ĐATN: KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO SVTH:NGUYỄN TẤN THÀNH Trang4 MỤC LỤC PHẦN I : TỔNG QUAN Chương I : Đặc điểm vò trí thiết kế 11 Chương II : Các số liệu thiết kế 14 Chương III : Các tiêu chuẩn kó thuật liên quan 15 PHẦN II: THIẾT KẾ SƠ BỘ VÀ SO SÁNH PHƯƠNG ÁN Chương I : Thiết kế sơ bộ phương án I 16 1.1.Chọn sơ đồ kết cấu nhòp: 16 1.2.Mố cầu: 16 1.3.Trụ cầu: 16 1.4.Các đặc trưng vật liệu sử dụng: 17 1.5.Thiết kế sơ bộ 21 1.5.1 Bản mặt cầu và lớp phủ 22 1.5.2 Lan can, Lề bộ hành 23 1.5.3 Dầm ngang 25 1.5.4 Cấu tạo dầm chủ 26 Bảng tổng hợp khối lượng 29 ĐATN: KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO SVTH:NGUYỄN TẤN THÀNH Trang5 Chương II : Thiết kế sơ bộ phương án II 68 2.1. Chọn sơ đồ kết cấu nhòp: 68 2.2.Mố cầu: 68 2.3.Trụ cầu: 68 2.4.Các đặc trưng vật liệu sử dụng: 68 2.5.Tính toán dầm thép liên hợp bê tông cốt thép 71 2.5.1 Số liệu tính toán 71 2.5.2 Xác đònh đặc trưng hình học của tiết diện dầm 73 2.5.3 Xác đònh hệ số phân bố tải trọng theo phương ngang cầu 83 2.5.4 Xác đònh nội lực do hoạt tải 87 2.5.5 Tổ hợp nội lực tại các mặt cắt theo TTHG 101 2.5.6 Kiểm toán dầm thép trong giai đoạn 1 104 2.5.7 Kiểm toán dầm không liên hợp 106 2.5.8 Kiểm toán dầm thép trong giai đoạn II 111 2.6.Trình tự thi công 115 2.7.Tổ chức thi công 116 Bảng tổng hợp khối lượng 117 Chương III : So sánh lựa chọn phương án 119 3.1.Về kinh kế 119 3.2.Về kỹ thuật 119 3.3.Về mỹ quan 120 3.4.Về duy tu bảo dưỡng 120 3.5.Kết luận 121 ĐATN: KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO SVTH:NGUYỄN TẤN THÀNH Trang6 PHẦN III: THIẾT KẾ KỸ THUẬT Chương I : Lan can, lề bộ hành 123 1.1.Tính toán lan can 123 1.2.Lề bộ hành 129 1.3. Bó vỉa 132 Chương II : Bản mặt cầu 113 2.1.Khái niệm 138 2.2.Cấu tạo bản mặt cầu 138 2.3.Ngoại lực tác dung lên Bản mặt cầu 138 2.4.Nội lực bản chòu lực theo sơ đồ bản hai cạnh 141 2.5.Nội lực bản như dầm Consol 144 2.6.Tính toán cốt thép 146 2.7.Kiểm tra điều kiện chòu nứt 149 Chương III : Dầm ngang 153 3.1.Khái quát chung 153 3.2.Nội lực do tónh tải tác dụng 153 3.3.Nội lực do hoạt tải tác dụng 155 3.4.Tổ hợp nội lực 158 3.5.Tính toán cốt thép chòu mômen âm 159 3.6.Tính toán cốt thép chòu mômen dương 160 3.7.Kiểm tra điều kiện chòu nứt 161 3.8.Thiết kế lực cắt, bố trí cốt đai. 164 Chương IV : Dầm chủ 167 4.1 Số liệu thiết kế 167 ĐATN: KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO SVTH:NGUYỄN TẤN THÀNH Trang7 4.2 Thiết kế cấu tạo 168 4.2.1. Kích thước mặt cắt ngang cầu 168 4.2.2. Cấu tạo dầm chủ 170 4.2.3. Tính toán đặc trưng hình học 173 4.2.4. Hệ số phân bố tải trọng ngang cầu 178 4.3 Xác đònh nội lực tại các mặt cắt đặc trưng 181 4.3.1. Tónh tải tác dụng lên một dầm chủ 181 4.3.2. Hoạt tải HL93 184 4.3.3. Đường ảnh hưởng mômen và lực cắt tại các mặt cắt đặc trưng 186 4.4 Tổ hợp nội lực theo các TTGH 196 4.5 Tính toán và bố trí cốt thép 198 4.5.1. Bố trí thép dự ứng lực 198 4.5.2. Tính toán đặc trưng hình học khi có cáp 203 4.6 Tính toán các mất mát ứng suất 209 4.6.1. Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi 210 4.6.2. Mất mát ứng suất do co ngót 213 4.6.3. Mất mát ứng suất do từ biến 214 4.6.4. Mất mát ứng suất do tự chùng cốt thép 215 4.6.5. Tổng mất mát ứng suất 215 4.7 Kiểm toán 215 4.7.1. Kiểm tra khả năng chòu uốn của dầm trong giai đoạn truyền lực 215 4.7.2. Kiểm tra khả năng chòu uốn ở Trạng Thái Giới Hạn Sử dụng 217 4.7.3. Kiểm toán sức kháng uốn danh đònh 219 4.7.4. Kiểm toán độ vồng, độ võng 224 4.7.5. Tính duyệt theo lực cắt, xoắn 227 4.7.6. Tính toán lựa chọn Khe co giản 234 ĐATN: KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO SVTH:NGUYỄN TẤN THÀNH Trang8 Chương V : Tính toán mố cầu 235 5.1.Xác đònh tải trọng tác dụng lên kết cấu 236 5.1.1. Tónh tải 236 5.1.2. Hoạt tải 242 5.1.3. Tổ hợp tải trọng 259 5.2.Thiết kế cốt thép cho các mặt cắt 261 5.2.1. Thiết kế cốt thép cho tường thân 261 5.2.2. Thiết kế cốt thép cho tường đỉnh 269 5.2.3. Tính toán thiết kế tường cánh 273 5.3.Thiết kế móng mố 278 Chương VI : Tính toán trụ cầu 305 6.1.Các kích thước cơ bản 305 6.2.Các điều kiện cơ bản 306 6.3.Sô liệu kết cấu phần trên 306 6.4.Vật liệu sử dụng 307 6.5.Tải trọng tác dụng lên kết cấu 307 6.5.1. Tónh tải 308 6.5.2. Hoạt tải 311 6.5.3 Lực hãm xe 319 6.5.4. Tải trọng gió lên kết cấu 320 6.5.5. Tải trọng gió lên hoạt tải 323 6.5.6. Tải trọng nước tác dụng lên trụ 324 6.5.7. Tính va tàu 326 6.6.Tổ hợp tải trọng tác dụng lên xà mũ 327 6.7.Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đỉnh bệ trụ 328 6.8.Thiết kế cốt thép 333 6.8.1. Thiết kế cốt thép cho xà mũ 333 6.8.2. Thiết kế cốt thép thân trụ 337 6.9.Thiết kế móng trụ 345 ĐATN: KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO SVTH:NGUYỄN TẤN THÀNH Trang9 PHẦN IV : THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG Chương I : Thi công kết cấu phần dưới 373 1.1.Tổ chức thi công chủ đạo 373 1.2.Trình tự thi công cọc khoan nhồi 377 1.3.Trình tự thi công Mốï 381 1.4.Trình tự thi công Trụ 382 Chương II : Thi công kết cấu phần trên 385 2.1.Trình tự lao lắp dầm bằng giá ba chân 385 2.2.Trình tự thi công kết cấu phần trên 386 Chương III : Các tính toán phụ trợ cho thi công 389 3.1.Tính toán chiều dày lớp bê tông bòt đáy 389 3.2.Tính toán vòng vây cọc ván thép 390 3.2.1. Xác đònh độ chôn sâu 390 3.2.2. Tính toán cọc ván thép 392 3.2.3. Tính toán khung vành đai 395 3.2.4. Tính toán thanh chống 398 3.2.5. Lựa chọn búa đóng cọc ván 398 ĐATN: KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO SVTH : NGUYỄN TẤN THÀNH Trang 10 PHẦN I: TỔNG QUAN ĐATN: KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO SVTH : NGUYỄN TẤN THÀNH Trang 11 CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ THIẾT KẾ 1.1.ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH: Đòa hình tương đối bằng phẳng, dân cư thưa thớt, xung quanh là vườn tràm mới trồng. Khu vực xây dựng ngập lũ. Nói chung đòa hình thuận lợi cho việc xây dựng và bố trí công trường 1.2.ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯNG THUỶ VĂN: 1.2.1. Thuỷ văn Sông Vàm Cỏ Tây là một trong những con sông tương đối lớn trong hệ thống kinh tiêu thoát lũ của khu vực Đồng Tháp Mười của tỉnh Long An. Có quan hệ rất nhiều đến hoạt động sản xuất nông Nghiệp của vùng này. Hằng năm chòu ảnh hưởng chủ yếu của thủy triều biển Đông với chế độ bán nhật triều không đều. Theo tài liệu từ nhiều năm cho thấy các tháng có mực nước ảnh hưởng lũ, không ảnh hưởng bởi thủy triều từ giữa tháng 8 đến hết tháng 12 hàng năm. Các tháng có mực nước giao động theo thủy triều từ tháng 1 đến đầu tháng 8 hằng năm. Những năm có lũ lớn 1996, 2000, 2001 thì thời gian không ảnh hưởng của thủy triều sẽ kéo dài thêm. Theo thống kê số liệu quan trắc thu thập được mực nước cao nhât quan trắc tại vò trí trạm vào ngày 23/9/2007. Cao độ mực nước thiết kế: Mực nước thấp nhất : + 3.75 m Mực nước cao nhất : + 7.05 m Mực nước thông thuyền : + 5.25 m 1.2.2. Khí tượng Theo số liệu thống kê của trạm Vónh Hưng, đặc trưng khí tượng của khu vực xây dựng cầu Cái Môn như sau: ĐATN: KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO SVTH : NGUYỄN TẤN THÀNH Trang 12 Bảng thống kê nhiệt độ đặc trưng các tháng từ 1978 đến năm 2000 Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 T max 31.8 32.7 34.9 36.5 35.8 32.6 32.0 31.1 31.5 31.2 30.7 30.2 T min 19.3 20.5 20.8 21.0 21.5 22.3 21.9 21.3 22.7 23.2 23.0 22.4 T tb 25.9 26.1 27.3 28.7 28.5 27.7 27.1 27.4 27.7 27.5 27.1 26.8 Bảng thống kê lượng mưa tháng trung bình nhiều năm từ năm 1978 đến năm 2000 Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm R(mm) 3.0 8.0 18.0 71.0 118 202 250 204 269 308 82.2 7.0 1540 Lượng mưa ngày lớn nhất: 300mm. Tháng 10/1995 Lượng mưa tháng lớn nhất: 734.5mm. Tháng 10/1995 Bảng thông kê tốc độ gió trung bình mạnh nhất từ năm 1978 đến năm 2000( m/s) Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm V bq 1.7 2.3 2.7 3.2 1.8 2.2 2.1 2.4 2.6 2.1 2.0 2.3 2.2 V max 13 18 15 19 38 19 19 28 19 15 18 13 17 1.3.ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH: Qua công tác khảo sát hiện trường và thí nghiệm trong phòng cấu trúc đòa tầng của khu vực xây dựng cầu gồm các lớp sau: Lớp 1(Lớp bề mặt) : Cát mòn, màu xám trắng, trạng thái kém chặt. Bề dày lớp 4,5 m. Lớp 2 : Sét cát hạt mòn lẫn bụi, màu xám trắng xám nâu, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng. Bề dày lớp 8,7m; cao độ đáy lớp -10,4m. Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của lớp đất này như sau: + Độ ẩm tự nhiên W : 21.8% + Dung trọng tự nhiên γ w : 1.95g/cm 3 + Chỉ số dẻo I p : 14.1 + Độ sệt B : 0.37 + Góc ma sát trong ϕ : 19 0 19’ + Lực dính c : 0.169 kG/cm 2 Nhận xét : Đây là lớp chòu lực trung bình, không thích hợp cho việc đặt móng của kết ĐATN: KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO SVTH : NGUYỄN TẤN THÀNH Trang 13 cấu mố-trụ cầu. Lớp 3 : Cát sét lẫn bụi, màu xám ghi lẫn xám trắng, trạng thái chặt vừa. Bề dày lớp 11,3m; cao độ đáy lớp -21,7 m. Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của lớp đất này như sau: + Độ ẩm tự nhiên W : 21.2% + Dung trọng tự nhiên γ w : 1.966 g/cm 3 + Góc ma sát trong ϕ : 36 0 19’ + Lực dính c : 0.067 kG/cm 2 Nhận xét: Đây là lớp chòu lực yếu, không thích hợp cho việc đặt móng của kết cấu mố- trụ cầu. Lớp 4 : Sét lẫn bụi,màu xám tím loang nâu hồng,trạng thái nửa cứng. Bề dày lớp 6,7m; cao độ đáy lớp -28,4m. Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của lớp đất này như sau: + Độ ẩm tự nhiên W : 27.8% + Dung trọng tự nhiên γ w : 1.744 g/cm 3 + Chỉ số dẻo I p : 26.1 + Độ sệt B : 0.05 + Góc ma sát trong ϕ : 15 0 43’ + Lực dính c : 0.383 kG/cm 2 Nhận xét : Đây là lớp chòu lực trung bình đến tốt, tuy nhiên cần phải xem xét kỹ khi đặt móng mố, trụ cầu vào lớp này do chiều dày lớp khá mỏng. Lớp 5 : Cát mòn đến trung lẫn bụi sét, màu nâu vàng đến hồng nhạt, trạng thái chặt vừa đến chặt. Bề dày lớp 8,8 m. Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của lớp này như sau: + Độ ẩm tự nhiên W : 21,5% + Dung trọng tự nhiên γ w : 1,961 g/cm 3 + Góc ma sát trong ϕ : 27 0 39’ + Lực dính c : 0,065 kG/cm 2 Nhận xét : Đây là lớp đất chòu lực tốt, thích hợp cho việc đặt móng của kết cấu mố – trụ cầu. Kết luận : Đối với kết cấu móng của mố trụ cầu sử dụng giải pháp móng cọc là thích hợp. [...]... CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THU T LIÊN QUAN - Quy đònh khoan thăm dò đòa ch t 22 TCN 259-2000 - Quy phạm đo vẽ đòa hình 96 TCN 43-900 - T nh toán dòng chảy lũ 22 TCN 220-95 - Quy trình thi t kế áo đường mềm 22 TCN 211-06 - Tham khảo Tiêu chuẩn thi t kế cầu 22 TCN 272-05 - Tham khảo Tiêu chuẩn thi t kế đường TCVN 4054-05 - Quy trình công nghệ thi công và nghiệm thu m t đường bê t ng nhựa – Yêu cầu kỹ thu t 22TCN... lực c t) x1 = 1.368m + M t c t không dính bám 1 x2 = 3 m SVTH : NGUYỄN T N THÀNH Trang 27 ĐATN: KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO + M t c t không dính bám 2 x3 = 6 m + M t c t t i v trí Ltt/3 x 4 = 11.6m + M t c t giữa nhòp Ltt/2 x5 = L tt = 17.4 m 2 a M t c t trên gối X0 = 0 m: Ta sẽ quy đổi ti t diện Super -T về ti t diện đơn giản hơn để thuận tiện cho việc t nh toán Bề rộng bản cánh... VĨNH BẢO PHẦN II THI T KẾ SƠ BỘ VÀ SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN SVTH : NGUYỄN T N THÀNH Trang 16 ĐATN: KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO CHƯƠNG I THI T KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN I CẦU DẦM BTCT DUL NHỊP GIẢN ĐƠN TI T DIỆN SUPER- T CĂNG TRƯỚC 1.1 Chọn sơ bộ k t cấu nhòp: - M t c t ngang k t cấu nhòp gồm 7 dầm Super T (Căng trước) - Khoảng cách các dầm là 2135 mm - Chiều dài mỗi dầm 35500 mm - Số... NGANG CẦU 2135 1045 1.5% 1000 250 ĐATN: KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO 100 1700 1900 Trang 20 ĐATN: KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO 1.5 Thi t kế sơ bộ : L = 35.5m - Chiều dài toàn dầm - Khoảng cách đầu dầm đến tim gối - Khẩu độ t nh toán - T i trọng thi t kế a = 0.35 m : L tt = L − 2 × a = 34.8 m + Ho t tải HL93 + T i trọng người 3 KPa - M t xe chạy : B1 = 4 × 3 m - Lề người... 98 - Công t c đ t - Thi công và nghiệm thu TCVN 4447-87 - Quy trình thi công và nghiệm thu lớp cấp phối đá dăm trong k t cấu áo đường ô t 22 TCN 251-98 - Quy trình thi công và nghiệm thu dầm cầu bê t ng c t thép dự ứng lực 22 TCN 247-98 - Quy trình thi công và nghiệm thu cọc khoan nhồi 22 TCN 257-2000 và TCXDVN 326-2004 SVTH : NGUYỄN T N THÀNH Trang 15 ĐATN: KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ VĨNH...ĐATN: KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO CHƯƠNG II CÁC SỐ LIỆU THI T KẾ 2.1 Qui mô công trình Cầu được thi t kế dành cho đường ô t là 1 công trình vónh cửu 2.2 Các thông số kỹ thu t thi t kế: Bề rộng cầu: 14.9m m + Bề rộng làn xe: 4 x 3 m = 12 m + Lề bộ hành: 2 x 1 m = 2 m + Lan can: 2 x 0.25 m = 0.5 m + Khoảng an toàn: 2 x 0.2 = 0.4m Chiều dài toàn dầm SUPER- T: 35.5m - T i trọng thi t. .. 1m3 thể t ch b t ng là 2 kN/m3 Trọng lượng của c t thép trong bản m t cầu t nh cho m t nhòp dầm: 105.79 ×2 = 211.58 kN Thể t ch c t thép trong bản bản m t cầu là: 211.58 = 2.75 m3 7.85 × 9.81 Vậy thể t ch của bê t ng bản m t cầu là: 105.79 − 2.75 = 103.04 m3 Trọng lượng bê t ng bản m t cầu: 103.04 × 2.5 × 9.81 = 2527 kN SVTH : NGUYỄN T N THÀNH Trang 22 ĐATN: KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ VĨNH... ngang cầu là 0.825 m2 - Thể t ch t t cả dầm ngang : Vdn = 0.825 × 0.85 × 12 = 8.42 m3 - Hàm lượng c t thép theo thể t ch trong dầm ngang là khb = 2% SVTH : NGUYỄN T N THÀNH Trang 25 ĐATN: KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO - Trọng lượng c t thép trong 1 dầm ngang : G sdn = 0.02 × 8.42 × 7.85 = 1.32 T - Thể t ch bê t ng dầm ngang : Vcdn = 8.42 × 98% = 8.26 m3 - Trọng lượng toàn bộ dầm ngang... b t ng nhự a dày 70 mm T nh toán các thông số sơ bộ : - Dung trọng của b t ng ximăng là 2.5 T/ m3 - Dung trọng của b t ng nhựa là 2.4 T/ m3 - Dung trọng của lớp phòng nước là 1.8 T/ m3 - Dung trọng của c t thép là 7.85 T/ m3 + T nh toán trọng lượng bản m t cầu Ta có diện t ch bản m t cầu là : 0.2 x 14.9 = 2.98 m2 Thể t ch bản m t cầu: 2.98 x 35.5 0 = 105.79 m 3 Lượng c t thép trung bình trong 1m3 thể... - Thép thường G60 : fy = 420 MPa , fu = 620 MPa - Loại c t thép DUL tao thép Tao 7 sợi xoắn đường kính Dps =15.2 mm - Quy trình thi t kế : 22TCN 272 - 05 Kích thước m t c t ngang cầu - Số lượng dầm chủ : Nb = 7 - Khoảng cách giữa 2 dầm chủ : S = 2135 mm - Lề người đi bộ khác mức với m t cầu phần xe chạy SVTH : NGUYỄN T N THÀNH Trang 21 ĐATN: KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ VĨNH BẢO - Bố trí dầm