22 TCN 211-06.
2.Các thông số kỹ thuật.
2.1 :Quy mô công trình.
+ Cầu lớn, vĩnh cửu.
+ Vận tốc thiết kế : 80 Km/h.
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
3
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
2.2 :Tải trọng thiết kế.
+ Tải trọng HL-93.
2.3:Khẩu độ thoát nước :
+ ∑lo=390m
Vật liệu.
3.1Bê tông.
fc'
+
= 30 MPa cho các kết cấu không ƯST.
fc'
+
= 50 MPa cho các kết cấu ƯST.
fc'
+
= 45 MPa cho các kết cấu tháp cầu có neo dây văng.
fc'
( : cường độ chịu nén của bê tông ở 28 ngày).
3.2Thép: (5.4.3.2- 22 TCN 272 - 05).
+ Thép thường: fy= 400 MPa, Es =200000 MPa.
+ Thép cường độ cao:
- Cường độ chịu kéo: fpu=1860 MPa.
- Giới hạn chảy: fpy=0.9 x fpu (đối với thép có độ tự chùng thấp).
- Mô đun đàn hồi: Ep=197000 MPa.
- Thép tự chùng thấp: loại thép dự ứng lực kéo mà mất mát ứng suất do thép tự
chùng được giảm đáng kể do xử lý kéo ở nhiệt độ cao ngay trong lúc chế tạo.
3.3:Lớp phủ.
Sử dụng bê tông nhựa hạt mịn,
γ =22.5 KN/m 3
.
Khổ cầu.
+ Chiều rộng phần xe chạy :K=11 (m).
+ Chiều rộng đường đi bộ hành : B=2x1.5 (m) bố trí cùng mức.
Khổ thông thuyền.
+ Chiều cao thông thuyền : H = 9 m.
+ Chiều rộng thông thuyền : B = 60 m.
Số liệu thủy văn.
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
4
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
+ Mực nước thấpnhất : -0.5m
+ Mực nước thông thuyền : +4.4m
+ Mực nước cao nhất :+7.9m
II : ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU NHỊP.
II.1.Phương án 1:Cầu dầm liên tục.
Mặt cắt dọc sông cho thấy 2 phía bờ sông rộng và khá tương đồng
nhau, đồng thời mực nươc thông thuyền cao, càng gần giữa sông càng sâu
tuy nhiên độ dốc nhỏ. Mặt cắt sông không quá dài vì vậy ta có thể tính toán
và chọn phương án cầu liê tục 3 nhịp có cầu dẫn hai phía.
II.1.1Các thông số cơ bản của kết cấu nhịp.
+ Sơ đồ nhịp: 3x33+(60+95+60)+3x33 m.
+ Cầu chính dầm liên tục 3 nhịp (60 + 95 + 60) m. Dầm liên tục tiết
diện hộp 2 thành nghiêng. Chiều cao dầm trên trụ là H = 5.5 m, giữa nhịp là h
= 2.5 m
+ Cầu dẫn dầm chữ I: 3x33 m mỗi bên, sau khi thi công bản sẽ được
nối liên tục nhiệt. Chiều cao dầm không đổi h = 1.75 m, mặt cắt ngang gồm 8
dầm
+ Khẩu độ thoát nước: ΣL0 = 413.4 – 19.4 = 394> 390 m.
+ Trắc dọc cầu: toàn bộ cầu nằm trên đường thẳng, độ dốc dọc không
đổi trên cầu dẫn i=4% và thay đổi đều trên cầu chính với bán kính cong đứng
là R = 4500 m.
+ Chiều dài toàn cầu là L=413.4 m.
II.1.2Các thông số cơ bản của mố, trụ.
+ Mố M1, M2: Hai mố đối xứng, loại mố chữ U, BTCT tường thẳng,
cao 5.4 m, đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính D = 1 m. Bệ mố cao 2
m, theo phương dọc cầu rộng 7.3 m, theo phương ngang cầu rộng 15 m.
Tường thân dày 1.5 m, tường cánh dày 0.5 m, tường đỉnh dày 0.5 m.
+ Trụ cầu dẫn T1, T8: Dùng loại trụ thân đặc, chiều cao là 6.4 m
và.Theo phương dọc cầu trụ rộng 2 m, theo phương ngang cầu trụ rộng 8 m.
Bệ trụ cao 2.5m, theo phương dọc cầu rộng 5.5 m, theo phương ngang cầu
rộng 11.5 m.
+ Trụ cầu dẫn T2, T7: Dùng trụ thân đặc BTCT cao 10 m, theo phương
dọc cầu rộng 2 m, theo phương ngang cầu rộng 8 m. Bệ trụ cao 2.5 m, theo
phương dọc cầu rộng 5.5 m, theo phương ngang cầu rộng 11.5m.
+ Trụ cầu dẫn T3, T6: Dùng trụ thân đặc BTCT cao 10.9 m, theo
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
5
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
phương dọc cầu rộng 2 m, theo phương ngang cầu rộng 9 m. Bệ trụ cao3 m,
theo phương dọc cầu rộng 9 m, theo phương ngang cầu rộng 12m.
+ Trụ cầu chính P3, P4: Dùng trụ thân đặc BTCT cao 14 m, theo
phương dọc cầu rộng 3 m, theo phương ngang cầu rộng 9.5 m. Bệ trụ cao 3
m, theo phương dọc cầu rộng 5.5 m, theo phương ngang cầu rộng 11.5m.
II.1.3Kết cấu khác.
+ Khe co giãn bằng cao su.
+ Gối cầu bằng cao su.
+ Lan can cầu bằng bê tông và thép ống.
+ Lớp phủ mặt cầu:
Bêtông nhựa hạt mịn 70 mm.
Lớp phòng nước 4 mm.
II.2.Phương án 2: Cầu giàn thép
II.2.1Các thông số cơ bản của kết cấu nhịp.
+Sơ đồ nhịp: 85+(85x3)+85m
+Chiều cao giàn h=12m, bề rộng 1 khoang b=8.5 m
+2 giàn biên có độ dốc i=4%, 3 giàn giữa có độ dốc không đổi i=0%
+Khẩu độ thoát nước: ΣL0 = 425-10m=415>390m
+Chiều dài cầu L=425m
II.2.2Các thông số cơ bản của kết cấu mố, trụ.
+ Mố A0, A1: Cấu tạo hoàn toàn giống mố A0, A7 của phương án 1.
Mố cũng được đặt trên nền cọc khoan nhồi với 6 cọc đường kính D = 1.5 m
như phương án 1.
+ Trụ chuyển tiếp P1, P4: Sử dụng loại trụ thân cột BTCT, gồm hai cột
đường kính 2m và cao 8.5m. Bệ trụ cao 2m, tiết diện vuông cạnh là 15.5m.
Đặt trên 8 cọc khoan nhồi đường kính 1.5m
+Trụ vòm chính P3, P4: Sử dụng loại trụ thân cột BTCT, gồm hai cột
đường kính 3m và cao 13m. Bệ trụ cao 3m, tiết diện vuông cạnh là 15.5m.
Đặt trên 8 cọc khoan nhồi đường kính 1.5m
II.2.3Kết cấu khác.
+ Khe co giãn bằng cao su.
+ Gối cầu bằng cao su.
+ Lan can cầu bằng bê tông và thép ống.
+ Lớp phủ mặt cầu:
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
6
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
Bêtông nhựa hạt mịn 70 mm.
Lớp phòng nước 4 mm.
II.3.Phương án 3:Cầu Extradosed.
Cầu Extradosed hay còn gọi là cầu dầm cáp hỗn hợp, là loại kết cấu
còn khá mới mẻ. Được đề xuất năm 1988 bởi giáo sư người Pháp Jacques
Mathivat và mãi đến năm 1994 chiếc cầu dầm cáp hỗn hợp hoàn hảo đầu
tiên mới được đưa vào sử dụng tại Nhật Bản. Cầu Extradosed được xem là
sự kết hợp của cầu dầm cứng và cầu dây văng, hay nói cách khác, cầu
Extradosed là trung gian giữa cầu dầm liên tục và cầu dây văng. Cầu
Extradosed được đưa ra nhằm giải quyết những hạn chế về khẩu độ của
cầu liên tục đúc hẫng và về những khó khăn trong thiết kế, thi công, duy tu
bảo dưỡng, giá thành xây dựng của cầu dây văng. Vì vậy đề xuất phương án
cầu Extradosed.
II.3.1Các thông số cơ bản của kết cấu nhịp .
+ Sơ đồ nhịp: 2x40+(75+120+75)+2x40 m.
+ Cầu chính gồm 3 nhịp (75 + 120 + 75) m. Dầm chủ có tiết diện hộp 3
thành. Chiều cao dầm thay đổi từ vị trí trên trụ là H = 3.5 m đến vị trí neo dây
đầu tiên là h = 2.5 m. Phần còn lại có chiều cao không đổi là h = 2.5 m.
+ Cầu dẫn giống phương án 1.
+ Khẩu độ thoát nước: ΣL0 = 428.2 - 13 = 415.2 > 350 m.
+ Trắc dọc cầu: toàn bộ cầu nằm trên đường thẳng, độ dốc dọc không
đổi trên cầu dẫn i=2% và thay đổi đều trên cầu chính với bán kính cong là R
= 6753 m.
+ Chiều dài toàn cầu là 430 m.
II.3.2.Các thông số cơ bản của kết cấu mố, trụ.
+ Mố M1, M2: Giống mố M1, M2 của phương án 1.
+ Trụ cầu dẫn và trụ chuyển tiếp P1, P2, P5, P6: Giống các trụ dẫn và
trụ chuyển tiếp trong phương án 1, chỉ có chút thay đổi về chiều cao.
+ Tháp cầu: Tổng chiều cao tháp là 28.5 m, trong đó chiều cao tính từ
mặt cầu đến đỉnh tháp là 11 m. Tại đỉnh tháp, theo phương dọc cầu tháp rộng
3 m, theo phương ngang cầu tháp rộng 1 m. Tại chân tháp, theo phương dọc
cầu tháp rộng 3 m, theo phương ngang cầu tháp rộng 2.25 m. Liên kết tháp
với bệ trụ chọn loại ngàm cứng.
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
7
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
II.3.3Kết cấu khác.
+ Khe co giãn bằng cao su.
+ Gối cầu bằng cao su.
+ Lan can cầu bằng bê tông và thép ống.
+ Lớp phủ mặt cầu:
Bêtông nhựa hạt mịn 70 mm.
Lớp phòng nước 4 mm.
II.4Tổng hợp các phương án.
Các phương án bố trí chung cầu để so sánh, thực hiện trên bảng 5.1.
Bảng 5.: Tổng hợp các phương án cầu.
N
h
A
hô
h
ng
ổ
th
c
uy
ầ
ền
u
h
ị
ị
p
Sơ đồ
(m)
N
p
c
h
d
í
ẫ
n
n
h
L
i
0x
9
3x33+(60
4
+95+60)+3x33
13.4
D
ê
ầ
n
m
t
ụ
I
c
G
0x
9
4
85x5
i
25
n
2x40+(75
0x
-
à
4
+120+75)+2x40
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
E
30
x
S
u
8
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
tr
9
a
p
d
e
o
r
s
T
e
d
Sau khi thiết kế sơ bộ cho 3 phương án trên, tiến hành phân tích, so
sánh các hiệu quả kinh tế – xã hội, của từng phương án, lựa chọn phương
án thiết kế kỹ thuật.
1.I.1. Ưu và nhược điểm các phương án.
1.I.1.1. Phương án 1.
1.I.1.1.1. Ưu điểm.
+ Kết cấu nhịp chính thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng là
phương pháp thi công quen thuộc với các nhà thầu trong nước.
+ Đường đàn hồi liên tục, ít khe co giãn, xe chạy êm thuận.
+ Vượt được nhịp tương đối lớn.
+ Sơ đồ cầu đối xứng có dáng vẻ thẩm mỹ đẹp.
+ Cầu bằng BTCT nên chi phí cho công tác duy tu bảo dưỡng trong
giai đoạn khai thác thấp.
1.I.1.1.2. Nhược điểm.
+ Quá trình thi công phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết.
+ Số lượng trụ nhiều ảnh hưởng đến lưu thông dòng chảy.
+ Kết cấu nặng nề.
1.I.1.2. Phương án 2.
1.I.1.2.1. Ưu điểm.
+Dàn là hệ thanh lien kết với nhau chỉ bằng hai khớp ở hai đầu thanh,
do đó các thanh trong giàn chỉ chịu lực dọc trục. Chính vì vậy khi nhịp lớn cầu
giàn tiết kiệm vật liệu hơn so vói cầu dầm
+Các thanh giàn có trọng lượng nhẹ, do đó giảm bớt tĩnh tải xuống mố
trụ nên yêu cầu về móng không cao như cầu dầm
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
9
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
+Khả năng chịu lực ngang của cầu giàn tốt hơn so với cầu dầm do
diện tích chắn gió thực tế nhỏ hơn, khoảng cách tim hai giàn chủ lớn
+Cầu giàn có hình dạng đẹp, đảm bảo yêu cầu mĩ quan
+Các thanh giàn là các thanh thép định hình, có thể chế tạo hàng loạt
trong xưởng nên đảm bảo tiến độ thi công nhanh, công tác thi công không
phức tạp
1.I.1.2.2. Nhược điểm.
+Chiều dài nhịp khá lớn, dàn có nhiều thanh nên công tác duy tu bảo
dưỡng rất phức tạp. Tiền sơn chống rỉ cầu sau khi đưa cầu ào sử dụng là
một gánh nặng cho nhà thầu
+Cấu tạo phức tạp, nhất là điểm giao giữa dầm dọc và dầm ngang,
dầm ngang và giàn chủ hay các mối nối giữa các thanh giàn
+Do có nhiều thanh giàn, các thanh lien kết hệ dọc trên và thanh cổng
cầu lớn nên không đảm bảo tầm nhỉn tốt, tầm nhìn hai bên cầu bị hạn chế
+Vế đề ổn định và mỏi của cầu giàn được đặt cao hơn các loại cầu
khác, nhất là với các loại tải trọng thường xuyên trên cầu ôtô.
1.I.1.3. Phương án 3.
1.I.1.3.1. Ưu điểm.
+ Ưu điểm nổi bật của cầu Extradosed là về mặt kết cấu. Kích thước
dầm nhỏ hơn phương án cầu liên tục do đó kết cấu đỡ nặng nề hơn và số
lượng dây ít hơn phương án cầu dây văng nên chi phí cho bảo dưỡng cáp
văng trong giai đoạn khai thác đỡ tốn kém.
+ Chiều cao tháp thấp hơn phương án cầu dây văng nên thi công đơn
giản hơn.
+ Số trụ trên dòng chủ ít do đó ít ảnh hưởng đến dòng chảy, thuận lợi
cho giao thông.
+ Hình dạng kiến trúc đẹp, mỹ quan phù hợp với cảnh quan thiên
nhiên.
+ Đường đàn hồi liên tục, ít khe co giãn, xe chạy êm thuận.
1.I.1.3.2. Nhược điểm.
+ Công nghệ thi công phức tạp đòi hỏi có trình độ kĩ thuật cao, thiết bị
tiên tiến.
+ Quá trình thi công phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết.
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
10
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
II.KIẾN NGHỊ
Qua phân tích ưu nhược điểm, sơ bộ giá thành cả ba phương án, xét
năng lực thi công, trình độ công nghệ, khả năng vật tư thiết bị của các đơn vị
xây lắp trong nước. Ta thấy phương án I (cầu dầm liên tục) mặc dù có tính
thẩm mỹ không bằng 2 phương án còn lại nhưng hơn hẳn về mặt kinh tế,
điều kiện thi công đặc biệt là điều kiện khai thác, duy tu bảo dưỡng ít chịu
ảnh hưởng thời tiết, công nghệ thi công quen thuộc. Mặt khác xét điều kiện
thiết kế kỹ thuật về sau này trong phạm vi đồ án.
Kiến nghị: Xây dựng cầu theo phương án 1 (cầu BTCT ứng suất
trước + cầu dẫn nhịp giản đơn dầm chữ I )
PHẦN I : THIẾT KẾ SƠ
BỘ
CHƯƠNG I : THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN I
I.CHỌN TIẾT DIỆN.
1 .Dầm hộp phần cầu chính.
- Đối với cầu bê tông dự ứng lực khẩu độ lớn, mặt cắt ngang có tiết diện hình hộp được
coi là thích hợp về khả năng chịu lực (đặc biệt là khả năng chống xoắn) cũng như
phân bố vật liệu. Dầm liên tục có mặt cắt ngang là 1 hộp thành xiên có chiều cao thay
đổi dần từ trụ ra giữa nhịp.
+ Trên gối: Htg = (1/15 – 1/20)Lnhịp.
+ Giữa nhịp: h gn= (1/30 – 1/ 45)Lnhịp ; không nhỏ hơn 2 m.
Với Lnhịp = 95m, ta chọn Htg = 5.5 m, hgn = 2.5 m.
+ Chiều cao phần dầm đúc trên đà giáo không thay đổi h = 2.5 m.
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
11
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
1 1
÷
1.9 2
+ Khoảng cách tim 2 thành hộp D = (
)B, trong đó B là bề rộng mặt
cầu, B = 15.5 m, với D = 5.5 m ta có D/B = 0.355
+ Chiều cao bản mặt cầu ở cuối cánh vút phần hẫng: 25 cm.
+ Chiều cao bản mặt cầu giữa nhịp bản: 25 cm.
+ Chiều cao bản mặt cầu ở đầu cánh vút: 50 cm.
+ Đáy dầm biến thiên theo quy luật đường cong bậc 2 có phương trình
là:
H-h
L2hc
Y=
X2 + h (m)
Với Lhc là chiều dài cánh hẫng cong, L hc = 45 m. Vậy ta có phương trình
đường cong biên dưới đáy dầm hộp là:
5.5 − 2.5 2
y=
.X + 2
452
(m)
+ Chiều dày bản đáy thay đổi từ chiều dày tại mép trụ là 100 cm đến
chiều dày 30 cm trong phạm vi (0.4-0.6)L hc, lấy phạm vi này là 24 m = 0.53L hc.
Vậy ta có phương trình thể hiện sự thay đổi chiều dày bản đáy là:
100 − 30
H bd =
.X
24
+ 35 (cm)
+ Chiều dày sườn dầm không đổi là 50 cm.
+ Trên tiết diện ngang tại gối có bố trí một lối thông, trên gối nhịp chính
bxh = 1.5x2 m, được tạo vút 15x15 cm.
12
12
Tiết diện trên gối,
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
Tiết diện giữa nhịp
12
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
15500
5500
5500
250 1500 500
2%
1740
2000
500
2500
3875
1000
1700
300
3500
2500
250
2%
1600
500 1500 250
600
Hình I.1: Chi tiết tiết diện dầm chủ
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
13
Trường Đại Học Xây Dựng
Đồ Án Tốt Nghiệp
413400
99200
33000
50
33000
215000
50
33000
100
60000
99200
95000
A
60000
100
33000
50
33000
50
33000
A
6 cäc khoan nhåi
d=1.5m , L = 35m
M1
6 cäc khoan nhåi
d=1.5m , L = 35m
T1
6 cäc khoan nhåi
d=1.5m , L = 35m
T2
8 cäc khoan nhåi
d=1.5m , L = 35m
T3
15 cäc khoan nhåi
d=1.5m , L = 35m
T4
T5
.5m
D=1
Hình I.2 Sơ đồ cầu
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
14
T6
T7
.5m
D=1
6 cäc khoan nhåi
d=1.5m , L = 35m
6 cäc khoan nhåi
d=1.5m , L = 35m
6 cäc khoan nhåi
d=1.5m , L = 35m
8 cäc khoan nhåi
d=1.5m , L = 35m
15 cäc khoan nhåi
d=1.5m , L = 35m
T8
.5m
D=1
M2
.5m
D=1
.5m
D=1
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
2.Phần cầu dẫn dầm I
+ Chiều dài nhịp : 33m
+ Chiều cao dầm :1.75m
+ Chiều dày bản mặt cầu : 0.2m
15500
500
250
11000
500
250
1500
2%
1100
1900
1900
1900
3350
1900
8000
1900
1900
1900
1100
1700
Hình I.3 : Mặt cắt ngang phần cầu dẫn
3.Cấu tạo mố trụ cầu.
+ Mố: Hai mố đối xứng, loại mố chữ U, BTCT tường thẳng, đặt trên móng
cọc khoan nhồi đường kính D = 1.0 m.
+ Bản quá độ: Hay bản giảm tải có tác dụng làm tăng dần độ cứng nền
đường khi vào cầu, tạo điều kiện cho xe chạy êm thuận, giảm tải cho mố khi
hoạt tải đứng trên lăng thể phá hoại. Bản quá độ bằng BTCT dày 30cm, dài
3.0m. Bản quá độ được đặt nghiêng, một đầu gối lên vai kê, một đầu gối lên
dầm kê bằng BTCT, được thi công bằng phương pháp đổ tại chỗ, đổ thành
tấm cách tường cánh của mố 5 cm.
+ Trụ: Trụ đặc, BTCT, đặt trên móng cọc khoan nhồi, sử dụng cọc đường
kính D=1.5 m và 1.0m.
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
15
750 750
1750
200
2%
1600
1500
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
1200
1600
300
4500
i=10%
7000
300
2000
400 800
2000
250
5700
4500
1:
1600
ho
ck
C?
2000
1200
3000
1000
14600
3500
2283
5500
1
1800
3000
5000
1000
1000
1000
3000
Hình I.4 :Cấu tạo mố M1
3000
3550
1500
9400
4500
4500
14000
14000
1500
I
m
4300
1000
a
.0
=1
iD
h?
n
n
3550
4500
2250
1500
1500
16500
3000
4500
2250
1500
7500
1500
1500
HìnhI.5: Cấu tạo trụ cầu T4
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
16
1000
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
II: TÍNH TOÁN SƠ BỘ KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC
1.Khối lượng công tác phần kết cấu nhịp:
1.1:Phần cầu chính.
+ Ta có sơ đồ chia đốt dầm thi công nhịp chính :
47.5 m
6x3.5 m
HL
1m
K13
S17 S16
K12
S15
K10
K11
S14
4x3 m
S13
K9
S12
K8
S11
K7
S10
K6
S9
3x2.5 m
K5
S8
K4
S7
K3
S6
K2
S5
4.5m
K1
S4
KO
S3
Hình I.6: Sơ đồ phân đốt thi công nhịp chính
+ Dùng sơ đồ chia đốt dầm khi thi công nhịp cầu chính để chia đốt và tính khối
lượng các khối đúc hẫng. Diện tích của từng mặt cắt phân đốt được tính chính xác
bằng cách đo trên phần mềm AutoCad, thể tích của đốt đúc được tính gần đúng bằng
cách lấy diện tích trung bình hai đầu đốt nhân với chiều dài đốt.
+ Chi tiết kích thước, khối lượng bê tông ta có bảng sau :
D
hứ
ốt
TC
iết
diện
(m
(m)
iệ
n
tí
c
h
(
m
2)
C
h
i
ề
u
d
à
i
đ
ố
t
(
m
)
1
/2H
17
13
16
.5
.5
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
0.
4
1
7
0.
4
1
1
.
5
1
3
T
h
ể
t
í
c
h
(
m
3
)
1
0
.
4
1
7
3
6
.
4
17
TG
S2 S1
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
7
1
.51
12
15
0.
4
4
1
9
.
5
3
1
14
0.
5
5
8
3
13
0.
7
6
3
9
.57
11
.
5
3
1
.66
10
1.5
.
5
3
1
12
.79
.95
11
10
8.5
.15
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
1.
0
5
6
5
1.
4
3
3
8
1.
8
9
.
5
3
1
3
.
5
1
3
5
9
5
3
6
.
5
4
6
6
5
3
6
.
9
5
4
0
5
3
7
.
6
7
3
6
5
3
8
.
6
9
7
7
5
4
0
.
0
1
8
3
3
5
.
6
18
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
3
7
.33
2.
3
5
1
9
1
3
1
.58
2.
8
6
7
6
.48
33
3.
4
3
9
4
3
1
3
1
.11
.36
6.5
.63
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
4.
0
6
6
4.
6
2
8
9
5.
2
2
8
1
2
.
5
1
2
.
5
1
2
.
5
8
1
1
3
7
.
0
5
5
7
3
8
.
6
0
2
8
4
0
.
3
1
8
2
3
5
.
1
6
5
3
6
.
5
7
2
2
5
3
8
.
0
7
0
2
5
19
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
1.5
Đồ
5.
8
6
2
7
.93
3.
0
3
3.
0
3
7.5
7
1
.
3
8
2
1
5
6
4
.
5
4
5
1
4
.
5
4
1
.
5
4
6
3
4
.
1
5
9
3
5
Tổng thể tích
Bảng I.1 Tính toán xác định thể tích các khối đúc hẫng
+ Thể tích đúc trên đà giáo : Vđg= 239.779 m3
+ Thể tích 2 nửa đốt hợp long 2 biên : Vhl= 2x10.417=20.834 m3
+ Thể tích bê tông sử dụng cho 3 nhịp liên tục đúc hẫng là:V đh =
4x634.15935= 2536.64 m3
+ Tổng thể tích bê tông dùng cho 3 nhịp liên tục là :
Vlt = Vđg+Vđh+Vhl =239.779+2536.64+20.834=2797.253m3
+ Hàm lượng cốt thép cho dầm chịu lực chính khoảng 190 – 220
kg/m3bt ta có khối lượng cốt thép sử dụng : G t1=0.2x2797.253 = 559.45
(tấn)
1.2Phần cầu dẫn.
- Diện tích mặt cắt ngang dầm I tại tiết diện giữa nhịp:A gn = 0.652m2
- Diện tích mặt cắt ngang Dầm I tại tiết diện đầu dầm :A đ = 1.472m2
+
Tiết
diện
mặt
cắt
ngang
trung
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
bình
của
dầm
I
là:
A=
20
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
3 x1.472 + 30 x0.652
= 0.727
33
+ Tổng thể tích dầm I cầu dẫn là: VdI = 8x8x0.727x33 = 1535.4 m3
+ Thể tích dầm ngang :Vdn = 52.65 m3
+ Thể tích bản lắp ghép : Vblg = 177.41 m3
+ Thể tích bản mặt cầu :Vbmc = 0.2x15x132x2= 792 m3
Tổng thể tích bê tông phần cầu dẫn: Vcd = 2557.46 m3
+ Khối lượng cốt thép dung cho cầu dẫn là: G t2 = 0.2x2557.46
=511.5 (tấn)
1.3Lớp phủ mặt cầu :
+ Lớp phủ mặt cầu dày 75mm trên toàn cầu.Ta có thể tích lớp phủ :
Vlp = 0.075x14.5x413.4 = 449.6 m3
1.4 Lan can , tay vịn:
+ Thể tích bê tông dùng cho công tác lan can :V lc = diện tích x chiều dài cầu x
2.4 =0.359 x 413.4 x 2.4 = 356.2 m3
2.Khối lượng công tác kết cấu dưới:
2.1 Phần mố cầu :
+ Chi tiết tính toán thể tích của 2 mố M1,M2 được thể hiện bảng sau.
+ Hàm lượng cốt thép trong bệ mố ta lấy bằng 0.07 t/m 3bt , hàm lượng cốt
thép trong các bộ phận còn lại của mố ta lấy bằng 0.12 t/m 3bt.
T
ư
ờ
n
g
ố
ệ
m
ố
(
m
3
)
t
h
â
n
(
m
3
ư
ờ
n
g
Đ
ỉ
n
h
(
m
3
)
ư
ờ
n
g
c
á
n
h
(
m
3
)
)
1
4
6
1
1
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
.
ổ
n
g
t
h
ể
tí
c
h
m
ố
(
m
3
)
2
h
ố
i
l
ư
ợ
n
g
c
ố
t
t
h
é
p
(t
)
9
21
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
6
2
4
6
Đồ
.
3
2
.
6
8
6
1
.
3
2
1
.
6
8
5
5
4
.
5
5
.
6
4
6
.
5
5
2
4
.
5
5
9
.
6
4
6
Bảng I.2 :Khối lượng công tác mố
+ Tổng thể tích bê tông dùng cho công tác mố (2 mố): V btm = 449.1 m3
+ Tổng khối lượng cốt thép dùng cho công tác mố : Gtm = 39.29 (tấn)
2.2Phần trụ:
+ Ta có chiều cao các trụ : T1=T8, T2=T7,T3=T6,T4=T5, vậy ta có thể tính
thể tích cho từng cặp trụ.
+ Chi tiết tính toán thể tích của các trụ được thể hiện trong bảng sau với hàm
lượng cốt thép trong các bộ phận tương tự trong mố:
C
h
i
ề
u
T
à
h
ổ
K
c
m
â
n
L
a
ũ
n
ệ
g
C
o
(
tr
tr
(
T
(
m
ụ(
ụ(
m
(
m
3
m
m
3
T
rụ
)
)
3)
3)
)
)
6
6
1
5
7
.
8
5
.
4
6
.
0
8.
3
4
1,
.
1
2.
1
6
6
T8
4
5
4
3
7
7
7
3
.
2
6
8
5
.
5
.
8.
5
8
2,
1
1
6
1
6
2
T7
0
5
0
3
1
9
1
3,
1
0
7
4
7
0
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
22
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
.
1
9
5
T6
4,
T5
1
4
Đồ
6
9
9
TỔNG
0
7
1.
2
5
2
.
3
9
1
5
4
0
.
5
3
8
6
2
.
8
1
3
.
0
8
2
1
6
3
.
3
0
7
4
0
9
.
4
9
4
Bảng I.3 Khối lượng công tác phần trụ
+ Tổng thể tích bê tông dùng cho công tác trụ : V btt = 3862.81 m3
+ Tổng khối lượng cốt thép dùng trong trụ: Gtt = 409.494 (tấn)
III: XÁC ĐỊNH SƠ BỘ SỐ LƯỢNG CỌC CỦA TRỤ MỐ.
III.1Nhận xét chung về điều kiện địa chất lòng sông.
Địa chất tại vị trí xây dựng cầu được phân theo từng lớp, các lớp
địa chất tương đối ổn định, lớp đất bùn nhão bên trên có bề dày trunh bình
1 m. Các lớp đất phía dưới tương đối yếu. Do kết cấu nhịp có phần dầm
liên tục là hệ siêu tĩnh, để tránh các ứng suất phụ bất lợi khi mố trụ lún
không đều, để đảm bảo sự làm việc tốt của kết cấu, ta chọn phương án
móng cọc khoan nhồi, vì cọc khoan nhồi có nhiều ưu điểm về chịu lực và
ổn định hơn so với các loại móng cọc khác.
Địa chất tại vị trí xây dựng cầu.
+ Lớp 1: Bùn nhão, dãy 1 m.
+ Lớp 2: Cát mịn-bùn sét, dày 9.2 m.
+ Lớp 3: Cát cuội sỏi, dày 6.5 m.
+Lớp 4 : Đá phong hóa 5.5m
+ Lớp 5: Đá ganit, rất dày
Kiến nghị đặt móng cọc khoan nhồi vào lớp 5.
Móng mố và trụ dự kiến sử dụng các loại đường kính cọc là 1.0 m,
1.5 m, 2 m. với các chiều dài 30 m hoặc 40 m.
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
23
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
III.2 Xác định sức chịu tải Xác định sức chịu tải trọng của
cọc
III.2.1Xác định sức chịu tải nén của cọc nhồi theo vật liệu
làm cọc.
fc'
Bêtông: = 30 MPa.
Cốt thép chịu lực: fy = 400 MPa.
Công thức tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu: (Theo 5.7.4.4 22TCN 272-05)
c
PVL
= ϕ.Pn
Trong đó :
fc'
Pn = 0.8x( 0.85 x x Ac + fy x As)
(Đối với cấu kiện có cốt thép đai thường, Theo 5.7.4.4 - 22TCN
272-05).
Với:
+ ϕ : hệ số sức kháng, ϕ = 0.75 (5.5.4.2.1 - 22TCN 272-05).
+ Ac : Diện tích nguyên của bê tông (m2).
+ fc: Cường độ chịu nén của bê tông ở 28 ngày, fc = 30000 (KN/m2).
+ fy: giới hạn chảy của thép chịu lực, fy = 400000( KN/m2).
+ As : Diện tích cốt thép chịu lực (m2).
φ
Chọn sơ bộ :24 36 cho cọc D = 1.5 m.
+ D = 1.5 m:
- As =
- Ac =
24 × π × (36 × 10−3 )2
4
π × 1.52
4
β1.5
-
=
=0.023 m2
=1.767 m2
As
= 1.31%
Ac
> 0.8
c
VL
P
⇒
= 0.75x0.8x[0.85x30000x(1.767- 0.023)+400000x0.023] =
32226 (KN)
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
24
Trường Đại Học Xây Dựng
Án Tốt Nghiệp
Đồ
III.2.2Sức kháng của cọc theo đất nền ở trạng thái giới hạn
cường độ.
Theo điều 10.7.3.2 - 22TCN 272-05. Sức kháng đỡ của cọc được
tính theo công thức sau:
Qr = η(ϕ.Qn-Qc) = η (ϕqp.Qp + ϕqs.Qs - Qc)
Với: Qp = qp.Ap và Qs = qs.As
Trong đó:
+ η : Hệ số chiết giảm do ảnh hưởng của nhóm cọc, η = 0.7 với
khoảng cách giữa các cọc bằng 3D (Theo 10.8.3.9.3 22TCN 272-05).
+ Qp: Sức kháng đỡ của mũi cọc (N).
+ Qs: Sức kháng đỡ của thân cọc (N).
+ Qc : Trọng lượng bản thân cọc có xét đến lực đẩy nổi của nước.
+ qp: Sức kháng đỡ đơn vị của mũi cọc (Mpa).
+ qs: Sức kháng đỡ đơn vị của thân cọc (MPa).
+ As: Diện tích bề mặt thân cọc (mm2).
+ Ap: Diện tích của mũi cọc (mm2).
+ ϕqp: hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc cho trong bảng
10.5.5-3 22TCN 272.05.
+ ϕqs: hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc cho trong bảng
10.5.5-3 22TCN 272.05.
Bảng 1.: Hệ số sức kháng.
H
ệ
s
ố
Đ
Thà
ịa
nh phần
chất
sức kháng
s
Phươn
g pháp tính
ứ
c
k
h
á
n
g
Đ
ất sét
Sức
kháng bên
Phươn
g pháp α
0
.
6
Phạm Văn Tiến – MSSV: 7039.55
25
