NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Nguyễn Tấn Phước 1. TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DƯL NHỊP GIẢN ĐƠN TIẾT DIỆN SUPER T CĂNG TRƯỚC 2. NHIỆM VỤ: (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu). Số liệu: • Khổ cầu: B = 14(phần xe chạy) + 2x1,5(lề bộ hành) + (lan can tự chọn) • Chiều dài nhòp: L = 33 m • Khổ thông thuyền: 25x3.5m • Tải trọng: HL 93, tải trọng người • Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN272 – 05 • Mặt cắt sông cho trước: tự tìm mặt cắt sông Yêu cầu: • Thiết kế 2 phương án sơ bộ(có so sánh phương án) • Thiết kế kỹ thuật 1 mố và 1 trụ(bao gồm cả phần móng) • Thiết kế kỹ thuật một phương án kết cấu nhòp • Thiết kế kỹ thuật tổ chức thi công 3. NGÀY GIAO: 4. NGÀY HOÀN THÀNH: Giáo viên hướng dẫn LỜI CẢM ƠN  Sau 3 tháng làm đồ án tốt nghiệp, được sự giúp đỡ nhiệt tình của giáo viên hướng dẫn là Thầy Nguyễn Bá Hoàng, quý thầy cô trong tổ bộ môn và bạn bè, … cùng với việc vận dụng những kiến thức đã được học từ trước đến nay, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Trong quá trình làm đồ án, em nhận thấy các kiến thức thầy cô đã truyền đạt là hết sức cần thiết và quý báu. Đó chính là hành trang cho em vững bước vào cuộc sống và chắp cánh cho em thực hiện những ước mơ của mình. Để vững chắc hơn trong bước đường kế tiếp của mình thì em cần phải khẳng đònh mình thông qua lần bảo vệ này. Chính vì thế em rất mong nhận được sự ủng hộ và giúp đỡ cua quý thầy cô, bạn bè… để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện. Trong quá trình làm đề tài, mặc dù em đã cố gắng hết sức nhưng hạn chế về kiến thức bản thân cũng như về thời gian nên không tránh khỏi có những sai sót. Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo ân cần của Thầy Nguyễn Bá Hoàng, cùng toàn thể quý thầy cô trong bộ môn và bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ và hướng dẫn em trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp. Về phần mình em xin hứa sẽ hết sức cố gắng mang những kiến thức đã được học để vận dụng vào thực tế góp phần công sức nhỏ bé của mình vào công cuộc xây dựng và đổi mới của ngành giao thông vận tải nước nhà. Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2011 Sinh viên Nguyễn Tấn Phước TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Khoa: Tại chức Bộ môn: Cầu Đường cbda NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Tp.HCM, ngày …… tháng …… năm…… Giáo viên hướng dẫn PGS.TS. Nguyễn Bá Hoàng TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Khoa: Tại chức Bộ môn: Cầu Đường cbda NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN Tp.HCM, ngày …… tháng …… năm…… Giáo viên chấm phản biện MỤC LỤC PHẦN I : TỔNG QUAN Chương I : Đặc điểm vò trí thiết kế 10 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 17 1.1. Chọn sơ đồ kết cấu nhòp: 17 1.2. Mố cầu: 17 1.3. Trụ cầu: 17 1.4. Các đặc trưng vật liệu sử dụng: 17 1.5. Thiết kế sơ bộ 21 Bảng tổng hợp khối lượng 29 Chương II : Thiết kế sơ bộ phương án II 31 2.1. Chọn sơ đồ kết cấu nhòp: 31 2.2. Mố cầu: 31 2.3. Trụ cầu: 31 2.4. Các đặc trưng vật liệu sử dụng: 31 2.5. Tính toán dầm thép liên hợp bê tông cốt thép 34 2.6. Trình tự thi công 87 2.7. Tổ chức thi công 88 Bảng tổng hợp khối lượng 89 Chương III : So sánh lựa chọn phương án 91 3.1. Về kinh kế 91 3.2. Về kỹ thuật 91 3.3. Về mỹ quan 92 3.4. Về duy tu bảo dưỡng 92 3.5. Kết luận 93 PHẦN III: THIẾT KẾ KỸ THUẬT Chương I : Lan can, lề bộ hành 95 1.1. Lan can 95 1.2. Lề bộ hành 102 Bố trí cốt thép 112 Chương II : Bản mặt cầu 113 2.1. Khái niệm 113 2.2. Cấu tạo bản mặt cầu 113 2.3. Ngoại lực tác dung 115 2.4. Nội lực bản giữa 115 2.5. Nội lực bản biên 118 2.6. Tính toán cốt thép 120 2.7. Kiểm tra điều kiện chòu nứt 123 Chương III : Dầm ngang 127 3.1. Khái quát chung 127 3.2. Nội lực do tónh tải tác dụng 127 3.3. Nội lực do hoạt tải tác dụng 129 3.4. Tổ hợp nội lực 133 3.5. Tính toán cốt thép chòu momen âm 133 3.6. Tính toán cốt thép chòu momen dương 134 3.7. Kiểm tra điều kiện chòu nứt 135 3.8. Thiết kế lực cắt, bố trí cốt đai 138 Chương IV : Dầm chủ 142 4.1 Số liệu thiết kế 142 4.2 Thiết kế cấu tạo 142 4.2.1. Kích thước mặt cắt ngang cầu 142 4.2.2. Cấu tạo dầm chủ 145 4.2.3. Tính toán đặc trưng hình học 148 4.2.4. Hệ số phân bố tải trọng 152 4.3 Xác đònh nội lực tại các mặt cắt đặc trưng 157 4.3.1. Tónh tải tác dụng lên một dầm chủ 157 4.3.2. Hoạt tải HL93 159 4.3.3. Đường ảnh hưởng momen và lực cắt tại các mặt cắt đặc trưng 161 4.4 Tổ hợp nội lực theo các TTGH 173 4.5 Tính toán bố trí cốt thép 175 4.5.1. Bố trí thép dự ứng lực 175 4.5.2. Tính toán đặc trưng hình học khi có cáp 180 4.6 Tính toán các mất mát ứng suất 187 4.6.1. Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi 187 4.6.2. Mất mát ứng suất do co ngót 190 4.6.3. Mất mát ứng suất do từ biến 190 4.6.4. Mất mát ứng suất do tự chùng cốt thép 191 4.6.5. Tổng mất mát ứng suất 191 4.7 Kiểm toán 192 4.7.1. Kiểm tra khả năng chòu uốn của dầm trong giai đoạn truyền lực 192 4.7.2. Kiểm tra khả năng chòu uốn ở Trạng Thái Giới Hạn Sử dụng 193 4.7.3. Kiểm toán sức kháng uốn danh đònh 196 4.7.4. Kiểm toán độ vồng, độ võng 201 4.7.5. Tính duyệt theo lực cắt, xoắn 203 Chương V : Tính toán mố cầu 211 5.1. Xác đònh tải trọng tác dụng lên kết cấu 212 5.1.1. Tónh tải 212 5.1.2. Hoạt tải 218 5.1.3. Tổ hợp tải trọng 234 5.2. Thiết kế cốt thép cho các mặt cắt 237 5.2.1. Thiết kế cốt thép cho tường thân 237 5.2.2. Thiết kế cốt thép cho tường đỉnh 246 5.2.3. Tính toán thiết kế tường cánh 250 5.3. Thiết kế móng mố 256 Chương VI : Tính toán trụ cầu 284 6.1. Các kích thước cơ bản 284 6.2. Các điều kiện cơ bản 285 6.3. Sô liệu kết cấu phần trên 285 6.4. Vật liệu sử dụng 286 6.5. Tải trọng tác dụng lên kết cấu 286 6.2.1. Tónh tải 287 6.2.2. Hoạt tải 290 6.6. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên xà mũ 306 6.7. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đỉnh bệ trụ 307 6.8. Thiết kế cốt thép 312 6.8.1. Thiết kế cốt thép cho xà mũ 312 6.8.2. Thiết kế cốt thép thân trụ 317 6.9. Thiết kế móng trụ 324 PHẦN IV : THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG Chương I : Thi công kết cấu phần dưới 355 1.1. Trình tự thi công cọc khoan nhồi 355 1.2. Trình tự thi công mố 359 1.3. Trình tự thi công trụ 360 Chương II : Thi công kết cấu phần trên 363 2.1. Trình tự lao lắp dầm bằng giá ba chân 363 2.2. Trình tự thi công kết cấu phần trên 364 Chương III : Các tính toán phụ trợ cho thi công 379 3.1. Tính toán chiều dày lớp bê tông bòt đáy 379 3.2. Tính toán vòng vây cọc ván thép 380 3.2.1. Xác đònh độ chôn sâu 381 3.2.2. Tính toán cọc ván thép 382 3.2.3. Tính toán khung vành đai 385 3.2.4. Tính toán thanh chống 388 3.2.5. Lựa chọn búa đóng cọc ván 388 PHAÀN I TOÅNG QUAN [...]... 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 PHẦN II THI T KẾ SƠ BỘ VÀ SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CHƯƠNG I THI T KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN I CẦU DẦM BTCT DUL NHỊP GIẢN ĐƠN TI T DIỆN SUPER- T CĂNG TRƯỚC 1.2 Chọn sơ đồ k t cấu nhòp: - M t c t ngang k t cấu nhòp gồm 9 dầm Super T (căng trước) - Khoảng cách... 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 249 - 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... bản m t cầu Ta có diện t ch bản m t cầu là : 3.5 m2 Thể t ch bản m t cầu: 3.5 × 33 = 115.5 m3 Lượng c t thép trung bình trong 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: 115.5 × 2 = 231 kN Thể t ch c t thép trong bản bản m t cầu là: 231 = 3 m3 7.85 × 9.81 Vậy thể t ch của bê t ng bản m t cầu là: 115.5 − 3 = 112.5 m3 Trọng lượng bê t ng bản m t cầu: ... Dạng k t cấu nhòp Cầu dầm − Dạng m t c t Super T − V t liệu k t cấu BTCT dự ứng lực − Công nghệ chế t o Căng trước − Cấp b t ng: + Dầm chủ ' fcd = 50 MPa + Bản m t cầu ' fcb = 35 MPa − T trọng b t ng γ c = 2500 kg/m 3 − Cường độ chòu kéo tiêu chuẩn: fpu = 1860 MPa − 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... thanh ngang) + Trọng lượng mỗi m t dài: glk = 151 N Thanh ngang dài: 1670 mm Thanh xiên dài: 1060 mm + Mỗi liên k t ngang có: 8 x 2 = 16 thanh liên k t ngang 8 x 2 = 16 thanh liên k t xiên + Mỗi dầm có 10 liên k t ngang Các kích thước còn lại được ghi trên m t c t ngang cầu 2.5.2 Xác đònh đặc trưng hình học của ti t diện dầm: 2.5.2.1 Xác đònh đặc trưng hình học của ti t diện dầm giai đoạn 1: Diện t ch... s t, màu nâu vàng, trạng thái ch t Bề dày lớp 9 m Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của lớp này như sau: + Dung trọng t nhiên : 1.74 T/ m3 + Góc ma s t trong + Lực dính + Chỉ số SPT trung bình : 23o52' : 12.5 kN/m2 : 15-50 CHƯƠNG II CÁC SỐ LIỆU THI T KẾ 1.1 Qui mô công trình Cầu được thi t kế dành cho đường ô t là 1 công trình vónh cửu Các thông số kỹ thu t thi t kế: Bề rộng cầu: 17.5 m + Bề rộng làn xe: ... t ng nhưạ : 70 mm Lơpù phòng nước : 5 mm Lơpù mui luyenä tb: 60 mm Bản m t cầu : 20 mm 2% 3 50 1 50 25 0 1.5% 1.4 Thi t kế sơ bộ − Chiều dài toàn dầm L = 33 m − Khoảng cách đầu dầm đến tim gối a = 0.35 m − Khẩu độ t nh toán L tt = L − 2 × a = 32.3 m − T i trọng thi t kế + Ho t tải HL93 + T i trọng người 3 KPa − M t xe chạy B1 = 2 × 7 m − Lề người đi B2 = 1.5 m − Lan can B3 = 0.25 m − T ng bề rộng cầu. .. 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 nh t quan trắc t i vò trí trạm vào ngày 23/9/2007 Cao độ mực nước thi t kế: Mực nước thấp nh t : + 4.0 m Mực nước cao nh t : + 7.3 m Mực nước thông thuyền : + 5.5 m − Khí t ợng Theo số liệu thống kê của trạm Vónh Hưng, đặc trưng khí t ợng của khu vực xây dựng cầu Cái Môn... = 14 m + Lề bộ hành: 2 x 1.5 m = 3 m + Lan can: 2 x 0.25 m = 0.5 m Chiều dài toàn dầm SUPER- T: 33m - T i trọng thi t kế: + HL93, t i trọng người, theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05 + T i trọng gió cơ bản: 59 m/s Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đòa ch t Bảng t ng hợp chỉ tiêu cơ lý của các lớp đ t H C  w (m) kN/m2 (độ) T/ m3 Lớp 1 Bùn s t hữu cơ màu xám xanh 9.6 8.2 6 0 04 ' 1.48 0 Lớp 2 S t c t màu xám xanh,... m t c t ngang phần dầm thép: A s = bc t c + D .t w + bf t f + b'f t 'f = 300 × 20 + 1440 × 16 + 400 × 20 + 500 × 20 = 47040 mm 2 Xác đònh mômen quán t nh của ti t diện đối với trục trung hòa: + Chọn trục X’-X đi qua mép trên của ti t diện như hình vẽ: Hình 2.1: Chọn trục trung hòa cho dầm thép + Môđun t nh của dầm thép đối với trục X’-X: Sx' − x = A i × Yi = b c t c   tc t  t' D  + D .t w  + t . m t c t 237 5.2.1. Thi t kế c t thép cho t ờng thân 237 5.2.2. Thi t kế c t thép cho t ờng đỉnh 246 5.2.3. T nh toán thi t kế t ờng cánh 250 5.3. Thi t kế móng mố 256 Chương VI : T nh toán trụ. Ho t tải 290 6.6. T hợp t i trọng t c dụng lên xà mũ 306 6.7. T hợp t i trọng t c dụng lên đỉnh bệ trụ 307 6.8. Thi t kế c t thép 312 6.8.1. Thi t kế c t thép cho xà mũ 312 6.8.2. Thi t kế c t. ÁN CHƯƠNG I THI T KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN I CẦU DẦM BTCT DUL NHỊP GIẢN ĐƠN TI T DIỆN SUPER- T CĂNG TRƯỚC 1.2 Chọn sơ đồ k t cấu nhòp: - M t c t ngang k t cấu nhòp gồm 9 dầm Super T (căng trước) - Khoảng