Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Lời nói đầu Sau năm đ-ợc học tập nghiên cứu tr-ờng ĐHDL Hải Phòng, em hoàn thành ch-ơng trình học sinh viên ngành Xây Dựng Cầu Đ-ờng em đ-ợc giao nhiệm vụ tốt nghiệp đồ án tốt nghiệp với đề tài thiết kế cầu qua sông Văn úc Nhiệm vụ em thiết kế công trình cầu thuộc sông Văn úc nối liền trung tâm kinh tế có khu công nghiệp trọng điểm tỉnh Hải Phòng Nơi tập chung khu công nghiệp thu hút đ-ợc ý doanh nhân Sau gần tháng làm đồ án em nhận đ-ợc giúp đỡ nhiệt từ phía thầy cô bạn bè, đặc biệt bảo thầy TH.S Trần Anh Tuấn giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em cố gắng tìm tòi tài liệu, sách, Nh-ng thời gian có hạn, phạm vi kiến thức phục vụ làm đồ án cầu rộng, khó tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đ-ợc đóng góp ý kiến từ phía thầy cô bạn bè, để đồ án em đ-ợc hoàn chỉnh Nhân nhịp em xin chân thành cám ơn thầy, cô bạn nhiệt tình, bảo, giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em mong tiếp tục nhận đ-ợc giúp đỡ để sau em hoàn thành tốt công việc kỹ s- cầu đ-ờng Em xin chân thành cám ơn ! Hải Phòng, ngày 16 tháng năm 2015 Sinh viên: Vũ Thành Công GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Phần I Thiết kế sơ GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Ch-ơng I:giới thiệu chung I Nghiên cứu khả thi : I.1 Giới thiệu chung: - Cầu A cầu bắc qua sông Văn úc lối liền hai huyện C D thuộc tỉnh Hải Phòng nằm tỉnh lộ E Đây tuyến đ-ờng huyết mạch hai huyện C D, nằm quy hoạch phát triển kinh tế tỉnh Hải Phòng Hiện tại, ph-ơng tiện giao thông v-ợt sông qua phà A nằm tỉnh lộ E Để đáp ứng nhu cầu vận tải, giải toả ách tắc giao thông đ-ờng thuỷ khu vực cầu hoàn chỉnh mạng l-ới giao thông tỉnh, cần tiến hành khảo sát nghiên cứu xây dựng cầu A v-ợt qua sông B Các lập dự án Căn định số 1206/2004/QD UBND ngày11 tháng 12 năm 2004 UBND tỉnh Hải Phòng việc phê duyệt qui hoạch phát triển mạng l-ới giao thông tỉnh Hải Phòng giai đoạn 1999 - 2012 định h-ớng đến năm 2020 Căn văn số 215/UB - GTXD ngày 26 tháng năm 2010 UBND tỉnh Hải Phòng cho phép Sở GTVT lập Dự án đầu t- cầu A nghiên cứu đầu t- xây dựng cầu A Căn văn số 260/UB - GTXD ngày 17 tháng năm 2010 UBND tỉnh Hải Phòng việc cho phép mở rộng phạm vi nghiên cứu cầu E phía Tây sông B Căn văn số 1448/CĐS - QLĐS ngày 14 tháng năm 2008 Cục đ-ờng sông Việt Nam Phạm vi dự án: - Trên sở quy hoạch phát triển đến năm 2030 hai huyện C-D nói riêng tỉnh Hải Phòng nói chung, phạm vi nghiên cứu dự án xây dựng tuyến nối hai huyện C-D I.2 Đặc điểm kinh tế xã hội mạng l-ới giao thông : I.2.1 Hiện trạng kinh tế xã hội tỉnh Hải Phòng I.2.1.1 Về nông, lâm, ng- nghiệp -Nông nghiệp tỉnh tăng với tốc độ 6% thời kỳ 1999-2000 Sản xuất nông nghiệp phụ thuộc chủ yếu vào trồng trọt, chiếm 70% giá trị sản l-ợng nông nghiệp, lại chăn nuôi chiếm khoảng 30% Tỉnh có diện tích đất lâm ngiệp lớn thuận lợi cho trông chăn nuôi gia súc, gia cầm Với đ-ờng bờ biển kéo dài, nghề nuôi trồng đánh bắt thuỷ hải sản mạnh đ-ợc tỉnh khai thác GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở I.2.1.2 Về th-ơng mại, du lịch công nghiệp -Trong năm qua, hoạt động th-ơng mại du lịch bát đầu chuyển biến tích cực Tỉnh Hải Phòng có tiềm du lịch lớn với nhiều di tích, danh lam thắng cảnh Nếu đ-ợc đầu t- khai thác mức trở thành nguồn lợi lớn Công nghiệp tỉnh ch-a phát triển cao Thiết bị lạc hậu, trình độ quản lý không đủ sức cạnh tranh Những năm gần tỉnh đầu t- xây dựng số nhà máy lớn vật liệu xây dựng, mía, đ-ờng làm đầu tàu thúc đẩy ngành công nghiệp khác phát triển I.2.2 Định h-ớng phát triển ngành kinh tế chủ yếu I.2.2.1 Về nông, lâm, ng- nghiệp -Về nông nghiệp: Đảm bảo tốc độ tăng tr-ởng ổn định, đặc biệt sản xuất l-ơng thực đủ để đáp ứng nhu cầu xã hội, tạo điều kiện tăng kim ngạch xuất Tốc độ tăng tr-ởng nông nghiệp giai đoạn 2011-2017 8% giai đoạn 2018-2023 10% Về lâm nghiệp: Đẩy mạnh công tác trồng gây rừng nhằm khôi phục bảo vệ môi tr-ờng sinh thái, cung cấp gỗ, củi -Về ng- nghiệp: Đặt trọng tâm phát triển vào nuôi trồng thuỷ sản, đặc biệt loại đặc sản khai thác biển xa I.2.2.2 Về th-ơng mại, du lịch công nghiệp Tập trung phát triển số ngành công nghiệp chủ yếu: -Công nghiệp chế biến l-ơng thực thực phẩm, mía đ-ờng -Công nghiệp khí: sửa chữa, chế tạo máy móc thiết bị phục vụ nông nghiệp, xây dựng, sửa chữa đóng tàu thuyền -Công nghiệp vật liệu xây dựng: sản cuất xi măng, sản phẩm bê tông đúc sẵn, gạch bông, lợp, khai thác cát sỏi Đẩy mạnh xuất khẩu, dự báo gái trị kim ngạch vùng triệu USD năm 2010 triệu USD năm 2020 Tốc độ tăng tr-ởng 7% giai đoạn 2011-2016 8% giai đoạn 2017-2023 I.2.3 Đặc điểm mạng l-ới giao thông: I.2.3.1 Đ-ờng bộ: -Năm 2010 đ-ờng có tổng chiều dài 1700km, có gồm đ-ờng nhựa chiếm 45%, đ-ờng đá đỏ chiếm 35%, lại đ-ờng đất 20% Các huyện tỉnh có đ-ờng ôtô tới trung tâm Mạng l-ới đ-ờng phân bố t-ơng đối GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Hệ thống đ-ờng vành đai biên giới, đ-ờng x-ơng cá đ-ờng vành đai tỉnh thiếu, ch-a liên hoàn I.2.3.2 Đ-ờng thuỷ: -Mạng l-ới đ-ờng thuỷ tỉnh Hải Phòngkhoảng150 km (ph-ơng tiện trở lên đ-ợc) Hệ thống đ-ờng sông th-ờng ngắn dốc nên khả vận chuyển khó khăn I.2.3.3 Đ-ờng sắt: - Hiện tỉnh Hải Phòng có hệ thống vấn tỉa đ-ờng sắt Bắc Nam chạy qua I.2.4 Quy hoạch phát triển sở hạ tầng: -Tỉnh lộ E nối từ huyện C qua sông B đến huyện D Hiện tuyến đ-ờng tuyến đ-ờng huyết mạch quan trộng tỉnh Tuy nhiên tuyến lại qua trung tâm thị xã C điều không hợp lý Do quy hoạch nắn đoạn qua thị xã C theo vành đai thị xã I.2.5 Các quy hoạch khác có liên quan: -Trong định h-ớng phát triển không gian đến năm 2020, việc mở rộng thị xã C tất yếu Mở rộng khu đô thị h-ớng vùng ngoại vi Dự báo nhu cầu giao thông vận tải Viện chiến l-ợc GTVT lập, tỷ lệ tăng tr-ởng xe nh- sau: Theo dự báo cao: Ô tô: 2005-2010: 10% 2010-2015: 9% 2015-2020: 7% Xe máy: 3% cho năm Xe thô sơ: 2% cho năm Theo dự báo thấp: Ô tô: 2005-2010: 8% 2010-2015: 7% 2015-2020: 5% Xe máy: 3% cho năm Xe thô sơ: 2% cho năm I.3 đặc điểm điều kiện tự nhiên vị trí xây dựng cầu: I.3.1 Vị trí địa lý - Cầu A v-ợt qua sông B nằm tuyến E qua hai huyện C D thuộc tỉnh Hải Phòng Dự án đ-ợc xây dựng sở nhu cầu thực tế cầu nối giao thông tỉnh với tỉnh lân cận nút giao thông trọng yếu việc phát triển kinh tế vùng GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Địa hình tỉnh Hải Phòng hình thành vùng đặc thù: vùng đồng ven biển vùng núi phía Tây Địa hình khu vực tuyến tránh qua thuộc vùng đồng bằng, khu vực đ-ờng bao thị xã C Tuyến cắt qua khu dân c- Lòng sông vị trí dự kiến xây dựng cầu t-ơng đối ổn định, t-ợng xói lở lòng sông I.3.2 Điều kiện khí hậu thuỷ văn I.3.2.1 Khí t-ợng Về khí hậu: Tỉnh Quảng Bình nằm khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa nên có đặc điểm khí hậu nh- sau: - Nhiệt độ bình quân hàng năm: 270C 220C - Nhiệt độ thấp : 400C - Nhiệt độ cao nhất: Khí hậu chia làm mùa rõ rệt, mùa m-a từ tháng 10 đến tháng 12 Về gió: Về mùa chịu ảnh h-ởng trực tiếp gió Tây Nam hanh khô Mùa đông chịu ảnh h-ởng gió mùa Đông Bắc kéo theo m-a rét I.3.2.2 Thuỷ văn Mực n-ớc cao MNCN = +4.7 m Mực n-ớc thấp MNTN =-1.2 m Mực n-ớc thông thuyền MNTT = +0.5 m Khẩu độ thoát n-ớc L = 240m L-u l-ợng Q , L-u tốc v = 1.52m3/s I.3.3 Điều kiện địa chất Theo số liệu thiết kế có hố khoan với đặc điểm địa chất nh- sau: Hố khoan I II III IV Lý trình 90 180 270 Địa chất Sét chảy dẻo 14.0 m 12 m 10.0 m 15.0 m Sét dẻo mềm 7.0 m 9.0 m 10.0 m 12.0 m Đá granit cứng - - - - GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Ch-ơng II:thiết kế cầu tuyến II Đề xuất ph-ơng án cầu: II.1.Các thông số kỹ thuật bản: Quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật: Cầu vĩnh cửu BTCT ƯST BTCT th-ờng Khổ thông thuyền ứng với sông cấp IV là: B = 40 m; H =6 m Khổ cầu: B= 10,0 + 2x1,5 m =13.0 m Tần suất lũ thiết kế: P=1% Quy phạm thiết kế: Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN- 272.05 Bộ GTVT Tải trọng: xe HL93 ng-ời 300 kg/m2 II.2 Vị trí xây dựng: Vị trí xây dựng cầu A lựa chọn đoạn sông thẳng độ hẹp Chiều rộng thoát n-ớc 210 m II.3 Ph-ơng án kết cấu: Việc lựa chọn ph-ơng án kết cấu phải dựa nguyên tắc sau: Công trình thiết kế vĩnh cửu, có kết cấu thoát, phù hợp với quy mô tuyến vận tải điều kiện địa hình, địa chất khu vực Đảm bảo an toàn cho khai thác đ-ờng thuỷ sông với quy mô sông thông thuyền cấp V Dạng kết cấu phải có tính khả thi, phù hợp với trình độ thi công n-ớc Giá thành xây dựng hợp lý Căn vào nguyên tắc có ph-ơng án kết cấu sau đ-ợc lựa chọn để nghiên cứu so sánh A Ph-ơng án 1: Cầu dầm BTCT DƯL nhịp đơn giản nhịp 42 m, thi công lao lắp theo ph-ơng pháp sử dụng tổ hơp lao cầugiá chân Sơ đồ nhịp: 42+42+42+42+42+42 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 267 m Kết cấu phần d-ới: + Mố: Dùng mố U BTCT, móng cọc khoan nhồi D=1m + Trụ: Dùng trụ thân đặc mút thừa BTCT, móng cọc khoan nhồi D=1m GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở B Ph-ơng án 2: : Cầu dầm hộp BTCT DƯL liên tục nhịp , thi công theo ph-ơng pháp đúc hẫng cân Sơ đồ nhịp: 70+110+70 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 250 m Kết cấu phần d-ới: + Mố: Mố U BTCT, móng cọc khoan nhồi D = 1m + Trụ đặc, BTCT móng cọc khoan nhồi D = 1m C Ph-ơng án : Cầu giàn thép nhịp 83m, thi công theo ph-ơng pháp lắp hẫng Sơ đồ nhịp: 83+83+83 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 249 m Kết cấu phần d-ới: + Mố: Dùng mố U BTCT, móng cọc khoan nhồi D=1m + Trụ: Dùng trụ thân đặc mút thừa,móng cọc khoan nhồi D=1m + Khổ Ph-ơng án Khổ cầu 10x2x1,5 Nhịp 42x6 Chiều dài 252 Cầu dầm nhịp đơn giản Ph-ơng án 10x2x1,5 70x110x70 250 Cầu dầm nhịp liên tục Ph-ơng án 10x2x1,5 83x3 249 Cầu giàn thép GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Ch-ơng III Tính toán sơ khối l-ợng ph-ơng án lập tổng mức đầu t- Ph-ơng án 1: Cầu dầm đơn giản I Mặt cắt ngang sơ đồ nhịp: - Khổ cầu: Cầu đ-ợc thiết kế cho xe ng-ời K = 10.0 + 2x1,5=13 m - Tổng bề rộng cầu kể lan can gờ chắn bánh : B =10.0 + 2x1,5+ 2x0,5 + 2x0.25 = 14,5 m - Sơ đồ nhịp: 42+42+42+42+42+42 m =252 m - Cầu đ-ợc thi công theo ph-ơng pháp bán lắp ghép Kết cấu phần d-ới: a.Kích th-ớc dầm chủ: Chiều cao dầm chủ : h = (1/15 1/20)l = (2,8 2,1) chọn h = 2,0 (m) S-ờn dầm b = 25(cm) Theo kinh nghiệm khoảng cách dầm chủ d = (m), chọn d = 2,5 (m) Các kích th-ớc khác đựơc chọn dựa vào kinh nghiệm đ-ợc thể hình Hình Tiết diện dầm chủ GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở b.Kích th-ớc dầm ngang : Chiều cao hn = 2/3h = 1,3 (m) -Trên nhịp 42 m bố trí dầm ngang cách 8,4 m Khoảng cách dầm ngang: 2,5 4m(8m) - Chiều rộng s-ờn bn = 12 16cm 20cm, chọn bn = 20(cm) 15 20 120 10 200 230 Hình Kích th-ớc dầm ngang c.Kích th-ớc mặt cắt ngang cầu: -Xác định kích th-ớc mặt cắt ngang: Dựa vào kinh nghiệm mối quan hệ chiều cao dầm, chiều cao dầm ngang, chiều dày mặt cắt ngang kết cấu nhịp, chiều dày đổ chỗ nh- hình vẽ MT CT NGANG CU 1/2 mặt cắt gối 2% 1/2 mặt cắt nhịp 2% GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: 10 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Đất d-ới đáy móng: Sét chảy dẻo : 0=1.8 (T/m2); tt =150 Hệ số v-ợt tải n1=1.2 áp lực chủ động Hệ số v-ợt tải n2=0.8 áp lực bị động Hệ số v-ợt tải n3=1.0 áp lực n-ớc Sơ đồ tính độ chôn sâu cọc ván: 0.5m n=5.42m mntc= +0.5m cđtn= -4.92m 0.5m t d -9.42m Hệ số áp lực đất chủ động bị động xác định theo công thức sau: Chủ động: Ka = tg2(450- /2) = tg2(450-150/2) = 0.588 Bị động: Kb = tg2(450+ /2) = tg2(450 + 150/2) = 1.7 - Trọng l-ợng đơn vị , , đất d-ới mực n-ớc tính toán nh- sau: n = 2-1.0 =1 (T/m2) - áp lực n-ớc: P1 = 0,5* n*H 2n =0,5*5.42 = 14.69 (T) P2 = n* Hn*t =5.42 *t (T) - áp lực đát chủ động: P3 = Ka*n1.* 0,5*H2 P4 = (d+0.5)(t d) P5 = 0.5( t d )2 ' , ' b = 0.588*1, 2* 0,5*4.52 *1 =7.42 (T) Ka n1 =( 2.9 + 0.5)( t - 2.9)x 0.588x 1.2 = 2.39( t-2.9) ( T ) Ka n1 = 0.5 ( t 2.9)x 0.588 x 1.2 = 0.35(t 2.9) (T) - áp lực đất bị động P6=H.t ,.Kb.n2 = 5.42 x t x x 1.7 x 0.8 = 7.3 t (T) GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: 132 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở P7 = 0,5.t2 Kb.n2 = 0.5xt2x1x1.7x0.8 = 0.68 t2 (T) Ph-ơng trình ổn định lật : Hn + P3 H + P4 t d + P5 2t d = ( P2 t + P6 t + P7 2t )x 0.95 3 2 3 thay số liệu vào ph-ơng trình (1) ta có ph-ơng trình : P1 (1) 26.54+11.13+1.195*t2- 10.05+0.23t2- 0.34t - 0.98=0.43t3 +6.034t2 0.43t3 + 4.609t2 + 0.34t 6.64 = Giải ph-ơng trình bậc ta có: t = 2.1 m Để an toàn chọn : t = 2.5 m Chiều dài cọc ván chọn: LCọC VáN = 5.42 + 2.2 + 0.5 = 8.42m Chọn L =8.5 m Chọn cọc ván thoả mãn yêu cầu c-ờng độ: Sơ đồ tính toán cọc ván coi nh- dầm giản đơn với gối điểm điểm neo chống: 0.5m n=5.42m mntc= +0.5m cđtn= -4.92m 0.5m t=2m d -9.42m * Tính toán áp lực ngang: áp lực ngang n-ớc : Pn = n H1 = 1x5.42= 5.42(t/m) áp lực đất bị động : Pb = đn H1 tg2 (450 - /2) => Pd = 1,5x5.42xtg2(450 7.50) =4.79(t/m) GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: 133 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở a.Tại vị trí có Q=0 mômen M lớn nhất: Tìm Mmax : Theo sơ đồ : MB 5.42RA RA MA ( Pd 5.42RB RB Pn * 5.42 * 5.42 5.42 * 5.42 * Pd * * 3 5.422 Pn ) ( Pn Pd ) * (4.79 5.42) 5.42 18.44(T ) 5.42 * 5.42 * 5.42 4.79 5.42 5.42 * 5.42 * * 5.42 5.42 9.22(T ) Giả sử vị trí Q=0 nằm cách gối đoạn < x < 5.42m Ta có: MX RB ( H Với : q x (1) q.( H x) ,q H1 RB ( H (q q x ) x 2 x) R A x x ) R A x q x (h x) 2.( H x) (1) 5.42 4.79 10.21(T / m) pn pd q q ( H H1 x) x2 H1 q.( H x) ( H x) H1 (2) Thay số vào (2 )ta có ph-ơng trình bậc 3: M X =0.59x3+ 2.87x2 -8.49x + 35.24(1) d MX dx 1.77 x 5.74x 8.49 Giải ph-ơng trình ta có: x1= 1.1 ; x2= - 4.3 Chọn x = làm trị số để tính, ta có: GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: 134 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở MMax= 30.05Tm Kiểm tra: M max W yc Công thức : Ru = 2000 kG/cm2 + Với cọc ván thép laxsen IV dài L = 8.5 m, có W = 2200 cm3 Do 30.105 2200 1363.6(kG / cm ) Ru = 2000 (kG/cm2 ) I.4.1.11 5.5 Tính toán nẹp ngang : Nẹp ngang đ-ợc coi nh- dầm liên tục kê gối chịu tải trọng phân bố đều: + Các gối chống với khoảng cách chống là: l = - 3m : Theo chiều ngang l1 = m : Theo chiều dọc + Tải trọng tác dụng lên nẹp phản lực gối RB tính cho 1m bề rộng RB = 9.2 T Sơ đồ tính : Mômen lớn Mmax đ-ợc tính theo công thức gần sau : Mmax = q.l 10 9.2 x32 10 8.28 (Tm) Chọn tiết diện nẹp theo công thức : max W yc M max W yc Ru = 2000 (kg/cm2 ) M max 8.28x105 = = 414 cm3 Ru 2000 GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: 135 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Chọn nẹp ngang định thép chữ I có: Wx > Wyc = 414 cm3 I.4.1.12 5.6 Tính toán chống: Thanh chống chịu nén lực tập trung Lực phân bố tam giác: q pn pd 5.42 4.79 10.21 (T) + Phản lực A lấy mô men điểm B: MA R B L2 q H H (L2 = H =5.45m) qH H L2 RB q.h 2*3 10.21* 5.42 2*3 9.2(T ) RB= B = 8.8 (T) + Duyệt chịu nén: A Fng Với lo = 2.l1 = 6m (chiều dài chịu nén) I Fng Ta có: i 7080 12,34 46,5 Chọn nẹp đứng có: I =7080 cm4 Fng = 46,5 cm2 l0 i 600 12,34 48.62 0,8 100 A Fng Với : 0,8 9.2 *103 0.81* 46.5 244(kG / cm ) 48.62 100 0,81 244(kG / cm ) nen 1700(kG / cm ) Thanh chống đạt yêu cầu Bơm hút n-ớc: Do có cọc ván thép bê tông bịt đáy nên n-ớc không thấm vào hố móng trình thi công, cần bố trí máy bơm để hút hết n-ớc lại hố móng Dùng máy bơm loại C203 hút n-ớc từ giếng tụ tạo khô cho bề mặt hố móng GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: 136 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Thi công đài cọc: - Tr-ớc thi công đài cọc cần thực công việc có tính bắt buộc nghiệm thu cọc, xem xét nhật ký chế tạo cọc, nghiệm thu vị trí cọc, chất l-ợng bê tông cốt thép cọc - Tiến hành đập đầu cọc - Dọn dẹp vệ sinh hố móng - Lắp dựng ván khuôn bố trí l-ới cốt thép - Tiến hành đổ bê tông ống đổ - Bảo dưỡng bê tông đủ fC tháo dỡ ván khuôn IV Thi công trụ: - Các kích th-ớc trụ đài nh- sau: Yêu cầu thi công: - Theo thiết kế kỹ thuật trụ thiết kế trụ đặc bê tông toàn khối, công tác chủ yếu thi công trụ công tác bê tông cốt thép ván khuôn - Để thuận tiện cho việc lắp dựng ván khuôn ta dự kiến sử dụng ván khuôn lắp ghép Ván khuôn đ-ợc chế tạo khối nhỏ nhà máy đ-ợc vận chuyển vị trí thi công, tiến hành lắp dựng thành ván khuôn - Công tác bê tông đ-ợc thực máy trộn C284-A công suất 40 m3/h, sử dụng đầm dùi bê tông bán kính tác dụng R = 0.75m Trình tự thi công nh- sau: - Chuyển khối ván khuôn vị trí trụ,lắp dựng ván khuôn theo thiết kế GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: 137 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở - Đổ bê tông vào ống đổ, tr-ớc đổ bê tông phải kiểm tra ván khuôn lại lần nữa, bôi dầu lên thành ván khuôn tránh t-ợng dính kết bê tông vào thành ván khuôn sau - Đổ bê tông thành lớp dầy 40cm, đầm vị trí cách không 1.75R, thời gian đầm 50 giây vị trí, thấy n-ớc ximăng lên đ-ợc.Yêu cầu đầm phải cắm sâu vào lớp cũ -5cm, đổ đầm liên tục thời gian lớn 4h phải đảm bảo độ toàn khối cho bê tông tránh t-ợng phân tầng - Bảo d-ỡng bê tông :Sau 12h từ đổ bê tông t-ới n-ớc, trời mát t-ới 34 lần/ngày, trời nóng t-ới nhiều Khi thi công gặp trời m-a phải có biện pháp che chắn - Khi cường độ đạt 55%fc cho phép tháo dỡ ván khuôn Quá trình tháo dỡ ngược với trình lắp dựng Tính ván khuôn trụ: I.4.2 3.1 Tính ván khuôn đài trụ - Đài có kích th-ớc : a b h = 11x x 2.5 (m) - áp lực tác dụng lên ván khuôn gồm có: + áp lực bê tông t-ơi + Lực xung kích đầm Chọn máy trộn bê tông loại C284-A có công suất đổ Q= 40m3/h Và đầm dùi có bán kính tác dụng 0,75m Diện tích đài: 11 x = 55 m2 Sau 4h bê tông lên cao đ-ợc: z h 4Q F 40 55 2.9(m) 0.75(m) GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: 138 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở Giả sử dùng ống vòi voi để đổ lực xung kích 0,4T/m2 áp lực ngang tác dụng lên ván khuôn là: + Do áp lực ngang bê tông t-ơi: q1 = 219 (Kg/m ) = 0.219 (T/m ) ,n = 1.3 + Lực xung kích đầm bê tông: h > 0,75 m nên q2 2.4 0.75 103 1800Kg / m Biểu đồ áp lực thay đổi theo chiều cao đài nh-ng để đơn giản hóa tính toán thi công ta coi áp lực phân bố đều: 1800 0.75 1800 2.45 219 1490.25(kg / m ) qtc= qtt =1.3 149.25 =1937.325 (kg/m2 ) Chọn ván khuôn trụ nh- sau: 80 16 80 16 Nẹp đứng 16x16cm 20 20 14 Nẹp ngang 12x14cm 20 20 Thanh căng Ván khuôn đứng 20x4cm 16 16 150 16 150 GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: 139 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở 3.2 Tính ván đứng: Tính toán với 1m bề rộng ván Sơ đồ tính toán: q P Mômen uốn lớn nhất: Mmax= ql 10 1937.325 0.82 10 123.9 kgm Kiểm tra theo điều kiện nén uốn ván : M max W Với W => b = Ru 0.032 =0,00015 (m3) 139 10 = 92.67 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm2) 0.00015 => Thoả mãn điều kiện chịu lực Kiểm tra độ võng : f= 5ql 384EJ l 250 Trong : - E : môđun đàn hồi gỗ Edh= 90.000 (kg/cm2) - l : chiều dài nhịp tính toán l = 80 cm - J : mômen quán tính 1m rộng ván khuôn J b 12 0.033 = 5.33x10-6 (m4) = 533 (cm4) 12 - q tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q = 16.71 (kg/cm) 80 x18 804 => f = =0.235cm < = 0.32cm 250 384 x10 533 GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: 140 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở =>Vậy đảm bảo yêu cầu độ võng 3.3 Tính nẹp ngang: - Nẹp ngang đ-ợc tính toán nh- dầm liên tục kê gối nẹp đứng - Tải trọng tác dụng lên ván đứng truyền sang nẹp ngang - Với khoảng cách nẹp ngang lớn 1.5m ta quy đổi tải trọng từ ván đứng sang nẹp ngang qnẹp ngang = qtt l1 = 1937.325x 0.8 = 1549.86 (Kg/m) Sơ đồ tính: q + Mômen lớn nẹp ngang: M max ql 10 1549.86 1.52 10 + Chọn nẹp ngang kích th-ớc (12 W h 12 122 348.71kgm 12cm) 288cm + Kiểm tra ứng suất: M W 34871 121kg / cm 288 130kg / cm + Duyệt độ võng: f q.l 23 48 E.J J b.h 12 qvong f 12 123 12 1728cm q tc l1 1490.25 0.8 1192.2kG / m q.l23 48 E.J 11.922 1503 48 x104 1728 0,0053cm 150 0,6cm 250 Kết luận : nẹp ngang đủ khả chịu lực GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: 141 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở 3.4 Tính nẹp đứng: - Nẹp đứng đ-ợc tính toán nh- dầm đơn giản kê gối, chịu lực tập trung đặt nhịp tải trọng từ nẹp ngang truyền xuống Ptt= q l2 1549.86 1.5 2324.79 (kg) + Sơ đồ tính toán: 16 p 80 80 16 + Mômen: P.l M max 2324.79 1.6 620Kgm + Chọn nẹp đứng kích th-ớc (16x16) cm: W h 16 162 6 682.7cm + Kiểm tra ứng suất: M W 62000 90.81kg / cm 682.7 130kg / cm + Duyệt độ võng: q.l 48.E.J b.h 16 163 J 5461cm 12 12 tc qvong q xl2 1192.2 x1.5 1788.3kG / m f f q.l 48.E.J 17.88 1603 0,00313cm 48 x104 5461 160 0,4cm 400 Kết luận : nẹp đứng đủ khả chịu lực 3.5 Tính căng: - Lực dây căng : R = ( p + q )l2 x l1 = (200+1800)x0.8x1.5 = 2400Kg - Khoảng cách thang căng: c = 1.5m - Dùng thăng căng thép CT3 có R = 1900kg/cm2 Diện tích yêu cầu F S R 2400 1.263cm 1900 Dùng căng 14 có F = 1.54 cm2 GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: 142 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở 3.6 Tính toán gỗ vành l-ợc: - áp lực phân bố bê tông lên thành ván: pbt = 2.4 0.75=1.8(T/m2) - áp lực ngang đầm bê tông: pđ = 0.2T/m2 - Tải trọng tổng hợp tính toán tác dụng lên ván: qv ( ptx p d ) 1.3 0.5 - Lực xé đầu tròn : T (1.8 0.2) 1.3 0.5 1300 Kg/m2 qvtt D 1300 1950 (Kg) - Tính toán vành l-ợc chịu lực kéo T: + Kiểm tra theo công thức: T F Rk Trong đó: F: diện tích giảm yếu tiết diện vành l-ợc Rk : c-ờng độ chịu kéo gỗ vành l-ợc Rk = 100kg/cm2 => F= b T Rk 1950 19.50cm 100 Từ chọn tiết diện gỗ vành l-ợc : 3cm ,b=12cm Có F= 3x12=36cm2 GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: 143 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở CHƯƠNG : THI CÔNG KếT CấU NHịP I.5 I Yêu cầu Chung: - Sơ đồ cầu gồm nhịp :(6*42)m - Thi công lao lắp theo ph-ơng pháp sử dụng tổ hợp lao cầu giá chân -Với nội dung đồ án thi công nhịp 42m , mặt cắt ngang cầu gồm dầm I chiều cao dầm H = 2m, khoảng cách dầm S = 2.4m I.6 II Tính toán sơ giá lao nút thừa: Các tổ hợp tải trọng đ-ợc tính toán xem xét tới cho giá lao nút thừa đảm bảo ổn định, không bị lật trình di chuyển thi công lao lắp, đồng thời đảm bảo khả chiu lực - Tr-ờng hợp 1: Tổ hợp tải trọng bao gồm trọng l-ợng thân giá lao nút thừa.Trong trình di chuyển giá nút thừa bị hẫng vị trí bất lợi Phải kiểm tra tính toán ổn định tr-ờng hợp - Tr-ờng hợp 2: Tổ hợp tải trọng tác dụng bao gồm trọng l-ợng thân gía lao nút thừa trọng l-ợng phiến dầm Trong trình lao lắp cần tính toán ổn định biên dàn Xác định thông số giá lao nút thừa: - Chiều dài giá lao nút thừa : L1 = 2/3 Ldầm = 28 m L2 = 1.1 Ldầm = 1.1x42 = 46.2m chọn L2 = 46 m - Chiều cao chọn h1 = m, h2 = m Sơ đồ giá lao nút thừa đối trọng X e lao dầm Trọng l-ợng giá lao nút thừa m dài = 1.25T/m - Trọng l-ợng thân trụ tính từ trái sang phảI : G1 = 0.5 T ; G2 = 0.6 T GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: 144 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế sở - Trọng l-ợng thân trụ phụ đầu nút thừa : G3 = 0.5 T tổ hợp giá lao cầu di chuyển từ nhịp sang nhịp khác trụ phụ giá lao cầu chuẩn bị hạ xuống mũ trụ Kiểm tra điều kiện ổn định giá lao nút thừa quay quanh điểm B: Ta có M1 < 0.8 Mcl (1) + M1= G3 x L2 + qxL2xL2/2 = 0.5x42 + 1.25x422/2 = 1123.5(T.m) + Mcl = (P+ 0.5) x L1 + qxL21/2 = (P+0.5)x28 + 1.25x 282/2 =28P+504(T.m) Thay kiện vào ph-ơng trình (1) ta có : 1123.5 0.8 x (28P + 504) P 32.16 T chọn P = 33 T - Xét mômen lớn gối B : MB = 1123.5 (T.m) - Lực dọc tác dụng biên : Nmax = B M max h 1123.5 = 561.75 T (h=2 chiều cao dàn) * Kiểm tra điều kiện ổn định biên: N *F R0 1900(kg / cm2 ) Trong : N lực dọc biên N = 348.5 T : hệ số uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh với = l0 / r : l0 chiều dàI tính toán theo hai ph-ơng làm việc = m Chọn biên dàn đ-ợc gép từ thép góc (250x160x18) (M201) Diện tích : F = x 71.1= 284.4 cm2 Bán kính quán tính rx = 7.99, ry = 4.56 chọn rmin = ry = 4.56 cm max l0 rmin Thay vào công thức : Vậy 200 = 43.86 : Tra bảng có 4.56 max = maCộng = 0.868 N 348500 = = 1411.7 (kG/cm2) * F 0,868* 284,4 [...]... Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cơ sở c) Đèn chiếu sáng Dựa vào độ dọi của đèn và nhu cầu cần thiết chiếu sáng trên cầu ta tính đ-ợc số đèn trên cầu Theo tính toán ta bố trí đèn chiếu sáng trên cầu so le nhau, mỗi cột cách nhau 43.4(m), nh- vậy số đèn cần thiết trên cầu là 10 cột d) ống thoát n-ớc Dựa vào l-u l-ợng thoát n-ớc trên mặt cầu ta tính ra số ống... phá bom mìn Chỉ tiêu 1m2 cầu 15,847,851 GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: 27 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cơ sở Ph-ơng án 2: Cầu dầm BTCT liên tục úc hẫng cân bằng I.Mặt cắt ngang và sơ đồ nhịp : - Khổ cầu: Cầu đ-ợc thiết kế cho 2 làn xe và 2 làn ng-ời đi K = 10+2x1.5 =13 (m) - Tổng bề rộng cầu kể cả lan can và giải... kế là giá trị bất lợi nhất của tổ hợp: +Xe tải thiết kế và tải trọng làn thiết kế +Xe tải 2 trục thiết kế và tải trọng làn thiết kế +(2 xe tải 3 trục+tải trọng làn+ tải trọng ng-ời)x0.9 GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: 19 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cơ sở Tính áp lực lên mố do hoạt tải: +Chiều dài nhịp tinh toán: 42... cọc định vị 5.3.Thi công kết cấu nhịp: B-ớc 1: Chuẩn bị : - Lắp dựng giá ba chân - Sau khi bê tông trụ đạt c-ờng độ tiến hành thi công kết cấu nhịp - Tập kết dầm ở 1 bên đầu cầu B-ớc 2: - Dùng giá ba chân cẩu lắp dầm ở một bên đầu cầu GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: 25 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cơ sở - Tiến hành đổ... Vđ = (FTbx Lđầu cầu) xk = 2x(8x14.5x 18)x1.2= 3974.4 (m3) K: hệ số đắp nền k= 1.2 5 Khối l-ợng các kết kấu khác: a) Khe co giãn Toàn cầu có 6 nhịp 42 (m), do đó có 7 vị trí đặt khe co giãn đ-ợc làm trên toàn bộ bề rộng cầu, vì vậy chiều dài chiều trên toàn bộ cầu là: 7x50 = 350(mm) b) Gối cầu Gối cầu của phần nhịp đơn giản đ-ợc bố trí theo thiết kế, nh- vậy mỗi dầm cần có 2 gối Toàn cầu có 2x6x6= 72(cái)... 24.66 T 25 2 Chọn các kích th-ớc sơ bộ kết cấu phần d-ới: - Kích th-ớc sơ bộ của mố cầu: Mố cầu đ-ợc thiết kế sơ bộ là mố chữ U, đ-ợc đặt trên hệ cọc khoan nhồi Mố chữ U có nhiều -u điểm nh-ng nói chung tốn vật liệu nhất là khi có chiều cao lớn, mố này có thể dùng cho nhịp có chiều dài bất kỳ - Kích th-ớc trụ cầu: Trụ cầu gồm có 5 trụ (T1, T2, T3, T4, T5),đ-ợc thiết kế sơ bộ có chiều cao trụ T1 cao 6.5(m);...Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cơ sở - Vật liệu dùng cho kết cấu + Bê tông M300 + Cốt thép c-ờng độ cao dùng loại S-31, S-32 của hãng VSL-Thụy Sĩ thép cấu tạo dùng loại CT3 và CT5 2 Kết cấu phần d-ới: + Trụ cầu: - Dùng loại trụ thân đặc BTCT th-ờng đổ tại chỗ - Bê tông M300 Ph-ơng án móng: Dùng móng cọc khoan nhồi đ-ờng kính 100cm + Mố cầu: - Dùng mố chữ... 535.6(T) GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: 18 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cơ sở 3.Tính toán số l-ợng cọc móng mố và trụ cầu: 3.1.Tĩnh tải: *Gồm trọng l-ợng bản thân mố và trọng l-ợng kết cấu nhịp -Do trọng l-ợng bản thân 1 dầm úc tr-ớc: gd ch = 42.23x24/42=24.13 (KN/m) - Trọng l-ợng mối nối bản: gmn= Hb x bmn x C x ndầm... Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cơ sở - đổ bê tông bệ móng - Tháo dỡ văng chống ,ván khuôn bệ B-ớc 8 : - Lắp dựng đà giáo ván khuôn ,cốt thép thân mố - đổ bê tông thân mố - Lắp dựng đà giáo ván khuôn ,cốt thép t-ờng thân ,t-ờng cánh mố - Tháo dỡ ván khuôn đà giáo - Hoàn thiện mố sau khi thi công xong kết cấu nhịp 6.2.Thi công trụ cầu: B-ớc 1: - Dùng phao... 2x1x1.25x[14.5x(1+0.8976)+3.5x0.795+3.5x0.643+14.5x(0.438+0.54)] +2x1x0.93x42 = 196.518 T PL = 2x0.3x1.5x42 = 37.8 T GVHD: ths.trần anh tuấn SV : vũ thành công - msv: 120869 trang: 22 Tr-ờng đại học DÂN LậP HảI PHòNG Khoa cầu đ-ờng đồ án tốt nghiệp Phần 1: Thiết kế cơ sở Vậy tổ hợp HL đ-ợc chọn làm thiết kế Tổng tải trọng tính đ-ới đáy đài là Tĩnh tải x hệ số Nội lực P(T) DC DW ( D=1.25) ( W=1.5) Trạng thái giới LL 1188.874x1.25 18.9 x1.5 ( LL PL =1.75)