PHẦN 1
THIẾT KẾ SƠ BỘ
(25%)
PA1: -THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT ƯST NHỊP 7x32m
PA2: -THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM THÉP LIÊN HỢP NHỊP 5x42m
PA3:-THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU GIÀN THÉP NHỊP 3x70m
TRẦN VĂN HỢP
Trang 1
PHẦN 1: THIẾT KẾ SƠ BỘ
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU QUA SÔNG LTC06
1.1. Quy hoạch tổng thể xây dựng phát triển tỉnh Quảng Bình
1.1.1. Vị trí địa lý chính trị
Cầu qua sông LTC06 thuộc địa phận tỉnh Quảng Bình. Công trình cầu LTC06 nằm
trên tuyến đường nối trung tâm thị xã với một vùng có nhiều tìm năng trong chiến lược
phát triển kinh tế của tỉnh, tuyến đường này là một trong những cửa ngõ quan trọng nối
liền hai trung tâm kinh tế, chính trị.
Khu vực xây dựng cầu là vùng đồng bằng, bờ sông rộng và bằng phẳng, dân cư tương
đối đông. Cầu nằm trên tuyến đường chiến lược được làm trong thời kỳ chiến tranh nên
tiêu chuẩn kỹ thuật thấp, không thống nhất. Mạng lưới giao thông trong khu vực còn rất
kém.
1.1.2. Dân số đất đai và định hướng phát triển
Công trình cầu nằm cách trung tâm thị xã 4 km nên dân cư ở đây sinh sống tăng nhiều
trong một vài năm gần đây, mật độ dân số tương đối cao, phân bố dân cư đồng đều. Dân
cư sống bằng nhiều nghề nghiệp rất đa dạng như buôn bán, kinh doanh các dịch vụ du
lịch. Bên cạnh đó có một phần nhỏ sống nhờ vào nông nghiệp.
Vùng này có cửa biển đẹp, là một nơi lý tưởng thu hút khách tham quan nên lượng xe
phục vụ du lịch rất lớn. Mặt khác trong vài năm tới nơi đây sẽ trở thành một khu công
nghiệp tận dụng vận chuyển bằng đường thủy và những tiềm năng sẵn có ở đây.
1.2. Thực trạng và xu hướng phát triển mạng lưới giao thông
1.2.1. Thực trạng giao thông
Một là cầu qua sông LTC06 đã được xây dựng từ rất lâu dưới tác động của môi
trường, do đó nó không thể đáp ứng được các yêu cầu cho giao thông với lưu lượng xe cộ
ngày càng tăng.
Hai là tuyến đường hai bên cầu đã được nâng cấp, do đó lưu lượng xe chạy qua cầu bị
hạn chế đáng kể
1.2.2. Xu hướng phát triển
Trong chiến lược phát triển kinh tế của tỉnh vấn đề đặt ra đầu tiên là xây dựng một cơ
sở hạ tầng vững chắc trong đó ưu tiên hàng đầu cho hệ thống giao thông.
1.3. Nhu cầu vận tải qua sông LTC06
Theo định hướng phát triển kinh tế của tỉnh thì trong một vài năm tới lưu lượng xe
chạy qua vùng này sẽ tăng đáng kể.
1.4. Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng cầu qua sông LTC06
Qua quy hoạch tổng thể xây dựng và phát triển của tỉnh và nhu cầu vận tải qua sông
LTC06 nên việc xây dựng cầu mới là cần thiết. Cầu mới sẽ đáp ứng được nhu cầu giao
thông ngày càng cao của địa phương. Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho các ngành kinh tế
phát triển đặc biệt là ngành dịch vụ du lịch.
TRẦN VĂN HỢP
Trang 2
Cầu LTC06 nằm trên tuyến quy hoạch mạng lưới giao thông quan trọng của tỉnh
Quảng Bình. Nó là cửa ngõ, là mạch máu giao thông quan trọng giữa trung tâm thị xã và
vùng kinh tế mới, góp phần vào việc giao lưu và phát triển kinh tế, văn hóa xã hội của
tỉnh.
Về kinh tế: phục vụ vận tải sản phẩm hàng hóa, nguyên vật liệu, vật tư qua lại giữa hai
khu vực, là nơi giao thông hàng hóa trong tỉnh.Việc cần thiết phải xây dựng cầu mới là
cần thiết và cấp bách nằm trong quy hoạch phát triển kinh tế chung của tỉnh.
1.5. Đặc điểm tự nhiên nơi xây dựng cầu
1.5.1. 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.
1.5.2. Khí hậu
Khu vực xây dựng cầu có khí hậu nhiệt đới gió mùa. Thời tiết phân chia rõ rệt theo
mùa, lượng mưa tập trung từ tháng 9 đến tháng 1 năm sau. Ngoài ra ở đây còn chịu ảnh
hưởng trực tiếp của gió mùa đông bắc vào những tháng mưa, độ ẩm ở đây tương đối cao
do gần cửa biển.
1.5.3. Thủy văn
Các số liệu đo đạc thủy văn cho thấy chế độ thủy văn ở khu vực này ổn định, mực
nước chênh lệch giữa hai mùa: mùa mưa và mùa khô là tương đối lớn, sau nhiều năm
khảo sát đo đạc ta xác định được:
MNCN: +7.1m.
MNTT: +3.2m
MNTN: +1.5m
1.5.4. Địa chất
Trong quá trình khảo sát đã tiến hành khoan thăm dò địa chất và xác định được các lớp
địa chất như sau:
Lớp 1: Sét .
Lớp 2: Cát hạt mịn.
Lớp 3: Cát hạt thô dày vô cùng.
1.5.5. Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu
Vật liệu đá: vật liệu đá được khai thác tại mỏ gần khu vực xây dựng cầu. Đá được vận
chuyển đến vị trí thi công bằng đường bộ một cách thuận tiện. Đá ở đây đảm bảo cường
độ và kích cỡ để phục vụ tốt cho việc xây dựng cầu.
Vật liệu cát: cát dùng để xây dựng được khai thác gần vị trí thi công, đảm bảo độ sạch,
cường độ và số lượng.
TRẦN VĂN HỢP
Trang 3
Vật liệu thép: sử dụng các loại thép trong nước như thép Thái Nguyên,… hoặc các loại
thép liên doanh như thép Việt-Nhật, Việt-Úc…Nguồn thép được lấy tại các đại lý lớn ở
các khu vực lân cận.
Xi mămg: hiện nay các nhà máy xi măng đều được xây dựng ở các tỉnh thành luôn đáp
ứng nhu cầu phục vụ xây dựng. Vì vậy, vấn đề cung cấp xi măng cho các công trình xây
dựng rất thuận lợi, luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu cầu công trình đặt ra.
Thiết bị và công nghệ thi công: để hòa nhập với sự phát triển của xã hội cũng như sự
cạnh tranh theo cơ chế thị trường thời mở cửa, các công ty xây dựng công trình giao
thông đều mạnh dạn cơ giới hóa thi công, trang bị cho mình máy móc thiết bị và công
nghệ thi công hiện đại nhất đáp ứng các yêu cầu xây dựng công trình cầu.
Nhân lực và máy móc thi công: hiện nay trong tỉnh có nhiều công ty xây dựng cầu
đường có kinh nghiệm trong thi công. Về biên chế tổ chức thi công các đội xây dựng cầu
khá hoàn chỉnh và đồng bộ. Cán bộ có trình độ tổ chức và quản lí, nắm vững về kỹ thuật,
công nhân có tay nghề cao, có ý thức trách nhiệm cao. Các đội thi công được trang bị
máy móc thiết bị tương đối đầy đủ. Nhìn chung về vật liệu xây dựng, 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.
1.6. Các chỉ tiêu kỹ thuật để thiết kế cầu và giải pháp kết cấu
1.6.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật
Việc tính toán và thiết kế cầu dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật sau:
- Quy mô xây dựng: vĩnh cửu.
- Tải trọng: đoàn xe 0.5HL -93 và đoàn người 300 daN/m2.
- Khổ cầu B= 10.5+ 2 1.5(m)
- Khẩu độ cầu: L0=210(m).
- Độ dốc ngang : 2%.
- Sông thông thuyền cấp: Cấp VI
1.6.2. Kết cấu nhịp
Từ các chỉ tiêu kỹ thuật, điều kiện địa chất, điều kiện thủy văn, khí hậu, căn cứ vào
khẩu độ cầu,… như trên ta có thể đề xuất các loại kết cấu như sau:
Phương án 1: Cầu dầm giản đơn BTCT ƯST dầm chữ I 7 nhịp: 7 x 32 = 224m
Phương án 2: Cầu dầm thép liên lợp 5 nhịp: 5 x 42 = 210m
Phương án 3: Cầu giàn thép 3 nhịp: 3 x 70=210m
1.6.2.1. Phương án 1: Cầu BTCT ƯST dầm chữ I nhịp: 7 x 32m = 224m
Yêu cầu :
L
tt
0
L0
yc
tt
yc
5%
max( L0 , L0 )
Trong đó :
TRẦN VĂN HỢP
Trang 4
L0 yc = 210 m: Khẩu độ tĩnh không yêu cầu.
L 0 tt : Khẩu độ tĩnh không thực tế của cầu.
tt
L0 L0i li bi btr bph
loi : Tổng chiều dài tĩnh không của các nhịp ứng với mực nước cao nhất.
li : Tổng chiều dài các nhịp tính theo tim trụ.
bi: Tổng chiều dài tĩnh không ứng với mực nước cao nhất do trụ chiếm chỗ.
btr,bph: Phần ăn sâu của công trình (mố, mô đất hình nón trước mố,..) vào tĩnh
không tại mực nước cao nhất ở mố trái và mố phải tính tới đầu kết cấu nhịp.
Khẩu độ cầu :
L
tt
0
7 32 8 0,05 1,6 6 1 2 212,8m
Ltt0 L0yc
L0yc
100%
212.8 210
210
100% 1.3% 5%
Vậy đạt yêu cầu.
Kết cấu nhịp:
- Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu gồm 7 nhịp: 7 x 32(m).
- Dầm giản đơn BTCT ƯST tiết diện chữ I có f’c = 40Mpa chiều cao dầm chủ 1,6m.
- Mặt cắt ngang có 6 dầm chủ, khoảng cách giữa các dầm chủ là 2,3 m.
- Lan can tay vịn bằng BTCT và dãy phân làn, đáp ứng yêu cầu về mặt mỹ quan.
- Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép.
- Bố trí các lỗ thoát nước =100 bằng ống nhựa PVC
- Các lớp mặt cầu gồm:
+Lớp BTN hạt mịn dày 7cm tạo mui luyện 2%.
+Lớp phòng nước dày 0,4cm.
Kết cấu mố trụ:
-Kết cấu mố:
Hai mố chữ U cải tiến bằng BTCT có f’c=30Mpa. Móng mố dùng móng cọc
đóng có KT:35x35cm ,bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 14m (mố M1 và
M2).
Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 125 300 20cm. Gia cố 1/4
mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M10 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày 10cm; tiết diện
70 50cm.
-Kết cấu trụ:
TRẦN VĂN HỢP
Trang 5
Trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30Mpa. Móng trụ dùng
móng cọc đóng có KT:35x35cm, bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 15m
(trụ T1, T2, T3,T4,T5,T6).
1.6.2.2. Phương án 2: Cầu dầm thép liên hợp 5 nhịp: 5x42m= 210m
Khẩu độ cầu :
L
tt
0
5 42 6 0.1 1.8 4 1 2 201.4m
Ltt0 L0yc
L0yc
100%
201.4 210
210
100% 4.9 5%
Vậy đạt yêu cầu.
Kết cấu nhịp:
- Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu gồm 5 nhịp: 5 x 42(m).
- Dầm thép liên hợp chiều cao dầm chủ 1,57m.
- Mặt cắt ngang có 6 dầm chủ, khoảng cách giữa các dầm chủ là 2,3 m.
- Lan can tay vịn bằng BTCT và dãy phân làn, đáp ứng yêu cầu về mặt mỹ quan.
- Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép.
- Bố trí các lỗ thoát nước =100 bằng ống nhựa PVC
- Các lớp mặt cầu gồm:
+Lớp BTN hạt mịn dày 7cm tạo mui luyện 2%.
+Lớp phòng nước dày 0,4cm.
Kết cấu mố trụ:
-Kết cấu mố:
Hai mố chữ U cải tiến bằng BTCT có f’c=30Mpa. Móng mố dùng móng cọc
đóng có KT:35x35cm ,bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 14m (mố M1 và
M2).
Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 125 300 20cm. Gia cố 1/4
mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M10 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày 10cm; tiết diện
70 50cm.
-Kết cấu trụ:
Trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30Mpa. Móng trụ dùng
móng cọc đóng có KT:35x35cm, bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 15m (trụ
T1, T2,T3,T4).
1.6.2.3. Phương án 3: Cầu giàn thép nhịp: 3 x 70m = 210m
Khẩu độ cầu :
L0 = 3x70=210+(4x0,1) –(2x2)-(2x1)= 204.4m.
tt
TRẦN VĂN HỢP
Trang 6
Ta có:
Ltt0 L0yc
tt
0
yc
0
max L , L
x100%
204.4 210
210
x100% 2.6% 5%
Vậy đạt yêu cầu.
Kết cấu nhịp:
- Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu gồm 3 nhịp giàn thép: 3 x 70(m).
- Dàn thép gồm 10 khoan với d = 6,5m, chiều cao dàn chủ h = 8,0m.
- Mặt cắt ngang có 6 dầm dọc phụ, khoảng cách giữa các dầm chủ là 1,6 m.
- Bản mặt cầu bằng BTCT f’c = 30Mpa dày 20cm
- Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép.
- Các lớp mặt cầu gồm:
+Lớp BTN hạt mịn dày 7cm tạo mui luyện 2%.
+Lớp phòng nước dày 0,4cm.
Kết cấu mố trụ:
-Kết cấu mố:
Hai mố chữ U cải tiến bằng BTCT có f’c=30Mpa. Móng mố dùng móng cọc
đóng có KT:35x35cm ,bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 15m (mố M1 và
M2).
Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 114 300 20cm. Gia cố 1/4
mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M10 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày 10cm; tiết diện
70 50cm.
-Kết cấu trụ:
Trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30Mpa. Móng trụ dùng
móng cọc đóng có KT:35x35cm, bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 15m (trụ
T1,T2).
TRẦN VĂN HỢP
Trang 7
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1
CẦU DẦM BTCT ƯST NHỊP GIẢN ĐƠN 7x32M
2.1. Bố trí chung phương án 1
Kết cấu nhịp : Gồm 7 nhịp giản đơn có sơ đồ như sau :
7 x 32m = 224(m).
Theo phương dọc cầu :
22430
5
5
3200
5
3200
5
3200/2
3200/2
5
3200
5
3200
5
3200
5
200 175
200 175
200
200
200 175
200
200
200
200 200
430
200
200
90
90
-1.76m
150
45
300 105
45
105 300
45
105
45
105 300
40
40
+8.08m
150
495
+8.59m
20
50
50
90
90
90
-2.20m
45
105
90
90
-2.20m
90
125 125
50
90
0.00
-1.76m
45
105
45
45
105 300 105
+3.58m
150
120
700
800
MNTN:1.50
-1.31m
150
90
-1.31m
150
160
300
140
+9.14m
20
120
MNTT:3.20
900
900
800
MNTC:1.50
90
0.00
45
105
160
120
150
90
LÅÏP 2 : CAÏTHAÛTMËNDAÌY 4m
2%
20
120
150
LÅÏP 1 : SEÏT 4m
+9.69m
20
80 60
20
MNCN:7.1
140
160
140
CÂDD =10.05m
+9.69m
20
80 60
20
80 60
140
160
80 60
140
2%
+9.14m
20
20
120
700
50
27COÜCBTCT 35X35cm
160
20
120
+3.58m
150
125 125
+8.59m
20
150
20
50
50
MÄ ÂÁÚTHÇNHNOÏN
ÂAÏHÄÜC XÁY VÆÎA M10,daìy25cm
350
50
160
140
300
495
+8.08m
80 60
: 1.
25
80 60
100
10
30 300
1
I
200
3200
I
COÜCDÁÙN VAÌOCÁÖU
(15x15x60)CM BTCTM20
45
105
45
300 105
45
300 105
27COÜCBTCT 35X35cm
LÅÏP 3 : CAÏT HAÛTTHÄ DAÌY VÄ CUÌNG
f'c =30MPa, L= 15m
f'c =30MPa, L= 15m
-10.92m
-10.92m
21COÜCBTCT 35X35cm
21COÜCBTCT 35X35cm
f'c =30MPa, L= 15m
21COÜCBTCT 35X35cm
f'c =30MPa, L= 15m
21COÜCBTCT 35X35cm
-15.80m
21COÜCBTCT 35X35cm
f'c =30MPa, L= 15m
f'c =30MPa, L= 15m
-16.26m
-16.70m
21COÜCBTCT 35X35cm
f'c =30MPa, L= 15m
f'c =30MPa, L= 15m
-15.80m
-16.26m
-16.70m
Hình 1.1:Theo phương dọc cầu
2.1.1. Tính toán khối lượng sơ bộ cho các hạng mục công trình.
2.1.2. Tính toán khối lượng kết cấu nhịp:
Dầm BTCT DƯL dài 32m. Mặt cắt ngang gồm 6 dầm chử I đặt cách nhau 230cm. Bố trí
như hình vẽ :
1450
1050
525
25
20
+11.97m
LÅÏP BÃ TÄNG NHÆÛ
A CHÀÛ
T DAÌY 7.0CM
LÅÏP PHOÌNG NÆÅÏC DAÌY 0.4CM
BAÍN MÀÛ
T CÁÖ
U DAÌY 20CM
20
50
12
8
170
8
12
12
40
2%
25
40
35
2%
150
100
525
15 25 15
25
35
150
100
15 25 15
25
10
160
160
30
60
20
25
1:
25
25
60
60
100
60
1.2
5
140
65
60
100
115
230
60
100
230
60
100
100
230
60
100
230
230
150
300
80
50
880/2
250
1450/2
720/2
50
150
700
+5.08 m
1550/2
+3.58m
0.05 m
50
150
-10.92m
980/2
230
230
230
85
-1.31m
-15.80m
52
125
125
125
Hình 1.2:Cấu tạo mặt cắt ngang cầu
TRẦN VĂN HỢP
Trang 8
12
10
12
12 8
10
80
60
4
10
30
160
60
25 20
20
160
83
20
60
Hình 1.3: Mặt cắt ngang đoạn giữa dầm chủ và đoạn đầu dầm
245
140 75
30
- Dầm chủ: Gồm 6 dầm chính, tiết diện chữ I, khoảng cách giữa các dầm là 2.3m.
+ Chiều cao dầm : h dc = 1.6(m)
+ Bản mặt cầu dày : bbmc =20(cm)
- Bản mặt cầu:Fmc =0.2*32*14.5+0,08*0,28*32 = 93,5m3
- Trong lượng bản mặt cầu:Gmc=93,5*25=2337,5(kN)=73 (kN/m)
-Trọng lượng tấm đan:
200
200
170
8
Hình 1.4: Tấm đan
TRẦN VĂN HỢP
Trang 9
Gtd=2*1,7*0.08*80*25=54,4(kN)=1,7 (kN/m)
DCtd = 54,4
- Dầm ngang: Gồm 6 dầm ngang bố trí theo cấu tạo.
+ 2 dầm ngang tại gối, 3 dầm giữa nhịp có :
Chiều cao dầm ngang h dn =1.52(m)
Bề dày bdn = 0,2(m)
Chiều dài ldn =1.7(m)
+ 3 dầm giữa nhịp có :
Chiều cao dầm ngang h dn =1,27(m)
Bề dày bdn = 0,2(m)
Chiều dài ldn =1.7(m)
12
150
4
1212
150
136
127
83
20
20
152
10
30
170
20
170
Hình 1.5: Mặt cắt dầm ngang đoạn giữa nhịp và dầm ngang đoạn đầu dầm
* Diện tích các đoạn trên dầm chủ:
- Đầu dầm : Fdc =0,6.1,6 + 2.((0,12+0,16)/2).0.1= 0.98 m2.
- Giữa dầm :
Fdc=
1
1
2
0.32 0.8 2 0.1 0.08 2 2 0.3 0.12 0.63 0.2 0.45 0.6 2 2 0.2 0.2 0.39m
-
Đoạn vuốt: Fdc = 0.98+0.39/2 = 0.685m2.
* Diện tích dầm ngang.
1
2
- Tại gối : Fdn = 1.7 1.52 2 0.12 0.1 2 0.1 0.04 2.55m 2 .
TRẦN VĂN HỢP
10
Trang
- Tại giữa nhịp :
1
2
1
2
Fdn = 1.27 1.7 2 0.2 0.2 2 0.3 0.12 2 0.12 0.3 2.011m 2
Bảng1.1: Tổng hợp khối lượng dầm 32 m
TT
Hạng mục
tính toán
Đơn vị
Công thức tính
Khối
lượng
1
Dầm chủ
1.1
Bê tông đoạn đầu dầm
KN
0.98*1.7*2*25
83.33
1.2
Bê tông đoạn vuốt
KN
0.685*0.75x2*25
25.68
1.3
Bê tông đoạn giữa dầm
KN
0.39*[(32-(2x1.7)+(2*0.75)]*25
264.22
Bê tông toàn dầm
KN
1.7
Cốt thép trong dầm
KN
1*(373.23/25)
14.92
2
Dầm ngang
2.1
Giữa nhịp(V1)
KN
2.011*0.2*25
10.05
2.2
Tại gối(V2)
KN
2.55*0.2*25
12.75
2.3
Bê tông dầm ngang
KN
4x(3V1+2V2)
228
2.4
Cốt thép dầm ngang
KN
4x(3V1+2V2)/25*1
9.12
373.23
2.2. Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu
2.2.1. Trọng lượng các lớp mặt cầu:
- Lớp bê tông nhựa dày 7,0cm : DWbtn = 0.07x14.5x22.5 = 22.83 (KN/m)
- Lớp phòng nước dày 0,4cm : DWpn = 0.004x14.5x18 = 1.04 (KN/m)
DWmc = 23.87 (KN/m).
2.2.2. Trọng lượng phần lan can, tay vịn, gờ chắn bánh xe:(xem hình vẽ)
2.2.3. Trọng lượng phần lan can, tay vịn :
- Cấu tạo lan can tay vịn như sau:
20
20
15
10
10
220
25
20
180
100
120
15
20
TRẦN VĂN HỢP
11
Trang
Hình 2.1: Cấu tạo và kích thước lan can tay vịn
180
20
180
35
20
25
Hình 2.2: Cấu tạo và kích thước gờ chắn bánh
Ta bố trí các cột lan can trên 1 nhịp 32 m với khoảng cách 2,0 m,. Vậy toàn nhịp có
2.17=34 cột.
- Khối lượng các cấu kiện như bảng dưới đây:
Bảng 1.2: Khối lượng các cấu kiện
STT
Hạng mục
tính toán
Đơn
vị
1
Bê tông trụ Lan can
KN
2
Bê tông Tay vịn
3
Bê tông đế lan can
4
Gờ chắn bánh
Bê tông lan can, tay vịn,
gờ chắn bánh
Cốt thép lan can, tay
vịn, gờ chắn bánh
Cách tính
(0,2*1*0.22*0.1*0.15*0.2)*2*17*25
Khối
lượng
28.9
KN (0,1*0.15*2.2)*2*32*25
KN (0,2*0,25)*2*32*25
52.8
KN 0,35*(0,2+0,25)/2*1.8*32*25
134.4
296.1
KN
KN
(296.1/25)*1
80
11.84
Tĩnh tải của phần lan can, tay vịn, gờ chắn bánh trên một mét dài cầu:
DClctv = (296.1+11.84)/32 = 9.62 (KN/m)
* Tổng tĩnh tải tác dụng lên toàn bộ nhịp 32m:
-Giai đoạn 1:
DC1 DC dc DC dn 6(373.23 14,92) (228 9,12) 3751,62kN
-Giai đoạn 2:
DC 2 DC1 DC bmc DC lc gc DC td 3751,62
(2337,5 73) (296,1 11,84) 544 6470,06kN
DW = 763.84 kN
*Tổng tĩnh tải phân bố đều trên toàn nhịp 32m:
DC 228
DW
DC 2 6470,06
202,28kN / m
28
28
763,84
23,85kN / m
32
TRẦN VĂN HỢP
12
Trang
2.3. Tính toán khối lượng mố, trụ:
2.3.1. Tính toán khối lượng bê tông cốt thép cho mố:
- Dùng 2 mố chữ U cải tiến bằng bê tông cốt thép có f c =30MPa. Móng mố dùng
cọc đóng bằng bê tông cốt thép có f c =30MPa , chiều dài dự kiến là 16m .
- Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng bê tông cốt thép 125x300x20 (cm). Gia
cố 1/4 mô đất bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm , đệm đá 4x6 dày 10cm
Cấu tạo mố A và B :
30
37
350
270
60
50
1350
120
50
100
230
100
400
300
150
50
50
150
50
150
50
160
350
1550
775
230
230
230
775
230
190 190 190 190
190 190 190
230
625
50
625
50
50
30 120
Hình 2.3: Cấu tạo mố MA và MB
Tính toán khối lượng:
Bảng 1.3: Tổng hợp khối lượng cho mố A và B
TT
1
2
3
4
Hạng mục
tính toán
Bê tông bệ
mố
Bê tông thân
mố
Bê tông
tường đỉnh
Bê tông
tường cánh
TRẦN VĂN HỢP
13
Đơn vị
KN
Cách tính
Khối
lượng
KN
15,5*1,5*3,5*25
2034,4
KN
1,5*3*14,5*25
1631,2
KN
[0,3*2,15*14,5*+(0,37+0,27)/2*0,2*14,5]*25
257
KN
[4*1*0,5+(4+1)*2,7*0,5/2+1,6*1*0,5]*2*25
300,1
Trang
Bê tông đá
KN
0,25*0,6*1*6*25
22,5
tảng
6
KN
Bê tông mố
4582,2
Khối lượng
7
m3
4245,2/25
169,8
BT mố
* Khối lượng cốt thép trong mố: Ta lấy sơ bộ cốt thép trong mố bằng 100Kg/m3
5
Gtm= 1 x 169,8= 169,8 (KN).
2.3.2. Tính toán khối lượng bê tông cốt thép cho trụ:
- Kết cấu trụ: Sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c = 30MPa. Móng trụ
dùng móng cọc đóng bằng BTCT có f’c=30MPa, chiều dài dự kiến 15m.
1380
100
25
60
160
20
20
60
80
80 60
140
25
250
120
700
720
880
150
R60
150
50
300
980
TRUÛT1,T6
Hình 2.4: Cấu tạo trụ T1 và T6
TRẦN VĂN HỢP
14
Trang
1380
100
25
60
80 60
20
60
80
140
25
160
20
250
120
800
720
880
150
R60
150
50
300
980
TRUÛT2,T5
Hình 2.5: Cấu tạo trụ T2 và T5
100
25
60
160
20
20
60
80
80 60
140
25
250
900
720
880
120
150
R60
150
50
300
980
TRUÛT3,T4
Hình 2.6: Cấu tạo trụ T3 và T4
Bảng 1.4: Tính toán khối lượng:
TT
*
1
2
3
4
5
Hạng mục
tính toán
Trụ 1,6
Bê tông bệ trụ
Bê tông thân trụ
Bê tông xà mũ
Bê tông đá tảng
Bê tông trụ 1 và 6
TRẦN VĂN HỢP
15
Đơn
vị
KN
KN
KN
KN
KN
KN
Cách tính
Khối
lượng
3*9,8*1,5*25
1102,5
2
[7,2*7*1,2+(3,14*0,6 )/4*7]*25
1561,5
[((0.6+1,4)*2,5/2)*2+8,8*1,4*1,6]*25 617,8
(1*0,6*0,25)*12*25
45
3326,8
Trang
6
7
*
1
2
3
4
5
6
7
*
1
2
3
4
5
6
7
KL BT trụ 1 và 6
Khối lượng cốt thép
trụ 1 và 6
Trụ 2,5
Bê tông bệ trụ
Bê tông thân trụ
Bê tông xà mũ
Bê tông đá tảng
Bê tông trụ 2 và 5
KL BT trụ 2 và 5
Khối lượng cốt thép
trụ 2 và 5
Trụ 3,4
Bê tông bệ trụ
Bê tông thân trụ
Bê tông xà mũ
Bê tông đá tảng
Bê tông trụ 3 và 4
KL BT trụ 3 và 4
Khối lượng cốt thép
trụ 3 và 4
m3
3326,8/25
KN
KN
KN
KN
KN
KN
m3
0,9*133,1
119,79
3*9,8*1,5*25
1102,5
[7,2*8*1,2+(3,14*0,62 )/4*8]*25
1784,5
[((0.6+1,4)*2,5/2)*2+8,8*1,4*1,6]*25 617,8
(1*0,6*0,25)*12*25
45
3549,8
3549,8/25
142
KN
KN
KN
KN
KN
KN
m3
133,1
0,9*142
127,8
3*9,8*1,5*25
1102,5
2
[7,2*9*1,2+(3,14*0,6 )/4*9]*25
2007,6
[((0.6+1,4)*2,5/2)*2+8,8*1,4*1,6]*25 617,8
(1*0,6*0,25)*12*25
45
3772,9
3772,9/25
150,9
KN
0,9*150,9
135,8
2.4. Tính toán khối lượng bản dẫn và gối kê bản đầu cầu.
2.4.1. Tính toán khối lượng bản dẫn đầu cầu:
- Bản dẫn đầu cầu được thi công lắp ghép có kích thước và cấu tạo như hình vẽ:
300
300
125
20
Hình 2.7: Cấu tạo bản dẫn
- Trong phương án này ta bố trí 4x2 bản dẫn đầu cầu. Kích thước (300x125x20)cm
bằng bê tông cốt thép f’c=30Mpa.
- Khối lượng bê tông bản dẫn đầu cầu:
1,25 x 3 x 0.2 x 10 x 2 = 150 (m3)
- Trọng lượng bê tông bản dẫn đầu cầu:
150 x 25 = 3750 (KN)
- Khối lượng cốt thép trong bản dẫn đầu cầu: 3750/25*1 = 150 (KN)
TRẦN VĂN HỢP
16
Trang
2.4.2. Tính toán khối lượng gối kê của bản dẫn đầu cầu:
- Kích thước và cấu tạo gối kê bản quá độ như sau:
1330
30
30
60
Hình 2.8: Gối kê bản quá độ
- Khối lượng gối kê bản dẫn đầu cầu: (0,6+0,3)/2*0,3*13,3 *2= 3,51 (m3)
- Trọng lượng bê tông bản dẫn đầu cầu: 3,51 * 25 = 7,75 (KN)
- Khối lượng cốt thép gối kê bản dẫn đầu cầu:7,75 *1/25 = 3,51 (KN)
2.5 Tính toán số lượng cọc cho mố và trụ cầu.
2.5.1. Tính áp lực thẳng đứng tác dụng lên đáy bệ cọc của mố và trụ cầu :
Pal =PKCN + PMỐ/TRỤ +Pht .
Trong đó : PKCN :trọng lượng kết cấu nhịp và các lớp phủ mặt cầu.
PMỐ/TRỤ : trọng lượng bản thân mố hoặc trụ.
Pht : tải trọng của hoạt tải.
+ Mố A :
- Tĩnh tải truyền xuống:
PKCN = (γdc.DC + γdw.DW).
Trong đó:
γdc : hệ số tải trọng của trọng lượng bản thân, lan can tay vịn, gờ chắn bánh = 1,25
γdw : hệ số tải trọng của các lớp mặt cầu = 1,5
: diện tích đah của mố
DC , DW : đã giải thích ở phần tính khối lượng
DW
DC
1.00
d.a.h.Rg(MA)
=15,7
31.4
Hình 2.9: Đường ảnh hưởng áp lực lên mố do tĩnh tải
- Trọng lượng do kết cấu nhịp 28m truyền xuống :
PKCN=(γdc.DC + γdw.DW).
TRẦN VĂN HỢP
17
Trang
PKCN =[ 202,28x1,25 + 23,85.1,5]x15,7 = 4531,4 kN
- Trọng lượng do bản thân mố truyền xuống :
Pmố = 1,25. (4582,2) = 5727,75 (kN)
* Hoạt tải:
+ Hoạt tải do đoàn người +xe 3 trục + tải trọng làn:
P1 = 0, 5γ.m.n.(145.y1 + 145.y2 + 35.y3 ).(1 + IM) + γ.m.n.9,3.Ω+ γ.2.Tn.PL.Ω
Trong đó:
γ : hệ số tải trọng = 1,75
Tn : bề rộng phần người đi bộ = 1,5 (m)
PL : tải trọng người đi = 3,0 (kN/m2)
m: hệ số làn xe . Ba làn xe thì m = 0,85
n : số làn xe = 3
IM : lực xung kích = 25%
Ω : diện tích đah của mố
1.2 110KN
110KN
145KN 145KN 35KN
4.3
4.3
PL
0.71
0.85
0.95
1.00
DC
d.a.h.Rg(MA)
=15,7
31.4
Hình 2.10: Đường ảnh hưởng áp lực lên mố do hoạt tải
P1 = 0, 5x1,75x0,85x3.(145x1 + 145x0,95 + 35x0,71)x(1 + 0,25)
+ 1,75.0,85.3.9,3.15,7+1,75.2.1,5.3,0.15,7 = 1756,76(kN)
+ Hoạt tải do đoàn người +xe hai trục + tải trọng làn:
P2 = 0,5 γ.m.n.(110.y1 + 110.y2 ).(1 + IM) + γ.m.n.9,3.Ω+ γ.2.Tn.PL.Ω
= 0, 5.1,75.0,85.3.(110.1 + 110.0,95).(1 + 0,25)
+ 1,75.0,85.3.9,3.15,7+1,75.2.1,5.3,0.15,7 = 1497,09 (kN)
Vậy tổng áp lực tác dụng lên mố A,B :
Pal = PKCN + P1 + Pmố = 4531,4 + 1756,76+ 5727,75 = 12015,91 (kN)
+ Trụ 1,6 :
- Trọng lượng bản thân trụ :
Ptrụ =1,25x3326,8 = 4158,5 (KN)
TRẦN VĂN HỢP
18
Trang
- Trọng lượng kết cấu nhịp, trọng lượng lan can tay vịn, đá vĩa và các lớp mặt cầu
truyền xuống:(tức là trọng lượng của tĩnh tải giai đoạn I và giai đoạn II truyền xuống)
- Tĩnh tải do giai đoạn 1 và 2 truyền xuống:
PKCN = (γdc.DC + γdw.DW).Ω
Trong đó:
γ1 : hệ số tải trọng của trọng lượng bản thân, lan can tay vịn, gờ chắn bánh = 1,25
γ2 : hệ số tải trọng của các lớp mặt cầu = 1,5
Ω : diện tích đah của trụ 1,6
DC, DW : đã giải thích ở phần tính khối lượng
110KN
1.2
145KN 145KN 35KN
4.3
4.3
PL
0.85
0.95
1.00
0.85
DC
d.a.h.Rg(T1)
=15,7
=15,7
31,4
31,4
Hình 2.11: Đường ảnh hưởng áp lực lên trụ do hoạt tải
PKCN = (1,25 202,28 23,85 1,5) 31,4 = 9062,8(kN)
- Hoạt tải do đoàn người +xe tải + tải trọng làn:
P1 = 0, 5 γ.m.n.(145.y1 + 145.y2 + 35.y3 ).(1 + IM) + γ.m.n.9,3.Ω+ γ.2.Tn.PL.Ω
Trong đó:
γ : hệ số tải trọng = 1,75
Tn : bề rộng phần người đi bộ = 1,5(m)
PL : tải trọng người đi = 3,0 (kN/m2)
m: hệ số làn xe . Ba làn xe thì m =0,85
n : số làn xe = 3
IM : lực xung kích = 25%
Ω : diện tích d.a.h của trụ T1,6
TRẦN VĂN HỢP
19
Trang
110KN
1.2
145KN 145KN 35KN
4.3
4.3
PL
0.85
0.95
1.00
0.85
9.3KN/m
d.a.h.Rg(T1)
=15,7
=15,7
31,4
31,4
Hình 2.12: Đường ảnh hưởng áp lực lên trụ do tĩnh tải và hoạt tải
P1 = 0,5. 1,75.0,85.3.(145.1 + 145.0,85+ 35.0,85).(1 + 0,25)
+ 1,75.0,85.3.9,3.31,4 +1,75.2.1,5.3,0.31,4 = 2628,83 (kN)
- Hoạt tải do đoàn người +xe hai trục + tải trọng làn:
P2 = 0, 5 γ.m .n.(110.y1 + 110.y2 ).(1 + IM) + γ.m.n.9,3.Ω+γ.2.Tn.PL.Ω
= 0, 5.1,75.0,85.3.(110.1 + 110.0,95).(1 + 0,25)
+ 1,75.0,85.3.9,3.31,4 +1,75.2.1,5.3,0.31,4 = 2395,94 (kN)
- Trường hợp 2 xe tải thiết kế cách nhau 15m:
110KN
1.2
PL
9,3KN/m
d.a.h.Rg(T1,6)
=15,7
=15,7
31.4
0.11
0.24
0.38
0.85
0.85
1.00
0.95
35KN145KN145KN 35KN145KN145KN
4.3 4.3
15m 4.3 4.3
31.4
Hình 2.13: Đường ảnh hưởng áp lực lên trụ trường hợp 2 xe cách nhau 15m
P3=0,9.{γLL.n.m.(1+IM).0,5.∑Pi.yi+γTTL.n.m.9,3.ω}+γPL.2.Tn.PL.ω
P3=0,9.{1,75.3.0,85.1,25. 0,5.(145.(0,85+1+0,24+0,11)+35.(0,85+0,38)
+1,75.3.0,85.9,3.31,4}+1,75.2.1,5.3.31,4 = 2594,93(KN
- Vậy tổng tải trọng tác dụng lên trụ T1,6:
Pal = PKCN + P3 + Ptrụ = 9062,8+ 2594,93+ 4158,5 = 15816,23 (kN)
+Trụ 2,5 :(Tương tự trụ 1):
- Trọng lượng do kết cấu nhịp truyền xuống :
PKCN= (202,28 1,25 23,85 1,5).31,4 = 9026,82(kN)
- Trọng lượng bản thân trụ :
Ptrụ =1,25.(3549,8) = 4437,25 (KN)
TRẦN VĂN HỢP
20
Trang
- Xem thêm -