Thuyết minh đồ án tốt nghiệp cầu thiết kế cầu đúc hẫng nhịp 60m + 100m + 60m

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.34 MB, 405 trang )

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI
KHOA CÔNG TRÌNH
BỘ MÔN CẦU HẦM
**********

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CẦU DẦM LIÊN TỤC
ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG

Giáo viên hướng dẫn :

Nguyễn Thị Minh Nghĩa

Giáo viên đọc duyệt :
Sinh viên thực hiện

:

Kim Văn Toản

Lớp

:

Cầu Đường Bộ K46

Trường

:

ĐH Giao thông vận tải

Hà nội : tháng 5 – 2010

Kim Văn Toản

Page 1

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ

LỜI NÓI ĐẦU
****************

Bước vào thới kỳ đổi mới đất nước ta đang trong quá trình xây dựng cơ sở
vật chất hạ tầng kỹ thuật. Giao thông vận tải là một ngành được quan tâm đầu tư
xây dựng nhiều vì đây là huyết mạch của nền kinh tế đất nước, là nền tảng tạo điều
kiện cho các ngành khác phát triển. Thực tế cho thấy hiện nay lĩnh vực này rất cần
những kỹ sư có trình độ chuyên môn vững chắc để nắm bắt và cập nhật được
những công nghệ tiên tiến hiện đại của thế giới và xây dựng nên những công trình
giao thông mới, hiện đại, có chất lượng và tính thẩm mỹ cao góp phần vào công
cuộc xây dựng đất nước trong thời đại mới mở cửa.

Sau thời gian học tập tại trường ĐHGTVT bằng sự nỗ lực của bản thân cùng
với sự chỉ bảo dạy dỗ tận tình của những tầy cô trong trường ĐHGTVT nói chung
và các thầy cô trong Bộ môn Cầu Hầm – Khoa Công trình nói riêng, em đã tích lũy
được nhiều kiến thức bổ ích trang bị cho công việc của một kỹ sư trong tương lai.
Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự cố gắng trong suốt 5 năm học tập và tìm
hiểu kiến thức tại trường, đó là sự đánh giá tổng kết công tác học tập trong suốt thời
gian qua của mỗi sinh viên. Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp này em đã được
sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong Bộ môn Cầu Hầm – Khoa Công
trình để có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình theo đúng tiến độ.
Do thời gian làm đồ án và trình độ lý thuyết cũng như các kinh nghiệm thực
tế còn có hạn nên trong tập đồ án này chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu
sót. Em xin kính mong các thầy, cô trong bộ môn chỉ bảo để em có thể hoàn thiện
hơn đồ án cũng như kiến thức chuyên môn của mình.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 11 tháng 5 năm 2010
KIM VĂN TOẢN

Kim Văn Toản

Page 2

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

.................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………

Kim Văn Toản

Page 3

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT

.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................

CÔNG NGHỆ ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG......................................................12
1.1.GIỚI THIỆU CHUNG...........................................................................................12
1.1.1.Tiêu chuẩn kỹ thuật.............................................................................................12
1.1.2.Quy mô công trình..............................................................................................12
1.1.3.Cấp đường thiết kế..............................................................................................12
1.1.4.Cấp thông thuyền................................................................................................12
1.1.5.Khổ cầu thiết kế..................................................................................................12
1.1.6.Đặc điểm địa chất, thuỷ văn................................................................................12
1.2.BỐ TRÍ CHUNG....................................................................................................14
1.2.1.Kết cấu nhịp cầu chính........................................................................................15
1.2.2.Nhịp cầu dẫn.......................................................................................................15
1.2.3.Kết cấu phần dưới...............................................................................................16
1.3.VẬT LIỆU LÀM CẦU..........................................................................................16
1.3.1.Be tong................................................................................................................16
1.3.2.Cốt thép DƯL......................................................................................................17
1.3.3.Neo. 17
1.3.4.Cốt thép thường...................................................................................................17
1.4.TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA MẶT CẮT ĐIỂN HÌNH NHỊP CHÍNH.
17
1.5.TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG....................................................................................18
1.5.1.Xác định tĩnh tải giai đoạn 1 (DC) ,tĩnh tải giai đoạn 2 (DW), tải trọng xe đúc,
tải trọng thi công..............................................................................................18
1.6.CÁC GIAI ĐOẠN THI CÔNG, KHAI THÁC VÀ SƠ ĐỒ TÍNH........................22
1.6.1.Tải trọng thi công và khai thác............................................................................22
1.6.2.Các giai đoạn thi công và khai thác bất lợi nhất.................................................22
1.7.XÁC ĐỊNH BỀ RỘNG BẢN CÁNH HỮU HIỆU VÀ QUY ĐỔI MẶT CẮT.....28
1.7.1.Xác định bề rộng bản cánh hữu hiệu be (điều 4.6.2.6).......................................28
1.7.2.Quy đổi các mặt cắt ra mặt cắt chữ T..................................................................30
1.8.XÁC ĐỊNH SỐ BÓ CÁP CỦA MẶT CẮT SÁT TRỤ TRONG GIAI ĐOẠN THI
CÔNG VÀ KHAI THÁC.................................................................................32

Kim Văn Toản

Page 5

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ

1.8.1.Giai đoạn thi công...............................................................................................32
1.8.2. Giai đoạn khai thác.............................................................................................37
1.9.XÁC ĐỊNH SỐ BÓ CÁP CỦA MẶT CẮT GIỮA NHỊP TRONG GIAI ĐOẠN
KHAI THÁC....................................................................................................41
1.10.THIẾT KẾ TRỤ T4..............................................................................................46
1.10.1.Sơ bộ cấu tạo trụ và bố trí cọc móng trụ...........................................................46
1.10.2.Tính lực thẳng đứng tác dụng lên bệ cọc..........................................................46
1.10.3.Tính và bố trí cọc trong móng...........................................................................51
1.11.THIẾT KẾ MỐ M2..............................................................................................57
1.11.1.Sơ bộ cấu tạo mố và bố trí cọc móng mố..........................................................57
1.11.2.Xác định tải trọng truyền lên đỉnh móng mố....................................................57
1.11.3.Sơ bộ xác định số lượng cọc.............................................................................60
1.12.PHƯƠNG ÁN THI CÔNG CHỈ ĐẠO.................................................................67
1.12.1.Thi công mố M2................................................................................................67
1.12.2.Thi công trụ T4..................................................................................................67
1.12.3.Thi công kết cấu nhịp........................................................................................67
2.PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ 2-CẦU DÂY VĂNG............................................................69
2.1.GIỚI THIỆU CHUNG...........................................................................................69
2.1.1.Tiêu chuẩn kỹ thuật.............................................................................................69

2.1.2.Quy mô công trình..............................................................................................69
2.1.3.Cấp đường thiết kế..............................................................................................69
2.1.4.Cấp thông thuyền................................................................................................69
2.1.5.Khổ cầu thiết kế..................................................................................................69
2.1.6.Đặc điểm địa chất, thuỷ văn................................................................................69
2.2.BỐ TRÍ CHUNG....................................................................................................71
2.2.1.kết cấu nhịp cầu chính.........................................................................................72
2.2.2.Kết cấu phần dưới...............................................................................................72
2.3.VẬT LIỆU LÀM CẦU..........................................................................................72
2.3.1.Betong.................................................................................................................72
2.3.2.Cốt thép DƯL......................................................................................................73
2.3.3.Neo. 73
2.3.4.Cốt thép thường...................................................................................................73
2.4.SƠ ĐỒ CHIA ĐỐT DẦM CẦU CHÍNH...............................................................73
2.5.XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI..........................................................................................74
2.5.1.Tính toán tĩnh tải bản thân rải đều......................................................................74
2.5.2.Tính tĩnh tải giai đoạn II......................................................................................74
Kim Văn Toản

Page 6

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ

2.5.3.Tính tĩnh tải rải đều ............................................................................................76
2.6.SƠ BỘ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY VĂNG..............................................................77

2.6.1.Bảng tổng hợp góc nghiêng của các dây văng....................................................77
2.6.2.Sơ bộ chọn tiết diện dây văng.............................................................................78
2.7.THIẾT KẾ SƠ BỘ THÁP T1.................................................................................85
2.7.1.Sơ bộ cấu tạo tháp và bố trí cọc móng tháp........................................................86
2.7.2.Tính lực thẳng đứng tác dụng lên bệ cọc............................................................86
2.7.3.Tính và bố trí cọc trong móng.............................................................................90
2.8.Thiết kế sơ bộ mố M1............................................................................................96
2.8.1.Sơ bộ cấu tạo mố và bố trí cọc móng mố............................................................96
2.8.2.Xác định tải trọng truyền lên đỉnh móng mố......................................................96
2.8.3.Sơ bộ xác định số lượng cọc.............................................................................100
2.9.Phương án thi công chỉ đạo..................................................................................105
2.9.1.Thi công mố M1................................................................................................105
2.9.2.Thi công tháp T1...............................................................................................105
2.9.3.Thi công kết cấu nhịp........................................................................................106
3.PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ 3-CẦU DÀN THÉP...........................................................107
3.1. GIỚI THIỆU CHUNG........................................................................................107
3.1.1.Tiêu chuẩn kỹ thuật...........................................................................................107
3.1.2.Quy mô công trình............................................................................................107
3.1.3.Cấp đường thiết kế............................................................................................107
3.1.4.Cấp thông thuyền..............................................................................................107
3.1.5.Khổ cầu thiết kế................................................................................................107
3.1.6.Đặc điểm địa chất, thuỷ văn..............................................................................107
3.2.BỐ TRÍ CHUNG..................................................................................................108
3.2.1.Kết cấu nhịp cầu chính......................................................................................109
3.2.2.Kết cấu nhịp dẫn................................................................................................109
3.2.3.Kết cấu phần dưới.............................................................................................110
3.3.VẬT LIỆU LÀM CẦU........................................................................................110
3.3.1.Betong...............................................................................................................110
3.3.2.Thép...................................................................................................................111
3.4.SƠ BỘ CHỌN CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA DÀN CHỦ.......................111

3.4.1.Hệ dầm mặt cầu.................................................................................................112
3.5.XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI........................................................................................114
3.5.1.Tĩnh tải phần dàn thép.......................................................................................114
Kim Văn Toản

Page 7

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ

3.6.TÍNH NỘI LỰC MỘT SỐ THANG DÀN ĐIỂN HÌNH.....................................116
3.6.1.Tính hệ số phân bố ngang.................................................................................116
3.6.2.Tính nội lực.......................................................................................................116
3.7.DUYỆT TIẾT DIỆN THANH(điều 6.9.4)...........................................................121
3.8.THIẾT KẾ SƠ BỘ TRỤ T4.................................................................................123
3.8.1.Sơ bộ cấu tạo trụ và bố trí cọc móng trụ...........................................................123
3.8.2.Tính lực thẳng đứng tác dụng lên bệ cọc..........................................................123
3.8.3.Tính và bố trí cọc trong móng...........................................................................128
3.9.THIẾT KẾ MỐ M2..............................................................................................134
3.9.1.Sơ bộ cấu tạo mố và bố trí cọc móng mố..........................................................134
3.9.2.Xác định tải trọng truyền lên đỉnh móng mố....................................................134
3.9.3.Sơ bộ xác định số lượng cọc.............................................................................138
3.10.PHƯƠNG ÁN THI CÔNG CHỈ ĐẠO...............................................................144
3.10.1.Thi công mố M2..............................................................................................144
3.10.2.Thi công trụ T4................................................................................................144
3.10.3.Thi công kết cấu nhịp......................................................................................144

4.SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN..................................................................146
4.1.NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN......................................................146
4.2.ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA TỪNG PHƯƠNG ÁN...............................................146
4.2.1.Phưng án 1: Cầu dầm liên tục 3 nhịp đúc hẫng.................................................146
4.2.2.Phương án 2: Cầu dây văng..............................................................................146
4.2.3.Phương án 3: Cầu dàn thép...............................................................................147
4.3.LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN.................................................................................147
PHẦN II: PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT......................................................................148
5.TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT.....................................................148
5.1.GIỚI THIỆU CHUNG.........................................................................................148
5.1.1.Tiêu chuẩn kỹ thuật...........................................................................................148
5.1.2.Quy mô công trình............................................................................................148
5.1.3.Cấp đường thiết kế............................................................................................148
5.1.4.Cấp thông thuyền..............................................................................................148
5.1.5.Khổ cầu thiết kế................................................................................................148
5.1.6.Đặc điểm địa chất, thuỷ văn..............................................................................148
5.2.BỐ TRÍ CHUNG..................................................................................................150
5.2.1.Kết cấu nhịp cầu chính......................................................................................151
5.2.2.Nhịp cầu dẫn.....................................................................................................151
Kim Văn Toản

Page 8

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ

5.2.3.Kết cấu phần dưới.............................................................................................152
5.3.MẶT CẦU VÀ CÁC CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ KHÁC....................................152
5.4.VẬT LIỆU LÀM CẦU........................................................................................153
5.4.1.Be tong..............................................................................................................153
5.4.2.Cốt thép DƯL....................................................................................................153
5.4.3.Neo. 154
5.4.4.Cốt thép thường.................................................................................................154
6.TÍNH TOÁN DẦM CHỦ.......................................................................................155
6.1.PHÂN CHIA ĐỐT ĐÚC......................................................................................155
6.2.XÁC ĐỊNH CÁC PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG CONG DẦM............................155
6.2.1.Đường cong mặt cầu.........................................................................................155
6.2.2.Đường cong đáy dầm........................................................................................156
6.2.3.Đường cong lòng hộp........................................................................................156
6.3.TÍNH CÁC KÍCH THƯỚC VÀ ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA CÁC MẶT
CẮT ĐIỂN HÌNH NHỊP CHÍNH..................................................................157
6.4.XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI BẢN THÂN DẦM(DC) ,TĨNH TẢI LỚP PHỦ MẶT
CẦU VÀ LAN CAN(DW), TẢI TRỌNG XE ĐÚC, TẢI TRỌNG THI
CÔNG............................................................................................................160
6.4.1.Tĩnh tải bản than dầm .......................................................................................160
6.4.2.Tính tĩnh tải lớp phủ mặt cầu và lan can...........................................................161
6.4.3.Tải trọng xe đúc và tải trọng thi công...............................................................162
6.5.CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN..........................................................163
6.5.1.Trạng thái giới hạn cường độ............................................................................163
6.5.2.Trạng thái giới hạn sử dụng...............................................................................165
6.6.TÍNH HỆ SỐ XÉT ĐẾN TÍNH DẺO, TÍNH DƯ, TẦM QUAN TRỌNG(η).....165
6.7.CÁC GIAI ĐOẠN THI CÔNG, KHAI THÁC VÀ SƠ ĐỒ TÍNH......................165
6.7.1.Tải trọng thi công và khai thác..........................................................................165
6.7.2.Các sơ đồ tính thi công và khai thác bất lợi nhất..............................................166
6.8.XÁC ĐỊNH SỐ BÓ CÁP CẦN THIẾT CHO CÁC MẶT CẮT Ở CÁC GIAI
ĐOẠN THI CÔNG VÀ KHAI THÁC...........................................................197

6.8.1.Giai đoạn thi công.............................................................................................198
6.8.2. Giai đoạn khai thác...........................................................................................199
6.9.Xác định bề rộng bản cánh hữu hiệu và quy đổi mặt cắt.....................................202
6.9.1.Xác định bề rộng bản cánh hữu hiệu be (điều 4.6.2.6).....................................202
6.9.2.Quy đổi các mặt cắt ra mặt cắt chữ T................................................................204
6.10.Kiểm toán dầm...................................................................................................207
Kim Văn Toản

Page 9

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ

6.10.1.Kiểm toán dầm chịu uốn theo TTGHCĐI.......................................................207
6.10.2.Kiểm toán dầm chịu cắt theo TTGHCĐI........................................................231
6.10.3.Kiểm toán dầm theo TTGHSD........................................................................243
7.TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU...............................................................................266
7.1.CẤU TẠ BẢN MẶT CẦU..................................................................................266
7.2.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC BẢN................................................................................266
7.2.1.Chiều dài tính toán của bản...............................................................................266
7.2.2.Xác định nội lực của bản hẫng..........................................................................266
7.2.3.Xác định nội lực của bản bên trong..................................................................269
7.3.BỐ TRÍ CỐT THÉP VÀ KIỂM TOÁN BẢN......................................................272
7.3.1.Bố trí cốt thép....................................................................................................272
7.3.2.Kiểm toán..........................................................................................................273
8.THIẾT KẾ MỐ M2.................................................................................................294

8.1.Cấu tạo mố...........................................................................................................294
8.2.Xác định nội lực do các loại tải trọng tác dụng lên mố tại các mặt cắt................295
8.2.1.Xác định hệ số xét đến tính dẻo, tính dư và tầm quan trọng.............................295
8.2.2.Tải trọng bản thân mố(DC)...............................................................................295
8.2.3.Trọng lượng đất thẳng đứng và áp lực đất ngang (EV).....................................297
8.2.4.Do áp lực ngang của đất(EH)............................................................................299
8.2.5.Do hoạt tải và tĩnh tải của kết cấu nhịp truyền lên mố......................................300
8.2.6.Lực hãm xe(BR)................................................................................................302
8.2.7.Lực ma sát tại gối cầu(FR)................................................................................305
8.2.8.Áp lực ngang do hoạt tải sau mố(LS)...............................................................307
8.2.9.Tải trọng gió......................................................................................................308
8.3.Tổng hợp nội lực lớn nhất tại mặt cắt A-A ở TTGHCĐI.....................................312
8.4.Kiểm toán móng...................................................................................................312
8.4.1.Tính toán sức chịu tải của cọc...........................................................................312
8.4.2.Kiểm toán cọc khoan nhồi.................................................................................318
9.THIẾT KẾ TRỤ T4.................................................................................................330
9.1.Cấu tạo trụ............................................................................................................330
9.2.Xác định nội lực do các loại tải trọng tác dụng lên trụ tại các mặt cắt................331
9.2.1.Xác định hệ số xét đến tính dẻo, tính dư và tầm quan trọng.............................331
9.2.2.Tĩnh tải trụ và lực đẩy nổi của nước ................................................................332
9.2.3.Phản lực gối ......................................................................................................334
9.2.4.Lực hãm xe (BR)...............................................................................................336
Kim Văn Toản

Page 10

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ

9.2.5.Tải trọng gió......................................................................................................340
9.2.6.Tổ hợp tải trọng.................................................................................................346
9.2.7.Kiểm toán các tiết diện......................................................................................346
9.2.8.Kiểm toán mặt cắt đỉnh bệ(B-B).......................................................................346
9.2.9.Kiểm toán mặt cắt đáy bệ(A-A)........................................................................355
10.1.TRÌNH TỰ THI CÔNG CHỈ ĐẠO:..................................................................371
10.1.1.Thi công cọc ván thép.....................................................................................372
10.1.2.Thi công cọc khoan nhồi.................................................................................373
10.1.3.Thi công mố....................................................................................................375
10.1.4.Thi công trụ.....................................................................................................376
10.1.5.Thi công kết cấu nhịp cầu dẫn.........................................................................379
10.1.6.Thi công kết cấu nhịp chính............................................................................380
10.1.7. Trình tự thi công khối K0...............................................................................383
10.2.TÍNH TOÁN THI CÔNG..................................................................................385
10.2.1.Tính đà giáo toán mở rộng trụ.........................................................................385
10.2.2.Tính chiều dày lớp BT bịt đáy của trụ T4.......................................................390
10.2.3.Tính toán vòng vây cọc ván thép ...................................................................391
10.2.4.Tính toán thanh neo đỉnh trụ...........................................................................397
10.3.CÔNG NGHỆ THI CÔNG CHI TIẾT...............................................................400
10.3.1.Trình tự lắp đặt các thanh dự ứng lực.............................................................400
10.3.2.Công tác tạo dự ứng lực..................................................................................400
10.3.3.Căng kéo cáp DƯL..........................................................................................400
10.3.4.Bơm vữa bảo vệ cáp DƯL..............................................................................401
10.3.5.Một số yêu cầu kĩ thuật khi thi công dầm DƯL kéo sau.................................403
Tài liệu tham khảo......................................................................................................405

Kim Văn Toản

Page 11

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ

PHẦN I: THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ
1. PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ 1-CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT
DƯL THI CÔNG THEO CÔNG NGHỆ ĐÚC HẪNG CÂN
BẰNG.
1.1.

GIỚI THIỆU CHUNG.

1.1.1. Tiêu chuẩn kỹ thuật.
- Tiêu chuẩn 22TCN - 272 - 05 Bộ Giao thông vận tải.
- Tải trọng thiết kế : HL93
1.1.2. Quy mô công trình.
- Công trình cầu vĩnh cửu có tuổi thọ 100 năm.
1.1.3. Cấp đường thiết kế.
- Đường cấp III đồng bằng.
- Tốc độ thiết kế 80km/h.
1.1.4. Cấp thông thuyền.
- Sông thông thuyền cấp III .
- Chều cao khổ thông thuyền

: H= 7 m

- Chiều dài khổ thông thuyền

: B= 50 m

1.1.5. Khổ cầu thiết kế.
- Mặt cắt ngang cầu được thiết kế cho 3 làn xe chạy, không lề người đi bộ.
- Khổ cầu : 3 x 3,5 m
1.1.6. Đặc điểm địa chất, thuỷ văn.
• Tần suất lũ thiết kế.
- Cầu được thiết kế với tần suất lũ 1%.
• Cao độ mực nước cao nhất, thông thuyền, thấp nhất.
- MNCN :

+3,17 m

- MNTT :

+1,40 m

Kim Văn Toản

Page 12

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp
- MNTN :

Thiết Kế Sơ Bộ
-0,80 m

• Đặc điểm địa chất.
Lớp đất

φ(độ)

c(MPa)

γ(kN/m3)

N

Lớp 1

15

0.02

15

7

Lớp 2

20

0.06

17

15

Lớp 3

35

18

40

- Lớp 1 : Sét dẻo mềm, N=7.
- Lớp 2 : Sét nửa cứng, N=15.
- Lớp 3 : Cuội đa khoáng, cuội tảng trạng thái rất chặt, N=40.

Kim Văn Toản

Page 13

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp
1.2.

Thiết Kế Sơ Bộ

BỐ TRÍ CHUNG.

IV

II

I

III

VI

V

IV

I

V
II

VI

III

8 co?c khoan nhô`i
D= 1m, L=24,5 m
8 co?c khoan nhô`i
D= 1.0m, L=27 m

M1

Kim Văn Toản

6 co?c khoan nhô`i
D= 1.0m, L=27 m

T1

6 co?c khoan nhô`i
D= 1.0m, L=20 m

T2

Page 14

6 co?c khoan nhô`i
D= 1.5m, L=20 m

T3

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

6 co?c khoan nhô`i
D= 1.5m, L=25 m

T4

6 co?c khoan nhô`i
D= 1.5m, L=25 m

T5

M2

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ

1.2.1. Kết cấu nhịp cầu chính.
- Dầm hộp liên tục BTCT DƯL đúc hẫng 3 nhịp 60m-100m-60m, có chiều cao
thay đổi.
- Chiều cao dầm trên đỉnh trụ h= 6 m.
- Chiều cao dầm tại giữa nhịp h= 2,5 m.

11500
3500

1818

300

1000

2630

600
200

2643

2910

200

2000

2840

1818
300
1.2
10

6000

1800

2161

2500

300
2630

500

300

376

200

3500

5661

3500

5300

500

700

2280

2500

3250

Kích thước sơ bộ mặt cắt ngang đặc trưng
1.2.2. Nhịp cầu dẫn.
- Ba nhịp dẫn là dầm giản đơn chữ I, khẩu độ 36m ,chiều cao dầm 1,8 m, bản mặt
cầu dày 0,18 m.

Kim Văn Toản

Page 15

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ

11500
500

3500

3500

500

3500

1800

180

1150

4@2300=9200

1150

1.2.3. Kết cấu phần dưới.
a. Trụ.
- Trụ cầu T1, T2.

+ Trụ thân hẹp BTCT đổ tại chỗ.
+ Móng cọc khoan nhồi, đường kính D =1,0 m.
- Trụ cầu T3.
+ Trụ thân hẹp BTCT đổ tại chỗ.
+ Móng cọc khoan nhồi, đường kính D= 1,2 m.
- Trụ cầu T4, T5.
+ Trụ cầu toàn khối BTCT đổ tại chỗ.
+ Móng cọc khoan nhồi, đường kính D= 1,5 m.
b. Mố.
- Mố cầu dùng loại mố U BTCT đổ tại chỗ.
- Mố M1 và M2 đặt trên móng cọc khoan nhồi D=1,0m .
1.3.

VẬT LIỆU LÀM CẦU.

1.3.1. Be tong.
• Betong dầm.
- f’c = 40 (MPa).

Kim Văn Toản

Page 16

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ

- γ c = 25 (kN/m3).
- Ec = 0,043.γc1,5 . f c' = 31975 (MPa).
- α= 10,8.10-6 (1/oc)(hệ số giãn nở nhiệt).
• Betong mố và trụ.
- f’c = 30 (MPa).
- γ c = 25 (kN/m3).
- Ec = 0,043.γc1,5 . f c' = 27691 (MPa).
- α= 10,8.10-6 (1/oc)(hệ số giãn nở nhiệt).
1.3.2. Cốt thép DƯL.
- theo tiêu chuẩn ASTM - grade 270, loại tao 7 sợi xoắn 15,2 mm có độ tự trùng
thấp.
- Diện tích một tao,

Astr

= 140 mm.

- Cường độ cực hạn, fpu

= 1860 MPa.

- Cường độ kéo chảy, fpy

= 1674 MPa.

1.3.3. Neo.
- Sử dụng loại neo OVM15-12.
1.3.4. Cốt thép thường.
- Sử dụng loại cốt thép có gờ.
- Es = 200000 (MPa).

- fy = 420 (MPa).
1.4.

TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA MẶT CẮT ĐIỂN HÌNH NHỊP
CHÍNH.

-

Đặc trưng hình học của mặt cắt ta xác định bằng phần mềm midas như sau :

+ Mặt cắt đỉnh trụ.
F1

= 34,744

m2

I1

= 114,537

m4

Y1

= 3,443

m

Kim Văn Toản

Page 17

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ

+ Mặt cắt sát trụ.
F2

= 12,426

m2

I2

= 70,687

m4

Y2

= 3,413

m

+ Mặt cắt đốt hợp long.

F3

= 7,835

m2

I3

= 6,919

m4

Y3

= 1,686

m

+ Trong đó:

F
Y
I
1.5.

: là tiết diện của mặt cắt
: là khoảng cách từ đáy dầm đến trọng tâm mặt cắt
: là momen quán tính của mặt cắt đối với trục C-C.

TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG.

1.5.1. Xác định tĩnh tải giai đoạn 1 (DC) ,tĩnh tải giai đoạn 2 (DW), tải trọng xe
đúc, tải trọng thi công.
a. Tính tĩnh tải giai đoạn I.
- Tĩnh tải giai đoạn 1 chính là trọng lượng bản thân của các đốt dầm. Ta sử dụng
chức năng “self weight” trong phần mềm midas 7.01 để gán tải trọng bản thân
cho kết cấu.
b. Tính tĩnh tải giai đoạn II.
- Các thông số của vật liệu làm lan can và lớp phủ.
+ Trọng lượng thể tích của Bêtông

:

2,5 T/m3 = 25 kN/m3

+ Trọng lượng thể tích của BT asphalt

:

2,25 T/m3= 22,5 kN/m3

Kim Văn Toản

Page 18

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ
:

7,85 T/m3 = 78,5 kN/m3

+ Lớp BT asphalt dày

:

0,07 m

+ Lớp chống thấm radcon#7

:

0,004 m

+ Tổng chiều dày lớp phủ

:

0,07 m

+ Trọng lượng thể tích của thép
- Cấu tạo lớp phủ mặt cầu.

+ Cấu tạo lớp phủ như hình sau.
5250
70

- Trọng lượng rải đều của lớp phủ mặt cầu.
g lp = 2.22,5.0,07.5, 25 = 16,54 kN/m

- Trọng lượng lan can.
+ Bỏ qua tải trọng của tay vịn thép.

500

+ Cấu tạo chân lan can như sau.

500

+ Thiên về an toàn ta tính trọng lượng lan can như sau.
glc=2. 25.0,5.0,5= 12,5 kN/m
- Vậy tổng tĩnh tải phần II là.

Kim Văn Toản

Page 19

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ

DW= g lp + glc =16,54+12,5= 29,04 kN/m
c. Tải trọng xe đúc và tải trọng thi công.
- Tải trọng xe đúc.

+ Ta dùng loại xe đúc có tải trọng bản thân 800 kN. Giả thiết rằng trọng tâm của xe
đúc cách chân chống 2m như hình vẽ.
P

2000

⇒ Tải trọng xe đúc gồm:

P=800kN
M=1600kN
- Tải trọng thi công.
+ Ta lấy tải trọng thi công phân bố theo diện tích là.
4,8.10-4 MPa = 4,8. 10-1 kN/m2
+ Tải trọng thi công rải đều theo chiều dọc cầu là.
qtc=B. 4,8. 10-1=11,5. 4,8. 10-1=5,52 kN/m
B: là bề rộng toàn cầu(11,5m)
- Tải trọng betong ướt của đốt sát hợp long(q1), đốt hợp long giữa(qhlg), đốt hợp
long biên(qhlb).
Fhlb F1

F2

+ Công thức tính như sau:
Kim Văn Toản

Page 20

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ

q1 = γ bt .F1
q hlb = γ bt .Fhlb

q h lg = γ bt .Fhlg
F1 =

Fh lg + F2
2

Fhlb = Fh lg
γ bt = 25 kN/m3

Trong đó:
q1 , q hlb , q h lg : lần lượt là tải trọng rải đều của đốt sát hợp long, đốt hợp

long biên, đốt hợp long giữa.
γ bt

: là trọng lượng thể tích của betong ướt làm dầm.

F1 , Fhlb , Fhlg : lần lượt là diện tích mặt cắt trung bình của đốt sát hợp

long, đốt hợp long biên , đốt hợp long giữa.
+ Ta sử dụng phần mềm midas tính được diện tích các mặt cắt như sau.
Fhlb = Fhlg

=

7,835 ( m2)

F2

=

7,878 ( m2)

7,835 + 7,878
=
2

7,857 ( m2)

⇒ F1 =

+ Ta tính được tải trọng betong ướt rải đều như sau.
q1 = 25.7,857

=

196,425

(kN/m)

q hlb = 25.7,835

=

195,875

(kN/m)

q h lg = q h l b

=

195,875

(kN/m)

+ Tải trọng betong ướt đốt hợp long, biên, sát hợp long quy đổi.

Ph lg = q h lg .d g = 195,875.2 = 391,750 kN

Ph l b = q h l b .d b = 195,875.2 = 391,750 kN
P1 = q1.d1 = 196,425.4 = 785,700 kN
Kim Văn Toản

Page 21

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp
1.6.

Thiết Kế Sơ Bộ

CÁC GIAI ĐOẠN THI CÔNG, KHAI THÁC VÀ SƠ ĐỒ TÍNH.

1.6.1. Tải trọng thi công và khai thác.
- Tải trọng thi công bao gồm :
+ Trọng lượng bản thân các đốt dầm.
+ Trọng lượng bêtông ướt của đốt dầm.
+ Tải trọng của các thiết bị thi công, vật tư.
+ Trọng lượng xe đúc : PXD = 800 kN, MXD = 1600 kN.m
- Tải trọng khai thác bao gồm:
+ Tĩnh tải phần hai.
+ Hoạt tải HL93.
1.6.2. Các giai đoạn thi công và khai thác bất lợi nhất.
• Gai đoạn 1 : Giai đoạn đúc hẫng lớn nhất.
P

P

M

P1

M

P1

qtc

M

P

P

M

Sơ đồ tính của giai đoạn 1
 Các loại tải trọng tác dụng trong giai đoạn này:
(1) Trọng lượng bản thân của các đốt dầm đã đúc. Ta sử dụng tính năng “sefl
weight “ trong midas để gán tải trọng bản thân cho kết cấu.
Kim Văn Toản

Page 22

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ

(2) Trọng lượng betong ướt đốt sát hợp long(P1)
(3) Tải trọng xe đúc (M, P).
(4) Tải trọng thi công (qtc).
 Sử dụng trương trình ” midas 7.01 “, ta có được biểu đồ nội lực như sau:

358463

BĐ11

296999

BĐ12
Trong đó:
BĐ11= biểu đồ momen của kết cấu ở TTGHCĐI.

Kim Văn Toản

Page 23

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ

BĐ12= biểu đồ momen của kết cấu ở TTGHCĐI do tải trọng bản thân
dầm.
• Gai đoạn 2 : Giai đoạn hợp long nhịp biên bên trái và bên phải(khi betong hợp
long đã đủ cường độ chịu lực, phá đá kê gối và dỡ bỏ xe đúc hợp long biên, dỡ
đà giáo thi công đốt đúc trên đà giáo).

qtc
qdg

Một nửa sơ đồ tính của giai đoạn 2
 Các loại tải trọng tác dụng trong giai đoạn này:
(1) Tải trọng bản thân của các đốt đúc trên đà giáo(qdg).
(2) Tải trọng thi công trên đốt đúc trên đà giáo (qtc).

 Sử dụng trương trình ” midas 7.01 “, ta có được biểu đồ nội lực như sau:

8287

BĐ2

Trong đó:
BĐ2= Biểu đồ momen của kết cấu ở TTGHCĐI.
• Giai đoạn 3: Gai đoạn hợp long nhịp giữa(khi betong hợp long chưa đông
Kim Văn Toản

Page 24

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Đồ Án Tốt Nghiệp

Thiết Kế Sơ Bộ

cứng).
P
2

P
2

HL

0.5Phlg

P
2

Một nửa sơ đồ tính của giai đoạn này.
 Các loại tải trọng tác dụng trong giai đoạn này.
(1) Tải trọng xe đúc(0.5P).
(2) Trọng lượng một nửa đốt hợp long giữa(0.5Phlg).
 Sử dụng trương trình ” midas 7.01 “, ta có được biểu đồ nội lực như sau:
38758

BĐ3
Trong đó:
BĐ3= biểu đồ momen của kết cấu ở TTGHCĐI.

Kim Văn Toản

Page 25

Lớp Cầu Đường Bộ B K46

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp cầu thiết kế cầu đúc hẫng nhịp 60m + 100m + 60m

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về