Thuyết minh đồ án tốt nghiệp dựng cầu đường

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Luận văn tốt nghiệp: Giả định là thiết kế cầu qua sông V29

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 1

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

MỤC LỤC

MỤC LỤC............................................................................................................... 1

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU NỘI DUNG ĐỒ ÁN ................................................... 5

LỜI CÁM ƠN ......................................................................................................... 6

CHƯƠNG II : CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA CÔNG TRÌNH ....................... 7

II.1 Điều kiện địa hình ...................................................................................... 7

II.2 Điều kiện địa chất ...................................................................................... 7

II.3 Điều kiện khí hậu thủy văn......................................................................... 7

II.4 Điều kiện cung ứng vật liệu........................................................................ 7

II.5 Năng lực và máy móc thi công ................................................................... 8

II.6 Điều kiện kinh tế xã hội ............................................................................. 8

II.7 Hiện trạng giao thông................................................................................. 8

PHẦN I : ................................................................................................................. 9

THIẾT KẾ SƠ BỘ (30%) ........................................................................................ 9

CHƯƠNG I : ĐÁNH GIÁ CÁC ĐIỀU KIỆN ĐỊA PHƯƠNG ĐỀ RA CÁC GIẢI

PHÁP KẾT CẤU................................................................................................... 10

I.1 Đánh gia điều kiện địa hình ....................................................................... 10

I.2 Đánh giá điều kiện địa chất........................................................................ 10

I.3 Điều kiện khí hậu, thủy văn, thông thuyền................................................. 10

I.4 Điều kiện cung ứng vật liệu, nhân lực, thiết bị........................................... 10

I.5 Các giải pháp kết cấu................................................................................. 11

CHƯƠNG II : ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ ......................................... 12

II.1 Phương án 1 : Cầu liên tục BTCT ............................................................ 12

II.2 Phương án 2 : Cầu dây văng..................................................................... 13

II.3 Phương án 3 : Cầu giản đơn Super T ........................................................ 14

CHƯƠNG III : THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU LIÊN TỤC BTCT DƯL THI CÔNG

THEO CÔNG NGHỆ ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG .................................................. 16

I Tính toán các hạng mục công trình ............................................................... 16

II Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu .................................................. 20

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 2

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

III Tính toán số lượng cọc trong bệ mố ........................................................... 21

IV Tính toán số lượng cọc cho trụ................................................................... 23

V Tính toán áp lực tác dụng lên mố, trụ.......................................................... 26

VI Tính toán số cọc cho mố ............................................................................ 33

VII Tính toán số cọc cho trụ ........................................................................... 33

VIII Tính toán và kiểm tra kết cấu nhịp .......................................................... 34

IX Tổng hợp khố lượng .................................................................................. 40

X Tính khái toán phương án 1 ........................................................................ 41

CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DÂY VĂNG DẦM LIÊN TỤC BTCT

THI CÔNG THEO CÔNG NGHỆ LẮP HẪNG CÂN BẰNG ............................... 43

I Tính toán khối lượng các hạng mục công trình trên cầu................................ 43

II Tính toán khối lượng các bộ phận công trình............................................... 46

III Chi tiết cấu tạo và tính toán khối lượng dây văng....................................... 47

IV Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố ............................................... 48

V Tính toán và xác định số lượng cọc cho tháp............................................... 50

VI Tính toán áp lực tác dụng lên mố, trụ......................................................... 52

VII Tính toán số cọc cho mố........................................................................... 61

VIII Tính toán số cọc cho tháp........................................................................ 61

IX Tính toán và kiểm tra kết cấu nhịp............................................................. 62

X Tổng hợp khối lượng phương án 2 .............................................................. 68

XI Tính khái toán phương án 2 ....................................................................... 69

CHƯƠNG V : THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU SUPER T................................................ 71

I Tính toán các hạng mục công trình ............................................................... 71

II Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố................................................. 77

III Tính toán và xác định số lượng cọc cho trụ ................................................ 82

IV Tính toán và kiểm tra kết cấu nhịp............................................................. 86

V Tính toán và bố trí cốt thép ......................................................................... 89

VI Tổng hợp khối lượng phương án 3............................................................. 92

VII Tính khái toán phương án 3...................................................................... 93

CHƯƠNG VI : SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN .................................................... 95

I Cơ sở để chọn phương án đưa vào thiết kế kỹ thuật...................................... 95

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 3

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

II So sánh các phương án theo giá thành dự toán ............................................ 95

III So sánh các phương án theo điều kiện thi công, chế tạo ............................. 95

IV So sánh các phương án theo điều kiện khai thác sử dụng ........................... 97

V kết luận và kiến nghi ................................................................................... 97

PHẦN II ................................................................................................................ 99

THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU LIÊN TỤC BTCT ĐÚC HẪNG (50%) ................. 99

CHƯƠNG I : THIẾT KẾ KẾT CẤU NHỊP ......................................................... 100

I Tính toán dầm theo phương ngang cầu .............................................................. 100

I.1 Cấu tạo dầm ............................................................................................ 100

I.2 Nguyên lý tính toán ................................................................................. 100

I.3 Xác định nội lực trong dầm theo phương ngang cầu ................................ 101

I.4 Xác định cốt thép tại các tiết diện tính toán ............................................. 120

II Tính toán dầm theo phương dọc cầu................................................................. 132

II.1 Đặc điểm cấu tạo.................................................................................... 132

II.2 Các nguyên tắc tính toán và tổ hợp nội lực ............................................. 132

II.3 Kết cấu nhịp trong giai đoạn thi công ..................................................... 136

II.4 Kết cấu nhịp trong giai đoạn khai thác, sử dụng ..................................... 145

II.5 Mất mát ứng suất.................................................................................... 147

II.6 kiểm tra các tiết diện trong giai đoạn thi công theo TTGH CĐ1 ............. 149

II.7 Kiểm toán các tiết diện trong giai đoạn khai thác, sử dụng theo TTGHCĐ...

..................................................................................................................... 152

II.8 Kiểm toán các tiết diện trong giai đoạn khai thác, sử dụng theo TTGHSD ...

..................................................................................................................... 160

PHẦN III............................................................................................................. 162

THIẾT KẾ THI CÔNG (20%) ............................................................................. 162

CHƯƠNG I : THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ T1.................................................... 163

I Đặc điểm cấu tạo của trụ T1 ....................................................................... 163

II Sơ lược về đặc điểm nơi xây dựng cầu ...................................................... 163

III Đề xuất phương án thi công trụ T1........................................................... 164

IV Trình tự thi công trụ T1 ........................................................................... 165

V Các công tác chính trong quá trình thi công trụ ......................................... 165

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 4

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

VI Thi công bê cọc, thân trụ ......................................................................... 181

CHƯƠNG II : THIẾT KẾ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP..................................... 190

I Sơ lược về đặc điểm nơi xây dựng cầu ....................................................... 190

II Đề xuất các phương án và chọn phương án thi công.................................. 191

III Xác định trình tự thi công kết cấu nhịp .................................................... 193

IV Một số yêu cầu về vật liệu ....................................................................... 215

V Nguyên lý cấu tạo và chọn loại xe đúc ...................................................... 222

VI An toàn lao động ..................................................................................... 222

TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................... 224

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 5

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Chương I: GIỚI THIỆU NỘI DUNG ĐỒ ÁN

Đề tài : THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG V29.

Các số liệu ban đầu

I.1.Địa hình: Sông V29 nằm ở vùng đồng bằng duyên hải thuộc tỉnh Quảng Nam.

I.2.Địa chất: Địa chất ở khu vực xây dựng cầu được chia thành 3 lớp khá rõ rệt:

- Lớp cát hạt mịn có chiều dày trung bình 6,0m.

- Lớp á cát có chiều dày trung bình 3,0m.

- Lớp cát hạt thô có chiều dày vô cùng.

I.3.Thuỷ văn:

- Mực nước cao nhất : 14,0 m.

- Mực nước thông thuyền: 11,5 m.

- Mực nước thấp nhất: 5,0 m.

I.4.Khí hậu - Thời tiết:

- Khu vực xây dựng cầu có khí hậu nhiệt đới gió mùa. Thời tiết không phân

chia rõ rệt theo mùa, tuy nhiên lượng mưa thường tập trung từ tháng 10 năm này

đến tháng 1 năm sau.

- Chịu ảnh hưởng trực tiếp gió mùa Đông Bắc vào những tháng mưa.

- Độ ẩm không khí khá cao (vì nằm ở vùng gần cửa biển ).

I.5.Các tiêu chuẩn kỹ thuật của công trình:

- Qui mô xây dựng : Vĩnh cửu.

- Tần suất lũ thiết kế

- Tải trọng thiết kế

- Khẩu độ cầu

- Khổ cầu : P =1%. : Hoạt tải HL-93 và đoàn người 3KN/m2. : Lo = 190 m. : K = 7 + 2x1,5 m.

- Cấp sông : Cấp V.

- Nhịp thông thuyền: 25 m

I.6.Phạm vi nghiên cứu của đồ án:

- Thiết kế sơ bộ ( lập dự án khả thi ) : 30 %.

- Thiết kế kỹ thuật : 50 %.

- Thiết kế thi công : 20 %.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 6

Thuyết minh 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 V29 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.

Do thời gian có hạn, tài liệu thiếu thốn, 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 gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến thầy giáo

Th.S Nguyễn Hoàng Vĩnh và các thầy giáo trong bộ môn Cầu Hầm khoa Xây Dựng

Cầu Đường đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này.

Đà nẵng ngày 05 tháng 06 năm 2007

Trần Thành Nhân

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 7

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Chương II : CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA CÔNG TRÌNH

II.1.Điều kiện địa hình:

Mặt cắt dọc sông khá đối xứng, do đó rất thuận tiện cho việc bố trí kết cấu nhịp

đối xứng.

Sông cấp V (chiều rộng khổ gầm cầu 25m ) và khẩu độ cầu Lo=190 m. II.2.Điều kiện địa chất:

Địa chất lòng sông chia làm lớp rõ rệch :

- Lớp cát hạt mịn có chiều dày trung bình 6,0m.

- Lớp á cát có chiều dày trung bình 3,0m.

- Lớp cát hạt thô có chiều dày vô cùng.

II.3.Điều kiện khí hậu - thuỷ văn:

II.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 38oC. 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.

II.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 : 14,0 m.

- Mực nước thông thuyền : 11,5m

- Mực nước thấp nhất : 5,0m

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 V29 là cấp V.

II.4.Điều kiện cung ứng vật liệu:

II.4.1.Nguồn vật liệu cát, sỏi sạn:

Có thể dùng vật liệu địa phương. Vật liệu cát, sỏi sạn ở đây có chất lượng tốt

đảm bảo tiêu chuẩn để làm vật liệu xây dựng cầu.

II.4.2.Vật liệu thép:

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 8

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Sử dung các loại thép của các nhà máy luyện thép trong nước như thép Thái

Nguyên, Biên Hoà...hoặc các loại thép liên doanh như Việt_Nhật, Việt _Úc...

II.4.3. Xi măng :

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 vây, vấn đề cung cấp xi măng cho các công trình

xây dựng rất thuận lợi, giá rẻ luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu cầu công

trình đặt ra.

II.5.Năng lực và máy móc thi công:

Công ty trúng gói thầu thi công công trình này có đầy đủ phương tiện và thiết bị

phục vụ thi công, đội ngũ công nhân và kỹ sư chuyên môn cao và dày dạn kinh

nghiệm trong vấn đề thiết kế và xây dựng, hoàn toàn có thể đưa công trình vào khai

thác đúng tiến độ. Đặc biệt đội ngũ kỹ sư và công nhân đã dần tiếp cận được những

công nghệ mới về xây dựng cầu. Mặt khác khi có công việc đòi hỏi nhiều nhân công

thì có thể thuê dân cư trong vùng, nên khi thi công công trình không bị hạn chế về

nhân lực. Còn đối với máy móc thiết bị cũng có thể thuê nếu cần.

II.6.Điều kiện kinh tế xã hội của khu vực cầu:

Qua kết quả báo cáo và khảo sát thống kê cho thấy khu vực đầu tư xây dựng có

mật độ phân bố dân trung bình, nghề nghiệp chủ yếu là nông nghiệp và tiểu thủ

công nghiệp, bên cạnh đó là buôn bán nhỏ và tập trung như hàng quán, chợ búa

trong vùng. Nhân dân ở đây cũng là nguồn nhân lực cần thiết trong quá trình xây

dựng công trình cầu.

II.7.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. Từ đó sẽ phát triển

được ngành dịch vụ du lịch của địa phương nói riêng, nâng cao đời sống kinh tế _

văn hóa của người dân địa phương nói chung.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 9

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

PHẦN I THIẾT KẾ SƠ BỘ 

* PHƯƠNG ÁN I : CẦU LIÊN TỤC BTCT.

* PHƯƠNG ÁN II : CẦU DÂY VĂNG.

* PHƯƠNG ÁN III : CẦU SUPER TEE.

30%

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 10

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Chương I: ĐÁNH GIÁ CÁC ĐIỀU KIỆN ĐỊA PHƯƠNG VÀ ĐỀ RA CÁC

GIẢI PHÁP KẾT CẤU.

I.1.Đánh giá điều kiện địa hình:

Mặt cắt dọc sông khá đối xứng, do đó rất thuận tiện cho việc bố trí kết cấu nhịp

đối xứng.

Sông cấp V, chiều rộng khổ gầm cầu 25 m và khẩu độ cầu L0=190 m nên chọn

những giải pháp kết cấu phù hờp với điều kiện thi công.

I.2.Đánh giá điều kiện địa chất:

Địa chất lòng sông chia làm 3 lớp rõ rệch:

- Lớp cát hạt mịn có chiều dày trung bình 6,0m.

- Lớp á cát có chiều dày trung bình 3,0m.

- Lớp cát hạt thô có chiều dày vô cùng.

Nhận xét:

Nói chung với địa chất lòng sông lòng sông như vậy ta thấy rất thuận lợi cho

việc thi công ma sát, tuy giá thành củng như việc thi công cọc khoan nhồi đắt tiền

và phức tạp hơn nhiều so với cọc đóng, nhưng khi dùng cọc khoan nhồi thì sẽ giảm

bớt số lượng cọc và khả năng chịu tải lớn hơn so với cọc đóng, do đó trong hai

phương án cầu liên tục và cầu dây văng ta sử dụng cọc khoan nhồi, phương án cầu

Super T dùng cọc đóng

I.3.Điều kiện khí hậu, thuỷ văn, thông thuyền:

Tình hình xói lở: do dòng sông không uốn khúc và chảy khá êm nên tình hình

xói lở hầu như không xảy ra.

Ở những chổ có nước, mặt trên của bệ đặt thấp hơn mực nước từ 0,3÷ 0,5m,

còn ở những nơi không có nước mặt thì gờ móng đặt ở cao độ mặt đất sau khi xói lở.

Do độ ẩm không khí khá cao thêm vào đó là điều kiện khí hậu khắc nghiệt nên

loại vật liệu chủ đạo là bê tông cốt thép. Kết cấu thép vẫn có thể sử dụng nếu có

điều kiện bảo quản tốt, sửa chữa gia cố kịp thời.

I.4.Điều kiện cung ứng vật liệu, nhân lực thiết bị:

Nguồn vật liệu cát, sỏi có thể dùng vật liệu địa phương. Vật liệu cát, sỏi sạn ở

đây có chất lượng tốt, đá được lấy từ mỏ đảm bảo tiêu chuẩn để làm vật liệu xây

dựng cầu.

I.4.1. Vật liệu thép:

Sử dụng các loại thép của các nhà máy luyện thép trong nước như thép Thái

Nguyên, Biên Hoà...hoặc các loại thép liên doanh của Việt Nam và các nước như

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 11

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Công ty LDSX thép Việt -Úc ( VINASTEEL). Neo các loại do nhà máy cơ khí xây

dựng Liễu Châu (OVM) Trung Quốc sản xuất, ngoài ra có thể dùng loại neo của

hãng VSL - Thụy Sỹ.Nguồn thép được lấy từ các đại lý lớn ở gần công trình.

I.4.2. Xi măng:

Hiện nay các nhà máy xi măng đều được xây dựng ở các tỉnh, thành luôn đáp

ứng nhu cầu phục vụ xây dựng. Dùng ximăng PCB 50 của nhà máy xi măng Hải

Vân. Phụ gia Sikament 520 do công ty Sika Việt Nam sản xuất . Nói chung vấn đề

cung cấp xi măng rất thuận lợi, giá rẻ luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu

cầu công trình đặt ra.

I.4.3. Thiết bị và công nghệ thi công:

Để hoà nhập với sự phát triển của xã hội cũng như đáp ứng nhu cầu nhiều về số

lượng tốt về chất lượng, công ty xây dựng công trình giao thông đã mạnh dạn cơ

giới hoá thi công, trang bị cho mình những loại máy móc thiết bị với công nghệ thi

công hiện đại, đủ sức thi công các công trình lớn đòi hỏi trình độ công nghệ cao thời

gian hoàn thành là sớm nhất và chất lượng tốt nhất

I.5.Các giải pháp kết cấu:

I.5.1.Nguyên tắc 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 sử dụng các công nghệ mới tiên tiến nhằm tăng chất lượng công trình,

tăng tính thẩm mỹ.

- Quá trình khai thác an toàn và thuận tiện và kinh tế.

I.5.2.Giải pháp kết cấu công trình:

*Kết cấu thượng bộ:

Đưa ra giải pháp nhịp lớn kết cấu liên tục, cầu dây văng nhằm tạo mỹ quan

cho công trình và giảm số lượng trụ, bên cạnh đó cũng đưa ra giải pháp giản đơn kết

cấu ƯST để so sánh chọn phương án.

*Kết cấu hạ bộ:

- Dùng móng cọc khoan nhồi, hoặc cọc đóng

- Kết cấu mố chọn loại mố chữ U cải tiến.

- Dùng trụ cầu liên tục cho kết cấu cầu liên tục.

- Dung trụ cầu toàn khối cho kết cấu cầu dơn giản.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 12

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Chương II: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ

Trên cơ sở phân tích và đánh giá ở phần trên, ta đề xuất các phương án vượt

sông như sau:

II.1.Phương án I:

- Loại cầu : cầu liên tục BTCT.

- Mô tả kết cấu phần trên:

+ Sơ đồ nhịp : Sơ đồ cầu liên tục 3 nhịp: 60+80+60 (m).

+ Tiết diện hình hộp BTCT Mác500, chiều cao thay đổi từ 2,2m đến 4,4m.

+ Lan can tay vịn, gờ chắn bánh BTCT Mác250.

+ Các lớp mặt cầu gồm : Lớp BT nhựa

Lớp phòng nước

Lớp tạo độ dốc

- Mô tả kết cấu phần dưới :

+ Dạng mố: Mố BTCT chữ U cải tiến Mác 300.

+ Trụ: Dạng trụ đặc BTCT Mác 250 không có xà mũ.

+ Móng: Móng cọc khoang nhồi D=1m, BTCT Mác 300.

- Đường dẫn hai đầu cầu:

+ Lớp BTN mịn 5cm.

+ Lớp BTN thô 7cm.

+ Lớp CPĐD dày 30cm.

+ Lớp CP đất đồi K98.

+ Nền đường được đắp từ đất đồi, lu lèn đến độ chặt K95.

)m(1.2





- Kiểm tra khẩu độ cầu :

tk L o

)tr(n

)ph(n



Khẩu độ cầu :

Trong đó :

Lc : Tổng chiều dài nhịp và khe co giãn (m).

bi : Tổng số chiều dày của các trụ tại MNCN (m).

Ln(tr) và Ln(ph) : Chiều dài mô đất hình nón chiếu trên MNCN (m). 1m : Độ vùi sâu của công trình vào mô đất hình nón ở đường vào đầu cầu.

194



2,06%

 5%

. 100



tk L o max(

)

oL = 200 – 2.2,0 – 2.1 = 194m.  190 194

yc L o yc tk LL , o o

  thoả mãn yêu cầu.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 13

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

- Phương pháp thi công chỉ đạo :

+ Dầm liên tục được thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng đối xứng

qua tim trụ.

+ Thi công cọc: Tạo mặt bằng thi công, dựng hệ thống khoang, dựng ống vách,

khoan tạo lỗ, lắp các lồng thép, phun bêtông.

+ Thi công mố: Đào đất hoặc đắp đê quay chắn đất (đắp lấn), hút nước (nếu

có), đập bêtông đầu cọc, đổ bêtông đệm M75 dày 10cm, dựng ván khuôn, cốt thép,

đổ bêtông.

+ Thi công trụ: Xử lý bề mặt bệ trụ; dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bêtông thân trụ.

II.2.Phương án II:

- Loại cầu: Cầu dây văng.

- Mô tả kết cấu phần trên :

+ Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu 3 nhịp: 46+98+46 (m).

+ Chiều cao dầm sơ bộ chọn 2m, chiều cao tháp 34m.

+ Lan can tay vịn, gờ chắn bánh BTCT Mác250.

+ Các lớp mặt cầu gồm: Lớp BT nhựa

Lớp phòng nước

Lớp tạo độ dốc

- Mô tả kết cấu phần dưới:

+ Dạng mố: Mố chữ U cải tiến BTCT Mác300.

+ Tháp: Dạng chữ H BTCT Mác300.

+ Móng: Móng cọc BTCT Mác300. Cọc khoang nhồi D=100 (cm).

- Đường dẫn hai đầu cầu :

+ Lớp BTN mịn 5cm.

+ Lớp BTN thô 7cm.

+ Lớp CPĐD dày 30cm.

+ Lớp CP đất đồi K98.

+ Nền đường được đắp từ đất đồi, lu lèn đến độ chặt K95.

)m(1.2





- Kiểm tra khẩu độ cầu :

tk L o

)tr(n

)ph(n



Khẩu độ cầu :

Trong đó : Lc : Tổng chiều dài nhịp và khe co giãn (m).

bi : Tổng số chiều dày của các trụ tại MNCN (m).

Ln(tr) và Ln(ph) : Chiều dài mô đất hình nón chiếu trên MNCN (m). 1m : Độ vùi sâu của công trình vào mô đất hình nón ở đường vào đầu cầu.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 14

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

tk= 190 – 2.2 – 2.1 = 184m.



184

190



100



tk L o max(

)

 190

yc L o yc tk LL , o o

3,15% <5%  thoả mãn yêu cầu

-Phương pháp thi công chỉ đạo:

+ Dầm BTCT được thi công bằng phương pháp đúc hẫng cân bằng.

+ Thi công cọc: Tạo mặt bằng thi công, dựng hệ thống khoang, dựng ống vách,

khoan tạo lỗ, lắp các lồng thép, phun bêtông.

+ Thi công mố: Đào đất hoặc đắp đê quay chắn đất (đắp lấn), hút nước (nếu

có), đập bêtông đầu cọc, đổ bêtông đệm M75 dày 10cm, dựng ván khuôn, cốt thép,

đổ bêtông.

+ Thi công tháp: Xử lý bề mặt bệ trụ; dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bêtông

thân tháp.

II.3.Phương án III:

- Loại cầu: Cầu đơn giản super T.

- Mô tả kết cấu phần trên :

+ Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu 5 nhịp: 5x40 (m).

+ Chiều cao dầm sơ bộ chọn 1,75m, chiều dày bản sơ bộ chọn 16cm.

+ Lan can tay vịn, gờ chắn bánh BTCT Mác250.

+ Các lớp mặt cầu gồm: Lớp BT nhựa

Lớp phòng nước

Lớp tạo độ dốc

- Mô tả kết cấu phần dưới:

+ Dạng mố: Mố chữ U cải tiến BTCT Mác300.

+ Trụ cầu: Trụ đặc có thân thu hẹp.

+ Móng: Móng cọc BTCT 30x30

- Đường dẫn hai đầu cầu :

+ Lớp BTN mịn 5cm.

+ Lớp BTN thô 7cm.

+ Lớp CPĐD dày 30cm.

+ Lớp CP đất đồi K98.

+ Nền đường được đắp từ đất đồi, lu lèn đến độ chặt K95.

)m(1.2





- Kiểm tra khẩu độ cầu :

tk L o

)tr(n

)ph(n



Khẩu độ cầu :

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 15

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Trong đó : Lc : Tổng chiều dài nhịp và khe co giãn (m).

bi : Tổng số chiều dày của các trụ tại MNCN (m).

Ln(tr) và Ln(ph) : Chiều dài mô đất hình nón chiếu trên MNCN (m). 1m : Độ vùi sâu của công trình vào mô đất hình nón ở đường vào đầu cầu.



tk= 200,2 – 4.1,8 – 2.1 = 191m. 191

190



100



tk L o max(

)

 191

yc L o yc tk LL , o o

0,5% <5%  thoả mãn yêu cầu

-Phương pháp thi công chỉ đạo:

+Thi công nhịp: lao lắp bằng tổ hợp mút thừa.

+Thi công cọc: tạo mặt bằng thi công, hệ thống đóng cọc

+Thi công mố: Đào đất hoặc đắp đê quay chắn đất (đắp lấn), hút nước (nếu

có), đập bêtông đầu cọc, đổ bêtông đệm M75 dày 10cm, dựng ván khuôn, cốt thép,

đổ bêtông.

+Thi công trụ: Sử dụng vòng vây cọc ván thép, đóng vòng vây cọc ván thép,

tiến hành đào đất, sau đó đóng cọc rồi đổ bê tông bịt đáy, hút nước. Tiếp theo lắp

dựng ván khuôn đổ bê tông bệ cọc, bê tông thân trụ, bê tông xà mũ.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 16

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Chương III: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU LIÊN TỤC BTCT DỰ ỨNG LỰC

I.Tính toán các hạng mục công trình.

I.1 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp.

Kết cấu nhịp : Gồm 3 nhịp liên tục có sơ đồ như sau :

60 + 80 + 60 = 200 (m).

Sử dụng kết cấu dầm hộp bêtông cốt thép, vách xiên.

Mặt cắt ngang có cấu tạo như sau :

1100

0 1

350

5 9

0 1 0 3 0 1 5 3

150

20 25

150

5 1 5 2

5 2

179

5 2

0 2 2

0 7 2

5 2

5 0

253

0 4 4

5 2

100

200

0 5

5 2

0 8

199

100

0 3

* Biên trên của bản đáy dầm là đường cong parabol có phương trình : yt = a1.x2 + c1(1)

K10

0 4 4

0 7 1

100

350

400

S12

S11

S10



7,1



7,1

Xác định các hệ số :

1/2 Mặt cắt tại gối trên trụ 1/2 Mặt cắt tại gối trên mố



35,3





7,1



35,3

  

c  1  a  1



Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 17

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

2 

7,1



Thế vào phương trình (1) ta suy ra phương trình biên trên của bản đáy như sau : 65,1 1521



95,1



95,1

* Biên dưới của bản đáy dầm là đường cong parabol có phương trình : yd = a2.x2 + c2(2)



15,4





95,1



15,4

  

c  1  a  1

95,1

2 



Xác định các hệ số : 

Thế vào phương trình (2) ta suy ra phương trình biên dưới của bản đáy như sau : 2,2 1521

Từ phương trình đường cong biên trên và biên dưới bản đáy ta xác định được







2 

25,0

chiều cao dầm hộp, chiều dày bản đáy từng tiết diện như sau:

d

55,0 1521

h 

(m)

06.5

06.4





25,0



25,02



75.0



19,0.25,0



5,02





3,0







(

)





y t

 d

1 14 cos

 2

  

  

Diện tích tại các mặt cắt :

. l



V i

1 A i 2

Thể tích trên mỗi đốt tính toán : A i (m3)

+ Với li : chiều dài đốt tính toán.

Trọng

Mặt

Chiều Dài

Thể Tích

Đốt

ytr

Ai(m2)

lượng

Cắt

Tính(m)

Đốt(m3)

Đốt(KN)

3.35

4.15

9.96

4.00

38.25

918.15

3.02

3.72

9.16

2.77

3.38

8.49

3.50

30.91

741.90

2.55

3.08

7.91

3.50

28.71

689.01

2.35

2.82

7.42

3.50

26.83

644.03

2.18

2.59

6.97

3.50

25.21

605.04

2.03

2.37

6.50

3.50

23.59

566.29

1.91

2.23

6.29

3.50

22.39

537.38

1.82

2.11

6.06

3.50

21.61

518.72

+ Trọng lượng đốt tính toán : DCi = Vi.24 (KN)

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 18

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

5.89

S10

1.75

2.02

3.50

20.93

502.22

5.76

S11

1.71

1.96

3.50

20.41

489.80

5.75

S12

1.7

1.95

3.50

20.16

483.81

K10

Tổng(KN)=

6696.36

1100

0 1

350

0 1 0 3 0 1 5 3

150

20 25

5 2

179

5 2

0 2 2

5 0

5 2

253

5 2

*Tính toán đốt hợp long ở giữa:

DChl = 5,75.2.24 = 276(KN). - Khối lượng dầm từ mố dến đốt hợp long

DC1=5,75.19.24=2622(KN) - Vậy tổng khối lượng toàn bộ kết cấu nhịp là:

DCtb = 6696,36.4 + 276.3 + 2622.2 = 32857,44 (KN)

 Trọng lượng bản thân dầm chủ trên một mét dài :

DC = 32857,44 /(60+80+60) = 164,28 (KN/m).

I.2 Tính khối lượng mố.

1 Mố trái

1100

600

100

0 7 2

0 5

5 2 1

478

0 3

0 5 8

295

15 0130

0 3 5

3 5

0 8 5

531

0 0 2

0 5

105

0 0 1 1

782

Mố trái là loại mố nặng chữ U cải tiến BTCT M300, mố trái có kích thước như hình vẽ:

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 19

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG MỐ TRÁI

Thể tích

Trọng Lượng

Stt Tên cấu kiện

Hàm lượng thép(KN/m3)

Thép(KN)

Bê Tông(KN)

(m3)

31,89

765,36

Tường Cánh

31,89

11,88

285,12

Tường Đỉnh

11,88

83,76

2010,24

Thân mố

83,76

116,6

2798,4

Bệ mố

116,6

0.61

12,24

Đá Tảng

0,51

1.2

244,74

5871,36

6 Tổng

244,64

2 Mố phải

Mố phải là loại mố nặng chữ U cải tiến BTCT M300, mố trái có kích thước như

100

0 7 2

5 2 1

0 5

0 3 7

478

0 3

0 5 8

145 130

0 1 4

0 3 5

457

0 0 2

0 5

105 40

0 0 1 1

0 0 0 1

hình vẽ:

BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG MỐ PHẢI

Thể tích

Trọng Lượng

Stt Tên cấu kiện

Hàm lượng thép(KN/m3)

Thép(KN)

Bê Tông(KN)

(m3)

Tường Cánh

20,2

484,8

Tường Đỉnh

11,88

285,12

Thân mố

66,60

1598,4

Bệ mố

100,54

2412,96

1.2

Đá Tảng

0,51

0.61

12,24

6 Tổng

199,73

199,83

4793,52

I.3 Tính khối lượng trụ.

Trụ T1,T2 có kích thước giống nhau như hình vẽ:

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 20

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG 1 TRỤ

Thể tích

Hàm lượng

Trọng Lượng

Stt Tên cấu kiện

(m3)

thép(KN/m3)

Thép(KN)

Bê Tông(KN)

Thân trụ

109,09

2618,16

Bệ Móng

133,08

3193,92

Đá Tảng

0.3

1.2

0.36

8,64

Tổng

242,47

242,53

5820,72

397

100

0 0 1

200

600

5 8 2 1

125

150

550

1000

0 0 2

0 5

II. Tính khối lượng các bộ phận trên cầu.

II .1 Trọng lượng các lớp mặt cầu:

- Lớp phủ (BTN) và lớp phòng nước dày 7,5cm:DW1=1/2. 0.075.11.23=9,48 (KN/m)

- Lớp tạo dốc 2% 10cm: DW2 = 1/2. 0.1.11 .23= 12,65 (KN/m)

Trọng lượng các lớp mặt cầu:

DWmc = (9,48+12,65)= 22,13 (KN/m)

II.2 Trọng lượng phần lan can, tay vịn, gờ chắn bánh xe:(xem hình vẽ)

II.2.1 Trọng lượng phần lan can, tay vịn :

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 21

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

0 1

200

0 1 1

0 1 0 3 0 1 5 3

5 1

- Cột lan can cách nhau 2,00m có kích thước 15x15 cm

- Tay vịn:10x10 cm.

- Bệ đáy cột lan can : 15x25x25 cm.

Kết quả tính toán cột lan can, tay vịn cho toàn cầu:

BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG LAN CAN TAY VỊN

Thể

Hàm lượng

Trọng Lượng

tích

Stt Tên cấu kiện

thép(KN/m3)

Thép(KN)

Bê Tông(KN)

(m3)

3,63

Cột Lan Can

0.6

2,17

87,12

7,8

Tay Vịn

0.6

4,68

187,2

Bệ Đặt Cột

0.6

360

Tổng

26,43

15,85

634,32

634,32 200

= 3,17 (KN/m) DWlc+tv+bc=

200

5 2

(2.2.2.50.

0,25.(0,25



0,2)/2 ).24

II.2.2 Trọng lượng phần gờ chắn bánh xe :

200

=2,64 (KN/m) DWgcb =

Tổng tĩnh tải giai đoạn 2 :

DW = DWmc+ DWlc+tv+bc + DWgcb = 22,13 +3,17 + 2,64 = 27,94 (KN/m)

III.Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố

Tính toán sức chịu tải tính toán của cọc

Sức chịu tải tính toán của cọc đóng được lấy như sau: Ptt= min{Qr, Pr}

* Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 22

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

- Sức kháng dọc trục danh định:

Pn= 0,85[0,85.f'c.(Ap-Ast) +fy.Ast]; MN

Trong đó:

f'c: Cường độ chiụ nén của BT cọc(Mpa); f'c=30Mpa . Ap: Diện tích mũi cọc(mm2); Ap=785398,16 mm2. Ast: Diện tích cốt thép chủ (mm2); dùng 2220 : Ast = 6908mm2 fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa

- Thay vào ta được:

Pn= 0,85.[0,85.30.(785398,16-6908)+420.6908]=19,33MN

- Sức kháng dọc trục tính toán: Pr= .Pn ; MN Với : Hệ số sức kháng mũi cọc,  = 0,75 Pr=0,75.19,33=14,49MN

* Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền:

N 1

- Sức kháng bề mặt danh định của cọc:

; (N)



haf si si



1i 

L i D8

  

  

  

  

(10.7.3.4.3c-1) Qs = Ks,c

Trong đó:

Ks,c: Các hệ số hiệu chỉnh: Kc cho các đất sét và Ks cho đất cát. Li:Chiều sâu đến điểm giữa khoảng chiều dài tại điểm xem xét(mm). D : Chiều rộng hoặc đường kính cọc xem xét (mm).

fsi: Sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy từ CPT tại điểm xem xét

(MPa).

asi : Chu vi cọc tại điểm xem xét (mm). hi : Khoảng chiều dài tại điểm xem xét (mm). N1 : Số khoảng giữa mặt đất và điểm cách dười mặt đất 8D. N2 : Số khoảng điểm cách dưới mặt đất 8D và mũi cọc

BẢNG TÍNH SỨC KHÁNG BỀ MẶT DANH ĐỊNH CỦA CỌC.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 23

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Tên Số asi hi

lớp lớp Z/D Kc,s Li(mm) Li/8D fsi(Mpa) (mm) (mm) Qsi(N)

Cát hạt

mịn

4 1.1 0.86 3430 0.42 0.036 3141 1140 157420.8

6 1.2 0.76 4820 0.6 0.039 3141 2000 297917.6

Á cát

7 2.1 0.73 6500 0.81 0.042 3141 1000 174308.5

Cát hạt

9 2.2 0.56 8000 1 0.044 3141 2000 309577

thô

3.1 10.86 0.53 9930 0.064 3141 1150 274454 1.24

3.2 12.86 0.5 11860 0.067 3141 2000 521908.6 1.48

3.3 14.86 0.46 13860 0.07 3141 2000 552225.5 1.73

3.4 16.86 0.46 15860 0.073 3141 2000 628629.7 1.98

Qs= 2916442

Qr = φqp.Qp+φqsQs Trong đó :

5,1 k

Qp : sức kháng mũi cọc (N) Qp = qp.Ap Ap : diện tích mũi cọc (mm2) qp : sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) Qs : sức kháng thân cọc (N) φqp : hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc φqs : hệ số sức kháng đối với sức kháng than cọc Tra bảng 10.5.5-2 TC 272-05 có φqp= φqs= 0.45 qp = (MPa)

Trong đó:

5,2



k = 1 : đối với Dp  500mm. k = 0.6Dp : đối với Dp ≥ 500mm. Dp = 1000 mm: Đường kính mũi cọc khoan.

5,1 k

5,1 x 16.0 Qp = 2500. 0,78=1950 Qr = 0,45.1950+0,45.2916,4 = 2189,8(KN)

MPa = 2500 KPa = => qp =

Vậy Ptt= min{Qr, Pr}=min{14,49:2,1898)=2,1898MN=2189,8KN IV.Tính toán và xác định số lượng cọc cho trụ

Tính toán sức chịu tải tính toán của cọc

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 24

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Sức chịu tải tính toán của cọc đóng 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:

- Thay vào ta được:

Pn= 0,85.[0,85.30.(785398,16-6908)+420.6908]=19,33MN

- Sức kháng dọc trục tính toán: Pr= .Pn ; MN Với : Hệ số sức kháng mũi cọc,  = 0,75 Pr=0,75.19,33=14,49MN

* Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền:

N 1

- Sức kháng bề mặt danh định của cọc:

; (N)



haf si si



1i 

L i D8

  

  

  

   Trong đó:

(10.7.3.4.3c-1) Qs = Ks,c

fsi: Sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy từ CPT tại điểm xem xét

(MPa).

asi : Chu vi cọc tại điểm xem xét (mm). hi : Khoảng chiều dài tại điểm xem xét (mm). N1 : Số khoảng giữa mặt đất và điểm cách dười mặt đất 8D. N2 : Số khoảng điểm cách dưới mặt đất 8D và mũi cọc.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 25

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

BẢNG TÍNH SỨC KHÁNG BỀ MẶT DANH ĐỊNH CỦA CỌC.

Số lớp Z/D Kc,s Li(mm) Li/8D fsi(Mpa) asi (mm) (mm) Qsi(N)

1.1 3.86 0.86 2860 0.36 0.034 3141 2000 249812.5

Tên lớp Cát hạt mịn 1.2 6.21 0.76 5035 0.63 0.04 3141 2350 365760.7

2.1 7 0.73 6500 0.81 0.042 3141 1000 174308.5 Á cát

2.2 9 0.56 8000 1 0.044 3141 2000 309577

3.1 11.65 0.53 10320 1.29 0.065 3141 2650 656656.9

3.2 13.65 0.5 12650 1.58 0.071 3141 2000 575368.4

3.3 15.65 0.46 14650 1.83 0.072 3141 2000 588809.3

3.4 17.65 0.46 16650 2.08 0.074 3141 2000 658625

3.5 19.65 0.46 18650 2.33 0.077 3141 2000 740953.1

3.6 21.65 0.46 20650 2.58 0.079 3141 2000 817270.6

3.7 23.65 0.46 24650 3.08 0.085 3141 2000 1002155 Cát hạt thô

3.8 25.65 0.46 26650 3.33 0.088 3141 2000 1101099

3.9 27.65 0.46 28650 3.58 0.091 3141 2000 1204378

3,10 29.65 0.46 30650 3.83 0.094 3141 2000 1311991

3,11 31.65 0.46 32650 4.08 0.096 3141 2000 1409259

3,12 33.65 0.46 34650 4.33 0.099 3141 2000 1524819

3,9 35.65 0.46 36650 4.58 0.1 3141 2000 1612464

Qs= 14303305

Qr = φqp.Qp+φqsQs Trong đó :

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 26

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

5,1 k

Trong đó:

5,2



k = 1 : đối với Dp  500mm. k = 0.6Dp : đối với Dp ≥ 500mm. Dp = 1000 mm: Đường kính mũi cọc khoan.

5,1 k

5,1 x 16.0 Qp = 2500. 0,78=1950 Qr = 0,45.1950+0,45.14303 = 7313,85(KN)

MPa = 2500 KPa = => qp =

Vậy Ptt= min{Qr, Pr}=min{14,49:7,3138)=7,3138MN=7313,8 KN V.Tính toán áp lực tác dụng lên mố, trụ

Để xác định áp lực lớn nhất tác dụng lên mố trụ ta sử dụng chương trình

MIDAS/Civil6.3.0 để tính toán.

V.1.Các bước chính thực hiện trong chương trình:

1_Mô hình hóa kết cấu;

2_Khai báo vật liệu dùng cho kết cấu và các thuộc tính của vật liệu;

3_Khai báo các làn xe;

4_Khai báo các tải tải trọng theo 22TCN272-05 gồm xe tải thiết kế +

tải trọng làn, xe 2 trục thiết kế + tải trọng làn;

5_Khai báo các lớp xe;

6_Khai báo các trường hợp tải trọng di động;

7_Khai báo các trường hợp tải trọng di động và các hệ số tải trọng và

hệ số xung kích;

8_Gán các trường hợp tải trọng cho kết cấu;

9_Khai báo các tổ hợp tải trọng;

10_Chạy chương trình và xuất ra các giá trị cần thiết.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 27

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

1_Mô hình hóa kết cấu:

Kết cấu cầu liên tục đúc hẫng được mô hình hóa trong chương trình gần

giống như kết cấu thật bên ngoài thực tế.

Dầm chủ là dầm hộp liên tục được mô hình là phần tử Beam. Mặt cắt ngang

dầm chủ là loại 1 hộp 2 sườn, thành xiên; các thông số về mặt cắt ngang dầm chủ

được thể hiện bên dưới

Khai báo các dữ liệu đầu vào

Khai báo mặt cắt

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 28

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Khai báo cáp

Sơ đồ kết cấu dưới dạng không gian

- Vật liệu dùng cho kết cấu được khai báo trong hộp thoại MSS Brigde Wizard khi

2_Khai báo vật liệu dùng cho kết cấu và các thuộc tính của vật liệu:

ta mô hình hóa kết cấu. Trong bước này ta chỉ khai báo các thuộc tính của vật liệu Khai báo các thuộc tính của vật liệu thay đổi theo thời gian: Model>Property>

Time Depent Material(Creep/Shrinkage). Chương trình xuất hiện hôp thoại: Time

Depent Material(Creep/Shrinkage). Nhấn nút Add để khai báo các thông số liên

quan đến đặc trưng vật liệu thay đổi theo thời gian của bê tông:

Khai báo các thông số VL thay đổi theo thời gian.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 29

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Kết quả khai báo VL thay đổi theo thời gian.

Khai báo sự thay đổi của cường độ vật liệu theo thời gian: Model>Property>

Time Depent Material(Comp,Strength). Chương trình xuất hiện hôp thoại Time

Depent Material(Comp,Strength), kích nút Add… Sau đó khai báo các thông số như

hình bên dưới:

Kết quả khai báo cường độ VL theo thời gian.

Gán các thuộc tính phụ thuộc vào thời gian cho bê tông: Model>Property> Time

Depent Material Link; việc gán được minh họa như hình bên dưới:

Gán các thuộc tính phụ thuộc vào thời gian cho VL

3_Khai báo các làn xe:

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 30

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Việc khai báo tiêu chuẩn được thực hiện như sau: Gọi menu Load>Moving

Load Analysis Data, trong giao diện Select Moving Load Code chọn ASSHTO

LRFD.

Khai báo các làn xe: Gọi menu Load>Moving Load Analysis Data>Traffic

Lane, sau khi xuất hiện hộp thoại ta ấn nút Add để nhập các thông số liên quan như

hình bên dưới

Tên làn Làn 1 Làn 2 Làn 3 Làn 4 Độ lệch tâm (m) 1,75 -1,75 4,5 -4,5

Khai báo các làn xe.

4_Khai báo các tải tải trọng theo 22TCN272-05 gồm xe tải thiết kế + tải trọng

làn, xe 2 trục thiết kế + tải trọng làn:

Khai báo hai trường hợp hoạt tải theo ASSHTO LRFD:

+ HL-93TDM: Hoạt tải xe hai trục thiết kế và tải trọng làn.

+ HL-93 TRK: Hoạt tải xe tải thiết kế và tải trọng làn.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 31

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Khai báo các trường hợp của hoạt tải.

5_Khai báo các lớp xe:

Khai báo các lớp xe.

6_Khai báo các trường hợp tải trọng di động:

Khai báo các trường hợp tải trọng di động.

7_Khai báo các trường hợp tải trọng:

Việc khai báo các trường hợp tải trọng được tiến hành như sau: Gọi menu

Load>Static Load Cases => Chương trình xuất hiện hộp thoại Static Load Cases

Do việc khai báo được tiến hành từ hộp thoại MSS Brigde Wizard nên chương trình

tự động đưa các trường hợp tải trọng gồm: trọng lượng bản thân, tải trọng do căng

kéo cáp, trọng lượng của bê tông tươi và tự động gán tương ứng với từng giai đoạn

thi công . Do vậy, chỉ khai báo thêm tỉnh tải trong giai đoạn 2 gồm trọng lượng lớp

phủ, trọng lượng lan can tay vịn, trọng lượng dải phân cách.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 32

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Khai báo các trường hợp tải trọng.

8_Gán các trường hợp tải trọng cho kết cấu:

Các loại tải trọng như: Trọng lượng bản thân, trọng lượng của BT tươi, lực

căng kéo cáp chương trình sẽ tự động gán cho kết cấu; ở đây ta chỉ gán tỉnh tải

trong giai đoạn 2 như: Trọng lượng các lớp phủ BMC, trọng lượng lan can tay vịn,

trọng lượng dải phân cách. Việc gán được thực hiện như sau:

Chọn các phần tử cần gán tải trọng, gọi menu Load>Element Beam Load…

=> Xuất hiện hôp thoại; trong hộp thoại này ta khai báo các thông số cần thiết như

hình bên dưới: Tỉnh tải các lớp phủ BMC được quy về một lực phân bố dọc suốt

chiều dài dầm chủ, riêng tỉnh tải lan can tay vịn và tỉnh tải dải phân cách được quy

về một lực phân bố và một mômen phân bố dọc suốt chiều dài dầm chủ.

Sau khi khai báo xong nhấn nút Add để chấp nhận việc gán tải trọng.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 33

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Gán lực phân bố. Gán mômen phân bố.

9_Khai báo các tổ hợp tải trọng:

Để chương trình tính ra các trường hợp bất lợi nhất của tải trọng ta phải khai báo

các tổ hợp tải trọng; cách khai báo như sau:

Gọi menu Load>Create load Cases Using Load Combination => Xuất hiện hộp

thoại Load Combination; trong hộp thoại này ta khai báo các loại tổ hợp tải trọng:

Khai báo các tổ hợp tải trọng.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 34

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

CÁC LOẠI TỔ HỢP ĐƯỢC KHAI BÁO TRONG CHƯƠNG TRÌNH

S Tên Loại tổ Hệ số vượt Mô tả TT Tổ hợp hợp tải

1 Tổ hợp 1 Add Xe tải + tải trọng làn + người 1,75

2 Tổ hợp 2 Add Xe hai trục + tải trọng làn người 1,75

3 Tổ hợp 3 Envelope Max ( HOẠT TẢI) 1.75

4 Tổ hợp 4 Add Tổng tĩnh tải 1,25;1,5

5 Tổ hợp 5 Add Tổng tĩnh tải + max(hoạt tải) 1

10_Chạy chương trình và xuất ra các giá trị cần thiết:

Giá trị phản lực lớn nhất tại các gối trong giai đoạn khai thác do tổ hợp 5 gây ra

457

0 5 1

0 0 4



5,1.

0 0 1 1

VI.Tính toán số cọc cho mố

3, 8,

0 0 4

= 4,5 cọc

0 5 1

Chọn 6 cọc

103

250 103 457

0 5 1

0 0 4



5,1.

0 0 1 1

VI. 1 Mố trái P tt P 6699 2189

79, 8,

0 0 4

= 4,5 cọc

0 5 1

Chọn 6 cọc

103

250 103

VI. 1 Mố phải P tt P 6713 2189

550

VII.Tính toán số cọc cho trụ

5 2 1

0 5 2



5,1.

0 5 2

0 0 0 1

P tt P 33767 7313

38, 8,

0 5 2

= 6,9 cọc

5 2 1

125 300 125

VII. 1 Trụ 1

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 35

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

550

Chọn 8 cọc

5 2 1

0 5 2

0 0 0 1



5,1.

P tt P 33702 7313

57, 8,

0 5 2

5 2 1

= 6,9 cọc

125 300 125

Chọn 8 cọc

VII.2 Trụ 2

VIII Tính toán và kiểm tra kết cấu nhịp:

Giá trị momen trong giai đoạn khai thác do tổ hợp 5 gây ra:

max = 55568 KNm

M+ M-

min = 173925 KNm

Giá trị momen min lớn nhất trong giai đoạn thi công

VIII.1 Tính toán số bó cáp

Cáp DƯL được sử dụng là loại theo tiêu chuẩn ASTM A416-270 (Normal) với các

chỉ tiêu như sau:

Loại Cáp DƯL

Diện tích 1 tao

Diện tích 1 bó 19 tao 12,7mm 140mm2 1875,3mm2

1860 Mpa

1670 Mpa Giới hạn bền fpu Giới hạn chảy fpy

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 36

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Môđun đàn hồi 197000 Mpa

Ống ghen sử dụng là loại đường kính D = 100/107mm. Công thức tính toán số bó cáp:

T a'

N'T

T y

T e'

truûc trung hoìa

Mmin

d y

- Với bó chịu mô men âm: (Tại gối).







' N T A

' ' eN T T W tr

min W tr

  

  

min

+ Ứng suất thớ trên:



' T

' b



AM min  '  AfAe T

bó

W tr



' T

M W tr A

  

  







' N T A

=> =>

min W d

  

  

+ Ứng suất thớ dưới: ' ' eN T T W d



' T

' b

AM min    AfWAe d

' T

bó



' T

min W d A

  

  

=> =>

T y

Mmax

truûc trung hoìa

T e

d y

T a

- Với bó chịu mô men dương: (Tại giữa nhịp).







N T A

eN TT W tr

max W tr

  

  

max

+ Ứng suất thớ trên:



AM max    AfWAe tr

bó



W tr A

  

  

=> =>

+ Ứng suất thớ dưới:

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 37

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường







N T A

eN TT W d

min W d

  

  

max



AM max   AfAe



bó

W d



M W d A

  

  

=> =>

Trong đó:

T : Lực căng trong bó thép DƯL chịu mômen âm;

N’

N’T = n’b xfKTxAbó

NT : Lực căng trong bó thép DƯL chịu mômen dương;

NT = nbxfKTxAbó

e’T, eT: Khoảng cách từ trục trung hoà đến trọng tâm bó thép DƯL. A: Diện tích tiết diện bêtông.

M: Mômen do tải trọng tác dụng gây ra tại tiết diện tính toán.

W: Mômen kháng uốn tiết diện.

n’b, nb : Số bó cốt thép cần tính. fKT: Ứng suất cho phép khi căng kéo cốt thép; fKT = 0.8fpy = 1336 Mpa. Abó: Diện tích một bó cáp; Abó =1875,3mm2.

Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm các bó cáp đến thớ ngoài cùng chịu kéo

(nén) là a = 250mm. Kết quả tính đặc trưng hình học từ chương trình:

Mặt cắt giữa nhịp Mặt cắt trên trụ

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 38

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Kết quả tính đặc trưng hình học từ chương trình

BẢNG TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC

Tiết diện h(m) A (m2) J (m4) yt(m) yd(m) Wt(m3) Wd(m3)

Trên trụ 4,4 9,98 27,714 2,08 2,31 13,324 11,997

Giữa nhịp giữa 2,2 5,96 3,972 0,81 1,39 4,903 2,857

Giữa nhịp biên 2,2 5,96 3,972 0,81 1,39 4,903 2,857

BẢNG TÍNH TOÁN SỐ BÓ CÁP.

Trên trụ Giữa nhịp Tiết diện

Thớ Trên Dưới Trên Dưới

173925 173925 55568 55568

9,98 9,98 5,96 5,96

13,324 11,997 4,903 2,857

2,08 2,31 0,81 1,39

1,85 2,06 0,56 1,14

Mmax/Mmin (KN.m) A(m2) Wtr/Wd (m3) ytr/yd (m) eT/e'T (m) AxMmax/Mmin 1735771,5 1735771,5 331185,2 331185.2

2505,4 2505,4 2505,4 2505,4 fTKxAbó

Số bó tính nbo> 20,4 nbo< 68,6 nbo> 13,6 nbo< 62,7

Số bó chọn 14 22

1100

0 2 2

4x20

Dự kiến bố trí cốt thép tại giữa nhịp.

Dự kiến bố trí cốt thép trên trụ.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 39

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

1100

10x20

120

0 4 4

5 0

180

0 4 1

0 8

VIII.2 Tính duyệt theo TTGH cường độ: - Sức kháng uốn tính toán Mr được tính như sau Mr = ψ.Mn - Trong đó: Mn sức kháng uốn danh định Ψ hệ số sức kháng





fA . ps

fA .' s

fA . s

a td 2

a 2

- Coi thớ dưới chỉ có cốt thép DUL chịu lực. Với mặt cắt hình chữ T thì quy đổi sức

 .'  y 

  

 ...  

 .  

  

  

  



.85,0

h .



 . 1

bb  w

c 1

at d 2

f 2

  ). 

  







fA . ps

fA . s

kháng danh định Mn được xác định như sau: (TCn 5.7.3.2.2.1)  .  

a 2

  

 .  

  

  

  

- Với mặt cắt hình chữ nhật thì sức kháng danh định Mn được xác định như sau(TCN 5.7.3.2.3) a td 2

- Trong công thức trên:

Aps : diện tích cốt thép - Bỏ qua diện tích cốt thép thường : As = 0, A’s = 0 dp : khoảng cách từ thớ nén mép trên dầm liên hợp đến trọng tâm cốt thép DƯL b : bề rộng mặt cắt chịu nén của cấu kiện

bw : bề dày bản bụng hf = chiều dày cánh nén β1 : hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất quy định trong điều 5.7.2.2 β1 = 0,85 – 0,05(f’c1 – 28 MPa)/7 MPa = 0,693 fpu cường độ chịu kéo quy định của thép = 1860 MPa fpy giới hạn chảy của thép DƯL fpy = 1581 MPa

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 40

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường





  04,1.2  

   

Hệ số k : = 0,38

c : khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hòa với giả thiết là thép



.85,0

). h

DƯL của bó tao thép đã bị chảy dẻo (TCN 5.7.3.1.1)

 1



 bb f

.85,0

. b



. Ak

 . 1

1 c

pu d





c d

i = 0,4 . fA ps

   

atd = c.β1 : chiều dày của khối ứng suất tương đương fps : ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL với sức kháng uốn danh định tính theo TCN 5.7.3.1.1-1   1.  

Để thiên về an toàn và đơn giản trong tính toán ta bỏ qua ảnh hưởng của cốt

fAM 



85.0



 ' bbf c

  1

a 2

f 2

  

  

  

  

thép thường. Khi đó, ta có:

Mặt cắt Trên trụ Giữa nhịp

0,041 0,026

1744.48 1667,23

4,28 2,08

Aps (m2) fps (Mpa) dp (m) a (m) 0,44 0,31

50.00 50.00

f'c (Mpa) b (m) 4,05 11

1 1

0.69 0.69

0,8 0,25

bw (m)  hf (m) c (m) 0,639 0,45

k 0,38 0,38

1860,00 1860,00

1581.00 1581,00

321851,28 131809,37 fpu (Mpa) fpy (MPa) Mn (KN.m)

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 41

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Kết quả kiểm toán

Tiết diện Kết luận

Trên trụ Mn (KN.m) 321851,28 Mtt (KN.m) 173925 Đạt

Giữa nhịp 131809,37 55568 Đạt

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 42

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

IX Tổng hợp khối lượng:

STT HẠNG MỤC VẬT LIỆU KHỐI LƯỢNG

KCN 1

GỜ CHẮN BÁNH 2

3 LAN CAN TAY VỊN ĐƠN VỊ m3 KN KN m3 KN m3 KN 1369.06 2738.12 1256.28 22 22 26.43 15.85

LỚP PHỦ 4

MỐ TRÁI 5

MỐ PHẢI 6

TRỤ 1 7

TRỤ 2 8

9 CỌC KHOAN NHỒI

10 BẢN GIẢM TẢI BT KCN CT THƯỜNG CT DƯL BT GCB CT GCB BT LCTV CT THƯỜNG LỚP PHỦ+PHÒNG NƯỚC LỚP TẠO DỐC BT MỐ TRÁI CT MỐ TRÁI BT MỐ PHẢI CT MỐ PHẢI BT TRỤ 1 CT TRỤ 1 BT TRỤ 2 CT TRỤ 2 BT CỌC CT CỌC BT CT m3 m3 m3 KN m3 KN m3 KN m3 KN m3 KN m3 KN 82.43 110 244.64 244.74 199.73 199.83 242.47 242.53 242.47 242.53 559.2 559.2 19.8 19.8

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 43

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

X Tính khái toán phương án 1 :

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 44

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Tổng dự toán xây dựng cảu phương án cầu liên tục

STT Hạng mục chính

Thu nhập chịu thuế tính trước

1 Chi phí trực tiếp 2 Chi phí vật liệu 3 Chi phí nhân công 4 Chi phí xe máy 5 Chi phí trực tiếp khác 6 Chi phí chung 7 8 Giá trị DT trước thuế 9 Thuế GTGT đầu ra 10 Chi phí xây dựng nhà tạm 11 Giá trị DT sau thuế 12 CHI PHÍ KHÁC 13 Chuẩn bị đầu tư 14 Chi phí khảo sát lập DA 15 Lập báo nghiên cứu khả thi 16 Thực hiện dầu tư 17 Lập thiết kế 18 Thẩm định dự toán 19 Thẩm định Thiết kế KTTC 20 Lập hồ sơ mời thầu 21 Lựa chọn nhà thầu 22 Giám sát kỹ thuật 23 Quản lí công trình 24 Bảo hiểm công trình 25 Kết thúc xây dựng 26 Lập hồ sơ hoàn công 27 Thẩm tra phê duyệt QT 28 CHI PHÍ DỰ PHÒNG 29 TỔNG DỰ TOÁN Kí hiệu T VL NC M K C TL Z VAT F A CK CB K1 K2 TH K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 KT K11 K12 DP G Cách tính VL+NC+M + K (VL+NC+M)*1.5% T*5.3% (T+C)*6% T+C+TL Z*10% Z*2% Z+VAT+F CB+TH+KT K1+K2 A*0.5% A*0.046% K3+...+K10 A*1.1% A*0.06% A*0.06% A*0.385% A*0.08% A*1% A*4% A*0.475% K11+K12 (A+CK)*10% A+CK+DP Thành tiền 9909588.65 6470542.54 1659163.45 1633435.54 146447.12 525208.20 626087.81 11060884.66 1106088.47 221217.69 12388190.82 974633.98 67639.52 61940.95 5698.57 886994.46 136270.10 7432.91 7432.91 47694.53 9910.55 123881.91 495527.63 58843.91 20000.00 15000.00 5000.00 1336282.48 14699107.29

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 45

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Chương IV: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN CẦU DÂY VĂNG DẦM LIÊN TỤC BTCT THI CÔNG THEO CÔNG NGHỆ

LẮP HẪNG CÂN BẰNG

I. Tính toán khối lượng các hạng mục công trình:

I.1 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp:

Kết cấu nhịp gồm 3 nhip lien tục có sơ đồ sau: 46m +98m +46m.

Dầm liên tục BTCT của cầu dây văng được thi công theo công nghệ đúc hẫng.

Khoảng cách giữa các dây văng là 6 m.

Dầm lien tục BTCT dài 190 (m) của cầu được cấu tạo từ 24 khối đúc dây văng,

48 khối đúc tiêu chuẩn, 1 đốt hợp long đổ tại chổ dài 6m và 2 khối K0 tại 2 tháp đổ

tại chổ chiều dài 1 khối là 20 (m).

1300

0 1

0 3

350

150

350

5 9

5 3

150 25

5 25

5 1

100

0 8

5 2

0 5

5 2

0 2

755

Cấu tạo các khối dầm như sau:

+ Diện tích MCN

A= 2.0,5.2,65 + 0,25.7,7 + 4.1/2.0,25.0,75 + 4.1/2.0.19.0.25 + 1,55.0,3 + 7,55.0,2 +

2.1,3.0,3 = 7,8 (m2) → Thể tích bê tông của một khối tiêu chuẩn: 7,8.2 = 15,6 (m3) + Diện tích mặt cắt ngang của khối dây văng: 7,8 (m3) + Diện tích mặt cắt ngang của vách ngăn ở khối dây văng: vách ngăn có chiều dày

3cm

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 46

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

A1 = 2.1/2.(2,2 + 3,7).0,25 + 1,05.3,7 – [2.1/2.(0,8 +1,2).0,2 + 0,6.1,2] = 4,24 (m2) → Thể tích bê tông của một khối neo: 7,8.2 + 4,24.0,03 = 15,73 (m3) + Lượng cốt thép trung bình lấy trong 1 m3 bê tong dầm là 2 KN/m3 + Trọng lượng của 1 khối tiêu chuẩn:

15,6.24.+ 15,6.2 = 405,6 (KN)

+ Trọng lượng của 1 khối dây văng:

15,73.24 + 15,73.2 = 408,98 (KN)

+ Trọng lượng của 1 khối K0 đổ tại chổ tại vị trí tháp:

7,8.20. ( 24 + 2) = 4056(KN)

+ Trọng lượng của khối hợp long đổ tại chổ:

 Tổng trọng lượng của dầm:

7,8.6.(24 + 2) = 1216,8 (KN)

 Tải trọng dầm tính ra phân bố đều:

405,6.48 + 408,98.24 + 4056.2 + 1216,8 = 38613,12 (KN)

DC = 38613,12/190 = 203,2 (KN/m)

I.2 Tính toán khối lượng Tháp cầu:

).(4.62,20(

)6.62,22

- Hai tháp cầu có cấu tạo hoàn toàn giống nhau, chi tiết kích thước như hình vẽ:

] + 22,62.2.6 V1 = 1/3.[20,62.4 + 22,62.6 +

- Thể tích bêtông phần bệ tháp: = 379,44 (m3) - Thể tích bêtông đoạn tháp xiên

V2 = 2.1/2.24,4.1,5.2 = 73,2 (m3)

- Thể tích bêtông phần đỉnh tháp:

V3 = 9,6.1,5.2 = 28,8 ( m3)

- Thể tích bêtông dầm ngang trên: V4 = (1,6.2,6 – 1,2.1,6).10,5 = 23,52 ( m3) - Thể tích bêtông dầm ngang dưới V5 = (2,6.1,6 – 1,6.1,2).24,4 + 2.1,6.1,6.0,5 = 57,21 ( m3)  Tổng thể tích bêtông 1 tháp cầu:

V = 379,44 +(73,2 +28,8 ).2 +23,52 +57,21 = 664,17 (m3) - Lượng cốt thép trung bình lấy trong 1m3 bêtông tháp là 2 KN/m3.  Tổng trọng lượng của 1 tháp :

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 47

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

1350

150

1050

150

200

4 4 2

0 0 7

0 6 9

0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1

0 0 4 3

1300

0 8 8 1

LÅÏP PHUÍ BT ATPHALT

LÅÏP PHOÌNG NÆÅÏC

LÅÏP TAÛO DÄÚC 350

350

150 25 5 25

150 20

5 2

0 5

5 2

0 5

30 20

100 60

0 755

0 5

328

655

050

0 6 2

6 1

120

345

0 5

160

0 6 5

100

100100

0 0 1

600

2262

0 0 2

Ptháp = 664,17.24 + 664,17.2 = 17268,42 (KN)

I.3 Tính toán khối lượng mố :

Mố là loại mố chữ U cải tiến BTCT M300, 2 mố có kích thước giống nhau như hình

vẽ:

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 48

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

100

0 5 2

755 3

0 5

2 9 6

5 2 21 9 6

2 9 3

3 2 2

1300

432

0 0 2

0 5

105

0 0 3 1

0 0 2 1

BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG 1 MỐ

Thể tích

Trọng Lượng

Stt Tên cấu kiện

Hàm lượng thép(KN/m3)

Thép(KN)

Bê Tông(KN)

(m3)

Tường Cánh

22,74

545,76

Tường Trước

13,0

312

Bệ Mố

112,32

2695,68

Thân mố

75,67

1816,08

Đá Tảng

0.54

1.2

0,65

15,55

224,38

5385,07

Tổng

224,27

II. Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu

II.1 Trọng lượng các lớp mặt cầu - Lớp phủ (BTN) và lớp phòng nước dày 7,5cm:DW1=1/2. 0.075.13.23=11,21 (KN/m)

- Lớp tạo dốc 2% 10cm: DW2 = 1/2. 0.1.13 .23= 14,95 (KN/m)

Trọng lượng các lớp mặt cầu:

DWmc = (11,21+14,95)= 26,16 (KN/m)

II.2 Trọng lượng phần lan can, tay vịn, gờ chắn bánh xe:(xem hình vẽ)

II.2.1 Trọng lượng phần lan can, tay vịn :

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 49

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

0 1

200

0 1 1

0 1 0 3 0 1 5 3

5 1

- Cột lan can cách nhau 2,00m có kích thước 15x15 cm

- Tay vịn:10x10 cm.

- Bệ đáy cột lan can : 15x25x25 cm.

Kết quả tính toán cột lan can, tay vịn cho toàn cầu:

BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG LAN CAN TAY VỊN

Stt Tên cấu kiện

Hàm lượng thép(KN/m3)

Trọng Lượng Thép(KN)

Trọng Lượng Bê Tông(KN)

0.6 0.6 0.6

1 2 3 4

2,07 4,21 8,55 14,83

82,8 168,72 342 593,52

Cột Lan Can Tay Vịn Bệ Đặt Cột Tổng

Thể tích (m3) 3,45 7,03 14,25 24,73

593,52 190

= 3,12 (KN/m) DWlc+tv+bc=

200

5 2

(2.2.2.47.

0,25.(0,25



0,2)/2 ).24

II.2.2 Trọng lượng phần gờ chắn bánh xe :

190

= 2,64(KN/m) DWgcb =

Tổng tĩnh tải giai đoạn 2 :

DW = DWmc+ DWlc+tv+bc + DWgcb = =26,16 +3,12 + 2,64 = 31,92 (KN/m)

III Chi tiết cấu tạo và tính toán khối lượng dây văng:

- Sơ đồ kết cấu trong cầu dây văng là hệ siêu tỉnh, nội lực trong hệ phụ thuộc độ

cứng của của các bộ phận cấu thành nên hệ. Do đó để tính toán được nội lực trong

hệ phải sơ bộ lựa chọn cấu tạo tiết diện dây văng.

- Sử dụng các bó cáp CĐC gồm nhiều tao có đường kính danh định 12,7 mm. Mỗi

tao cáp có 7 sợi thép cường độ cao.

- Các chỉ tiêu các bó cáp sử dụng như sau:

Tải trọng giới hạn 37 tao 6724 61 tao 11102 91 tao 16562

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 50

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

(

z ) (KN) Tải trọng sử dụng z ) (KN) (0,45.

3030 4995,9 7452,9

Các Thông Số Của Dây Văng

Chiều Khối lượng Tên dây Số tao dài(1dây) 1 dây

Dây 1 37 18,08 5,18

Dây 2 37 18,08 5,18

Dây 3 37 22,29 6,39

Dây 4 37 22,29 6,39

Dây 5 61 27,38 12,94

Dây 6 61 27,38 12,94

Dây 7 61 32,84 15,52

Dây 8 61 32,84 15,52

Dây 9 91 38,51 27,15

Dây 10 91 38,51 27,15

Dây 11 91 44,30 31,24

Dây 12 91 44,30 31,24

Dây 13 91 50,16 35,37

Dây 14 91 50,16 35,37

- Tổng khối lượng thép cường độ cao dùng cho các dây văng: 1070 (KN)

IV.Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố

IV.1 Tính toán sức chịu tải tính toán của cọc

Sức chịu tải tính toán của cọc đóng được lấy như sau: Ptt= min{Qr, Pr}

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 51

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

* 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:

- Thay vào ta được:

Pn= 0,85.[0,85.30.(785398,16-6908)+420.6908]=19,33MN

- Sức kháng dọc trục tính toán: Pr= .Pn ; MN Với : Hệ số sức kháng mũi cọc,  = 0,75 Pr=0,75.19,33=14,49MN

* Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền:

N 1

- Sức kháng bề mặt danh định của cọc:

; (N)



haf si si



1i 

L i D8

  

  

  

  

(10.7.3.4.3c-1) Qs = Ks,c

Trong đó:

fsi: Sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy từ CPT tại điểm xem xét (MPa).

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 52

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

BẢNG TÍNH SỨC KHÁNG BỀ MẶT DANH ĐỊNH CỦA CỌC.

Z/D Kc,s Li/8D Tên lớp Số lớp asi (mm) hi (mm) Qsi (N) Li (mm)

Cát hạt mịn

Á cát

Cát hạt thô Fsi (Mpa ) 0.036 0.04 0.042 0.044 0.065 0.067 0.41 0.62 0.81 1 1.22 1.47 3141 3141 3141 3141 3141 3141 1460 2000 1000 2000 1540 2000 0.86 4 1.1 0.76 6 1.2 0.73 7 2.1 0.56 9 2.2 3.1 10.54 0.53 3.2 12.54 0.5

3270 5000 6500 8000 9770 11770 Qs= 200189.3 309375.9 174308.5 309577 369939.6 519804.1 1883194

Qr = φqp.Qp+φqsQs

Trong đó :

5,1 k

; (MPa) qp =

Trong đó:

5,2



k = 1 : đối với Dp  500mm. k = 0.6Dp : đối với Dp ≥ 500mm. Dp = 1000 mm: Đường kính mũi cọc khoan.

5,1 k

5,1 x 16.0 Qp = 2500. 0,78=1950 Qr = 0,45.1950+0,45.1883,1 = 1724,8(KN)

MPa = 2500 KPa = => qp =

Vậy Ptt= min{Qr, Pr}=min{14,49:1,7248)=1,7248MN=1724,8KN V.Tính toán và xác định số lượng cọc cho tháp

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 53

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Tính toán sức chịu tải tính toán của cọc

Sức chịu tải tính toán của cọc đóng 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:

- Thay vào ta được:

Pn= 0,85.[0,85.30.(785398,16-6908)+420.6908]=19,33MN

- Sức kháng dọc trục tính toán: Pr= .Pn ; MN Với : Hệ số sức kháng mũi cọc,  = 0,75 Pr=0,75.19,33=14,49MN

* Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền:

N 1

- Sức kháng bề mặt danh định của cọc:

; (N)



haf si si



1i 

L i D8

  

  

  

  

(10.7.3.4.3c-1) Qs = Ks,c

Trong đó:

fsi: Sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy từ CPT tại điểm xem xét (MPa).

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 54

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

BẢNG TÍNH SỨC KHÁNG BỀ MẶT DANH ĐỊNH CỦA CỌC.

Tên lớp

Số lớp Z/D Kc,s Li(mm) Li/8D

fsi(Mpa) asi (mm) hi (mm) Qsi(N)

0.42

1.1

0.86

3345

0.036

3141

1310

180895.8

Cát hạt mịn

0.62

1.2

0.76

5000

0.04

3141

2000

309375.9

0.81

2.1

0.73

6500

0.042

3141

1000

174308.5

Á cát

2.2

0.56

8000

0.044

3141

2000

309577

1.23

3.1

10.69 0.53

9845

0.065

3141

1690

407801.4

1.48

3.2

12.69 0.5

11845

0.069

3141

2000

537487.9

1.73

3.3

14.69 0.46

13845

0.07

3141

2000

552225.5

1.98

3.4

16.69 0.46

15845

0.073

3141

2000

628629.7

2.23

3.5

18.69 0.46

17845

0.076

3141

2000

709368.5

2.48

3.6

20.69 0.46

19845

0.079

3141

2000

794441.8

2.73

3.7

22.69 0.46

21845

0.081

3141

2000

873071.1

Cát hạt thô

2.98

3.8

24.69 0.46

23845

0.084

3141

2000

966091.2

3.23

3.9

26.69 0.46

25845

0.087

3141

2000

1063446

3.48

3,10

28.69 0.46

27845

0.089

3141

2000

1152189

3.73

3.11

30.69 0.46

29845

0.093

3141

2000

1271159

3.98

3.12

32.69 0.46

31845

0.095

3141

2000

1367127

4.23

3.13

34.69 0.46

33845

0.098

3141

2000

1481097

4.48

3.14

36.69 0.46

35845

0.01

3141

2000

158356.7

Qs= 12936649

Qr = φqp.Qp+φqsQs Trong đó :

5,1 k

; (MPa) qp =

Trong đó:

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 55

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường



5,2

k = 1 : đối với Dp  500mm. k = 0.6Dp : đối với Dp ≥ 500mm. Dp = 1000 mm: Đường kính mũi cọc khoan.

5,1 k

5,1 x 16.0 Qp = 2500. 0,78=1950 Qr = 0,45.1950+0,45.12936,6 = (KN)

MPa = 2500 KPa = => qp =

Vậy Ptt= min{Qr, Pr}=min{14,49:6,6989)=6,6989MN=6698,9 KN = 6698,9(KN)

Vậy Ptt= min{Qr, Pr}=min{14,49:2,8214)=2,8214MN=6698,9KN VI.Tính toán áp lực tác dụng lên mố, trụ

Để xác định áp lực lớn nhất tác dụng lên mố trụ ta sử dụng chương trình

MIDAS/Civil6.3.0 để tính toán.

VI.1.Các bước chính thực hiện trong chương trình:

1_Mô hình hóa kết cấu;

2_Khai báo vật liệu dùng cho kết cấu và các thuộc tính của vật liệu;

3_Khai báo các làn xe;

4_Khai báo các tải tải trọng theo 22TCN272-05 gồm xe tải thiết kế +

tải trọng làn, xe 2 trục thiết kế + tải trọng làn;

5_Khai báo các lớp xe;

6_Khai báo các trường hợp tải trọng di động;

7_Khai báo các trường hợp tải trọng di động và các hệ số tải trọng và

hệ số xung kích;

8_Gán các trường hợp tải trọng cho kết cấu;

9_Khai báo các tổ hợp tải trọng;

10_Chạy chương trình và xuất ra các giá trị cần thiết.

1_Mô hình hóa kết cấu:

Kết cấu cầu liên tục đúc hẫng được mô hình hóa trong chương trình gần

giống như kết cấu thật bên ngoài thực tế.

Dầm chủ là dầm hộp liên tục được mô hình là phần tử Beam. Mặt cắt ngang

dầm chủ là loại 2 hộp 3 sườn, thành xiên; các thông số về mặt cắt ngang dầm chủ

được thể hiện bên dưới

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 56

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Khai báo MCN dầm chủ.

Do tháp cầu làm việc chủ yếu là chịu nén, uốn nên tháp cầu được mô hình là phần

tử Beam. Mặt cắt ngang tháp là dạng hộp rỗng với kích thước được thể hiện hình

Bên dưới.

Khai báo MCN tháp

Dầm ngang tháp chủ yếu là chịu uốn nên được mô hình là phần tử Beam, kích thước

dầm ngang đươc thể hiện ở hình bên dưới.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 57

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Trong cầu dây văng nội lực xuất hiện trong dây văng chủ yếu là lực kéo do

đó dây văng sẽ được khai báo là phần tử TENS-TRUSS, loại Cable. Cáp dây văng

được dùng 3 loại khác nhau: Loại 91tao, loại 61tao, loại 37tao.

Khai báo MCN dây văng loại 91tao

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 58

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Mô hình kết cấu dưới dạng không gian.

2_Khai báo vật liệu dùng cho kết cấu và các thuộc tính của vật liệu:

Vật liệu dùng cho kết cấu được khai báo trong hộp thoại MSS Brigde Wizard

khi ta mô hình hóa kết cấu. Trong bước này ta chỉ khai báo các thuộc tính của vật

liệu

Khai báo các thuộc tính của vật liệu thay đổi theo thời gian: Model>Property>

Time Depent Material(Creep/Shrinkage). Chương trình xuất hiện hôp thoại: Time

Depent Material(Creep/Shrinkage). Nhấn nút Add để khai báo các thông số liên

quan đến đặc trưng vật liệu thay đổi theo thời gian của bê tông:

Kết quả khai báo VL thay đổi theo thời gian.

Khai báo các thông số VL thay đổi theo thời gian.

Khai báo sự thay đổi của cường độ vật liệu theo thời gian: Model>Property>

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 59

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Time Depent Material(Comp,Strength). Chương trình xuất hiện hôp thoại Time

Depent Material(Comp,Strength), kích nút Add… Sau đó khai báo các thông số như

hình bên dưới:

Kết quả khai báo cường độ VL theo thời gian.

Gán các thuộc tính phụ thuộc vào thời gian cho bê tông: Model>Property> Time

Depent Material Link; việc gán được minh họa như hình bên dưới:

Gán các thuộc tính phụ thuộc vào thời gian cho VL.

3_Khai báo các làn xe:

Việc khai báo tiêu chuẩn được thực hiện như sau: Gọi menu Load>Moving Load

Analysis Data, trong giao diện Select Moving Load Code chọn ASSHTO LRFD.

Khai báo các làn xe: Gọi menu Load>Moving Load Analysis Data>Traffic

Lane, sau khi xuất hiện hộp thoại ta ấn nút Add để nhập các thông số liên quan như

hình bên dưới

Tên làn

Làn 1 Độ lệch tâm (m) 1,75

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 60

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Làn 2 Làn 3 Làn 4 -1,75 4,5 -4,5

Khai báo các làn xe.

4_Khai báo các tải tải trọng theo 22TCN272-05 gồm xe tải thiết kế + tải trọng

làn, xe 2 trục thiết kế + tải trọng làn:

Khai báo hai trường hợp hoạt tải theo ASSHTO LRFD:

+ HL-93TDM: Hoạt tải xe hai trục thiết kế và tải trọng làn.

+ HL-93 TRK: Hoạt tải xe tải thiết kế và tải trọng làn.

Khai báo các trường hợp của hoạt tải

5_Khai báo các lớp xe:

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 61

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Khai báo các lớp xe.

6_Khai báo các trường hợp tải trọng di động:

Khai báo các trường hợp tải trọng di động.

7_Khai báo các trường hợp tải trọng:

Việc khai báo các trường hợp tải trọng được tiến hành như sau: Gọi menu

Load>Static Load Cases => Chương trình xuất hiện hộp thoại Static Load Cases

Do việc khai báo được tiến hành từ hộp thoại MSS Brigde Wizard nên chương trình

tự động đưa các trường hợp tải trọng gồm: trọng lượng bản thân, tải trọng do căng

kéo cáp, trọng lượng của bê tông tươi và tự động gán tương ứng với từng giai đoạn

thi công . Do vậy, chỉ khai báo thêm tỉnh tải trong giai đoạn 2 gồm trọng lượng lớp

phủ, trọng lượng lan can tay vịn, trọng lượng dải phân cách.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 62

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Khai báo các trường hợp tải trọng.

8_Gán các trường hợp tải trọng cho kết cấu:

Các loại tải trọng như: Trọng lượng bản thân, trọng lượng của BT tươi, lực

căng kéo cáp chương trình sẽ tự động gán cho kết cấu; ở đây ta chỉ gán tỉnh tải

trong giai đoạn 2 như: Trọng lượng các lớp phủ BMC, trọng lượng lan can tay vịn,

trọng lượng dải phân cách. Việc gán được thực hiện như sau:

Chọn các phần tử cần gán tải trọng, gọi menu Load>Element Beam Load…

=> Xuất hiện hôp thoại; trong hộp thoại này ta khai báo các thông số cần thiết như

hình bên dưới: Tỉnh tải các lớp phủ BMC được quy về một lực phân bố dọc suốt

chiều dài dầm chủ, riêng tỉnh tải lan can tay vịn và tỉnh tải dải phân cách được quy

về một lực phân bố và một mômen phân bố dọc suốt chiều dài dầm chủ.

Sau khi khai báo xong nhấn nút Add để chấp nhận việc gán tải trọng.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 63

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Gán lực phân bố. Gán mômen phân bố.

9_Khai báo các tổ hợp tải trọng:

Để chương trình tính ra các trường hợp bất lợi nhất của tải trọng ta phải khai báo

các tổ hợp tải trọng; cách khai báo như sau:

Gọi menu Load>Create load Cases Using Load Combination => Xuất hiện hộp

thoại Load Combination; trong hộp thoại này ta khai báo các loại tổ hợp tải trọng:

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 64

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Khai báo các tổ hợp tải trọng.

CÁC LOẠI TỔ HỢP ĐƯỢC KHAI BÁO TRONG CHƯƠNG TRÌNH

S Tên Loại tổ Hệ số vượt Mô tả TT Tổ hợp hợp tải

1 Tổ hợp 1 Add Xe tải + tải trọng làn + người 1,75

2 Tổ hợp 2 Add Xe hai trục + tải trọng làn người 1,75

3 Tổ hợp 3 Envelope Max ( HOẠT TẢI) 1.75

4 Tổ hợp 4 Add Tổng tĩnh tải 1,25;1,5

5 Tổ hợp 5 Add Tổng tĩnh tải + max(hoạt tải) 1

10_Chạy chương trình và xuất ra các giá trị cần thiết:

432

Giá trị phản lực lớn nhất tại các gối trong giai đoạn khai thác do tổ hợp 5 gây ra:

0 5 2

0 0 4



5,1.

0 0 3 1

VII.Tính toán số cọc cho mố

9, 8,

0 0 4

= 1,8 cọc

Chọn 5 cọc

0 5 2

VII. 1 Mố trái P tt P 2092 1724

91 250

250 91

432

0 5 2



5,1.

P tt P 2103 1724

35, 8,

0 0 4

= 1,8 cọc

0 0 3 1

Chọn 5 cọc

0 0 4

VII. 2 Mố phải

VIII.Tính toán số cọc cho tháp

0 5 2

91 250

250 91

VIII. 1 Tháp 1

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 65

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

600

5,1.



6 5 2

P tt P 53042 6, 9, 6698

0 5 3

= 11,8 cọc

Chọn 12 cọc

0 5 3

2 6 2 2

0 5 3

5,1.



0 5 3

6 5 2

= 11,8 cọc

150 300 150

Chọn 12 cọc

VIII. 2 Tháp 2 P tt P 53035 9, 9, 6698

IX Tính toán và kiểm tra kết cấu nhịp:

max = 48568,9 KNm

M+ M-

min = - 34206,6 KNm

Giá trị momen trong giai đoạn khai thác do tổ hợp 5 gây ra:

IX.1 Tính toán số bó cáp

Cáp DƯL được sử dụng là loại theo tiêu chuẩn ASTM A416-270 (Normal) với các

chỉ tiêu như sau:

Loại Cáp DƯL

Diện tích 1 tao

Diện tích 1 bó

19 tao 15.2mm 140mm2 2635.30mm2 1860 Mpa Giới hạn bền fpu

1670 Mpa Giới hạn chảy fpy

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 66

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Môđun đàn hồi 197000 Mpa

Ống ghen sử dụng là loại đường kính D = 100/107mm. Công thức tính toán số bó cáp

T a'

N'T

T y

T e'

truûc trung hoìa

Mmin

d y

- Với bó chịu mô men âm: (Tại gối).







' N T A

' ' eN TT W tr

min W tr

  

  

min



+ Ứng suất thớ trên:



' T

' b



AM min  '  AfAe T

bó

W tr



' e T

M W tr A

  

  







' N T A

=> =>

min W d

  

  



+ Ứng suất thớ dưới: ' ' eN TT W d



' T

' b

AM min    AfWAe d

' T

bó



' e T

min W d A

  

  

=> =>

T y

Mmax

truûc trung hoìa

T e

d y

T a

- Với bó chịu mô men dương: (Tại giữa nhịp).





N T A

eN TT W tr

max  W tr

  

  

+ Ứng suất thớ trên:

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 67

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

max



n b



AM max   AfW

bó

Ae T



e T

W tr A

  

  





N T A

=> =>

min  W d

  

  

max



+ Ứng suất thớ dưới: eN TT W d

n b



AM max   Ae T

Af TK

bó

W d



e T

M W d A

  

  

=> =>

Trong đó:

T : Lực căng trong bó thép DƯL chịu mômen âm;

N’

N’T = n’b xfKTxAbó

NT : Lực căng trong bó thép DƯL chịu mômen dương;

NT = nbxfKTxAbó

e’T, eT: Khoảng cách từ trục trung hoà đến trọng tâm bó thép DƯL. A: Diện tích tiết diện bêtông.

M: Mômen do tải trọng tác dụng gây ra tại tiết diện tính toán.

W: Mômen kháng uốn tiết diện.

n’b, nb : Số bó cốt thép cần tính. fKT: Ứng suất cho phép khi căng kéo cốt thép; fKT = 0.8fpy = 1336

Mpa.

Abó: Diện tích một bó cáp; Abó =2635.30mm2.

Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm các bó cáp đến thớ ngoài cùng chịu kéo

(nén) là a = 250mm.

Kết quả tính đặc trưng hình học từ chương trình:

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 68

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

BẢNG TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC

Tiết diện h(m) A (m2) J (m4) yt(m) yd(m) Wt(m3) Wd(m3)

Trên tháp 2,0 7,82 4,01 1,3 0,7 3,08 5,72

Giữa nhịp giữa 2,0 7,82 4,01 0,7 1,3 5,72 3,08

Giữa nhịp biên 2,0 7,82 4,01 0,7 1,3 5,72 3,08

BẢNG TÍNH TOÁN SỐ BÓ CÁP.

Tiết diện Trên tháp Giữa nhịp

Thớ Trên Dưới Trên Dưới

34206,6 34206,6 48568,9 48568,9

7,82 7,82 7,82 7,82

3,08 5,72 5,72 3,08

1,3 0,7 0,7 1,3

1,05 0,45 0,45 1,05

Mmax/Mmin (KN.m) A(m2) Wtr/Wd (m3) ytr/yd (m) eT/e'T (m) AxMmax/Mmin 267495,6 267495,6 379808,8 379808,8

3520,76 3520,76 3520,76 3520,76 fTKxAbó

Số bó tính nbo> 11,51 nbo< 34,5 nbo> 9,5 nbo< 43,3

Số bó chọn 12 10

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 69

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

1300

0 0 2

1300

0 0 2

4x20

Dự kiến bố trí cốt thép mặt cắt trên tháp

Dự kiến bố trí cốt thép mặt cắt giữa nhịp.

IX.2 Tính duyệt theo TTGH cường độ:

- Sức kháng uốn tính toán Mr được tính như sau Mr = ψ.Mn - Trong đó: Mn sức kháng uốn danh định Ψ hệ số sức kháng





fA . ps

fA .' s

fA . s

a td 2

a 2

- Coi thớ dưới chỉ có cốt thép DUL chịu lực. Với mặt cắt hình chữ T thì quy đổi sức

 .'  y 

  

 ...  

 .  

  

  

  



.85,0

h .



 . 1

bb  w

c 1

at d 2

f 2

  ). 

  







fA . ps

fA . s

kháng danh định Mn được xác định như sau: (TCn 5.7.3.2.2.1)  .  

a 2

  

 .  

  

  

  

- Với mặt cắt hình chữ nhật thì sức kháng danh định Mn được xác định như sau(TCN 5.7.3.2.3) a td 2

- Trong công thức trên:

Aps : diện tích cốt thép - Bỏ qua diện tích cốt thép thường : As = 0, A’s = 0 dp : khoảng cách từ thớ nén mép trên dầm liên hợp đến trọng tâm cốt thép DƯL

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 70

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

b : bề rộng mặt cắt chịu nén của cấu kiện





  04,1.2  

   

c : khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hòa với giả thiết là thép



.85,0

). h

DƯL của bó tao thép đã bị chảy dẻo (TCN 5.7.3.1.1)

 1

1 c



 bb f

.85,0



. Ak

 . 1

. b w

1 c

pu d





c d

i = 0,4 . fA ps

   

Để thiên về an toàn và đơn giản trong tính toán ta bỏ qua ảnh hưởng của cốt



fAM  ps

 ' bbf85.0 c

  1

a 2

h f 2

  

  

  

  

thép thường. Khi đó, ta có:

Mặt cắt Trên tháp Giữa nhịp

0,03 0,02

1787,3 1733,52

1,75 1,9

Aps (m2) fps (Mpa) dp (m) a (m) 0,12 0,23

50.00 50.00

f'c (Mpa) b (m) 7,55 13

0,9 0,9 bw (m)

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 71

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

0.69 0.69

0,2 0,25

 hf (m) c (m) 0,18 0,34

k 0,38 0,38

1860,00 1860,00

1581.00 1581,00

87447,17 122886,2 fpu (Mpa) fpy (MPa) Mn (KN.m)

Kết quả kiểm toán

Tiết diện Kết luận

Trên tháp Mn (KN.m) 87447,17 Mtt (KN.m) 34206,6 Đạt

Giữa nhịp 122886,2 48568,9 Đạt

X Tổng hợp khối lượng:

STT HẠNG MỤC VẬT LIỆU KHỐI LƯỢNG

1 KCN

2 GỜ CHẮN BÁNH

3 LAN CAN TAY VỊN ĐƠN VỊ m3 KN KN m3 KN m3 KN 1608.87 3217.74 1591.28 20.9 20.9 24.73 14.83

4 LỚP PHỦ

5 MỐ TRÁI

6 MỐ PHẢI

7 THÁP 1

8 THÁP 2 BT KCN CT THƯỜNG CT DƯL BT GCB CT GCB BT LCTV CT THƯỜNG LỚP PHỦ+PHÒNG NƯỚC LỚP TẠO DỐC BT MỐ TRÁI CT MỐ TRÁI BT MỐ PHẢI CT MỐ PHẢI BT THÁP 1 CT THÁP 1 BT THÁP 2 m3 m3 m3 KN m3 KN m3 KN m3 88.74 118.35 224.27 224.38 224.27 224.38 664.17 1328.34 664.17

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 72

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

CT THÁP 2

10 DÂY VĂNG CỌC KHOAN NHỒI

11 BẢN GIẢM TẢI KN THÉP CƯỜNG ĐỘ CAO KN m3 KN m3 KN BT CỌC CT CỌC BT CT 1328.34 1070 719.42 719.42 23.4 23.4

XI. Tính khái toán phương án 2 :

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 73

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Tổng dự toán xây dựng cảu phương án cầu dây văng

STT Hạng mục chính

Thu nhập chịu thuế tính trước

1 Chi phí trực tiếp 2 Chi phí vật liệu 3 Chi phí nhân công 4 Chi phí xe máy 5 Chi phí trực tiếp khác 6 Chi phí chung 7 8 Giá trị DT trước thuế 9 Thuế GTGT đầu ra 10 Chi phí xây dựng nhà tạm 11 Giá trị DT sau thuế 12 CHI PHÍ KHÁC 13 Chuẩn bị đầu tư 14 Chi phí khảo sát lập DA Kí hiệu T VL NC M K C TL Z VAT F A CK CB K1 Cách tính VL+NC+M + K (VL+NC+M)*1.5% T*5.3% (T+C)*6% T+C+TL Z*10% Z*2% Z+VAT+F CB+TH+KT K1+K2 A*0.5% Thành tiền 16142033.66 10705495.86 2415710.51 2782275.07 238552.22 855527.78 1019853.69 18017415.14 1801741.51 360348.30 20179504.95 1575032.65 110180.10 100897.52

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 74

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

A*0.046% K3+...+K10 A*1.1% A*0.06% A*0.06% A*0.385% A*0.08% A*1% A*4% A*0.475% K11+K12 (A+CK)*10% 9282.57 1444852.55 221974.55 12107.70 12107.70 77691.09 16143.60 201795.05 807180.20 95852.65 20000.00 15000.00 5000.00 2175453.76 15 Lập báo nghiên cứu khả thi 16 Thực hiện dầu tư 17 Lập thiết kế 18 Thẩm định dự toán 19 Thẩm định Thiết kế KTTC 20 Lập hồ sơ mời thầu 21 Lựa chọn nhà thầu 22 Giám sát kỹ thuật 23 Quản lí công trình 24 Bảo hiểm công trình 25 Kết thúc xây dựng 26 Lập hồ sơ hoàn công 27 Thẩm tra phê duyệt QT 28 CHI PHÍ DỰ PHÒNG K2 TH K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 KT K11 K12 DP

A+CK+DP 29 TỔNG DỰ TOÁN G 23929991.36

Chương V: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU SUPER TEE

I.Tính toán các hạng mục công trình.

I.1 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp.

Kết cấu nhịp : Gồm 3 nhịp liên tục có sơ đồ như sau :

5 x 40m = 200 (m).

Mặt cắt ngang có cấu tạo như sau :

1/2 Mặt cắt tại gối trên trụ 1/2 Mặt cắt tại gối trên mố

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 75

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

1100

LÅÏP PHUÍ BT ATPHALT

0 1

LÅÏP PHOÌNG NÆÅÏC

LÅÏP TAÛO DÄÚC

0 1 0 3

350

5 9

5 3

150

20 25

150

5 1 6 1

5 2

0 8

5 7 1

5 5 2

6 2

1 1 2

100

70 100

0 5

100

220

110

5 7

540

5 7

300

Diện tích mặt cắt ngang dầm chủ giai đoạn khai thác

02,1(2/08,0).23,1

02,1(



(2/59,1).7,0

)

+ Tại đầu dầm A   16,2.08,02,2.16,0  = 1,98 (m2)

 16,2.05,02,2.16,01 A





03,0.68,0.2



2/34,1.12,0.2.22/08,0).22,0



12,0.(2

74,0(2/05,0).37,0



12,0.(2 2m

)



(2/21,0).7,0

 = 1,02 (m2)

18,1(2/07,0).18,1

(2/73,0).33,1



)

+ Tại giữa dầm

Diện tích mặt cắt ngang dầm ngang 97,0( 2 A   = 0,99 (m2) Diện tích mặt cắt ngang dầm chủ giai đoạn trước khi đổ bản bê tong

+ Tại đầu dầm A3 = 1,98 – 0,16.2,2 = 1,63 (m2) + Tại giữa dầm A4 = 1,02 – 0,16.2,2 = 0,66 (m2)

- Vậy khối lượng của một dầm chủ:

DCd = DCd0 + DCd1

+ DCd0 = γc.A3.Lđd.2 = 24.1,63.1,2.2

= 93,88 (KN)

+ DCd1 = γc.A4.Lgd = 24.0,66.37,6

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 76

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

= 595,58 (KN)

DCd = 93,88 +595,58 = 689,46 (KN)

DCdc



689 46, = 17,23 (KN/m) 40

- Tĩnh tải dầm chủ coi là tải trọng rải đều trên suốt chiều dài dầm

- Tĩnh tải bản mặt cầu:

). Tdn LNb .

DCbmc= γc.Abmc = 24.0,16.2,2 = 8,44 (KN/m) - Tĩnh tải dầm ngang: .2( A

DCdn = γc. A2 = 0,99 (m2) Tdn = 0,8 m

Nn : số lượng dầm ngang = 8

Nb : số lượng dầm chính = 5

8.8,0.99,0 DCdn = 24. = 0,76 (KN/m) 40.5 I.2 Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu

I.2.1 Trọng lượng các lớp mặt cầu:

- Lớp phủ (BTN) và lớp phòng nước dày 7,5cm:DW1=1/2. 0.075.11.23=9,48 (KN/m)

- Lớp tạo dốc 2% 10cm: DW2 = 1/2. 0.1.11 .23= 12,65 (KN/m)

Trọng lượng các lớp mặt cầu:

DWmc = (9,48+12,65)= 22,13 (KN/m)

I.2.2 Trọng lượng phần lan can, tay vịn, gờ chắn bánh xe:(xem hình vẽ)

0 1

200

0 1 1

0 1 0 3 0 1 5 3

5 1

I.2.2.1 Trọng lượng phần lan can, tay vịn :

- Cột lan can cách nhau 2,00m có kích thước 15x15 cm

- Tay vịn:10x10 cm.

- Bệ đáy cột lan can : 15x25x25 cm.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 77

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Kết quả tính toán cột lan can, tay vịn cho toàn cầu:

BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG LAN CAN TAY VỊN

Thể

Hàm lượng

Trọng Lượng

tích

Stt Tên cấu kiện

thép(KN/m3)

Thép(KN)

Bê Tông(KN)

(m3)

3,63

Cột Lan Can

0.6

2,17

87,12

7,8

Tay Vịn

0.6

4,68

187,2

Bệ Đặt Cột

0.6

360

Tổng

26,43

15,85

634,32

634,32 200

200

5 2

(2.2.2.50.

0,25.(0,25



0,2)/2).24

DWlc+tv+bc= = 3,17 (KN/m) I.2.2.1 Trọng lượng phần gờ chắn bánh

200

=2,64 (KN/m) DWgcb =

I.3 Tổng cộng tĩnh tải tác dụng lên các dầm dọc chủ

+ Giai đoạn chưa liên hợp bản mặt cầu

DCdc = 17,23 (KN/m) + Giai đoạn khai thác : đã đổ bản mặt cầu

DCdckt = DCdc+DCbmc+DCdn+ DWlc+tv+bc+ DWgcb = 17,23+8,44+0,76+3,17+2,64=32,24 (KN/m) Khi tính áp lực cho trụ và mố DCdckt = 5.17,23+8,44+5.0,76+3,17+2,64=104,2 (KN/m)

DWmc = 22,13 (KN/m) I.4 Tính toán khối lượng mố, trụ:

I.4.1 Mố trái

600

1100

5 2 1

100 100

0 145 5

2 8 5

9 9 3

0 3

7 5 3

1000

364

0 5 1

0 5

105

Mố trái là loại mố nặng chữ U cải tiến BTCT M300, mố trái có kích thước như hình vẽ:

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 78

0 0 0 1

0 0 1 1

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Stt Tên cấu kiện

BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG MỐ TRÁI Hàm lượng thép(KN/m3) 1

Trọng Lượng Thép(KN) 22,31

Thể tích (m3) 22,31

Trọng Lượng Bê Tông(KN) 535,44

Tường Cánh

Tường Đỉnh

9,9

237,6

Thân mố

51,87

1244,88

Bệ mố

60,06

1441,44

1.2

Đá Tảng

1,27

1,52

36,48

6 Tổng

145,41

145,66

3495,24

I.4.2 Mố phải

0 0 1

5 2 2

100 100

8 3 3

0 3

0 5 8 2 2

1000

314

5 6

0 5 1

105

0 5

0 0 1 1

0 0 0 1

Mố phải là loại mố nặng chữ U cải tiến BTCT M300, mố trái có kích thước như hình vẽ

BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG MỐ PHẢI

Thể tích

Trọng Lượng

Stt Tên cấu kiện

Hàm lượng thép(KN/m3)

Thép(KN)

Bê Tông(KN)

(m3)

Tường Cánh

15,22

365,28

Tường Đỉnh

9,9

237,6

Thân mố

40,58

973,92

Bệ mố

51,81

1243,44

Đá Tảng

1,27

1.2

1,52

36,48

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 79

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

6 Tổng

118,78

119,03

2856,72

I.4.3 Trụ 1

1080

100 100

5 7

5 180

5 7

0 3

5 300 7

480

150

0 8 7

630

60 0270 5 1

0 5 1

Trụ 1 có kích thước như hình vẽ

BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG TRỤ 1

Thể tích

Hàm lượng

Trọng Lượng

Stt Tên cấu kiện

(m3)

thép(KN/m3)

Thép(KN)

Bê Tông(KN)

Xà Mũ

24,19

580,56

Thân Trụ

52,39

1257,36

Bệ Móng

24,3

583,2

Đá Tảng

1,27

1.2

1,52

36,48

Tổng

102,15

102,4

2457,6

I.4.4 Trụ 2,3

100 100

5 7

5 180

5 7

0 3

5 300

460

130

0 5 5

0 2

0 0 3 1

480

150

0 5 7

Trụ 2,3 có kích thước như hình vẽ

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 80

0 5

630

270

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG 1 TRỤ

Thể tích

Hàm lượng

Trọng Lượng

Stt Tên cấu kiện

(m3)

thép(KN/m3)

Thép(KN)

Bê Tông(KN)

Xà Mũ

24,19

580,56

Thân Trụ

81,11

1946,64

Bệ Móng

24,3

583,2

Đá Tảng

1,27

1.2

1,52

36,48

Tổng

130,87

131,12

3146,88

1080

I.4.5 Trụ 4

100 100

5 7

5 180

5 7

0 3

5 300

480

150

0 0 6

630

0270

5 1

0 5 1

Trụ 4 co kích thước như hình vẽ

BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG TRỤ 4

Thể tích

Hàm lượng

Trọng Lượng

Stt Tên cấu kiện

thép(KN/m3)

Thép(KN)

Bê Tông(KN)

(m3)

24,19

Xà Mũ

24,19

580,56

62,39

Thân Trụ

62,39

1497,36

24,3

Bệ Móng

24,3

583,2

1,52

Đá Tảng

1,27

1.2

36,48

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 81

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Tổng

112,15

112,4

2697,6

II Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố

II.1 Tính toán sức chịu tải tính toán của cọc

Sức chịu tải tính toán của cọc đóng 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 chiụ nén của BT cọc(Mpa); f'c=30Mpa . Ap: Diện tích mũi cọc(mm2); Ap=90000 mm2. Ast: Diện tích cốt thép chủ (mm2); dùng 416 : Ast = 804mm2 fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa

- Thay vào ta được:

Pn= 0,85.[0,85.30.(90000-804)+420.804]=2,22MN

- Sức kháng dọc trục tính toán: Pr= .Pn ; MN Với : Hệ số sức kháng mũi cọc,  = 0,75 Pr=0,75.2,22=1,66MN

* Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền:

N 1

- Sức kháng bề mặt danh định của cọc:

; (N)



haf si si



1i 

L i D8

  

  

  

  

(10.7.3.4.3c-1) Qs = Ks,c

Trong đó:

fsi: Sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy từ CPT tại điểm xem xét (MPa).

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 82

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

BẢNG TÍNH SỨC KHÁNG BỀ MẶT DANH ĐỊNH CỦA CỌC. hi

Tên lớp Cát hạt mịn

Á cát

Cát hạt thô

Số lớp Z/D Kc,s Li(mm) Li/8D fsi(Mpa) 0.53 13.3 1.1 0.43 20 1.2 0.43 25 2.1 2.2 0.43 30 3.1 33.83 0.43 3.2 0.43 40.5 3.3 47.16 0.43 0.43 50.5 3.4 3075 4100 6500 8000 9580 11150 13150 14150 0.035 0.035 0.042 0.044 0.065 0.066 0.069 0.07 1.28 1.7 2.7 3.33 3.99 5.06 5.48 5.89 asi (mm) 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200

(mm) Qsi(N) 1850 93892.68 2000 97524 1000 80186.4 2000 196616.6 1150 192469.3 2000 412758.7 2000 461427.8 2000 497733.6 Qs = 2032609

Qr = φqp.Qp+φqsQs Trong đó :

Qp = 80.0,09=7,2 (KN) Qr = 0,45.7,2+0,45.2032,61 = 917,2(KN)

Vậy Ptt= min{Qr, Pr}=min{1,66:0.917)=0,917MN II.2 Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên bệ mố

II.2.1 Xác định tải trọng tác dụng lên mố trái

+ Tĩnh tải

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 83

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

- Tĩnh tải do giai đoạn 1 và 2 truyền xuống

P1 = (γ1.DCdckt+γ2.DWmc).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 dah của mố

DCdckt, DWmc : đã giải thích ở phần tính khối lượng

3940

Ω = 19,7

P1 = (1,25.104,2+1,5.22,13).Ω

P1 =(1,25.104,2+1,5.22,13).19,7

= 3219,8(KN)

+ Hoạt tải

- Hoạt tải do PL + Xe tải + Tải trọng làn

P2 = γ.2.Tn.PL.Ω + γ.m.n.(145.y1 + 145.y2 + 35.y3 ).(1+IM) + γ.m.n.9,3.Ω

-Trong đó:

γ : hệ số tải trọng = 1,75

Tn : bề rộng phần người đi bộ = 1,5m PL : tải trọng người đi = 3 KN/m2 m: hệ số làn xe . Hai làn xe thì m =1

n : số làn xe = 2

IM : lực xung kích = 25%

430

3940

8 7 , 0

9 8 , 0

Ω = 19,7

Ω : diện tích dah của mố

P2=1,75.2.1,5.3.19,7+1,75.1.2.(145.1+145.0,89+35.0,78).(1+0,25)+1,75.1.2.9,3.19,7

= 2269,91 (KN)

- Hoạt tải do PL + Xe hai trục + Tải trọng làn

P3 = γ.2.Tn.PL.Ω + γ.m.n.(110.y1 + 110.y2 ).(1+IM) + γ.m.n.9,3.Ω

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 84

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

120

3940

7 9 , 0

Ω = 19,7

P3=1,75.2.1,5.3.19,7+1,75.1.2.(110.1+110.0,97).(1+0,25)+1,75.1.2.9,3.19,7

= 1899,57 (KN)

- Trọng lượng bản thân mố truyền xuống

P mố = 1,25.3495,24 = 4369,05 (KN)

0 0 1 1

- Vậy tổng tải trọng tác dụng lên mố trái

P = P1 + P2 + Pmố = 3219,8 + 2269,9 + 4369,05

= 9858,8 (KN)

5 7 1 0 5 1 0 5 1 0 5 1 0 5 1 0 5 1 5 7 1 92

→ Tính toán số cọc cho mố trái

.

n

4,1.



05,15

P tt P 9858 917

Số lượng cọc được xác định theo công thức

Chọn 18 cọc

II.2.2 Xác định tải trọng tác dụng lên mố phải

+ Tĩnh tải

- Tĩnh tải do giai đoạn 1 và 2 truyền xuống

P1 = (γ1.DCdckt+γ2.DWmc).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 dah của mố

3940

Ω = 19,7

DCdckt, DWmc : đã giải thích ở phần tính khối lượng P1 = (1,25.32,24+1,5.22,13).Ω

P1 =(1,25.104,2+1,5.22,13).19,7

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 85

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

= 3219,8(KN)

+ Hoạt tải

- Hoạt tải do PL + Xe tải + Tải trọng làn

P2 = γ.2.Tn.PL.Ω + γ.m.n.(145.y1 + 145.y2 + 35.y3 ).(1+IM) + γ.m.n.9,3.Ω

-Trong đó:

γ : hệ số tải trọng = 1,75

Tn : bề rộng phần người đi bộ = 1,5m PL : tải trọng người đi = 3 KN/m2 m: hệ số làn xe . Hai làn xe thì m =1

n : số làn xe = 2

430

IM : lực xung kích = 25%

3940

8 7 , 0

9 8 , 0

Ω = 19,7

Ω : diện tích dah của mố

P2=1,75.2.1,5.3.19,7+1,75.1.2.(145.1+145.0,89+35.0,78).(1+0,25)+1,75.1.2.9,3.19,7

= 2269,9(KN)

- Hoạt tải do PL + Xe hai trục + Tải trọng làn

120

3940

7 9 0

Ω = 19,7

P3 = γ.2.Tn.PL.Ω + γ.m.n.(110.y1 + 110.y2 ).(1+IM) + γ.m.n.9,3.Ω

P3=1,75.2.1,5.3.19,7+1,75.1.2.(110.1+110.0,97).(1+0,25)+1,75.1.2.9,3.19,7

= 1899,57 (KN)

- Trọng lượng bản thân mố truyền xuống

314

P mố = 1,25.2856,72 = 3570,9 (KN)

- Vậy tổng tải trọng tác dụng lên mố phải

P = P1 + P2 + Pmố = 3219,8 + 2269,9 + 3570,9

0 0 1 1

= 9060,6 (KN)

→ Tính toán số cọc cho mố phải

5 7 1 0 5 1 0 5 1 0 5 1 0 5 1 0 5 1 5 7 1

Số lượng cọc được xác định theo công thức

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 86 67

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

.

n

4,1.



83,13

P tt P 9060 917

Chọn 18 cọc

III Tính toán và xác định số lượng cọc cho trụ

III.1 Tính toán sức chịu tải tính toán của cọc

Sức chịu tải tính toán của cọc đóng 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 . Ap: Diện tích mũi cọc(mm2); Ap=90000 mm2. Ast: Diện tích cốt thép chủ (mm2); dùng 416 : Ast = 804mm2 fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa

- Thay vào ta được:

Pn= 0,85.[0,85.30.(90000-804)+420.804]=2,22MN

- Sức kháng dọc trục tính toán: Pr= .Pn ; MN Với : Hệ số sức kháng mũi cọc,  = 0,75 Pr=0,75.2,22=1,66MN

* Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền:

N 1

- Sức kháng bề mặt danh định của cọc:

; (N)



haf si si



1i 

L i D8

  

  

  

  

(10.7.3.4.3c-1) Qs = Ks,c

Trong đó:

fsi: Sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy từ CPT tại điểm

xem xét (MPa).

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 87

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

BẢNG TÍNH SỨC KHÁNG BỀ MẶT DANH ĐỊNH CỦA CỌC

Tên lớp Cát hạt mịn

Á cát

Cát hạt thô

Số lớp Z/D Kc,s Li(mm) Li/8D 0.53 13.3 1.25 1.1 2.08 1.2 0.43 20 2.7 2.1 23.33 0.43 3.33 0.43 30 2.2 3.95 3.1 33.33 0.43 4.58 0.43 40 3.2 5.41 3.3 46.66 0.43 6.25 3.4 53.33 0.43 3000 5000 6500 8000 9500 11000 13000 15000 fsi(Mpa) 0.035 0.04 0.042 0.044 0.064 0.065 0.069 0.072 asi (mm) 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200

(mm) Qsi(N) 100170 2000 2000 127142.4 1000 80186.4 2000 196616.6 1000 163468.8 2000 374306.4 2000 456443.3 538704 2000 Qs= 2037038

Qr = φqp.Qp+φqsQs Trong đó :

Qp = 80.0,09=7,2 Qr = 0,45.7,2+0,45.2037 = 920(MN)

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 88

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Vậy Ptt= min{Qr, Pr}=min{2,2:0,920)=0,920MN=920KN III.2 Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên bệ trụ

III.2.1 Xác định tải trọng tác dụng lên trụ 1

+ Tĩnh tải

- Tĩnh tải do giai đoạn 1 và 2 truyền xuống

P1 = (γ1.DCdckt+γ2.DWmc).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 dah của trụ 1

DCdckt, DWmc : đã giải thích ở phần tính khối lượng

7880

Ω = 39,4

P1 = (1,25.32,24+1,5.22,13).Ω

P1 = (1,25.104,2+1,5.22,13).39.4

= 6439,7 (KN)

+ Hoạt tải

- Hoạt tải do PL + Xe tải + Tải trọng làn

P2 = γ.2.Tn.PL.Ω + γ.m.n.(145.y1 + 145.y2 + 35.y3 ).(1+IM) + γ.m.n.9,3.Ω

-Trong đó:

γ : hệ số tải trọng = 1,75

Tn : bề rộng phần người đi bộ = 1,5m PL : tải trọng người đi = 3 KN/m2 m: hệ số làn xe . Hai làn xe thì m =1

n : số làn xe = 2

IM : lực xung kích = 25%

430

7880

9 8 0,

Ω = 39,4

Ω : diện tích dah của trụ 1

P2=1,75.2.1,5.3.39,4+1,75.1.2.(145.1+145.0,89+35.0,89).(1+0,25)+1,75.1.2.9,3.39,4

= 3238,27 (KN)

- Hoạt tải do PL + Xe hai trục + Tải trọng làn

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 89

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

120

7880

8 9 0,

Ω = 39,4

P3 = γ.2.Tn.PL.Ω + γ.m.n.(110.y1 + 110.y2 ).(1+IM) + γ.m.n.9,3.Ω

P3=1,75.2.1,5.3.39,4+1,75.1.2.(110.0,98+110.0,98).(1+0,25)+1,75.1.2.9,3.39,4

= 2846,27 (KN)

- Trọng lượng bản thân trụ truyền xuống

P trụ = 1,25.2457,6 = 3072 (KN)

- Vậy tổng tải trọng tác dụng lên trụ 1

P = P1 + P2 + Ptrụ = 6439,7 + 3238,27 + 3072

= 12750 (KN)

→ Tính toán số cọc cho trụ 1

.

n

4,1.



4,19

0 3 6

P tt P 12750 920

Số lượng cọc được xác định theo công thức

0 9 0 9 0 9 0 9 0 9 0 9

Chọn 21 cọc

III.2.2 Xác định tải trọng tác dụng lên trụ 2,3

9090

453

Tính toán tương tự như trụ 1 ta có kết quả sau

Ptrụ = 1,25.3146,88 = 3933,6 KN

- Vậy tổng tải trọng tác dụng lên trụ 1

P = P1 + P2 + Ptrụ = 6439,7 + 3238,27 + 3933,6

= 13611 (KN)

→ Tính toán số cọc cho trụ 1

.

n

4,1.



7,20

P tt P 13611 920

0 3 6

Số lượng cọc được xác định theo công thức

0 9 0 9 0 9 0 9 0 9 0 9

Chọn 21 cọc

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 90

9090

453

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

III.2.3 Xác định tải trọng tác dụng lên trụ 4

Tính toán tương tự như trụ 1 ta có kết quả sau

Ptrụ = 1,25.2697,6 = 3372 KN

- Vậy tổng tải trọng tác dụng lên trụ 1

P = P1 + P2 + Ptrụ = 6439,7 + 3238,27 + 3372

0 3 6

= 13049,9 (KN)

→ Tính toán số cọc cho trụ 1

0 9 0 9 0 9 0 9 0 9 0 9

.

9090

453

n

4,1.



8,19

P tt P 13049 920

Số lượng cọc được xác định theo công thức

Chọn 21 cọc

IV Tính toán và kiểm tra kết cấu nhịp:

25,0

35,0



IV.1 Tính toán hệ số phân bố tải trọng đối với dầm kế biên

HS . 2 L

  

  

IV.1.1 Khi cầu có một làn xe thiết kế S 910

Trong đó: g : hệ số phân bố tải trọng

S : khoảng cach giữa các dầm chủ (mm)

L : chiều dài dầm chủ (mm)

35,0

25,0

2200

g 1

1750 2

2200 910

. 40000

  

  

  

  

H : chiều cao dầm (mm)

6,0

125,0



S 1900

HS . 2 L

  

  

   6,0

125,0

2200

g 2

2200 1900

. 1750 2 40000

  

  

  

  

g1 = 0,301 IV.1.2 Khi cầu có hai làn xe thiết kế

0,6 m 1,8 m

xe thiãút kãú

âoaìn ngæåìi

3 m

g2= 0,514 IV.1.3 Phương pháp đòn bẩy

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 91

taíi troüng laìn

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

y1 = 0,29 y4 = 0,5 y2 = 0,68 y3 = 0,91 - Với xe tải thiết kế

gHL = mlàn.1/2.(y2+y4) = 0,59

- Với tải trọng làn

Thiên về an toàn coi tải trọng làn theo phương ngang cầu là tải trọng tập trung

glàn = 1,2.0,91 = 1,092 - Với tải trọng người

gPL = 1/2.y1.0,65 = 0,09

IV.2 Xác định nội lưc tại giữa nhip

3940

5 8 9

Ω = 194,04

Đường ảnh hưởng tại giữa nhịp

+ Trường hợp 1:

430

XE TAÍI

TAÍI TROÜNG LAÌN

7 , 7

5 8 , 9

Ω = 194,04

Tĩnh tải + PL + xe tải + tải trọng làn 430

M1 = (γ1.DCdckt + γ2.DW).Ω + γ.gPL.PL.Ω + γ.gHL.(145.y1 +145.y2 +35.y3).(1 + IM) + γ.gLL.9,3.Ω

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 92

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

-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 dah momen giữa hịp của dầm

DCdckt, DWmc : đã giải thích ở phần tính khối lượng γ : hệ số tải trọng = 1,75

gPL: hệ số phân bố tải trọng của đoàn người gHL: hệ số phân bố tải trọng của xe hai trục gLL : hệ số phân bố tải trọng của làn xe IM : lực xung kích = 25%

y1, y2,y3 : tung độ của các trục xe lên đah

M1 = (1,25.32,24 + 1,5.22,13).194,04 + 1,75.0,09.3.194,04 + 1,75.0,59.(145.7,7

+145.9,85 + 35.7,7).(1 + 0,25) + 1,75.1,092.9,3.194,04

= 20819,68 KNm

+ Trường hợp 2:

120

XE HAI TRUÛC

TAÍI TROÜNG LAÌN

5 5 , 9

Ω = 194,04

9,85

Tĩnh tải + PL + xe hai trục + tải trọng làn

M = (γ1.DCdckt + γ2.DW).Ω + γ.gPL.PL.Ω + γ.gHL.(110.y1 +110.y2).(1 + IM)+ γ.gLL.9,3.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 dah momen giữa hịp của dầm

DCdckt, DWmc : đã giải thích ở phần tính khối lượng γ : hệ số tải trọng = 1,75

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 93

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

y1, y2, : tung độ của các trục xe lên đah

M2 = (1,25.32,24 + 1,5.22,13).194,04 + 1,75.0,09.3.194,04 + 1,75.0,59.(110.9,55

+110.9,55).(1 + 0,25) + 1,75.1,092.9,3.194,04

M2 = 19899,14 KNm

- Vậy ta chọn M1 để duyệt tiết diện

V Tính toán và bố trí cốt thép:

V.1 Tính toán diện tích cốt thép:

- Dùng loại tao tự chùng thấp Dps = 15,2mm tiêu chuản ASTM A416M Grade 270 - Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn : fpu = 1860 MPa - Hệ số quy đổi ứng suất : Φ = 0,9

- Giới hạn chảy : fpy = 0,85.fpu = 0,85.1860 = 1581 MPa - Cường độ cho TTGH sử dụng : fpe = 0,85.fpy = 0,85.1581 = 1343 MPa - Diện tích một tao cáp : Aps1 = 140 mm2 - Modun đàn hồi cáp : Ep = 197000 MPa - Bê tông dầm cấp : f’c1 = 50 MPa - Mô men tính toán : M = 20819,68 KNm

- Ta có thể xác định diện tích cốt thép theo kinh nghiệm sau:

h )9,0.(

.85,0.

M f

110

h: chiều cao dầm chủ A  ps 

0 6

n  cg

1ps

0 5 7 1

Aps> 8361 (mm2) - Số tao cáp DUL cần thiết theo công thức trên là:

0 5 x 6 0 6x50 5

ncg = 60 bó - Bố trí cốt thép DUL tại mặt cắt ngang dầm

V.2 Tính duyệt theo TTGH cường độ: - Sức kháng uốn tính toán Mr được tính như sau Mr = ψ.Mn - Trong đó: Mn sức kháng uốn danh định Ψ hệ số sức kháng

- Coi thớ dưới chỉ có cốt thép DUL chịu lực. Với mặt cắt hình chữ T thì quy đổi sức

kháng danh định Mn được xác định như sau: (TCn 5.7.3.2.2.1)

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 94

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường





fA . ps

fA . s

fA .' s

a td 2

a 2

 .  

  

 .  

  

 .'  y 

 ...  

  

  



.85,0

h .



 . 1

bb  w

c 1

at d 2

f 2

  ). 

  







fA . ps

fA . s

a 2

  

 .  

  

  

  

- Với mặt cắt hình chữ nhật thì sức kháng danh định Mn được xác định như sau(TCN 5.7.3.2.3) a td 2

(

)

. ny ps







1 50.13



.13

100



150.12



.10

200

250



300



350



1690

psC

 60

- Trong công thức trên: Aps = 8400 (mm2) - Bỏ qua diện tích cốt thép thường : As = 0, A’s = 0 dp : khoảng cách từ thớ nén mép trên dầm liên hợp đến trọng tâm cốt thép DƯL - Tọa độ trọng tâm cốt thép DƯL bầu dầm tại gối (tính đến đáy dầm)

= 200,5 mm = 20 cm

dp = 175 – 20 +16 = 171 cm b : bề rộng mặt cắt chịu nén của cấu kiện : b = 2,16 m





  04,1.2  

   

bw : bề dày bản bụng = 0,12 m hf = chiều dày cánh nén = 0,16 m β1 : hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất quy định trong điều 5.7.2.2 β1 = 0,85 – 0,05(f’c1 – 28 MPa)/7 MPa = 0,693 fpu cường độ chịu kéo quy định của thép = 1860 MPa fpy giới hạn chảy của thép DƯL fpy = 1581 MPa f Hệ số k : = 0,38

c : khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hòa với giả thiết là thép

DƯL của bó tao thép đã bị chảy dẻo (TCN 5.7.3.1.1)



.85,0

 bb

). h

. fA ps

 1

1 c



c 1

.85,0

. b



. Ak

 . 1

i = 0,4

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 95

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

c1 = 0,85

. fA ps



.85,0

 Akb .

 . 1

1 c





c d

   

c2 = 0,25 i = 0,4 thì c = c1 nếu c1 > hf, trường hợp khác lấy c = c2 vậy c = c1 = 0,85 atd = c.β1 = 0,85.0,693 = 0,58 fps : ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL với sức kháng uốn danh định tính theo TCN 5.7.3.1.1-1   1.  

fps = 1508,6 MPa - Thay các giá trị vào tao có

Mn1 = 24204,8 Mr = ψ.Mn = 0,9.24204,8 = 21784,3 KNm > Mu = 20819,68 KNm

VI Tổng hợp khối lượng:

STT HẠNG MỤC VẬT LIỆU ĐƠN KHỐI

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 96

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

LƯỢNG

1 KCN

2 GỜ CHẮN BÁNH

3 LAN CAN TAY VỊN VỊ m3 KN KN m3 KN m3 KN 718.18 1436.03 727.32 22 22 26.43 15.85

4 LỚP PHỦ

5 MỐ TRÁI

6 MỐ PHẢI

7 TRỤ 1

8 TRỤ 2

9 TRỤ 3

10 TRỤ 4

11 CỌC ĐÓNG

12 BẢN GIẢM TẢI BT KCN CT THƯỜNG CT DƯL BT GCB CT GCB BT LCTV CT THƯỜNG LỚP PHỦ+PHÒNG NƯỚC LỚP TẠO DỐC BT MỐ TRÁI CT MỐ TRÁI BT MỐ PHẢI CT MỐ PHẢI BT TRỤ 1 CT TRỤ 1 BT TRỤ 2 CT TRỤ 2 BT TRỤ 3 CT TRỤ 3 BT TRỤ 4 CT TRỤ 4 BT CỌC CT CỌC BT CT m3 m3 m3 KN m3 KN m3 KN m3 KN m3 KN m3 KN m3 KN m3 KN 82.43 110 145.41 145.66 118.78 119.03 102.15 102.4 130.87 131.12 130.87 131.12 112.15 112.4 129.6 129.6 19.8 19.8

VII. Tính khái toán phương án 3:

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 97

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Tổng dự toán xây dựng cảu phương án cầu super T

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 98

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

STT Hạng mục chính

Thu nhập chịu thuế tính trước

1 Chi phí trực tiếp 2 Chi phí vật liệu 3 Chi phí nhân công 4 Chi phí xe máy 5 Chi phí trực tiếp khác 6 Chi phí chung 7 8 Giá trị DT trước thuế 9 Thuế GTGT đầu ra 10 Chi phí xây dựng nhà tạm 11 Giá trị DT sau thuế 12 CHI PHÍ KHÁC 13 Chuẩn bị đầu tư 14 Chi phí khảo sát lập DA 15 Lập báo nghiên cứu khả thi 16 Thực hiện dầu tư 17 Lập thiết kế 18 Thẩm định dự toán 19 Thẩm định Thiết kế KTTC 20 Lập hồ sơ mời thầu 21 Lựa chọn nhà thầu 22 Giám sát kỹ thuật 23 Quản lí công trình 24 Bảo hiểm công trình 25 Kết thúc xây dựng 26 Lập hồ sơ hoàn công 27 Thẩm tra phê duyệt QT 28 CHI PHÍ DỰ PHÒNG 29 TỔNG DỰ TOÁN Cách tính VL+NC+M + K (VL+NC+M)*1.5% T*5.3% (T+C)*6% T+C+TL Z*10% Z*2% Z+VAT+F CB+TH+KT K1+K2 A*0.5% A*0.046% K3+...+K10 A*1.1% A*0.06% A*0.06% A*0.385% A*0.08% A*1% A*4% A*0.475% K11+K12 (A+CK)*10% A+CK+DP Kí hiệu T VL NC M K C TL Z VAT F A CK CB K1 K2 TH K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 KT K11 K12 DP G Thành tiền 5794541.74 3903039.92 920709.05 885159.14 85633.62 307110.71 366099.15 6467751.60 646775.16 129355.03 7243881.79 578213.53 39551.59 36219.41 3332.19 518661.94 79682.70 4346.33 4346.33 27888.94 5795.11 72438.82 289755.27 34408.44 20000.00 15000.00 5000.00 782209.53 8604304.85

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 99

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Chương VI: SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN

I. Cơ sở để chọn phương án đưa vào thiết kế kỹ thuật:

- Dựa vào tổng giá thành xây dựng ban đầu.

- Dựa vào các yêu cầu về kỹ thuật và mỹ quan.

- Dựa vào điều kiện tận dụng nguồn nhân lực và vật liệu địa phương.

- Dựa vào các yêu cầu về khai thác, sử dụng và duy tu bảo dưỡng.

II. So sánh các phương án theo giá thành dự toán:

- Phương án 1: Cầu dầm liên tục BTCT dự ứng lực.

Sơ đồ cầu : 60+80+60m

Tổng giá thành công trình: 13659037900 đồng.

- Phương án 2: Cầu dây văng

Sơ đồ cầu : 46+98+46m

Tổng giá thành công trình: 19467229430 đồng.

- Phương án 3: Cầu dầm Super T bê tông cốt thép ứng suất trước, bản đổ sau

Sơ đồ cầu : 5 x 40m

Tổng giá thành công trình: 8604304850 đồng.

III. So sánh các phương án theo điều kiện thi công chế tạo:

1) Phương án I: Cầu liên tục

a) Ưu điểm:

- Khả năng vượt nhịp lớn do biểu đồ mômen hai dấu

- Do chịu lực thẳng đứng nên mố trụ có cấu tạo nhỏ, tiết kiệm vật liệu

- Tận dụng được vật liệu và nguồn nhân lực địa phương

- Hình dáng kiến trúc đẹp

- Sử dụng được các công nghệ thi công tiên tiến

b) Nhược điểm:

- Sơ đồ kết cấu siêu tĩnh nên rất nhạy cảm với những tác động như mố trụ bị

lún, sự thay đổi của môi trường

- Thi công đòi hỏi công nghệ cao, tuân thủ theo một qui trình nghiêm ngặt

đòi hỏi sự chính xác cao trong thi công

- Sử dụng nhiều thép cường độ cao ảnh hưởng nhiều tới giá thành của công

trình

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 100

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

- Thời gian thi công thường kéo dài.

2) Phương án II: Cầu dây văng

a) Ưu điểm:

- Khả năng vượt nhịp rất lớn, có khả năng thay đổi hình dạng, sơ đồ phân bố

và số lượng mặt phẳng dây… mà vẫn đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.

- Về mặt cơ học CDV có thể xem như một hệ dàn trong đó các dây văng chịu

lực kéo, dầm cứng chủ yếu chịu nén do đó thích hợp với việc sử dụng BTCT, tiết

kiệm được vật liệu

- Hình dáng kiến trúc đẹp

- Sử dụng được các công nghệ thi công tiên tiến

b) Nhược điểm:

- Sơ đồ kết cấu siêu tĩnh nên rất nhạy cảm với những tác động như mố trụ bị

lún, sự thay đổi của môi trường

- Thi công đòi hỏi công nghệ cao, tuân thủ theo một qui trình nghiêm ngặt

đòi hỏi sự chính xác cao trong thi công

3) Phương án III: Cầu dầm Super T bê tông cốt thép ứng suất trước, bản đổ sau

a) Ưu điểm:

- Các nhịp cầu đều nhau do đó khi thi công chế tạo chỉ cần một bộ ván khuôn

(nếu không yêu cầu về tiến độ ), dễ tiêu chuẩn hoá kết cấu.

- Tận dụng được vật liệu địa phương, do đó sẽ giảm được giá thành của công

trình

- Trong phương án này ít sử dụng các loại vật liệu đắt tiền và quí hiếm .

- Quá trình thi công kết cấu nhịp đơn giản, dễ chế tạo và lắp ráp .

- Trong quá trình thi công công nghệ và máy móc không đòi hỏi quá cao do

đó tận dụng được nguồn nhân lực địa phương đáng kể .

- Do kết cấu làm việc riêng lẽ do đó ít chịu sự tác động của mố trụ bị lún và

môi trường xung quanh.

b) Nhược điểm:

- Kết cấu khá nặng

- Khả năng vượt nhịp ngắn, do đó số trụ thi công nhiều dẫn tới ảnh hưởng

dòng chảy của sông

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 101

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

- Cầu rung mạnh khi có hoạt tải.

IV. So sánh phương án theo điều kiện khai thác sử dụng

1) Phương án I:

a) Ưu điểm :

- Xe chạy êm thuận

- Chất lượng khai thác tốt

- Ít cản trở dòng chảy của sông

- Tuổi thọ của công trình cao

b) Nhược điểm :

- Khi một bộ phận của công trình bị hư hỏng sẽ gây ảnh hưởng đến toàn bộ

công trình, mặt khác khi một bộ phận của công trình gặp phải sự cố hay muốn mở

rộng cầu thì rất khó khăn

2) Phương án II:

- Tương tự như phương án 1.

3) Phương án III:

a) Ưu điểm:

- Trong giai đoạn khai thác sử dụng ít duy tu bảo dưỡng

- Ít chịu sự tác động của môi trường

- Có thể mở rộng cầu khi cần thiết

- Có thể sửa chữa dễ dàng khi có một bộ phận của cầu bị hư hỏng

b) Nhược điểm:

- Kết cấu nặng

- Bản mặt cầu không liên tục , xe chạy không êm thuận

V. Kết luận và kiến nghị :

- Bên cạnh những vấn đề nêu trên còn đặc biệt chú ý công trình xây dựng nhằm

mục đích giao lưu kinh tế của vùng với các khu vực xung quanh, vấn đề kinh tế

được đặt lên hàng đầu. Như vậy qua việc phân tích trên ta thấy rằng:

+ Phương án I không những vừa đáp ứng về yêu cầu giao thông mà mỹ quan

cũng khá đẹp. Giá thành cũng hợp lý so với hai phương án còn lại

+ Phương án II không những vừa đáp ứng về yêu cầu giao thông mà mỹ quan

cũng khá đẹp. Giá thành đắt nhất

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 102

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

+ Phương án III là phương án có giá thành rẻ nhất, nó cũng đáp ứng được về nhu

cầu giao thông nhưng không đáp ứng được yêu cầu mỹ quan do phải dùng nhiều trụ

trong quá trình khai thác cầu rung mạnh khi có hoạt tải.

Nếu nhìn vào xu thế của thời đại và tương lai của vùng : với một nền kinh tế

đang trên đà phát triển, đới sống nhân dân ngày càng được cải thiện, nhu cầu về đời

sống tinh thần ngày càng được nâng cao thì việc xây dựng cầu dây văng lại có một

ý nghĩa lớn, phù hợp với xu thế mới, góp phần tạo điều kiện cho ngành du lịch phát

triển, thúc đẩy giao lưu kinh tế - văn hoá giữa các vùng với nhau... Tuy nhiên với

mức sống của người dân hiện nay cũng như trình độ kỹ thuật của chúng ta thì việc

xây dựng cầu liên tục là hợp lí hơn cả

Qua việc phân tích, đánh giá ba phương án trên ta thấy mỗi phương án đều có

ưu và nhược điểm riêng nhưng căn cứ vào trình độ kỹ thuật của chúng ta hiện nay

thì ta đưa phương án 1 (cầu liên tục BTCT-ỨST) vào thi công là hợp lí nhất.

PHẦN II THIẾT KẾ KỸ THUẬT 

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 103

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

50%

Chương I: THIẾT KẾ KẾT CẤU NHỊP

I.Tính toán dầm theo phương ngang cầu

I.1 Cấu tạo dầm

Dầm thuộc dạng hộp đơn thành xiên, có cấu tạo như hình vẽ bên dưới. Bê

tông dầm là loại có cường độ chịu nén ở 28 ngày f’c = 50Mpa

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 104

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

1100

5 2

175

5 2

5 0

0 4 4

5 2

0 8

405

1100

5 2

0 2 2

5 2

507

Cấu tạo dầm tại trụ

Cấu tạo dầm tại đốt hợp long

I.2 Nguyên lý tính toán

Trong thực tế thì BMC làm việc rất phức tạp, nếu xét điều kiện làm việc thực

tế của dầm thì phải tính theo mô hình không gian. Do vậy, để đơn giản hoá trong

quá trình tính toán người ta chuyển đổi từ mô hình không gian về mô hình phẳng

với giả thiết các kết cấu của bản làm việc cục bộ.

Do mặt cầu đúc liền khối với dầm đỡ, nên độ cứng uốn hoặc xoắn của vách

và bản đáy dầm hộp ảnh hưởng đến nội lực trong bản. Do vậy, khi tính bản mặt cầu

ta phải kể đến ảnh hưởng của các yếu tố này.

I.3 Xác định nội lực trong dầm theo phương ngang cầu

Từ nguyên lý tính toán ở trên, để xác định nội lực trong BMC ta mô hình

hóa mặt cắt ngang dầm thành một khung kín.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 105

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

275

1 2 6

4 5 7

3 9

8 8 3

9 9 3

9 356

275

54 7

1 2 6

6 9 1

1 0 2

453

Sơ đồ xác định theo phương ngang cầu tại trụ

Sơ đồ xác định theo phương ngang cầu tại hợp long

I.3.1 Xác định tải trọng tác dụng

I.3.1.1 Tĩnh tải

+ Trọng lượng bản thân kết cấu : do chương trình tính toán trong quá trình khai báo

+ Trọng lượng các lớp mặt cầu:

- Giá trị này được lấy trong tính toán sơ bộ:



01,2

- Trọng lượng các lớp mặt cầu xem là phân bố đều trên 1m ngang bản có giá trị

13,22 11

(KN/m) DWlmc

+ Trọng lượng lan can tay vịn



59,1

- Từ số liệu trong tính toán sơ bộ ta có:

17,3 2

(KN) DWlc+tv+bc

+ Trọng lượng đá vỉa



32,1

- Từ số liệu trong tính toán sơ bộ ta có:

64,2 2

(KN) DWgcb

I.3.1.2 Hoạt tải

Hoạt tải HL-93: (Ta chỉ tính đối với xe tải thiết kế).

Diên tích tiếp xúc của bánh xe được giả thiết là một hình chữ nhật có chiều rộng b2 = 510mm và chiều dài được xác định theo công thức:

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 106

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

3 



10.28,2



  1.

P

(3.6.1.2.5-1)

Trong đó:

b2: Chiều dài tiếp xúc của bánh xe (mm); : Hệ số tải trọng,  = 1.75;

IM: Lực xung kích lấy theo phần trăm, IM = 25%;

P = 72500N cho xe tải thiết kế và 55000N cho xe hai trục thiết kế.

10.28,2



01,360



36,0

  25,0175,1.

 72500

45o

b2 b1

a2 a1

+ Với xe tải thiết kế:  3 

Diện tích tiếp xúc và truyền lực của bánh xe lên BMC.

+ Xác định tải trọng phân bố ngang

- Chiều rộng phân bố của tải trọng bánh xe dọc theo nhịp tính toán của bản:

b1 = b2 + 2h = 0.51 + 2.0,075 = 0,66m.

- Chiều dài phân bố của tải trọng theo hướng ngang nhịp tính toán của bản:



94,46

/ mKN

5,72 66,0.34,2

P . 1 ba

a1 = a2 + 2h = 0,36 + 2.0,075 = 0,51m. a = a2 + 2h + L/3 = 0,36 + 2.0,075 + 5,5/3 = 2,34m. + Trị số của tải trọng phân bố ngang

 

. nm



. PL 

I.3.2 Tính toán nội lực trong dầm tại các tiết diện đặc biệt



  1





 1  p

2 p

  q i l

Công thức tính toán:   

hoặc 0.9;

p  25.1 5.12 p 

hoặc 0.65; Trong đó: :1 p Hệ số tải trọng của các bộ phận và liên kết, :2 p Hệ số tải trọng của lớp áo đường và thiết bị,

DC: Trọng lượng bản thân các bộ phận và liên kết;

DW: Trọng lượng của lớp áo đường và thiết bị;

m: hệ số làn xe = 1,2 ; 1,0 ; 0,85 tương ứng cho 1, 2 , 3 làn chất tải.

1+IM = 1 + 0.25 = 1.25: Hệ số xung kích;

nh: Hệ số tải trọng, nh = 1.75;

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 107

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Pi: Tải trọng phân bố ngang trên chiều dài nhịp bản; i: Diện tích ĐAH tương ứng với Pi; ql: Tải trọng làn, ql = 9,3/3=3,1KN/m; l: Diện tích ĐAH tương ứng với ql PL: tải trọng người = 3 KN/m.

PL: diện tích ĐAH tương ứng với PL

Để đơn giản cho việc áp dụng, hệ số tải trọng, hệ số xung kích được nhân trực tiếp

vào tải trọng bánh xe:

p = 46,94.(1+0.25) = 58,68KN/m

I.3.2.1 Đối với mặt cắt tại trụ

I.3.2.1.1 Nội lực do tĩnh tải gây ra

Để xác định nội lực do tỉnh tải gây ra theo phương ngang cầu, ta dùng chương trình

Midas/Civil để tính toán

Bảng tổ hợp tải trọng

Tên tổ hợp Loại Hệ số Mô tả

max min

1,25 Trọng lượng bản thân dầm.

Tổ hợp 1 Add 1,25 Trọng lượng DPC, LCTV.

1,5 Trọng lượng lớp BMC.

0,9 Trọng lượng bản thân dầm.

Tổ hợp 2 Add 0,9 Trọng lượng DPC, LCTV.

Pdv

Plctv

DWlmc

1 2 6

4 5 7

275

8 8 3

99 3

9 356

0,65 Trọng lượng lớp BMC.

Sơ đồ lực tác dụng lên bản mặt cầu

- Kết quả tính toán do tĩnh tải gây ra tại các tiết diện tính toán

- Biểu đồ momen do tổ hợp 1 gây ra

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 108

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

- Biểu đồ momen do tổ hợp 2 gây ra

- Biểu đồ lực cắt do tổ hợp 1 gây ra

- Biểu đồ lực cắt do tổ hợp 2 gây ra

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 109

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

- Nội lực do tĩnh tải gây ra tại các tiết diện Tổ hợp 1 Tổ hợp 2

Tiết diện

M (KN.m) M (KN.m) Q (KN) Q (KN)

28,54 -28,54 0 28,54 -28,54 -8,37 8,37 -41,94 0 41,94 -39,24 -26,78 12,47 -26,78 -39,24 -12,47 -12,47 -7,57 29,76 -7,57 -24,99 -17,04 7,94 -17,04 -24,99 -7,94 -7,94 -5,78 21,1 -5,78 18,17 -18,17 0 18,17 -18,17 -5,68 5,68 -30,2 0 30,2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

I.3.2.1.2 Nội lực do hoạt tải gây ra

KẾT QUẢ TÍNH TOÁN:

1 Tại tiết diện 1_1

- ĐAH M1_1

- ĐAH Q1_1

- Xếp tải lên ĐAH M,Q1_1

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 110

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

2 Tại tiết diện 2_2

- ĐAH M2_2

- ĐAH Q2_2

- Xếp tải lên ĐAH M2_2 âm

- Xếp tải lên ĐAH M2_2 dương

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 111

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

- Xếp tải lên ĐAH Q2_2 âm

- Xếp tải lên ĐAH Q2_2 dương

3 Tại tiết diện 3_3

- ĐAH M3_3

- ĐAH Q3_3

- Xếp tải lên ĐAH M3_3 âm

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 112

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

- Xếp tải lên ĐAH M3_3 dương

- Xếp tải lên ĐAH Q3_3 âm

- Xếp tải lên ĐAH Q3_3 dương

4 Tại tiết diện 4_4

- ĐAH M4_4

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 113

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

- ĐAH Q4_4

- Xếp tải lên ĐAH M4_4 âm

- Xếp tải lên ĐAH M4_4 dương

- Xếp tải lên ĐAH Q4_4 âm

- Xếp tải lên ĐAH Q4_4 dương

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 114

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

5 Tại tiết diện 5_5

- ĐAH M5_5

- ĐAH Q5_5

- Xếp tải lên ĐAH M5_5 âm

- Xếp tải lên ĐAH Q5_5 âm

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 115

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

6 Tại tiết diện 6_6

- ĐAH M6_6

- ĐAH Q6_6

- Xếp tải lên ĐAH M6_6 âm

- Xếp tải lên ĐAH M6_6 dương

- Xếp tải lên ĐAH Q6_6 âm

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 116

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

- Xếp tải lên ĐAH Q6_6 dương

7 Tại tiết diện 7_7

- ĐAH M7_7

- ĐAH Q7_7

- Xếp tải lên ĐAH M7_7 âm

- Xếp tải lên ĐAH M7_7 dương

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 117

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

- Xếp tải lên ĐAH Q7_7 âm

- Xếp tải lên ĐAH Q7_7 dương

8 Tại tiết diện 8_8

- ĐAH M8_8

- ĐAH Q8_8

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 118

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

- Xếp tải lên ĐAH M8_8 âm

- Xếp tải lên ĐAH M8_8 dương

- Xếp tải lên ĐAH Q8_8 âm

- Xếp tải lên ĐAH Q8_8 dương

9 Tại tiết diện 9_9

- ĐAH M9_9

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 119

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

- ĐAH Q9_9

- Xếp tải lên ĐAH M9_9 âm

- Xếp tải lên ĐAH M9_9 dương

- Xếp tải lên ĐAH Q9_9 âm

- Xếp tải lên ĐAH Q9_9 dương

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 120

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

10 Tại tiết diện 10_10

- ĐAH M10_10

- ĐAH Q10_10

- Xếp tải lên ĐAH M10_10 âm

- Xếp tải lên ĐAH M10_10 dương

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 121

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

- Xếp tải lên ĐAH Q10_10 âm

- Xếp tải lên ĐAH Q10_10 dương

- Nội lực do hoạt tải gây ra tại các tiết diện ( chưa nhân nh )

NỘI LỰC DO HOẠT TẢI GÂY RA TẠI CÁC TIẾT DIỆN

Nội lực max Nội lực min

Tiết diện M (KN.m) Q (KN) M (KN.m) Q (KN)

1 0,00 4,54 -7,92 0,00

2 1,43 0,59 -68,87 -159,15

3 41,05 15,75 -0,38 -15,96

4 1,47 86,37 -69,87 -0,60

5 0,00 0,00 -7,72 -4,45

-7,50 -7,37 -25,99 -24,83 -16,32 23,08 2,54 16,69 16,69 16,69 66,90 67,97 23,08 2,63 23,30 6 7 8 9 10

-2,51 -23,22 -16,66 -16,66 -16,55 - Nội lực do hoạt tải gây ra tại các tiết diện ( đã nhân nh )

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 122

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

NỘI LỰC DO HOẠT TẢI GÂY RA TẠI CÁC TIẾT DIỆN

Nội lực max Nội lực min

Tiết diện M (KN.m) Q (KN) M (KN.m) Q (KN)

1 0,00 7,95 -13,86 0,00

2 2,50 1,03 -120,52 -278,51

3 71,84 27,56 -0,67 -27,93

4 2,57 151,15 -122,27 -1,05

5 0,00 0,00 -13,51 -7,79

6 -4,39 117,08 40,39 -13,13

-12,90 -45,48 -43,45 -28,56 4,45 29,21 29,21 29,21 7 8 9 10 -40,64 -29,16 -29,16 -28,96

118,95 40,39 4,60 40,78 - Nội lực do tĩnh tải và hoạt tải gây ra tại các tiết diện

NỘI LỰC GÂY RA TẠI CÁC TIẾT DIỆN

Nội lực max Nội lực min

Tiết diện M (KN.m) Q (KN) M (KN.m) Q (KN)

1 -24,99 36,49 -53,10 18,17

2 -14,54 -17,14 -147,30 -307,05

3 84,31 27,56 7,28 -27,93

4 -14,47 179,69 -149,05 17,12

5 -24,99 -18,17 -52,75 -36,33

6 7 8 9 10 109,14 111,01 34,61 34,36 35,00 34,71 12,82 -0,99 29,21 71,15 -25,60 -25,37 -53,05 -22,35 -36,13 -12,76 -34,96 -71,10 -29,16 1,24

I.3.2.2 Đối với mặt cắt giữa nhịp

I.3.2.2.1 Nội lực do tĩnh tải gây ra

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 123

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Để xác định nội lực do tỉnh tải gây ra theo phương ngang cầu, ta dùng chương trình

Midas/Civil để tính toán

Bảng tổ hợp tải trọng

Tên tổ hợp Loại Hệ số Mô tả

max min

1,25 Trọng lượng bản thân dầm.

Tổ hợp 1 Add 1,25 Trọng lượng DPC, LCTV.

1,5 Trọng lượng lớp BMC.

0,9 Trọng lượng bản thân dầm.

Tổ hợp 2 Add 0,9 Trọng lượng DPC, LCTV.

Pdv

Plctv

DWlmc

1 2 6

4 5 7

275

5 9 1

0 1

01 2

8 25

9 403

10 25

0,65 Trọng lượng lớp BMC.

Sơ đồ lực tác dụng lên bản mặt cầu

- Kết quả tính toán do tĩnh tải gây ra tại các tiết diện tính toán

- Biểu đồ momen do tổ hợp 1 gây ra

- Biểu đồ momen do tổ hợp 2 gây ra

- Biểu đồ lực cắt do tổ hợp 1 gây ra

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 124

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

- Biểu đồ lực cắt do tổ hợp 2 gây ra

- Nội lực do tĩnh tải gây ra tại các tiết diện Tổ hợp 1 Tổ hợp 2

Tiết diện

M (KN.m) M (KN.m) Q (KN) Q (KN)

28,54 -28,54 0 28,54 -28,54 -3,81 3,81 -16,64 0 16,64 -39,24 -26,78 12,47 -26,78 -39,24 -12,47 -12,47 -12,06 6,75 -12,06 -24,99 -17,06 7,93 -17,06 -24,99 -7,93 -7,93 -8,69 4,85 -8,69 18,17 -18,17 0 18,17 -18,17 -2,22 2,22 -11,98 0 11,98 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tính toán tương tự như trường hợp tại trụ ta có kết quả sau:

- Nội lực do hoạt tải gây ra tại các tiết diện ( chưa nhân nh )

NỘI LỰC DO HOẠT TẢI GÂY RA TẠI CÁC TIẾT DIỆN

Nội lực max Nội lực min

Tiết diện M (KN.m) Q (KN) M (KN.m) Q (KN)

1 0,00 4,54 -7,92 0,00

2 2,36 0,90 -70,95 -85,85

3 39,94 16,20 -0,27 -16,46

4 2,41 86,65 -71,74 -0,93

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 125

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

5 0,00 0,00 -7,72 -4,45

6 7 8 9 10 68,15 69,02 9,33 0,10 9,54 34,55 3,82 4,27 4,27 4,27 -7,60 -7,52 -10,15 -1,09 -0,41 -3,79 -34,73 -4,36 -4,36 -4,36

- Nội lực do hoạt tải gây ra tại các tiết diện ( đã nhân nh )

NỘI LỰC DO HOẠT TẢI GÂY RA TẠI CÁC TIẾT DIỆN

Nội lực max Nội lực min

Tiết diện M (KN.m) Q (KN) M (KN.m) Q (KN)

1 0,00 7,95 -13,86 0,00

2 4,13 1,58 -124,16 -150,24

3 69,90 28,35 -0,47 -28,81

4 4,22 151,64 -125,55 -1,63

5 0,00 0,00 -13,51 -7,79

6 7 8 9 10 119,26 120,79 16,33 0,18 16,70 60,46 6,69 7,47 7,47 7,47 -13,30 -13,16 -17,76 -1,91 -0,72 -6,63 -60,78 -7,63 -7,63 -7,63

- Nội lực do tĩnh tải và hoạt tải gây ra tại các tiết diện

NỘI LỰC GÂY RA TẠI CÁC TIẾT DIỆN

Nội lực max Nội lực min

Tiết diện M (KN.m) Q (KN) M (KN.m) Q (KN)

1 -24,99 36,49 -53,10 18,17

2 -12,91 -16,60 -150,94 -178,78

3 82,37 28,35 7,46 -28,81

4 -12,84 180,18 -152,33 16,54

5 -24,99 -18,17 -52,75 -36,33

6 7 111,33 112,86 58,24 10,06 -25,77 -25,63 -10,00 -58,56

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 126

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

8 9 10 7,64 6,93 8,01 -4,51 7,47 24,11 -29,82 2,94 -12,78 -24,27 -7,63 4,35

I.4 Xác định cốt thép tại các tiết diện tính toán:

I.4.1 Đối với tiết diện tại trụ

I.4.1.1 Xác định nội lực cho các cấu kiện (BMC, sườn dầm bản đáy):

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 127

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TÍNH TOÁN

Nội lực tính toán Chọn

Cấu kiện

Tiết diện M (+) (KN.m) M (-) (KN.m) Q (KN) M (+) (KN.m) M (-) (KN.m) Q (KN)

1 -24,99 -53,10 36,49

2 -14,54 -147,30 -307,1

84,31 7,28 -27,93 84,31 -149,05 -307,05 3 Bản mặt cầu 4 -14,47 -149,05 179,7

5 -24,99 -52,75 -36,33

6 109,14 -25,60 34,71 111,01 -25,60 34,71 Sườn dầm

35,00 -53,05 -71,10 Bản đáy

7 8 9 10 111,01 34,61 34,36 35,00 -25,37 -53,05 -22,35 -36,13 -34,96 -71,1 29,21 71,15

I.4.1.2 Tính toán cốt thép chịu momen:

- Sử dụng cốt thép thường theo tiêu chuẩn ASTM A615M:

+ Số hiệu: N020; + Đường kính danh định: db = 19,5mm; + Diện tích tiết diện ngang: Ab = 300mm2; + Khối lượng danh định: 2,356kg/m;

+ Cường độ chảy dẻo: fy = 420MPa.

- Biểu thức đơn giản để tính cốt thép có thể bỏ qua cốt thép thường chịu nén khi

tính sức kháng mômen như sau:

M 





dfA ys

a 2

  

  

(5.7.3.2)

Trong đó:

Mn: Sức kháng danh định; As: Diện tích của cốt thép thường chịu kéo; fy: Cường độ chảy dẻo của cốt thép thường; : Hệ số sức kháng, theo 5.5.4.2.1 thì  = 0,9;

ds: Khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu

kéo;

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 128

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

m m 5 1

m m 0 6

s d

m m 0 5 2

m m 5 2



 c 1

 1

fA s 85,0

y '  b 1 c

y ' bf c



a: Chiều dày của khối ứng suất tương đương;

A s

M  f

/ s jd

- Giả thiết cánh tay đòn (ds – a/2) độc lập với As, có thể thay bằng j.ds và được trị số gần đúng của As để chịu Mn = Mu ; mm2



A s

j  0,92: Giả thiết với BTCT thường.

- Tiết diện thép gần đúng có thể biểu diễn bới M u .330 d

- Tính toán cốt thép

BẢNG TÍNH TOÁN CỐT THÉP

Lưới thép Cấu kiện M (KN.m) h (mm) ds (mm) As (mm2) As Chọn (mm2)

20As=

Trên 149,05 250 182 3000

15As=

Dưới 84,31 202 1600 250 Bản mặt cầu

Bên trong 25,60 450 163,55 1800 500

Sườn dầm Bên ngoài 111,01 450 1800 500

15As= 15As= 20As=

20As=

Trên 53,05 770 3000 800 Bản đáy Dưới 35,00 770 2354,99 10No 1200,15 8No 9No 9No 709,35 198,12 10No 130,69 10No 3000 800

As tính toán cho 1m dài theo phương dọc cầu

I.4.1.3 Kiểm tra lượng cốt thép:

- Vì là biểu thức gần đúng nên cần kiểm tra sức kháng momen của cốt thép đã chọn

a. Lượng cốt thép tối đa:

- Hàm lượng thép dự ứng lực và thép không dự ứng lực tối đa phải được giới hạn

sao cho:

c 0.42de (5.7.3.3.1-1)

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 129

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Trong đó:

de : khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm lực kéo của cốt thép chịu kéo (mm)

de = ds c : khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hòa (mm)



f85.0

fA ys '  1 c

(5.7.3.1.2-4)

85.0



69.0



65.0

 1

 7

 05.0  

  

1: Hệ số quy đổi hình khối ứng suất 50 (5.7.2.2)

b : bề rộng của bản cánh chịu nén, b = 1000 mm

' c

b. Lượng cốt thép tối thiểu





03.0

min

A s bd

f f

(5.7.3.3.2-1)



min

: Tỉ lệ giữa thép chịu kéo và diện tích nguyên Trong đó : A s bd

f’c: Cường độ quy định của bê tông (MPa) fy: Cường độ chảy dẻo của thép chịu kéo (MPa). - Kiểm tra lượng cốt thép:

KIỂM TRA LƯỢNG CỐT THÉP

Cấu kiện Lưới thép As (mm2) c (mm) 0.42de (mm) 0.03f'cbds/fy (mm2) KQ 1 KQ 2

Trên 3000 650,00 OK OK

Bản mặt cầu Dưới 1600 721,43 OK OK

Bên trong 1800 1607,14 OK OK Sườn dầm Bên ngoài 1800 1607,14 OK OK

Trên 3000 2750,00 OK OK Bản đáy Dưới 3000 2750,00 OK OK 42,967 76,44 21,483 84,84 28,645 189,00 28,645 189,00 42,967 323,40 42,967 323,40

KQ 1 : là kết quả kiểm tra lượng cốt thép tối đa

KQ 2 : là kết quả kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu

I.4.1.4 Tính toán cốt thép phân bố:

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 130

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

- Cốt thép phụ được đặt theo chiều dọc dưới đáy bản để phân bố tải trọng bánh xe

dọc cầu đến cốt thép chịu lực theo phương ngang. Diện tích yêu cầu được tính theo

phần trăm cốt thép chịu mômen dương.

- Đối với cốt thép chính đặt vuông góc với làn xe



%67

3840 S c

Số phần trăm = (9.7.3.2)



 %67%3,54

- Với: Sc là chiều dài có hiệu của nhịp (khoảng cách giữa hai mặt vách),Sc=5,0m

3840 5000

10@125mm

Số phần trăm =

- Đối với cốt thép phân bố momen dương: As = 0,54.1500 = 810 mm2 Chọn 9 No I.4.1.5 Tính toán cốt thép chống co ngót và nhiệt độ:

- Diện tích cốt thép tối thiểu cho mỗi phương:

75.0A 

(5.10.8.2)

Trong đó:

Ag: Diện tích tiết diện nguyên mặt cắt (mm2); fy: Cường độ chảy quy định của cốt thép. I.4.1.6 Kiểm toán khả năng chịu lực của tiết diện:



max

(5.7.3.2.1-1) I.4.1.6.1 Kiểm toán theo mômen: 

Trong đó:

Mmax: Sức kháng cực hạn; : Hệ số sức kháng, theo 5.5.4.2 thì  = 0.9;

Mr: Sức kháng danh định; Mn: Sức kháng uốn danh định,

dfAM





a 2

  

  

(5.7.3.2.3)

Với:As,fy: đã biết;

 c 1

 1

f85.0

fA ys bf85.0

fA ys '  1 c

' c

ds: Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo;

Lưới thép Cấu kiện As (mm2) a (mm) ds (mm) Mmax (KN.m) Kết quả Mr=Mn (KN.m)

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 131

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Bản mặt cầu

Sườn dầm

Bản đáy 3000,00 29,64 Trên 1600,00 15,81 Dưới 1800,00 17,78 Bên trong Bên ngoài 1800,00 17,78 3000,00 29,64 3000,00 29,64 Trên Dưới 182 202 450 450 770 770 172,77 130,43 333,47 333,47 856,37 856,37 149,05 84,31 25,60 111,01 53,05 35,00 OK OK OK OK OK OK

V 

V n

I.4.1.6.2 Kiểm toán theo lực cắt: (5.8.2.1-2)

Trong đó:

: Hệ số sức kháng, theo 5.5.4.2 thì  = 0.9;

Vr: Sức kháng cắt tính toán; Vn: Sức kháng cắt danh định (N);



Sức kháng cắt danh định Vn phải được xác định bằng trị số nhỏ hơn của: (5.8.3.3-1) (5.8.3.3-2) Vn =Vc + Vs + Vp '  Vdbf25.0V c p



sin



' dbf v v c   gcot gcot

(5.8.3.3-3) Trong đó:  .0V

 083 dfA yv



V s

 (5.8.3.3-4)

Với: bv: Bề rộng bản bụng hữu hiệu được lấy bằng bề rộng bản bụng nhỏ nhất trong phạm vi chiều cao dv; bv = 1000mm s : cự ly cốt thép đai (mm)

β : hệ số chỉ khả năng của bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo được quy

định trong 5.8.3.4

α : góc nghiêng của cốt thép ngang đối với trục dọc (độ)

θ : góc nghiêng của ứng suất nén chéo được xác định trong 5.8.3.4 (độ) Av : diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s (mm2) Vp : thành phần lực dự ứng lực hữu hiệu trên hướng lực cắt tác dụng. Vì bản không bố trí cốt thép dự ứng lực nên ta bỏ qua thành phần này.

dv: Chiều cao chịu cắt hữu hiệu, được lấy bằng cự ly đo thẳng góc với trục trung hòa giữa hợp lực kéo và lực nén do uốn, nhưng không cần lấy ít hơn trị số lớn

hơn của 0,9ds hoặc 0,72h Chọn dv max từ 3 giá trị sau: 0,9ds = 0,9.(500-50) = 405 mm 0,72h = 0,72.500 =360 mm

500 - 50 - 50 = 400 mm

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 132

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Vậy chọn dv = 405 mm Ta có Vn xác định theo 5.8.3.3-2 là Vn = 0,25.f’c.bv.dv = 0,25.50.1000.405 = 4050000 N = 405 T + Xác định β, θ: đối với mặt cắt bê tông không dự ứng lực không chịu kéo dọc trục

và có ít nhất một lượng cốt thép ngang tối thiểu quy định trong 5.8.2.5 hoặc khi có

52,47

1000

405

.50

.2.



tổng chiều cao thấp hơn 400 mm, có thể dùng các giá trị sau đây (5.8.3.4.1)

> Vu =30,7 T, không cần tính Vs nữa, đạt về sức β = 2 θ = 45o + Ta có h =250mm nên ta lấy giá trị β và θ như trên + α = 90o  083,0 Vc

kháng cắt.

I.4.2 Đối với tiết diện tại giữa nhịp

I.4.2.1 Xác định nội lực cho các cấu kiện (BMC, sườn dầm bản đáy):

XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TÍNH TOÁN

Nội lực tính toán Chọn

Cấu kiện

Tiết diện M (+) (KN.m) M (-) (KN.m) Q (KN) M (+) (KN.m) M (-) (KN.m) Q (KN)

1 -24.99 -53.10 36.49

2 -12.91 -150.94 -178.8

82.37 7.46 -28.81 3 82.37 -152.33 -178.78 Bản mặt cầu 4 -12.84 -152.33 180.2

5 -24.99 -52.75 -36.33

112.86 -25.77 58.24 Sườn dầm

8.01 -29.82 -24.27 Bản đáy

6 7 8 9 10 111.33 112.86 7.64 6.93 8.01 -25.77 -25.63 -29.82 2.94 -12.78 58.24 -58.56 -24.27 -7.63 24.11

I.4.2.2 Tính toán cốt thép chịu momen:

- Sử dụng cốt thép thường theo tiêu chuẩn ASTM A615M:

+ Số hiệu: N015; + Đường kính danh định: db = 16mm; + Diện tích tiết diện ngang: Ab = 200mm2; + Khối lượng danh định: 1.87kg/m;

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 133

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

+ Cường độ chảy dẻo: fy = 420MPa.

- Biểu thức đơn giản để tính cốt thép có thể bỏ qua cốt thép thường chịu nén khi

tính sức kháng mômen như sau:

M 





dfA ys

a 2

  

  

(5.7.3.2)

Trong đó:

m m 5 1

m m 0 6

s d

m m 0 5 2

m m 5 2

ds: Khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo;



 c 1

 1

fA s 85,0

y '  b 1 c

y ' bf c



a: Chiều dày của khối ứng suất tương đương;

A s

M  f

/ s jd

- Giả thiết cánh tay đòn (ds – a/2) độc lập với As, có thể thay bằng j.ds và được trị số gần đúng của As để chịu Mn = Mu ; mm2



A s

j  0,92: Giả thiết với BTCT thường.

- Tiết diện thép gần đúng có thể biểu diễn bới M u .330 d

- Tính toán cốt thép

BẢNG TÍNH TOÁN CỐT THÉP

Cấu kiện M (KN.m) h (mm) ds (mm) As (mm2) As Chọn (mm2) Lưới thép

Trên 152.33 250 182

Bản mặt cầu Dưới 82.37 250 202

20As= 3000.00 15As= 1400.00 15As= 1800.00

Sườn 500 450 2406.69 10No 7No 1172.50 9No 164.67 Bên trong 25.77

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 134

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

15As= 1800.00

dầm 112.86 500 450 721.16 9No

10As= 900.00

Bên ngoài Trên 29.82 250 220 389.80 Bản đáy Dưới 8.01 250 220 104.63 9No 9No

As tính toán cho 1m dài theo phương dọc cầu

I.4.2.3 Kiểm tra lượng cốt thép:

- Vì là biểu thức gần đúng nên cần kiểm tra sức kháng momen của cốt thép đã chọn

a. Lượng cốt thép tối đa:

- Hàm lượng thép dự ứng lực và thép không dự ứng lực tối đa phải được giới hạn

sao cho:

c 0.42de (5.7.3.3.1-1) Trong đó:

de : khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm lực kéo của cốt thép chịu kéo (mm)

de = ds c : khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hòa (mm)



f85.0

fA ys '  1 c

(5.7.3.1.2-4)

85.0



69.0



65.0

 1

 7

 05.0  

  

1: Hệ số quy đổi hình khối ứng suất 50 (5.7.2.2)

b : bề rộng của bản cánh chịu nén, b = 1000 mm

' c

b. Lượng cốt thép tối thiểu





03.0

min

A s bd

f f

(5.7.3.3.2-1)



min

: Tỉ lệ giữa thép chịu kéo và diện tích nguyên Trong đó : A s bd

f’c: Cường độ quy định của bê tông (MPa) fy: Cường độ chảy dẻo của thép chịu kéo (MPa). - Kiểm tra lượng cốt thép:

KIỂM TRA LƯỢNG CỐT THÉP

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 135

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Cấu kiện Lưới thép As (mm2) c (mm) 0.42de (mm) 0.03f'cbds/fy (mm2) KQ 1 KQ 2

Trên 714.29 OK OK

Bản mặt cầu Dưới 785.71 OK OK

Bên trong 1800.00 1607.14 OK OK Sườn dầm Bên ngoài 1800.00 1607.14 OK OK

900.00 785.71 OK OK Trên Bản đáy 900.00 785.71 OK OK Dưới 3000.00 42.967 84.00 1400.00 21.483 92.40 25.78 189.00 25.78 189.00 21.483 92.40 21.483 92.40

KQ 1 : là kết quả kiểm tra lượng cốt thép tối đa

KQ 2 : là kết quả kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu

I.4.2.4 Tính toán cốt thép phân bố:

- Cốt thép phụ được đặt theo chiều dọc dưới đáy bản để phân bố tải trọng bánh xe

dọc cầu đến cốt thép chịu lực theo phương ngang. Diện tích yêu cầu được tính theo

phần trăm cốt thép chịu mômen dương.

- Đối với cốt thép chính đặt vuông góc với làn xe



%67

3840 S c

Số phần trăm= (9.7.3.2)



 %67%3,54

- Với: Sc là chiều dài có hiệu của nhịp (khoảng cách giữa hai mặt vách),Sc=5,0m

3840 5000

10@125mm

Số phần trăm =

- Đối với cốt thép phân bố momen dương: As = 0,54.1500 = 810 mm2 Chọn 9 No I.4.1.5 Tính toán cốt thép chống co ngót và nhiệt độ:

- Diện tích cốt thép tối thiểu cho mỗi phương:

75.0A 

(5.10.8.2)

Trong đó:

Ag: Diện tích tiết diện nguyên mặt cắt (mm2); fy: Cường độ chảy quy định của cốt thép. I.4.1.6 Kiểm toán khả năng chịu lực của tiết diện:



max

(5.7.3.2.1-1) I.4.1.6.1 Kiểm toán theo mômen: 

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 136

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

Trong đó:

Mmax: Sức kháng cực hạn; : Hệ số sức kháng, theo 5.5.4.2 thì  = 0.9;

Mr: Sức kháng danh định; Mn: Sức kháng uốn danh định,

dfAM





a 2

  

  

(5.7.3.2.3)

Với:As,fy: đã biết;

 c 1

 1

f85.0

fA ys bf85.0

fA ys '  1 c

' c

ds: Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo;

Lưới thép Cấu kiện

Bản mặt cầu Sườn dầm

Bản đáy a As (mm2) (mm) Trên 3000,00 29,64 Dưới 1400,00 13,83 1800,00 17,78 Bên trong Bên ngoài 1800,00 17,78 8,89 8,89 900,00 900,00 Trên Dưới ds (mm) 182 202 450 450 220 220 Mr=Mn (KN.m) 172,77 114,71 333,48 333,48 81,47 81,47 Mmax (KN.m) 152.33 82.37 25.77 112.86 29.82 8.01 Kết quả OK OK OK OK OK OK

V 

V n

I.4.1.6.2 Kiểm toán theo lực cắt: (5.8.2.1-2)

Trong đó:

: Hệ số sức kháng, theo 5.5.4.2 thì  = 0.9;

Vr: Sức kháng cắt tính toán; Vn: Sức kháng cắt danh định (N);



Sức kháng cắt danh định Vn phải được xác định bằng trị số nhỏ hơn của: (5.8.3.3-1) (5.8.3.3-2) Vn =Vc + Vs + Vp '  Vdbf25.0V c p



sin



' dbf v v c   gcot gcot

(5.8.3.3-3) Trong đó:  .0V

 083 dfA yv



V s

 (5.8.3.3-4)

Với: bv: Bề rộng bản bụng hữu hiệu được lấy bằng bề rộng bản bụng nhỏ nhất trong phạm vi chiều cao dv; bv = 1000mm s : cự ly cốt thép đai (mm)

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 137

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

β : hệ số chỉ khả năng của bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo được quy

định trong 5.8.3.4

α : góc nghiêng của cốt thép ngang đối với trục dọc (độ)

hơn của 0,9ds hoặc 0,72h Chọn dv max từ 3 giá trị sau: 0,9ds = 0,9.(500-50) = 405 mm 0,72h = 0,72.500 =360 mm

500 – 50 -50 =400 mm

và có ít nhất một lượng cốt thép ngang tối thiểu quy định trong 5.8.2.5 hoặc khi có

52,47

1000

405

.50

.2.



tổng chiều cao thấp hơn 400 mm, có thể dùng các giá trị sau đây (5.8.3.4.1)

> Vu =30,7 T, không cần tính Vs nữa, đạt về sức β = 2 θ = 45o + Ta có h =250mm nên ta lấy giá trị β và θ như trên + α = 90o  083,0 Vc

kháng cắt.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 138

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

II.Tính toán dầm theo phương dọc cầu:

II.1 Đặc điểm cấu tạo:

- Cầu được thiết kế sơ đồ nhịp (60+80+60) m cấu tạo bởi một dầm chủ hình hộp

chiều cao thay đổi theo hình parapol.

- Dầm chủ được tổ hợp từ các đốt, các đốt này được đúc tại chổ bằng xe đúc.

- Vật liệu sử dụng : Bêtông có cường độ 28 ngày f’c = 50Mpa (mẫu hình trụ) - Cốt thép thường lấy theo ASTM A615 có giới hạn chảy tối thiểu fmin = 420MPa. - Cáp dự ứng lực : Sử dụng loại cáp có đường kính danh định 12,7mm, mỗi bó

bố trí 19 tao.

+ Diện tích 1 tao

+ Diện tích 1 bó

+ Giới hạn bền : 98,7mm2 : 1875,3mm2 : 1860Mpa

+ Giới hạn chảy : 1670Mpa

+ Môđun đàn hồi : 197000 Mpa

+ Độ tụt neo :  = 2mm.

+ Hệ số ma sát :  =0,3 /rad

+ Hệ số ma sát lắc : k=0,0007 /m

- Thép thanh CĐC : Dùng thép gờ cường độ cao theo tiêu chuẩn ASTM A722 (loại 2) .

+ Cường độ kéo f's=1030 Mpa

+ Mô đun đàn hồi E=207000 Mpa

II.2 Các nguyên tắc tính toán và tổ hợp nội lực:

- Khi tính toán nội lực và thi công kết cấu bằng phương pháp đúc hẫng, kết cấu

được coi như làm việc trong giai đoạn đàn hồi và chấp nhận nguyên tắc cộng tác dụng.

- Độ cứng của tiết diện tính theo kích thước 

bê tông chưa xét đến bố trí cốt thép.

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 139

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

- Quá trình tính toán nội lực ta xét tổ hợp 

theo từng giai đoạn thi công và khai thác để thiết kế và

kiểm tra tiết diện ở từng giai đoạn.

- Kết cấu thi công bằng phương pháp đúc hẫng 

phải tính theo các giai đoạn sau

II.2.1 Giai đoạn thi công đúc hẫng đối xứng các đốt qua trụ (từ đốt K0-K10) :

- Kết cấu chịu lực theo sơ đồ mút thừa. Tải trọng tác dụng bao gồm :

+ Trọng lượng bản thân các đốt bêtông.

+ Trọng lượng xe đúc ván khuôn.

+ Hoạt tải thi công.

- Nội dung tính toán của giai đoạn này là phải + Lực căng trong các bó cáp bố trí để chịu mômen âm. 

xác định nội lực theo từng bước đúc hẫng để kiểm tra và

bố trí lượng cốt thép cần thiết khi thi công. Tính toán

kiểm tra độ võng cho từng bước thi công để điều chỉnh

đảm bảo đúng cao độ của mút dầm khi hợp long.

II.2.2 Giai đoạn thi công xong đoạn sát mố trên đà giáo, hợp long nhịp biên:

- Sau khi bê tông đốt hợp long đủ cường độ, tháo giàn giáo đoạn đúc gần bờ : Lúc

này kết cấu chịu thêm tải trọng bản thân của đoạn đúc trên giàn giáo và đốt hợp long.

II.2.3 Giai đoạn thi công đốt hợp long giữa nhịp:

- Sơ đồ dầm là sơ đồ siêu tĩnh 3 nhịp chịu tác dụng của trọng l ượng bê

tông khối hợp long.

II.2.4 Giai đoạn hoàn thiện:

-Khi đã hoàn thành thi công kết cấu nhịp tiến hành lắp các phần trên như các lớp

mặt cầu, gờ chắn bánh, lan can tay vịn, thiết bị chiếu sáng ...Kết cấu chịu thêm tải

trọng là tĩnh tải giai đoạn 2.

II.2.5 Giai đoạn khai thác sử dụng:

- Trong giai đoạn khai thác sử dụng kết cấu chịu tác dụng của hoạt tải, chịu ảnh

hưởng của từ biến, co ngót, lún mố trụ, thay đổi nhiệt độ... Sơ đồ kết cấu là dầm liên tục.

II.2.6 Tải trọng tác dụng : II.2.6.1 Trọng lượng bản thân dầm: (DC) -Trọng lượng thể tích của bêtông cốt thép dầm hộp lấy trung bình là : g =25KN/m3 II.2.6.2 Tĩnh tải giai đoạn 2: (DW)

- Theo kết quả tính toán sơ bộ ta có:

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 140

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

DW = DWmc+ DWlc+tv+bc + DWgcb = 27,94 (KN/m) II.2.6.3 Hoạt tải:

- Hoạt tải ô tô : HL- 93 (theo tiêu chuẩn 22TCN 272-01 ).

+ Chiều rộng phần xe chạy : BL = 7 m + Số làn xe thiết kế

: nL = 2 : m = 1 + Hệ số làn xe

-Hoạt tải xe thiết kế HL-93 sẽ gồm một tổ hợp của:

+ Xe tải thiết kế + Tải trọng làn thiết kế.

+ Xe hai trục thiết kế + Tải trọng làn thiết kế

1800mm

35KN

145KN

4.3m

4.3 tíi 9.0m

600mm Nãi chung mót thõa cña mÆt cÇu

Lµn thiÕt kÕ 3.6m

a Xe tải thiết kế:

Hình 1. Xe tải thiết kế theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05

b Xe hai trục thiết kế:

- Xe hai trục thiết kế gồm một cặp trục 11T cách nhau 1,2m, cự ly của các bánh xe

theo chiều ngang lấy bằng 1,8m.

- Tải trọng làn thiết kế : gồm tải trọng 0,93T/m phân bố đều theo chiều dọc. Theo

chiều ngang cầu được giả thiết là phân bố đều trên chiều rộng 3000mm. Hiệu ứng

lực của tải trọng làn thiết kế không xét lực xung kích. - Hoạt tải người đi bộ (PL) : p = 3KN/m2; tải trọng phân bố đều tính cho 2 lề người đi rộng 1,5m.

II.2.6.4 Tải trọng nhiệt độ:

Chênh lệch nhiệt độ dương

Chênh lệch nhiệt độ âm

1 , 0

3 , 0

Sự phân bố tải trọng nhiệt độ lấy theo tiêu chuẩn (Gradien nhiệt độ)

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 141

T1=230C

T1=-70C T2=-10C

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường



II.2.6.5 Tải trọng co ngót từ biến:

- Anh hưởng do co ngót từ biến được tính toán theo tiêu chuẩn CEB-FIB của Hàn

Quốc

- Co ngót và từ biến của bê tông do chương trinh MiDas tự tính toán dựa theo thời

hạn và các giai đoạn thi công và khai thác.



II.2.6.5 Tải trọng thi công cầu chính: - Trọng lượng bản thân kết cấu (DL): g = 25 KN/m3. - Trọng lượng các khối neo: 2,5KN/m - Hoạt tải thi công và thiết bị phụ (CLL): 4,8.10-4Mpa.11 = 5,280KN/m - Trọng lượng xe đúc+ ván khuôn:

+ Xe đúc : 450 KN

+ Ván khuôn : 200 KN

Cộng : 650 KN

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 142

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

0.3

Xe đúc

Đốt dầm

2.0

+ Vị trí tải trọng thi công trong mô hình tính toán được thể hiện như sau : Hình 2. Cánh tay đòn của ván khuôn và xe đúc

II.2.6.6 Tải trọng gió đứng trên cánh hẫng: (WUP) - Lực nâng của gió trên một cánh hẫng lấy bằng 2,4.10-4 MPa trên diện tích mặt cầu. Với chiều rộng mặt cầu trong giai đoạn thi công là b = 11 m, lực gió đứng trên

đơn vị dài là: p = 2,4.10-4.11.103 = 2,640 KN/m.

Cable1 11

Cable1 1

Cable3 3

Cable2 2

II.2.7 Sơ đồ bố trí cáp :

Hình 3. Sơ đồ bố trí các nhóm cáp

II.3 Kết cấu nhịp trong giai đoạn thi công:

Trình tự thi công cầu được thể hiện theo sơ đồ sau

Bắt đầu

Thi công mố trụ cầu

Thi công đoạn sát mố (đốt KDG) trên giàn giáo Thi công đốt K0 trên giàn giáo mở rộng tại trụ

Thi công các đốt K1-K10 đối xứng qua tim trụ

Thi công đốt hợp long nhịp biên KHL

Thi công đốt hợp long nhịp giữa KHLG

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 143

Thi công các lớp mặt cầu, lan can, tay vịn, hệ thống thoát nước

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

* Quá trình hình thành nội lực trong dầm giai đoạn thi công được tính kể từ khi bắt

đầu đúc đốt K0 trên trụ đến trước khi đưa cầu vào khai thác.

II.3.1 Giai đoạn thi công đúc hẫng đối xứng các đốt qua trụ (từ gđ 1 đến 11):

Sơ đồ tính toán khi đang đúc đốt thứ i: Theo sơ đồ dầm congxon .

Hình 4: Sơ đồ tính giai đoạn đúc hẫng các đốt đối xứng qua trụ

- Tải trọng tác dụng giai đoạn đúc đốt thứ i

+ Trọng lượng bản thân các khối đã đúc (DC)

+ Trọng lượng bản thân khối đang đúc (WC)

+ Trọng lượng xe đúc, ván khuôn (FT)

+ Hoạt tải thi công (CLL)

+ Lực căng trong các bó cáp nhóm số 1 (có xét các mất mát tức thời) (PS)

- Tổ hợp tải trọng:

+ Tohop1 = 1,25( DC+WC) + 1,5(FT+CLL) + PS

(Với tải trọng tập trung của xe đúc và ván khuôn đã nhân hệ số 1,5)

 .5,0

cf '

- Kiểm tra ứng suất: - ứng suất nén bê tông <=0,6.f'c; ứng suất kéo bê tông

- Kết quả kiểm tra ứng suất trong các giai đoạn đúc các đốt đối xứng qua trụ (từ

giai đoạn 1 đến giai đoạn 11) xem phụ lục I tính dầm theo phương dọc từ trang 1

đển trang 122 )..

Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 144

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường

- Sơ đồ phân chia các khối đúc:

100

350

800

350

100

350

TC11

TC10

TC9

TC8

TC7

TC6

TC5

TC4

TC3

TC2

TC1

TC2

TC3

TC4

TC5

TC6

TC7

TC8

TC9

TC10

TC11

K10

BE8

BE9

BE8

BE10

BE11

BE12

BE13

BE14

S11

S10

S11

S12

Sơ đồ phân chia các khối đúc

-Các biểu đồ moment do tải trọng , do nhóm cáp số 1, và tổng cộng kết hợp với biểu

đồ độ võng của từng giai đoạn thi công (giai đoạn 1đến giai đoạn 11)

+ Giai đoạn 1 (CS1)