ĐỒ ÁN TN CẦU ĐÚC HẪNG ( GỒM FIE BẢN VẼ + THUYẾT MINH + EXCEL)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.81 MB, 432 trang )
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
Lời nói đầu
T
rong sự nghiệp xây dựng và bảo vệ đất nớc, Giao Thông
Vận Tải là ngành đã có những đóng góp quan trọng. Cùng
với sự phát triển liên tục của đất nớc trong những năm qua, lĩnh
vực xây dung cơ bản nói chung và xây dung công trình giao
thông nói riêng đã và đang đợc nhà nớc đầu t phát triển và có
những thành tựu đáng tự hào. Trong những năm tới, để thực
hiện Công Nghiệp Hoá - Hiện Đại Hoá đất nớc càng đòi hỏi Giao
Thông Vận Tải phải đi trớc một bớc, phục vụ cho mục tiêu phát
triển kinh tế xã hội.
Những năm gần đây, cùng với sự đầu t lớn của nhà nớc vào
hệ thống giao thông, các công nghệ xây dựng công trình giao
thông tiên tiến đã đợc đa vào Việt Nam. Để đáp ứng yêu cầu
thực tế, đòi hỏi trình độ của ngời kỹ s công trình ngày càng
cao. Nhằm đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp xây dựng đát nớc
trong lĩnh vực Giao Thông Vận Tải, trong những năm vừa qua
Trờng Đại Học Giao Thông Vận Tải đã không ngừng mở rộng quy
mô và nâng cao chất lợng đào tạo.
Sau quá trình học tập và tích luỹ kiến thức trong Trờng Đại
Học Giao Thông Vận Tải Hà Nội, đến nay em đợc giao nhiệm vụ
thiết kế tốt nghiệp chuyên ngành Cầu. Đề tài đợc sự hớng dẫn
trực tiếp của thầy giáo Nguyễn Văn Vĩnh cùng với sự hớng dẫn
của các thầy cô giáo khác trong Bộ Môn Cầu Hầm - Khoa Công
Trình - Trờng Đại Học Giao Thông Vận Tải Hà Nội. Qua đây, em
xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong Bộ Môn
Cầu Hầm - Khoa Công Trình, đặc biệt là sự giúp đỡ, hớng dẫn
tận tình của thầy Nguyễn Văn Vĩnh và giáo viên đọc duyệt, cô
Nguyên Minh Nghĩa.
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
237
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
Trong quá trình thực hiện đồ án, bằng kiến thức tích luỹ
đợc cùng với sự học hỏi liên tục, nhng do thời gian và nhiều hạn
chế khác nên chất lợng đồ án có thể cha đợc nh ý. Rất mong
nhận đợc sự nhận xét, góp ý của các thầy, cô giáo cùng toàn thể
các bạn. Em rất chân thành cảm ơn.
Hà Nội, Ngày ..Tháng 05
Năm 2007.
Sinh Viên : Lê Hữu Thiên
Nhận xét của giáo viên hớng dẫn
..............................................................................................................
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
238
Lớp
®å ¸n tèt nghiÖp
thiÕt kÕ kü thuËt
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
Gi¸o viªn híng dÉn
- Lª H÷u Thiªn CÇu hÇm K43
239
Líp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
Nguyễn Văn Vĩnh
Nhận xét của giáo viên đọc duyệt
..............................................................................................................
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
240
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
..............................................................................................................
Giáo viên đọc duyệt
Nguyễn Minh nghĩa
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
241
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
Mục lục
LờI NóI ĐầU
Phần I :Thiết kế sơ bộ
Tổng quan .............................................................................5
I. Điều kiện tự nhiên tại khu vực Xây dựng cầu........................5
II. Các phơng án và phơng pháp xây dung.5
III. Các phơng án cầu và so sánh lựa chọn................................7
Chơng 1 : Phơng án I
Cầu liên tục bê tông cốt thép DƯL thi công đúc hẫng cân
bằng
1.1. Giới thiệu phơng án .............................................8
1.2. Tính toán kết cấu nhịp .......................................9
1.3. Tính toán thiết kế trụ cầu...................................39
1.4. Tính toán thiết kế mố cầu..................................46
1.5. Dự kiến công tác thi công ....................................56
Chơng 2: Phơng án II
Cầu dầm vòm liên hợp ống thép nhồi bêtông.
2.1. Giới thiệu phơng án .............................................59
2.2. Bố trí chung Phơng án.........................................59
2.3.Lựa
chọn
các
kích
thớc
cơ
bản
của
nhịp
chính 60
2.4 Các tải trọng tác dụng lên kết cấu nhịp..................69
2.5. Tính nội lực trong cầu vòm.................................73
2.6. Tính duyệt các bộ phận chịu lực chính của KCN...78
2.7. Tính toán thiết kế trụ cầu...................................87
2.8. Tính toán thiết kế mố cầu...................................92
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
242
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
2.9. Dự kiến công tác thi công.....................................102
Chơng 3 : Phơng án III
Cầu treo dây văng.
3.1. Tổng quan về cầu dây văng................................104
3.2. Giới thiệu chung về phơng án...............................105
3.3. Tính toán kết cấu nhịp dây văng ........................106
3.4. Tính toán kết trụ tháp.........................................118
3.5. Tính toán thiết kế mố cầu ..................................123
3.6. Dự kiến công tác thi
công..133
Chơng 4: So sánh và lựa chon phơng án
4.1.Khái niệm về so sánh và lựa chọn phơng án kết
cấu..136
4.2.So sánh các phơng án kỹ thuật..............................137
4.3. Lựa chọn phơng án kỹ thuật.................................140
Phần II: Thiết kế kỹ thuật
Chơng 5: Giới thiệu chung
5.1.Tổng quan về công nghệ thi công cầu BTCTDƯL bằng
phơng pháp
đúc hẫng cân bằng.................................142
5.2.Giới thiệu chung về phơng án.................................142
Chơng 6: Tính toán dầm chủ
6.1. Đặc trng hình học................................................ 146
6.2. Tính toán nội lực các giai đoạn..............................149
6.3. Tính toán và bố trí cốt thép.................................178
6.4. Kiểm toán kết cấu nhịp.......................................189
Chơng 7: Tính bản mặt cầu
7.1. Cấu tạo bản mặt cầu............................................223
7.1.1.Sơ đồ tính toán bản mặt cầu.................................223
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
243
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
7.1.2.Cấu tạo các lớp áo đờng.............................................223
7.1.3.Tính tĩnh tải giai đoạn II..........................................224
7.2. Nguyên tắc tính toán..........................................225
7.3.Tính toán moment trong bản mặt cầu.................225
7.3.1.Tính toán moment do các lực thành phần gây ra....226
7.3.2.Tổ hợp nội lực............................................................230
7.4. Thiết kế cốt thép cho bản mặt cầu....................232
7.4.1. Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu.................................232
7.4.2.Tính toán và bố trí cốt thép.....................................233
Chơng 8: Tính toán mố cầu
8.1.Kích thớc hình học của kết cấu............................237
8.2.Xác định tải trọng tác dụng lên mố......................238
8.3.Tổng hợp tải trọng tại các mặt cắt.......................251
8.4. Tổng hợp tải trọng bất lợi theo TTGHCĐ I ................260
8.5.Tính toán và bố trí cốt thép tại các mặt cắt...........267
8.6.Thiết kế móng cọc....................................................280
Chơng 9: Tính toán trụ cầu
9.1.Các kích thớc cơ bản của trụ cầu.........................285
9.2.Các tải trọng tác dụng lên trụ...............................287
9.3.Tổ hợp tải trọng..................................................296
9.4.Kiểm toán các tiết diện với các tổ hợp tải trọng....313
9.5.Tính toán và bố trí cọc......................................330
Phần III: thiết kế thi công
Chơng 11: Thiết kế thi công
11.1.Trình tự thi công chỉ đạo.................................336
11.1.1. Thi công cọc Ván thép...........................................336
11.1.2. Thi công cọc Khoan nhồi.......................................337
11.1.3. Thi công Mố...........................................................339
11.1.4. Thi công Trụ...........................................................341
11.1.5. Thi công kết cấu nhịp..........................................343
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
244
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
11.1.6. Trình tự thi công khối K0......................................346
11.2.Tính toán thi công............................................348
11.2.1. Tính toán neo tạm đỉnh trụ.................................348
11.2.2. Tính chiều dài lớp bêtông bịt đáy........................350
11.2.3. Chọn máy bơm......................................................351
11.2.4. Tính toán vòng vây cọc ván thép........................351
11.2.5. Tính toán ván khuôn bệ cọc (theo 22TCN
18-79)
355
11.2.6. Tính toán mở rộng trụ
360
11.3.Công nghệ thi công chi tiết
364
11.3.1. Trình tự lắp đặt các thanh dự ứng lực
364
11.3.2. Công tác tạo dự ứng lực
364
11.3.3. Một số yêu cầu kỹ thuật khi thi công dầm
D.U.L kéo sau
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
367
245
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
Phần I
Thiết kế sơ bộ
Tổng quan
*
*
*
I Điều kiện tự nhiên tại khu vực Xây dựng cầu
I.1 Đặc điểm về địa hình Thuỷ văn.
- Chế độ thuỷ văn ít thay đổi
+) MNCN : 4.50 m
+) MNTT : 2.00 m
+) MNTN : -0.40 m
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
246
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
I.2 Đặc điểm về Địa chất
- Đã tiến hành khoan tại 2 lỗ khoan ỏ vị trí xây dựng cầu dự kiến và
có kết quả sau :
+) Lớp 1 : Sét dẻo cứng
+) Lớp 2 : Sét
+) Lớp 3 : Cát hạt vừa bão hoà nớc , trạng thái chặt
Chiều
Lớp
dày
Hm
1
2
3
2.63
4.00
Vô hạn
Hệ
số
rỗng
e
0.7
0.5
Độ
sệt
Lực dính Cờng độ
kN/m
C
R
B
3
KG/cm2
KG/cm2
0.4
0.2
18
18
17
0.14
0.12
0.06
1.2
1.2
2.5
Góc
ma sát
độ
22
25
38
II Các phơng án và phơng pháp xây dựng
II.1 Quy trình thiết kế và các nguyên tắc chung
II.1.1 Quy trình thiết kế
- Quy trình thiết kế : Quy trình thiết kế đờng ôtô
- Quy trình thiết kế cầu cống : 22TCN. 272- 05 (Bộ GTVT)
II.1.2 Các nguyên tắc thiết kế
- Công trình đợc thiết kế vĩnh cửu , có kết cấu thanh thoát phù hợp
với quy mô của tuyến đờng.
- Đáp ứng đợc yêu cầu quy hoạch , phân tích tơng lai của tuyến đờng.
- Thời gian thi công ngắn.
- Thuận tiện cho công tác duy tu bảo dỡng
- Giá thành xây dựng thấp.
II.2 Các thông số kĩ thuật cơ bản.
II.2.1 Quy mô xây dựng
- Cầu đợc thiết kế vĩnh cửu với tuổi thọ >100 năm.
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
247
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
II.2.2 Tải trọng thiết kế
- Sử dụng cấp tải trọng theo quy trình thiết kế cầu : 22TCN.272 - 05
+) Hoạt tải thiết kế : HL93
-
Xe tải thiết kế : P = 325 kN
-
Xe 2 trục thiết kế : P = 220 kN
-
Tải trọng làn thiết kế : q = 9.3kN/m
+) Tải trọng Ngời : 3kN/m2
- Hệ số tải trọng
+) Tĩnh tải giai đoạn 1 : 1 = 1.25
+) Tĩnh tải giai đoạn 2 : 2 = 1.5
+) Hoạt tải
: 1 = 1.75
- Hệ số động (hệ số xung kích ) : IM = 1+ 25 / 100 = 1.25
II.2.3 Khổ cầu thiết kế
- Mặt cắt ngang thiết kế cho 2 làn xe với vận tốc thiết kế : V=60
km/h
- Mặt cắt ngang khổ : K = 8.0+2x2 + 2x0.5 m
+) Phần xe chạy : Bxe = 2x4.0 m
+) Phần lề bộ hành : Ble = 2x2.0 m
+) Phần lan can : 2x0.5 m
II.2.4 Khổ thông thuyền
- Sông thông thuyền cấp I :
+) Tĩnh cao : H = 10 m
+) Tĩnh ngang : B = 80m
II.2.5 Trắc dọc cầu
- Cầu nằm trên đờng cong tròn R = 6000 m
- Độ dốc dọc cầu : i = 4%
III Các phơng án cầu và so sánh lựa chọn .
III.1 Nguyên tắc lựa chọn phơng án cầu
- Đáp ứng yêu cầu thông thuyền
- Giảm tối thiểu các trụ giữa sông
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
248
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
- Sơ đồ nhịp cầu chính xét đến việc ứng dụng công nghệ mới nhng
có u tiên việc tận dụng thiết bị công nghệ thi công quen thuộc đã sử
dụng trong nớc.
- Đảm bảo tính khả thi trong quá trình thi công.
- Đạt hiệu quả kinh tế cao , giá thành rẻ.
Chơng
phơng án sơ bộ I
Cầu BTCT DƯL
đúc hẫng Cân
bằng
1.1- Giới thiệu chung về phơng án
1.1.1 Tiêu chuẩn thiết kế
- Quy trình thiết kế : 22TCN.272 05 Bộ Giao thông vân tải
- Tải trọng thiết kế : HL93 , đoàn Ngời bộ hành 3kN/m2
1.1.2 sơ đồ kết cấu
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
249
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
1.1.2.1. Kết cấu phần trên
- Sơ đồ bố trí chung toàn cầu 2 x40+75+120+75 + 2x40 m
- Kết cấu cầu đối xứng gồm 2 nhịp dẫn phía bên trái và 2 nhịp dẫn
phía bên phải và hệ cầu BTCTDƯL liên tục 3 nhịp thi công theo phơng
pháp đúc hẫng cân bằng.
- Dầm liên tục 3 nhịp 75+120+75 m tiết diện hình hộp chiều cao
thay đổi
+) Chiều cao dầm trên đỉnh trụ h= 6.0 m.
+) Chiều cao dầm tại giữa nhịp h= 2.5 m.
- Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol đảm bảo phù hợp
yêu cầu chịu lực và mỹ quan kiến trúc.
- Mặt cắt hộp dạng thành xiên
+) Chiều dày bản nắp : tb = 30 (cm)
+) Chiều dày bản đáy : Mặt cắt gối là 80 cm , tại mặt cắt
giữa nhịp là 30 cm
+) Chiều dày phần cánh hẫng : hc = 25 cm
+) Chiều dày bản mặt cầu tại ngàm : tn = 80cm
+) Chiều dày sờn dầm : ts = 50 cm
- Vật liệu dùng cho kết cấu nhịp.
1- Bê tông cấp A có:
+) fc = 40 (MPa).
+) c = 25 (kN/m3).
+) Ec = 0,043.c1,5 . f c' = 33994.48 (MPa).
2- Cốt thép DƯL của hãng VSL theo tiêu chuẩn ASTM - grade 270
có các chỉ tiêu sau:
+) Diện tích một tao Astr = 98.71mm
+) Cờng độ cực hạn: fpu = 1860 MPa
+) Độ chùng sau 1000h ở 2000 C là 2.5%
3- Neo: Sử dụng loại neo EC-5-31, EC-5-22 và EC 5-12.
4- Cốt thép thờng: Sử dụng loại cốt thép có gờ với các chỉ tiêu:
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
250
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
+) Rs = 300 (MPa).
+) Es = 200000 (MPa).
+) fy = 420 (MPa).
- Nhịp dẫn : Dầm dẫn 2 bờ dùng dầm Super T dự ứng lực giản đơn
chiều dài 40 m chế tạo định hình theo công nghệ căng trớc.
+ Chiều cao 1.75 m
+ Cáp: Dùng loại bó xoắn
+ Có dầm ngang
1.1.2.2 - Kết cấu phần dới
a- Cấu tạo trụ cầu :
- Trụ cầu dùng loại trụ thân nặng , đổ bê tông tại chỗ fc =30Mpa
- Trụ đợc đựng trên móng cọc khoan nhồi : D = 150 cm
- Phơng án móng : Móng cọc đài cao .
b - Cấu tạo mố cầu
- Mố cầu dùng loại mố U BTCT , đổ tại chỗ bê tông chế tạo fc
=30Mpa.
- Mố của kết cấu nhịp dẫn đợc đặt trên móng cọc khoan nhồi D=
150 cm
1.2 tính toán kết cấu nhịp
1.2.1 Yêu cầu tính toán cho phơng án sơ bộ
- Trong phơng án sơ bộ yêu cầu tính toán KCN trong giai đoạn khai
thác.
- Tiết diện tại hai mặt cắt.
+ Mặt cắt gối (mặt cắt đỉnh trụ)
+ Mặt cắt giữa nhịp.
- Tính toán một trụ , một mố: kiểm toán và tổ hợp chất tại mắt cắt
đỉnh bệ móng, sơ bộ tính cọc.
- Nhịp dẫn cho phép chọn thiết kế định hình.
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
251
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
1.2.2 Xác định các kích
thớc cơ bản của cầu
- Cần kiểm toán tại 2 mặt
cắt 1-1 và 2-2 nh hình vẽ.
- Chiều dài kết cấu nhịp:
đối với kết cấu nhịp liên
tục chiều dài nhịp biên
Lnb= (0.6 0.7) chiều dài
nhịp giữa Lng.
+) Trong phơng án này chọn Lng = 120m.
+) Lấy : Lnb = 75 m
- Xác định kích thớc mặt cắt ngang: Dựa vào công thức kinh
nghiệm ta chọn mặt cắt ngang nh hình vẽ
1500
500
300
500
500
1238
300
2000 500
500
3500
2000
6000
4000
2500
4000
250
500 2000
300
300
3000
1.2.3 Tính đặc trng hình học của mặt cắt dầm chủ.
1.2.3.1 Phân chia đốt dầm
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
252
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
- Để đơn giản trong quá trình thi công và phù hợp với các trang thiết
bị hiện có của đơn vị thi công ta phân chia các đốt dầm nh sau :
+) Đốt trên đỉnh trụ : do = 14m (khi thi công sẽ tiến hành lắp
đồng thời 2 xe đúc trên trụ)
+) Đốt hợp long nhịp giữa : dhl = 2m
+) Đốt hợp long nhịp biên : dhl = 2m
+) Chiều dài đoạn đúc trên đà giáo : ddg = 14 m
+) Số đốt ngắn trung gian : n = 4 đốt , chiều dài mỗi đốt : d
=3m
+) Số đốt trung gian còn lai : n = 10 đốt , chiều dài mỗi đốt d
=4m
- Sơ đồ phân chia đốt dầm
Phân c hia đố t dầm nhịp g iữa
12000
40000
2000
6000
HL
K1
K0
1
0
K2
2
K3
3
K4
5
4
K9
K11
K10
11
10
9
8
7
6
K8
K7
K6
K5
12
K12
K13
13
14
K14
15
2500
14000
Phân c hia đố t dầm nhịp biê n
10x4000
4x3000
HL
DG
K14'
K13' K12'
K11'
K10'
K9'
K8'
K7'
K6'
K5'
K4' K3' K2' K1'
14000
6000
2500
14000 2000
K0
1.2.3.2 Xác định phơng trình thay đổi cao độ đáy dầm
- Giả thiết đáy dầm thay đổi theo phơng trình parabol ,
đỉnh đờng parabol tại mặt cắt giữa nhịp.
- Trục Ox đi qua hai gối cầu, trục Oy đi qua mặt cắt giữa nhịp
- Phơng trình có dạng ax2 + bx +c
đợc xác định đi qua 3 điểm A(-58.5,0); B(58.5,0);
C(0, R
R 2 x A2 h0 hHL ) = C(0,3.7852)
Trong đó:
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
253
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
R:Bán kính cong đứng cầu R=6000m
xA: toạ độ điểm A
h0, hHL: chiều cao đốt đúc tại đỉnh tru và giữa nhịp
Vậy phơng trình có dạng:
y 0.001106 x 2 3.78519
1.2.3.3 Xác định phơng trình thay đổi chiều dày đáy dầm
- Tính toán tơng tự ta có phơng trình thay đổi chiều dày đáy dầm
nh sau :
y 0.0009599 x 2 4.08519
1.2.3.4 Xác định cao độ mặt dầm chủ
- Mặt dầm chủ đợc thiết kế với độ dốc dọc 4% , với bán kính cong R
= 6000 m
1.2.3.5 Tính toán đặc trng hình học của mặt cắt tiết diện
Để tính toán đặc trng hình học ta có thể sử dụng công thức tổng
quát nh sau để tính:
+ Diện tích mặt cắt :
F = 1/2 * ( xi-xi+1) * (yi+yi+1).
+ Tọa độ trọng tâm mặt cắt :
yc = 1/6 * F* (xi-xi+1) * (yi2+yi.yi+1+yi+12).
+ Mômen tĩnh của mặt cắt đối với trục x :
Sx = 1/6 *
(xi-xi+1) *
(yi3+yi2.yi+1+yi.yi+12+yi+13).
+ Mômen quán tính đối với trục trung hòa :
Jth = Jx - yc2 * F.
Ta có bảng kết quả sau:
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
254
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
Số liệu tính toán đặc trng hình học mặt cắt thay đổi
Kí
Các đại lợng
STT
hiệu
Giá trị
Đơn
vị
1
2
Chiều rộng toàn bộ nắp hộp
Chiều dày nắp hộp
t
ht
1300
30
cm
cm
3
Chiều rộng phần hộp của bản nắp
to
771.4
cm
tt
300
cm
123.8
cm
50
cm
25
cm
50
50
30
30
30
600
250
80
cm
cm
cm
cm
cm
cm
cm
cm
30
cm
600
cm
5850
Cm
14
Parabol
40
đốt
Mpa
550
Cm
300
300
Cm
Cm
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
Chiều rộng phần nắp hộp có chiều dày
không đổi
Chiều rộng phần bản cánh có chiều dày
tv
thay đổi
Chiều dày bản nắp tại tiếp giáp với vút
hng
Chiều dày tại đầu mút của cánh hẫng bản
hc
nắp
Bề dày bản bụng tại gối
w
Chiều rộng vút trên
bv
Chiều cao vút trên
hv
Chiều rộng vút dới
bvd
Chiều cao vút dới
hvd
Chiều cao tại mặt cắt gối
H
Chiều cao tại mặt cắt không đổi
Ho
Chiều dày bản đáy tại mặt cắt gối
hgoi
Chiều dày bản đáy tại mặt cắt giữa
h1/2
nhịp
Chiều rộng bản đáy tại mặt cắt gối
b
Chiều dài phần dầm có chiều cao thay
L
đổi
Số đốt
m
Đờng hình dạng của đáy dầm
Mác bê tông dầm
Chiều dài đốt K0 (tính từ mặt cắt sát
K0
trụ)
Chiều dài đốt K1
K1
Chiều dài đốt K2
K2
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
255
Lớp
đồ án tốt nghiệp
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
Chiều
Chiều
Chiều
Chiều
Chiều
Chiều
Chiều
Chiều
Chiều
Chiều
Chiều
Chiều
dài
dài
dài
dài
dài
dài
dài
dài
dài
dài
dài
dài
đốt
đốt
đốt
đốt
đốt
đốt
đốt
đốt
đốt
đốt
đốt
đốt
thiết kế kỹ thuật
K3
K4
K5
K6
K7
K8
K9
K10
K11
K12
K13
K14
K3
K4
K5
K6
K7
K8
K9
K10
K11
K12
K13
K14
300
300
400
400
400
400
400
400
400
400
400
400
Cm
Cm
Cm
Cm
Cm
Cm
Cm
Cm
Cm
Cm
Cm
Cm
- Trên cơ sơ các phơng trình đờng cong đáy dầm và đờng cong
thay đổi chiều dày bản đáy lập đợc ở trên ta xác định đợc các kích
thớc cơ bản của từng mặt cắt dầm
Bảng tính toán các kích thớc cơ bản của mặt cắt dầm chủ
Sau khi chạy chơng trình ta sẽ có đợc các đặc trng hình học
của các mặt cắt phần dầm đúc hẫng nh sau:
Chiề
Chiề Chiều Chiều
Diện
u
u dài cao
dày
số
tích
rộng
bản
hiệu đốt tiết
tính
bản
li
đáy
mc
diện
đổi
đáy
fbt(m2)
(cm) H(m) hb(m)
b(m)
15.1045
0
0
6.000 0.800 6.000
5
14.0720
1
550 5.373 0.710 6.179
4
13.5483
2
300 5.057 0.665 6.269
3
13.0529
3
300 4.759 0.623 6.355
7
12.5863
4
300 4.480 0.583 6.434
8
12.1489
5
300 4.219 0.546 6.509
4
11.6117
6
400 3.900 0.500 6.600
1
7
400 3.614 0.459 6.682 11.1279
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
Vị trí
trục
trung
hoà
yo(m)
jx
m4
jy
m4
3.1844 83.5009 139.5942
3
3
0
2.9147 62.1333 133.4824
3
4
0
2.7764 52.7826 130.3453
8
0
0
2.6445 44.8068 127.3543
9
4
0
2.5191 38.0325 124.5155
4
2
0
2.4002 32.3039 121.8348
8
2.2523
7
0
118.5175
26.05453
7
0
2.1169 21.13149 115.5076
256
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
5
9
10.6985 1.9947
8
400
3.360
0.423 6.754
9
400
3.139
0.391 6.817
10
400
2.951 0.364 6.871
11
400
2.796 0.342 6.916
12
400
2.673 0.325 6.951
13
400
2.583 0.312 6.976
14
400
2.526 0.304 6.993
15
400
2.501 0.300 7.000 9.29475
8
8
10.3245 1.8864
5
2
10.0067 1.7926
9
8
9.74623 1.7143
1
4
9.54381 1.6521
4
3
9.40047 1.6066
1
7
9.31713 1.5784
8
2
1.5676
0
17.29196
14.33325
12.08897
10.42548
9.23871
8.45148
8.01129
7.88880
0
112.8208
0
110.4732
0
108.4814
0
106.8624
0
105.6337
0
104.8135
0
104.4202
0
104.4728
0
1.2.4 Tính tĩnh tải giai đoạn I và giai đoạn II
1.2.4.1 Tính tĩnh tải giai đoạn I
- Từ đặc trng hình học của mặt cắt dầm ta tính đợc trọng lợng các
đốt dầm
- Bảng tính toán trọng lợng các đốt dầm và tĩnh tải dải đều của
từng đốt
Tên
x
L đốt
MC
0
(m)
0
Tên đốt
(m)
(cm)
(cm2)
6.000 15.10455
1
5.5
Đốt Ko
14
5.373 14.58830
2
8.5
Đốt 1
3
5.057 13.81019
3
4
5
11.5
14.5
17.5
Đốt 2
Đốt 3
Đốt 4
3
3
3
6
21.5
Đốt 5
4
7
25.5
Đốt 6
4
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
h
F
P đốt
DCtc
DCTT
(kN) (kN/m) (kN/m)
2005.8
9
1035.7
364.71 455.88
345.25 431.57
6
4.759 13.30065 997.55 332.52 415.65
4.480 12.81968 961.48 320.49 400.61
4.219 12.36766 927.57 309.19 386.49
1188.0
3.900 11.88033
297.01 371.26
3
1136.9
3.614 11.36983
284.25 355.31
8
257
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
8
29.5
Đốt 7
4
3.360 10.91327
9
33.5
Đốt 8
4
3.139 10.51157
10
37.5
Đốt 9
4
2.951 10.16567
11
12
13
14
15
16
41.5
45.5
49.5
53.5
57.5
59.5
4
4
4
4
4
2
2.796
2.673
2.583
2.526
2.501
2.500
Đốt
Đốt
Đốt
Đốt
Đốt
Đốt
10
11
12
13
14
HL
9.87651
9.64502
9.47214
9.35880
9.30594
9.29475
1091.3
3
1051.1
6
1016.5
7
987.65
964.50
947.21
935.88
930.59
464.74
272.83 341.04
262.79 328.49
254.14 317.68
246.91
241.13
236.80
233.97
232.65
232.37
308.64
301.41
296.00
292.46
290.81
290.46
- Tính tĩnh tải giai đoạn I (Tĩnh tải giai đoạn I đợc tính toán với giá
trị trung bình)
+) Tĩnh tải giai đoạn I tiêu chuẩn : DCTCI = 279.19 kN/m
+) Tĩnh tải giai đoạn I tính toán : DC TTI = 1.25 x 279.19 =
348.98 kN/m
1.2.4.2 Tính tĩnh tải giai đoạn II
a.- Tính tĩnh tải giai đoạn II
- Tĩnh tải giai đoạn II gồm có các bộ phận sau :
+) Trọng lợng phần chân lan can
+) Trọng lợng lan can tay vịn
+) Trọng lợng lớp phủ mặt cầu
+) Trọng lợng phần lề Ngời đi bộ
DWIITC = 2. (DWgc+ DWclc+ DWlc+tv+ DWng )
- Tính trọng lợng lớp phủ mặt cầu
Tên gọi các đại lợng
Lớp bê tông Atphan
Lớp bê tông bảo vệ
Lớp chống thấm
Lớp bê tông mui luyện dày
Chiều dày lớp phủ mặt cầu
Trọng lợng lớp phủ mặt cầu
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
Chiều
Đơn vị
dày h
5
1.15 kN/m2
3
0.69 kN/m2
3
0.69 kN/m2
1.03
0.24 kN/m2
hmc 12.030
cm
TC
DWmc
2.77 kN/m2
258
DWtc
Lớp
đồ án tốt nghiệp
Trọng lợng dải đều của lớp phủ
(tính cho nửa cầu)
thiết kế kỹ thuật
pmc
11.07
kN/m
- Tính trọng lợng của lan can + tay vịn + lề Ngời đi bộ
Tên gọi các đại lợng
1- Tính trọng lợng chân lan can
Chiều rộng chân lan can
Chiều cao chân lan can
Trọng lợng dải đều phần chân lan
can
2- Tính trọng lợng cột lan can và
tay vịn
Trọng lợng 1 cột lan can
Khoảng cách bố trí cột lan can
Trọng lợng dải đều của cột lan can
Trọng lợng dải đều phần tay vịn
Trọng lợng dải đều lan can và tay
vịn
3 - Tính trọng lợng lề ngời đi bộ
Bề rộng lề ngời đi bộ
Chiều dày trung bình lề ngời đi
bộ
Trọng lợng lề ngời đi bộ
Kí
hiệu
Giá trị Đơn vị
blcn
hlcn
50
30
cm
cm
DWlc
3.75
kN/m
Pclc
aclc
Pclc
Ptv
0.276
2
0.138
0.7
kN
m
kN/m
kN/m
Plv
0.838
kN/m
ble
200
cm
hle
10
cm
DWNG
4.6
kN/m
b.- Tổng hợp tĩnh tãi giai đoạn II
+) Tính tải giai đoạn II tiêu chuẩn
DWIITC = 2. ( DWclc+ DWlc+tv+ DWng )
= 2. ( 3.75 + 0.838 + 11.07+4.6) = 40.51 (kN/m)
+) Tĩnh tải giai đoạn II tính toán
DWIItt = DWIITC = 1.5x 40.51 = 60.77 (kN/m)
1.2.5 Tính toán và bố trí cốt thép mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn thi
công.
1.2.5.1 Tính nội lực mặt cắt .
- Các giai đoạn thi công bao gồm :
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
259
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
Sơ đồ 1 Giai đoạn đúc hẫng đối xứng .
- Sơ đồ :
Qxe đúc =600kN
Qxe đúc =600kN
CLL =3.12 kN/m
DC
- Tải trọng :
+) Trọng lợng bản thân các đốt dầm (tĩnh tải GĐ I ) , DC TC =
279.19 kN/m
+) Tải trọng thi công tiêu chuẩn : qTc = 0.24 x13 = 3.12 kN/m.
+) Trọng lợng 1 xe đúc : PXD = 600kN.
- Sử dụng chơng trình MiDas 6.3.0 để tính toán và phân tích nội
lực ta có : giá trị mômen mặt cắt đỉnh trụ lớn nhất trong giai đoạn
đúc hẫng :
Mdhmax -489711.86kN.m
MTC(kN.m)
MTT(kN.m)
-489711.86
-613497.41
Sơ đồ 2 Giai đoạn hợp long nhịp biên
- Sơ đồ :
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
260
Lớp
đồ án tốt nghiệp
thiết kế kỹ thuật
CLL =3.12 kN/m
DC
Qxe đúc =600kN
- Tải trọng :
+) Trọng lợng bản thân các đốt dầm (tĩnh tải GĐ I ) , DCTC =
279.19 kN/m
+) Trọng lọng bản thân đoạn đổ trên Đà giáo
+) Tải trọng thi công tiêu chuẩn : qTC = 0.24 . 13 = 3.12 kN/m.
+) Trọng lợng đốt hợp long : PHL = 464.74kN/m
+) Tải trọng dỡ xe đúc tại đốt Hợp long 1 : PXD = 600kN.
- Sử dụng chơng trình MiDas6.3.0 để tính toán và phân tích nội
lực ta có : giá trị mômen mặt cắt đỉnh trụ lớn nhất trong giai đoạn
hợp long nhịp biên :
Mhlmax -454911.84kN.m
MTC(kN.m)
-454911.84
MTT(kN.m)
-569997.39
Sơ đồ 3 Giai đoạn hợp long xong giữa nhịp.
- Sơ đồ :
CLL = 3.12 kN/m
1 xe đúc
2Q
DC
- Lê Hữu Thiên Cầu hầm K43
261
1 HL
2P
Lớp
