Thiết cầu ô xuyên vượt sông đình đào tại địa phân tỉnh hải dương
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.46 MB, 299 trang )
0
Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI CẢM ƠN
Trong giai đoạn phát triển hiện nay, nhu cầu về xây dựng hạ tầng cơ sở đã
trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho sự tăng trƣởng nhanh chóng và vững chắc
của đất nƣớc, trong đó nổi bật lên là nhu cầu xây dựng, phát triển mạng lƣới
giao thông vận tải.
Với nhận thức về tầm quan trọng của vấn đề trên, là một sinh viên ngành
Xây dựng Cầu đƣờng thuộc trƣờng Đại học Hàng Hải, trong những năm qua với
sự dạy dỗ tận tâm của các thầy cô giáo trong khoa, em luôn cố gắng học hỏi và
trau dồi chuyên môn để phục vụ tốt cho công việc sau này, mong rằng sẽ góp
một phần công sức nhỏ bé của mình vào công cuộc xây dựng đất nƣớc.
Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp với đề tài giả định là thiết kế cầu qua
sông Đình Đào, đã phần nào giúp em làm quen với nhiệm vụ thiết kế một công
trình giao thông để sau này khi tốt nghiệp ra trƣờng sẽ bớt đi những bỡ ngỡ
trong công việc.
Đƣợc sự hƣớng dẫn kịp thời và nhiệt tình của thầy giáo Nguyễn Hoàng
Lâm đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ đƣợc giao. Tuy nhiên do thời gian có
hạn, trình độ còn hạn chế và lần đầu tiên vận dụng kiến thức cơ bản để thực hiện
tổng hợp một đồ án lớn nên chắc chắn em không tránh khỏi những thiếu sót.
Vậy kính mong quý thầy cô thông cảm và chỉ dẫn thêm cho em.
Cuối cùng cho phép em đƣợc kính gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo
Nguyễn Hoàng Lâm đã tận tình hƣớng dẫn em hoàn thành đồ án này.
Hải Phòng, 25 tháng 5 năm 2016
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Ngọc Tiến
GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm
SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến
Lớp : KCD 52-DH
1
Trng i Hc Hng Hi Vit Nam
B mụn : K Thut Cu ng
N TT NGHIP
CHNG I: GII THIU CHUNG
1.1. Vị trí xây dựng cầu
Cầu ễ Xuyờn bắc qua sông ỡnh o thuộc tỉnh Hi Dng.
1.2. Đối t-ợng nghiên cứu
Dự án khả thi xây dựng cầu ễ Xuyờn bắc qua sông ỡnh o thuộc tỉnh
Hi Dng.
, nghiên cứu những nội dung chủ yếu d-ới đây:
- Đặc điểm vị trí xây dựng cầu
- Quy mô công trình và tiêu chuẩn kỹ thuật
- Lựa chọn ph-ơng án kết cấu và biện pháp thi công chỉ đạo
- Xác định tổng mức đầu t- Kiến nghị ph-ơng thức đầu t-
GVHD: Nguyn Hong Lõm
SVTH: Nguyn Ngc Tin
Lp : KCD 52-DH
2
Trng i Hc Hng Hi Vit Nam
B mụn : K Thut Cu ng
N TT NGHIP
CHNG 2 : C IM V TR XY DNG CU
Địa hình
Vị trí xây dựng cầu ễ Xuyờn thuộc tnh Hi Dng.
Do vị trí xây dựng cầu nằm ở vùng đồng bằng nên hai bờ sông có bãi
rộng, mức n-ớc thấp, lòng sông t-ơng đối bằng phẳng, địa chất ổn định không
có hiện t-ợng xói lở. Hình dạng chung của mặt cắt sông không đối xứng, mà có
xu h-ớng sâu dần về bờ bên phải
1.3. Địa chất
N-ớc sông : Theo tiêu chuẩn Việt Nam ( chống ăn mòn trong xây dựng ) TCVN
3994- 85 thì n-ớc này có tính ăn mòn ở mức độ yếu với các loại kết cấu bê tông và
BTCT.
Địa tầng : ở đây t-ơng đối ổn định, phân tầng thành các lớp rõ rệt. Đ-ợc mô tả từ
trên xuống d-ới theo các lớp sau:
Lp 1: Cỏt Mn
Lp 2: Sột do mm.
Lp 3: Cỏt va
Lp 4: Sột do cng
Lp 5: Cỏt si sn
Từ kết quả thăm dò cho thấy:
- Địa chất đ-ợc phân bố t-ơng đối đồng đều ở các lỗ khoan, các lớp địa chất nói
chung gần giống nhau chỉ gồm 2 loại là cát và sét có c-ờng độ không lớn.
- Do đó trụ và mố cầu có thể sử dụng hệ móng cọc. Cọc khoan nhồi hoặc cọc
đóng sẽ đ-ợc lựa chọn vào giải pháp kết cấu móng.
1.4. Thuỷ văn
Vị trí xây dựng cầu về phía th-ợng lu sụng ỡnh o. Đây là nơi dòng chảy
thắt hẹp nhiều so với chiều rộng sông. Đặc điểm thuỷ văn ở đây là sông đồng bằng,
không ảnh h-ởng trực tiếp thuỷ triều.
- Số liệu điều tra mực n-ớc thuỷ văn:
- MNCN =-3m
GVHD: Nguyn Hong Lõm
SVTH: Nguyn Ngc Tin
Lp : KCD 52-DH
3
Trng i Hc Hng Hi Vit Nam
B mụn : K Thut Cu ng
N TT NGHIP
-MNTT = -5m
-MNTN = -8m
1.5. Khí hậu
Theo thống kê trạm khí t-ợng Hi Dng , đặc tr-ng khí t-ợng của khu vực xây
dựng cầu theo các số liệu sau đây:
1.5.1. L-ợng M-a
-L-ợng m-a trung bình năm : 1300-1700 mm
-L-ợng m-a ngày lớn nhất: 520 mm
-L-ợng m-a trung bình tháng lớn nhất: 358 mm (tháng 6)
-L-ợng m-a trung bình tháng thấp nhất: 46.5 mm (tháng 12)
1.5.2. Độ ẩm không khí
-Độ ẩm t-ơng đối hàng năm : 80%
-Độ ẩm t-ơng đối hàng tháng cao nhất: 91%
-Độ ẩm t-ơng đối hàng tháng thấp nhất : 65%
1.5.3. Nhiệt độ không khí
-Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm: 230C
-Nhiệt độ trung bình mùa đông: 170C (Lúc thấp nhất xuống tới 2,70C).
-Nhiệt độ trung bình mùa hè: 290C (Lúc cao nhất lên tới 42,80C).
1.5.4. Gió
-H-ớng gió chính là h-ớng Đông Bắc (mùa đông) và Đông Nam (mùa hè)
-Vận tốc gió bình quân năm là v = 20 m/s
(Các số liệu trên có tính chất giả định)
1.6. Qui mô công trình
+ Cầu lớn, vĩnh cửu.
+ Vận tốc thiết kế v = 80 km/h
1.7. Tiêu chuẩn kỹ thuật
1.7.1. Tải trọng thiết kế
+ Hoạt tải thiết kế HL93
+ Ng-ời đi bộ 300kg/m2.
GVHD: Nguyn Hong Lõm
SVTH: Nguyn Ngc Tin
Lp : KCD 52-DH
4
Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.7.2. Khæ cÇu
+ K = 12 (m) bao gåm 2 lµn xe «t« 2x4m vµ 2 lµn ng-êi ®i 1.5x2m
1.7.3. Khæ th«ng thuyÒn
+ Khæ th«ng thuyÒn cña cÇu Ô Xuyên nh- sau:
- ChiÒu cao th«ng thuyÒn : H = 10 m
- ChiÒu réng th«ng thuyÒn: B = 80m
GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm
SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến
Lớp : KCD 52-DH
5
Trng i Hc Hng Hi Vit Nam
B mụn : K Thut Cu ng
N TT NGHIP
CHNG 3 : CC PHNG N KT CU
Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất nơi xây dựng cầu, đặc biệt đối với khu vực
đồng bằng, chiều cao đất đắp chỉ cho phép 312m
Căn cứ vào các yêu cầu về cấu tạo
Căn cứ vào điều kiện thi công có thể đáp ứng đ-ợc
Căn cứ vào yêu cầu về mỹ quan, và cảnh quan xung quanh
Sau khi xem xét và lựa chọn kiến nghị các ph-ơng án xây dựng cầu OX:
+ Ph-ơng án 1: Cầu dầm liên tục
+ Ph-ơng án 2: Cầu dàn thép
Ph-ơng án 1: Cầu chính dầm liên tục BTCT DƯL 3 nhịp + cầu dẫn dầm ch I
- Sơ đồ nhịp: 3x3+(63+90+63)+ 30m.
- Cầu chính dầm liên tục BTCT DƯL 5 nhịp (63+90+63), tiết diện hộp thi công
bằng ph-ơng pháp đúc hẫng cân bằng, chiều cao dầm thay đổi từ 5,0m cho tới 2,0m.
- Cầu dẫn là cầu nhịp đơn giản dầm I, chiều cao dầm là 1,65m.
- Chiều dài toàn cầu là 359 m.
Ph-ơng án 2: Cầu chính là cầu gin thộp + cầu dẫn dầm I
- Sơ đồ nhịp: 3x33+(88x3)+3x33m.
- Cầu chính là cầu gin thộp 3 nhịp (88x3),với chiều cao không đổi 11,1m.
- Cầu dẫn là cầu nhịp đơn giản dầm I, chiều cao dầm là 1,65m.
- Chiều dài toàn cầu là 407 m.
Các ph-ơng án bố trí chung cầu để so sánh, thực hiện trên bảng:
PA
Thông
thuyền
Khổ cầu
Sơ đồ
L(m)
Nhịp
Nhịp
chính
dẫn
1
80x10
8,0 +2x1,5
3x33+(63+90+63)+ 3x33
359
liên tục
Dm I
2
80x10
8,0 +2x1,5
3x33+(80x3)+ 3x33
407
Gin thộp
Dm I
Sau khi thiết kế sơ bộ cho 2 ph-ơng án trên, tiến hành phân tích, so sánh các hiệu
quả kinh tế xã hội, của từng ph-ơng án, lựa chọn ph-ơng án thiết kế kỹ thuật.
GVHD: Nguyn Hong Lõm
SVTH: Nguyn Ngc Tin
Lp : KCD 52-DH
6
Trng i Hc Hng Hi Vit Nam
B mụn : K Thut Cu ng
N TT NGHIP
3.1 Ưu và nh-ợc điểm các ph-ơng án.
3.1.1 Ph-ơng án 1
Ưu điểm:
+ Kết cấu nhịp chính thi công theo ph-ơng pháp đúc hẫng cân bằng là ph-ơng
pháp thi công quen thuộc với các nhà thầu trong n-ớc.
+ Đ-ờng đàn hồi liên tục, ít khe co giãn, xe chạy êm thuận.
+ V-ợt đ-ợc nhịp t-ơng 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 d-ỡng trong giai đoạn
khai thác thấp.
Nh-ợc điểm:
+ Quá trình thi công phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết.
+ Số l-ợng trụ nhiều ảnh h-ởng đến l-u thông dòng chảy.
+ Kết cấu nặng nề.
3.1.2 Ph-ơng án 2
Ưu điểm:
+ Khối l-ợng bản thân khá nhỏ nên có khả năng v-ợt đ-ợc nhịp lớn.
+ Kết cấu cầu và công nghệ thi công phù hợp với trình độ thi công của đơn vị thi
công.
+ Không ảnh h-ởng và phụ thuộc địa hình.
+ Không cần mặt bằng thi công rộng do lắp hẫng tại chỗ.
Nh-ợc điểm:
+ Hình dạng cầu tuy thanh mảnh nh-ng che khuất tầm nhìn của ng-ời đi trên
cầu ra xung quanh.
+ Chế tạo và thi công phức tp, khó khăn.
+ Giá thanh xây dựng khá cao.
+ Có khe biến dạng, đ-ờng đàn hồi gãy khúc nên mặt cầu kém êm thuận.
+ Công tác duy tu bảo d-ỡng phải th-ờng xuyên liên tục.
+ Khi thông xe gây nhiều tiếng ồn.
GVHD: Nguyn Hong Lõm
SVTH: Nguyn Ngc Tin
Lp : KCD 52-DH
7
Trng i Hc Hng Hi Vit Nam
B mụn : K Thut Cu ng
N TT NGHIP
CHNG 4:THIT K S B PHNG N 1
I.1.
Giới thiệu ph-ơng án thiết kế:
Cầu chính dầm liên tục 3 nhịp + cầu dẫn dầm giản đơn
Sơ đồ cầu : 3x33 + (63 + 90 +63) +3x33 m
Khổ cầu : 8,0 + 2x1,5 m.
Tải trọng thiết kế:
Kiến nghị dùng tải trọng theo 22 TCN 272 - 05:
+ Hoạt tải thiết kế : HL93.
+ Ng-ời đi bộ : 3KN/m2.
Quy phạm thiết kế: Tiêu chuẩn thiết kế cầu: 22 TCN 272 - 05
Khổ thông thuyền: B = 80m , H = 10m (Sông cấp I).
Trắc dọc cầu: Một phần cầu nằm trên đ-ờng cong tròn có R = 3000m, phần còn lại nằm trên
đ-ờng thẳng có độ dốc dọc id = 4%. Độ dốc dọc lớn nhất Imax = 4%.
Ph-ơng án kết cấu:
Kết cấu phần trên:
+ Cầu chính dầm liên tục 3 nhịp (63 +90 +63) Dầm liên tục tiết diện hộp 2 s-ờn có 2 thành
bên nghiêng bề dày không đổi. Chiều cao dầm trên trụ là H = 5,0m, giữa nhịp là h = 2m.
+ Cầu dẫn dầm đơn giản 4x33m. Chiều cao dầm không đổi h=1,65m, mặt cắt ngang gồm 5
dầm I
Kết cấu phần d-ới:
+Mố: Hai mố đối xứng, loại mố nặng chữ U, BTCT t-ờng thẳng, đặt trên móng cọc khoan
nhồi đ-ờng kính D = 1,0m.
+ Trụ: - Phần cầu chính trụ đặc, BTCT, đặt trên móng cọc khoan nhồi đ-ờng kính D
= 1m.
- Phần cầu dẫn trụ có 2 cột, BTCT, đặt trên móng cọc khoan nhồi đ-ờng kính D =
1,0m.
+ Móng trụ, mố: Móng cọc khoan nhồi, sử dụng 2 loại đ-ờng kính D = 1,0m và đ-ờng
kính D = 1m.
Kết cấu khác:
GVHD: Nguyn Hong Lõm
SVTH: Nguyn Ngc Tin
Lp : KCD 52-DH
8
Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
+ Khe co gi·n b»ng cao su.
+ Gèi cÇu b»ng cao su.
+ Lan can cÇu b»ng bª t«ng vµ thÐp èng
+ Líp phñ mÆt cÇu:
- Bªt«ng Asphalt 7cm, 22.5 KN/m3.
- Líp phßng n-íc 4mm18 KN/m3.
GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm
SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến
Lớp : KCD 52-DH
9
Địa chất
Cát mịn
Sét dẻo mềm
Cát vừa
Sét dẻo cứng
Cát sỏi sạn
Độ DốC THIếT Kế
CAO Độ MặT CầU (M)
CAO Độ Tự NHIÊN (m)
Cự LY Lẻ (m)
TÊN Lỗ KHOAN ĐịA CHấT
Cự LY CộNG DồN (M)
i=4%
-3.6
-5.6
-31.6
5500 50
8 cọc khoan nhồi
d=1000, L=25000
33000
i=4%
-7.63
-10.13
8 cọc khoan nhồi
d=1000, L=25000
33000
50
+2.37
+3.87
-9.450
-14.850
-19.650
-26.150
35.13
-41.150
33000
i=4%
33000
-35.7
50
+3.3
+4.8
-8.2
-10.7
33000
i=4%
8 cọc khoan nhồi
d=1000, L=25000
33000
-35.62
2%
2%
50
+4.58
+6.08
-8.12
-10.62
63000
-14.537
-1.937
-4.037
-7.737
i=4%
MNCN= -3.00
8 cọc khoan nhồi
d=1000, L=25000
-29.537
63000
359000
-13.4
-16.4
15 cọc khoan nhồi
d=1000, L=25000
90000
MNTN=-8.00
BxH=80x10m
MặT ĐứNG CầU
+5.1
tỷ lệ 1/800
-41.4
MặT BằNG CầU
tỷ lệ 1/800
90000
-45.7
+5.1
-17.7
-20.7
63000
i=4%
MNTT=-5.00
15cọc khoan nhồi
d=1000, L=25000
63000
-6.893
-13.593
-18.793
-24.793
-39.793
-34.92
50
+4.58
+6.08
-9.92
-7.42
33000
i=4%
d=1000, L=25000
8 cọc khoan nhồi
33000
-29.97
50 5500
-4.97
-2.97
i=4%
8 cọc khoan nhồi
d=1000, L=25000
10
GVHD: Nguyn Hong Lõm
SVTH: Nguyn Ngc Tin
Lp : KCD 52-DH
N TT NGHIP
Trng i Hc Hng Hi Vit Nam
B mụn : K Thut Cu ng
Trng i Hc Hng Hi Vit Nam
B mụn : K Thut Cu ng
N TT NGHIP
Vật liệu:
I.2.
Bê tông:
-
Bê tông mác : Cấp 40MPa dùng cho kết cấu nhịp.
Cấp 30MPa dùng cho kết cấu mố, trụ, cọc khoan nhồi.
Thép:
-
AI có Ra = 1900 kG/cm2
Thép th-ờng :
AII có Ra = 2400 kG/cm2
Es = 2x106 kG/cm2- (5.4.3.2 22 TCN 272 - 05)
-
Thép c-ờng độ cao :
C-ờng độ chịu kéo : fpu = 18600 kG/cm2
Giới hạn chảy :
fpy = 16000 kG/cm2 (= 0,85fpu)
ƯS căng kéo : RH1 = 14000 kG/cm2 (= 0,76fpu)
C-ờng độ tính toán : RH = 12800 kG/cm2 (=0,8fpy)
Es = 1,95x106 kG/cm2 (5.4.3.2 22 TCN 272 - 05).
I.3.
Chọn tiết diện:
I.3.1. Dầm hộp phần cầu chính:
-
Trên gối : H = (1/15 1/20)Lnhịp
-
Giữa nhịp : h = (1/30 1/ 45)Lnhịp ; không nhỏ hơn 2m.
-
Với Lnhịp = 90m, ta chọn H = 5,0m, h = 2m.
GVHD: Nguyn Hong Lõm
SVTH: Nguyn Ngc Tin
Lp : KCD 52-DH
11
Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
Bộ mơn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
12400
BTAF =7cm
500
LOP PHONG NUOC=4mm
1500 200
4000
i=2%
500
1000
200 1500
4000
i=2%
2200
500
1500
1000 1000
300 500
1500
1000
2200
500
300
1200
300 500
1000
2200
300
2200
1.1. TÍNH TOÁN SƠ BỘ KẾT CẤU NHỊP ĐÚC HẪNG
1.2.1. Chia đốt dầm:
Công tác chia đốt dầm tuỳ thuộc vào năng lực thi công của xe đúc. Ta chia đốt như sau:
6000
k0
10@3800
k1
k1
k1
k1
k1
k1
2000
k1
k1
k1
k1
k1
3000
Hình 1.3 : Phân chia đốt dầm trụ P4-P5
1.2.2. Tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt tiết diện
Giả thiết đáy dầm có cao độ thay đổi theo quy luật parabol bậc 2.
Xác đònh đường cong đáy dầm như sau :
GVHD: Nguyễn Hồng Lâm
SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến
Lớp : KCD 52-DH
12
Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
Bộ mơn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đường cong đáy dầm trên cánh hẫng trụ P4-P5
y
3 0.3 1.7
4.2
b1(0;0.8)
0.8
5.0
87
b3(43.5;3.3)
a3(43.5;3)
b2(87;0.8)
x
a1(0;0)
I.4.
a2(87;0)
Hình 1.5 - Sơ đồ xác đònh phương trình thay đổi dầm
y
12 2 12
x x
87 2
87
y
10 2 10
x x 0.8
872
87
6000
k0
10@3800
k1
k1
k1
k1
k1
k1
2000
k1
k1
k1
k1
k1
3000
Hình 1.6 : Phân chia các mặt cắt ngang dầm tại trụ P4-P5
Ta xác đònh được chiều cao dầm tại các mặt cắt như sau:
Khoảng cách lẻ
Cộng dồn
Chiều cao dầm
Chiều dày bản đáy
S0
(m)
0
(m)
0
(m)
5.000
(m)
0.800
S1
4.5
4.5
4.411
0.702
S2
3.8
8.3
3.964
0.627
S3
3.8
12.1
3.563
0.561
Mặt cắt
GVHD: Nguyễn Hồng Lâm
SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến
Lớp : KCD 52-DH
13
Trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam
Bộ môn : Kĩ Thuật Cầu Đƣờng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
S4
3.8
15.9
3.208
0.501
S5
3.8
19.7
2.898
0.450
S6
3.8
23.5
2.634
0.406
S7
3.8
27.3
2.416
0.369
S8
3.8
31.1
2.244
0.341
S9
3.8
34.9
2.117
0.320
S10
3.8
38.7
2.037
0.306
S11
3.8
42.5
2.002
0.300
HL
1
43.5
2.000
0.300
I.4.1. DÇm I phÇn cÇu dÉn:
-
ChiÒu dµi nhÞp : LnhÞp = 33m.
-
ChiÒu cao dÇm I : h = 1,65m.
-
ChiÒu dµi nhÞp tÝnh to¸n: Ltt = 32,2m.
650
100
80
120
110
220
8750
1650
215
250
650
GVHD: Nguyễn Hoàng Lâm
SVTH: Nguyễn Ngọc Tiến
Lớp : KCD 52-DH
14
Trng i Hc Hng Hi Vit Nam
B mụn : K Thut Cu ng
N TT NGHIP
12400
500
500
1500200
1400
4000
i=2%
2400
2400
4000
2001500
i=2%
2400
2400
1400
Hình I.3: Cấu tạo MCN dầm cầu dẫn.
I.5.
Cấu tạo mố trụ cầu:
+Mố: Hai mố đối xứng, loại mố nặng chữ U, BTCT t-ờng thẳng, đặt trên móng cọc khoan
nhồi đ-ờng kính D = 1m.
+Bản quá độ : Hay bản giảm tải có tác dụng làm tăng dần độ cứng nền đ-ờng 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 6.5m, rộng 1m. Bản quá độ đ-ợc đặt nghiêng 10%, một đầu
gối lên vai kê, một đầu gối lên dầm kê bằng BTCT, đ-ợc thi công lắp ghép.
+Trụ: Trụ đặc, BTCT, đặt trên móng cọc khoan nhồi đ-ờng kính D = 1m và D = 1m.
GVHD: Nguyn Hong Lõm
SVTH: Nguyn Ngc Tin
Lp : KCD 52-DH
15
Trng i Hc Hng Hi Vit Nam
B mụn : K Thut Cu ng
N TT NGHIP
Hình I.4: Cấu mố M0
MCN mố cầu
tỷ lệ 1/125
12400
cấu tạo mố cầu
500
tỷ lệ 1/125
500
4000
1500 200
4000
i=2%
i=2%
200 1500
6800
600
700
5000
500 1300
1030
300
1850
1400
2400
2400
2400
2400
1400
300
300
300
600
150
2200
3074
4000
7924
1860
1000
1800
2000
2000
1000
950
3500
3500
3500
8200
1840
3500
5500
1000
950
12400
I.6.
Tính toán khối l-ợng công tác:
I.6.1. khối l-ợng công tác phần kết cấu nhịp:
I.6.1.1.
phần cầu chính: Ta lập bảng tính sau:
Bảng xác định chiều dày của bản đáy dầm hộp
Thứ tự
Tiết diện x(m)
H(m)
Chiều dày bản
đáy
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
S0
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S10
S11
HL
5.000
4.411
3.964
3.563
3.208
2.898
2.634
2.416
2.244
2.117
2.037
2.002
2.000
0.800
0.702
0.627
0.561
0.501
0.450
0.406
0.369
0.341
0.320
0.306
0.300
0.300
GVHD: Nguyn Hong Lõm
SVTH: Nguyn Ngc Tin
Lp : KCD 52-DH
0
4.5
8.3
12.1
15.9
19.7
23.5
27.3
31.1
34.9
38.7
42.5
43.5
16
Trng i Hc Hng Hi Vit Nam
B mụn : K Thut Cu ng
N TT NGHIP
Bảng tính toán xác định thể tích các khối đúc hẫng :
Chiều
Diện tích mặt
STT
Tên t
0
K0
4.5
4.5
15.72
70.74
1
K1
3.8
8.3
14.51
55.14
dài đốt
X(m)
cắt
2
K2
3.8
12.1
13.35
50.75
3
K3
3.8
15.9
12.41
47.15
4
K4
3.8
19.7
11.58
43.99
5
K5
3.8
23.5
10.86
41.27
6
K6
3.8
27.3
10.26
38.98
7
K7
3.8
31.1
9.77
37.13
8
K8
3.8
34.9
9.40
35.71
9
K9
3.8
38.7
9.14
34.72
10
K10
3.8
42.5
8.99
34.17
11
K11
1
43.5
4.47
4.47
Tổng cộng thể tích (m3)
-
Thể tích V
494.22
Thể tích khối đúc phần dầm hộp có chiều cao thay đổi:
Vh thay đổi = 10x494.22 = 4942.2 m3
-
Phần dầm hộp có chiều cao không đổi h = 2m đúc trên giàn giáo, phần này có chiều dài là
18m. Có diện tích mặt cắt ngang A = 4.47 m2.
-
Thể tích phần khối đúc trên giàn giáo:
Vh không đổi = Ax18x2 = 160.92 m3
-
Thể tích bê tông phần vách trên trụ có diện tích mặt cắt A = 10,08 m2 là:
Vvách= (VT4+VT5) = 2x0,75xAT4 = 2x0,75x10.08 = 15,12 m3
Thể tích bê tông phần nhịp liên tục là:
Vliên tục = Vh thay đổi+ Vh không đổi + Vvách = 5118,24 m3
GVHD: Nguyn Hong Lõm
SVTH: Nguyn Ngc Tin
Lp : KCD 52-DH
17
Trng i Hc Hng Hi Vit Nam
B mụn : K Thut Cu ng
N TT NGHIP
I.6.1.2. Phần cầu dẫn:
-
Chiều dài toàn bộ dầm phần cầu dẫn:
L nhịp cầu dẫn = 32.2x4 = 128.8 m.
-
Diện tích MCN phần cầu dẫn:
A = 5xA1dầm = 5x0,67 = 3,35 m2
Abản = 0,2x12.4 = 2.48 m2
Thể tích bê tông phần nhịp cầu dẫn:
Vnhịp cầu dãn = L nhịp cầu dẫn x A + 132. Abản = 128.8x3,3 + 132x2,48 = 756,36 m3
I.6.1.3. Thể tích bê tông kết cấu nhịp toàn cầu:
Vkết cấu nhịp toàn cầu = Vliên tục + Vnhịp cầu dãn = 5874,6 m3
I.6.2. Tính toán khối l-ợng công tác của mố, trụ cầu:
I.6.2.1. Khối l-ợng mố cầu:
Mố
Cao(m)
Vt-ờng cánh(m3) Vthân mố(m3) Vđài cọc(m3) Vmố(m3)
M0
8,2
11.2
81,675
137,5
230,375
M7
8,2
11.2
81,675
137,5
230,375
Tổng cộng
460,75
Tổng khối l-ợng công tác bê tông mố: Vmố = 460,75 (m3)
-
I.6.2.2. Khối l-ợng trụ cầu:
Trụ
Cao(m)
Vmũ trụ(m3) Vthân trụ(m3)
Vđài cọc(m3)
VTrụ(m3)
T1
14
32.48
130
137.5
300
T2
15.5
32.48
149.5
137.5
319.5
T3
16.7
32.48
165.1
137.5
335
T4
21.5
0.00
471.7
336
807.7
T5
25,8
0.00
581.4
336
917.4
T6
16
32.48
208
137.5
377.98
Tổng cộng
-
3017,58
Tổng khối l-ợng công tác bê tông trụ: Vtrụ =3017.58 (m3)
I.6.2.3. Khối l-ợng công tác bê tông trụ, mố:
Vtrụ mố = VTrụ+ VMố = 3017.58 + 460,75 = 3478.33 m3
GVHD: Nguyn Hong Lõm
SVTH: Nguyn Ngc Tin
Lp : KCD 52-DH
18
Trng i Hc Hng Hi Vit Nam
B mụn : K Thut Cu ng
N TT NGHIP
I.6.3. Tính toán khối l-ợng công tác lan can, phân cách và lớp phủ mặt cầu:
-
Lan can: VLân can = 2xALan canxLlan can = 2x0,156x359 = 112 m3
-
Th tớch lớp phòng n-ớc dày 4mm:
VPhòng n-ớc = 12,4 x359x0,004 = 17,806 m3
-
Thể tích bê tông Asphalt d y 7cm
VBê tông nhựa = 0,07xA = 0,07x12,4x359 = 311,612 (m3)
I.6.4. Tính sơ bộ khối l-ợng cọc của trụ, mố:
I.6.4.1. Nhận xét chung về điều kiện địa chất lòng sông.
- Địa chất tại vị trí xây dựng cầu đ-ợc phân theo từng lớp, các lớp địa chất t-ơng đối ổn
định. Các lớp đất phía d-ới t-ơng đối tốt. 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 ph-ơng án móng cọc khoan nhồi, vì cọc khoan nhồi có nhiều -u 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: Cỏt Mn
Lớp 2: Sột do mm.
Lớp 3: Cỏt va
Lớp 4: Sột do cng
Lớp 5: Cỏt si sn
-Kiến nghị đặt móng cọc khoan nhồi vào lớp 5.
-Các trụ T1 , T2 , T3, T4 ,T5, T6 và 2 mố M0 , M7 dùng cọc đ-ờng kính D= 1,0m.
I.6.4.2. Số liệu địa chất:
Lớp
1
2
3
4
5
-
Loại đất
Trạng thái
Ri
Do mm
Ri n cht va
Cht
Cht n rt cht
Chiều dày TB
3.8
5.4
4.8
6.5
15
Cỏt Mn
Sột do mm.
Cỏt va
Sột do cng
Cỏt si sn
Các cọc trụ cầu dẫn và mố ở mỗi phía bãi sông có cùng đ-ờng kính, cùng độ sâu và cùng đi
qua các lớp địa chất nh- nhau nên sức chịu tải của các cọc giống nhau.
GVHD: Nguyn Hong Lõm
SVTH: Nguyn Ngc Tin
Lp : KCD 52-DH
19
Trng i Hc Hng Hi Vit Nam
B mụn : K Thut Cu ng
N TT NGHIP
I.6.4.3. Xác định số cọc cho mố Mo , M7:
Xác định tải trọng tác dụng lên mố Mo :
Tải trọng th-ờng xuyên: (DC , DW)
-
Gồm trọng l-ợng bản thân mố và trọng l-ợng kết cấu nhịp:
-
Trọng l-ợng bản thân mố:
PMố = 24xVMố = 24x460,75= 11058 KN
-
Trọng l-ợng kết cấu nhịp (Hệ dầm mặt cầu, kết cấu bản mặt cầu, lớp phủ, lan can, phân
cách):
+ Trọng l-ợng hệ dầm mặt cầu:
gdầm = 5x0,67x24 = 80.4 KN /m
+ Trọng l-ợng kết cấu bản mặt cầu:
gbản = 0,2x12,4x24 = 59,52 KN/m
+ Trọng l-ợng lớp phủ:
glớp phủ = 22,5x12,4x0.07 +0,004x12,4x18= 20,42 KN/m
+ Trọng l-ợng lan can:
glan can = 2x0,156x24 = 7,5 KN/m
-
Vẽ đ-ờng ảnh h-ởng áp lực gối:
32.2m
1
-
Diện tích đ-ờng ảnh h-ởng áp lực mố: = 16.1
DC = PMố+ (gdầm + gbản+ glan can )x= 11058 + (80.4 + 59,52+7,5)x16.1
= 13170,1 KN
DW = (glớp phủ)x20,42x16.1 = 325,7 KN
Hoạt tải:
-
Do tải trọng HL93 + ng-ời (LL + PL)
+ Xe tải thiết kế và tải trọng làn thiết kế + ng-ời:
GVHD: Nguyn Hong Lõm
SVTH: Nguyn Ngc Tin
Lp : KCD 52-DH
20
Trng i Hc Hng Hi Vit Nam
B mụn : K Thut Cu ng
N TT NGHIP
Png = 4,5 KN/m
P=145KN
P=145KN
P=35KN
P làn = 9,3KN/m
4,3m
4,3m
0,865
1
0,73
32.2m
LL = n.m.(1+
IM
).(Pi .yi )+ n.m.Plàn.
100
PL = 2.Png-ời.
Trong đó:
n : Số làn xe , n = 2.
m: Hệ số làn xe, m = 1.
IM : Lực xung kích (lực động ) của xe, khi tính mố trụ đặc thì (1+
IM
) = 1.25
100
Pi , yi :Tải trọng trục xe, tung độ đ-ờng ảnh h-ởng.
: Diện tích đ-ờng ảnh h-ởng.
Plàn , Png-ời : Tải trọng làn và tải trọng ng-ời, Plàn = 9,3 KN/m , Png-ời = 4,5 KN/m
LL(Xe tải) = 2x1x1,25x(1x145+0,865x145+0,73x35) + 2x1x9,3x16.1 = 1036,6 KN
PL = 2x4,5x16.1 = 143,55 KN
+ Xe 2 trục thiết kế và tải trọng làn thiết kế + ng-ời:
Png = 4.5 KN/m
P=110KN P=110KN
P ln = 9,3KN/m
1,2m
1
0,962
32.2m
p
GVHD: Nguyn Hong Lõm
SVTH: Nguyn Ngc Tin
Lp : KCD 52-DH
0
21
Trng i Hc Hng Hi Vit Nam
B mụn : K Thut Cu ng
N TT NGHIP
LL(Xe 2 trục) = 2x1x1,25x(1x110+0,962x110) + 2x1x9,3x16.1 = 836,22 KN
Vậy: LL = max(LL(Xe tải) , LL(Xe 2 trục) ) = 1036,6 KN
+ Tổng tải trọng tính toán d-ới đáy đài là:
Trạng thái giới
Nguyên nhân
Nội lực
P(KN)
hạn
DC
DW
LL
PL
(D = 1.25)
(W = 1.5)
(LL = 1.75)
(PL= 1.75)
13170,1
325,7
1036,6
C-ờng độ I
143,55
19108,78
PĐáy đài = 19108,78 KN.
-
Xác định sức chịu tải của cọc:
Xác định sức chịu tải trọng nén của cọc nhồi theo vật liệu làm cọc:
Dự kiến chiều dài cọc là : 25,0 m
-
Chọn cọc khoan nhồi bằng BTCT đ-ờng kính D = 1,0m, khoan xuyên qua các lớp
đất khác nhau.
-
Bê tông cọc cấp 30MPa.
-
Cốt thép chịu lực 1628 có c-ờng độ 345MPa. Đai tròn 10 a200.
Cốt thép chịu lực và cốt thép cấu tạo cọc khoan nhồi đ-ợc bố trí nh- trong bản vẽ cốt thép
cọc khoan nhồi.
Theo 5.7.4.4 - TCTK : Đối với cấu kiện có cốt đai xoắn thì c-ờng độ chịu lực dọc trục
tính toán xác định theo công thức:
Pr = .Pn.
Với Pn = C-ờng độ chịu lực dọc trục danh định có hoặc không có uốn tính theo công thức:
Pn = .{m1.m2.fc.(Ag - Ast) + fy.Ast}= 0.80x{0.85x0.85x fcx(Ag - Ast) + fyxAst}.
Trong đó :
= Hệ số uốn dọc, = 0,80
GVHD: Nguyn Hong Lõm
SVTH: Nguyn Ngc Tin
Lp : KCD 52-DH
22
Trng i Hc Hng Hi Vit Nam
B mụn : K Thut Cu ng
N TT NGHIP
m1,m2 : Các hệ số điều kiện làm việc.
fc , fy : C-ờng độ chịu nén nhỏ nhất của bêtông và c-ờng độ chảy dẻo quy định của thép
(MPa).
Ac,Ast : Diện tích tiết diện nguyên của mặt cắt , của cốt thép dọc (mm2).
Với vật liệu và kích th-ớc đã nói ở trên ta có:
Pr = 1x0.80x[0.85x0.85x30x (
.1000 2
4
16 28 2
.28 2
] = 16160.103(N).
) + 345x16x
4
4
Hay Pr = 16160 (KN).
Sức kháng của cọc theo đất nền ở trạng thái giới hạn c-ờng độ:
Theo điều 10.7.3.2 TCN 272.05. Sức kháng đỡ của cọc đ-ợc tính theo công thức sau:
QR=.Qn=qp.Qp+qs.Qs
với Qp= qp.Ap và Qs= qs.As
Trong đó:
+ Qp: Sức kháng đỡ của mũi cọc (N).
+ Qs: Sức kháng đỡ của thân cọc (N).
+ 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).
+ qp: hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc cho trong bảng 10.5.5-2 TCN 272.05.
+ qs: hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc cho trong bảng 10.5.5-2 TCN 272.05.
-
Sức kháng thân cọc:
+ Sức kháng đỡ đơn vị của thân cọc trong đất dính có thể xác định theo ph-ơng pháp :
qs=.Su
Trong đó:
: hệ số kết dính áp dụng cho Su (DIM).
Su: C-ờng độ kháng cắt không thoát n-ớc trung bình (MPa).
+ Sức kháng thân cọc trong đất rời có thể xác định theo các công thức nh- bảng 10.8.3.4.21 TCN 272.05, với các kí hiệu nh- sau:
f = Góc ma sát.
GVHD: Nguyn Hong Lõm
SVTH: Nguyn Ngc Tin
Lp : KCD 52-DH
23
Trng i Hc Hng Hi Vit Nam
B mụn : K Thut Cu ng
N TT NGHIP
N = Số nhát búa SPT ch-a hiệu chỉnh (búa/300 mm).
V' = ứng suất có hiệu thẳng đứng (MPa).
K = hệ số truyền tải trọng.
Db = Chiều sâu chôn cọc khoan trong tầng đất rời chịu lực (mm).
= Hệ số truyền tải trọng.
z = chiều sâu d-ới đất (mm).
Bảng 10.8.3.4.2-1 TCTK
Ph-ơng pháp
Touma và Reese (1974)
Meyerhof (1976)
Quiros và Reese (1977)
Reese và Wright (1977)
Reese v ONeill (1988)
Mô tả
qS = k. v' .tang(f) < 0,24 MPa với :
k = 0,7 đối với Db 7500 mm
k = 0,6 đối với 7500 mm < Db 12000 mm
k = 0,5 đối với Db > 12000 mm
qs = 0,00096.N
qS = 0,0025.N < 0,19 MPa
Với N 53 :
qS = 0,0028.N
Với 53 < N 100:
qS = 0,00021.(N 53) + 0,15
qS = . v' 0,19 MPa với 0,25 1,2.
Trong đó : = 1,5 7,7.10-3. z
Trong tính toán sử dụng công thức của Reese và Wright. Khi tính toán ta tính theo các
lớp địa chất ở lỗ khoan đầu tiên. Kết quả tính toán đ-ợc thể hiện ở bảng d-ới đây:
GVHD: Nguyn Hong Lõm
SVTH: Nguyn Ngc Tin
Lp : KCD 52-DH
24
