Đang tải... (xem toàn văn)
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp cầu thiết kế cầu đúc hẫng nhịp 60m + 100m + 60m đầy đủ bản vẽ, bảng tính và thuyết minh Thuyết minh đồ án tốt nghiệp cầu thiết kế cầu đúc hẫng nhịp 60m + 100m + 60m đầy đủ bản vẽ, bảng tính và thuyết minhThuyết minh đồ án tốt nghiệp cầu thiết kế cầu đúc hẫng nhịp 60m + 100m + 60m đầy đủ bản vẽ, bảng tính và thuyết minh
Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Sơ Bộ TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI KHOA CÔNG TRÌNH BỘ MÔN CẦU HẦM ********** ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CẦU DẦM LIÊN TỤC ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Thị Minh Nghĩa Giáo viên đọc duyệt : Sinh viên thực : Kim Văn Toản Lớp : Cầu Đường Bộ K46 Trường : ĐH Giao thông vận tải Hà nội : tháng – 2010 Kim Văn Toản Page Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Sơ Bộ LỜI NÓI ĐẦU **************** Bước vào thới kỳ đổi đất nước ta trình xây dựng sở vật chất hạ tầng kỹ thuật Giao thông vận tải ngành quan tâm đầu tư xây dựng nhiều huyết mạch kinh tế đất nước, tảng tạo điều kiện cho ngành khác phát triển Thực tế cho thấy lĩnh vực cần kỹ sư có trình độ chuyên môn vững để nắm bắt cập nhật công nghệ tiên tiến đại giới xây dựng nên công trình giao thông mới, đại, có chất lượng tính thẩm mỹ cao góp phần vào công xây dựng đất nước thời đại mở cửa Sau thời gian học tập trường ĐHGTVT nỗ lực thân với bảo dạy dỗ tận tình tầy cô trường ĐHGTVT nói chung thầy cô Bộ môn Cầu Hầm – Khoa Công trình nói riêng, em tích lũy nhiều kiến thức bổ ích trang bị cho công việc kỹ sư tương lai Đồ án tốt nghiệp kết cố gắng suốt năm học tập tìm hiểu kiến thức trường, đánh giá tổng kết công tác học tập suốt thời gian qua sinh viên Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em giúp đỡ nhiệt tình thầy cô giáo Bộ môn Cầu Hầm – Khoa Công trình để hoàn thành đồ án tốt nghiệp theo tiến độ Do thời gian làm đồ án trình độ lý thuyết kinh nghiệm thực tế có hạn nên tập đồ án chắn không tránh khỏi thiếu sót Em xin kính mong thầy, cô môn bảo để em hoàn thiện đồ án kiến thức chuyên môn Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 11 tháng năm 2010 KIM VĂN TOẢN Kim Văn Toản Page Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Sơ Bộ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Kim Văn Toản Page Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Sơ Bộ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT Kim Văn Toản Page Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Sơ Bộ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mục lục PHẦN I: THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ .12 1.PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ 1-CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DƯL THI CÔNG THEO CÔNG NGHỆ ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG 12 1.1.GIỚI THIỆU CHUNG 12 1.1.1.Tiêu chuẩn kỹ thuật 12 1.1.2.Quy mô công trình 12 1.1.3.Cấp đường thiết kế 12 1.1.4.Cấp thông thuyền 12 1.1.5.Khổ cầu thiết kế 12 1.1.6.Đặc điểm địa chất, thuỷ văn 12 1.2.BỐ TRÍ CHUNG 14 1.2.1.Kết cấu nhịp cầu 15 1.2.2.Nhịp cầu dẫn .15 1.2.3.Kết cấu phần .16 1.3.VẬT LIỆU LÀM CẦU 16 1.3.1.Be tong 16 1.3.2.Cốt thép DƯL 17 1.3.3.Neo 17 1.3.4.Cốt thép thường 17 1.4.TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA MẶT CẮT ĐIỂN HÌNH NHỊP CHÍNH 17 1.5.TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG 18 1.5.1.Xác định tĩnh tải giai đoạn (DC) ,tĩnh tải giai đoạn (DW), tải trọng xe đúc, tải trọng thi công 18 1.6.CÁC GIAI ĐOẠN THI CÔNG, KHAI THÁC VÀ SƠ ĐỒ TÍNH 22 1.6.1.Tải trọng thi công khai thác 22 1.6.2.Các giai đoạn thi công khai thác bất lợi .22 1.7.XÁC ĐỊNH BỀ RỘNG BẢN CÁNH HỮU HIỆU VÀ QUY ĐỔI MẶT CẮT 28 1.7.1.Xác định bề rộng cánh hữu hiệu be (điều 4.6.2.6) .28 1.7.2.Quy đổi mặt cắt mặt cắt chữ T 30 1.8.XÁC ĐỊNH SỐ BÓ CÁP CỦA MẶT CẮT SÁT TRỤ TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG VÀ KHAI THÁC .32 Kim Văn Toản Page Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Sơ Bộ 1.8.1.Giai đoạn thi công .32 1.8.2 Giai đoạn khai thác 37 1.9.XÁC ĐỊNH SỐ BÓ CÁP CỦA MẶT CẮT GIỮA NHỊP TRONG GIAI ĐOẠN KHAI THÁC 41 1.10.THIẾT KẾ TRỤ T4 46 1.10.1.Sơ cấu tạo trụ bố trí cọc móng trụ 46 1.10.2.Tính lực thẳng đứng tác dụng lên bệ cọc 46 1.10.3.Tính bố trí cọc móng 51 1.11.THIẾT KẾ MỐ M2 57 1.11.1.Sơ cấu tạo mố bố trí cọc móng mố 57 1.11.2.Xác định tải trọng truyền lên đỉnh móng mố 57 1.11.3.Sơ xác định số lượng cọc 60 1.12.PHƯƠNG ÁN THI CÔNG CHỈ ĐẠO .67 1.12.1.Thi công mố M2 67 1.12.2.Thi công trụ T4 67 1.12.3.Thi công kết cấu nhịp 67 2.PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ 2-CẦU DÂY VĂNG 69 2.1.GIỚI THIỆU CHUNG 69 2.1.1.Tiêu chuẩn kỹ thuật 69 2.1.2.Quy mô công trình 69 2.1.3.Cấp đường thiết kế 69 2.1.4.Cấp thông thuyền 69 2.1.5.Khổ cầu thiết kế 69 2.1.6.Đặc điểm địa chất, thuỷ văn 69 2.2.BỐ TRÍ CHUNG 71 2.2.1.kết cấu nhịp cầu .72 2.2.2.Kết cấu phần .72 2.3.VẬT LIỆU LÀM CẦU 72 2.3.1.Betong .72 2.3.2.Cốt thép DƯL 73 2.3.3.Neo 73 2.3.4.Cốt thép thường 73 2.4.SƠ ĐỒ CHIA ĐỐT DẦM CẦU CHÍNH .73 2.5.XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI 74 2.5.1.Tính toán tĩnh tải thân rải 74 2.5.2.Tính tĩnh tải giai đoạn II 74 Kim Văn Toản Page Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Sơ Bộ 2.5.3.Tính tĩnh tải rải 76 2.6.SƠ BỘ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY VĂNG 77 2.6.1.Bảng tổng hợp góc nghiêng dây văng 77 2.6.2.Sơ chọn tiết diện dây văng 78 2.7.THIẾT KẾ SƠ BỘ THÁP T1 .85 2.7.1.Sơ cấu tạo tháp bố trí cọc móng tháp 86 2.7.2.Tính lực thẳng đứng tác dụng lên bệ cọc 86 2.7.3.Tính bố trí cọc móng 90 2.8.Thiết kế sơ mố M1 96 2.8.1.Sơ cấu tạo mố bố trí cọc móng mố 96 2.8.2.Xác định tải trọng truyền lên đỉnh móng mố 96 2.8.3.Sơ xác định số lượng cọc 100 2.9.Phương án thi công đạo 105 2.9.1.Thi công mố M1 105 2.9.2.Thi công tháp T1 .105 2.9.3.Thi công kết cấu nhịp 106 3.PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ 3-CẦU DÀN THÉP 107 3.1 GIỚI THIỆU CHUNG 107 3.1.1.Tiêu chuẩn kỹ thuật 107 3.1.2.Quy mô công trình 107 3.1.3.Cấp đường thiết kế 107 3.1.4.Cấp thông thuyền 107 3.1.5.Khổ cầu thiết kế 107 3.1.6.Đặc điểm địa chất, thuỷ văn 107 3.2.BỐ TRÍ CHUNG 108 3.2.1.Kết cấu nhịp cầu 109 3.2.2.Kết cấu nhịp dẫn 109 3.2.3.Kết cấu phần 110 3.3.VẬT LIỆU LÀM CẦU 110 3.3.1.Betong .110 3.3.2.Thép 111 3.4.SƠ BỘ CHỌN CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA DÀN CHỦ .111 3.4.1.Hệ dầm mặt cầu .112 3.5.XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI 114 3.5.1.Tĩnh tải phần dàn thép .114 Kim Văn Toản Page Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Sơ Bộ 3.6.TÍNH NỘI LỰC MỘT SỐ THANG DÀN ĐIỂN HÌNH 116 3.6.1.Tính hệ số phân bố ngang .116 3.6.2.Tính nội lực .116 3.7.DUYỆT TIẾT DIỆN THANH(điều 6.9.4) 121 3.8.THIẾT KẾ SƠ BỘ TRỤ T4 .123 3.8.1.Sơ cấu tạo trụ bố trí cọc móng trụ 123 3.8.2.Tính lực thẳng đứng tác dụng lên bệ cọc 123 3.8.3.Tính bố trí cọc móng 128 3.9.THIẾT KẾ MỐ M2 134 3.9.1.Sơ cấu tạo mố bố trí cọc móng mố 134 3.9.2.Xác định tải trọng truyền lên đỉnh móng mố 134 3.9.3.Sơ xác định số lượng cọc 138 3.10.PHƯƠNG ÁN THI CÔNG CHỈ ĐẠO .144 3.10.1.Thi công mố M2 144 3.10.2.Thi công trụ T4 144 3.10.3.Thi công kết cấu nhịp 144 4.SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 146 4.1.NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 146 4.2.ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA TỪNG PHƯƠNG ÁN .146 4.2.1.Phưng án 1: Cầu dầm liên tục nhịp đúc hẫng .146 4.2.2.Phương án 2: Cầu dây văng 146 4.2.3.Phương án 3: Cầu dàn thép .147 4.3.LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN .147 PHẦN II: PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT 148 5.TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT 148 5.1.GIỚI THIỆU CHUNG .148 5.1.1.Tiêu chuẩn kỹ thuật 148 5.1.2.Quy mô công trình 148 5.1.3.Cấp đường thiết kế 148 5.1.4.Cấp thông thuyền 148 5.1.5.Khổ cầu thiết kế 148 5.1.6.Đặc điểm địa chất, thuỷ văn 148 5.2.BỐ TRÍ CHUNG 150 5.2.1.Kết cấu nhịp cầu 151 5.2.2.Nhịp cầu dẫn 151 Kim Văn Toản Page Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Sơ Bộ 5.2.3.Kết cấu phần 152 5.3.MẶT CẦU VÀ CÁC CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ KHÁC 152 5.4.VẬT LIỆU LÀM CẦU 153 5.4.1.Be tong 153 5.4.2.Cốt thép DƯL 153 5.4.3.Neo 154 5.4.4.Cốt thép thường .154 6.TÍNH TOÁN DẦM CHỦ .155 6.1.PHÂN CHIA ĐỐT ĐÚC 155 6.2.XÁC ĐỊNH CÁC PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG CONG DẦM 155 6.2.1.Đường cong mặt cầu .155 6.2.2.Đường cong đáy dầm 156 6.2.3.Đường cong lòng hộp 156 6.3.TÍNH CÁC KÍCH THƯỚC VÀ ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA CÁC MẶT CẮT ĐIỂN HÌNH NHỊP CHÍNH 157 6.4.XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI BẢN THÂN DẦM(DC) ,TĨNH TẢI LỚP PHỦ MẶT CẦU VÀ LAN CAN(DW), TẢI TRỌNG XE ĐÚC, TẢI TRỌNG THI CÔNG 160 6.4.1.Tĩnh tải than dầm .160 6.4.2.Tính tĩnh tải lớp phủ mặt cầu lan can 161 6.4.3.Tải trọng xe đúc tải trọng thi công .162 6.5.CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN 163 6.5.1.Trạng thái giới hạn cường độ 163 6.5.2.Trạng thái giới hạn sử dụng .165 6.6.TÍNH HỆ SỐ XÉT ĐẾN TÍNH DẺO, TÍNH DƯ, TẦM QUAN TRỌNG(η) 165 6.7.CÁC GIAI ĐOẠN THI CÔNG, KHAI THÁC VÀ SƠ ĐỒ TÍNH 165 6.7.1.Tải trọng thi công khai thác 165 6.7.2.Các sơ đồ tính thi công khai thác bất lợi 166 6.8.XÁC ĐỊNH SỐ BÓ CÁP CẦN THIẾT CHO CÁC MẶT CẮT Ở CÁC GIAI ĐOẠN THI CÔNG VÀ KHAI THÁC 197 6.8.1.Giai đoạn thi công 198 6.8.2 Giai đoạn khai thác 199 6.9.Xác định bề rộng cánh hữu hiệu quy đổi mặt cắt 202 6.9.1.Xác định bề rộng cánh hữu hiệu be (điều 4.6.2.6) 202 6.9.2.Quy đổi mặt cắt mặt cắt chữ T 204 6.10.Kiểm toán dầm 207 Kim Văn Toản Page Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Sơ Bộ 6.10.1.Kiểm toán dầm chịu uốn theo TTGHCĐI .207 6.10.2.Kiểm toán dầm chịu cắt theo TTGHCĐI 231 6.10.3.Kiểm toán dầm theo TTGHSD 243 7.TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU .266 7.1.CẤU TẠ BẢN MẶT CẦU 266 7.2.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC BẢN 266 7.2.1.Chiều dài tính toán .266 7.2.2.Xác định nội lực hẫng 266 7.2.3.Xác định nội lực bên 269 7.3.BỐ TRÍ CỐT THÉP VÀ KIỂM TOÁN BẢN 272 7.3.1.Bố trí cốt thép 272 7.3.2.Kiểm toán 273 8.THIẾT KẾ MỐ M2 .294 8.1.Cấu tạo mố 294 8.2.Xác định nội lực loại tải trọng tác dụng lên mố mặt cắt 295 8.2.1.Xác định hệ số xét đến tính dẻo, tính dư tầm quan trọng 295 8.2.2.Tải trọng thân mố(DC) .295 8.2.3.Trọng lượng đất thẳng đứng áp lực đất ngang (EV) 297 8.2.4.Do áp lực ngang đất(EH) 299 8.2.5.Do hoạt tải tĩnh tải kết cấu nhịp truyền lên mố 300 8.2.6.Lực hãm xe(BR) 302 8.2.7.Lực ma sát gối cầu(FR) 305 8.2.8.Áp lực ngang hoạt tải sau mố(LS) .307 8.2.9.Tải trọng gió 308 8.3.Tổng hợp nội lực lớn mặt cắt A-A TTGHCĐI 312 8.4.Kiểm toán móng 312 8.4.1.Tính toán sức chịu tải cọc 312 8.4.2.Kiểm toán cọc khoan nhồi .318 9.THIẾT KẾ TRỤ T4 .330 9.1.Cấu tạo trụ 330 9.2.Xác định nội lực loại tải trọng tác dụng lên trụ mặt cắt 331 9.2.1.Xác định hệ số xét đến tính dẻo, tính dư tầm quan trọng 331 9.2.2.Tĩnh tải trụ lực đẩy nước 332 9.2.3.Phản lực gối 334 9.2.4.Lực hãm xe (BR) .336 Kim Văn Toản Page 10 Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Kỹ Thuật h ≥ 1m h ≥ 1,35m Chọn h = 1,5 m 10.2.3 Tính toán vòng vây cọc ván thép o Vòng vây cọc ván thép sử dụng để làm tường cừ phục vụ thi công trụ Cọc ván thép sử dụng loại LASSEN IV có đặc trưng hình học tiết diện ngang sau: Mã bmin Bmin Hmin F g J W hiệu (cm) (cm) (cm) (cm2) (kg/m) (cm4) ( cm3) LS IV 292 400 180 94.3/236 74/185 4660/39600 405/2200 (Ghi chú: Giá trị tử số tính cho cọc đơn, giá trị mẫu số tính cho m vòng vây) o Dự kiến mực nước thi công +0,20m, thi công có đắp đảo để khoan cọc o Thiết kế vòng vây có số liệu sau + Vòng vây có tầng văng chống (hoặc vành đai) cách mặt đất tự nhiên 10,5 m + Chiều cao cọc mặt nước 1.0 m o Trong giai đoạn thi công đắp đảo để khoan cọc sau đào đất vòng vây đổ bê tông bịt đáy, hút nước thi công trụ Tương ứng với hai giai đoạn làm việc ta có hai sơ đồ tính vòng vây cọc sau: • Sơ đồ 1: Trong vòng vây có đất đắp đảo đảo có máy khoan BAUER BS680 bê tông dày 0.3 m • Sơ đồ 2: Hút cạn nước hố móng sau đổ bê tông bịt đáy Ta tính cho hai sơ đồ Khi tính toán lấy mét dài tường để xét a Tính toán vòng vây làm tường cừ đắp đảo (Sơ đồ 1) o Các số liệu tính toán Cao độ mặt đảo: Kim Văn Toản + 1.2 m Áp lực tải trọng máy khoan: q = 0,45 Page 391 Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Kỹ Thuật T/m =4,5 kN/m Mực nước thi công: +0,20 m Chiều rộng vệt áp lực b: Cao độ lòng sông: - 10,03 m Tải trọng thi công qtc: Dụng trọng đất γ đ : 18 kN/m3 Chênh cao cao độ thiên nhiên với Góc nội ma sát ϕ: 220 đáy hố móng: 5,4 m Độ rỗng e: 0.5 Chênh cao mực nước vòng 16 kN/m2 Lực dính C : 1,5 m T vây: m Chênh cao cao độ mặt đảo với cao độ thiên nhiên: Hđ = 11,23 m • Sơ đồ tính cọc q +0.2 +1.2 -10.03 Pa1 Hn t Z Hv Hd Pq L m Pa2 Pp • Tải trọng tác dụng lên tường cọc - Áp lực bánh xích tác dụng lên mặt đảo: q = 4,5 kN/m - Hệ số áp lực ngang chủ động λa1 = tg2(450 - ϕ1/2) = tg2(450 – 220/2) = 0,45(lớp đất đắp đảo) λa2 = tg2(450 - ϕ/2) = tg2(450 – 200/2) = 0,49(lớp sét nửa cứng) - Áp lực ngang thiết bị khoan: Kim Văn Toản Page 392 Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Kỹ Thuật Pq = q.λa1 = 4,5.0,49 = 2,2 kN/m - Áp lực ngang chủ động đất : Pa1 = γ đn1.Hd.λa1- λ a1 c1 = (18-10).11,23.0,45- 0,45.16 = 40,428 kN/m Pa2 = γ đn2.t.λa2- λ a c2 = (17-10).t 0,49 - 0,49.60 = 3,43t -84 - Chiều sâu tác dụng áp lực Pq : hq = 11,23 m - Hệ số áp lực ngang bị động: λp2 = tg2(450 + ) = tg2(450 + 200/2) = 2,04 - Áp lực ngang bị động đất nền: Pp = γ đn2.t.λb2+ λ p c = 7.t.2,04+ 2,04.60 = 14,04.t +171,394 • Tính duyệt điều kiện ổn định tường cọc - Tường cọc ván ổn định tổng mômen lật ML lực so với điểm (Điểm neo bar) nhỏ tổng mômen giữ MG lực so với điểm Phương trình thể hiện: m.∑ML - ∑MG ≤ (m – hệ số an toàn lấy 2) ∑ML = Pq.+ 0,5.Pa1.Hđ.(Hv - )+ Pa1.t.(Hv + +0,5.40,428.11,23.(10,5- P 2 t 102 ) + a t + H v ÷ =2,2 3 11,23 ( 3,43t − 84 ) t + 10,5 t )+40,428.t(10+ )+ ÷ 3 = 21,357t2 +249,43t+1030,83 ∑MG = 0,5.Pp.t.(Hv + ) + 0,73.Pq.0,365 = 0,5.(14,04t+171,394).t(10,5 + ) + 0,730.2,2.0,365 = 2,34t3 + 32,076t2 +899,818t+0,562 Thay giá trị vào phương trình biến đổi ta đến phương trình bậc theo t sau: 2,34t3 -10,638t2 +400,958t-2060,004≥ Giải bất phương trình ta có t ≥ 5,036 m Kim Văn Toản Page 393 Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Kỹ Thuật Kết hợp điều kiện chiều sâu chôn cọc so với đáy móng đảm bảo ổn định đào xói hút đất hố móng: + Chống xói lở chân cọc tác động dòng nước t > t = hn 10,23 = = 0,93 m m1.π.γ dn 0,5.π.7 m : Hệ số nền, m =0,5 n h : Chiều cao cột nước + Chống đùn chảy t > t = 1,5 p p 195,41 = 1,5 = 1,245m γ dn 2.λ p − 2.2,044 − : Áp lực lên vòng vây cao độ đáy song p=4,5+17.11,23=195,41 kN/m (17 trọng lượng thể tích lớp sét nửa cứng) Chọn t = m chiều dài cần thiết cọc: L = 6+11,23= 17,23 m Ta chọn chiều dài cọc 18 m Độ sâu đóng chọn là: Hd= m Kim Văn Toản Page 394 Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Kỹ Thuật b tính toán cọc ván theo sơ đồ • Các số liệu tính toán - Các đặc trưng đất tương tự sơ đồ • Sơ đồ tính toán +0,2 hn hv O t hbt -10,03 Pa Pt Pq Pp Sơ đồ tính toán sơ đồ cọc có văng chống hình vẽ • Tải trọng tác dụng lên tường cọc - Tải trọng tác dụng lên tường cọc ván gồm: + Áp lực thuỷ tĩnh: Pt = γ n.(Hn + hbt) = 10(10,23 + 1,5) = 117,5 kN/m Kim Văn Toản Page 395 Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Kỹ Thuật + Áp lực ngang chủ động đất nền: Pa = λa.(t+hbt).γ đn- λ a c = 0,49(t+1,5).7- 0,49.60 = 3,43(t+1,5)-84 = 3,43t-78,855 + Áp lực ngang bị động đất nền: Pp = λp.t.γ đn+ λ p c = 2,04.t.7 + 2,04.60 = 14,04t+171,394 + Áp lực trọng lượng lớp bê tông bịt đáy: Pq = γ bt h bt 1.λ p = 25.1,5.2,04= 76,5 kN/m • Tính duyệt điều kiện ổn định tường cọc ván - Lập phương trình cân mômen theo điều kiện ổn định chống lật cọc ván so với tâm O ∑MG - m.∑ML ≥ ∑M L (m = – hệ số an toàn) 1 t = Pt h n h v − h n ÷+ Pt t h v − ÷+ Pa t h v + t ÷ 2 1 t 117,5.10,23 10,5 − 10, 23 ÷+ 117,5.t 10,5 − ÷+ = + ( 3, 43t − 78,855 ) t.10,5 + t ÷ = 1,144t3-67,028t2+819,761t+4261,179 ∑M G t = Pq t. h v − ÷+ Pp t. h v + t ÷ 2 t = 76,5.t.10,5 − ÷+ ( 14,04t + 171,394 ) t 10,5 + t ÷ 2 = 4,68t3 + 92,591t2 + 1703,069t Thay ∑ML ∑MG vào bất phương trình biến đổi ta có bất phương trình bậc theo t sau: 2,392t3 + 226,647t2 + 63,547t – 8522,358 = Giải phương trình ta có t ≥ 5,8 m So sánh với giá trị max sơ đồ ta chọn: t = 6m Kim Văn Toản Page 396 Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Kỹ Thuật 10.2.4 Tính toán neo đỉnh trụ - Ta sử dụng PC38 để neo đốt đỉnh trụ • Tính số lượng PC38 - Ta tính neo đỉnh trụ cho tổ hợp tải trọng tai biến tụt van khuôn đốt đúc cuối bị rơi xuống gây lực xung kích lần trọng lượng đốt đúc ván khuôn+ khả chênh lệch trọng lượng hai cánh dầm(10%)+ chênh lệch tải trọng thi công hai cánh dầm(một bên cánh dầm tải trọng thi công 4,8.10 -4 MPa, bên 2,4.10-4 MPa) - Tải trọng sơ đồ tính sau: q1 qn 2(Pn+Pv) qctc Lh - Momen gây lật tính sau: M lat = 2(Pn + Pv )L h + q ctc 0,1.q n 0.1(q1 − q n )L2h Lh + Lh + 2 Trong đó: Pn : Trọng lượng đốt cuối cùng, = Pn =188,564.4=754,256 kN Pv : Trọng lượng ván khuôn , ta lấy Pv = 200 kN qctc : Tĩnh tải chênh lệch thi công hai cánh hẫng rải qctc= (4,8-2,4).10-4.11500 = 2,76 N/mm = 2,76 kN/m q1 : Tĩnh tải rải đốt K1, q1 = 271,972 kN/m qn :Tĩnh tải rải đốt cuối Kn, qn = 188,564 kN/m Kim Văn Toản Page 397 Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Lh Thiết Kế Kỹ Thuật : Chiều dài phía cánh hẫng, Lh= 49 m => Mlat = 72805,286 kN.m - Số PC38 cần thiết là: n= M lat c.A PC 0,8.f pu Trong đó: APC : Diện tích PC38, APC= 1134 mm2 c : Khoảng cách hai hàng PC32, c= 2350 mm fpu : Cường độ kéo đứt thép, fpu= 1035 MPa => n= 33 Ta chọn 40 • Tính chiều dài PC38 - Thanh PC38 có tác dụng: + Nén trước cho phần chịu kéo trụ xẩy momen lật + Chiều sâu chôn PC38 có tác dụng chống lực nhổ xẩy momen lật - Xác định chiều sâu chôn PC38 theo công thức sau: (Phang + 2Q xe + γ bt Ftru x) Ftru − M lat ≥0 Wtru Trong đó: Phang : Là trọng lượng phần dầm hẫng Phang = ( q1 + q n ) 2.L h = ( 271,972 + 188,564 ) 2.49 = 22566,264 kN Qxe : Là trọng lượng xe đúc, Qxe=800 kN γbt : Là trọng lượng thể tích bê tong làm trụ, γbt =25 kN/m3 Ftru : Là diện tích trụ, Ftru = 23,868 m2 Wtru : Là momen chống uốn trụ, Wtru = 11,05 m3 x : Là chiều sâu chôn vào trụ PC38 => x≥ 118 m Kim Văn Toản Page 398 Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Kỹ Thuật Vậy ta chôn PC38 hết chiều dài trụ, chọn chiều dài chôn vào trụ 7,5 m Kim Văn Toản Page 399 Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Kỹ Thuật 10.3 CÔNG NGHỆ THI CÔNG CHI TIẾT 10.3.1 Trình tự lắp đặt dự ứng lực Bước 1: công tác chuẩn bị - Căn vào số lượng tính người ta lắp đặt chúng đảm bảo cho bê tông không bị chịu ứng suất cục lớn vị trí - Trước tiên hàn ống thép bảo vệ cút nối với ống thép bảo vệ dự ứng lực đường hàn cao 4mm - Hàn ống thép bơm vữa vào ống thép bảo vệ dự ứng lực Lắp ống bơm vữa nhựa cứng với ống thép - Cút nối phải vệ sinh Bước 2: Đặt ống thép vào vị trí thiết kế - Xác định vị trí ống thép vào đờng tim dọc tim ngang cầu - Đặt ống thép vào vị trí - Đặt thép chịu lực cục vào hai đầu neo Bước 3: Đặt dự ứng lực vào vị trí 10.3.2 Công tác tạo dự ứng lực - Vệ sinh ống tạo lỗ cho cáp DƯL + Lỗ rửa nước trước bơm vữa, việc rửa đợc tiến hành liên tục đến nước đầu chở nên trong, ống tạo lỗ đợc làm khô trước bơm vữa + Ống tạo lỗ vệ sinh máy bơm nước có áp lực cao + Nước dùng để rửa ống tạo lỗ nước dùng để đổ bê tông 10.3.3 Căng kéo cáp DƯL a Công tác chuẩn bị - Dùng máy thuỷ bình theo dõi độ vồng ngược dầm trình căng kéo theo cấp tải trọng - Chọn điểm đặt máy thuỷ bình: từ điểm đặt máy quan sát điểm toàn chiều dài dầm Kim Văn Toản Page 400 Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Kỹ Thuật - Đối với phần dầm hẫng cần phải đo cao độ khối dầm (khối K) căng kéo mặt cắt đầu khối, mặt cắt khối và mặt cắt cuối khối, mặt cắt phải đo điểm mép hộp dầm đường tim dầm b Tiến hành căng kéo - Các bước căng kéo tiến hành theo bước cấp tải sau Bước 1: Căng so dây Lực căng so dây lực nhỏ thường không xác định rõ ràng dấu hiệu việc so dây chỗ kim đồng hồ kích bắt đầu tăng (Kim đồng hồ hết dao động) Đánh dấu để đo độ dãn dài cáp Bước : Căng từ 0.2Pk đến 0.8Pk ,dừng lại phút đo độ dãn dài cáp Bước : Căng đến lực 1.0Pk dừng lại phút đo độ dãn dài cáp, nghỉ 10 phút Bước : Căng đến lực 1.1 Pk dừng lại phút đo độ dãn dài cáp, nghỉ 10 phút sau hồi kích 0, việc hồi kích phải hồi từ từ tránh tình trạng hồi kích nhanh để cáp giảm độ dãn dài làm mát ứng suất thép CĐC Việc căng kéo thực đầu dầm Tất bước căng kéo phải luân chuyển cho đầu thực hiện, không thực việc căng kéo đồng thời kích Lực căng độ dãn dài bó cáp phải đợc nằm giới hạn sai số thiết kế PK - Lực căng kéo tiêu chuẩn bó cáp bao gồm mát ứng suất 10.3.4 Bơm vữa bảo vệ cáp DƯL a Vữa bảo vệ cáp DƯL - Vữa phải bơm giữ áp lực đông cứng - Trình tự bơm vữa xi măng: Kim Văn Toản Page 401 Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Kỹ Thuật + Bơm nước rửa ống gen cáp + Trộn vữa ximăng + Bơm vữa + Hỗn hợp vữa : Nớc-XM-Phụ gia + Thời gian trộn: Trộn phút phải rót trước 15 phút sau trộn để đạt hiệu giãn nở + Phụ gia ( Intraplast Z ) có thành phần gồm: Chất trám Tác nhân giãn nở Chất hỗ trợ đặc biệt Lượng điển hình: 1-2% trọng lượng XM b Bơm vữa bảo vệ cáp dự ứng lực - Lắp ống bơm vữa vào lỗ gia công sẵn lõi neo ven vữa Đầu lại để hở cho thoát khí thoát vữa - Tiến hành bơm vữa từ đầu thấp lên đầu cao ống tạo lỗ, trường hợp đầu có cao độ phải lắp ống ven vữa vào phía đầu lại, sau đưa miệng ống ven vữa lên cao cao độ cao ống tạo lỗ theo mặt cắt dọc - Trường hợp ống tạo lỗ dài có độ vồng ngược, có đặt ven thoát khí đỉnh đường cong Trình tự bơm vữa sau : + Lắp ống bơm vữa vào lỗ để sẵn lõi neo, bơm vữa vào ống ghen nguyên tắc bơm từ đầu thấp tới đầu cao + Kiểm tra độ chảy vữa đầu thấy độ chảy vữa đầu độ chảy vữa đầu vào (từ 15 ~ 20 giây) + Sau tiến hành khoá đầu cách bẻ gập ống ven Tăng áp lực bơm vữa trì áp lực bơm ống ghen với áp lực >10 kg/cm vữa đông cứng hoàn toàn + Tháo máy bơm trì áp lực vữa bơm đến đông cứng hoàn toàn Kim Văn Toản Page 402 Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Kỹ Thuật + Trong dầm có nhiều ống tạo lỗ cần bơm vữa từ lỗ thấp lên lỗ cao để tránh cho vữa bơm ống bơm vữa tràn vào ống cha bơm vữa + Trường hợp bơm vữa bị tắc, áp lực bơm vợt áp lực cho phép dừng bơm vữa xói rửa ống tạo lỗ máy bơm nớc áp lực cao vữa hoàn toàn tiếp tục tiến hành công tác bơm vữa trở lại 10.3.5 Một số yêu cầu kĩ thuật thi công dầm DƯL kéo sau a Về vật liệu - Cát, đá, nước phải đảm bảo sạch, tạp chất có hại, không đợc có đá phong hoá Cát không lẫn bùn, đất Nước không chứa tạp chất có tính ăn mòn cốt thép, bêtông - Khi dùng phụ gia để tăng cường độ bêtông kéo dài thời gian sơ ninh phải chọn phụ gia tính ăn mòn đối với vật liệu nói - Thép cờng độ cao đợc bảo quản kho khô ráo, không bị han gỉ, không dính dầu mỡ bụi bẩn Trước đem sử dụng, phải tiến hành thí nghiệm để xác định tiêu lý sợi thép Muội thép lấy đoạn đầu đoạn cuối cuộn thép Nếu kiểm tra không đạt cuộn thép không đưa vào sử dụng b Cốt thép thường - Cốt thép lấy theo ASTM A706M có cường độ giới hạnh chảy fy=420MPa - Không dùng cốt thép chịu kéo có nhiều mác khác mặt cắt c Vòng neo, chốt neo - Dùng loại neo hãng OVM, nhập ngoại có chứng thí nghiệm Viện Khoa Học Công nghệ Giao thông Vận Tải d Các ống gen - Các ống gen chế tạo công xưởng làm vệ sinh dầu mỡ trước lắp đặt - Trước luồn cáp DƯL cần thông ống gen - Khi kéo xong toàn bó cáp DƯL cần bơm vữa lấp kín ống gen vòng 30 ngày e Ván khuôn thép Kim Văn Toản Page 403 Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Kỹ Thuật - Ván khuôn thép chế tạo công xưởng, đảm bảo kích thước, độ cứng, độ phẳng, nhẵn, độ lồi lõm không 1/1000 Tại chỗ tiếp giáp mối ghép ván khuôn chèn cao su xốp để chống rò vữa Chú ý: - Trước căng kéo tạo ứng suất cho dầm, cần kiểm tra cường độ bêtông, kiểm tra lý sợi thép, xác định mô đun đàn hồi thực tế sợi thép(E) Xác định hệ số kéo vượt để khắc phục ma sát sợi thép với vòng nút neo thân kích Hiệu chỉnh đồng hồ áp lực đảm bảo độ xác - Tuyệt đối tuân thủ trình tự kéo bó thép đơn vị tư vấn Kim Văn Toản Page 404 Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Kỹ Thuật Tài liệu tham khảo Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 Bộ Giao thông Vận tải Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN4054-2005 PGS.TS Nguyễn Viết Trung, TS Hoàng Hà, Th.S Đào Duy Lâm Các ví dụ tính toán cầu bêtông cốt thép theo tiêu chuẩn 22TCN 272-01 NXB Xây dựng 2004 PGS.TS Nguyễn Viết Trung, TS Hoàng Hà, TS Nguyễn Ngọc Long Cầu bêtông cốt thép NXB Giao thông Vận tải TS Nguyễn Minh Nghĩa, Th.S Dương Minh Thu Mố trụ cầu NXB Giao thông Vận tải 2002 GS.TS Lê Đình Tâm Cầu bêtông cốt thép đường ôtô - Tập NXB Xây dựng 2005 PGS.TS Nguyễn Viết Trung, TS Hoàng Hà Công nghệ đúc hẫng cầu bêtông cốt thép NXB Giao thông Vận tải 2004 Chu Viết Bình- Nguyễn Văn Nhậm- Nguyễn Mạnh- Nguyễn Đại Việt Thi Công Cầu tập I Nhà xuất Giao Thông Vận Tải ThS Nguyễn Đình Dũng Bài giảng Cơ Học Đất, Bài giảng Nền Móng 10 Thầy Nguyễn Văn Vĩnh Bài giảng Cầu Thép F1+F2 11 Chu Viết Bình- Nguyễn Văn Nhậm- Nguyễn Mạnh Thi Công Cầu tập II Nhà xuất Giao Thông Vận Tải 12 Bùi Anh Định- Nguyễn Sỹ Ngọc Nền Móng công trình cầu đường Nhà xuất Giao Thông Vận Tải 13 PGS.TS Nguyễn Thị Minh Nghĩa Tổng luận cầu Nhà xuất Giao Thông Vận Tải 14 Một số đồ án cầu khóa trước Kim Văn Toản Page 405 Lớp Cầu Đường Bộ B K46 ... Kim Văn Toản Page Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Sơ Bộ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mục lục PHẦN I: THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ .12 1.PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ 1-CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DƯL... PHƯƠNG ÁN 146 4.2.ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA TỪNG PHƯƠNG ÁN .146 4.2.1.Phưng án 1: Cầu dầm liên tục nhịp đúc hẫng .146 4.2.2.Phương án 2: Cầu dây văng 146 4.2.3.Phương án 3: Cầu. .. 5.2.1.Kết cấu nhịp cầu 151 5.2.2 .Nhịp cầu dẫn 151 Kim Văn Toản Page Lớp Cầu Đường Bộ B K46 Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Sơ Bộ 5.2.3.Kết cấu phần 152 5.3.MẶT CẦU VÀ CÁC