Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu thiết kế cầu dầm liên tục đúc hẫng...

Tài liệu đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu thiết kế cầu dầm liên tục đúc hẫng

.DOC
154
192
69

Mô tả:

đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu thiết kế cầu dầm liên tục đúc hẫng
PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG I. HIỆN TRẠNG GIAO THÔNG VÀ SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ Để cân bằng kinh tế cho hai bên bờ sông thì nhất thiết phải xây dựng công trình này bởi vì hiện tại việc giao thông của hai vùng chủ yếu là tàu và thuyền, do đó khi công trình này được đưa vào sử dụng thì nó sẽ thuận lợi cho việc giao thương giữa các vùng ở hai bên bờ sông ,điều này sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông, trao đổi buôn bán, giao lưu văn hóa... giữa các vùng của địa phương. Nhất là đáp ứng nhu cầu đi lại của các em học sinh tránh tình trạng phải đua các em đi học bằng các phương tiện không đảm chất lượng trên sông. II. CÁC SỐ LIỆU CƠ BẢN 2.1. Địa hình: Sông 020/L nằm ở vùng đồng bằng duyên hải thuộc Thị trấn Kiến Giang, Huyện Lệ Thủy, Tỉnh Quảng Bình 2.2. Địa chất: Địa chất ở khu vực xây dựng cầu được chia thành 3 lớp khá rõ rệt: - Lớp bùn cát dày 0,8m - Lớp cát hạt vừa (e=0,6) dày 4m - Lớp cát lẫn sỏi sạn (e=0,2) dày vô cùng Chiều dày các lớp được ghi rõ tại các vị trí lỗ khoan, đối với những vị trí không có trị số chiều dày ta có thể dùng các phương pháp của địa chất công trình cho các lớp gần nhau có cùng tính chất. 2.3. Thuỷ văn - Mực nước cao nhất : 33,35 m. - Mực nước thông thuyền: 31,60 m. - Mực nước thấp nhất: 27,90 m. 2.4. Các tiêu chuẩn kỹ thuật của công trình - Quy mô xây dựng: Vĩnh cửu - Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN272-05 - Khẩu độ cầu: L0 = 188(m) - Khổ cầu B = 7 + 2  1(m) - Tải trọng: đoàn xe 0.65HL93 và đoàn người 2,2KN/m2 - Độ dốc ngang : 2% - Sông thông thuyền cấp: Cấp V - Tần suất thiết kế: P = 1% III. CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI TẠI KHU VỰC CẦU 1 3.1. Điều kiện địa hình - Khu vực xây dựng cầu nằm trong vùng đồng bằng, hai bên bờ sông tương đối bằng phẳng rất thuận tiện cho việc vận chuyển vật liệu, máy móc thi công cũng như việc tổ chức xây dựng cầu. - Sông cấp V (chiều rộng khổ thông thuyền 25m) và khẩu độ cầu Lo=188 m. 3.2. Điều kiện địa chất - Địa chất ở khu vực xây dựng cầu được chia thành 3 lớp khá rõ rệt: + Lớp bùn cát dày 0,8m + Lớp cát hạt vừa (e=0,6) dày 4m + Lớp cát lẫn sỏi sạn (e=0,2) dày vô cùng 3.3. Điều kiện khí hậu - thuỷ văn 3.3.1. Điều kiện khí hậu - Khu vực xây dựng tuyến thuộc vùng khí hậu hay thay đổi, nhiệt độ trung bình quanh năm khoảng 27oC. Vào mùa hè nhiệt độ cao nhất có thể lên tới 38 oC. Giai đọan từ tháng 2 tới tháng 9 nắng kéo dài, ít có mưa, nên thuận lợi cho việc thi công cầu. - Vào mùa đông thường có gió mùa đông bắc làm nhiệt độ giảm và thường có mưa kéo dài, nhiệt độ trung bình 15-20oC. Độ ẩm : 90%. - Ngoài các yếu tố nói trên các đều kiện tự nhiên còn lại không ảnh hưởng nhiều đến việc xây dựng cầu. 3.3.2. Điều kiện thuỷ văn - Khu vực này thuộc hạ lưu sông nên mực nước thay đổi ít vào các mùa. - Các số liệu thuỷ văn : + Mực nước cao nhất : 33,35 m. + Mực nước thông thuyền: 31,60 m. + Mực nước thấp nhất: 27,90 m. - Sông có tàu thuyền qua lại phục vụ cho việc đánh bắt hải sản và vận chuyển hàng hoá nhỏ trong vùng. Cấp thông thuyền của sông 020/L là cấp V. - Tình hình xói lở: do dòng sông không uốn khúc và chảy khá êm nên tình hình xói lở hầu như không xảy ra. 3.4. Điều kiện dân cư, văn hóa, xã hội - Dân cư đa số là dân tộc kinh, sống chủ yếu bằng ngề trồng trọt,chăn nuôi và một số kinh doanh nhỏ. Phân bố dọc xung quanh 2 bên bờ sông nhưng không quá gần bờ nên tận dụng được nguồn lao động địa phương, và thuận lợi cho việc bố trí lán trại,vật liệu, máy móc, thi công. 3.5. Điều kiện cung ứng vật liệu, máy móc nhân lực 3.5.1. Nguyên vật liệu 2 - Vật liệu đá dăm: Các loại đá dăm với các kích thước theo tiêu chuẩn được khai thác tại các mỏ đá trên địa bàn và được tập kết tại các xí nghiệp hoặc mỏ khai thác như: Xí nghiệp SXVL XD thuộc Cty CPXDCTGT Kiến Giang; Mỏ đá Sơn Thủy; Cty CP Khoáng sản Lô ôc Thủy. Đá được vận chuyển đến vị trí thi công bằng đường bộ một cách thuận tiện. - Vật liệu cát, sạn: Cát, sạn trên địa bàn được khai thác và tập kết tại các bãi ven sông, phân bố đều khắp trên các huyện như: Bãi tập kết cát sạn VLXD Sông Kiến Giang – Lê ô Thủy. Qua khảo sát, đánh giá chất lượng thì cát sạn ở bãi khai thác Sông Kiến Giang – Lê ô Thủy vừa gần vị trí thi công, vừa đảm bảo độ sạch, cường độ và số lượng nên ta chọn địa điểm này là nguồn cung cấp cát, sạn phục vụ cho thi công công trình. - Vật liệu thép: Các loại thép phổ biến trong xây dựng đều có mặt trên thị trường huyê nô Lê ô Thủy như :thép Thái Nguyên, Việt-Nhật, Việt-Úc…Qua khảo sát, đánh giá chất lượng và yêu cầu của chủ đầu tư, chọn sử dụng thép Thái Nguyên lấy nguồn từ Công ty TNHH Hoàng Nga, đây là tổng đại lý sắt thép của TISCO Thái Nguyên, Hòa Phát, DANA Ý tại Lê ô Thủy. - Xi măng: Trên địa bàn huyê ôn có nhiều chủng loại xi măng của các nhà sản xuất uy tín trong nước cũng như các sản phẩm trong tỉnh như: Xi măng Bỉm Sơn, Xi măng Sông Gianh, Xi Măng Trường Sơn, Xi Măng PCB được cung cấp bởi các xí nghiệp, đại lý trên địa bàn luôn luôn đáp ứng nhu cầu phục vụ xây dựng. 3.5.2. Nhân lực và máy móc thiết bị thi công - Nguồn nhân lực: Đơn vị thi công là Công ty CPXDCD Giang Sơn, nằm trên địa bàn huyện.Với kinh nghiệm nhiều năm trong nghề, đơn vị thi công đã từng thi công ở nhiều công trình tương tự đạt chất lượng và hoàn thành đúng tiến độ. Đội ngũ cán bộ kỹ thuật giàu kinh nghiệm, có trình độ và có khả năng quản lý tốt.Nguồn lao động địa phương dồi dào. - Thiết bị, máy móc và công nghệ thi công: Khả năng cung cấp máy móc, thiết bị thi công của đơn vị thi công khá đầy đủ.Có đủ khả năng để thi công mà không cần phải chọn đối tác. => Kết luận: Nhìn chung về VLXD, nhân lực, máy móc thiết bị thi công, tình hình an ninh tại địa phương khá thuận lợi cho việc thi công đảm bảo tiến độ đã đề ra. 3.6. Nguyên tắc thiết kế chung - Đảm bảo mọi chỉ tiêu kỹ thuật đã được duyệt. - Kết cấu phải phù hợp với khả năng và thiết bị của các đơn vị thi công. - Ưu tiên cho các phương án có tính kinh tế cao. - Quá trình khai thác an toàn và thuận tiện . 3.7. Đề xuất các phương án thiết kế sơ bộ 3 Trên cơ sở phân tích và đánh giá ở phần trên, ta đề xuất các phương án vượt sông như sau: 3.7.1. Phương án I: Cầu dầm liên tục BTCT ƯST 55+86+55m - Mô tả kết cấu phần trên: + Sơ đồ nhịp : Sơ đồ cầu liên tục 3 nhịp: 55+86+55 (m). + Tiết diện hình hộp BTCT Mác 500, chiều cao thay đổi từ 2,5m đến 5,0m. + Chân đế lan can tay vịn bằng BTCT cao 60cm, Mác250. Phần trên của lan can tay vịn làm bằng các ống thép tráng kẽm cao 60cm, đáp ứng yêu cầu về mặt mỹ quan. + Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép. + Các lớp mặt cầu gồm : Lớp BT nhựa dày 7,0cm. Lớp phòng nước dày 0,4cm. Lớp mui luyện dày 5,0cm. - Mô tả kết cấu phần dưới : + Dạng mố: Mố BTCT chữ U Mác 300. + Trụ: Dạng trụ đặc thân hẹp BTCT Mác 300 không có xà mũ. + Móng: Móng cọc khoan nhồi D =1m, BTCT Mác 300. Kích thước dự kiến là D = 1m; L = 16m cho mố M1; M2; và 28m cho trụ T1;T2 - Đường dẫn hai đầu cầu: + Lớp BTN mịn 8cm. + Lớp BTN rỗng 6cm. + Lớp CPĐD dày 18cm. + Lớp CP đất đồi K98 dày 30cm. + Nền đường được đắp từ đất đồi, lu lèn đến độ chặt K95. - Kiểm tra khẩu độ cầu :   LTK 0  Lcâu  2.Bmô  n.Btru  196  2.2  2.2  188m LTK 0  L0 TK 0 max( L ; L0 )  100%   Vậy đạt yêu cầu. 188  188 188  100%  0%  5% 3.7.2. Phương án II: Cầu dầm thép liên hợp bản BTCT 4 nhịp: 4 x 49 = 196m - Mô tả kết cấu phần trên: + Sơ đồ nhịp : 4x49 (m). + Chiều cao dầm thép 2,4m. Mặt cắt ngang có 5 dầm chính, khoảng cách giữa các dầm chủ là 2,0m. + Chân đế lan can tay vịn bằng BTCT cao 60cm, Mác250. Phần trên của lan can tay vịn làm bằng các ống thép tráng kẽm cao 60cm, đáp ứng yêu cầu về mặt mỹ quan. + Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép. + Các lớp mặt cầu gồm : Lớp BT nhựa dày 7,0cm. Lớp phòng nước dày 0,4cm 4 Lớp mui luyện dày 5,0cm. - Mô tả kết cấu phần dưới: + Dạng mố: Mố BTCT chữ U Mác 300. + Trụ: Dạng trụ đặc BTCT Mác 300 có xà mũ. + Móng: Móng cọc đóng BTCT Mác 300. Kích thước dự kiến là 40x40cm; L = 12m cho mố M1; M2; và 15m cho trụ T1;T2 và T3. - Đường dẫn hai đầu cầu: + Lớp BTN mịn 8cm. + Lớp BTN rỗng 6cm. + Lớp CPĐD dày 18cm. + Lớp CP đất đồi K98 dày 30cm. + Nền đường được đắp từ đất đồi, lu lèn đến độ chặt K95. - Kiểm tra khẩu độ cầu: L L TK 0  Lcâu  2.Bmô  n.Btru  196,3  2.1, 6  3.1, 6  188,3m TK 0  L0 max( LTK 0 ; L0 )  100%   Vậy đạt yêu cầu. 188,3  188 188,3  100%  0,16%  5% PHẦN I THIẾT KẾ SƠ BỘ  5 CHƯƠNG II THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU LIÊN TỤC BTCT DỰ ỨNG LỰC I. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH 1.1. Kết cấu thượng bộ - Kết cấu nhịp gồm 3 nhịp liên tục, nhịp chính dài 86 m và hai nhịp phụ dài 55m - Dầm cầu là dầm hộp BTCTDƯL, dạng thành đứng, bêtông dầm có cường độ 28 ngày f’c (mẫu hình trụ): 50 Mpa.Chiều cao dầm thay đổi từ 2,5-5,0m. - Các lớp mặt cầu: + Bê tông nhựa dày 70cm + Lớp phòng nước dày 0.4cm + Lớp mui luyện dày 5cm - Lan can tay vịn bằng ống thép tráng kẽm - Bố trí lỗ thoát nước bằng ống nhựa PVC 150 1.2. Kết cấu hạ bộ 1.2.1.Mố cầu - Mố chữ U cải tiến, thân mố bằng BTCT, đổ bê tông tại chỗ M300. - Móng mố: Dùng coc khoan nhồi. Kích thước dự kiến ban đầu là D = 1m; L = 16m - Dùng gối cao su bản thép 1.2.2. Trụ cầu 6 - Dùng trụ đặc thân hẹp bằng bê tông cốt thép, đổ bê tông tại chỗ M300 - Móng trụ: Dùng cọc khoan nhồi. Kích thước dự kiến ban đầu là D = 1m; L = 28m - Dùng gối cao su bản thép 1/2 MÀÛ T CÀÕ T DOÜ C TIM CÁÖ U TL:1/200 19600/2 19600/2 II 50 200 5 200 200 III I II 300 +34.35 +28.95 250 500 200 100 300 MNTN: +27.90 175 200 125 300 175 +24.55 175 200 175 125 300 125 125 +14.95 M2 8COÜ C KHOAN NHÄÖ I D=1m, L=28m 8COÜ C KHOAN NHÄÖ I D=1m, L=28m -2.45 34.00 33.17 9.10 222.35 191.38 10.00 213.25 11.87 203.25 16.62 33.17 32.85 31.19 13.96 159.50 13.96 145.54 14.16 29.22 25.69 27.76 11.25 131.38 91.12 69.71 9.89 120.13 19.12 110.24 12.03 27.45 25.58 24.54 27.25 9.38 79.09 16.67 53.04 12.71 40.33 12.50 27.14 27.14 29.84 31.30 12.50 27.83 13.54 15.33 11 1.79 9 TÃNCOÜ C 32.44 33.37 8 10 -0.45 T2 T1 175.12 M1 K/C CÄÜ NGDÄÖ N (m) +29.95 125 +13.95 MSS:0.00m KHOAÍNGCAÏCHLEÍ(m) 200 50 300 6COÜ C KHOANNHÄÖ I D=1m, L=16m CAÏTLÁÙ NSOÍISAÛ N (e=0.2) DAÌY VÄ CUÌNG CAOÂÄÜTÆÛNHIÃN (m) 100 200 +26.55 6COÜ C KHOANNHÄÖ I D=1m, L=16m 3 410 +35.75 125 125 250 125 250 50 200 700 CAÏT HAÛ T VÆÌA(e=0.6) DAÌY 4m MNTT:+31.60 50 400 2 200 MNCN:+33.35 I +34.35 50 5 100 420 III 250 BUÌNCAÏTDAÌY 0.8m 50 1 140 +38.25 +35.75 520 CAÏC LÅÏP ÂËA CHÁÚ T: - BTNC12.5DAÌY 8cm - BTNC19 DAÌY 6cm - BAÍN GIAÍM TAÍI 20cm - CPÂD LOAÛ II, Dmax 25DAÌY 18cm - NÃÖ N ÂÀÕ P K98 5500 +40.19 200 200 3BAÍN GIAÍMTAÍI BTCTf ,c=30MPa i=10%, KT(3x3x0.2)m 460 100 HÄÜLAN MÃÖ M 8600 100 1/2 CHÊNHDIÃÛ NCÁÖ U TL:1/200 5500 Hình 2. 1. Mă ăt cắt dọc cầu MÀÛ T CÀÕ T THEOPHÆÅNGNGANGCÁÖ U TL:1/50 1050 100 25 350 25 100 350 60 60 50 1/2 MÀÛ T CÀÕ T II-II 25 160 60 400 60 20 20 25 275 350 50 600 50 125 250 1150/2 10 80 20 100 30 100 100 275 1050/2 +34.05 100 50 25 50 25 50 25 30 40 20 20 40 500 150 60 250 250 25 30 150 50 25 20 100 20 25 1525 - BTNC 12.5 DAÌY 7cm - LÅÏP PHOÌNGNÆÅÏC DAÌY 0.4cm 125 +27.05 50 hd=11m 1/2 MÀÛ T CÀÕ T I-I +28.95 250 1150/2 450 +24.55 125 300 125 150 +13.95 -2.45 MC ngang tại giữa nhịp MC ngang tại trụ Hình 2. 2. Mă ăt cắt ngang cầu II. TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH 2.1. Tính toán khối lượng kết cấu nhịp 2.1.1. Tỉnh tải giai đoạn I (DC) Phương trình đường cong biên trên và biên dưới đáy dầm - Kết cấu nhịp : Gồm 3 nhịp liên tục có sơ đồ như sau : 55 + 86 + 55 = 196 (m) 4100 9@4000 O(0;0) Y K8 S7 K7 S6 K6 S5 K5 S4 K4 S3 K3 S2 K2 S1 S0 SÂT X K1 K0 H0 K9 S8 Y=H0 - H0.5 S9 200 H0.5 S10 600 Hình 2. 3. Hệ tọa độ gắn vào phương trình đường cong dầm - Lấy gốc tọa độ như hình vẽ: Gốc tọa độ giữa nhịp, trục Oy hướng xuống. * Biên dưới của bản đáy dầm là đường cong parabol có phương trình: 7 yd = a1.x2 + b1.x+c1 (I-1) - Xác định các hệ số: + Tại vị trí x = 0; y = 0:  c1 = 0 + Tại vị trí cực trị: x = 0; y’= 0  2.a1.x + b1 = 0  b1 = 0 + Tại vị trí x = Ln= 40,5; y = H0 - H0,5  H0 - H0.5 = a1.(Ln)2  a1  H 0  H 0,5 ( Ln ) 2  5  2,5 2  86    1  1 2   1, 487.103 - Thế vào phương trình (I-1) ta suy ra phương trình biên trên bản đáy dầm như sau: yid = 1,487.10-3. (xi)2 - Thay các giá trị xi =  ( K i 1  K i ) vào phương trình để tìm giá trị yi tương ứng. - Chiều cao dầm cần vẽ tại mặt cắt i tương ứng sẽ là: Hid = H0,5+yid Bảng 2. 1. Tọa độ (xi; yi) đường cong biên dưới tại vị trí các mặt cắt TT Mặt cắt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 S10 S9 S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0 Tọa độ xi (m) 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 41 Hi = H0,5 + yi (m) 2,500 2,524 2,595 2,714 2,881 3,095 3,357 3,666 4,023 4,427 5,000 yi (m) 0,000 0,024 0,095 0,214 0,381 0,595 0,857 1,166 1,523 1,927 2,500 * Biên trên của bản đáy dầm là đường cong parabol có phương trình: yt = a2.x2 + b2.x+c2 (I-2) - Xác định các hệ số: + Tại vị trí x = 0; y = 0:  c2 = 0 + Tại vị trí cực trị: x = 0; y’= 0  2.a2.x + b2 = 0  b2 = 0 + Tại vị trí x = Ln= 40,5; y = H0 - H0,5  H0 - H0.5 = a2.(Ln)2  a2  H 0  H 0,5 ( Ln ) 2  4, 4  2, 2 2  86    1  1 2   1,309.103 - Thế vào phương trình (I-2) ta suy ra phương trình biên trên bản đáy dầm như sau: yit = 1,309.10-3.(xi)2 - Thay các giá trị xi =  ( K i 1  K i ) vào phương trình để tìm giá trị yi tương ứng. - Chiều cao dầm cần vẽ tại mặt cắt i tương ứng sẽ là: Hit = H0,5+yit Bảng 2. 2. Tọa độ (xi;yi) đường cong biên trên tại vị trí các mặt cắt 8 Hi = H0,5+yi xi (m) yi(m) (m) 1 S10 0 0 2,200 2 S9 4 0,021 2,221 3 S8 8 0,084 2,284 4 S7 12 0,188 2,388 5 S6 16 0,335 2,535 6 S5 20 0,523 2,723 7 S4 24 0,754 2,954 8 S3 28 1,026 3,226 9 S2 32 1,340 3,540 10 S1 36 1,696 3,896 11 S0 41 2,200 4,400 - Từ phương trình biên trên và biên dưới của bản đáy dầm ta xác định được chiều dày của TT Mặt cắt Tọa độ đáy dầm và chiều cao của dầm thay đổi theo tọa đô ô x: + Hi = Hid (m) +  = Hid – Hit = 0,178.10-3. (xi)2 (m) - Sử dụng chương trình Midass 2011, Mô hình hóa và gán các thông số cho các mặt cắt đốt dầm (Các bước được trình bày cụ thể ở phần “PL1_mục I”); Ta có trọng lượng các đốt dầm như sau: Bảng 2. 3. Trọng lượng các đốt dầm Số Tên vật TL riêng TT Tên MC hiệu liệu (KN/m3) MC đỉnh 1 1 BT dầm 2.50E+01 trụ 2 MC HL 1 BT dầm 2.50E+01 MC trên 3 1 BT dầm 2.50E+01 mố S10'  S9' 4 1 BT dầm 2.50E+01 Chiều dài Diện tích Diện tích đốt trong ngoài 2 (m) (m ) (m2) TL từng đốt (KN) 4.00E+00 2.37E+01 1.21E+02 3.40E+03 2.60E+01 3.91E+02 6.59E+02 4.92E+03 2.00E+00 9.46E+00 5.07E+01 8.62E+02 4.00E+00 6.02E+01 1.01E+02 7.58E+02 5 S9'  S8' 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.05E+01 1.02E+02 7.67E+02 6 S8'  S7' 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.12E+01 1.03E+02 7.83E+02 9 S7'  S6' 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.22E+01 1.04E+02 8.07E+02 10 S6'  S5' 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.36E+01 1.05E+02 8.40E+02 11 S5'  S 4' 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.52E+01 1.07E+02 8.81E+02 12 S S ' 3 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.72E+01 1.09E+02 9.30E+02 13 S S ' 2 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.96E+01 1.12E+02 9.88E+02 14 ' 1 S S 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 7.23E+01 1.15E+02 1.05E+03 15 S S ' 0 1 BT dầm 2.50E+01 5.00E+00 9.46E+01 1.49E+02 1.42E+03 16 S0  S 1 1 BT dầm 2.50E+01 5.00E+00 9.46E+01 1.49E+02 1.42E+03 17 S1  S 2 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 7.23E+01 1.15E+02 1.05E+03 18 S2  S 3 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.96E+01 1.12E+02 9.88E+02 ' 4 ' 3 ' 2 ' 1 9 Chiều dài Diện tích Diện tích TL từng Số Tên vật TL riêng đốt trong ngoài đốt TT Tên MC hiệu liệu 3 2 2 (KN/m ) (m) (m ) (m ) (KN) 19 S3  S 4 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.72E+01 1.09E+02 9.30E+02 20 S 4  S 5 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.52E+01 1.07E+02 8.81E+02 21 S5  S 6 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.36E+01 1.05E+02 8.40E+02 22 S6  S 7 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.22E+01 1.04E+02 8.07E+02 23 S7  S 8 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.12E+01 1.03E+02 7.83E+02 24 S8  S 9 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.05E+01 1.02E+02 7.67E+02 25 S9  S 10 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.02E+01 1.01E+02 7.58E+02 26 S 10  S9 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.02E+01 1.01E+02 7.58E+02 27 S 9  S8 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.05E+01 1.02E+02 7.67E+02 28 S 8  S7 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.12E+01 1.03E+02 7.83E+02 29 S 7  S6 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.22E+01 1.04E+02 8.07E+02 30 S 6  S5 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.36E+01 1.05E+02 8.40E+02 31 S 5 S4 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.52E+01 1.07E+02 8.81E+02 32 S 4  S3 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.72E+01 1.09E+02 9.30E+02 33 S3  S 2 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.96E+01 1.12E+02 9.88E+02 34 S 2  S1 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 7.23E+01 1.15E+02 1.05E+03 35 S1  S0 1 BT dầm 2.50E+01 5.00E+00 9.46E+01 1.49E+02 1.42E+03 36 S0'  S1' 1 BT dầm 2.50E+01 5.00E+00 9.46E+01 1.49E+02 1.42E+03 37 S1'  S 2' 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 7.23E+01 1.15E+02 1.05E+03 38 S 2'  S3' 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.96E+01 1.12E+02 9.88E+02 39 S S ' 4 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.72E+01 1.09E+02 9.30E+02 40 S S ' 5 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.52E+01 1.07E+02 8.81E+02 41 S S ' 6 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.36E+01 1.05E+02 8.40E+02 42 S S ' 7 ' 3 ' 4 ' 5 ' 6 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.22E+01 1.04E+02 8.07E+02 43 S S ' 8 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.12E+01 1.03E+02 7.83E+02 44 S8'  S9' 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.05E+01 1.02E+02 7.67E+02 45 S9'  S10' 1 BT dầm 2.50E+01 4.00E+00 6.02E+01 1.01E+02 7.58E+02 ' 7 Tổng trọng lượng KCN (DC) 4.61E+04  Tổng trọng lượng tĩnh tải giai đoạn I là: DC = 46100 (KN) 2.1.2. Tĩnh tải giai đoạn II (DW) 2.1.2.1. Trọng lượng các lớp mặt cầu - Lớp BTN dày 7cm 10 - Lớp phòng nước dày 0,4cm - Lớp mui luyện dày 5cm Bảng 2. 4. Kết quả tính toán khối lượng lớp phủ mặt cầu: Chiều Blớp phủ Diện tích TLR Trọng lượng dày Lớp vật liệu (m) (m) (m2) (KN/m3) (KN/m) Lớp Bê tông nhựa 0,07 9,5 0,665 22,5 14,963 Lớp phòng nước 0,004 9,5 0,038 18 0,684 Tổng trọng lượng lớp phủ MC trên một mét dài DWpmc 15,647 2.1.2.2. Trọng lượng phần lan can, tay vịn - Cột lan can làm bằng đai thép cách nhau 2m, có kích thước dày   2mm , rộng 150mm - Tay vịn được làm bằng các ống INOX, đường kính 100, bề dày   2mm - Bệ đáy cột lan can : Kích thước 60x50 cm Lan can Ø150,ä=2mm 415 Tay vën Inox Ø100,ä=2mm 200 15 25 10 Bã täng 30 60 60 200 50 Hình 2. 4. Cấu tạo hệ thống lan can tay vịn Bảng 2. 5. Kết quả tính toán khối lượng lan can tay vịn: TT Tên cấu kiện Diện Thể tích V tích F (m2) (m3) TLR Trọng lượng Số lượng (KN/m3) (KN) (cái)  Trọng lượng (KN)  196   1.2  198 4,363 0,00047 0,00028072 78,50 0,022036   2   196  2 Tay vịn 0,00031 0,00062172 78,50 0,048805  19,132 .4  392  2  3 Bệ lan can 0,20 39,20 25,00 980,00 2,00 1960,00 Đèn chiếu 4 0,00085 0,0093258 78,50 0,732075 12,00 7,320753 sáng - Tổng trọng lượng toàn bộ lan can tay vịn trên toàn chiều dài cầu 196m 1990,815 (DWlc+tv+blc) - Trọng lượng lan can tay vịn trên 1m dài cầu là (KN/m) 10,157 1 Lan can * Cách tính diện tích các cấu kiện như sau: + Lan can: F  3,14 (0,152  0,1482 )  0, 000468m 2 4 + Tay vịn: F  3,14 (0,12  0, 0982 )  0, 000311m 2 4 11 + Bệ lan can: f  (0, 25.0,6)  0,3  0,1 .0, 25  0, 2m 2 2 + Đèn chiếu sáng: 3,14  0.196  0, 078   0.196  0, 078  F  0, 004     4  2 2    2 2  2   0, 00085m   Tổng trọng lượng tĩnh tải giai đoạn II là: DW = DWpmc+ DWlc+tv+blc = 15,647 + 10,157 = 25,804(KN/m) 2.2. Tính khối lượng trụ cầu (DCTrụ) - Trụ cầu thuộc loại trụ toàn khối bằng bê tông, vì trụ chỉ chịu nén dọc trục, nên cốt thép bố trí trong trụ mang hình thức cấu tạo, mục đích là để chống hiện tượng co ngót, từ biến tại bề mặt của trụ, trụ có kích thước cấu tạo như hình vẽ: - Cấu tạo trụ T1 và T2: 100 100 100 R100 700 100 600 700 100 20 20 100 125 200 175 250 250 175 125 1150 Hình 2. 5. Cấu tạo T1trụ T1 12 100 100 R100 700 100 400 500 100 20 100 20 100 125 175 1150 250 200 250 175 125 Hình 2. 6. Cấu tạo T2trụ T2 Bảng 2. 6. Tổng hợp khối lượng trụ T1 và T2 TT Trọng Trọng Số  Trọng lượng Bê lượng Bê lượng lượng CT tông tông Thể tích Cấu kiện (m3) I (KN) (cái) (KN) (KN) 1 2841,84 118,41 1 2 3795 9,6 6646,44 158,125 0,4 276,935 TRỤ T1 2 2 3,14.2 3,14.2 .7  .1  7.7.2  118, 41 2841,84 4 2.4 11,5.5,5.2,5  158,125 2 Bệ trụ 3795 3 Đá tảng 1.1.0,2 = 0,2 4,8 1 Thân trụ  Trọng lượng T1 (DCT1) II TRỤ T2 3,14.22 3,14.22 .5  .1  7.5.2  84,13 4 2.4 11,5.5,5.2,5  158,125 5 Bệ trụ 6 Đá tảng 1.1.0,2 = 0,2 4 Thân trụ  Trọng lượng T2 (DCT2) 2019,12 1 2019,12 84,13 3795 4,8 1 2 3795 9,6 158,125 0,4 242,655 5823,72 2.3. Tính khối lượng mố cầu (DCMố) - Mố cầu thuộc loại mố chữ U cải tiến, toàn khối bằng bê tông cốt thép, kích thước, cấu tạo của mố như hình vẽ: 13 50 30 950 50 30 100 20 100 400 520 680 100 20 40 20 20 20 50 60 100 460 50 50 200 100 200 1150 250 250 50 50 Hình 2. 7. Cấu tạo mố 1 (M1) 50 410 20 30 100 300 420 20 20 580 40 100 20 100 20 100 50 30 950 60 50 50 50 50 100 200 200 50 250 250 1150 Hình 2. 8. Cấu tạo mố 2 (M2) Bảng 2. 7. Tổng hợp khối lượng mố 1(M1) và mố 2(M2) TT Hạng mục Thể tích V (m3) 1 2 3 MỐ 1 Bệ mố 11,5.5,5.2,5 = 158,125 3795 0, 6  0,3 2,8.0,5  0,3  16,118 Tường đỉnh 386,82 2 1  6, 2  .(4, 6  2)  2.6, 7  .0,5  11,38 273,12 Tường cánh   2  Thân mố+Mũ mố 5 Bản giảm tải 4 6 Trọng TL Bê Số  TL Cốt tông lượng lượng Bê Thép tông (KN) (cái) (KN) (KN) Đá kê BGT 1 3795 158,125 1 386,82 16,1175 2 546,24 22,76 2.4.10,5 = 84 2016 1 2016 84 3.3.0,2 =1,8  0, 4  0, 2  .0, 2  .9  0,54  2  43,2 3 129,6 5,4 12,96 1 12,96 0,54 14 Thể tích V TT Hạng mục (m3) 7 1 2 3 4 5 6 7 Đá tảng  Trọng TL Bê Số  TL Cốt tông lượng lượng Bê Thép tông (KN) (cái) (KN) (KN) 1.1.0,2 = 0,2 4,8 Mố 1 (DCM1) MỐ 2 Bệ mố 11,5.5,5.2,5 = 158,125 3795 0, 6  0,3 2,8.0,5  0,3  16,118 Tường đỉnh 386,82 2 1  5, 2  .(4,1  2)  2.5, 7  .0,5  8,955 214,92 Tường cánh   2  Thân mố+Mũ 2.3.10,5 = 63 1512 mố Bản giảm tải 3.3.0,2 =1,8 43,2  0, 4  0, 2  .0, 2  .9  0,54 Đá kê BGT 12,96  2  Đá tảng 1.1.0,2 = 0,2 4,8  2 Mố 2 (DCM2) 9,6 0,4 6896,22 287,343 1 3795 158,125 1 386,82 16,1175 2 429,84 17,91 1 1512 63 3 129,6 5,4 1 12,96 0,54 2 9,6 0,4 6275,82 261,493 2.4. Tính toán và bố trí số lượng cọc cho mố trụ cầu 2.4.1. Tính áp lực tác dụng lên mố, trụ cầu Lực thẳng đứng tính toán tác dụng lên mố, trụ: A p = 1,25.DCbt + R tt Trong đó: - DCbt : Trọng lượng bản thân mố, trụ (KN) - Rtt : Lực thẳng đứng do tĩnh tải giai đoạn 1, 2 và hoạt tải tác dụng lên mố, trụ (KN) - Rtt = η.{(  DC .DC+  DW .DW). + nh.n.m.[(1+IM).Piyi + LL.+] + nh.2T.PL.+} + η = ηD.ηR.ηI  0,95: hệ số điều chỉnh tải trọng. +  = +--, là tổng diện tích đường ảnh hưởng tác dụng lên mố,trụ. +  DC  1, 25;  DW  1,5 khi >0; là các hệ số tải trọng +  DC  0,9;  DW  0, 65 khi <0; là các hệ số tải trọng + nh  1, 75 ; là hệ số vượt tải + n: Số làn xe + m: Hệ số làn xe + IM = 25%, hệ số xung kích; (1+IM) =1,25 + Pi, yi : Tải trọng trục bánh xe và tung độ đường ảnh hưởng tương ứng 15 + LL = 9,3KM/m; tải trọng làn thiết kế + PL = 2,2KN/m2: tải trọng đoàn người (KN/m) + + : Diện tích đường ảnh hưởng tương ứng chiều dài đặt tải (phần dương) * Chú ý: Theo nhiệm vụ đồ án tải trọng là 0,65HL93 - Để xác định áp lực lớn nhất tác dụng lên mố trụ ta sử dụng chương trình MIDAS/Civil 7.1.0 để tính toán. Các bước được trình bày cụ thể ở phần “PL1_mục I”. * Chạy chương trình và xuất ra các giá trị cần thiết Các trường hợp xếp tải bất lợi nhất lên đường ảnh hưởng đỉnh mố M1 (Mố M2 xếp đối xứng với mố M1 ở vị trí giữa nhịp) Hình 2. 9. Xếp xe tải thiết kế +TTL lên d.a.h phản lực mố 1 Hình 2. 10. Xếp xe tải hai trục +TTL lên d.a.h phản lực mố 1 Hình 2. 11. Xếp tải trọng người lên d.a.h phản lực mố 1 Các trường hợp xếp tải bất lợi nhất lên đường ảnh hưởng đáy bệ trụ T1 (Trụ T2 xếp đối xứng với trụ T1 ở vị trí giữa nhịp) Hình 2. 12. Xếp xe tải thiết kế +TTL lên d.a.h phản lực trụ T1 16 Hình 2. 13. Xếp xe tải hai trục +TTL lên d.a.h phản lực trụ T1 Hình 2. 14. Xếp 2 xe tải cách nhau 15m + TTL lên d.a.h phản lực trụ T1 Hình 2. 15. Xếp tải trọng người lên d.a.h phản lực trụ T1 - Kết quả phản lực lớn nhất của tổ hợp các loại tải trọng gây ra bất lợi nhất ở mố trụ là: + Tổ hợp 1: 1,25DC+1,5DW+1,75HL93K+1,75PL + Tổ hợp 2: 1,25DC+1,5DW+1,75HL93M+1,75PL + Tổ hợp 3: 1,25DC+1,5DW+0,9.1,75.HL93S+0,9.1,75LL+1,75PL (Chỉ xét trụ) Trong đó: + HK93K: Xe tải thiết kế + HL93M: Xe hai trục + HL93S: Hiệu ứng 90% của hai xe tải cách nhau tối thiểu 15m. * Chú ý: Riêng TH3, vì trong Midas không có phần khai báo hệ số xung kích cho trường hợp “2 xe tải cách nhau tối thiểu 15m” nên khi tổ hợp ta phải nhân thêm hệ số 1,25 vào mới có kết quả chính xác. Hình 2. 16. Giá trị phản lực lớn nhất do tổ hợp 1 gây ra tại đỉnh mố cầu 17 Hình 2. 17. Giá trị phản lực lớn nhất do tổ hợp 3 gây ra tại đáy bệ trụ cầu (Do không mô hình mố nên ta chỉ nhận được giá trị phản lực tại đỉnh Mố. Để có giá trị phản lực ở đáy bệ mố, ta phải lấy giá trị này cộng với 1,25DCbt .) TT Bảng 2. 8. Áp lực tác dụng lên mố, trụ cầu Ap 1,25.DCbt Vị trí (KN) (KN) ∑Ap (KN) 1 Mố 1 4799,5 1,25(6896,22+287,343) 13778,85 2 Trụ 1 42359,1 - 42359,10 3 Trụ 2 41288,4 - 41288,40 4 Mố 2 4799,5 1,25(6275,82+261,493) 12971,14 2.4.2. Tính toán sức chịu tải của cọc - Cọc bố trí cho mố, trụ cầu là cọc khoan nhồi đường kính d = 1,0 m, dự kiến chiều dài cọc ở mố là 16m và chiều dài cọc ở trụ là 28m. - Sức chịu tải dọc trục được chia làm 2 loại: + Sức chịu tải theo vật liệu (P vl) + Sức chịu tải theo đất nền (QR) - Sức chịu tải tính toán của cọc đóng được lấy: Ptt = min{Pvl, QR} 2.4.2.1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Pn= 0,85.[0,85.f'c.(Ap-Ast) +fy.Ast] (N) Trong đó: - f'c: cường độ chịu nén của BT cọc (Mpa), f'c = 30 Mpa - Ap: diện tích mũi cọc (mm2), Ap = 785000 mm2 - Ast: diện tích cốt thép chủ (mm2), dùng 18  20: Ast = 5652 mm2 - fy: giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa), fy = 420 Mpa Thay vào ta được: Pn = 0,85.[0,85.30.(785000-5652)+420.5652] = 18,910.106 (N) = 18910 (KN) - Sức kháng dọc trục tính toán: Pr =  .Pn (MN) Với: hệ số sức kháng mũi cọc,  = 0,75 18 Pr = 0,75.18910 = 14182,5 (KN) 2.4.2.2. Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền QR   Qn  qp .Q p  qs .Qs * Công thức tổng quát: Trong đó: - Qp : Sức kháng mũi cọc (N). - Qs : Sức kháng thân cọc (N). - q p : Sức kháng đợn vị mũi cọc (MPa). - qs : Sức kháng đợn vị thân cọc (Mpa). - Ap : Diê ôn tích mũi cọc (mm2). - As : Diê nô tích thân cọc (mm2). - qp : Hê ô số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc (10.8.3.4) - qs : Hê ô số sức kháng đối với sức kháng thân cọc (10.8.3.4) * Tính toán theo Reese và Wright 1977: - Tính sức kháng thân cọc: Qs  qs .A s (N) + qs = 0,028N , Với N  53 (10.8.3.4.2-1) + As = (3,14.d).li (mm2) - Tính sức kháng thân cọc: Q p  q p .A S (N) + q p = 0,064N ,Với N  60 (10.8.3.4.3-1) + Ap = 3,14.d2/4 (mm2) - Hệ số chiết giảm của nhóm cọc:   0, 7 (Kết quả đã được nội suy)( 10.8.3.9.3) - Trọng lượng bản thân cọc: W=Acọc.Lcọc( ( bt  10) (N)  Công thức tính sức chịu tải của cọc theo đất nền (đất rời) được viết lại: QR   (Q p  Qs )  W  0, 7( Ap .q p  As .qs )  W Lưu ý: Hai hệ số qp và qs trong TC 22TCN272-05 không quy định, tạm chấp nhận giá trị hai hệ số này bằng 1. Theo nghiên cứu của PGS.TS. Trần Đức Nhiệm và Th.S. Ngô Châu Phương_Trường ĐH Giao thông Vận tải thì độ tin cậy của công thức Reese và Wright 1977 so với kết quả thử tải tĩnh là 0,97673. a) Tính toán mố 1 Tính sức kháng thân cọc Bảng 2. 9. Bảng tính toán sức kháng thân cọc Vị Lớp đất trí Mố 2.(Cát 1 chặt vừa e=0,6) 3.(Cát lẫn sỏi sạn e=0,2) Độ sâu Hi Li Ni qs (Nhát búa (MPa)=(N/mm2) /300mm) 27 0,0756 (m) (m) 0 0 1,68 1,68 28 3,18 4,68 6,18 1,5 1,5 1,5 29 30 31 As Qs (mm2) (KN) 0 0 0,0784 5275200 413,576 0,0812 0,0840 0,0868 4710000 4710000 4710000 382,452 395,640 408,828 19 Vị Lớp đất trí Độ sâu Hi (m) Li Ni qs (Nhát búa (m) (MPa)=(N/mm2) /300mm) 1,5 32 0,0896 1,5 33 0,0924 1,5 34 0,0952 1,5 35 0,0980 1,5 36 0,1008 1,32 38 0,1064 7,68 9,18 10,68 12,18 13,68 15  Qs 4283,4624 Tính sức kháng mũi cọc - Theo Reese và Wright 1977: As Qs (mm2) (KN) 4710000 4710000 4710000 4710000 4710000 4144800 422,016 435,204 448,392 461,580 474,768 441,007 + Sức kháng ở mũi cọc được tính: Q p  q p .A p (N) Trong đó: q p = 0,064N , Với N  60 (10.8.3.4.3-1) = 0,064.38 = 2,432 (MPa) = 2432(KN/m2) Ap= 3,14.12/4 = 0,785 (m2)  Q p  q p .A p = 2432.0,785 = 1909,12 (KN) Tính trọng lượng bản thân cọc: W= Acọc.Lcọc ( bt  10) = 3.14.12 .15.(25  10)  176, 625 (KN) 4 Tổng sức kháng của cọc: QR  0, 7(Q p  Qs )  W  0,7(1909,12  4283, 4624)  176, 625  4158,183 (KN) b) Tính toán trụ T1 Tính sức kháng thân cọc Bảng 2. 10. Bảng tính toán sức kháng thân cọc 20
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan