Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐH BÁCH KHOA ĐA NẴNG THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG...

Tài liệu ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐH BÁCH KHOA ĐA NẴNG THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG

.DOC
151
255
140

Mô tả:

Đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN......................................................................................................................1 PHẦN I:................................................................................................................................2 THIẾT KẾ SƠ BÔÔ...............................................................................................................2 (30%).....................................................................................................................................2 CHƯƠNG I:.........................................................................................................................3 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU QUA SÔNG H6..............................................3 1.1. QUY HOẠCH TỔNG THỂ XÂY DỰNG PHÁT TRIỂN TỈNH BÌNH ĐỊNH:..........3 1.1.1. Vị trí địa lý chính trị 3 1.1.2. Dân số đất đai và định hướng phát triển 3 1.2. THỰC TRẠNG VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG :. . .3 1.2.1. Thực trạng giao thông 3 1.2.2. Xu hướng phát triển 3 1.3. NHU CẦU VẬN TẢI QUA SÔNG H6:........................................................................3 1.4. SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CẦU QUA SÔNG H6: ....................3 1.5. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN NƠI XÂY DỰNG CẦU :.....................................................4 1.6. CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT ĐỂ THIẾT KẾ CẦU VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU :.....5 CHƯƠNG II:.......................................................................................................................7 THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DƯL................................................7 2.1.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH:.............................7 2.2. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC BỘ PHẬN TRÊN CẦU :....................................8 2.3 .TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC TRONG BỆ MÓNG MỐ, TRỤ...............................9 2.4. TÍNH TOÁN CÁP DỰ ỨNG LỰC TRONG DẦM CHỦ..........................................12 2.5. KIỂM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ................................13 2.6. BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG PHƯƠNG ÁN I:..............................................16 CHƯƠNG III:....................................................................................................................18 THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT TIẾT DIỆN SUPER-T..............18 3.1.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH:...........................18 3.2. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC BỘ PHẬN TRÊN CẦU :..................................19 SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê Trang 1 Đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 3.3 .TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC TRONG BỆ MÓNG MỐ, TRỤ.............................20 3.4. TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA DẦM CHỦ TẠI MẶT CẮT GIỮA NHỊP:......................................................................................................................22 3.5. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CỦA DẦM CHỦ TẠI MẶT CẮT GIỮA NHỊP:..................23 3.6. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC:...........................................30 3.7. KIỂM TOÁN TIẾT DIỆN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠNG CƯỜNG ĐỘ I:......31 3.8. BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU:......................................................31 CHƯƠNG IV:......................................................................................................................... THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DÀN THÉP.............................................................................33 4.1.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH:...........................33 4.2. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC BỘ PHẬN TRÊN CẦU :...................................34 4.3 .TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC TRONG BỆ MÓNG MỐ, TRỤ.............................35 4.4 .TÍNH TOÁN KIỂM TRA TIẾT DIỆN THANH DÀN:.............................................36 4.5. BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU:......................................................40 CHƯƠNG V:.......................................................................................................................... SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN.....................................................................................42 5.1. CƠ SỞ ĐỂ CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐƯA VÀO THIẾT KẾ KỸ THUẬT:.................42 5.2. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN THEO GIÁ THÀNH DỰ TOÁN:...........................42 5.3. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN THEO ĐI ỀU KI ỆN THI C ÔNG CH Ế T ẠO:.....42 5.4. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN THEO ĐI ỀU KI ỆN KHAI TH ÁC SỬ DỤNG:. .43 5.5. K ẾT LU ẬN:.............................................................................................................44 PHẦN II:................................................................................................................................. THIẾT KẾ KỸ THUẬT...................................................................................................45 (45%)...................................................................................................................................46 CHƯƠNG VI:....................................................................................................................46 TÍNH TOÁN DẦM THEO PHƯƠNG NGANG CẦU..................................................46 6.1. CẤU TẠO DẦM:.......................................................................................................46 6.2. NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN:...................................................................................46 6.3. TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG DẦM:...................................................................46 SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê Trang 2 Đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 6.4. THIẾT KẾ CỐT THÉP TẠI CÁC TIẾT DIÊÊN:..........................................................51 6.5. KIỂM TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA TIẾT DIÊ ÊN.......................................55 CHƯƠNG VII:....................................................................................................................... THIẾT KẾ DẦM THEO PHƯƠNG DỌC CẦU...........................................................57 7.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO:.............................................................................................57 7.2. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG VÀ HỆ SỐ TẢI TRỌNG:...............................................58 7.3. CÁC NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN VÀ CÁC GIAI ĐOẠN THI CÔNG:................60 7.4. KẾT CẤU NHỊP TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG :..............................................65 7.5. KẾT CẤU NHỊP TRONG GIAI ĐOẠN KHAI THÁC SỬ DỤNG...........................67 7.6. MẤT MÁT ỨNG SUẤT:...........................................................................................69 7.7. KIỂM TRA CÁC TIẾT DIỆN TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG THEO TTGH CƯỜNG ĐỘ I :...................................................................................................................70 7.8. KIỂM TOÁN CÁC TIẾT DIỆN TRONG GIAI ĐOẠN KHAI THÁC – SỬ DỤNG THEO TTGHCĐI :............................................................................................................75 7.9. KIỂM TRA CÁC TIẾT DIỆN TRONG GIAI ĐOẠN KHAI THÁC- SỬ DỤNG THEO TTGHSD:............................................................................................................86 CHƯƠNG VIII:..................................................................................................................... TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ SỐ 1...............................................................................88 8.1. GIỚI THIÊÊU CHUNG................................................................................................88 8.2. KẾT CẤU PHẦN TRÊN............................................................................................88 8.3. SỐ LIÊÊU TRỤ............................................................................................................88 8.4. CÁC TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ...............................................................89 8.5. TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÁC MĂÊT CẮT......................................95 8.6. KIỂM TOÁN MĂÊT CẮT ĐỈNH MÓNG....................................................................96 8.7. KIỂM TOÁN MĂÊT CẮT ĐÁY MÓNG...................................................................101 PHẦN III................................................................................................................................ THIẾT KẾ KỸ THUẬT THI CÔNG.................................................................................. (25%).................................................................................................................................110 CHƯƠNG IX:..................................................................................................................111 SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê Trang 3 Đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ T1...................................................................................111 9.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA TRỤ T1:.....................................................................111 9.2. SƠ LƯỢC VỀ ĐẶC ĐIỂM NƠI XÂY DỰNG CẦU:..............................................111 9.3. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THI CÔNG TRỤ T1:.....................................................112 9.4. TRÌNH TỤ THI CHUNG CÔNG TRỤ T1:..............................................................112 9.5. CÁC CÔNG TÁC CHÍNH TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG TRỤ:....................112 9.6. THI CÔNG BỆ CỌC, THÂN TRỤ:.........................................................................120 CHƯƠNG X:.......................................................................................................................... THIẾT KẾ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP.......................................................................... 10.1. SƠ LƯỢC VỀ ĐẶC ĐIỂM XÂY DỰNG CẦU:...................................................131 10.2. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG:............131 10.3. XÁC ĐỊNH TRÌNH TỰ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP :.......................................132 10.4. MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ VẬT LIỆU:.....................................................................136 10.5. NGUYÊN LÝ CẤU TẠO VÀ CHỌN LOẠI XE ĐÚC.........................................136 10.6. AN TOÀN LAO ĐỘNG:........................................................................................139 TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................140 SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê Trang 4 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường  LỜI CẢM ƠN  Trong giai đoạn phát triển hiện nay, nhu cầu về xây dựng hạ tầng cơ sở đã trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho sự tăng trưởng nhanh chóng và vững chắc của đất nước, trong đó nổi bật lên là nhu cầu xây dựng, phát triển mạng lưới giao thông vận tải. Với nhận thức về tầm quan trọng của vấn đề trên, là một sinh viên ngành Xây dựng Cầu đường thuộc trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, trong những năm qua với sự dạy dỗ tận tâm của các thầy cô giáo trong khoa, em luôn cố gắng học hỏi và trau dồi chuyên môn để phục vụ tốt cho công việc sau này, mong rằng sẽ góp một phần công sức nhỏ bé của mình vào công cuộc xây dựng đất nước. Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp với đề tài giả định là thiết kế cầu qua sông M8/07, đã phần nào giúp em làm quen với nhiệm vụ thiết kế một công trình giao thông để sau này khi tốt nghiệp ra trường sẽ bớt đi những bỡ ngỡ trong công việc. Được sự hướng dẫn kịp thời và nhiệt tình của thầy giáo Th.S Đỗ Viê Êt Hải đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao. Tuy nhiên do thời gian có hạn, trình độ còn hạn chế và lần đầu tiên vận dụng kiến thức cơ bản để thực hiện tổng hợp một đồ án lớn nên chắc chắn em không tránh khỏi những thiếu sót. Vậy kính mong quý thầy cô thông cảm và chỉ dẫn thêm cho em. Cuối cùng cho phép em được kính gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo ThS. Đỗ Viê Êt Hải đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này. Đà nẵng, ngày 03 tháng 06 năm 2009 Trần Tuấn Hiê Ôp SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê Trang 5 Đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ (30%) SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê Trang 6 Đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU QUA SÔNG H6 1.1. QUY HOẠCH TỔNG THỂ XÂY DỰNG PHÁT TRIỂN TỈNH BÌNH ĐỊNH: 1.1.1. Vị trí địa lý chính trị : Cầu qua sông H6 thuộc địa phận tỉnh Bình Định. Công trình cầu H6 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 3 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 H6 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 H6: 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 H6 : Qua quy hoạch tổng thể xây dựng và phát triển của tỉnh và nhu cầu vận tải qua sông H6 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. SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê Trang 7 Đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Cầu H6 nằm trên tuyến quy hoạch mạng lưới giao thông quan trọng của tỉnh Bình Định. 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: 8,5m. MNTT: 4,0m MNTN: 2,0m 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: Cát mịn dày 2m. Lớp 2: Cát hạt thô dày 5m. Lớp 3: Cát pha dày vô cùng. Với địa chất khu vực như trên, xây dựng cầu ta dùng móng cọc khoan nhồi khoan xuống dưới lớp cuối cùng là lớp á cát và tính toán như cọc ma sát. 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. SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê Trang 8 Đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 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 0,65HL-93 và đoàn người 4 MPa. - Khổ cầu B= 9,25+ 2  1,25(m) - Khẩu độ cầu: 270(m). - Độ dốc dọc : 2%. - Độ dốc ngang : 2%. - Sông thông thuyền cấp: cấp IV. 1.6.2 Giải pháp kết cấu : 1.6.2.1 Kết cấu mố trụ: + Kết cấu mố: Mố được thiết kế bằng BTCT có f’c=30Mpa. + Kết cấu trụ: Dùng kết cấu trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30Mpa. 1.6.2.2 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 liên tục BTCT ƯST 3 nhịp: 80+120+80=280m Phương án 2: cầu BTCT ƯST dầm Super T 7 nhịp: 6@38+42= 270m Phương án 3: cầu dàn thép 5 nhịp: 5 @ 55=275m SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê Trang 9 Đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Phương án 1: cầu dầm liên tục BTCT ƯST 80+120+80m Khẩu độ cầu : L  80  120  80  2 * 2  2 * 1,05  273,9m TK 0 L TK 0  L0 L0  100%  Vậy đạt yêu cầu. 273,9  270 270  100%  1,44%  5% Phương án 2: cầu dầm BTCT ứng suất trước 6@38m + 42m: Khẩu độ cầu : L TK 0 L TK  6 * 38  42  0,85 * 2  1,4 * 6  259,9m 0  L0 L0  100%  Vậy đạt yêu cầu. 259,9  270 270  100%  3,74%  5% Phương án 3: cầu dàn thép 5 nhịp 55m. Khẩu độ cầu : L TK 0 L TK  5 * 55  1,4 * 4  1,05 * 2  267,3m 0 L0  L0  100%  267,3  270 270  100%  1%  5% Vậy đạt yêu cầu. Các chi tiết hơn về kết cấu nhịp, mố, trụ xin xem trong phụ lục. SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê Trang 10 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường  CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DƯL 2.1.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH: 2.1.1. Thiết kế tiết diê Ôn hô Ôp dầm:xem phụ lục. 2.1.2. Tính toán khối lượng kết cấu nhịp: Kết cấu nhịp: gồm 3 nhịp liên tục có sơ đồ như sau : 80 + 120 + 80 = 280m. Sử dụng kết cấu dầm hộp bêtông cốt thép, dạng thành xiên, bêtông dầm có cường độ 28 ngày f’c (mẫu hình trụ): 50 Mpa, cốt thép DƯL dùng loại tao có đường kính 15,2mm. Cấu tạo mặt cắt ngang cầu (xem phụ lục) Bảng 2.1: Bảng tính toán khối lượng các đốt dầm : Đốt K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12 K13 14 15 Mặt cắt S1 S2 S2 S3 S3 S4 S4 S5 S5 S6 S6 S7 S7 S8 S8 S9 S9 S10 S10 S11 S11 S12 S12 S13 S13 S14 S14 S15 S15 S16 S16 S17 yd(m) Yt(m) A(m²) 6.80 6.23 6.23 5.88 5.88 5.55 5.55 5.24 5.24 4.95 4.95 4.67 4.67 4.38 4.38 4.12 4.12 3.89 3.89 3.68 3.68 3.50 3.50 3.33 3.33 3.19 3.19 3.09 3.09 3.03 3.03 3.00 5.80 5.33 5.33 5.04 5.04 4.76 4.76 4.50 4.50 4.26 4.26 4.04 4.04 3.80 3.80 3.58 3.58 3.38 3.38 3.21 3.21 3.06 3.06 2.92 2.92 2.81 2.81 2.73 2.73 2.67 2.67 2.65 16.71 15.16 15.16 14.24 14.24 13.40 13.40 12.65 12.65 11.97 11.97 11.35 11.35 10.72 10.72 10.16 10.16 9.68 9.68 9.27 9.27 8.92 8.92 8.60 8.60 8.35 8.35 8.17 8.17 8.06 8.06 8.01 SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê CD tính toán(m) Thể tích đốt(m³) KL đốt(KN) 4.5 71.690 1,792.242 3 44.092 1,102.293 3 41.462 1,036.550 3 39.077 976.915 3 36.919 922.983 3 34.975 874.376 3.5 38.618 965.445 3.5 36.534 913.358 3.5 34.722 868.053 3.5 33.161 829.034 3.5 31.834 795.858 4 35.042 876.062 4 33.898 847.461 4 33.041 826.026 4 32.456 811.409 4 32.135 803.367 Trang 11 Đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Tổng 15,241.433 Vậy tổng khối lượng toàn bộ kết cấu nhịp là: DCtb= 15241,433 x 4 + 8,01 x 2 x 3 x 25 + 19,59 x 1,5 x 2 x 25 + 39,54 x 2 x 3 x 25 + 8,01 x 2 x 17,5 x 25 =78553,232 (KN)  Trọng lượng bản thân dầm chủ trên một mét dài cầu là: DCdc = 78553,232 /260 = 302,128 (KN/m). 2.1.3. Tính toán khối lượng mố: Mố là loại mố chữ U BTCT M300, 2 mố có kích thước giống nhau (xem phụ lục) Kết quả tính toán chi tiết xem trong phụ lục.  Thể tích bê tông của 1 mố: Vbt  211,749( m 3 )  Trọng lượng bê tông của 1 mố: DCbt1m  211,749  25  5293,725( KN ) 2.1.4. Tính khối lượng trụ: Trụ T1 và trụ T2 có kích thước giống nhau (xem phụ lục) + Thể tích bê tông 1 trụ: Vtr  385,278( m 3 )  Trọng lượng bê tông 1 trụ : DC tr  385,278  25  9631,95( KN ) 2.2. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC BỘ PHẬN TRÊN CẦU : 2.2.1. Trọng lượng các lớp mặt cầu: DWMC = 19,82(KN/m). 2.2.2. Trọng lượng phần lan can, tay vịn: Tính toán xem trong phụ lục Kết quả: DWLCTV = (175+102,1+2800)/280 = 10,99(KN/m).  Tổng tĩnh tải giai đoạn 2: DW = DWMC +DWLCTV = 30,81(KN/m) 2.3 .TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC TRONG BỆ MÓNG MỐ, TRỤ. 2.3.1. Xác định sức chịu tải tính toán của cọc: Sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi được lấy như sau: Ptt= min{Qr, Pr}. * Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu: - Sức kháng dọc trục danh định: Pn= 0,85.[0,85.fc.(Ap-Ast) +fy.Ast] (MN) Trong đó: fc: Cường độ chụ nén của BT cọc(Mpa); fc=30Mpa. SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê Trang 12 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường  2 2 Ap: Diện tích mũi cọc(mm ); AP =1767145 mm . Ast: Diện tích cốt thép chủ (mm2); dùng 2020 : Ast = 6283mm2 fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa Thay vào ta được: Pn= 0,85[0,85.30.(1767145-6283)+420.6283]=40410KN - S ức kháng dọc trục tính toán: Pr = .Pn; MN Với  : Hệ số sức kháng mũi cọc,  = 0,75 (TCN-5.5.4.2) Pr =0,75.40410=30307,28KN * Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền: - Tính dựa trên thí nghiê m hiê n trường ( phương pháp hiê Ên trường): TCN 10.8.3.4. Ê Ê - Sức kháng tính toán của các cọc QR có thể tính như sau: QR = .Qn = qp.Qp + qs.Qs Kết quả tính toán được thể hiê n chi tiết trong phụ lục. Ê QR = 13388,62 KN. - Sức chịu tải tính toán của cọc: Ptt= min{QR, Pr}=min{13,388; 14,347}= 13,388MN. 2.3.2. Tính toán áp lực tác dụng lên mố, trụ: Để xác định phản lực lớn nhất tại đáy bệ mố, bệ trụ ta sử dụng chương trình Midas Civil - Các bước chính thực hiện trong chương trình (xem trong phụ lục) - Các trường hợp tải và hệ số tải trọng kèm theo theo TTGH cường độ: Bảng 2.2: Các hệ số tải trọng tính toán. STT Trường hợp Tải trọng 1 DC 2 DW 3 HL93-TDM 4 HL93-2TDM 5 6 7 HL93-TRK HL93-2TRK Doan nguoi Mô tả Tỉnh tải giai đoạn 1 Tỉnh tải giai đoạn 2 Hoạt tải xe 2 trục và tải trọng làn Hoạt tải 2 xe 2 trục và tải trọng làn Hoạt tải xe tải và tải trọng làn Hoạt tải 2 xe tải và tải trọng làn Tải trọng người Hệ số tải trọng 1,25 1,5 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75 Các tổ hợp tải trọng được khai báo trong chương trình: Bảng 2.3: Bảng khai báo các trường hợp tải trọng. SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê Trang 13 Đồ án tốt nghiệp STT  Tên tổ hợp Khoa xây dựng cầu đường Mô tả Kiểu Công thức Hoạt tải xe tải, tải trọng làn cộng tác dụng với tải trọng người ADD 1,75(HL93-TRK+ Doan nguoi) 1 TRK_max_2lane 2 2TRK_max_2 lane Hoạt tải 2 xe tải, tải trọng làn cộng tác dụng với tải trọng người ADD 1,75(0,9HL93-2TRK + Doan nguoi) 3 TDM_max_2 lane Hoạt tải xe 2 trục,tải trọng làn cộng tác dụng với tải trọng người ADD 1,75(HL93-TDM + Doan nguoi) 4 TRK_max_3lane Hoạt tải xe tải, tải trọng làn ADD 1,75(HL93-TRK) 5 2TRK_max_3 lane Hoạt tải 2 xe tải, tải trọng làn ADD 1,75(0,9HL93) 6 TDM_max_3 lane ADD 7 Moving_max Hoạt tải xe 2 trục,tải trọng làn Lấy giá trị bất lợi của TRK_ max và TDM_max 1,75(HL93) Max(TRK_max, TDM_max) 8 Tinh_max 9 Tinh+Moving_max 10 Baomomen ENVE Cộng tác dụng của Tỉnh tải GĐ1 và tỉnh tải GĐ2 ADD (1,25DC+ 1, 5DW) Cộng tác dụng của Tỉnh tải và hoạt tải (Tinh_max, Moving_max) ADD Hoatmax+Tinhmax ENVE Max( Moving_max, Tinh_max,Tinh+ Moving_max) Lấy giá trị bất lợi nhất trong 3 tổhợp(Moving_max,Tinh_max, Tinh+ Moving_max) Ghi chú: Hệ số xung kích được khai báo cùng với lúc khai báo tải trọng xe hai trục và tải trọng xe tải: IM = 25% - Sau khi khai báo đầy đủ các thông số như Làn xe, Loại xe, Lớp xe, các trường hợp tải trọng và các tổ hợp tải trọng, chương trình sẽ tự động vẽ các ĐAH và các phản lực gối, xếp xe lên các ĐAH sao cho gây ra hiệu ứng bất lợi nhất đúng theo yêu cầu của qui trình thiết kế cầu AASHTO-LRFD 1998 (22TCN272-05).  Khai thác kết quả: Sau khi mô phỏng sơ đồ kết cấu và gắn các tải trọng tác dụng lên cầu. Tiến hành phân tích ta được kết quả như sau: Trong tiêu chuẩn 272-05 qui định: riêng đối với trường hợp đặt tải để tính mômen âm (các điểm uốn ngược chiều khi có tải trọng rải đều trên nhịp) và phản lực lên gối trụ (của dầm liên lục) thì qui định dùng 2 xe tải thiết kế đặt cách nhau 15m, khoảng cách hai trục sau lấy thống nhất bằng 4,3m. Hiệu ứng của 2 xe tải thiết kế lấy bằng 90% kết hợp với hiệu ứng của 90% tải trọng làn thiết kế. Chú ý rằng không chỉ dẫn dùng xe 2 trục thiết kế cho trường hợp này SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê Trang 14 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường  Hình 2.1: Kết quả phản lực tại đỉnh mố và trụ. 2.3.3. Tính toán số lượng cọc trong bệ móng mố, trụ cầu: 2.3.3.1. Tính toán số lượng cọc: Công thức tính toán : n   . Trong đó : Ap Ptt n: là số lượng cọc tính toán. : hệ số kể đến độ lệch tâm của tải trọng, = 1,6. Ptt : Sức chịu tải tính toán của cọc. AP : Tổng tải trọng tác dụng lên cọc tính đến đáy bệ móng. Bảng 2.4: Bảng tính toán cọc tại mố và trụ STT Cấu kiện Ap(KN) Ptt(KN) n(cọc) chọn(cọc) 1 Mố M1 18132,07 13388,62 2,17 5 2 Trụ T1 66079,579 13388,62 7,90 8 3 Trụ T2 66079,579 13388,62 7,90 8 4 Mố M2 18132,07 13388,62 2,17 5 125 300 125 2.3.3.2. Sơ đồ bố trí cọc: 188 450 450 188 1275 Hình 2.2: Sơ đồ bố trí cọc tại mố. 400 400 400 150 150 700 400 150 150 1500 SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê Trang 15 Đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Hình 2.3: Sơ đồ bố trí cọc tại trụ. 2.4. TÍNH TOÁN CÁP DỰ ỨNG LỰC TRONG DẦM CHỦ. 2.4.1. Xác định sơ đồ tính: Do đặc điểm công nghệ thi công hẫng , tiết diện sẽ làm việc theo 2 giai đoạn khác nhau: + Giai đoạn 1 : Dầm làm việc như 1 dầm mút thừa tĩnh định. + Giai đoạn 2 : Dầm liên tục 3 nhịp. Sơ đồ tính: 28000 8000 12000 8000 Hình 2.4: Sơ đồ tính toán cáp dự ứng lực. Khi thi công theo công nghệ hẫng ta xem kết cấu làm việc trong giai đoạn đàn hồi và áp dụng nguyên lý cộng tác dụng. Từ đó tổng hợp nội lực trong giai đoạn thi công và khai thác rồi lấy giá trị Mmax , Mmin để tính toán bố trí cốt thép trong cả hai giai đoạn. 2.4.2. Tải trọng tác dụng: - Trọng lượng bản thân của các đốt dầm.(DC) - Hoạt tải thi công và thiết bị phụ (CLL): 4,48.10-4MPa.B = 5,712(KN/m) - Trọng lượng xe đúc + ván khuôn: + Xe đúc: 400(KN) + Ván khuôn: 300(KN)  Tổng trọng lượng xe đúc + ván khuôn: PXĐ+VK = 700(KN) - Tĩnh tải giai đoạn 2: DW = 30,81 KN/m - Hoạt tải: 0,65HL-93, đoàn người tiêu chuẩn qn= 5KN/m. - Hệ số tải trọng lấy bằng (chỉ xét trong giai đoạn thi công) + 1,25: cho trọng lượng bản thân dầm. + 1,5: cho các thiết bị và cho các tác động xung kích. 2.4.3. Sơ đồ bố trí các nhóm cáp: Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3 Nhóm 2 Hình 2.5: Sơ đồ bố trí các nhóm cáp. - Nhóm 1 ứng với mômen (-) của tiết diện trên trụ. - Nhóm 2 ứng với mômen (+) của nhịp biên. - Nhóm 3 ứng với mômen (+) của tiết diện giữa nhịp. SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê Trang 16 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường  2.4.4. Tính toán nội lực dầm chủ: Giá trị momen uốn lớn nhất do tỉnh tải và hoạt tải gây ra trong dầm chủ ở các tiết diện: Vị trí Max(KNm) Min(KNm) Giữa nhịp giữa 144062,801 Giữa nhịp biên 100822,47 Trụ 1 -610667 Trụ 2 -610667 Tính toán chi tiết xem trong phụ lục. 2.4.5. Tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt ngang: Đại Mặt tai trụ lượng 6,8 H 39,892 A 159,031 I 2,897 Yt 3,902 Yd 54,895 Wt 10,756 Wd 2.4.6. Tính toán số bó cáp: Sử dụng cáp DƯL với các đặc trưng sau: Mặt cắt giữa nhip 3 9,08 11,94 1,21 1,789 9,867 6,674 Đơn vị m m2 m4 m m m3 m3 Loại Cáp DƯL 22 tao 15.2 mm Diện tích 1 tao 140 mm2 Diện tích 1 bó 3080 mm2 1860 Mpa Giới hạn bền fpu 1674 Mpa Giới hạn chảy fpy Môdun đàn hồi 197000 Mpa Bảng 2.5:Bảng tính toán số bó cáp tại trụ và giữa nhịp. Tiết diện Trên trụ Giữa nhịp giữa Nhịp biên Trên 610667 Dưới 144062,801 Dưới 100822,47 eT, e'T(m) A (m2) fkt (kN/m2) A'bo (mm2) Wtr (m3) Wd (m3) Số bó tính Số bó chọn 2,647 39,892 1116000 3080 54,895 1,639 9,08 1116000 3080 1,639 9,08 1116000 3080 6,674 ≥ 17,65 18 6,674 ≥ 12,35 14 ≥ 44,16 46 638 30 30 SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê 140 145 20 20 6x20 7x20 1.5 Thớ Mmin(max)(KN.m) Trang 17 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường  Hình 2.6: Bố trí cáp hẫngDƯL chịu momen âm. 166 Nhịp giữa 35 20 100 15 5x20 302 166 Nhịp biên 35 20 100 15 4x20 302 Hình 2.7: Bố trí cáp DƯL tại tiết diện giữa nhịp giữa và biên chịu momen dương. 2.5. KIỂM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ. Dầm chủ có mặt cắt ngang dạng hộp do đó để tính toán ta quy đổi tiết diện hộp về tiết diện tiết diện chữ I lệch và sử dụng các công thức kiểm toán như đối với tiết diện chữ T trong quy trình. 2.5.1.Qui đổi tiết diện. 60 20 1275 140 153 145 150 150 140 50 50 300 145 153 166 35 100 302 302 35 1275 588 227 38 300 100 302 302 604 Hình 1.2.25:Qui đổi tiết diện tại giữa nhịp SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê Trang 18 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường  1275 145 145 140 100 669 140 458 427 100 680 123 440 1275 440 Hình 2.8: Qui đổi tiết diện tại trụ. 2.5.2.Kiểm toán tiết diện. Công thức kiểm toán: Mmax  Mr =   Mn (Điều 5.7.3.2.1-1) 2.5.2.1. Tiết diện tại gối: Aps = 46.3080 = 141680mm2 dp = 6800-250 = 6550mm b = 4400mm hf = 1000mm bW = 4270mm Sức kháng uốn danh định tiết diện chữ I: 1332,75   12 3 M n  141680  1701,1   6550    1,423025.10 ( MPa.mm ) 2   Sức kháng uốn tính toán: Mr = .Mn = 1423025 ( KN.m ) > Mu = 610667 ( KN.m )  Vậy kiểm toán đạt yêu cầu. Kết quả chi tiết xin xem trong phụ lục. 2.5.2.2. Tiết diện ở giữa nhịp: Aps = 18.3080 = 55440 mm2 dp = 3000-150 = 2850mm SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê Trang 19 Đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường b = 12750mm hf = 350mm bW = 1000mm Sức kháng uốn danh định tiết diện chữ I: 185,3   11 3 M n  55440  1811,13   2850    2,86165.10 ( MPa.mm ) 2   Sức kháng uốn tính toán: Mr = .Mn = 286165 ( KN.m ) > Mu = 144062,801 ( KN.m ). Vậy kiểm toán đạt yêu cầu. Kết quả chi tiết xin xem trong phụ lục. 2.6. BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG PHƯƠNG ÁN I: STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 TT I 1 2 3 4 5 II 1 2 3 III 1 2 KẾT CẤU Nhịp Mố Trụ Cọc K-Nhồi Bản Giảm Tải LC-TV Bệ đỡ LC-TV Lớp Phủ MC HẠNG MỤC VẬT LIỆU BT Kết Cấu Nhip Cốt Thép Thường Thép Cường Độ Cao Bê Tông Mố M300 Đá Hộc Xây Vữa M100 Cốt Thép Thường Bê Tông Trụ Cốt Thép Trụ Bê Tông Cọc M300 Cốt Thép Cọc Bê Tông Cốt Thép Thép Bê Tông Cốt Thép BT Nhựa Lớp Phòng Nước ĐƠN VỊ m3 T bó m3 m3 T m3 T m3 T m3 T T m3 T m3 T TỔNG DỰ TOÁN XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN I Hạng mục công trình Đơn vị Khối lượng Đơn giá(đ) Phần trên KC nhịp BTN chặt dày 5cm 100m2 37.96 8,960,704.47 Ống thép Tấn 1.82 23,092,300.39 BT M300Bệ đỡ lan can m3 21.03 1,063,774.56 CT Bệ đỡ lan can Tấn 2.11 20,167,218.98 3 Đá vỉa BT M300 m 0.00 1,063,774.56 Kết cấu nhịp BT Kết cấu nhịpM500 m3 3142.13 1,942,904.55 CT thường nhịp Tấn 628.43 21,993,096.26 CT cường độ cao Tấn 188.53 36,031,837.22 Mố Bêtông mố M300 m3 423.50 955,942.68 ĐÁ hộc xây vữa m3 67.94 444,069.37 SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D ê KHỐI LƯỢNG 3142.129 628.426 46, 18, 14 423.498 67.94 42.350 770.556 77.056 2756.747 275.674 16.20 1.62 1.82 10.527 1.053 246.750 45.92 Thành tiền(đ) 447,037,711.32 340,162,127.36 42,027,986.72 22,375,434.06 42,472,163.18 26,718,891,072.38 6,104,856,725.83 13,821,033,507.88 6,793,000,838.67 1,305,982,778.21 404,839,811.36 30,170,073.18 Trang 20
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan