CHƯƠNG IPHƯƠNG áN i cầu dầm liên tục đúc hẫng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (168.3 KB, 18 trang )
Khoa công trình
đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG I
PHƯƠNG áN i cầu dầm liên tục đúc hẫng
1. Giới thiệu tổng quát về phơng án I:
Phơng án I là phơng án dầm BTCT DƯL liên tục ba nhịp và 1 nhịp dẫn 33 m là
phơng án thiết kế phù hợp với các phơng trâm xây dựng hiện đại là nhanh, tốt, rẻ. Mặt
khác, nó còn tận dụng nguồn tài nguyên sẵn có của địa phơng và vật liệu xây dựng trong
nớc sản xuất, áp dụng đợc những thành tựu khoa học hiện đại nh thiết bị thi công tiên tiến
, sử dụng các kết cấu định hình, lắp ghép, có tính chuyên môn hoá cao nhằm tạo ra năng
suất lao động cao, đỡ tốn chi phí cho công tác duy tu bảo dỡng.
2.Các kích thớc cơ bản của kết cấu nhịp:
2.1. Sơ đồ cầu:
-
Sơ đồ cầu: 65m + 90m + 65m + 33m
-
Toàn cầu dài L = 268,25 m(chiều dài cả mố và khe co giãn). Trong đó có 1
nhịp dẫn và 3 nhịp liên tục bằng BTCT DƯL .
-
Mặt cắt ngang nhịp dẫn 33 m gồm 5 dầm, các dầm cách nhau 2,4 m, chiều cao
h = 1,7 m . Các dầm đợc sử dụng là các dầm định hình.
2.2. Kết cấu nhịp chính:
-
Nhịp dầm chính sử dụng kết cấu dầm hộp liên tục ba nhịp BTCT DƯL có tiết
diện hộp vách thẳng.
-
Chiều cao hộp thay đổi theo đờng cong Parabol bậc hai, trên trụ cao 5m tại giữa
nhịp cao 2.5m.
-
Bề rộng bản nắp hộp 12m.
-
Chiều rộng hộp 6m.
-
Bề dày nắp trên cùng không thay đổi là 25 cm nhng có các vút.
-
Chiều dày bản đáy thay đổi : Tại giữa nhịp là 25cm, trên trụ là 70cm.
-
Chiều dày sờn hộp không đổi là 50cm.
-
Khi thi công tạo độ dốc ngang 1,5% bằng cách nâng đờng giữa của nắp lên.
-
Các đốt đúc có chiều dài thay đổi: Đốt trên đỉnh trụ có chiều dài 10m, 10 đốt
dài 3m, 12 đốt dài 4m(tính cho cả hai cánh hẫng). Chiều cao đốt đúc thay đổi
theo quy luật của đờng cong parabol :
y = ax2+bx+c.
-
Vật liệu kết cấu nhịp chính sử dụng bêtông mác M400 có Ru=190 Kg/cm2 và
Rn=150Kg/cm2.
-
Gờ chắn bánh và gờ đỡ lan can cao 30cm, rộng 25cm, cột lan can cao 90cm
bằng thép .
2.3. Mố cầu:
-1đỗ thuỷ trung
lớp cầu đờng bộ k37
Khoa công trình
đồ án tốt nghiệp
- Mố cầu có dạng mố U bằng bê tông cốt thép đặt trên naền móng cọc khoan nhồi
đờng kính = 100cm
2.4. Trụ cầu:
- Trụ cầu có dạng trụ tròn đặc bằng bê tông cốt thép đặt trên móng cọc khoan nhồi
BTCT 100, mỗi trụ chính bố trí 15 cọc.
3. Xác định đặc trng hình học và hệ số phân bố ngang:
3.1. Xác định đờng cong Parabol:
- Vì chiều cao hộp biến thiên từ 5m đến 2.5m nên đáy dầm sẽ biến thiên theo quy
luật đờng cong.
- Chọn phơng trình dạng parabol bậc hai y = ax2 + bx + c.
y
2.5
0
44
88
x
Khi đó đỉnh của parabol đi qua điểm (44 ; 2,5)
Parabol cắt trục hoành tại 2 điểm là 0 và 88
- Giải ra phơng trình đờng cong đáy dầm là:
y
=
5
. x2 +
3872
5
. x
44
- Mặt trên của đáy hộp cũng có dạng đờng cong parabol y = ax2+bx+c với chiều dày tại
gối là 70cm, ở giữa nhịp là 25cm.
- Tơng tự nh trên ta xác định đợc đờng cong mặt trên của đáy dầm :
y
=
1.0589 * 10 3. x 2 +
0.093. x
Căn cứ vào hai đờng cong Parabon trên ta xác định đợc chiều cao tại từng mặt cắt.
3.2. Tính đặc trng hình học tại các mặt cắt:
- Mỗi bên cánh hẫng gồm có 11 đốt đúc và 1/2 đốt trên trụ nh vậy ta có
-2đỗ thuỷ trung
lớp cầu đờng bộ k37
Khoa công trình
đồ án tốt nghiệp
Bảng kích thớc mặt cắt
Mặt cắt
Chiều cao h (m)
Chiều dày b (m)
1
5
0,7
2
4,464
0,61
3
4,173
0,55
4
3,9
0,5
5
3,66
0,46
6
3,44
0,42
7
3,244
0,384
8
3,02
0,343
9
2,83
0,31
10
2,69
0,283
11
2,58
0,265
12
2,52
0,253
13
2,5
0,25
3.3. Tính hệ số phân bố ngang:
-
Dầm liên tục có mặt cắt ngang là kết cấu hình hộp hai sờn, không biến dạng
hình học dới tác dụng của tải trọng nên hệ số phân bố ngang đợc tính theo phơng pháp đòn bẩy là chính xác.
-
Khi giả thiết rằng mặt cắt hình hộp không biến dạng ta có đờng ảnh hởng áp
lực dầm nh sau.
- Hệ số phân bố ngang của xe H30:
H30 = 0,5. yi = 0,5. (1+1+1+1) = 2
- Hệ số phân bố ngang của xe XB80:
-3đỗ thuỷ trung
lớp cầu đờng bộ k37
Khoa công trình
đồ án tốt nghiệp
XB80 = 0,5. yi = 0,5. (1 + 1) = 1
- Hệ số phân bố ngang của đoàn ngời:
Ngời = 2. (1 + 1). 1,5 = 3
4. Tính nội lực trong các giai đoạn:
4.1. Tĩnh tải giai đoạn một:
Bảng đặc trng hình học các khối đúc
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
F
12.41
11.424
10.833
10.31
9.87
9.45
9.074
8.645
8.29
8.015
7.815
7.495
7.46
Yc
2.566311
2.362781
2.257997
2.152853
2.055351
1.966764
1.886463
1.792379
1.709013
1.648405
1.597195
1.560056
1.550559
S
11.32734
9.326713
8.254463
7.317645
6.544465
5.849432
5.251801
4.596687
4.071591
3.688023
3.408055
3.218131
3.17082
Jx
52.64347
38.9079
32.28603
26.78577
22.4833
18.87911
15.96634
12.97945
10.74108
9.222183
8.152048
7.513485
7.341042
Jy
102.3007
97.29856
94.46681
91.87572
89.63906
87.55406
85.69272
83.56697
81.78239
80.43947
79.41781
74.59892
74.416
Bảng tính mô men do tĩnh tải giai đoạn I tại mặt cắt đỉnh trụ
Khối Ki F1
F2
L
1/2K0
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
K9
K10
K11
11.424
10.833
10.31
9.87
9.45
9.074
8.645
8.29
8.015
7.815
7.495
7.46
5
3
3
3
3
3
4
4
4
4
4
4
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
12.41
11.424
10.833
10.31
9.87
9.45
9.074
8.645
8.29
8.015
7.815
7.495
Qi
Tay đòn MômenQ
i
148.963 2.5
372.406
83.4638 6.5
542.514
79.2863 9.5
753.219
75.675 12.5
945.938
72.45
15.5
1122.98
69.465 18.5
1285.1
88.595 22
1949.09
84.675 26
2201.55
81.525 30
2445.75
79.15
34
2691.1
76.55
38
2908.9
74.775 42
3140.55
Tổng= 20359.1
4.2 Tĩnh tải giai đoạn hai:
Bao gồm: Lớp phủ phần xe chạy, lớp phủ lề ngời đi, gờ chắn bánh, lan can tay vịn.
-4đỗ thuỷ trung
lớp cầu đờng bộ k37
Khoa công trình
đồ án tốt nghiệp
Lớp phủ mặt cầu:
Bêtông atfan 5cm :
0,05. 2,3 = 0,115
(T/m2)
Lớp bảo hộ 3cm :
0,03. 2,4 = 0,072
(T/m2)
Lớp phòng nớc dày 2cm: 0,02. 1,5 = 0,03
(T/m2)
Lớp mui luyện dầy trung bình 1,5cm : 0,015.1,67 =0,025 T/m2
(T/m2)
=>
Tổng cộng:
q1 = 0,242
=>
Tĩnh tải rải đều của lớp phủ qtc = 0,242. 11 = 2,662
(T/m)
qtt =1,5.qtc = 1,5.2,662=3,993 (T/m)
- Gờ chắn bánh :
ptc = 2. 0,25. 0,3. 2,4 = 0,36 (T/m)
ptt = 1,5. 0,36 = 0,54
(T/m)
- Lan can tay vịn :
+ Gờ đỡ:
qgđtc = 0,3 x 0,25 x 2 x 2,4 =0,36 (T/m)
qgđtt = 1,1x0,36 = 0,396 T/m.
+ Lan can thép, cách 1m bố trí 1 lan can. Lan can có đờng kính 15cm cao75cm.
Pcột = 3,14.(0,0752 - 0,0652 ).0,75.7,8 = 0,0257 T
Hai bên có hai hàng cột:
qcột = 2.0,257 = 0,0514 T/m
Tay vịn lan can dùng ống thép nh cột ta có với hai bên tay vịn:
qtay vịn =0,0686 T/m
Bê tông chôn cột lan can là:
qchôn cột =0,25.0,3.2,5.2 = 0.375 T/m
- Tổng cộng tĩnh tải giai đọan hai là:
qgđ2 tc= 3,859 (T/m)
qgđ2tt =5.47 (T/m)
4.3. Tính nội lực trong các giai đoạn:
Do tính toán sơ bộ ta chỉ cần tính theo 3 sơ đồ gồm :
+ Đúc hẫng đối xứng
+ Hợp long biên rồi và đang hợp long nhịp giữa bê tông cha ninh kết
+ H30 + ngời trong giai đoạn khai thác.
4.3.1. Tính nội lực trong giai đoạn đúc hẫng:
-5đỗ thuỷ trung
lớp cầu đờng bộ k37
Khoa công trình
đồ án tốt nghiệp
- Kết cấu nhịp đợc thi công hẫng đối xứng từ trụ ra và dựa dần vào các đốt đã thi
công trớc đó.
- Đối với đốt trên trụ K0 đợc đổ tại chỗ trên ván khuôn
- Các đốt tiếp theo đợc đổ trên xe đúc chuyên dụng .
- Sơ đồ làm việc trong giai đoạn này là cong son, khi đó tính với hẵng lớn nhất.
- Nội dung tính toán trong giai đoạn này là xác định nội lực trọng lợng cốt thép dự
ứng lực cần thiết cho mỗi đợt thi công. Số lợng cốt thép và lực căng trớc phải đảm bảo
an toàn cho kết cấu trong suốt quá trình thi công.
-
Các tải trọng gồm có :
+ Tải trọng phần I: Trọng lợng bản thân của từng đốt
+ Tải trọng xe đúc: Xe đúc nặng 80T
+ Tải trọng thi công : 0,1 (T/m) rải đều trên toàn bộ cánh hẵng.
- Sơ đồ tính toán là sơ đồ hẫng tối đa lớn nhất khi đúc xong đốt cuối cùng và
chuẩn bị hợp long nhng cha tháo xe đúc .
Mô men do tải trọng thi công MTC = 0,1x44x22 =96,8 Tm
Mô men do xe đúc tại vị trí hẫng nhất MXĐ = 80x42 =3360 Tm.
Mô men tổng M = 23815,9 Tm.
Mặt cắt gối
Mtc (T.m)
Mtt (T.m)
1
23815,9
26197,49
4.3.2 Giai đoạn hợp long nhịp biên rồi và đang hợp long nhịp giữa:
- Thi công đoạn sát trụ trên đà giáo dài 19m, sau đó tiến hành hợp long.
- Sau khi hợp long xong, tháo dỡ đà giáo và tháo các gối tạm thời ở trụ thì kết cấu
chịu lực theo sơ đồ dầm mút thừa. Lúc này thì mặt cắt đỉnh trụ ngoài chịu tĩnh tải I, tải
rải đều thi công 0,1 Tm, tải xe đúc nh phần trớc nó còn chịu thêm 1/2 đốt hợp long
18,65T và xe đúc hẫng .
Trong phần này chỉ tính cho dầm mút thừa chịu 1/2 đốt hợp long và phần xe đúc
hẫng hơn(80.44 - 80.42), các lực này đặt ở đầu mút thừa.
Mặt cắt
Mtc (T.m)
Mtt (T.m)
1
945,4
1039,94
4.3.3 Giai đoạn khai thác:
-
Xe H30: Từ đờng ảnh hởng mô men mặt cắt đỉnh trụ ta xếp đoàn xe H30 tiêu
chuẩn lên hai nhịp phần đờng ảnh hởng mang dấu âm với một trục nặng nhất
đặt ở vị trí tung độ lớn nhất, rồi dịch tải với bớc là 0,5m từ trái qua phải và ngợc
-6-
đỗ thuỷ trung
lớp cầu đờng bộ k37
Khoa công trình
đồ án tốt nghiệp
lại từ phải qua trái ta đợc vị trí bất lợi nhất. Hoặc ta tra tải trọng tơng đơng của
đoàn xe H30 với dạng đờng ảnh hởng cong, ta cũng tính cho hai phần đờng ảnh
mang dấu âm.
-
Nhịp biên l = 65m, qtđ = 1,7 T/m.
- Nnịp giữa l = 90m, qtđ = 1,7 T/m.
-1 = 359,77m2 -2=607,2m2 - =967,39m2 + = 153,77m2 =813,6m2
Đường ảnh hưởng mô men mặt cắt đỉnh trụ
0
220
65
90
65
vậy mô men do hoạt tải H30 là:
Mtc = qtđ*Fđah *h30= - 1,7. 967,39.2 = -3289,12Tm
Mtt =-1,4(1 + )Mtc= -1,4.3289,12 = -4604,77Tm
Tĩnh tải phần II: xếp lên toàn bộ đờng ảnh hởng.
Mtc = qgđ2tc.Fđah = 3,859. 813,6 = 3139,68Tm
Mtt = qgđ2tt.Fđah = 5,47. 813,6 = 4450,4Tm
Đoàn ngời ta xếp lên phần đờng ảnh hởng mang dấu âm để đợc nội lực bất lợi nhất.
qn= 0,3T/m2 tải rải đều của đoàn ngời là:
qn = 1,5.0,3 =0,45 T/m
vậy mô men do đoàn ngời là
Mtc= 3.0,45.967,39 = 1305,97Tm
Mtt=1,4.Mrc = 1,4.1305,97 = 1828,36Tm
Trị số nội lực do Tĩnh tải II+ ngời + H30
Mặt cắt đỉnh trụ Mô men tiêu chuẩn Tm
Mô men tính toán Tm
1
10883,53
7734,7
5. Tính và bố trí bó cốt thép DƯL trong các giai đoạn:
- Sơ bộ tính toán và bố trí cốt thép cần thiết tại các mặt cắt.
- Cốt thép DƯL dùng loại 12,7 của UC AC1311 , diện tích mỗi sợi 12,7 là
100,1mm2 .
- Dùng 19 sợi 12,7 vậy diện tích của một bó : 19,019cm2
-7đỗ thuỷ trung
lớp cầu đờng bộ k37
Khoa công trình
đồ án tốt nghiệp
- Theo văn bản số 1596/KHKT của vụ KHKT Bộ GTVT năm 1994 về việc cháp
nhận các số liệu của cáp thép cờng độ cao nh sau:
- Cờng độ chịu kéo tiêu chuẩn: Rtc = 18730 kg/cm2.
- Cờng độ chịu kéo trong giai đoạn tạo ƯST và thi công:
R =12000kg/cm2
- Cờng độ tính toán trong giai đoạn khai thác: R = 10800kg/cm2
- Mô duyn đàn hồi E = 1950000kg/cm2
- Các đặc trng về bêtông:
+ Bêtông kết cấu nhịp sử dụng bêtông M400:
+ Cờng độ chịu nén khi uốn:Ru=2050 (T/m2).
+ Cờng độ chịu nén dọc trục.Rn=1650 (T/m2).
Ta chỉ tính và bố trí cốt thép cho mặt cắt giữa nhịp và mặt cắt đỉnh trụ.
a. Tính cho mặt cắt đỉnh trụ:
Diện tích cần thiết tại mặt cắt:
Fct =
M TT
.h 0 .R
Với Mtt là mô men tính toán
h0 chiều cao có hiệu lấy theo chọn sơ bộ cốt thép ban đầu
h0 = h - ad
Với ad khoảng cách từ trọng tâm đám cốt thép đến mép trên hộp
ad = 20cm
Hệ số tra bảng phụ thuộc vào r0
r0 =
h0
M TT
R u .b
=
5 0,2
38120,96
2050.6
= 2,726
b bề rộng đáy hộp b = 6m
với r0 =2,726 = 0,9
Vậy diện tích cốt thép cần thiết là
Fct =
M TT
38120,96
=
= 0,0817 m 2
.h 0 .R 0,9.4,8.108000
Fct= 817cm2
Vậy số bó cốt thép cần thiết là
đỗ thuỷ trung
n=
Fct
817-8=
= 42lớp
,95 cầu đờng bộ k37
f 1b 19,019
Khoa công trình
đồ án tốt nghiệp
Chọn 44 bó để bố tri tại mặt cắt này
Kiểm toán mặt cắt này
Mtt=38120,96Tm.
Xác định vị trí trục trung hoà ở đây bỏ qua ảnh hởng của cốt thép thờng
Rt.Ft = 108000.44.19,019.10-4 = 9037,82Tm
'
hb =
0,7.6 + 0,4.0,4
= 0,7267 m
6
hb bề dầy tính đổi của đáy hộp
Ru.b.hb = 2050.6.0,7267 = 8938,41Tm
Rt.Ft >Ru.b.hb vậy trục trung hoà đi qua sờn hộp.
xt =
R t .Ft R tr .(b b c ).h 'b 108000.44.19,019.10 4 1650.(6 2.0,5).0,7267
=
= 1,484m
R u .b s
2050.2.0,5
=x/h0 = 1,484/4,8 = 0,3 lấy m2=1
Công thức kiểm toán là:
Mtt < Mgh = m2Ru.bs.x.(h0 - x/2) + Rtr.(b - bs).(h0 - hb/2).hb.
Mgh=1.2050.2.0,5.1,484.(4,8 -1,484/2)+ 1650.(6 - 2.0,5).(4,8- 0,7267/2).0,7267.
= 38944.2Tm vậy 38120,96< 38944,2 đạt
b.Tính toán mặt cắt giữa nhịp
Tính toán nội lực của mặt cắt này chỉ có tĩnh tải phần hai hoạt tải và
ngời đi bộ
Đường ảnh hưởng mô men tại mặt cắt giữa nhịp
0
220
65
90
65
-=102,99m2 +=404,87 m2 -=102,99 m2 =198,88 m2
Mô men do tĩnh tải phần II gây ra là:
Mtc = 3,859. = 3,859. 198,88 = 767,476Tm
Mtt = 5,47. = 5,47.198,88 = 1087,87Tm
-9đỗ thuỷ trung
lớp cầu đờng bộ k37
Khoa công trình
đồ án tốt nghiệp
Mô men do đoàn ngời đi bộ gây ra:
Mtc = Ngời.q. = 3.0,45. 404,87 = 546,57Tm.
Mtt = n.Ngời.q. = 1,4.Mtc = 765,2Tm.
Mô men do đoàn xe H30 gây ra:
Mtc = H30.qtđ. + =2.1,8.404,87=1457,53Tm.
Mtt = 1.4.Mtc = 2040,54Tm.
Mô men do xe XB80 gây ra :
Mtc = XB80.qtđ1. += 1. 4,3. 404,87=1740,94Tm.
Mtt = 1,1.Mtc = 1915,03Tm.
Ngời + tĩnh tải phần hai + H30 : Mtc = 2771,576Tm
Mtt = 3893,61Tm
Tĩnh tải phần hai + XB80 :
Mtc = 2508,416Tm
Mtt = 3002,9Tm.
Vậy tổ hợp để tính toán là tổ hợp tổ hợp ngời + tĩnh tải phần II + H30:
Mtt = 3893,61Tm
Tính cốt thép cho mặt cắt giữa nhịp:
Diện tích cần thiết tại mặt cắt:
Fct =
M TT
.h 0 .R
Với Mtt là mô men tính toán
h0 chiều cao có hiệu lấy theo chọn sơ bộ cốt thép ban đầu
h0 = h - ad
Với ad khoảng cách từ trọng tâm đám cốt thép đến mép trên hộp ad = 15cm
hệ số tra bảng phụ thuộc vào r0
r0 =
h0
M tt
Ru.b
=
2,5 0,15
3893,61
2050.12
= 5,9
b bề rộng nắp hộp b = 12m
với r0 =5,9 = 0,99
Vậy diện tích cốt thép cần thiết là
Fct =
M tt
3893,6
=
= 0.0155m 2
.h 0 .R 0,99.2,35.108000
Fct= 155cm2
Vậy số bó cốt thép cần thiết là
n=
đỗ thuỷ trung
Fct
155
=
= 8,15
f 1b 19,019
-10lớp cầu đờng bộ k37
Khoa công trình
đồ án tốt nghiệp
Chọn 10 bó để bố tri tại mặt cắt này
Kiểm toán mặt cắt này
Mtt = 3893,61Tm
Xác định vị trí trục trung hoà ở đây bỏ qua ảnh hởng của cốt thép thờng
Rt.Ft = 108000.10.19,019.10 -4 = 2054,052Tm
'
hb =
0,25.12 + 1,5.0,5 + 0,5.0,5
= 0,333m
12
hb bề dầy tính đổi của nắp hộp
Ru.b.hb = 2050.12.0,333= 8191,8Tm
Rt.Ft
R t .Ft 108000.10.19,019.10 4
=
= 0,0835m
R u .b
2050.12
=x/h0 = 0,0835/2,35 = 0,0355 lấy m2=1
Công thức kiểm toán là:
Mtt < Mgh = m2Ru.b.x.(h0 - x/2) .
Mgh= 1.2050.12.0,0835.(2,35-0,0835/2) = 4741,38Tm
vậy 3893,61Tm < 4741,38 Tm
đạt
6 . Tính trụ cầu
Các kích thớc hình học nh hình vẽ :
Yêu cầu:
+ Tính cọc và sơ bộ bố trí cọc
a - Tải trọng tác dụng
-11đỗ thuỷ trung
lớp cầu đờng bộ k37
Khoa công trình
a.1. Trọng lợng bản thân:
Đá kê gối
Cả trụ có 2 đá kê gối
bỏ qua trọng lợng gối cầu
+ Thân trụ:
Diện tích đáy:
đồ án tốt nghiệp
Pđk = 0,1 . 1,6 . 1,6 . 2,5 = 0,64T
P2đk = 2.0,64 = 1,28T
F đáy = 3 . 6,6 + 3,1416 . 1,52 = 26,87m2
Vtrụ = 26,87 . 12 = 322,423 m3
Thể tích trụ
Trọng lợng bản thân trụ
Ptrụ = 322,423. 2,5 =806,06T
+ Bệ móng:
Vbệ móng = 3 . 5 . 10,6 = 159 m3
Pbệ móng = 2,5 . = 397,5 T
a.2. Phản lực do tĩnh tải cấu nhịp (do tĩnh tải phần I và II )
Đường ảnh hưởng phản lực gối tại trụ
0
220
65
90
65
Diện tích Đah phản lực tại trụ là:
+= 98,09 m2 -= - 8,07 m2 = 90,024 m2
Xếp tĩnh tải rải đều lên Đah phản lực gối ta tính đợc
Tĩnh tải giai đoạn I đợc tính trung bình và có giá trị là:
qgđItc = 13,1T/m
qgđITT = 14,25T/m.
Tĩnh tải giai đoạn II có giá trị nh sau lấy ở phần tính kết cấu nhịp:
qgđIITC = 3,859T/m.
qgđIITT = 5,47T/m.
Phản lực do tĩnh tải giai đoạn I
NgđI = qgđITT. = 14,25 . 90,024 = 1282,84 T.
Phản lực do tĩnh tải giai đoạn II
NgđII = qgđIITT. = 5,47 . 90,024 = 492,43 T .
a.3. Phản lực do hoạt tải H30 bố trí 2 làn trên 2 nhịp
Xếp đoàn xe trực tiếp lên phần đờng ảnh hởng mang dấu dơng di chuyển vị trí
đoàn xe đến khi tìm đợc nội lực lớn nhất. Hoặc ta tính theo qtđ
NH30 = H30.qtđH30 . + . n = 2 . 1,7 . 98,09 . 1,4 =466,9 T.
-12đỗ thuỷ trung
lớp cầu đờng bộ k37
Khoa công trình
đồ án tốt nghiệp
a.4. Phản lực do hoạt tải XB 80 trên 2 nhịp .
Xếp tải trực tiếp lên phần Đah mang dấu dơng di chuyển vị trí xe đến khi tìm đợc
nội lực lớn nhất. Hoặc tính theo tải trọng tơng đơng.
NXB80 = XB80 . qtđXB80. +.n = 1 . 3,2 . 98,09 . 1,1 = 345,3 T
a.5. Phản lực do đoàn ngời bộ hành đi trên 2 lề
Xếp tải trọng rải đều của đoàn ngời bộ hành trên phần đờng ảnh hởng mang dấu dơng có nội lực lớn nhất.
+ Tải trọng rải đều của đoàn ngời bộ hành trên 1 lề g = 0,45 (T/m)
+ Phản lực tiêu chuẩn Ptc = 2 . 0,45 . 98,09 = 88,28 (T)
+ Phản lực tính toán: Ptt = 1,4 . Ptc = 123,6 (T)
b. Tính toán cọc
Dùng cọc đờng kính 100cm thi công bằng phơng pháp khoan nhồi. Chiều dài cọc L =
25m.
Số cọc cần thiết đợc xác định theo công thức
n=
.P
0,6.P ,
P: tổng lực thẳng đứng lớn nhất P = 3570,61 T
P: Sức chịu tải giói hạn của cọc
P = c.R.Fcọc
lấy
c = 1
R = 600 T/m2
Fcọc là diện tích mặt cắt ngang cọc
Fcọc= . D2/4 = 3,14.12 / 4 =0,7854 m2
P = 1 . 0,7854 . 600 = 471,24
n=
3570,61
=12,6
0,6.471,24
=> chọn 15 cọc bố trí thành 3 hàng mỗi hàng 5
cọc
Khoảng cách giữa các hàng 1,75m, khoảng cách giữa các cột 2,15 m
-13đỗ thuỷ trung
lớp cầu đờng bộ k37
Khoa công trình
đồ án tốt nghiệp
hình vẽ:
7. Tính toán mố cầu
7.1.Cấu tạo mố
Do điều kiện địa hình địa chất hai đầu cầu giống nhau cũng nh chiều cao đất đắp đầu
cầu hai bên giống nhau nên ta thiết kế mố hai bên nh nhau, vậy ta chỉ cần tính toán một
mố.
Ta áp dụng mố dạng mố năng kiểu chữ U bê tông cốt thép đổ tại chỗ
Bê tông dùng mác 300 có thiết kế bản quá độ.
Mố gồm 3 hàng cọc, hàng trớc đáy nghiêng với độ dốc 1: 1 cọc đợc sử dụng loại 40
x 40, bê tông M 300.
7.2. Tính toán.
7.2.1. Các tổ hợp tải trọng tác dụng lên mố.
Ta chia mố thành các khối và các khối có trọng lợng nh sau.
P1 = 5,85 . 1 . 0,35 .2 .2,5 =10,24 T .
P2 = 2,5.1/2.3,8.4,75.0,35.2 =15,8T.
P3 = 2,5.5.1,1.0,35.2 = 9,625 T.
P4 = 2,5.0,5.2,87.12 = 43,1 T.
P5 = 3,13 .2,3 .12 .2,5 = 216 T.
Pbệ = 1,5 . 4 .12,6 .2,5 = 189 T
Pđá kê= 1,6 .1,6 .0,1 .2,5 = 0,64 T.
Trên mố có hai tấm đá kê Pđá kê=1,28 T
Phản lực gối đo tính tải bản quá độ truyền lên vai kè .
Trọng lợng bản thân.
R 1TC = 0,3x 6x8x 2,5 / 2 = 18(T)
Trọng lợng lớn phủ: R TC
2 = 0,2 x 6x1x 2 = 2 ,4 ( T )
tc = 18 + 2,4 = 20,4(T )
Tổng Rqd
R TT
qd =18 x1,1 +2, 4.1,5 =23, 4(T )
Tổng tải trọng của mố và phản lực bản quá độ là:
PTC = 648,9T PTT = 1,1. PTC + RqđTT = 714,75 T.
Các tải trọng giải đều của tĩnh tải giai đoạn I và II là
qgđItc = 13,1T/m
-14đỗ thuỷ trung
lớp cầu đờng bộ k37
Khoa công trình
đồ án tốt nghiệp
qgđITT = 14,25T/m.
qgđIITC = 3,859T/m.
qgđIITT = 5,47T/m.
Đường ảnh hưởng phản lực gối tại mố
0
220
65
90
65
+ = 26,96m2 - = 9,34m2 + = 2,36m2
= 19,98m2 tổng + = 29,33m2 tổng - = 9,34m2
Phản lực do tĩnh tải giai đoạn I:
NgđITC = qgđItc . = 13,1 . 19,98 = 261,74 T
NgđITT= qgđItt . = 14,25 . 19,98 = 284,715 T
Phản lực do tĩnh tải giai đoạn II:
NgđIITC = qgđIItc . = 3,859 . 19,98 = 77,1 T
NgđIITT= qgđIItt . = 5,47 . 19,98 = 109,29 T
Phản lực do đoàn ngời:
Xếp đoàn ngời lên hai lề ngời đi lên phần đờng ảnh hởng mang dấu dơng để đợc
nội lực lớn nhất.
qn = 0,3 T/m2 qn = 0,45 T/m
NnTC = 2.qn . + = 0,45 . 29,33 . 2 = 26,4 T
NnTT = n.2.qn . + = 1,4 . 0,45 . 29,33 . 2 = 36,96 T
Phản lực do đoàn xe H30:
Xếp đoàn xe lên hai làn, lên phần đờng ảnh hởng mang dấu dơng để đợc nội lực
lớn nhất. Hai đờng ảnh hởng có dạng khác nhau có qTĐ khác nhau
qTĐ1 = 2,15 T/m qTĐ2 = 1,7 T/m
NH30TC = H30.qTĐ1. +1 + H30.qTĐ2. +2 =
= 2 . 2,15 . 26,96 + 2 . 1,7 . 2,36 = 123,95 T
TT
NH30 = 1,4 . NH30TC = 173,5 T
Phản lực do đoàn xe XB80:
Xếp xe lên phần đờng ảnh hởng mang dấu dơng để đợc nội lực lớn nhất. Hai đờng
ảnh hởng có dạng khác nhau có qTĐ khác nhau.
qTĐ1 = 4,4 T/m qTĐ2 = 3,2 T/m
NXB80TC = XB80.qTĐ1. +1 + XB80.qTĐ2. +2 =
= 1 . 4,4 . 26,96 + 1. 3,2 . 2,36 = 126,176T
TT
NH30 = 1,1 . NXB80TC = 138,8 T
Tổ hợp để tính toán là ngời + H30 + tĩnh tải I và II + tĩnh tải mố
N = 1283,215T
7.3. Tính sơ bộ số cọc .
7.3.1. Cấu tạo
Móng mố sử dụng loại móng cọc BTCT M300, chiều dài cọc l= 20m đóng sâu vào
tầng cát vừa 3,4m
Kích thớc bệ cọc: 1,5 x 12 x 6,65 m
-15đỗ thuỷ trung
lớp cầu đờng bộ k37
Khoa công trình
đồ án tốt nghiệp
7.3.2. Tổ hợp tải trọng để tính toán .
Đây chỉ là phơng án sơ bộ do vậy chỉ tính sơ bộ số cọc theo lực thẳng đứng lớn
nhất.
N = 1283,215T
Chiều dài cọc trong đất l0 = l = 20 m
Cọc đi qua 3 lần đất.
f 1tc = 58KN / m 2
Lớp 1: sét pha
l1 = 13,4m.
f 2tc = 71,5KN / m 2
Lớp 2: Sét pha nâu . l2 = 2,2m
f 3tc = 54KN / m 2
Lớp 3: Cát nhỏ.
L3 = 1,8m
Lớp 4: là lớp đầu cọc cắm tại đây lớp cát vừa
f 1tc = 81KN / m 2
l 4= 12,65m
Ntt = k.m2 (Un1 . i . fitc . li + F .Rtc).
Ntt Sức chịu tải tính toán của cọc
K Hệ số đồng nhất lấy bằng : 0,7
m2 = 1 Hệ số điều kiện chịu lực
U = 1,8 Chu vi tiết diện cọc, cọc 45 x 45 cm
n = 3 Số lớp đất mà cọc đóng qua
li Bề dầy tầng đất thứ i
fitc Lực ma sát đơn vị tiêu chuẩn
F = 0,2025 tiết diện ngang của cọc
Rtc = 4500KN/m2 Sức kháng tiêu chuẩn của đất nền dới chân cọc
i = 1 Hệ số tra bảng(cọc đóng).
Ntt = 0,7.1.(1,8(58 . 13,4 + 71,5 . 2,2 + 54. 1,8) + 0,2025 . 4500)
= 1937,82 KN = 193,782 T
N
Ntt
1283,215
= 9,9 cọc
n = 1,5 x
193,782
Ta chọn n = 15 cọc bố trí nh hình vẽ.
- Tính số lợng cọc
n = 1,5 x
8. Dự kiến kiểu thi công
8.1. Thi công kiểu mố
Bớc 1:
- San ủi mặt bằng (dùng máy ủi). Định vị các tim cọc đóng
- Tập hợp máy móc thiết bị vật liệu chuẩn bị thi công mố
Bớc 2
-16đỗ thuỷ trung
lớp cầu đờng bộ k37
Khoa công trình
đồ án tốt nghiệp
- Lắp dựng giá búa DJ2
- Đóng cọc thử
- Đóng cọc đại trà bằng búa 4,5 T có cần cẩu 25 T phục vụ
- Tháo dỡ giá búa
Bớc 3
- Dùng máy xúc kết hợp nhân lực đào hố móng đến cao độ thiết kế.
- Đập đầu cọc vệ sinh hố móng
- Rải đá đổ bê tông lớp lát
Bớc 4
- Bố trí cốt thép dựng ván khuôn bệ mố.
- Đổ bê tông bệ mố
Bớc 5
- Bố trí cốt thép dựng ván khuôn thân mố
- Đổ bê tông thân mố đến cao độ đá kê gối
Bớc 6
- Bố trí cốt thép dựng ván khuôn và đổ bê tông phần còn lại.
- Đắp đất nón mố và hoàn thiện.
8.2. Thi công trụ cầu
Bớc 1
- Đo đạc xác định tim trụ, tim cọc ván thép, khung định vị
- Hạ khung định vị đóng cọc ván thép.
Bớc 2
- Bơm cát vào vòng vây cọc ván thép kết hợp neo vòng dầm chặt.
- Đặt sân bê tông trên đảo để máy khoan tiến hành khoan tạo lỗ tạo ống vách thép.
- Khoan đến cao độ thiết kế, hạ tầng cốt thép, đổ bê tông cọc.
Bớc 3
- Đào đất ra khỏi vòng vây đến cao độ thiết kế
- Đổ bê tông bịt đáy theo phơng pháp vữa dâng
- Hút nớc ra khỏi hố móng
- Đập đầu cọc, sửa sang hố móng
- Lắp dựng ván khuôn, cốt thép và đổ bê tông bệ trụ
- Sau khi bê tông trụ đủ cờng độ dao phép lắp dựng ván khuôn cốt thép đổ bê tông
thân trụ
- Hoàn thiện trụ, tháo dỡ đà giáo ván khuôn,dùng búa dung nhổ cọc ván thép tháo
dỡ hệ thống khung vây cọc định vị
8.3. Thi công kết cấu nhịp trên đà giáo cố định
- Chuẩn bị mặt bằng công trờng
- Xác định vị trí tim kết cấu nhịp
- Xác định các vị trí trụ đỡ của đà giáo
- Lắp dựng ván khuôn và đốt thép đỡ bê tông 1m kết cấu nhịp trên đà giáo
- Khi bê tông đủ cờng độ mới cho phép kéo căng cốt thép cờng độ cao
- Tiến hành hợp long với phần kết cấu nhịp thi công theo phơng pháp đúc hẫng cân
bằng đối xứng
8.4. Thi công kết cấu nhịp chính
- Mở rộng thân trụ, lắp dựng đà giáo ván khuôn
-17-
đỗ thuỷ trung
lớp cầu đờng bộ k37
Khoa công trình
đồ án tốt nghiệp
- Đổ khối K0, ở trụ T1 và tiến hành neo, neo tạm xuống trụ bằng thanh cờng độ
cao 38
- Lắp xe đúc hẫng lên hai bên khối K0 đã đúc xong và đã kéo DƯL . --- Tiến
hành neo giữ xe đúc
- Đổ bê tông khối tiếp theo
- Khi bê tông đủ cờng độ cho phép tiến hành kéo căng các bó cáp cờng độ cao.
- Đa xe đúc ra vị trí mới lặp lại các bớc trên
- Tiến hành hợp long nhịp giữa
- Hạ dầm xuống gối, hoàn thiện, lớp phủ mặt cầu, lan can tay vịn.
-18đỗ thuỷ trung
lớp cầu đờng bộ k37
