Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành cầu

Chia sẻ: Tran Van Hop | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:236

Thêm vào BST

Báo xấu

141
lượt xem 54
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành cầu

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 THEP 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 c ư đ ồng đ ều. 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 c ủa 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 l ưu l ượng 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 c ủa 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 đ ối b ằng 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 đ ối 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 đ ịnh, 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 đ ịnh đ ược 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 đ ược 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, đ ảm bảo đ ộ 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 c ầu 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 thep 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 tt yc Yêu cầu : L −L0 0 ≤ 5% tt yc max( L , L 0 0 ) Trong đó : TRẦN VĂN HỢP Trang 4
L 0 yc = 210 m: Khẩu độ tĩnh không yêu cầu. L 0 tt : Khẩu độ tĩnh không thực tế của cầu. L0 = ∑ L0 i = ∑ li − ∑ bi − btr − bph tt Σloi : Tổng chiều dài tĩnh không của các nhịp ứng với mực nước cao nhất. Σli : Tổng chiều dài các nhịp tính theo tim trụ. Σbi: 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 Ltt − L0 0 yc 212.8 − 210 yc × 100% = × 100% = 1.3% ≤ 5% L0 210 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 Φ =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 dâm thep liên hợp 5 nhịp: 5x42m= 210m ̀ ́ Khẩu độ cầu : ∑L tt 0 = 5 × 42 + 6 × 0.1 − 1.8 × 4 − 1 × 2 = 201.4m Ltt − L0 0 yc 201.4 − 210 yc × 100% = × 100% = 4.9 ≤ 5% L0 210 Vậy đạt yêu cầu. Kết cấu nhịp: - Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu gồm 5 nhịp: 5 x 42(m). - Dầm thep 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 Φ =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 : tt L0 = 3x70=210+(4x0,1) –(2x2)-(2x1)= 204.4m. TRẦN VĂN HỢP Trang 6
Ltt − L0 0 yc 204.4 − 210 x100% = x100% = 2.6% ≤ 5% Ta có: ( tt max L , L 0 yc 0 ) 210 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 : 2 2430 5 3200 5 3200 5 3200 5 32 00/2 3200/2 5 3 200 5 3 200 5 3 200 5 COÜ DÁÙ VAÌO CÁÖ C N U 200 175 200 175 200 2 00 (15x15x60)CM BTCT M20 200 200 200 175 200 2 00 430 2 00 200 I 200 200 30 300 10 1 : 1.2 5 2% 160 +9.69m CÂDD = 10.05m 160 +9.69m 2% 100 80 60 80 60 160 +9.14m 1 60 +9.14m 40 140 140 +8.59m +8.59m 40 80 60 80 60 160 1 60 140 1 40 I +8.08m MNCN:7.1 80 60 20 20 20 20 80 60 +8.08m 140 140 20 20 20 20 150 495 495 20 20 20 20 50 300 300 MÄ ÂÁÚ H Ç H NOÏN T N 50 50 120 120 ÂAÏ HÄÜ XÁY VÆÎA M10,daìy 25cm C 350 +3.58m 120 1 20 +3.58m 120 MNTT:3.20 1 20 1 50 1 50 800 900 900 800 700 7 00 50 125 125 50 50 125 125 50 LÅÏP 1 : SEÏT 4m MNTC:1.50 MNTN:1.50 90 90 90 90 0.00 0.00 90 90 90 90 90 90 90 90 1.31m 1.31m 1.76m 2.20m 2.20m 1.76m 150 1 50 150 1 50 45 45 45 45 150 150 45 45 45 45 LÅÏP 2 : CAÏT HAÛ MËN DAÌY 4m T 105 300 105 105 300 105 45 105 105 45 45 105 105 45 105 300 105 105 300 105 300 300 27 COÜ BTCT 35X35 cm C LÅÏP 3 : CAÏT HAÛ THÄ DAÌY VÄ CUÌNG T 27 COÜ BTCT 35X35 cm C f'c =30MPa, L = 15m f'c =30MPa, L = 15m 10.92m 21 COÜ BTCT 35X35 cm C 10.9 2m 21 COÜ BTCT 35X35 cm C f'c =30MPa, L = 15m 21 COÜ BTCT 35X35 cm C 21 COÜ BTCT 35X35 cm C 21 COÜ BTCT 35X35 cm C 21 COÜ BTCT 35X35 cm C f'c =30MPa, L = 15m f'c =30MPa, L = 15m f'c =30 MPa, L = 15m f'c =30MPa, L = 15m f'c =30MPa, L = 15m 15.80m 16.26m 16.26m 15.80m 16.70m 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 25 150 25 525 525 25 150 25 15 25 15 15 25 15 100 100 20 LÅÏ BÃ TÄNG NHÆÛ CHÀÛ DAÌY 7.0CM P A T 20 LÅÏ PHOÌ G NÆ C DAÌ 0.4CM P N ÅÏ Y 50 2% +11.97m 2% BAÍN MÀÛ CÁÖ DAÌ 20CM T U Y 35 35 40 40 12 12 170 12 8 8 30 10 60 160 160 20 1 : 1 .2 5 140 25 65 60 60 60 60 60 60 25 25 100 100 100 100 100 100 60 115 230 230 230 230 230 150 50 300 880/2 80 250 1450/2 720/2 50 +5.08 m 700 150 1550/2 +3.58m 0.05 m 50 10.92m 150 980/2 230 230 230 85 1.31m 15.80m 52 125 125 125 Hình 1.2:Cấu tạo mặt cắt ngang cầu TRẦN VĂN HỢP Trang 8
80 60 10 10 12 8 12 12 30 10 4 20 83 60 160 160 20 25 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 : b bmc =20(cm) ̉ ̣ ̀ - Ban măt câu:Fmc =0.2*32*14.5+0,08*0,28*32 = 93,5m3 - Trong lượng ban măt câu:Gmc=93,5*25=2337,5(kN)=73 (kN/m) ̉ ̣ ̀ -Trong lượng tâm đan: ̣ ́ 170 200 200 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 b dn = 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 b dn = 0,2(m) Chiều dài ldn =1.7(m) 150 150 12 1212 4 30 10 127 83 152 20 136 20 170 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  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 2      - Đoạn vuốt: Fdc = 0.98+0.39/2 = 0.685m2. * Diện tích dầm ngang.  1  - Tai gôi : Fdn =1.7 × 1.52 −  2 × 0.12 × 0.1 + 2 × × 0.1 × 0.04  = 2.55m . 2 ̣ ́  2  - Tai giữa nhip : ̣ ̣ TRẦN VĂN HỢP Trang 10
 1 1  Fdn =1.27 × 1.7 −  2 × × 0.2 × 0.2 + 2 × 0.3 × 0.12 + 2 × × 0.12 × 0.3  = 2.011m 2  2 2  Bảng1.1: Tông hợp khối lượng dầm 32 m ̉ ̣ Hang muc ̣ Khôí TT Đơn vị Công thức tinh ́ ́ ́ tinh toan lượng 1 Dâm chủ ̀ 1.1 ̣ ̀ ̀ Bê tông đoan đâu dâm KN 0.98*1.7*2*25 83.33 1.2 Bê tông đoan vuốt ̣ KN 0.685*0.75x2*25 25.68 1.3 Bê tông đoan giữa dâm ̣ ̀ KN 0.39*[(32-(2x1.7)+(2*0.75)]*25 264.22 ̀ ̀ Bê tông toan dâm KN 373.23 1.7 ́ ́ ̀ Côt thep trong dâm KN 1*(373.23/25) 14.92 2 ̀ Dâm ngang 2.1 Giữa nhip(V1) ̣ KN 2.011*0.2*25 10.05 2.2 ̣ ́ Tai gôi(V2) KN 2.55*0.2*25 12.75 2.3 ̀ Bê tông dâm ngang KN 4x(3V1+2V2) 228 2.4 ́ ́ ̀ Côt thep dâm ngang KN 4x(3V1+2V2)/25*1 9.12 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 20 15 10 100 120 15 180 10 20 220 25 Hình 2.1: Cấu tạo và kích thước lan can tay vịn TRẦN VĂN HỢP Trang 11
20 180 20 180 35 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 Đơ ̣ Hang muc ̣ Khôí STT n ́ ́ Cach tinh ́ ́ tinh toan lượng vị (0,2*1*0.2- 1 Bê tông trụ Lan can KN 28.9 2*0.1*0.15*0.2)*2*17*25 2 ̣ Bê tông Tay vin KN (0,1*0.15*2.2)*2*32*25 52.8 3 Bê tông đế lan can KN (0,2*0,25)*2*32*25 80 4 Gờ chắn bánh KN 0,35*(0,2+0,25)/2*1.8*32*25 134.4 ̣ Bê tông lan can, tay vin, 296.1 KN gờ chắn bánh ́ Côt thép lan can, tay vin,̣ KN (296.1/25)*1 11.84 gờ chắn bánh 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) * Tông tinh tai tac dung lên toan bộ nhip 32m: ̉ ̃ ̉ ́ ̣ ̀ ̣ ̣ -Giai đoan 1: DC1 = DC dc + DC dn = 6(373.23 + 14,92) + (228 + 9,12) = 3751,62kN ̣ -Giai đoan 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 *Tông tinh tai phân bố đêu trên toan nhip 32m: ̉ ̃ ̉ ̀ ̀ ̣ DC 2 6470,06 DC 2 = 28 = 202,28kN / m 28 28 763,84 DW = = 23,85kN / m 32 2.3. Tính toán khối lượng mố, trụ: 2.3.1. Tính toán khối lượng bê tông cốt thép cho mố: TRẦN VĂN HỢP Trang 12
- Dùng 2 mố chữ U cải tiến bằng bê tông cốt thép có fc =30MPa. Móng mố dùng cọc đóng bằng bê tông cốt thép có fc =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 : 400 30 50 1350 50 37 100 100 350 120 230 60 270 150 300 50 50 50 50 160 150 150 350 1550 50 50 190 230 775 190 625 230 190 190 230 190 230 625 190 775 230 190 50 30 120 Hình 2.3: Cấu tạo mố MA và MB Tính toán khối lượng: Bảng 1.3: Tông hợp khôi lượng cho mố A và B ̉ ́ TT ̣ Hang muc ̣ Đơn vị ́ ́ Cach tinh Khôí ́ ́ tinh toan KN lượng Bê tông bệ 1 KN 15,5*1,5*3,5*25 2034,4 mố Bê tông thân 2 KN 1,5*3*14,5*25 1631,2 mố Bê tông 3 KN [0,3*2,15*14,5*+(0,37+0,27)/2*0,2*14,5]*25 257 tường đinh ̉ Bê tông 4 KN [4*1*0,5+(4+1)*2,7*0,5/2+1,6*1*0,5]*2*25 300,1 tường cánh Bê tông đá 5 KN 0,25*0,6*1*6*25 22,5 ̉ tang 6 Bê tông mố KN 4582,2 7 Khối lượng m3 4245,2/25 169,8 TRẦN VĂN HỢP Trang 13
BT mố * Khối lượng cốt thép trong mố: Ta lấy sơ bộ cốt thép trong mố bằng 100Kg/m3 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 tr ụ dùng móng cọc đóng bằng BTCT có f’c=30MPa, chiều dài dự kiến 15m. 1380 60 100 25 25 160 60 80 60 140 80 20 20 250 880 120 720 700 50 R60 150 150 300 980 TRUÛ T1,T6 Hình 2.4: Cấu tạo trụ T1 và T6 1380 60 100 25 25 160 60 80 60 140 80 20 20 250 880 120 720 800 50 R60 150 150 300 980 TRUÛ T2,T5 Hình 2.5: Cấu tạo trụ T2 và T5 TRẦN VĂN HỢP Trang 14
60 100 25 25 160 60 80 60 140 80 20 20 250 880 120 720 900 50 R60 150 150 300 980 TRUÛ T3,T4 Hình 2.6: Cấu tạo trụ T3 và T4 Bảng 1.4: Tính toán khối lượng: Đơn Khôí TT ̣ Hang muc ̣ ́ ́ Cach tinh vị lượng ́ ́ tinh toan KN * Trụ 1,6 1 Bê tông bệ trụ KN 3*9,8*1,5*25 1102,5 2 Bê tông thân trụ KN [7,2*7*1,2+(3,14*0,62 )/4*7]*25 1561,5 3 Bê tông xà mũ KN [((0.6+1,4)*2,5/2)*2+8,8*1,4*1,6]*25 617,8 4 Bê tông đá tang ̉ KN (1*0,6*0,25)*12*25 45 5 Bê tông trụ 1 và 6 KN 3326,8 6 KL BT trụ 1 và 6 m3 3326,8/25 133,1 Khối lượng cốt thép 7 KN 0,9*133,1 119,79 trụ 1 và 6 * Trụ 2,5 1 Bê tông bệ trụ KN 3*9,8*1,5*25 1102,5 2 Bê tông thân trụ KN [7,2*8*1,2+(3,14*0,62 )/4*8]*25 1784,5 3 Bê tông xà mũ KN [((0.6+1,4)*2,5/2)*2+8,8*1,4*1,6]*25 617,8 4 Bê tông đá tang̉ KN (1*0,6*0,25)*12*25 45 5 Bê tông trụ 2 và 5 KN 3549,8 6 KL BT trụ 2 và 5 m3 3549,8/25 142 Khối lượng cốt thép 7 KN 0,9*142 127,8 trụ 2 và 5 * Trụ 3,4 1 Bê tông bệ trụ KN 3*9,8*1,5*25 1102,5 2 Bê tông thân trụ KN [7,2*9*1,2+(3,14*0,62 )/4*9]*25 2007,6 3 Bê tông xà mũ KN [((0.6+1,4)*2,5/2)*2+8,8*1,4*1,6]*25 617,8 4 Bê tông đá tang ̉ KN (1*0,6*0,25)*12*25 45 5 Bê tông trụ 3 và 4 KN 3772,9 6 KL BT trụ 3 và 4 m3 3772,9/25 150,9 7 Khối lượng cốt thép KN 0,9*150,9 135,8 trụ 3 và 4 TRẦN VĂN HỢP Trang 15
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: 125 300 300 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) 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 60 30 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 cua mố và trụ câu : ̉ ̀ 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: TRẦN VĂN HỢP Trang 16
PKCN = (γdc.DC + γdw.DW). ω 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 ω : diện tích đah của mố DC , DW : đã giải thích ở phần tính khối lượng DW DC d.a.h.Rg(MA) 1.00 =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). ω 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 TRẦN VĂN HỢP Trang 17
110KN 1.2 110KN 145KN 145KN 35KN 4.3 4.3 PL DC 0.71 0.85 0.95 d.a.h.Rg(M A) 1.00 =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) - 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 truy ền 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 DC 0.85 0.85 0.95 1.00 d.a.h.Rg(T1) =15,7 =15,7 31,4 31,4 TRẦN VĂN HỢP Trang 18
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 110KN 1.2 145KN 145KN 35KN 4.3 4.3 PL 9.3KN/m 0.85 0.85 0.95 1.00 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 35KN 145KN 145KN 35KN145KN145KN 4.3 4.3 15m 4.3 4.3 PL 9,3KN/m 0.38 0.11 0.24 0.85 0.95 0.85 1.00 d.a.h.Rg(T1,6) =15,7 =15,7 31.4 31.4 TRẦN VĂN HỢP Trang 19
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) - Tải trọng do hoạt tải truyền xuống : 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 áp lực tác dụng lên trụ 2,5 : PalT2 = 9026,82+ 2594,93 + 4437,25 = 16059 (kN) +Trụ 3,4 : - 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.(3772,9) = 4716,12 (KN) - Tải trọng do hoạt tải truyền xuống : 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 áp lực tác dụng lên trụ 3,4 : PalT3 = 9026,82+ 2594,93 + 4716,12 = 16337,87 (kN) 2.5.2. Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố,trụ 2.5.2.1. Tính toán sức chịu tải của cọc: Cọc dùng cho phương án này ,chon cọc bêtông cốt thép. tiết diện (35 x35) bêtông làm cọc M300 có Rn =130(kg/cm2). 2.5.2.2. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu : [mục 5.7.4.4, trang 37, 22TCN272- 05]: Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức : TRẦN VĂN HỢP Trang 20