Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi Thiết kế sơ phơng án Cầu dầm liên tục nhịp, cầu dẫn dầm giản đơn PCI .11 I Giới thiệu phơng án thiết kế: .11 II Chän tiÕt diÖn .12 III CÊu t¹o mè trơ cÇu 15 IV VËt liÖu 18 V Tính toán khối lợng công tác: 19 V.1 Khèi lợng công tác phần kết cấu nhịp: .19 V.1.1 PhÇn cÇu chÝnh 19 V.1.2 PhÇn cÇu dÉn .20 V.2 TÝnh to¸n khối lợng công tác trụ mố 20 VI Xác định sức chịu t¶i cđa cäc: 21 Sức chịu tải cọc theo vật liÖu: 21 Sức chịu tải tính toán theo đất nền: .22 Søc kh¸ng cđa cäc .23 VII Tính toán sơ mãng cđa mè trơ: 24 a Số liệu địa chất: 24 b Xác định số cọc mố A1 , A6 24 a Sè cäc cña mè A1: 24 b Sè cäc mè A11 .27 c X¸c định số cọc trụ P2 - P5 .27 a Sè cäc cđa trơ P2: 27 b Sè cäc ë c¸c trơ P1, P2 , P8,P9,P10 30 c Xác định số cäc t¹i trơ P2, P5 30 d Trơ P5 cịng sư dụng loại cọc cách bố trí tơng tự nh trụ P2 33 e Xác định số cäc cđa trơ P3 33 f Sè cäc t¹i trơ P4 36 VIII Tổ chức thi công x©y dùng 36 a Thi c«ng mè A1 , A6 .36 b Thi công trụ cạn .37 c Thi c«ng trơ díi níc 37 d Thi công kết cấu nhịp 38 IX Thèng kª khèi lợng vật liệu dùng công trình 38 Thiết kế sơ phơng án Cầu dầm liên tục nhịp, cầu dẫn dầm giản đơn PCI ( Sơ đồ phân nhịp 40 + 80 + 120 + 80 + 40 ) I Giíi thiƯu phơng án thiết kế: - Sơ đồ nhịp: 40 + 80 + 120 + 80 + 40 m - Khæ cầu: K =12m - Tiêu chuẩn thiết kế: 22 TCVN 272-05 với tải trọng thiết kế HL93 - Khổ thông thuyÒn: B = 50 m, H = m - Khẩu độ thoát nớc: L0=358.5 - = 350.8 > 300m SVTH: Hoàng Năng Tú 11 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm - Nghiên cứu khả thi Trắc dọc cầu: toàn cầu nằm đờng thẳng, độ dốc dọc không đổi cầu dẫn i=4% thay đổi cầu với bán kính cong R=5000m Phơng án kết cấu: - Kết cầu phần trên: + Cầu dầm liên tục nhịp (80 + 120 + 80) Dầm liên tục tiết diện hộp thành nghiêng Chiều cao dầm trụ H = 6.7 m, nhịp h = 3.0 m, chiều cao phần dầm đúc giàn giáo cố định không đổi h = 3.0 m + Cầu dẫn dầm đơn giản Super T 1x 40m, bên sau thi công đợc nối liên tục nhiệt Chiều cao dầm không đổi h = 1.75m, mặt cắt ngang gồm dầm Super T - Kết cấu phần dới: + Mố: Hai mố đối xứng, loại mố chữ U, BTCT tờng thẳng, đặt mãng cäc khoan nhåi ®êng kÝnh D = 1m + Trụ: Trụ đặc, BTCT, đặt móng cọc khoan nhồi có D= 1.5m D= 2.0m - Kết cấu khác: + Khe co gi·n b»ng cao su + Gèi cÇu cao su + Lan can cầu bê tông thép ống + Lớp phủ mặt cầu: ã Bêtông nhựa hạt mịn 75mm ã Lớp phòng nớc 4mm II - Chọn tiết diện Dầm hộp phần cầu chính: Đối với cầu bê tông dự ứng lực độ lớn, mặt cắt ngang có tiết diện hình hộp đợc coi thích hợp khả chịu lực ( đặc biệt khả chống xoắn) nh phân bố vật liệu Dầm liên tục có mặt cắt ngang hộp thành xiên có chiều cao thay đổi dần từ mố trụ nhịp - Trên gối : H = (1/15 1/20)Lnhịp - Giữa nhịp : h = (1/30 1/ 45)Lnhịp ; không nhỏ 2m Víi LnhÞp = 120m, ta chän H = 6.0 m, h = 3.0 m Khi ®ã : - H/l = 6.0/120 = 1/20 , h/l = 3.0/120 = 1/40 - Chiều cao phần dầm biên không thay đổi h = 3.0 m - Khoảng cách tim thành hộp D = ( 1 ữ )B, B bề rộng mặt cầu, B = 1.9 11.7m, với D = 6.00m ta cã D/B = 1/1.95 SVTH: Hoµng Năng Tú 12 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi - Chiều cao mặt cầu cuối cánh vút : 25cm - Chiều cao mặt cầu đầu cánh vút : 60 cm - Đáy dầm biến thiên theo quy luật đờng cong bậc có phơng trình là: Y= H-h X +h L2 ,m Víi L lµ chiều dài cánh hẫng cong, L = 56 m.Vậy ta có phơng trình đờng cong biên dới đáy dầm hộp lµ: Y= - 6.0 − 3.0 X + 3.0 56 ,m Chiều dày đáy thay đổi theo đờng parabol từ chiều dày mép trụ 100 cm đến chiều dày nhịp 30 cm Hbđ = - 110 − 30 X + 40 56 Chiều dày sờn dầm thay đổi tuyến tính, gối 60cm, nhịp 30cm 60 30 X + 30 56 Hsd = - ,cm ,cm Trên tiết diện ngang gối có bố trí lối thông có kích thớc : Trên gối nhịp bxh = 1x1.7m, đợc tạo vút 30x00cm MCN 1/2 mặt cắt trụ nhịp 12000 11000 1500 1199 Bê tông nhựa 75mm Lớp phòng nước 4mm Bản mặt cầu 300mm 1404 1519 500 2897 414 1000 1539 3000 150 330 150 1539 1000 SVTH: Hoàng Năng Tú 1504 2200 1000 300 1800 5900 600 400 350 550 2292 330 2200 400 350 550 Vót 20x20cm 6700 2% 600 2% 500 250 250 500 1159 13 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm - Nghiên cứu khả thi Mặt cầu có độ dốc ngang 2% độ dốc dọc không đổi cầu dẫn 4% thay đổi cầu với bán kính cong R=5000m - Lớp phủ mặt cầu gồm lớp: ã Bêtông nhựa hạt vừa 75mm ã Lớp phòng nớc 4mm Sơ đồ phân đốt thi công nhÞp chÝnh 60.0 K12 K11 K10 K9 4x4=16.0 K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0 3.0 K8 5.5 1.5 6.7 8x4.5=36.0 HL 1.0 3.0 Y 12 - X 10 11 13 12 14 1516 Tính chiều cao đốt dầm hộp đáy biên theo đờng cong bậc có phơng trình là: Y1 = a1X2 + b1 a1 = 6.0 − = 9.5663 x 10-4 ; b1 = 3.0 m 56 Chú ý: chiều cao phần đốt hợp long phần đốt trụ không đổi Bảng tỉng hỵp chiỊu cao tiÕt diƯn Thø tù 10 11 12 13 14 15 TiÕt diÖn S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 SVTH: Hoàng Năng Tú a1 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 b1 3 3 3 3 3 3 3 14 x(m) -1.00 0.00 4.50 9.00 13.50 18.00 22.50 27.00 31.50 36.00 40.00 44.00 48.00 52.00 57.50 h(m) 3.00 3.00 3.019 3.077 3.174 3.310 3.484 3.697 3.949 4.240 4.531 4.852 5.204 5.587 6.000 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm 16 - S16 Nghiên cứu khả thi 0.00095663 59.00 6.000 PhÇn cÇu dÉn: dÇm SUPER T + ChiỊu dài: 40000 mm + Chiều cao: 1750 mm + Bản mặt cầu liên tục nhiệt đổ chỗ, dày 200mm Mặt cắt ngang phần cầu dẫn 12000 11000 1000 1000 2350 III - 2350 1000 2350 4700 2350 1000 2% 1250 1000 Bê tông nhựa 75mm Lớp phòng nước 4mm Bản mặt cầu 200mm Bản đúc sẵn 80mm 2% 1250 500 1000 500 Cấu tạo mố trụ cầu Mố: Hai mố đối xứng, loại mố chữ U, BTCT tờng thẳng, đặt móng cọc khoan nhồi đờng kính D = 1m - Bản độ : Hay giảm tải có tác dụng làm tăng dần độ cứng đờng vào cầu, tạo điều kiện cho xe chạy êm thuận, giảm tải cho mố hoạt tải đứng lăng thể phá hoại Bản độ BTCT dày 30cm, dài 3.0m Bản độ đợc đặt nghiêng 2%, đầu gối lên vai kê, đầu gối lên dầm kê BTCT, đợc thi công phơng pháp đổ chỗ, đổ thành cách tờng cánh mố ữ cm - Trụ: Trụ đặc, BTCT, đặt móng cọc khoan nhồi, sử dụng cọc đờng kính D=1.5 m đờng kính D = 2.0m SVTH: Hoàng Năng Tú 15 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi Cấu tạo mố Mặt cắt a - a 800 1000 2% 3000 1850 250 B 6000 1000 750 7800 500 3265 400 Bản độ B 1:1 2600 01 10 M§TN 1500 2200 500 1000 1800 5000 2000 1000 1000 500 Mặt cắt B - b 8800 1700 500 800 1000 1000 A SVTH: Hoàng Năng Tú 16 6500 5500 10@500 Cèt thÐp chê 500 3800 A GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi Cấu tạo trụ nhịp dẫn 1000 4700 1000 1000 1000 1000 1000 11900 A 4900 4900 16500 3500 3500 500 A MC A-A R100 2000 R10 4700 Cấu tạo trụ nhịp 5000 1500 1500 1500 1500 50 R1 3000 R15 00 5000 SVTH: Hoàng Năng Tú 17 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm IV - Nghiên cứu khả thi Vật liệu Bê tông: + fc' =30 MPa cho kết cấu không ƯST ' + fci =40 MPa, fc' =55 MPa cho c¸c kÕt cấu ƯST + fc' : cờng độ chịu nén bê tông 28 ngày ' + fci : cờng độ nén quy định bê tông lúc bắt đầu đặt tải tạo dự ứng lực) - Thép: (5.4.3.2- 22 TCN 272 - 05) + ThÐp thêng: fy= 400 MPa, Es =200000 MPa + Thép cờng độ cao: ã Cờng độ chịu kéo: fpu=1860 MPa ã Giới hạn chảy: fpy=0.9 x fpu (®èi víi thÐp cã ®é tù chïng thấp ) ã Mô đun đàn hồi: Ep=197000 MPa ã ThÐp tù chïng thÊp: lo¹i thÐp dù øng lùc kÐo mà mát ứng suất thép tự chùng đợc giảm đáng kể xử lý kéo nhiệt độ cao lóc chÕ t¹o - Líp phđ: sư dụng bê tông nhựa hạt mịn, =2.25 T/m3 SVTH: Hoàng Năng Tú 18 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi V Tính toán khối lợng công tác: V.1 Khối lợng công tác phần kết cấu nhịp: V.1.1 Phần cầu Bảng tính toán xác định thể tích khối đúc hÉng S16 10 11 12 13 14 15 16 - K0 K0 K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12 1/2HL S15 S14 S13 S12 S11 S10 S9 S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 59.00 1.5 5.5 4 4 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 Tỉng thĨ tÝch 31.9528 57.50 52.00 48.00 44.00 40.00 36.00 31.50 27.00 22.50 18.00 13.50 9.00 4.50 0.00 -1.00 31.9528 14.7242 13.8962 13.1366 12.4445 11.8189 11.1933 10.6491 10.1850 9.7995 9.4912 9.2587 9.1005 9.0153 9.0153 47.9292 84.4267 57.2408 54.0656 51.1622 48.5268 51.7774 49.1454 46.8768 44.9651 43.4041 42.1872 41.3082 40.7606 9.0153 712.7914 ThĨ tÝch khèi ®óc phần dầm hộp có chiều cao thay đổi: Vh thay ®ỉi = x 712.7914 = 2851,1656 m3 - PhÇn dầm hộp đúc giàn giáo có chiều cao không đổi h = m, chiều dày đáy không đổi 40 cm, chiều dày sờn không ®ỉi ts = 40 cm Nh vËy tiÕt diƯn kh«ng đổi có diện tích mặt cắt ngang A = 9.0153 m2 - Thể tích phần khối đúc phần dầm hộp đúc giàn giáo là: Vh không đổi = A x 19 x = 9.0153 x 19 x = 342.5814 m3 - Thể tích bê tông phần vách trụ là: Avách = 24,1623- 1.76= 22.4023 m2 Vvách = 2xV1v¸ch = x (3 x Av¸ch ) = x (3 x 22.4023) = 268.8276 m3 - ThÓ tích bê tông phần nhịp liên tục là: Vliên tục = Vh thay đổi + Vh không đổi + Vvách = 3462.5746 m3 SVTH: Hoàng Năng Tú 19 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi V.1.2 Phần cầu dẫn - Thể tÝch dÇm Super T cđa cÇu dÉn: Vdc=n.V1dÇm=2x5x28.7=287 m3 - Thể tích dầm ngang: Vdn=0.25x1.42x2.35x4x6x2=40.04m3 - Thể tích bản: Vb= 2x40x2.40= 192 m3 - ThĨ tÝch cđa tÊm ®óc sẵn: VT= 2x40x0.128 = 10.2 m3 - Thể tích bê tông phần nhịp cầu dẫn: Vnhịp cầu dẫn = VDc + VDn + VB + VT = 287+ 40.04+ 192+ 10.2 = 529.24 m3 - Thể tích bê tông kết cấu nhịp toàn cầu Vkết cấu nhịp toàn cầu = Vliên tục + Vnhịp cầu dẫn = 3991.82 m3 V.2 Tính toán khối lợng công tác trụ mố Khối lợng mố cầu Mố Bệ mố A1 97.500 A6 97.500 Vậy : Tờng cánh 25.510 25.510 Tờng đỉnh 20.735 20.735 Têng tríc 111.240 111.240 Tỉng 254.985 254.985 + Tỉng khèi lợng công tác bê tông mố: Vmố = 509.97 m3 + Khối lợng độ cho cầu: V=11.2 m3 Khối lợng trụ cầu Trụ P2 P3 P4 P5 Chiều cao (m) 10.300 17.500 18.100 8.200 Tỉng Xµ mị (m3) 40.320 0.000 0.000 40.320 80.640 Th©n trơ 114.742 409.472 423.511 91.348 1039.073 BƯ trơ 552.000 768.000 768.000 552.000 2640.000 - Tổng khối lợng bê tông trụ: V= 3759.713 m3 - Tổng 707.062 1177.472 1191.511 683.668 3759.713 Tính toán khối lợng công tác lan can lớp phủ mặt cầu + Lan can: VLan can = x ALan can x Llan can = x 0.3 x 374.2 = 224.52 m3 + Diện tích lớp phòng nớc dày 0.4 cm: APhßng níc = 11 x 374.2 = 4116.2 m2 + Thể tích bê tông nhựa: VBê tông nhựa = 0.075 x A = 0.075 x 11 x 374.2 = 308.715 ( m3 ) SVTH: Hoàng Năng Tú 20 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi Đah áp lực gối mố 40 m + Diện tích đờng ảnh hởng áp lùc mè: ω = 20 DC = PMè+ (gdÇm + gb¶n + glan can ) x ω = 637.463 + ( 10.22 + 6.00 + 1.44 ) x 20 = 990.663 T DW = glíp phđ x ω = 1.856 x 20 = 37.120 T - Hoạt tải: tải trọng HL93 + Xe tải thiết kế tải trọng lµn thiÕt kÕ: P=14.5T P=14.5T P=3.5T w=0.93T/m 40 m 0.79 4.3m 0.89 4.3m LL = nxmx[(1+ IM ).(Pi yi)+ Wlàn.] 100 Trong đó: + n : Số xe , ( n = 1, 2, ) + m : HƯ sè lµn xe, ( m = 1.2, 1, 0.85 ) (3.6.1.1.2 22 TCVN272-05) + IM : Lùc xung kích (lực động) xe, tính thành phần móng nằm hoàn toàn dới mặt đất không cần xét lùc xung kÝch (3.6.2.1) nªn (1+ IM ) = 100 + Pi, yi : T¶i träng trơc xe, tung ®é ®êng ¶nh hëng + ω: DiƯn tÝch ®êng ¶nh hởng + Wlàn : Tải trọng làn, Wlàn = 0.93T/m LL1l(Xe t¶i)= x 1.2 x {1x[14.5x(1 + 0.89) + 0.79 x 3.5)] + 0.93 x 20} = 58.524(T) LL2l(Xe t¶i)= x x {1x[14.5x(1 + 0.89) + 0.79 x 3.5)] + 0.93 x 20} = 97.54 (T) LL3l(Xe t¶i)= x 0.85 x {1x[14.5x(1 + 0.87) + 0.739 x 3.5)] + 0.93 x 16.5} SVTH: Hoàng Năng Tú 25 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi = 124.3635 (T) + Xe trục thiết kế tải trọng thiÕt kÕ P=11T P=11T w=0.93T/m 40 m 0.97 1.2m LL1l(Xe trôc) = x 1.2 x[1x11x( 1+0.97 ) + 0.93 x 20]= 48.324(T) LL2l(Xe trôc) = x x[1x11x( 1+0.97 ) + 0.93 x 20]=80.54 (T) LL3l(Xe trôc) = x 0.85 x[1x11x( 1+0.97 ) + 0.93 x 20]= 102.688 (T) VËy: LL= max(LL(Xe t¶i), LL(Xe trơc) ) = 124.364 (T) Tỉng t¶i träng tính toán dới đáy bệ mố trạng thái giới hạn cờng độ Ilà: PĐáy bê =1.25 x DC + 1.5 x DW + 1.75 x LL PĐáy bệ = 1.25x 990.663 + 1.5x 37.12 + 1.75 x 124.364 =1511.645 ( T ) Số cọc đợc xác định sơ theo công thức: nc = xP/Pcọc Trong đó: + : Hệ số kể đến tác dụng tải trọng ngang mô men uốn (sơ chọn =1.5 ) + P (T) : Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên móng mố, trụ + Pcọc = (Pvl, Pnđ) Xác định số lợng cọc khoan nhồi cho móng mố A1: + Phản lực gối tổ hợp tải trọng trạng thái giới hạn cờng độ I là: PĐáy bª = 1511.645 (T) + Dù kiÕn dïng cäc D=1m mũi cọc đặt cao độ - 42.6m, cọc đợc bố trí mặt phẳng cho khoảng cách tim cọc a 3D (D: đờng kính cäc khoan nhåi) Pcäc = Min (QR, PVl) = Min (348.632, 1487.71) = 348.632 (T) Vậy số lợng cọc sơ : nc = ì P 1511.645 = 1.5 × = 6.5 (cäc) Pcoc 348.632 Dïng cäc khoan nhåi φ1000 mm bè trÝ cù ly c¸c cäc chiều dài cọc đợc thể hình vẽ SVTH: Hoàng Năng Tú 26 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi 13000 3600 3600 3600 1100 3000 Ø1000 1000 5000 1000 1100 b Sè cäc mè A11 Do tÝnh ®èi xứng mố cầu cấu tạo tơng tự địa chất hai bên bờ sông (theo đề ra) nên ta chọn số cọc mố A6 n =8 cọc, có cấu tạo bố trí với cao độ mũi cọc -42.9m bệ tơng tự nh mố A0 c Xác định số cọc trụ P2 - P5 a Sè cäc cđa trơ P2: - T¶i träng thờng xuyên (DC, DW): gồm trọng lợng thân trụ trọng lợng kết cấu nhịp: + Trọng lợng th©n trơ: Ptrơ = 2.4 x Vtrơ = 2.5 x 390.433= 937.039 T + Trọng lợng kết cấu nhịp ( hệ dầm mặt cầu, kết cấu mặt cầu, lớp phủ, lan can): ã Trọng lợng hệ dầm mặt cầu ( dÇm chđ + dÇm ngang): gdÇm = x 24.7 x 2.4 0.25x1.32x2.35x4x5 + = 9.099 T/m 33 32.95 ã Trọng lợng kết cấu mặt cầu: gbản = 2.468 x 2.4 = 5.923 T/m ã Trọng lợng lớp phủ: glp = 75x10-3x11x2.25 = 1.856 T/m ã Trọng lợng lan can: glan can = x 0.3 x 2.4 = 1.44 T/m Vẽ đờng ảnh hởng áp lực gối: 33m 33m Dah R Diện tích đờng ảnh hởng áp lực trụ: = 33 SVTH: Hoàng Năng Tú 27 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi DC= PTrụ+ (gdầm + gbản + glan can) x = 937.039 +( 9.099 + 5.923 + 1.44 ) x 33= 1480.302 (T) DW = glíp phđ x ω = 1.856 x 33 = 61.256 (T) - Hoạt tải:do tải trọng HL93 ứng lực phải đợc lấy giá trị lớn trờng hợp + TH1: Theo quy định quy trình 22TCN 272-05 (điều 3.6.1.3.1) : Đối với mômen âm điểm uốn ngợc chiều chịu tải trọng rải nhịp đối phản lực gối lấy 90% hiệu ứng hai xe tải thiết kế có khoảng cách trục bánh trớc xe đến trục bánh sau xe 15000mm tổ hợp 90% hiệu ứng tải trọng thiết kế, khoảng cách trục 145KN xe t¶i ph¶i lÊy b»ng 4300mm 3.5T 14.5T 14.5T 4.3 4.3 3.5T 15 14.5T 14.5T w(LL) = 0.93T 4.3 4.3 33m 33m 0.8697 0.8697 0.4512 0.2848 0.1545 LL = 90%.[n.m.(1+ IM ).(Pi yi )+ n.m.Wlàn.] 100 Trong đó: ã n : Số xe , n = ã m: HƯ sè lµn xe, m = 0.85 (3.6.1.1.2 22 TCVN272-05) • IM : Lùc xung kÝch (lùc ®éng) cđa xe, tính thành phần móng nằm hoàn toàn dới mặt đất không cần xét lực xung kích (3.6.2.1) nên (1+ IM ) = 100 • Pi , yi : Tải trọng trục xe, tung độ đờng ảnh hởng ã : Diện tích đờng ảnh hởng ã Wlàn : Tải trọng làn, Wlàn = 0.93 T/m LL(Xetải) = 0.9x3x0.85x{1x(1+0.8697+0.4512+0.2848)x14.5+ +1x(0.8697+0.1545)x3.5 + 0.93x33} = 165.372 (T) + TH2: xe tải thiết kế + tải trọng SVTH: Hoàng Năng Tú 28 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi 3.5T 14.5T 14.5T w(LL) = 0.93T 4.3 4.3 33m 33m 0.8697 0.8697 LL(Xe t¶i) = 3x0.85x{1x(1+0.8697)x14.5 + 1x0.8697x3.5 + 0.93x33} = 155,154 (T) + TH3: Xe trơc thiÕt kÕ vµ tải trọng làn: 11T 11T w(LL) = 0.93T 1.2 33m 33m 0.96 LL(Xe trôc) = 0.9x3 x 0.85 x {1 x[11x(1+0.96] + 0.93x 33} = 133.268 (T) VËy: LL = max ( LLTH! , LLTH2 , LLTH3 ) = 165.372 (T) Tổng tải trọng tính toán dới đáy đài TTGHCĐ1 : PĐáy đài =1.25 x DC + 1.5 x DW + 1.75 x LL =1.25x 1480.302 + 1.5x 61.256 + 1.75x 165.372 = 2231.662 T + Phản lực gối tổ hợp tải trọng trạng thái giới hạn cờng độ I là: PĐáy đài = 2231.662 (T) + Với phản lực ta chọn cọc đờng kính 1.5m với cao độ mũi cọc - 49.5m + Các cọc đợc bố trí mặt phẳng cho khoảng cách tim cọc a ≥ 3D (D : §êng kÝnh cäc khoan nhåi) Ta cã: P = Min (P®n , PVl) = Min (608.413, 3423.993 ) =608.413( T ) + VËy sè lỵng cọc sơ : nc = ì P 2231.662 = 1.5 × = 5.5 (cäc) Pc 608.413 Dïng cäc khoan nhåi φ1500 mm, cù ly c¸c cäc chiều dài cọc đợc thể vẽ SVTH: Hoàng Năng Tú 29 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi MỈt b»ng mãng trơ P3 16500 4500 4500 4500 1500 1500 1500 4500 1500 7500 Ø1500 b Sè cäc ë c¸c trơ P1, P2 , P8,P9,P10 C¸c trơ P1, P2 , P8,P9,P10 phần cầu dẫn có cấu tạo giống nhau, khác chiều cao thân trụ khác để nâng dần cao độ cầu (Độ dốc 4%).Do tải trọng tác dụng đáy đài sơ lấy giống giống trụ P trụ có chiều cao lớn nhất.Vì c¸c trơ P1, P2 , P8,P9,P10 cã cïng sè cäc mặt móng nh trụ P3 c Xác định số cọc trụ P2, P5 - Tải trọng thờng xuyên (DC, DW): gồm trọng lợng thân trụ trọng lợng kết cấu nhịp: + Trọng lợng th©n trơ: Ptrơ = 2.4 x Vtrơ = 2.4 x 707.062 = 1696.9488 T + Trọng lợng kết cấu nhịp ( hệ dầm mặt cầu, kết cấu mặt cầu, lớp phủ, lan can): ã Trọng lợng hệ dầm mặt cÇu ( dÇm chđ + dÇm ngang): gdÇm = × 28.7 × 2.4 0.25 × 1.42 × 2.35 × ì + = 10.22 T/m 40 40 ã Trọng lợng kết cấu mặt cầu: gbản = 2.4 x 2.4 = 5.76 T/m ã Trọng lợng kết cấu nhÞp chÝnh: gnhÞp = 712.791x2.4 + 9.015x20x2.4 =26.793 T/m 80 • Träng lỵng líp phđ: glp = 75x10-3x11x2.25 = 1.856 T/m SVTH: Hoàng Năng Tú 30 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi ã Trọng lợng lan can: glan can = x 0.3 x 2.4 = 1.44 T/m VÏ ®êng ảnh hởng áp lực gối ( gần ): 40m 80m Diện tích đờng ảnh hởng áp lực trụ: ω1 = 20, ω2 = 40, ω = 60 DC = PTrơ + (gcÇu dÉn + glan can )xω1 + (g dầm liên tục + glan can)x2 = 1696.9488 + (10.22 + 5.76 + 1.44 ) x 20 + ( 26.793 +1.44 ) x 40 = 3174.6688 (T) DW = glíp phđ x ω = 1.856 x 60 = 111.36 ( T ) - Hoạt tải: tải trọng HL93 (LL) bao gåm trêng hỵp, chän trêng hỵp lín + TH1: 90% (2 xe tải thiết kế tải trọng thiết kế ) 14.5T 14.5T 3.5T 14.5T 14.5T 3.5T w(LL) = 0.93T 4.3m 80m 0.651 4.3m 0.705 15m 0.759 4.3m 0.946 4.3m 0.893 40m LL = 90% x n x m x [(1+ IM ).(Pi yi )+ Wlàn.] 100 Trong đó: ã n : Số xe , n = • m : HƯ sè xe, m = 0.85 ã IM : Lực xung kích (lực động) xe, tính thành phần móng nằm hoàn toàn dới mặt đất không cần xét lùc xung kÝch (3.6.2.1) nªn (1+ IM ) = 100 ã Pi , yi :Tải trọng trục xe, tung độ đờng ảnh hởng ã : Diện tích đờng ảnh hởng ã Wlàn : Tải trọng , Wlàn = 0.93T/m LL(Xe t¶i)= 0.9x3x0.85 x [1x14.5x(1+0.893+0.759+0.705) + + 1x3.5x(0.9463+0.6513) + 0.93 x 60] SVTH: Hoàng Năng Tú 31 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi = 252.601 (T ) + TH2: Xe tải thiết kế + tải trọng 3.5T 14.5T 14.5T w(LL) = 0.93T 4.3m 80m 0.946 4.3m 0.893 40m LL = n x m x [(1+ IM ).(Pi yi )+ Wlàn.] 100 Trong đó: ã n : Số xe , n = ã m : Hệ số xe, m = 0.85 ã IM : Lực xung kích (lực động) xe, tính thành phần móng nằm hoàn toàn dới mặt đất không cần xét lực xung kích (3.6.2.1) nên (1+ IM ) = 100 ã Pi , yi :Tải trọng trục xe, tung độ đờng ảnh hởng ã : Diện tích đờng ảnh hởng ã Wlàn : Tải trọng , Wlàn = 0.93T/m LL(Xe tải)= 3x0.85 x [1x14.5x(1 + 0.9463) + 1x3.5x 0.893 + 0.93 x 60 ] = 222.224 (T ) + TH3: xe hai trôc thiÕt kÕ+ tải trọng làn: 11T 11T w(LL) = 0.93T 1.2m 80m 0.9636 40 m LL(Xe trôc) = x 0.85 x [1x11x(1 + 0.9636 ) + 0.93 x 60] = 197.369 (T) VËy: LL = max (LLTH1, LLTH2, LLTH3 ) = 252.601 ( T ) Tỉng t¶i träng tÝnh toán dới đáy đài là: SVTH: Hoàng Năng Tú 32 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi PĐáy đài =1.25 x DC + 1.5 x DW + 1.75 x LL =1.25 x 3174.6688 + 1.5 x 111.36 + 1.75x 252.601 = 4577.388 T Phản lực gối tổ hợp tải trọng trạng thái giới hạn cờng độ I là: PĐáy đài = 4577.388 (T) Với phản lực ta chọn cọc đờng kính 1.5m với cao độ mũi cọc - 54.9m Các cọc đợc bố trí mặt phẳng cho khoảng cách tim cọc a ≥ 3D (D : §êng kÝnh cäc khoan nhåi) Ta cã : P = Min (P®n , PVl) = Min (608.413, 3423.993 ) =608.413 ( T ) VËy sè lợng cọc sơ : nc = ì P 4577.388 = × = 11.3 (cäc) Pc 608.413 Dïng 16 cäc khoan nhåi φ1500 mm, cù ly cọc chiều dài cọc đợc thể hình vẽ Mặt móng trụ P2 16500 4500 4500 4500 1500 1500 1500 00 1500 4500 16500 4500 4500 Ø 15 d Trơ P5 cịng sư dơng lo¹i cäc cách bố trí tơng tự nh trụ P2 e Xác định số cọc trụ P3 - Tải trọng thờng xuyên (DC , DW): gồm trọng lợng thân trụ trọng lợng kết cấu nhịp: + Trọng lợng thân trụ: Ptrụ = 2.4 x Vtrụ = 2.4 x 1177.472 = 2825.932 ( T ) + Träng lỵng kết cấu nhịp (Hệ dầm mặt cầu, lớp phủ, lan can): ã Trọng lợng lớp phủ: glp = 75x10-3x11x2.25 = 1.856 T/m ã Trọng lợng lan can: SVTH: Hoàng Năng Tú 33 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi glan can = x 0.3 x 2.4 = 1.44 T/m • Trọng lợng hệ dầm mặt cầu: gnhịp biên = 26.793 T/m 2x712.791x2.4 =28.512T/m 120 gnhịp = Vẽ đờng ảnh hởng áp lực gối trụ P6 ( gần đúng) 80m 120m Diện tích đờng ảnh hởng áp lực trụ: ω1 = 40, ω2 = 60, ω = 100 DC = PTrụ + gnhịp biên x + gnhịp xω2 + glan can x ω = 2825.932 + 26.793 x 40 + 28.512 x 60 + 1.44 x 100 = 6742.136 ( T ) DW = glíp phđ xω = 1.856 x 100 = 185.6 ( T ) - Hoạt tải:do tải trọng HL93 (LL) gồm trờng hợp lấy trờng hợp lớn + TH1: 90%( xe tải thiết kế + tải trọng thiết kế ): 14.5T 14.5T 3.5T 14.5T 14.5T 3.5T w(LL) = 0.93T 4.3m 4.3m 15m 4.3m 4.3m 80m 120m 0.7675 LL = 90%.n.m.[ (1+ 0.8033 0.8392 0.9641 0.9463 IM ).(Pi yi )+ Wlàn.] 100 Trong đó: ã n : Số xe , n = ã m : Hệ số xe, m = 0.85 • IM : Lùc xung kÝch (lực động) xe, tính thành phần móng nằm hoàn toàn dới mặt đất không cần xét lực xung kÝch (3.6.2.1) nªn (1+ IM ) = 100 • Pi , yi : T¶i träng trơc xe, tung độ đờng ảnh hởng ã : Diện tích đờng ảnh hởng ã Wlàn: Tải trọng làn, Wlàn = 0.93T/m LL(Xe tải) = 0.9x3x0.85x [1x14.5x(1+0.9463+0.8392+0.8033) SVTH: Hoàng Năng Tú 34 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi + 3.5x(0.9641+0.7675) + 0.93 x 100] = 346.77 ( T ) + TH2: xe tải thiết kế + tải trọng thiết kế: 3.5T 14.5T 14.5T w(LL) = 0.93T 4.3m 4.3m 80m 120m 0.9641 0.9463 LL = n.m.[ (1+ IM ).(Pi yi )+ Wlàn.] 100 Trong đó: ã n : Số xe , n = ã m : Hệ số xe, m = 0.85 • IM : Lùc xung kÝch (lực động) xe, tính thành phần móng nằm hoàn toàn dới mặt đất không cần xét lực xung kÝch (3.6.2.1) nªn (1+ IM ) = 100 • Pi , yi : T¶i träng trơc xe, tung độ đờng ảnh hởng ã : Diện tích đờng ảnh hởng ã Wlàn: Tải trọng làn, Wlàn = 0.93T/m LL(Xe t¶i) = 3x0.85x [1x14.5x(1+ 0.9641 )+ 1x3.5 x 0.9463 + 0.93 x 100] = 318.218 ( T ) + TH3: xe hai trục thiết kế + tải trọng thiÕt kÕ: 11T 11T w(LL) = 0.93T 1.2m 80m 120m 0.99 LL(Xe trôc) = 3x0.85x [1x 11x(1+0.99 ) + 0.93 x 100] = 292.97 ( T ) VËy: LL= max (LLTH1 , LLTH2, LLTH3) = 346.77 ( T ) Tổng tải trọng tính toán dới đáy đài trạng thái cờng độ I : SVTH: Hoàng Năng Tú 35 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi PĐáy đài =1.25 x DC + 1.5 x DW + 1.75 x LL =1.25x 6742.136+ 1.5x 185.6 + 1.75x 346.77 = 9312.96 T Phản lực gối tổ hợp tải trọng trạng thái giới hạn cờng độ I là: PĐáy đài = 9312.96 (T) Với phản lực ta chọn cọc đờng kính 2.0 m với cao độ mũi cọc -73.3m Các cọc đợc bố trí mặt phẳng cho khoảng cách tim cọc a ≥ 3D (D : §êng kÝnh cäc khoan nhåi) Ta cã : Pc = Min (P®n , PVl) = Min (949.035, 6322.109) = 949.035 ( T ) VËy sè lỵng cọc sơ : nc = ì P 9312.96 = 1.5 × = 18.55 (cäc) Pc 949.035 Dïng 20 cäc khoan nhåi φ2000 mm, cù ly c¸c cäc chiều dài cọc đợc thể hình vẽ MỈt b»ng mãng trơ P3 28000 6000 6000 6000 6000 2000 c Cä D 2000 6000 22000 6000 m 2.0 6000 2000 2000 f Sè cäc t¹i trơ P4 Trơ P4 ta sử dụng cọc cách bố trí tơng tự nh trụ P3 VIII Tổ chức thi công xây dựng + Mực nớc thi công (MNTC) +5.65m + Với mực nớc thi công nh cã thĨ coi mè A vµ A6 , trụ T2, T5 thi công cạn, trụ lại thi công dới nớc a Thi công mè A1 , A6 + San mỈt b»ng thi công SVTH: Hoàng Năng Tú 36 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu khả thi + Lắp dựng máy khoan, tiến hành thi công cọc khoan nhồi đờng kính D = 1m + Đổ lớp bê tông đệm dày 10cm fc =10 cao độ đáy bệ + Lắp dựng ván khuôn, đặt cốt thép bệ mố, thân mố, mũ mố + Đổ bê tông chỗ bệ mố, thân mố, mũ mố + Hoàn thiện mố: Tháo dỡ ván khuôn, thi công bấc thấm đất đắp sau mố, xây 1/4 nón, hoàn thiện mố, thải lòng sông b Thi công trụ cạn + San ủi đất bÃi sông tạo mặt thi công + Lắp dựng máy khoan, tiến hành thi công cọc khoan nhồi + Đào hố móng máy xúc kết hợp với thủ công + Đổ lớp bê tông đệm dày 10cm fc=10 cao độ đáy đài + Lắp dựng ván khuôn, đặt cốt thép bệ trụ, thân trụ, mũ trụ + Đổ bê tông chỗ bệ trụ, thân trụ, mũ trụ + Hoàn thiện trụ: Tháo dỡ ván khuôn, hoàn thiện trụ, thải lòng sông c Thi công trụ dới nớc - Hạ ống vách: + Xác định vị trí tim trụ tim cọc + Lắp dựng giá búa hệ + Đóng cọc định vị, hàn giằng cọc định vị + Lắp dựng hệ thống khung dẫn hớng ống vách + Dùng cần cẩu búa rung hệ hạ ống vách - Thi công cọc khoan nhồi Lắp dựng máy khoan hệ nổi, tiến hành thi công cäc khoan nhåi ®êng kÝnh D = 2.0m - Thi công vòng vây cọc ván thép: Lợi dụng ống vách lắp đặt vành đai khung dẫn hớng Rung hạ cọc ván thép đến cao độ thiết kế Thiết lập vòng vây cọc ván thép - Đáo hút đất vòng vây cọc ván thép đến cao độ thiết kế - Thi công lớp bê tông bịt đáy - Thi công đổ bê tông bệ trụ: - Hút nớc hố móng - Đập đầu cọc - Lắp đặt ván khuôn, cốt thép - Đổ bê tông bệ trụ SVTH: Hoàng Năng Tú 37 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm - Nghiên cứu khả thi Thi công đổ bê tông thân trụ: Dùng hệ ván khuôn, lắp đặt cốt thép chi tiết chôn sẵn phục vụ thi công dầm Đổ bê tông thân trụ - Hoàn thiện trụ: Tháo dỡ ván khuôn, hoàn thiện trụ, thải lòng sông d Thi công kết cấu nhịp - Phần cầu dẫn Trình tự thi công: + Thi công đờng công tác sau mố + Lắp dựng giá lao dầm chuyên dụng (loại giá lao mút thừa) + Bố trí đờng ray cho xe goòng + Dùng xe goòng vận chuyển dầm vào vị trí + Dùng pa lăng kéo dầm khỏi xe goòng lao dầm vào nhịp thi công thiết bị lao dầm chuyên dụng (loại giá lao mút thừa) + Lao dầm sàng ngang dầm vào vị trí thiết kế + Hạ dầm xuống đỉnh trụ, cố định dầm tiến hành lao dầm + Thi công dầm ngang phần mặt cầu đổ chỗ cho hệ dầm Super T - Phần cầu liên tục Phần thi công đà giáo treo: + Lắp đặt cố định dàn giáo, ván khuôn + Lắp đặt cốt thép, căng kéo bó thép dự ứng lực căng phục vụ thi công, đổ bê tông kết cấu nhịp + Bảo dỡng bê tông dỡ bỏ bó thép sau thi công xong Phần thi công theo phơng pháp đúc hẫng cân bằng: + Chuẩn bị vật t, thiết bị cho thi công dầm hộp liên tục + Thi công khối Ko đỉnh trụ T3 , T4 đà giáo mở rộng trụ + Thi công đốt - đốt đúc đà giáo xe đúc chuyên dụng, đúc đốt cân bên trụ + Hợp long nhịp biên sau tháo giàn giáo đốt D0, cắt liên kết tạm kết cấu nhịp + Hợp long nhịp + Hoàn thiện kết cấu nhịp IX - Thống kê khối lợng vật liệu dùng công trình Khối lợng bê tông đợc tính dựa theo kích thớc hình học cấu kiện khối l- ợng cốt thép đợc tính dựa vào tỷ lệ so với bê tông công trình đà xây dựng theo định mức dự toán Bộ xây dựng ban hành SVTH: Hoàng Năng Tú 38 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm - Nghiên cứu khả thi Tổng mức đầu t đợc lập dựa sau : + Sự thống kê vật liệu toàn cầu + Định mức dự toán XDCB số 1242/1998/QĐ-BXD ngày 25 tháng 11 năm 1998 Bộ xây dựng + Giá ca máy thiết bị xây dựng số 1260/1998/QĐ-BXD ngày 28 tháng 11 năm 1998 Bộ xây dựng + Giá vật t, vật liệu lấy theo mặt giá thời điểm lập + Tiền lơng khoản phụ cấp theo thông t số 23/BXD-VTK ngày 15 tháng 12 năm 1994 Bộ xây dựng + Thông t số 01/1999/TT-BXD ngày 16 tháng 01 năm 1999 Bộ xây dựng, hớng dẫn lập dự toán công trình xây dựng theo luật thuế giá trị gia tăng thuế thu nhËp doanh nghiƯp + C¸c chi phÝ theo tû lệ đợc rút từ công trình đà làm Thống kê vật liệu toàn cầu lập tổng mức đầu t đợc thể dới dạng bảng nh sau : SVTH: Hoàng Năng Tú 39 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai ... 0.000956 63 b1 3 3 3 3 3 3 3 14 x(m) -1.00 0.00 4.50 9.00 13. 50 18.00 22.50 27.00 31 .50 36 .00 40.00 44.00 48.00 52.00 57.50 h(m) 3. 00 3. 00 3. 019 3. 077 3. 174 3. 310 3. 484 3. 697 3. 949 4.240 4. 531 4.852... 10.2 m3 - Thể tích bê tông phần nhịp cầu dẫn: Vnhịp cầu dẫn = VDc + VDn + VB + VT = 287+ 40.04+ 192+ 10.2 = 529.24 m3 - Thể tích bê tông kết cấu nhịp toàn cầu Vkết cấu nhịp toàn cầu = Vliên tục. .. Nguyễn Nh Mai Đồ án chuyên ngành cầu hầm Nghiên cứu kh¶ thi 3. 5T 14.5T 14.5T w(LL) = 0.93T 4 .3 4 .3 33m 33 m 0.8697 0.8697 LL(Xe t¶i) = 3x0.85x{1x(1+0.8697)x14.5 + 1x0.8697x3.5 + 0.93x 33} = 155,154