THIT K TT NGHIP GVHD : NGUYN THANH LONG SVTH : THNH HIU Tiờu chun thit k cu 22TCN272-2005 Trang 2 Lời nói đầu Lời nói đầuLời nói đầu Lời nói đầu Đồ án tốt nghiệp là sự tổng hợp kiến thức các môn học đợc trang bị trong trờng cũng nh các kinh nghiệm mà sinh viên thu nhận đợc trong suốt quá trình nghiên cứu và làm đồ án. Nó thể hiện kiến thức cũng nh trình độ, khả năng thực thi các ý tởng trớc một công việc, là bớc ngoặt cho việc áp dụng những lý thuyết đợc học vào công việc sau này. Đồng thời nó cũng là một lần sinh viên đợc xem xét, tổng hợp lại toàn bộ các kiến thức của mình học đợc dới sự hớng dẫn, chỉ bảo của các giáo viên đã trực tiếp tham gia giảng dạy mình trong quá trình học tập, nghiên cứu. Sau thời gian tham gia học tập và nghiên cứu tại trờng, với đầy đủ các yêu cầu của nhà trờng đề ra, em đủ điều kiện để tham gia làm đồ án tốt nghiệp chuyên ngành: Cầu hầm dới sự hớng dẫn của thầy Nguyễn Thanh Long. Nhiệm vụ của đồ án đặt ra bao gồm : 1. 1.1. 1. Thiết kế 3 phơng án sơ bộ cầu theo số liệu đợc cho. 2. 2.2. 2. Thiết kế kỹ thuật cầu. 3. 3.3. 3. Thiết kế thi công cầu. Đồ án đợc hoàn thành với sự cố gắng của bản thân và sự giúp đỡ, chỉ bảo của giáo viên hớng dẫn. Song do sự hạn chế về trình độ, chuyên môn cũng nh kinh nghiệm thực tế của bản thân nên không thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong đợc sự góp ý, chỉ bảo của các thầy, cô giáo để đồ án đợc hoàn chỉnh hơn, giúp em hoàn thiện hơn kiến thức chuyên môn để khỏi bỡ ngỡ trớc công việc thực tế sau khi tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn sự hớng dẫn tận tình của Thầy Nguyễn Thanh Long cũng nh toàn thể các thầy, cô giáo đã giúp đỡ em trong quá trình học tập tại trờng. Tp.HCM Tp.HCMTp.HCM Tp.HCM, ngày 18 tháng 04 năm 2006 Sinh viên Sinh viên Sinh viên Sinh viên Đỗ Thành Hiếu Đỗ Thành HiếuĐỗ Thành Hiếu Đỗ Thành Hiếu THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN THANH LONG SVTH : ðỖ THÀNH HIẾU Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-2005 Trang 3 NhËn xÐt cña Gi¸o viªn h−íng dÉn: NhËn xÐt cña Gi¸o viªn h−íng dÉn:NhËn xÐt cña Gi¸o viªn h−íng dÉn: NhËn xÐt cña Gi¸o viªn h−íng dÉn: THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN THANH LONG SVTH : ðỖ THÀNH HIẾU Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-2005 Trang 4 NhËn xÐt cña Gi¸o viªn ®äc duyÖt: NhËn xÐt cña Gi¸o viªn ®äc duyÖt:NhËn xÐt cña Gi¸o viªn ®äc duyÖt: NhËn xÐt cña Gi¸o viªn ®äc duyÖt: THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN THANH LONG Thit k s b SVTH : ðỖ THÀNH HIẾU Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-2005 Trang 9 PHẦN I THIẾT KẾ CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ MỞ ĐẦU 1. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ : Cầu AB qua sông ĐN được thiết kế vónh cửu dành cho đường ô tô. 1.1. Quy phạm thiết kế : • Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05 • Quy phạm kỹ thuật thiết kế đường phố, đường quảng trường đô thò 20 TCN – 104 – 83 của Bộ Xây dựng. • Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc TCXD 205:1998. • Yêu cầu chất lượng thi công coc khoan nhồi TCXD 206:1998. • Các quy trình tham khảo : 1. Tiêu chuẩn thiết kế đường TCN4054-98 2. Tiêu chuẩn thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN18-89 1.2. Quy mô và tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng cầu : 1 - Quy mô xây dựng : Cầu thiết kế vónh cửu. 2 – Tiêu chuẩn thiết kế : • Tải trọng thiết kế : HL93 Người đi bộ 3x10 -3 MPa. • Khổ cầu : K = 9 + 2 x 1.50 m • Tần xuất lũ thiết kế : P1% • Khổ thông thuyền : sông cấp IV Tónh ngang : B = 40m Tónh cao : H = 6m (ứng với mực nước thông thuyền P5%) • Đường đầu cầu : Đường cấp III đồng bằng • Bán kính đường cong đứng R = 4000 m THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN THANH LONG Thit k s b SVTH : ðỖ THÀNH HIẾU Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-2005 Trang 10 2. ĐẶC ĐIỂM VÙNG XÂY DỰNG CẦU : 2.1. Đòa hình : Bình đồ cao độ tỷ lệ 1/500 cho thấy khu vực xây dựng cầu có đòa hình tương đối bằng phẳng. Nhà dân nằm rải rác 2 bên đường, chủ yếu là nhà tole và nhà lá. Phiá thượng lưu cầu hiện hữu có hệ thống đường ống cấp nước, điện trung thế và cáp quang. 2.2. Thủy văn : Kênh AB thuộc hệ thống sông ĐN. Chế độ thuỷ văn sông ĐN và các kênh rạch trong thành phố ngoài chòu ảnh hưởng của mưa lũ còn chòu ảnh hưởng của thủy triều (chế độ bán nhật triều) với biên độ khoảng 3,0m. Theo điều tra, các mực nước tính toán như sau : • H1% = +1.68 m • H5% = +1.479 m • Hmin = -0.891 m 2.3. Khí tượng : Kết quả thu thập tại trạm khí tượng Tân Sơn Nhất thành phố Hồ Chí Minh cho thấy các đặc trưng khí hậu khu vực dự kiến xây dựng cầu như sau : • Nhiệt độ : Tháng 12 và tháng 1 có nhiệt độ thấp nhất : Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối là : 13,8 o C (năm 1937). Tháng 3, 4, 5 có nhiệt độ cao nhất : Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối là 40 o C (năm 1992). Bảng nhiệt độ trung bình max, min của tháng Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tt/b 25.8 26.7 27.5 28.9 28.3 27.5 27.1 27.1 26.8 26.7 26.4 25.7 Tmax 36.4 38.7 39.4 40.0 39.0 37.5 35.2 35.0 35.3 34.9 35.0 36.3 Tmin 13.8 16.0 17.4 20.0 20.0 19.0 16.2 20.0 16.3 16.5 16.9 13.9 • Gío : Tốc độ gió trung bình cao nhất trong tháng 3 : 3,6m/s Tốc độ gió trung bình thấp nhất tháng 12 : 2,0m/s Tốc độ gió bình quân năm : 2,8m/s Tốc độ gió mạnh nhất : 36m/s hướng WSW THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN THANH LONG Thit k s b SVTH : ðỖ THÀNH HIẾU Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-2005 Trang 11 • Mưa : Trong năm chia làm 2 mùa : + Mùa mưa từ tháng 5 – tháng 10 + Mùa khô từ tháng 11 – tháng 4 + Lượng mưa ngày lớn nhất : 179mm (năm 1942) Bảng lượng mưa trung bình tháng Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 h(mm) 13.8 4.1 10.5 50.4 218.4 311.7 293.7 269.8 327.1 266.7 116.5 48.3 • Độ ẩm không khí: Sự biến đổi độ ẩm phù hợp với sự phân bố mưa trong năm + Độ ẩm tuyệt đối trung bình năm 27,6% + Độ ẩm tương đối trung bình năm 80% 2.4. Đòa chất : Qua tài liệu khoan đòa chất , cấu tạo đòa tầng ở khu vực dự kiến xây dựng cầu như sau : • Lớp 1 : Đất đắp, đất sét lẫn bột, trạng thái mềm, có chiều dày 1.7 đến 5.3m. Trò số SPT 0-2. • Lớp 2 : Đất cát hạt vừa đê1n mòn lẫn bột, dày 7.1 đến 12.80m. Trò số SPT 5-17. • Lớp 3 : Đất sét lẫn bột màu xám nhạt, trạng thái chặt, có chiều dày 1.20m đến 4.90m. Trò số SPT 21-26. • Lớp 5 : Cát hạt vừa đến mòn lẫn ít sét, sỏi sạn, chiều dày trung bình 12.10m-26.90m. Trò số SPT 25-35. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Thit k s b phng án I GVHD : NGUYỄN THANH LONG SVTH : ðỖ THÀNH HIẾU 5. Thiết kế sơ bộ mố, trụ : 5.1. Tính mố cầu : Các kích thước : 5.1.1. Xác đònh tải trọng thẳng đứng tại mặt cắt đáy móng : + Tónh tải nhòp và mố (DC) : γ DC = Tónh tải nhòp : Dầm dọc kN Bản mặt cầu kN Lan can, lề bộ hành Σ kN Trọng lượng bản thân mố : Bệ mố kN Tường thân kN Tường đỉnh kN Mấu đỡ bản quá độ kN Tường cánh kN Đá kê gối kN Tường tai kN Phản lực do TLBT bản quá độ kN Σ kN + Tónh tải lớp phủ và tiện ích công cộng (DW) : γ DW = Lớp phủ mặt cầu kN Σ kN 3156.00 1112.00 289.44 361.90 17.30 15.94 4989.71 254.30 254.30 1.25 1.50 1884.36 1206.45 3090.81 1163.00 37.13 354.23 677 260 105 709 359 215 100 10 500 17510 25 135 15 150 300 10 100 175 25 9540409 544 259 40100264 TIM DẦM 30 45 3% 30 5030 217 Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-2005 Trang 32 THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Thit k s b phng án I GVHD : NGUYỄN THANH LONG SVTH : ðỖ THÀNH HIẾU + Tónh tải đất đắp (EV) : γ EV = Đất đắp trên bệ móng mố kN + Hoạt tải trên kết cấu nhòp : γ LL,PL = Hoạt tải xe ô tô trên kết cấu nhòp (LL) : Xe hai trục Xe tải thiết kế Tải trọng làn Hoạt tải người (PL): R PL = q PL . ω = 4.5*19.15*2 = kN 19.15 1' 172.350 ω L 0.969 1 2' 1 2 3 1 110.00 kN Tải trọng Vò trí Tung độ ĐAH Tải trọng trục 35 9.3 Phản lực Đơn vò 110 110 145 145 106.55 145.00 128.72 27.14 kN kN kN kN R LL = [max(R truck ,R tandem )*(1+IM)/100 + R lane ] kN178.10 1108.34 kN 1.35 1.75 0.888 0.775 19.15 38.30 m 1493.36 1 4.3m 4.3m 145 kN 145 kN 145 kN 1.2 m 110 kN 110 kN ω = 1 2 3 1' 2' Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-2005 Trang 33 THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Thit k s b phng án I GVHD : NGUYỄN THANH LONG SVTH : ðỖ THÀNH HIẾU Tổ hợp tải trọng thẳng đứng : Tónh tải nhòp và mố (DC) kN Lớp phủ và tiện ích (DW) kN Tónh tải đất đắp (EV) kN Hoạt tải xe (LL) kN Tải trọng người đi (PL) kN kN Ứng lực thẳng đứng tính toán tác dụng lên mặt cắt đáy móng : Ση.γ i .V i = 1.05*14739.35= kN 1.35 1493.36 10100.65 381.45 2016.04 1939.60 1.50 8080.52 254.30 1.25 Σ ΣΣ ΣV γ. γ.γ. γ.V Σ = Σ =Σ = Σ = 14739.35 1.75 1.75 1108.34 172.35 301.61 15476.32 Tải trọng γ γ γ γ Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-2005 Trang 34 THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Thit k s b phng án I GVHD : NGUYỄN THANH LONG SVTH : ðỖ THÀNH HIẾU 5.1.2.1. Số liệu chung : • Loại cọc D = 1.00 m • Chiều dài cọc trong ñất L = 38.00 m • Cao ñộ ñỉnh cọc Lev1 = -1.74 m • Cao ñộ mũi cọc Lev2 = -53.74 m • Cao ñộ mực nước thông thuyền MNTT = 0.94 m • Cao ñộ mặt ñất thiên nhiên MðTN = 1.75 m • Diện tích mặt cắt ngang cọc A p = 0.79 m 2 • Chu vi mặt cắt ngang cọc P = 3.14 m • Số lượng cọc n = 8.00 cọc • Chiều dày lớp bê tông bịt ñáy h bd = 0.50 m • Diện tÝch ®¸y mãng A dm = 63.00 m 2 • Trọng lượng bê tông bịt ñáy xét tới lực ñẩy nổi W bd = 472.5 kN • Cường ñộ bê tông thân cọc f' c = 30.00 MPa • Trọng lượng riêng bê tông γ c = 25.00 kN/m 3 • Mô ñun ñàn hồi bê tông cọc E c = 29440 MPa • Trọng lượng bản thân cọc W = 746.1 kN 5.1.2.2. Khả năng chịu tải của cọc : Sức kháng tính toán của cọc theo ñất nền Q R = Φ qp •Q p + Φ qs •Q s Q p Sức kháng mũi cọc Q p = q p •A p Q s Sức kháng thân cọc Q s = q s •A s q p Sức kháng ñơn vị mũi cọc q s Sức kháng ñơn vị thân cọc A s Diện tích bề mặt thân cọc A s = P•L i Φ qp Hệ số sức kháng ñối với sức kháng mũi cọc Φ qs Hệ số sức kháng ñối với sức kháng thân cọc Hệ số sức kháng mũi cọc trong ñất sét Φ qp = 0.55 Hệ số sức kháng thành bên trong ñất sét Φ qs = 0.65 Hệ số sức kháng của nhóm cọc η = 0.70 Sức kháng ñơn vị bề mặt danh ñịnh q s ñược tính như sau ðất rời: q s = 0.0028•N tb ð ất dính: q s = α•S u α Hệ số dính bám phụ thuộc vào giá trị của S u N tb Số búa ñếm SPT trung bình dọc thân cọc S u Cường ñộ kháng cắt không thoát nước trung bình 5.1.2. Xác ñịnh sức chịu tải thẳng ñứng của cọc theo ñất nền : Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272 -2005 Trang 35 [...]... k s
b ph

ng án I GVHD : NGUY N THANH LONG SVTH : ð THÀNH HI U THIẾT KẾ SƠ BỘ _ PHƯƠNG ÁN I – CẦU VÒM ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG 1 Số liệu thiết kế : Tiêu chuẩn thiết kế Khổ cầu Tải trọng Sơ đồ kết cấu nhòp Kết cấu nhòp chính 22 TCN 272 – 05 9 + 2 x 1.5 m HL93 + Người đi bộ 3 x 10-3 MPa 2 x 40 + 100 + 2 x 40 m vòm cứng dầm mềm 2 Giới thiệu kết cấu phần trên : 2.1 Kết cấu vòm : 2.1.1 Cuống vòm : Nhòp chính... tục theo sơ đồ 50+3x65+ 50m Bán kính đường cong đứng R =4000m 1.2 Kết cấu bên trên : Kết cấu phần trên bằng thép liên hợp BTCT 1.3 Kết cấu phần dưới : Mố : loại mố U BTCT Grade 30 Trụ : trụ đặc thân hẹp BTCT Grade 30 2 THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN : 2.1 Thiết kế kết cấu phần trên : 2.1.1 Số liệu thiết kế: Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN 272 - 05 Khổ cầu 9 + 2x1.5 m Tải trọng HL93 , người đi bộ 3x10-3MPa Sơ đồ nhòp 50... sức kháng ϕ= 0.8 Sức kháng tính toán Nr = ϕ.Nn = 0.8*45880 = 36704 kN + Kiểm toán : η.Σγi.Ri = Kết quả : 12934 kN Tiêu chu n thi t k c u 22TCN272-2005 < Nr = ϕ.Nn = 36704 kN Đạt Trang 31 THI T K T T NGHI P Thi t k s
b ph

ng án II GVHD: NGUY N THANH LONG SVTH : ð THÀNH HI U THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN II - CẦU LIÊN TỤC THÉP LIÊN HP BTCT 1 GIỚI THIỆU PHƯƠNG ÁN : 1.1 Bố trí chung : Kết cấu nhòp cầu dài... a c c : S c kháng tính tốn c a c c theo đ t n n Qp S c kháng mũi c c Qs S c kháng thân c c qp S c kháng đơn v mũi c c qs S c kháng đơn v thân c c As Di n tích b m t thân c c Φqp H s s c kháng đ i v i s c kháng mũi c c Φqs H s s c kháng đ i v i s c kháng thân c c H H H S c kháng đơn v như sau α Ntb Su Z s s s b s s s m c kháng mũi c c trong đ t sét c kháng thành bên trong đ t sét c kháng c a nhóm c... Cao x Rộng).Chân vòm dạng kết cấu hộp Cuống vòm gắn vào mặt nghiêng của chân vòm Cáp ngang (nối 2 chân vòm) đi xuyên qua chân vòm và neo vào mặt bên kia Chân vòm đặt trên gối, trên mũ trụ Tất cả không gian bê trong sẽ được lấp bằng bê tông C50 qua những lỗ để sẵn ở mặt trên của chân vòm 2.1.3 Hệ dằng ngang : Hai cuống vòm được liên kết với nhau nhờ 6 khung dằng ngang và 2 dầm ngang chân vòm Dằng ngang... đầu thanh hàn vào mặt trong hai tấm thép sư n vòm Mặt cắt cuống vòm ở chân sư n vòm thay đổi thành mặt cắt hình chữ nhật với phần trên và dưới là hai nữa hình tròn Tiêu chu n thi t k c u 22TCN272-2005 Trang 12 THI T K T T NGHI P Thi t k s
b ph

ng án I o o Nhòp tính toán Đường tên GVHD : NGUY N THANH LONG SVTH : ð THÀNH HI U 97.6 m 19.5 m 2.1.2 Chân vòm : Chân vòm được hàn từ những tấm thép thành hình... kháng kéo đứt danh đònh Nn = Aps*fpy = 2116*1.420 = 3005 kN + Sức kháng uốn tính toán : Hệ số sức kháng uốn cấu kiện BTCT thường ϕ = 0.80 Nr = ϕ.Nn = 0.8*3005 = 2404 kNm + Kiểm toán : N = η.Σγi.Ni = 1024 kN < Nr = 2404 kNm => Đạt 4.4.4 Kiểm toán vòm ống thép nhồi bê tôngtheo TTGH CĐ I : Xét mặt cắt có M và N cùng lớn : M = 9498 kN.m N = 14410 kN 4.4.4.1 Sức kháng nén đúng tâm : (6.9.2.1) + Sức kháng... 9, 0 M ry (Công thức 2) 4.4.4.4 Kiểm toán mặt cắt đỉnh vòm : Sức kháng nén tính toán : Pr = 65078 kN (Mục 4.6.3.1) Sức kháng uốn tính toán : Mry = 14921 kNm (Mục 4.6.3.2) Lực nén dọc trục có hệ số theo TTGH CĐ I : Pu = 14410 kN (Mục 4.6.2) Lực nén dọc trục có hệ số theo TTGH CĐ I : Muy = 9498kNm (Mục 4.6.2) Pu/Pr = 14410/65078 = 0.221 > 0.2 nên kiểm toán nén uốn đồng thời theo công thức (2) Tiêu chu... ph

ng án I GVHD : NGUY N THANH LONG SVTH : ð THÀNH HI U 4.3 Mô hình hoá và tính nội lực : Tính toán được thực hiện bằng chương trình MIDAS/Civil 6.3.0 4.3.1 Mô hình kết cấu : 4.3.2 Kết quả nội lực : Trong thiết kế sơ bộ, chỉ xét Trạng thái giới hạn Cường độ I với hoạt tải xe 2 làn, người trên 2 lề bộ hành xếp lệch tâm về 1 bên để gây nội lực bất lợi trong cuống vòm cũng như cáp treo Với bộ phận kết cấu... MD2 + MAD = 28 + 502+ 14390 =14921 kNm Sức kháng uốn danh đònh : Mn = min(Mps, Myc) = min(40281, 14921) Mn = 14921 kNm + Sức kháng uốn tính toán : Hệ số sức kháng uốn φf = 1.0 Mry = φf*Mn = 1.0*14921 = 14921 kNm 4.4.4.3 Nén dọc trục và uốn kết hợp : (6.9.2.2) Tải trọng nén dọc trục Pu và các mômen xảy ra đồng thời Muy tính toán đối với các tải trọng tính toán bằng các phương pháp giải tích đàn hồi phải . 1. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ : Cầu AB qua sông ĐN được thiết kế vónh cửu dành cho đường ô tô. 1.1. Quy phạm thiết kế : • Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05 • Quy phạm kỹ thuật thiết kế đường phố,. đặt ra bao gồm : 1. 1.1. 1. Thiết kế 3 phơng án sơ bộ cầu theo số liệu đợc cho. 2. 2.2. 2. Thiết kế kỹ thuật cầu. 3. 3.3. 3. Thiết kế thi công cầu. Đồ án đợc hoàn thành với sự cố gắng của. bản mặt cầu và lớp phủ bên trên THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN THANH LONG Thit k s b phng án I SVTH : ðỖ THÀNH HIẾU Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-2005 Trang 12 THIẾT KẾ SƠ BỘ