Thiết kế cầu qua sông Thu Bồn - Quảng Nam

-CN ngày 19/4/2004 Thủ T•ớng Chính phủ, cho phép đầu t• dự án đ•ờng 5 kéo dài và cơ sở pháp lý có liên quan, UBND thành phố Hà Nội, Ban QLDA hạ tầng tả ngạn đã giao nhiệm vụ cho tổng công ty T• vấn thiết kế GTVT lập thiết kế kỹ thuật, tổng dự toán của dự án. 1.2. Căn cứ lập thiết kế - Nghị định số ... NĐ-CP của Chính phủ về quản lý dự án đầu t• xây dựng công trình. - Nghị định số .... NĐ-CP ngày … của Chính phủ về quản lý chất l•ợng công trình xây dựng. - Quyết định số... QĐ-TT ngày…tháng…nămg .... của Thủ t•ớng Chính phủ về việc phê duyệt quy hoạch chung. - Văn bản số…/CP-CN của Thủ t•ớng chính phủ về việc thông qua về mặt công tác nghiên cứu khả thi dự án. - Hợp đồng kinh tế số ... Ngày…tháng…năm…giữa ban quản lý dự án hạ tầng tả ngạn với Tổng công ty T• vấn thiết kế GTVT về việc lập thiết kế kỹ thuật và tổng dự toán của Dự án xây dựng đ•ờng 5 kéo dài. Một số văn bản liên quan khác. 1.4. hệ thống quy trình quy phạm áp dụng - Quy trình khảo sát đ•ờng ô tô 22TCN 263- 2000 - Quy trình khoan tham dò địa chất 22TCN 259- 2000 - Quy định về nội dung tiến hành lập hồ sơ Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi và khả thi các dự án xây dựng các dự án kết cấu hạ tầng GTVT 22TCN268-2000 - Quy phạm thiết kế kỹ thuật đ•ờng phố, đ•ờng quảng tr•ờng đô thị 20 TCN104-83 - Tiêu chuẩn thiết kế đ•ờng TCVN 4054- 98 - Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05 - Quy phạm thiết kế áo đ•ờng mềm 22TCN211-93 - Quy chuẩn xây dựng Việt Nam 2000 - Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhân tạo bê ngoài công trình xây dựng dân dụng 20 TCN95-83 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 3 - Ch•ơng II Đặc điểm vị trí xây dựng cầu 2.1. Điều kiện địa hình Vị trí xây dựng cầu A thuộc tỉnh Quảng Nam vè phía th•ợng l•u của sông Thu Bồn Do vị trí xây dựng cầu nằm ở vúng đồng bằng nên hai bờ sông có bãi rộng mức n•ớc thấp,lòng sông t•ơng đối bằng phẳng ,địa chất ổn định ít có hiện t•ợng xói lở.Hình dạng chung của mặt cắt sông không đối xứng, mà có xu h•ớng sâu dần về bờ bên trái. Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 4 - 2.2. Điều kiện địa chất 2.2.1. Điều kiện địa chất công trình Căn cứ tài liệu đo vẽ, khoan địa chất công trình và kết quả thí nghiệm trong các phòng, địa tầng khu vực tuyến đi qua theo thứ tự từ trên xuống d•ới bao gồm các lớp nh• sau. Lớp số 1: Cát hạt nhỏ Lớp số 2: Cát pha Lớp số 3: Sét pha 2.2.2. Điều kiện địa chất thủy văn Mức n•ớc cao nhất HCN= +76.5.m. Mực n•ớc thấp nhất HTN =71.0m. Mực n•ớc thông thuyền HTT = 73.0 m Sông thông thuyền cây trôi. Khổ thông thuyền cấp IV(40x6m) Vào mùa khô mực n•ớc thấp thuận lợi cho việc triển khai thi công công trình. Ch•ơng III Thiết kế cầu và tuyến 3.1.Lựa chọn các tiêu chuẩn kỹ thuật và quy mô công trình 3.1.1. Quy mô công trình Cầu đ•ợc thiết kế vĩnh cửu bằng bê tông cốt thép 3.1.2. Tiêu chuẩn thiết kế 3.1.2.1. Quy trình thiết kế Công tác thiết kế dựa trên tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05 do Bộ GTVT ban hành năm 2005. Ngoài ra tham khảo các quy trình, tài liệu: - Quy phạm thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN18-79 - AASHTO LRFD (1998). Quy trình thiết kế cầu của Hiệp hội đ•ờng ô tô liên bang và các cơ quan giao thông Hoa kỳ. Các quy trình và tiêu chuẩn liên quan. Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 5 - 3.1.2.2. Tiêu chuẩn kỹ thuật - Cấp quản lý: Cấp 3 - Cấp kỹ thuật V > 80Km/h - Tải trọng thiết kế: Hoạt tải HL93, ng•ời 0,3T/m2 Cấp động đất: Cấp 8 - Khổ cầu đ•ợc thiết kế cho 2 làn xe ô tô và 2 làn ng•ời đi. K = 9 + 2 1 =11m Tổng bề rộng mặt cầu kể cả lan can và giải phân cách: B = 11 + 2x0.5+2x0.25 = 12.5 m - Khổ thông thuyền cấp 4, B = 40m và H = 6m. 3.2. Lựa chọn các giải pháp kết cấu 3.2.1. Lựa chọn kết cấu 3.2.1.1. Nguyên tắc lựa chọn - Thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật. - Phù hợp với các công nghệ thi công hiện có. - Phù hợp với cảnh quan khu vực. - Không gây ảnh h•ởng tới đê - Thuận tiện trong thi công và thời gian thi công nhanh. - Hợp lý về kinh tế. - Thuận tiện trong khai thác, duy tu bảo d•ỡng 3.2.1.2. Lựa chọn nhịp cầu chính Các sơ đồ nhịp đ•a ra nghiên cứu gồm:  Ph•ơng án cầu dầm liên tục bê tông cốt thép DUL+cầu giản đơn.  Ph•ơng án cầu dầm nhịp đơn giản 3.2.1.3. Lựa chọn nhịp cầu dẫn Kiến nghị sử dụng kết cấu dầm đơn giản : Chiều dài nhịp 33.0m, MCN cầu rộng 12,5m bao gồm 5 dầm tiết diện chữ T chiều cao dầm 1.65 m, khoảng cách giữa các dầm 2,4m. Bản mặt cầu đổ tại chỗ dày 20cm. Loại kết cầu này có rất nhiều •u đỉêm nh•: Công nghệ thi công đơn giản, dễ đảm bảo chất l•ợng, tận dụng đ•ợc công nghệ thi công và thiết bị hiện có trong n•ớc, giá thành khá rẻ, thời gian thi công nhanh. 3.2.1.4. Giải pháp móng Căn cứ vào cấu tạo địa chất khu vực cầu, chiều dài nhịp và quy mô mặt cắt ngang cầu, kiến nghị dùng ph•ơng án móng cho phần cầu chính và cầu dẫn nh• sau: Phần cầu chính: Dùng móng cọc khoan nhồi D1,0m . Phần cầu dẫn: Dùng móng cọc khoang nhồi D1,0m Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 6 - 3.3. Ph•ơng án I: Ph•ơng án cầu dầm liên tục bê tông cốt thép DUL+cầu giản đơn. 3.3.1. Ph•ơng án kết cấu Sơ đồ nhịp: (33+52+74+52+33)m; Tổng chiều dài cầu tính đến đuôi hai mố là 259.8m Nhịp chính gồm 3 nhịp dầm BTCTDƯL liên tục đúc hẫng có sơ đồ (52+74+52) chiều dài nhịp chính 74 m. Các kích th•ớc cơ bản dầm liên tục đ•ợc chọn nh• sau: -Dầm liên tục có mặt cắt ngang hộp 1 ngăn, thành xiên có chiều cao thay đổi. L1 L2 L1 B t2 t3 Lv t1 Hình 3.1.Các kích th•ớc mặt cắt ngang dầm. + Chiều cao dầm ở vị trí trụ Hp = (1/16-1/ 20)L1 = (4,6 - 3.7), chọn Hp = 4.5(m). + Chiều cao dầm ở vị trí giữa nhịp và ở mố h = (1/30-1/40)L1 =(2,4 -1.85), chọn h = 2,2(m). + Khoảng cách tim của hai s•ờn dầm L2 = (1/1,9 - 1/2)B,trong đó B=12,5m là bề rộng mặt cầu.chọn khoảng cách tim của hai s•ờn dầm là L2 = 12,5/2 =6,25 (m).chọn L2=6,5 m. + Chiều dài cánh hẫng L1 = (0,45 - 0,5)L2 = (2.7- 3.0), chọn L1 = 3.0(m). + Chiều dầy tại giữa nhịp chọn t1 = 250(mm). + Chiều dầy mép ngoài cánh hẫng (t2) chọn t2 = 250(mm). + Chiều dầy tại điểm giao với s•ờn hộp t3 = (2 - 3)t2 = 500-750(mm), chọn t3 = 500(mm). + Chiều dài vút thuờng lấy Lv = 1,5(m). + Chiều dầy của s•ờn dầm chọn 400 (mm). + Bản biên d•ới ở gối (1/75 - 1/200)74 = 0.98 - 0.37(m), chọn 600 mm. + Bản biên d•ới ở giữa nhịp lấy 300(mm). -Với kích th•ớc đo chọn và khổ cầu ta sơ bộ chọn mặt cắt ngang kết cấu nhịp nh• hình vẽ: Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 7 - 290.6 2% 2% 5050 25 vat 30x30 325250 150 250 40 22 0 45 0 30 60 vat 30x30 TL 1:100 1/2 mặt cắt giữa nhịp1/2 mặt cắt trên trụ 25 50 13 0 17 0 60 20 325 250 25100 25 900 100 Hình 3.2.Tiết diện dầm hộp. Kết cấu cầu đối xứng một bên gồm 1cầu dẫn nhịp 33 m . -Chiều rộng cánh dầm 2.4m. -Chiều dày bản mặt cầu 20 cm. -Chiều cao dầm 1.65 m. -Chiều dày s•ờn dầm 20 cm. -Khoảng vát 20x20 cm. 2% 2% 900 100 25 100 50 50 1250 165 4x240.0 145 40 20 20 145 145 130 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 8 - 2000.0 25 0.020.0 vỏt 20x20 vỏt 20x20 80 0.0 600.0 20 .0 Hình 3.3. Mặt cắt dầm dẫn Cấu tạo trụ: Thân trụ rộng 2.0m-1.6m t•ơng ứng theo ph•ơng dọc cầu và7.0-7.6mtheo ph•ơng ngang cầu và đ•ợc vuốt tròn theo đ•ờng tròn bán kính R = 2.0-1.6m. Bệ móng cao 2m, rộng 8.0m theo ph•ơng dọc cầu, 11m theo ph•ơng ngang cầu. Dùng cọc khoan nhồi D100cm. Cấu tạo mố Dạng mố có t•ờng cánh ng•ợc bê tông cốt thép Bệ móng mố dày 2m, rộng 6.0m, dài 12m . Dùng cọc khoan nhồi D100cm . II.2.3.1 Ph•ơng án thi công cầu liên tục: .Thi công mố cầu B•ớc 1 : San ủi mặt bằng, định vị tim mố. B•ớc 2 : Thi công cọc khoan nhồi : - Xác định vị trí tim các cọc tại móng mố - Dựng giá khoan Leffer hạ ống vách thi công cọc khoan nhồi - Lắp đặt hệ thống cung cấp dung dịch Bentonite, hệ thống bơm thải vữa mùn khi khoan cọc - Dùng máy khoan tiến hành khoan cọc - Hạ lồng côt thép, đổ bê tông cọc B•ớc 3 : Đào đất hố móng - Dùng máy xúc kết hợp với thủ công đào đất hố móng đến cao độ thiết kế. - Đặt máy bơm hút n•ớc hố móng đồng thời đặt khung chống cọc ván thép - Xử lý đầu cọc khoan nhồi. B•ớc 4: Thi công bệ mố, thân mố, t•ờng cánh - Vệ sinh, đầm chặt đáy hố móng, đổ bê tông lót dày 10cm - Lắp đặt cốt thép, dựng ván khuôn, bổ bê tông bệ móng, dùng máy để bơm bê tông - Lắp đặt cốt thép, dựng ván khuôn, bổ bê tông xà mũ, t•ờng đỉnh, t•ờng cánh B•ớc 5 : Hoàn thiện mố - Đắp đất sau mố, lắp đặt bản dẫn, xây chân khay, tứ nón. - Hoàn thiện mố cầu. .Thi công trụ B•ớc 1 : Xác định chính xác vị trí tim cọc ,tim đài Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 9 - - Xây dựng hệ thống cọc định vị, xác định chính xác vi trí tim cọc, tim trụ tháp - Dựng giá khoan Leffer hạ ống vách thi công cọc khoan nhồi B•ớc 2 : Thi công cọc khoan nhồi - Lắp đặt hệ thống cung cấp dung dịch Bentonite, hệ thống bơm thải vữa mùn khi khoan cọc - Dùng máy khoan tiến hành khoan cọc - Hạ lồng côt thép, đổ bê tông cọc B•ớc 3 : Thi công vòng vây cọc ván - Định vị khu vực đóng vòng vây cọc ván - Lắp dựng vành đai trong và ngoài - Sỏ và đóng cọc đến độ sâu thiết kế - Lắp đặt máy bơm xói hút trên hệ nổi, xói hút đất trong hố móng đến độ sâu thiết kế B•ớc 4 : Thi công bệ móng - Đổ bê tông bịt đáy, hút n•ớc hố móng - Xử lý đầu cọc khoan nhồi. - Lắp dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bê tông bệ móng B•ớc 5: Thi công thân trụ - Lắp dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bê tông thân trụ B•ớc 6: Hoàn thiện trụ - Hoàn thiện tháo dỡ giàn giáo ván khuôn - Giải phóng lòng sông .Thi công kết cấu nhịp B•ớc 1 : Thi công khối K0 trên đỉnh các trụ và thi công phần nhịp dẫn hai đầu cầu bằng lao kéo dọc - Tập kết vật t• phục vụ thi công - Lắp dựng hệ đà giáo mở rộng trụ - Lắp dựng giá 3 chân để lao kéo dầm dẫn 2 đầu cầu - Dự ứng lực các bó cáp trên các khối K0 - Lắp đặt ván khuôn, cốt thép, đổ bê tông khối K0 - Cố định các khối K0 và thân trụ thông qua các thanh d• ứng lực - Khi bê tông đạt c•ờng độ, tháo dỡ đà giáo mở rộng trụ B•ớc 2 : Đúc hẫng cân bằng - Lắp dựng các cặp xe đúc cân bằng lên các khối K0 - Đổ bê tông các đốt đúc trên nguyên tắc đối xứng cân bằng qua các trụ - Khi bê tông đủ c•ờng độ theo quy định, tiên hành căng kéo cốt thép - Thi công đốt đúc trên đà giáo B•ớc 3 : Hợp long nhịp biên - Di chuyển xe đúc vào vị trí đốt hợp long, định vị xe đúc - Cân chỉnh các đâu dầm trên mặt bằng và trên trắc dọc - Dựng các thanh chống tạm, căng các thanh DƯL tạm thời Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 10 - - Khi bê tông đủ c•ờng độ, tiến hành căng kéo cốt thép - Bơm vữa ống ghen B•ớc 4 : Hợp long nhịp chính Trình tự nh• trên B•ớc 5 : Hoàn thiện cầu Hoàn thiện cầu 3.4. Ph•ơng án II: 3.4.1. Ph•ơng án kết cấu Ph•ơng án cầu dầm đơn giản • Sơ đồ nhịp gồm 6 nhịp : (36+4*42+36)m; Tổng chiều dài cầu tính đến đuôi hai mố là 256m . Các kích th•ớc cơ bản dầm liên tục đ•ợc chọn nh• sau: -Dầm liên tục có mặt cắt ngang hộp 1 ngăn, thành xiên có chiều cao thay đổi. 2% 2% 50 100 25 5010025900 1250 100 5x210 100 Hình 3.4. Các kích th•ớc mặt cắt ngang dầm. Cấu tạo trụ: Thân trụ rộng 2 m theo ph•ơng dọc cầu và6 m theo ph•ơng ngang cầu và đ•ợc vuốt tròn theo đ•ờng tròn bán kính R = 2 m. Bệ móng cao 2m, rộng 5m theo ph•ơng dọc cầu, 8m theo ph•ơng ngang cầu. Dùng cọc khoan nhồi D100cm. Cấu tạo mố Dạng mố có t•ờng cánh ng•ợc bê tông cốt thép Bệ móng mố dày 2m, rộng 6.0m, dài 12.5m . Dùng cọc khoan nhồi D100cm. 4.Dự kiến ph•ơng án thi công: 4.1.Thi công mố: B•ớc 1 : Chuẩn bị mặt bằng. -chuẩn bị vật liệu ,máy móc thi công. -xác định phạm vi thi công,định vị trí tim mố. -dùng máy ủi ,kết hợp thủ công san ủi mặt bằng. B•ớc 2 : Khoan tạo lỗ Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 11 - - đ•a máy khoan vào vị trí. - định vị trí tim cọc - Khoan tạo lỗ cọc bằng máy chuyên dụng với ống vách dài suốt chiều dài cọc. B•ớc 3 : Đổ bê tông lòng cọc - Làm sạch lỗ khoan. - Dùng cẩu hạ lồng cốt thép. - Lắp ống dẫn ,tiến hành đổ bê tông cọc B•ớc 4: - Kiểm tra chất l•ợng cọc - Di chuyển máy thực hiện các cọc tiếp theo . B•ớc 5 : - đào đất hố móng. B•ớc 6 : - Làm phẳng hố móng. - đập đầu cọc. - đổ bê tông nghèo tạo phẳng. B•ớc 7 : - Làm sạch hố móng ,lắp dựng đà giáo ván khuôn ,cốt thép bệ móng. - đổ bê tông bệ móng. - Tháo dỡ văng chống ,ván khuôn bệ. B•ớc 8 : - Lắp dựng đà giáo ván khuôn ,cốt thép thân mố. - đổ bê tông thân mố. - Lắp dựng đà giáo ván khuôn ,cốt thép t•ờng thân ,t•ờng cánh mố. - Tháo dỡ ván khuôn đà giáo. - Hoàn thiện mố sau khi thi công xong kết cấu nhịp. 4.2.Thi công trụ cầu: B•ớc 1: - Dùng phao trở nổi đến vị trí thi công trụ bằng các máy chuyên dụng. - Phao trở nổi phải có đối trọng để đảm bảo an toàn thi công. Không bị lệch phao khi đóng cọc B•ớc 2: - Đo đạc xác định tim trụ, tim vòng vây cọc ván thép, khung định vị - Hạ khung định vị, đóng cọc ván thép. Vòng vây cọc ván B•ớc 3: - Đổ bê tông bịt đáy theo ph•ơng pháp vữa dâng - Hút n•ớc ra khỏi hố móng - Đập đầu cọc, sửa sang hố móng - Lắp dựng ván khuôn, cốt thép và đổ bê tông bệ trụ. B•ớc 4 - Lắp dựng ván khuôn ,bố trí cốt thép. Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 12 - - Đổ bê tông thân trụ ,mũ trụ . - Hoàn thiện trụ, tháo dỡ đà giáo ván khuôn, dùng búa rung nhổ cọc ván thép tháo dỡ hệ thống khung vây cọc định vị 3.3.Thi công kết cấu nhịp: B•ớc 1: Chuẩn bị : - Lắp dựng giá ba chân - Sau khi bê tông trụ đạt c•ờng độ tiến hành thi công kết cấu nhịp - Tập kết dầm ở hai đầu cầu B•ớc 2: - Dùng giá ba chân cẩu lắp dầm ở hai đầu cầu - Tiến hành đổ bê tông dầm ngang. - Đổ bê tông bản liên kết giữa các dầm - Di chuyển giá ba chân thi công các nhịp tiếp theo B•ớc 3:Thi công nhịp 42 m - Lắp dựng giá ba chân - Cẩu dầm vào vị trí lắp dựng - Bố trí cốt thép, đổ dầm ngang - Đổ bê tông bản liên kết các dầm B•ớc 4: Hoàn thiện -Tháo lắp giá ba chân - Đổ bê tông mặt đ•ờng - Lắp dựng vỉa chắn ô tô lan can, thiết bị chiếu sáng, ống thoát n•ớc ,Lắp dựng biển báo Các ph•ơng án bố trí chung cầu dùng để so sánh, thực hiện trong bảng sau: P án Thông thuyền Khổ cầu Sơ đồ ( )L m Nhịp chính I 40 6 9+2 1 33+52+74+52+33 259.8 Cầu dầm liên tục BTCTDƯL +giản đơn II 40 6 9+2 1 36+4x42+36 256 Cầu đơn giản(dầm I) Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 13 - Ch•ơng IV Tính toán khối l•ợng các ph•ơng án 4.1. Ph•ơng án 1: Cầu dầm liên tục - Khổ cầu: Cầu đ•ợc thiết kế cho 2 làn xe và 2 làn ng•ời đi K = 9 + 2x1=11 (m) - Tổng bề rộng cầu kể cả lan can và giải phân cách: B = 9 + 2x1 +2x0,5+2x0.25=12.5 (m) - Sơ đồ nhịp: : 33+52+74+52+33 =244 (m) 1. Tính toán sơ bộ khối l•ợng ph•ơng án kết cấu nhịp 1.1. Kết cấu nhịp liên tục 290.6 2% 2% 5050 25 vat 30x30 325250 150 250 40 22 0 45 0 30 60 vat 30x30 TL 1:100 1/2 mặt cắt giữa nhịp1/2 mặt cắt trên trụ 25 50 13 0 17 0 60 20 325 250 25100 25 900 100 Hình 4.1. 1/2 mặt cắt đỉnh trụ và 1/2 mặt cắt giữa nhịp Dầm hộp có tiết diện thay đổi với ph•ơng trình chiều cao dầm theo công thức: 2 2 ( ) . p m m H h y x h L Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 14 - Trong đó: Hp = 4.5m; hm = 2,2 m, chiều cao dầm tại đỉnh trụ và tại giữa nhịp. L : Phần dài của cánh hẫng L = m36 2 274 Thay số ta có: Y= 2.2. )2.25.4( 2 2 36 x Bề dày tại bản đáy hộp tại vị trí bất kỳ cách giữa nhịp một khoảng Lx đ•ợc tính theo công thức sau: 2 1 1 ( ) x x h h h h L L Trong đó: h2 , h1 : Bề dày bản đáy tại đỉnh trụ và giữa nhịp=0.6 ;0.3 m L : Chiều dày phần cánh hẫng Thay số vào ta có ph•ơng trình bậc nhất: hx=0.3+0.3/36xLx Việc tính toán khối l•ợng kết cấu nhịp sẽ đ•ợc thực hiện bằng cách chia dầm thành những đốt nhỏ (trùng với đốt thi công để tiện cho việc tính toán), tính diện tích tại vị trí đầu các nút, từ đó tính thể tích của các đốt một cách t•ơng đối bằng cách nhân diện tích trung bình của mỗi đốt với chiều dài của nó. Phân chia các đốt dầm nh• sau: + Khối K0 trên đỉnh trụ dài 12 m + Đốt hợp long nhịp biên và giữa dài 2,0m + Số đốt trung gian n = 6x3,5+2x4,5 m. + Khối đúc trên đà giáo dài 14m Tên đốt Lđốt (m) Đốt K0 6 Đốt K1 3,5 Đốt K2 3,5 Đốt K3 3,5 Đốt K4 3,5 Đốt K5 3,5 Đốt K6 3,5 Đốt K7 4,5 Đốt K8 4,5 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 15 - k0k1k2k3k4k5k6k7 600.0 s0s1s2s3s4s5s6s7s8s9s9 s00 k8 6x350.02x450.0200.0 1400.0 Hình 4.2. Sơ đồ chia đốt dầm Tính chiều cao tổng đốt đáy dầm hộp biên ngoài theo đ•ờng cong có ph•ơng trình là: Y1 = a1X 2 + b1 a1= 3 2 1077.1 36 2.25.4 x , b1 = 2,2m Thứ tự Tiết diện a1 b1(m) x(m) h(m) 1 S00 0,00177 2,2 36 4,5 2 S0 0,00177 2,2 35 4.5 3 S1 0,00177 2,2 30 3,79 4 S2 0,00177 2,2 26,5 3,44 5 S3 0,00177 2,2 23 3,14 6 S4 0,00177 2,2 19,5 2,87 7 S5 0,00177 2,2 16 2,65 8 S6 0,00177 2,2 12,5 2,48 9 S7 0,00177 2,2 9 2,34 10 S8 0,00177 2,2 4,5 2,24 11 S9 0,00177 2,2 0 2,2 Bảng tính diện tích các mặt cắt tại các vị trí: S TT Tên mặt cắt Chiều dài đốt (m) X (m) Chiều cao hộp (m) Chiều dày bản đáy (m) Chiều rộng bản đáy (m) Diện tích mặt cắt (m2) 1 S00 1 36 4,5 0,6 5 10,2 2 S0 5 35 4.5 0,59 5,05 10,08 3 S1 3,5 30 3,79 0,55 5,25 9.53 4 S2 3,5 26,5 3,44 0,52 5,37 9,17 5 S3 3,5 23 3,14 0,49 5,48 8,84 6 S4 3,5 19,5 2,87 0,46 5,57 8,53 7 S5 3,5 16 2,65 0,433 5,65 8,25 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 16 - 8 S6 3,5 12,5 2,48 0,4041 5,71 7,99 9 S7 4,5 9 2,34 0,375 5,76 7,74 10 S8 4,5 4,5 2,24 0,337 5,79 7,47 11 S9 0 0 2,2 0,3 5.81 7.26 Tính khối l•ợng các khối đúc: +Thể tích = Diện tích trung bình x chiều dài +Khối l•ợng = Thể tích x 2.5 T/ 3m (Trọng l•ợng riêng của BTCT) Bảng xác định khối l•ợng các đốt đúc STT Khối đúc Diện tích tbình (m2) Chiều dài (m) Thể tích (m3) Khối l•ợng (T) 1 1/2 đỉnh trụ 10,2 1 10,2 25,5 2 1/2K0 9,8 5 49 122,5 3 K1 9,35 3,5 32,725 81,81 4 K2 9,005 3,5 31,51 78,79 5 K3 8,69 3,5 30,41 76,03 6 K4 8,39 3,5 29,365 73,41 7 K5 8,12 3,5 28,42 71,05 8 K6 7,87 3,5 27,545 68,86 9 K7 7,6 4,5 34,2 85,5 10 K8 7,37 4,5 33,165 82,91 11 Tổng cuả 8 đốt đúc 36 306,54 766,35 12 KN(hợp long) 7,37 2 14,74 36,85 13 KT(Đúc trên ĐG) 7,37 14 103.18 257.95 14 Tổng tính cho một nhịp biên 52 424.46 1061.15 15 Tổng tính cho một nhịp giữa 74 m 74 627.82 1569.55 16 Tổng tính cho toàn nhịp liên tục 178 1476.74 3691.85 Vậy tổng thể tích bê tông dùng cho 3 nhịp liên tục là: V1 = 1476.74 m 3 Khối l•ợng cốt thép cho kết cấu nhịp (chọn hàm l•ợng cốt thép là 220 kg/m3 ): G = 1476.74 x 0.22=324.88 (T) Trọng l•ợng lớp phủ mặt cầu (tính cho toàn cầu) -Lớp phủ mặt cầu gồm 4 lớp: + Bê tông asphan 5 cm Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 17 - + Lớp bảo vệ (bê tông l•ới thép)3 cm + Lớp phòng n•ớc 2cm +Lớp đệm tạo dốc 2 cm + Chiều dày trung bình của lớp phủ mặt cầu dtb = 12 cm và =2,25T/m3 - Vậy trọng l•ợng lớp phủ mặt cầu glp = 0,12 10.5 2.25= 2.835T/m - Vậy thể tích lớp phủ mặt cầu Vlp = 0,12 10.5 178 = 224.28 m 3 - Trọng l•ợng lan can: Hình 4.3. Cấu tạo lan can gl c = [(0.865x0.180)+(0.50-0.18)x0.075+0.050x0.255+0.535x0.050/2+(0.50- 0.230)x0.255/2]x2.5=0.6006 T/m Thể tích lan can: Vl c = 2x0.24x178 = 85.44(m 3) Cốt thép lan can: ml c = 0,15 85.44= 12.82 T(hàm l•ợng cốt thép trong lan can và gờ chắn bánh lấy bằng 150 kg/ m3) -Trọng l•ợng gờ chắn : 20.0 30. 0 25.0 Hình 4.4. Cấu tạo gờ chắn bánh Ggc=(0.2+0.25)0.3/2x2.5=0.1688 T/m Thể tích của gờ chắn bánh V = 2 (0.2+0.25)0.3/2 178 = 24.03 (m3) 1.2. Kết cấu nhịp dẫn Nhịp dẫn gồm 5 dầm tiết diện chữ T định hình có dầm ngang với chiều dài L = 33 (m). + chiều cao H= 1,65(m). Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 18 - + bề dày s•ờn dầm 0b = 20(cm) + bề dày bản mặt cầu 20(cm) Hình 4.5. Mặt cắt ngang nhịp dẫn Khối l•ợng dầm nhịp dẫn dài 33 m - Phần nhịp dẫn dùng kết cấu nhịp dầm dài 33 m. Mặt cắt ngang gồm có 5 dầm, khoảng cách giữa các dầm là 2,4m, chiều cao dầm 1,65m. - Chiều dài tính toán là: Ltt =33,0m - Diện tích mặt cắt ngang một dầm chủ: Fdc=0.2x2+4x(0.2x0.2/2)+0.2x1.2+0.6x0.25=0.87 m 2 - Diện tích dầm ngang: Fdn=1.2x0.2=0.24 m 2 , dầm dài 8.8 m - Diện tích mối nối :Fmn=0.4x0.2=0.08 m 2 Thể tích bê tông 1 nhịp là : V=5x0.87x33+4x0.08x33+0.24x8.8=156.222 (m 3 ) Tổng thể tích bê tông cho cả 2 nhịp là: V = 2 x 156.222 = 312.444 (m 3 ) Khối l•ợng cốt thép cho một nhịp dẫn sơ bộ (chọn hàm l•ợng cốt thép là 190 kg/m3 ): G = 312.444 x 0.19=59.36 (T) -Lớp phủ mặt cầu gồm 4 lớp: + Bê tông asphan 5 cm + Lớp bảo vệ (bê tông l•ới thép)3 cm + Lớp phòng n•ớc 2cm +Lớp đệm tạo dốc 2 cm + Chiều dày trung bình của lớp phủ mặt cầu dtb = 12 cm và tb =2,25T/m3 - Vậy trọng l•ợng lớp phủ mặt cầu glp = 0,12 10.5 2.25= 2.835T/m - Vậy thể tích lớp phủ mặt cầu cho một nhịp dẫn là : 2% 2% 900 100 25 100 50 50 1250 165 4x240.0 145 40 20 20 145 145 130 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 19 - Vlp = 0,12 10.5 33 = 41.58 m 3 Tổng khối l•ợng của 2 nhịp dẫn là : G=(156.222 x2.5+41.58x2.25+59.36)x2=543.47 T 2. Khối l•ợng công tác mố, trụ 2.1. Cấu tạo mố, trụ cầu - Mố : Hai mố đối xứng, dùng loại mố nặng chữ U, bằng BTCT t•ờng thẳng, đặt trên nền móng cọc khoan nhồi đ•ờng kính D1,0m. - Bản quá độ : Hay bản giảm tải có tác dụng làm tăng độ cứng nền đ•ờng khi vào đầu cầu, tạo điều kiện cho xe chạy êm thuận, giảm tải cho mố hoạt tải đứng trên lăng thể tr•ợt. Bản quá độ bằng BTCT dày 30cm, dài 5.6 m, rộng 1m. Bản quá độ đ•ợc đặt nghiêng 10%, một đầu gối kê lên vai kê, một đầu gối lên dầm bằng BTCT, đ•ợc thi công lắp ghép. - Trụ cầu: Trụ đặc BTCT, đ•ợc đặt trên nền móng cọc khoan nhồi D1,0m. 600 2 0 0 730 50 100 2 0 0 5 1 0 1 9 0 50 100 1 8 595 300430 150 1:10 3 0 30 100 30 3 0 450 6 1 5 Hình 4.6. Cấu tạo mố M0 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 20 - 100 100 120 2x300 100 200 100 500 100 200 50 50 50 100 200 100 200 100 200 100 50 140 50 95 0 95 0 260 300 200 300 50 20 0 140 Hình 4.7. Cấu tạo trụ T2 2.2. Công tác mố cầu Khối l•ợng mố cầu :  Khối l•ợng t•ờng cánh : Vtc=2x(2x4.3+5.1x4.3x1/2+9x3)x0.5 =46.565 m 3  Khối l•ợng thân mố : Vtn=(7.15x1.5x11)=117.97 m 3 Khối l•ợng t•ờng đỉnh:Vtd=0.5x1.85+x11=10.175 m 3  Khối l•ợng bệ mố : Vbm=6x2x12 =144 m 3  Ta có khối l•ợng một mố : VM=46.565+117.97 +10.175 +144=318.71m 3  Khối l•ợng hai mố : V = 318.71 x 2 = 637.42 3( )m Sơ bộ chọn hàm l•ợng cốt thép trong mố 80 3/kg m Khối l•ợng cốt thép trong 2 mố là : G=0.08x637.2=50.99 T 2.3. Công tác trụ cầu Khối l•ợng trụ cầu :  Khối l•ợng trụ liên tục : Hai trụ có MCN giống nhau nên ta tính gộp cả hai trụ T2:  Khối l•ợng thân trụ : Vtt= [(5x2+3.14x1 2)x8 ] =105.12 3( )m  Khối l•ợng móng trụ : Vmt= (2x8x11)=176 3( )m  Khối l•ợng trụ T3 : V=105.12+176=281.12 3( )m Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 21 -  Khối l•ợng 2 trụ : V=281.12x2=562.24 3( )m Sơ bộ chọn hàm l•ợng cốt thép thân trụ là : 120 kg/m3, hàm l•ợng thép trong móng trụ là 80 kg/m3 Nên ta có : khối l•ợng cốt thép trong hai trụ là G=2*(0.08x176+0.12*105.12)=53.39 T  Khối l•ợng trụ dẫn :  Trụ T1 : Hình 4.8. Cấu tạo trụ T1 + Khối l•ợng BTCT mũ trụ : Vmt= [12x2.5x1.5+12x0.55x1.25-2x 2 75.02.25.2 xx ]=49.13 3( )m + Khối l•ợng BTCT thân trụ : Vtt= [6x1.6x7.4+3.14x0.8 2x7.4]=85.91 3( )m + Khối l•ợng BTCT móng trụ : Vmt= [11x8x2]=176 3( )m +khối l•ợng trụ T1: V 1T = 49.13 + 85.91+ 176 = 311.04 m3 + Khối l•ợng hai trụ : V=311.04 x2=622.08 3( )m Sơ bộ chọn hàm l•ợng cốt thép thân trụ là : 120 kg/m3, hàm l•ợng thép trong móng trụ là 80 kg/m3 , mũ trụ là 100 kg/m3 Khối l•ợng cốt thép 2 Trụ T1(T1’) : Gt1=2*(0.08*176+0.1*49.13 +0.12*85.91)=58.6 T 3 . Tính toán sơ bộ số l•ợng cọc trong móng 3x300 100 200 100 80 205 400 100 600 20 80 250 75 75 100 240 245 170 200 170 145 245 240 240 240 145 260 140 140 100 200 740 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 22 - Tính toán sơ bộ số l•ợng cọc trong móng cho mố và trụ bằng cách xác định các tải trọng tác dụng lên đầu cọc, đồng thời xác định sức chịu tải của cọc. Từ đó sơ bộ chọn số cọc và bố trí cọc. 3.1. Xác định tải trọng tác dụng lên đáy mố  Xác định số cọc trong mố M0 - Lực tính toán đ•ợc xác định theo công thức: i i iQ y Q Trong đó: Qi = Tải trọng tiêu chuẩn i iy : Hệ số điều chỉnh và hệ số tải trọng - Hệ số tải trọng đ•ợc lấy theo bảng 3.4.1-2 (22TCN272-05)  Do tĩnh tải - Tĩnh tải kết cấu nhịp dẫn phân bố đều trên nhịp g1 =1.25x156.222 x2.5/33= 14.79 T/m - Tĩnh tải lớp phủ và lan can,gờ chắn phân bố đều trên nhịp g2 = 1.5 x 2.835+1.25x( 2x0.1688+ 2x0.6006) =6.176T/m - Tổng tĩnh tải phân bố đều là: g= g1 + g2 = 14.79 + 6.176 =20.966 t/m Ta có đ•ờng ảnh h•ởng áp lực lên mố do tĩnh tải nh• hình vẽ: Đ•ờng ảnh h•ởng áp lực lên mố M0 - Diện tích đ•ờng ảnh h•ởng áp lực mố: = 16.5 m2 + Phản lực do tĩnh tải nhịp DCnhịp = 16.5 14.79 = 244.04 T + Phản lực do tĩnh tải bản thân mố DCmố = 318.71 x 2.5 x 1.25 = 995.97 T + Phản lực do tĩnh tải lớp phủ và lan can DW = 16.5x 6.176 = 101.9 T  Do hoạt tải - Do tải trọng HL93 + ng•ời (LL + PL) LL = n.m. .(1+ 100 IM ).(Pi .yi )+ 1.75 (PL + WL) Trong đó: n : Số làn xe , n = 2. 33m 1 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 23 - m: Hệ số làn xe, m = 1. IM : Lực xung kích (lực động ) của xe, Theo 3.6.2.1.1 : Hệ số tải trọng, = 1.75 (1+ 100 IM ) = 1.25, với IM = 25% Pi , yi :Tải trọng trục xe, tung độ đ•ờng ảnh h•ởng. : Diện tích đ•ờng ảnh h•ởng. + Tải trọng làn (LL): Tải trọng làn thiết kế gồm tải trọng 9,3KN/m phân bố đều theo chiều dọc. +PL : Tải trọng ng•ời, 3 KN/m2 Tải trọng ng•ời bộ hành phân bố dọc trên cầu là PL = (1.5*3) = 4.5 KN/m=0.45 T/m + Chiều dài tính toán của nhịp L = 33 m + Đ•ờng ảnh h•ởng phản lực và sơ đồ xếp xe thể hiện nh• sau: Sơ đồ xếp tải lên đ•ờng ảnh h•ởng áp lực mố Từ sơ đồ xếp tải ta xác định đ•ợc phản lực gối do hoạt tải tác dụng. - Với tổ hợp HL-93K (xe tải thiết kế + tải trọng ng•ời) LLHL-93K = 14.5 (1+0.87) + 3.5 0.74 +16.5 (2x0.45+0.93) = =59.9 T - Với tổ hợp HL-93M (xe hai trục + tải trọng làn) LLHL-93M = 11 (1+0.96) + 16.5 0.93 = 36.9 T LLmax = Max( LLHL-93K; LLHL-93M) = LLHL-93K = 59.9 T - Khi xếp 2 làn xe bất lợi hơn ta có phản lực lên mố do hoạt tải LL = 2 1 1.75 1.25 [14.5 (1+0.87)+3.5 0.74)]+1.75 16.5 (2x0.45+0.93) =182.8 T Tổng tải trọng tác dụng lên đáy đài P=11T 1 33m 1.2m 0.96 P=11T p=0.93T/m p=0.93T/m 33m 1 4.3m 4.3m P=14.5T P=14.5T P=3.5T 0.87 0.74 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 24 - PĐáy đài = 244.04 + 995.97 + 101.9 + 182.8 = 1524.7 T -Xác định sức chịu tải của cọc: +Theo vật liệu làm cọc: -Chọn cọc khoan nhồi bằng BTCT đ•ờng kính D = 1.0m, khoan xuyên qua các lớp đất dính có góc ma sát ( f )i và lớp Sét pha có góc ma sát f = 30 . + Bêtông mác 300 có Rn = 130 kg/cm 2 + Cốt chịu lực 18 25 AII có F = 88,36 cm2, Ra = 2400 kg/cm 2  Xác định sức chịu tải của cọc  Sức chịu tải của cọc theo vật liệu : c VLP = .(m1. m2. Rb . Fb + Ra . Fa) Trong đó : - : hệ số uốn dọc = 1 - m1: hệ số điều kiện làm việc, do cọc đ•ợc nhồi bêtông theo ph•ơng đứng nên m1 = 0,85 - m2 : hệ số điều kiện làm việc kể đến biện pháp thi công m2 = 0,7 - Fb : Diện tích tiết diện cọc Fbt = 0,7850 m 2 - Rn : C•ờng độ chịu nén của bêtông cọc - Ra : C•ờng độ của thép chịu lực - Fa : Diện tích cốt thép chịu lực 37.73336,884,2 4 100.π .130,0.7,085,0 2 xxxxP cVL (T)  Theo đất nền Sức chịu tải của cọc khoan nhồi tính theo công thức: P = k. m ( 1RiFb + U 2 Ti Li) Trong đó: m - hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất m = 1 k - Hệ số đồng nhất của đất k = 0,7 U._. – Chu vi tiết diện ngang cọc U = 3,14 m Ti - C•ờng độ tính toán của lớp đất thứ i theo mặt xung quanh cọc Li – Chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc (m) 1 - hệ số điều kiện làm việc của đất d•ới mũi cọc 1 = 1 Ri - C•ờng độ chịu tải của đất d•ới mũi cọc (dự kiến cọc dài 25m nên độ sâu chân cọc là 25 m) đất d•ới chân cọc là sét dẻo cứng B = 0,4 Ri = 340 T/m 2 2 - Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên cọc phụ thuộc vào ph•ơng pháp tạo lỗ 2 = 0,7( tra bảng ) c dn P = 0,7.[1.340. 0,785 + 3,14.0,7(8*3.8+6*6.6+22*4.4)]=443.47 T Vậy P = Min (Pđ, Pvl) = 443.47 (T) Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 25 - Xác định số l•ợng cọc khoan nhồi cho móng mố Mo Phản lực tại gối do tổ hợp tải trọng ở trạng thái giới hạn c•ờng độ I là: RĐáy đài = 1524.7 T Các cọc đ•ợc bố trí trong mặt phẳng sao cho khoảng cách giữa tim các cọc a 3d (d : Đ•ờng kính cọc khoan nhồi). Ta có : Với P =443.47 T Vậy số l•ợng cọc sơ bộ là : nc = P R = 1.5x 443.47 1524.7 =5.2 (cọc). Với - Hệ số kinh nghiệm xét đến lực ngang và mômen =1.5 Dùng 6 cọc khoan nhồi 1 m bố trí trên hình vẽ. 1200.0 500.0 500.0 100.010 0.0 10 0.0 40 0.0 Hình 4.9. Mặt bằng móng mố M0 3.2. Xác định số cọc tại trụ T1 -Xác định tải trọng tác dụng lên trụ T1:  Do tĩnh tải - Tĩnh tải kết cấu nhịp dẫn phân bố đều trên nhịp g1 = 5233 15.10615.2222.561 .25,1 x 21.3 T/m - Tĩnh tải lớp phủ và lan can,gờ chắn phân bố đều trên nhịp g2 = 1.5 x 2.835+1.25x( 2x0.1688+ 2x0.6006) =6.176 T/m Tổng tĩnh tải phân bố đều là: g= g1 + g2 = 21.3 + 6.176 =21.026 t/m Ta có đ•ờng ảnh h•ởng áp lực lên trụ do tĩnh tải nh• hình Vẽ (gần đúng): Đ•ờng ảnh h•ởng áp lực lên trụ T1 - Diện tích đ•ờng ảnh h•ởng áp lực gối: = 42.5 m2 + Phản lực do tĩnh tải nhịp DCnhịp = 42.5 21.3 = 905.25 T + Phản lực do tĩnh tải bản thân trụ 1 52m 33m Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 26 - DCtrụ = 1.25 x311.04 x2.5 =972 T + Phản lực do tĩnh tải lớp phủ và lan can DW = 42.5 6.176= 262.48 T  Do hoạt tải - Do tải trọng HL93 + ng•ời (LL + PL) LL = n.m. .(1+ 100 IM ).(Pi .yi )+ 1.75 (PL + W) Trong đó: n : Số làn xe , n = 2. m: Hệ số làn xe, m = 1 IM : Lực xung kích (lực động ) của xe, Theo 3.6.2.1.1 : Hệ số tải trọng, = 1.75 (1+ 100 IM ) = 1.25, với IM = 25% Pi , yi :Tải trọng trục xe, tung độ đ•ờng ảnh h•ởng. : Diện tích đ•ờng ảnh h•ởng. + Tải trọng làn (LL): Tải trọng làn thiết kế gồm tải trọng 9,3KN/m phân bố đều theo chiều dọc. +PL : Tải trọng ng•ời, 3 KN/m2 Tải trọng ng•ời bộ hành phân bố dọc trên cầu là PL = (1.5*3) = 4.5 KN/m=0.45 T/m - Tính phản lực lên mô do hoạt tải + Chiều dài tính toán của nhịp L =85 m + Đ•ờng ảnh h•ởng phản lực và sơ đồ xếp xe thể hiện nh• sau: 4.3m 1 p=14.5Tp=3.5 T p=14.5T p=11Tp=11T 52 m 0.870.74 0.977 33 m 4.3m 4.3m p=14.5Tp=3.5T p=14.5T 4.3m15m 1.2 m 0.63 0.550.71 Sơ đồ xếp tải lên đ•ờng ảnh h•ởng áp lực trụ T1 Từ sơ đồ xếp tải ta xác định đ•ợc phản lực gối do hoạt tải tác dụng. - Với tổ hợp HL-93K (xe tải thiết kế + tải trọng làn) LLHL-93K = [14.5 (1+0.87+0,63+0.55) + 3.5 (0.74+0,71)] +42.5 (2x0.45+0.93) =127.1 T - Với tổ hợp HL-93M (xe hai trục + tải trọng làn) LLHL-93M = 11 (1+0.977) + 42.5 0.93 = 61.27 T LLmax = Max( LLHL-93K; LLHL-93M) = LLHL-93K = 127.1 T - Khi xếp 2 làn xe bất lợi hơn ta có phản lực lên mố do hoạt tải LL = 2 1 1.75 1.25 [14.5 (1+0.87+0,63+0,55)+3.5 (0.74+0.71)]+ Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 27 - +1.75 42.5 (2x0.45+0.93) = 351.8 T Tổng tải trọng tác dụng lên đáy đài Vậy : PĐáy đài = 905.25 + 972+ 262.48 + 351.8 =2491.53 T Xác định số l•ợng cọc khoan nhồi cho móng trụ T1 +Theo vật liệu làm cọc: - Chọn cọc khoan nhồi bằng BTCT đ•ờng kính D = 1.0m, khoan xuyên qua các lớp đất dính có góc ma sát ( f )i và lớp Sét pha có góc ma sát f = 30 . + Bêtông mác 300 có Rn = 130 kg/cm 2 + Cốt chịu lực 18 25 AII có F = 88,36 cm2, Ra = 2400 kg/cm 2  Xác định sức chịu tải của cọc  Sức chịu tải của cọc theo vật liệu : c VLP = .(m1. m2. Rb . Fb + Ra . Fa) Trong đó : - : hệ số uốn dọc = 1 - m1: hệ số điều kiện làm việc, do cọc đ•ợc nhồi bêtông theo ph•ơng đứng nên m1 = 0,85 - m2 : hệ số điều kiện làm việc kể đến biện pháp thi công m2 = 0,7 - Fb : Diện tích tiết diện cọc Fbt = 0,7850 m 2 - Rn : C•ờng độ chịu nén của bêtông cọc - Ra : C•ờng độ của thép chịu lực - Fa : Diện tích cốt thép chịu lực 37.73336,884,2 4 100.π .130,0.7,085,0 2 xxxxP cVL (T)  Theo đất nền Sức chịu tải của cọc khoan nhồi tính theo công thức: P = k. m ( 1RiFb + U 2 Ti Li) Trong đó: m - hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất m = 1 k - Hệ số đồng nhất của đất k = 0,7 U – Chu vi tiết diện ngang cọc U = 3,14 m Ti - C•ờng độ tính toán của lớp đất thứ i theo mặt xung quanh cọc Li – Chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc (m) 1 - hệ số điều kiện làm việc của đất d•ới mũi cọc 1 = 1 Ri - C•ờng độ chịu tải của đất d•ới mũi cọc (dự kiến cọc dài 25m nên độ sâu chân cọc là 30 m) đất d•ới chân cọc là sét dẻo cứng B = 0,4 Ri = 340 T/m 2 2 - Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên cọc phụ thuộc vào ph•ơng pháp tạo lỗ 2 = 0,7( tra bảng ) Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 28 - c dn P = 0,7.[1.340. 0,785 + 3,14.0,7(8*3.8+6*6.6+22*4.4)]=443.47 T Vậy P = Min (Pđ, Pvl) = 443.47 (T) Xác định số l•ợng cọc khoan nhồi cho trụ T1 Các cọc đ•ợc bố trí trong mặt phẳng sao cho khoảng cách giữa tim các cọc a 3d (d : Đ•ờng kính cọc khoan nhồi). Vậy số l•ợng cọc sơ bộ là : nc = P R = 1.5x 2491.53 443.47 =7.2 (cọc). Với - Hệ số kinh nghiệm xét đến lực ngang và mômen =1.5 Dùng 8 cọc khoan nhồi 1 m bố trí trên hình vẽ. 40 0 10 0 100 3x300 ỉ1 00 100 10 0 60 0 1100 Hình 4.10. Mặt bằng móng trụ T1  Xác định số cọc tại trụ T2 Số cọc của trụ T2: -Xác định tải trọng tác dụng lên trụ T2:  Do tĩnh tải - Tĩnh tải kết cấu nhịp dẫn phân bố đều trên nhịp g1 = 7452 55.15691061.15 .25,1 26.09T/m - Tĩnh tải lớp phủ và lan can,gờ chắn phân bố đều trên nhịp g2 = 1.5 x 2.835+1.25x( 2x0.1688+ 2x0.6006) =6.176 T/m Tổng tĩnh tải phân bố đều là: g= g1 + g2 = 26.09 + 6.176 = 32.266 T/m Ta có đ•ờng ảnh h•ởng áp lực lên trụ do tĩnh tải nh• hình vẽ(gần đúng xem nh• hình tam giác): Đ•ờng ảnh h•ởng áp lực lên trụ T2 - Diện tích đ•ờng ảnh h•ởng áp lực gối : = 63 m2 1 74m 52m Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 29 - + Phản lực do tĩnh tải nhịp DCnhịp = 63 26.09 = 1643.67 T + Phản lực do tĩnh tải bản thân trụ DCtrụ = 281.12x2.5x 1.25 = 878.5 T + Phản lực do tĩnh tải lớp phủ và lan can DW = 63 6.176= 389.1 T  Do hoạt tải - Do tải trọng HL93 + ng•ời (LL + PL) LL = n.m. .(1+ 100 IM ).(Pi .yi )+ 1.75 (PL + W) Trong đó: n : Số làn xe , n = 2. m: Hệ số làn xe, m = 1 IM : Lực xung kích (lực động ) của xe, (Theo 3.6.2.1.1) : Hệ số tải trọng, = 1.75 (1+ 100 IM ) = 1.25, với IM = 25% Pi , yi :Tải trọng trục xe, tung độ đ•ờng ảnh h•ởng. : Diện tích đ•ờng ảnh h•ởng. + Tải trọng làn (LL): Tải trọng làn thiết kế gồm tải trọng 9,3KN/m phân bố đều theo chiều dọc. +PL : Tải trọng ng•ời, 3 KN/m2 Tải trọng ng•ời bộ hành phân bố dọc trên cầu là PL = (1.5*3) = 4.5 KN/m=0.45T/m - Tính phản lực lên mô do hoạt tải + Chiều dài tính toán của nhịp L =126 m + Đ•ờng ảnh h•ởng phản lực và sơ đồ xếp xe thể hiện nh• sau: 4.3m 1 p=14.5Tp=3.5 T p=14.5T p=11Tp=11T 74 m 0.920.83 0.98 52 m 4.3m 4.3m p=14.5Tp=3.5T p=14.5T 4.3m15m 1.2 m 0.74 0.680.8 Sơ đồ xếp tải lên đ•ờng ảnh h•ởng áp lực trụ T2 Từ sơ đồ xếp tải ta xác định đ•ợc phản lực gối do hoạt tải tác dụng. - Với tổ hợp HL-93K (xe tải thiết kế + tải trọng ng•ời) LLHL-93K = 14.5 (1+0.92+0.74+0.68) + 3.5 (0,83 +0,8)+63 (2x0.45+0.93) = = 169.425 T Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 30 - - Với tổ hợp HL-93M (xe hai trục + tải trọng làn) LLHL-93M = 11 (1+0.98) + 63 0.93 = 80.37 T LLmax = Max( LLHL-93K; LLHL-93M) = LLHL-93K = 169.425 T - Khi xếp 2 làn xe bất lợi hơn ta có phản lực lên mố do hoạt tải LL = 2 1 1.75 1.25 [14.5 (1+0.92+0.74+0.68) + 3.5 (0.83+0.8)]+1.75 63 (2x0.45+0.93) =435.0 T Tổng tải trọng tác dụng lên đáy đài Vậy : PĐáy đài = 1643.67 + 878.5 + 389.1 + 435.0 = 3346.27 T Xác định số l•ợng cọc khoan nhồi cho móng trụ T2 Phản lực tại gối do tổ hợp tải trọng ở trạng thái giới hạn c•ờng độ I là: PĐáy đài = 3346.27 T Các cọc đ•ợc bố trí trong mặt phẳng sao cho khoảng cách giữa tim các cọc a 3d (d : Đ•ờng kính cọc khoan nhồi). Vậy số l•ợng cọc sơ bộ là : nc = x P R =1,5* 3346.27 443.47 = 11,3 (cọc). Với - Hệ số kinh nghiệm xét đến lực ngang và mômen =1.5 Dùng 12 cọc khoan nhồi 1 m bố trí thể hiện trên hình vẽ. 100 ỉ1 00 100 1100 80 0 300 300 300 Hình 4.11. Mặt bằng móng trụ T2 4. Giá trị dự toán xây lắp ph•ơng án I Tổng mức đầu t• ph•ơng án I TT Hạng mục công trình Đơn vị Khối l•ợng Đơn giá Thành tiền 1000 đ 1000 đ Tổng mức đầu t• pa I A+B+C 60,431,978.75 A, Giá trị dự toán xây lắp I+II+III 38,789,822.72 I, Kết cấu phần trên Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 31 - 1 BTCT Nhịp 33 m. m3 312.444 8,000 2,499,552.00 2 BTCT nhịp liên tục m 3 1476.74 8,000 11,813,920.00 3 Gối dầm liên tục Cái 8 100,000 800,000.00 4 Gối dầm giản đơn Cái 20 8,000 160,000.00 5 Khe co giãn m 48 2,000 96,000.00 6 Lớp phòng n•ớc m2 2928 100 292,800.00 7 Bêtông át phan mặt cầu m 3 307.44 1,300 399,672.00 8 Bêtông lan can, gờ chắn m3 150.06 1,000 150,060.00 9 ống thoát n•ớc Cái 18 150 2,700.00 10 Đèn chiếu sáng Cột 12 8,500 102,000.00 TổngI 16,316,704.00 II, Kết cấu phần d•ới 1 Bê tông mố m3 637.42 800 509,936.00 2 Cốt thép mố T 50.59 8,000 404,720.00 3 Bê tông trụ m3 1224.32 1,000 1,224,320.00 4 Cốt thép trụ T 112.5 8,000 900,000.00 5 Cọc khoan nhồi D100 m 1500 8,500 12,750,000.00 6 Công trình phụ trợ % 20 1+2+3+4+5 3,157,795.20 TổngII 18,946,771.20 I+II 35,263,475.20 III Xây lắp khác(%) % 10% 3,526,347.52 A=I+II+III 38,789,822.72 B, Chi phí khác(%) 10% I+II 3,526,347.52 1 Khảo sát thiết kế,QLDA % 2 Đền bù , giải phóng mặt bằng % 3 Rà phá bom mìn % Tổng B 3,526,347.52 A+B 42,316,170.24 C, Chi phí dự phòng(%) % 5 A+B 2,115,808.51 D Chỉ tiêu toàn bộ 1 m 2 cầu 14,251.982 4.2. Ph•ơng án 2: Cầu dầm đơn giản - Khổ cầu: Cầu đ•ợc thiết kế cho 2 làn xe và 2 làn ng•ời đi K = 9 + 2x1=11 (m) - Tổng bề rộng cầu kể cả lan can và giải phân cách: B = 9 + 2x1 +2x0,5+2x0.25=12.5 (m) Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 32 - - Sơ đồ nhịp: 36+4x42+36 =240 (m) II. Tính toán sơ bộ khối l•ợng ph•ơng án kết cấu nhịp: -Cầu đ•ợc xây dựng với bốn nhịp 42(m) ở giữa cầu và hai nhịp biên 31(m) với 6 dầm I thi công theo ph•ơng pháp bán lắp ghép. 1. Tính tải trọng tác dụng: a) Tĩnh tải giai đoạn 1(DC): *Ta có diện tích tiết diện dầm chủ đ•ợc xác định nh• sau(nhịp 42m): Fl/2 = 0.65x0.075+0.2x0.8+2x0.11x0.275+0.2x1.12+2x(0.5x0.2x0.25+0.3x0.2) = 0.8 (m2) Fgối = 0.65x1.9+2x(0.056x0.21+0.21x0.25) =1.364 (m 2) + Trọng lượng hệ dầm mặt cầu trên 1m dài: gdầm = n.F. = 6 0.8 24 = 109.25KN/m Trong đú: n: số dầm F: diện tích mặt cắt ngang dầm *Ta có diện tích tiết diện dầm chủ đ•ợc xác định nh• sau(nhịp 31m):h=170 Fl/2 = 0.65x0.075+0.2x0.8+2x0.11x0.275+0.2x0.87+2x(0.5x0.2x0.25+0.3x0.2) = 0.6(m2) Fgối= 0.65x1.7+2x(0.056x0.21+0.21x0.25) =0.832 (m 2) + Trọng lượng hệ dầm mặt cầu trên 1m dài: gdầm = n.F. = 6 0.6 24 = 86.4KN/m Trong đó: n: số dầm F: diện tích mặt cắt ngang dầm b) Tĩnh tải giai đoạn 2(DW): + Ta có diện tích tiết diện dầm ngang : Fdn = 1.9x1.25+1.25x1.6=4.375 m 2 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 33 - gdn =2x1.9x1.25+3x1.25x1.6=10.75 KN/m DC= DCdc + DCdn = 109.25+ 10.75 = 116.014 KN/m + Trọng lượng kết cấu bản mặt cầu trên 1m dài: gbản = h.b. = 0.2 11.4x24 = 54.72 KN/m +trọng l• ợng tấm đan : gđ = 0.5 x1.25 = 0.625 KN/m c) Tĩnh tải giai đoạn 3(DW): +Trọng l•ợng lan can: glc = 2x[(0.865x0.180)+(0.45-0.18)x0.075+0.050x0.255+0.535x0.050/2+(0.45- 0.230)x0.255/2]x2.5=0.575 T/m =11.5 KN/m +Trọng lượng lớp phủ trên 1m dài: glớp phủ = htb. .bb=0.18 24 10.4= 44.928 KN/m 2..Chọn các kích th•ớc sơ bộ kết cấu phần d•ới: Kích th•ớc sơ bộ của mố cầu: *Mố cầu đ•ợc thiết kế sơ bộ là mố chữ U, đ•ợc đặt trên hệ cọc đóng. Mố chữ U có nhiều •u điểm nh•ng nói chung tốn vật liệu nhất là khi có chiều cao lớn, mố này có thể dùng cho nhịp có chiều dài bất kỳ. Cấu tạo của mố nh• hình vẽ 75. 0 255. 0 50.0 535. 0 270.0 180.0 865.0 450 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 34 - 12 50 vat 50x50 10 0 50 0 50 400 100300 ỉ1 00 600 150 100 100 1:10 30 30 58 0 21 515 0 45 4 19 0 730 50 95 30 30 65 -Kích th•ớc trụ cầu: Trụ cầu gồm có 5 trụ với 3 trụ chính đ•ợc thiét kế sơ bộ có chiều cao 13.33m, hai trụ còn lại giảm dần chiều cao từ 10m – 6m. Kích th•ớc sơ bộ của trụ cầu nh• hình vẽ : 2.1.Khối l•ợng bê tông côt thép kết cấu phần d•ới : 2.1.1.Thể tích và khối l•ợng mố: a.Thể tích và khối l•ợng mố: -Thể tích bệ móng một mố Vbm = 2*6*12.5 = 150(m 3) -Thể tích t•ờng cánh Vtc = 2*(3*6.4 + 1/2*3.3*3.3 + 1.5*3.3)*0.5 = 27.03 (m 3) -Thể tích thân mố Vtm = (0.4*1.9+4.5*1.4)*11.1 = 78.36( m 3) -Tổng thể tích một mố V1mố = Vbm + Vtc + Vtm = 150 + 27.03+ 78.36 =255.39(m 3) -Thể tích hai mố V2mố = 2*255.39= 510.78 (m 2) -Hàm l•ợng cốt thép mố lấy 80 (kg/m3) 80*510.78 = 40862.4 (kg) = 40.86 (T) b.Móng trụ cầu: Khối l•ợng trụ cầu: Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 35 -  Khối l•ợng trụ chính : Năm trụ có MCN giống nhau nên ta tính gộp cả năm trụ :  Khối l•ợng thân trụ : Vtt=(4.4*1.8+3.14/4x1.8 2)x10.5=110(m3)  Khối l•ợng móng trụ : Vmt=5x2.5x8=100 (m 3)  Khối l•ợng mũ trụ :Vxm=11.6 1,5 2.5 - 2(2.8 0,75 0,75 2,5)= 35.625m 3  Khối l•ợng 1 trụ là : V1tru=35.625+100+110=245.625 m 3  Khối l•ợng 5 trụ là : V = 5 x 245.625 = 1228.125 m3 Khối l•ợng trụ: Gtrụ= 1.25 x 245.625 x 2.5 = 767.58 T Thể tích BTCT trong công tác trụ cầu: V = 767.58 m3 Sơ bộ chọn hàm l•ợng cốt thép thân trụ là 150 3/kg m , hàm l•ợng thép trong móng trụ là 80 3/kg m Nên ta có : khối l•ợng cốt thép trong 1 trụ là mth=110x0.15+100x0.08+19.87x0.1=26.487(T) c. Xác định sức chịu tải của cọc: +Theo vật liệu làm cọc: -Chọn cọc khoan nhồi bằng BTCT đ•ờng kính D = 1.0m, khoan xuyên qua các lớp đất dính có góc ma sát ( f )i và lớp Sét pha có góc ma sát f = 30 . + Bêtông mác 300 có Rn = 130 kg/cm 2 + Cốt chịu lực 18 25 AII có F = 88,36 cm2, Ra = 2400 kg/cm 2  Sức chịu tải của cọc theo vật liệu : c VLP = .(m1. m2. Rb . Fb + Ra . Fa) Trong đó : - : hệ số uốn dọc = 1 - m1: hệ số điều kiện làm việc, do cọc đ•ợc nhồi bêtông theo ph•ơng đứng nên m1 = 0,85 - m2 : hệ số điều kiện làm việc kể đến biện pháp thi công m2 = 0,7 - Fb : Diện tích tiết diện cọc Fbt = 0,7850 m 2 - Rn : C•ờng độ chịu nén của bêtông cọc - Ra : C•ờng độ của thép chịu lực Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 36 - - Fa : Diện tích cốt thép chịu lực 37.73336,884,2 4 100.π .130,0.7,085,0 2 xxxxP cVL (T)  Theo đất nền Sức chịu tải của cọc khoan nhồi tính theo công thức: P = k. m ( 1RiFb + U 2 Ti Li) Trong đó: m - hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất m = 1 k - Hệ số đồng nhất của đất k = 0,7 U – Chu vi tiết diện ngang cọc U = 3,14 m Ti - C•ờng độ tính toán của lớp đất thứ i theo mặt xung quanh cọc Li – Chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc (m) 1 - hệ số điều kiện làm việc của đất d•ới mũi cọc 1 = 1 Ri - C•ờng độ chịu tải của đất d•ới mũi cọc (dự kiến cọc dài 25m nên độ sâu chân cọc là 25 m) đất d•ới chân cọc là sét dẻo cứng B = 0,4 Ri = 340 T/m 2 2 - Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên cọc phụ thuộc vào ph•ơng pháp tạo lỗ 2 = 0,7( tra bảng ) c dn P = 0,7.[1.340. 0,785 + 3,14.0,7(8*3.8+6*6.6+22*4.4)]=443.47 T Vậy P = Min (Pđ, Pvl) = 443.47 (T) 3.Tính toán số l•ợng cọc móng mố và trụ cầu: Tính tải *Gồm trọng l•ợng bản thân mố và trọng l•ợng kết cấu nhịp A.Xác định tải trọng tác dụng lên mố: - Đ•ờng ảnh h•ởng tải trọng tác dụng lên mố : Hình 2-1 Đ•ờng ảnh h•ởng áp lực lên mố DC = Pmố+(gdầm+gbmc+glan can+gtấmđan)x =(255.39x24)+(( 86.4+54.72+11.5+0.625)x0.5x36= 8798.895KN = 879.9T DW = glớpphủx =44.928 x0.5x36= 808.704 KN = 80.8T Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 37 - -Hoạt tải: Theo quy định của tiêu chuẩn 22tcvn272-05 thì tải trọng dùng thiết kế là giá trị bất lợi nhất của tổ hợp: +Xe tải thiết kế và tải trọng làn thiết kế +Xe tải 2 trụcthiết kế và tải trọng làn thiết kế +(2 xe tải 3 trục+tải trọng làn+ tải trọng ng•ời)x0.9 Tính phản lực lên mố do hoạt tải: +Chiều dài nhịp tinh toán: 35.4 Đ•ờng ảnh h•ởng phản lực và sơ đồ sếp tải thể hiện nh• sau: 0.7170.8590.96 1 11T11T 3.5T14.5T14.5T 0.93T/m 0.3T/m 1.2m 4.3m 4.3m Hình 2-2 Sơ đồ xếp tải lên đ•ờng ảnh h•ởng áp lực mố Từ sơ đồ xếp tải ta có phản lực gối do hoạt tải tác dụng nh• sau - Với tổ hợp HL-93K(xe tải thiết kế+tải trọng làn+ng•ời đi bộ): LL=n.m.(1+IM/100)(Piyi)+n.m.Wlàn PL = 2.pngười.Bng. Trong đú: + n : Số làn xe , n = 2 + m : Hệ số làn xe, m = 1 + IM : Lực xung kích của xe, 25.1) 100 1( IM + Pi, yi : Tải trọng trục xe và tung độ đường ảnh hưởng + : Diện tớch đường ảnh hưởng + Wlàn , pngười : Tải trọng làn và tải trọng người. Wlàn = 9.3KN/m. pngười = 3KN/m2 + Do xe 3 trục thiết kế và tải trọng làn thiết kế : Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 38 - LL(Xe tải) =2 1 1.25 [(1+0.859) 145+0.717 35] + 2 1 9.3 0.5 35.4 = 1395.065KN = 139.5T PL = (2 3.0 17.2)*2 = 206.4KN + Do xe 2 trục thiết kế và tải trọng làn thiết kế : LL(Xe 2 trục) = 2 1 1.25 (1+0.96) 110+2 1 9.3 17.2 = 858,92 KN=85.9T Vậy: LL = max(LL(Xe tải), LL(Xe 2 trục) ) = 139,5T Vậy tổ hợp HL đ•ợc chọn làm thiết kế Vậy toàn bộ hoạt tải và tỉnh tải tính toán tác dụng lên bệ mố là: Nội lực Nguyên nhân Trạng thái giới hạn C•ờng độ I DC ( D=1.25) DW ( W=1.5) LL ( LL=1.75) PL ( PL=1.75) P(T) 879.9x1.25 80.8 x1.5 139.5T x1.75 206.4x1.75 1826.4 B.Xác định tải trọng tác dụng trụ: - Đ•ờng ảnh h•ởng tải trọng tác dụng lên móng: tĩnh tải 42m42m 1 Hình 2-3 Đ•ờng ảnh h•ởng áp lực lên móng DC = Ptrụ+(gdầm1+glan can+gtấmđan)x = (245.625 x2.5)+(1.75x6+ 0.6+0.65)x42 =1073.9T DW = glớpphủx =3.85x42 =161.7 T -Hoạt tải: Đ•ờng ảnh h•ởng tải trọng tác dụng lên trụ: Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 39 - 0.3T/m 1 0.8980.898 14.5T 14.5T 3.5T 0.93T/m 42m42m 4.3m 4.3m 0.3T/m 0.971 11T11T 42m 42m 0.93T/m 1 1.2m Hình 2-4 Đ•ờng ảnh h•ởng áp lực lên móng - Với tổ hợp HL-93K(xe tải thiết kế+tải trọng làn+ng•ời đi bộ): LL=n.m.(1+IM/100)(Piyi)+n.m.Wlàn PL = 2.pngười.Bng. Trong đú: + n : Số làn xe , n = 2 + m: Hệ số làn xe, m = 1 + IM : Lực xung kớch của xe, 25.1) 100 1( IM + Pi, yi : Tải trọng trục xe và tung độ đường ảnh hưởng + : Diện tớch đường ảnh hưởng + Wlàn , pngười : Tải trọng làn và tải trọng người. Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 40 - Wlàn = 9.3KN/m. pngười = 3KN/m2 +Tổ hợp 1: 1 xe tải 3 trục+ tt làn+tt ng•ời: LLxetải=2x1x1.25x(14.5+14.5x0.898+3.5x0.898) +2x1x0.93x42=154.78 PL=2x0.45x42 = 37.8T +Tổ hợp 2: 1 xe tải 2 trục+ tt làn+tt ng•ời: LLxe tải 2 trục= 2x1x1.25x(11+11x0.971)+2x1x0.93x42=132.323T PL=2x0.3x42 = 25.2T +Tổ hợp 3: 2 xe tải 3 trục+ tt làn+tt ng•ời: LLxetải=(2x1x1.25x(14.5+14.5x0.898+3.5x0.795+14.5x0.438+14.5x0.540+3.5x0.643) +2x1x0.93x42)x0.9 =187.15 T PL=2x0.3x42 = 25.2T Vậy tổ hợp HL đ•ợc chọn làm thiết kế Tổng tải trọng tính đ•ới đáy đài là Nội lực Tĩnh tảI x hệ số Trạng thái giới hạn C•ờng độ I DC ( D=1.25) DW ( W=1.5) LL ( LL=1.75) PL ( PL=1.75) P(T) 1073.9x1.25 161.7 x1.5 187.15x1.75 25.2x1.75 1955.7 Tính số cọc cho móng trụ, mố: n= xP/Pcọc Trong đó: : hệ số kể đến tải trọng ngang; =1.5 cho trụ , = 2.0 cho mố(mố chịu tải trong ngang lớn do áp lực ngang của đất và tác dụng của hoạt tải truyền qua đất trong phạm vi lăng thể tr•ợt của đất đắp trên mố). P(T) : Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên móng mố, trụ đã tính ở trên. Pcọc=min (Pvl,Pnđ) Hạng mục Tên Pvl Pnđ Pcọc Tải trọng Hệ số số cọc Chọn Trụ giữa T2 733.37 443.47 443.47 1955.7 1.5 3.6 6 Mố M1 733.37 443.47 443.47 1826.4 2 3.4 6 Lập tổng mức đầu t• Bảng thông kê vật liệu ph•ơng án cầu dầm giản đơn Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 41 - Đơn giá Thành tiền (đ) (đ) Tổng mức đầu t• đ (A+B+C+D) 64,101,916,810 Giá thành trên 1m2 14,057,438 Giá trị dự toán xây lắp đ AI+AII 37,216,807,435 Giá trị dự toán xây lắp chính đ I+II+III 32,362,441,248 Kết cấu phần trên đ 30,997,809,600 Dầm BTCT DƯL giản đơn m 3 2,589.00 8,000,000 20,712,000,000 Bêtông át phan mặt cầu m 3 226.80 1,300,000 294,840,000 Bê tông bmc m 3 793.80 800,000 635,040,000 Lớp phòng n•ớc m 3 45.36 110,000 4,989,600 Bêtông lan can+gờ chắn m 3 271.95 800,000 217,560,000 Cốt thép T 1,110.83 8,000,000 8,886,624,000 Gối cầu T 4.32 800,000 3,456,000 Khe co giãn nhỏ md 108.00 2,000,000 216,000,000 ống thoát n•ớc ống 80.00 150,000 12,000,000 Đèn chiếu sáng Cột 18.00 850,000 15,300,000 Kết cấu phần d•ới 1,256,028,648 Bêtông mố m 3 304.33 800,000 243,464,800 Bêtông trụ m 3 391.81 100,000 39,181,000 Cốt thép mố kg 24.35 800,000 19,477,184 Cốt thép trụ kg 31.34 800,000 25,075,840 Cọc khoan nhồi D = 1.0m m 900.00 850,000 765,000,000 Công trình phụ trợ % 15.00 (1+2+3+4+5) 163,829,824 Đ•ờng hai đầu cầu 108,603,000 Đắp đất m 3 1,881.00 22,000 41,382,000 Móng + mặt đ••ờng m 2 693.00 97,000 67,221,000 Giá trị xây lắp khác % 15.00 AI 4,854,366,187 Chi phí khác % 10.00 A 3,721,680,743 Tr•ợt giá % 3.00 A 1,116,504,223 Dự phòng % 5.00 A+B 2,046,924,409 Khối l••ợngHạng mục Đơn vị Đơn giá Thành tiền TT Hạng mục Đơn vị Khối l•ợng (đ) (đ) Tổng mức đầu t• đ (A+B+C+D) 33,315,831,500 Đơn giá trên 1m2 mặt cầu đ 12,562,429 A Giá trị dự toán xây lắp đ AI+AII 28,114,625,740 AI Giá trị dự toán xây lắp chính đ I+II+III 24,447,500,640 I Kết cấu phần trên đ 18,281,763,840 1 Khối l•ợng bê tông m3 1650 8,000,000 13,200,000,000 2 Bêtông át phan mặt cầu m3 385 1,300,000 500,500,000 3 Bêtông lan can m3 111.47 800,000 89,176,000 4 Cốt thép lan can kg 16.72 8,500,000 142,120,000 5 Gối dầm Bộ 30 140,000,000 4,200,000,000 6 Khe co giãn loại 5cm m 21 2,000,000 42,000,000 7 Lớp phòng n•ớc m2 5.504 85,000 467,840 8 ống thoát n•ớc ống 90 150,000 13,500,000 9 Đèn chiếu sáng Cột 16 8,500,000 136,000,000 II Kết cấu phần d•ới đ 6,035,464,800 1 Bêtông mố m3 510.78 800,000 408,624,000 2 Bêtông trụ m3 1074.45 1,000,000 1,074,450,000 3 Cốt thép mố T 40.86 8,000,000 326,880,000 4 Cốt thép trụ T 121.20 8,000,000 969,600,000 5 Cọc khoan nhồi D = 1.0m m 900 3,000,000 2,700,000,000 6 Công trình phụ trợ % 20 (1+2+3+4) 555,910,800 III Đ•ờng hai đầu cầu 130,272,000 1 Đắp đất m3 877.4 30,000 26,322,000 2 Móng + mặt đ•ờng m2 693 150,000 103,950,000 AII Giá trị xây lắp khác % 15 AI 3,667,125,096 B Chi phí khác % 10 A 2,811,462,574 C Tr•ợt giá % 3 A 843,438,772 D Dự phòng % 5 A+B 1,546,304,416 Ch•ơng V Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 42 - So sánh và lựa chọn ph•ơng án 5.1. Ph•ơng án cầu liên tục +nhịp dẫn  Ưu điểm + Dáng cầu đẹp, phù hợp với cảnh quan kiến trúc thành phố. + V•ợt đ•ợc nhịp lớn. + Không cần mặt bằng thi công rộng do đúc hẫng tại chỗ + Kết cấu hiện đại, có ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật, phù hợp với công nghệ thi công hiện nay cũng nh• phù hợp với xu thế phát triển của ngành cầu, đảm bảo giao thông thuỷ tốt, mặt bằng cầu thông thoáng. + Khắc phục đ•ợc các nh•ợc điểm của cầu thép. Cầu BTCT bảo d•ỡng ít hơn rất nhiều so với cầu thép. + Mặt bằng cầu thông thoáng. + ít khe biến dạng, đ•ờng xe chạy là đ•ờng cong trơn nên xe chạy êm thuận. + Tận dụng vật liệu địa ph•ơng  Nh•ợc điểm + Kết cấu là hệ siêu tĩnh nên xuất hiện ứng xuất phụ do lún không đều,do nhiệt độ,từ biến. + Thời gian thi công lâu. + Dùng vật liệu bêtông nên trọng l•ợng bản thân lớn + Thi công phức tạp. + Phải nhập ngoại một số cấu kiện đặc chủng: Cáp ƯST, gối cầu. + Tốn kém và t•ơng đối phức tạp khi chuẩn bị hệ đà giáo đúc đoạn sát trụ 5.2. Ph•ơng án cầu dầm đơn giản Ưu điểm - Đạt đ•ợc các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, chịu tải trọng trùng phùng tốt hơn cầu bê tông th•ờng. - Dáng đẹp, thanh thoát. Phù hợp với điều kiện, năng lực, thiết bị thi công của n•ớc ta hiện nay.Tận dụng đ•ợc nguồn vật liệu địa ph•ơng b.Nh•ợc điểm -Trọng l•ợng bản thân t•ơng đối nặng, nên khi vận chuyển lao lắp cần phải có thiết bị chuyên dụng hiện đại -Phải nhập ngoại một số thiết bị đặc chủng: Cáp dự ứng lực, leo cáp, thiết bị căng kéo cốt thép. Xe chạy không êm thuận vì phải lắp nhiều khe co giãn 5.3. Lựa chọn ph•ơng án và kiến nghị Qua so sánh, phân tích •u, nh•ợc điểm, chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các ph•ơng án. Xét năng lực, trình độ công nghệ, khả năng vật t• thiết bị của các đơn vị xây lắp trong n•ớc, nhằm nâng cao trình độ, tiếp cận với công nghệ thiết kế và thi công tiên tiến, đáp ứng cả hiện tại và t•ơng lai Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 43 - phát triển của khu kinh tế.Cảnh quan kiến trúc xung quanh.Nhận thấy ph•ơng án 1 là hợp lý.Cầu thi công theo công nghệ đúc hẫng cân bằng là công nghệ khá phổ biến hiện nay.Do đó có thể tận dụng tốt kinh nghiệm của các nhà thầu trong n•ớc. Kiến nghị: Xây dựng cầu A theo ph•ơng án 1 Cầu liên tục 3 nhịp liên tục+nhịp dẫn : 32+52+74+52+33 m có tíêt diện với chiều cao thay đổi.Tổng chiều dài toàn cầu là 259.8 m. Vị trí xây dựng Lý trình: Km 0+00 đến Km 0+270 Quy mô và tiêu chuẩn Cầu vĩnh cửu bằng BTCT ƯST và BTCT th•ờng Khổ thông thuyền ứng với sông cấp IV là: B = 40m, H = 6m Khổ cầu: B= 9 + 2x1m Tải trọng: xe HL93 và ng•ời 300 kg/cm2 Tần suất lũ thiết kế: P=1% Quy phạm thiết kế: Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN-272.05 của Bộ GTVT Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 44 - Phần II Thiết kế kỹ thuật ****************** Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 45 - Giới thiệu chung về ph•ơng án thiết kế Sơ đồ kết cấu: 33+52+74+52+33 m. Tổng chiều dài cầu tính đến đuôi 2 mố là 259.8 m Chiều cao dầm chính: - Tại vị trí đỉnh trụ H = 4.5 m - Tại vị trí giữa nhịp h = 2.2 m - Phần đáy dầm có dạng đ•ờng cong parabol: y = hx L hH 2 2 )( với L là chiều dài cánh hẫng cong * Tiết diện ngang của dầm hộp: - Dầm liên tục có mặt cắt ngang là một hộp đơn thành nghiêng so với ph•ơng thẳng đứng một góc 10o, tiết diện dầm thay đổi trên chiều dài nhịp - Chiều dày bản mặt cầu ở cuối cánh vút: 25 cm - Chiều dày bản mặt cầu ở đầu cánh vút: 50 cm - Chiều dày bản mặt cầu tại vị trí giữa nhịp: 25 cm, có đoạn vát về s•ờn 150 cm *Phần nhịp dẫn dùng kết cấu nhịp dầm dài 33 m. Mặt cắt ngang gồm có 5 dầm, khoảng cách giữa các dầm là 2,4m, chiều cao dầm 1,65m. Cấu tạo mặt cầu: - Mặt cầu đ•ợc thiết kế theo đ•ờng cong bán kính 4000m - Độ dốc ngang cầu là 2% về hai phía - Lớp phủ mặt cầu gồm 4 lớp: + Bê tông asphan 5 cm + Lớp bảo vệ (bê tông l•ới thép)3 cm + Lớp phòng n•ớc 2cm +Lớp đệm tạo dốc 2 cm Cấu tạo trụ: - Thân trụ rộng 2-1.6 m theo ph•ơng dọc cầu và 7-7.6 m theo ph•ơng ngang cầu và đ•ợc vuốt tròn theo đ•ờng tròn bán kính R = 1-0.8 m. - Bệ móng cao 2m, rộng 8.0-6.0 m theo ph•ơng ngang cầu, 11m theo ph•ơng dọc cầu và đặt d•ới lớp đất phủ - Dùng cọc khoan nhồi D100cm, mũi cọc đặt vào lớp cát kết, chiều dài cọc là 30 m Cấu tạo mố: Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : Th.S bùi ngọc dung Thiết Kế Kỹ Thuật SVTH : đỗ văn ruẫn Lớp cđ1001 MSV : 1004 - 46 - - Dạng mố có t•ờng cánh ng•ợc bê tông cốt thép - Bệ móng mố dày 2m, rộng 6m, dài 12m đ•ợc đặt d•ới lớp đất phủ - Dùng cọc khoan nhồi D100cm, mũi cọc đặt vào lớp cát kết, chiều dài cọc là 25 m ._.ớp phủ mặt cầu - Lắp hệ thống chiếu sáng,hệ thống biển báo. - Thu dọn công tr•ờng,và đ•a vào sử dụng. iii. Thi công móng. Móng cọc khoan nhồi đường kính cọc 1 m, tựa trên nền sét pha. Toàn cầu có 2 mố (M0, M0’) và 4 trụ ( T1, T2, T3, T4). Các thông số móng cọc M0 T1 T2 T3 T4 M0’ Số l•ợng cọc trong móng ( cọc) 6 8 12 12 8 6 Đ•ờng kính thân cọc(m) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 Chiều cao bệ cọc (m) 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 54 Cao độ đỉnh bệ cọc(m) 73.2 69.9 68 68 69.9 73.2 Cao độ đáy bệ cọc(m) 71.2 67.9 66 66 67.9 71.2 Cao độ mũi cọc dự kiếm (m) 46.22 37.9 36 36 37.9 46.2 Chiều dài cọc dự kiến (m) 25 30 30 30 30 25 Cự li cọc theo ph•ơng dọc cầu (m) 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 Cự li cọc theo ph•ơng ngang cầu (m) 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 III.1. Công tác chuẩn bị Cần chuẩn bị đầy đủ vật t•, trang thiết bị phục vụ thi công. Quá trình thi công móng liên quan nhiều đến điều kiện địa chất, thuỷ văn, thi công phức tạp và hàm chứa nhiều rủi ro. Vì thế đòi hỏi công tác chuẩn bị kỹ l•ỡng và nhiều giải pháp ứng phó kịp thời và các tình huống có thể xảy ra. Công tác chuẩn bị cho thi công bao gồm một số nội dung chính sau: Kiểm tra vị trí lỗ khoan, các mốc cao độ. Nếu cần thiết có thể đặt lại các mốc cao độ ở vị trí mới không bị ảnh h•ởng bởi quá trình thi công cọc. Chuẩn bị ống vách, cốt thép lồng cọc nh• thiết kế. Chuẩn bị ống đổ bê tông d•ới n•ớc. Thiết kế cấp phối bê tông, thí nghiệm cấp phối bê tông theo thiết kế, điều chỉnh cấp phối cho phù hợp với c•ờng độ và điều kiện đổ bê tông d•ới n•ớc. Dự kiến khả năng và ph•ơng pháp cung cấp bê tông t•ơi liên tục cho thi công đổ bê tông d•ới n•ớc. Chuẩn bị các lỗ chừa sẵn tạo điều kiện thuận lợi cho việc kiểm tra chất l•ợng cọc khoan sau này. III.2 Công tác khoan tạo lỗ III.2.1 Xác định vị trí lỗ khoan Định vị cọc trên mặt bằng cần dựa vầo các mốc đ•ờng chuẩn toạ độ đ•ợc xác định tại hiện tr•ờng. Sai số cho phép của lỗ cọc không đ•ợc v•ợt quá các giá trị sau: Sai số đ•ờng kính cọc: 5% Sai số độ thẳng đứng : 1% Sai số về vị trí cọc: 10cm Sai số về độ sâu của lỗ khoan : ±10cm III.2.2 Yêu cầu về gia công chế tạo lắp dựng ống vách ống vách phải đ•ợc chế tạo nh• thiết kế. Bề dày ống vách sai số không quá 0.5mm so với thiết kế. ống vách phải đảm bảo kín n•ớc ,đủ độ cứng.Tr•ớc khi hạ ống vách cần phải kiểm tra nghiệm thu chế tạo ống vách. Khi lắp dựng ống vách cần phải có giá định h•ớng hoặc máy kinh vĩ để đảm bảo đúng vị trí và độ nghiêng lệch. ống vách có thể đ•ợc hạ bằng ph•ơng pháp đóng, ép rung hay kết hợp với đào đất trong lòng ống. III.2.3 Khoan tạo lỗ Máy khoan cần đ•ợc kê chắc chắn đảm bảo không bị nghiêng hay di chuyển trong quá trình khoan. Cho máy khoan quay thử không tải nếu máy khoan bị xê dịch hay lún phải tìm nguyên nhân xử lí kịp thời. Nếu cao độ n•ớc sông thay đổi cần phải có biện pháp ổn định chiều cao cột n•ớc trong lỗ khoan. Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 55 Khi kéo gầu lên khỏi lỗ phải kéo từ từ cân bằng ổn định không đ•ợc va vào ống vách. Phải khống chế tốc độ khoan thích hợp với địa tầng, trong đát sét khoan với tốc độ trung bình, trong đất cát sỏi khoan với tốc độ chậm. Khi chân ống vách chạm mặt đá dùng gầu lấy hết đất trong lỗ khoan, nếu gặp đá mồ côi hay mặt đá không bằng phẳng phải đổ đất sét kẹp đá nhỏ đầm cho bằng phẳng hoặc cho đổ một lớp bê tông d•ới n•ớc cốt liệu bằng đá dăm để tạo mặt phẳng cho búa đập hoạt động. Lúc đầu kéo búa với chiều cao nhỏ để hình thành lỗ ổn định, tròn thẳnh đứng, sau đó có thể khoan bình th•ờng. Nếu sử dụng dung dịch sét giữ thành phải phù hợp với các qui định sau : Độ nhớt của dung dịch sét phải phù hợp với điều kiện địa chất công trình và ph•ơng pháp sử dụng dung dịch.Bề mặt dung dịch sét trong lỗ cọc phải cao hơn mực n•ớc ngầm 1,0m trở lên. Khi có mực n•ớc ngầm thay đổi thì mặt dung dịch sét phải cao hơn mực n•ớc ngầm cao nhất là 1,5m. Trong khi đổ bê tông , khối l•ợng riêng của dung dịch sét trong khoảng 50 cm kể từ đáy lỗ <1,25T/m3, hàm l•ợng cát <=6%, độ nhớt <=28 giây. Cần phải đảm bảo chất l•ợng dung dịch sét theo độ sâu của từng lớp đất đá, đảm bảo sự ổn định thành lỗ cho đến khi kết thúc việc đổ bê tông. III.2.4 Rửa lỗ khoan Khi đã khoan đến độ sâu thiết kế tiến hành rửa lỗ khoan, có thể dùng máy bơm chuyên dụng hút mùn khoan từ đáy lỗ khoan lên . Cũng có thể dùng máy nén khí để đ•a mùn khoan lên cho đến khi bơm ra n•ớc trong và sạch. Chọn loại máy bơm, quy cách đầu xói phụ thuộc vào chiều sâu và vật liệu cần xói hút. Nghiêm cấm việc dùng ph•ơng pháp khoan sâu thêm thay cho công tác rửa lỗ khoan. III.2.5 Công tác đổ bê tông cọc Đổ bê tông cọc theo ph•ơng pháp ổng rút thẳng đứng. Một số yêu cầu của công tác đổ bê tông cọc: + Bê tông phải đ•ợc trộn bằng máy. Khi chuyển đến công tr•ờng phải đ•ợc kiểm tra độ sụt và độ đồng nhất. Nếu dùng máy bơm bê tông thì bơm trực tiếp bê tông vào phễu của ống dẫn. + Đầu d•ới của ống dẫn bê tông cách đáy lỗ khoan khoảng 20-30 cm. ống dẫn bê tông phải đảm bảo kín khít. + Độ ngập sâu của ống dẫn trong bê tông không đ•ợc nhỏ hơn 1,2m và không đ•ợc lớn hơn 6m. + Phải đổ bê tông liên tục, rút ngắn thời gian tháo ông dẫn, ống vách để giảm thời gian đổ bê tông . + Khi ống dẫn chứa đầy bê tông phải đổ từ từ tránh tạo thành các túi khí trong ống dẫn. + Thời gian ninh kết ban đầu của bêtong không đ•ợc sớm hơn toàn bộ thời gian đúc cọc khoan nhồi. Nếu cọc dài , khối l•ợng bê tông lớn có thể cho thêm chất phụ gia chậm ninh kết. + Đ•ờng kính lớn nhất của đá dùng để đổ bê tông không đ•ợc lớn hơn khe hở giữa hai thanh cốt thép chủ gần nhau của lồng thép cọc. III.2.6 Kiểm tra chât l•ợng cọc khoan nhôi Kiểm tra bê tông phải đ•ợc thực hiện trong suốt quá trình của dây chuyền đổ bê tông d•ới n•ớc. Các mẫu bê tông phải đ•ợc lấy từ phễu chứa ống dẫn để kiểm tra độ linh động, độ nhớt và đúc mẫu kiểm tra c•ờng độ. + Trong quá trình đổ bê tông cần kiểm tra và ghi nhật ký thi công các số liệu sau : + Tốc độ đổ bê tông + Độ cắm sâu của ống dẫn vào vữa bê tông . + Mức vữa bê tông dâng lên trong hố khoan. III.3 Thi công vòng vây cọc ván thép Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 56 Trình tự thi công cọc ván thép: + Đóng cọc định vị + Liên kết thanh nẹp với cọc định vị thành khung vây. + Xỏ cọc ván từ các góc về giữa. + Tiến hành đóng cọc ván đến độ chôn sâu theo thiết kế. Th•ờng xuyên kiểm tra để có biện pháp xử lí kịp thời khi cọc ván bị nghiêng lệch. III.4 Công tác đào đất bằng xói hút Các lớp đất phía trên mặt đều là dạng cát, sét á cát nên thích hợp dùng ph•ơng pháp xói hút để đào đất nơi ngập n•ớc. Tiến hành đào đất bằng máy xói hút. Máy xói hút đặt trên hệ phao chở nổi. Khi xói đến độ sâu cách cao độ thiết kế 20-30cm thì dừng lại, sau khi bơm hút n•ớc tiến hành đào thủ công đến cao độ đáy móng để tránh phá vỡ kết cấu phía d•ới. Sau đó san phẳng, đầm chặt đổ bê tông bịt đáy. III.5 Đổ bê tông bịt đáy III.5.1 Trình tự thi công: Chuẩn bị ( vật liệu, thiết bị...) Bơm bêtông vào thùng chứa. Cắt nút hãm Nhấc ống đổ lên phía trên Khi nút hãm xuống tới đáy, nhấc ống đổ lên để nút hãm bị đẩy ra và nổi lên. Bê tông phủ kín đáy. Đổ liên tục. Kéo ống lên theo ph•ơng thẳng đứng, chỉ đ•ợc di chuyển theo chiều đứng. Đến khi bê tông đạt 50% c•ờng độ thì bơm hút n•ớc và thi công các phần khác. III.5.2 Nguyên tắc và yêu cầu khi đổ bê tông: Nguyên tắc và yêu cầu khi đổ bê tông bịt đáy. Bêtông t•ơi trong phễu tụt xuống liên tục, không đứt đoạn trong hố móng ngập n•ớc d•ới tác dụng của áp lực do trọng l•ợng bản thân. ống chỉ di chuyển theo chiều thẳng đứng, miệng ống đổ luôn ngập trong bê tông tối thiểu 0.8m. Bán kính tác dụng của ống đổ R=3.5m Đảm bảo theo ph•ơng ngang không sinh ra vữa bê tông quá thừa và toàn bộ diện tích đáy hố móng đ•ợc phủ kín bêtông theo yêu cầu. Nút hãm: khít vào ống đổ, dễ xuống và phải nổi. Bêtông: + Có mác th•ờng cao hơn thiết kế một cấp + Có độ sụt cao: 16 - 20cm. + Cốt liệu th•ờng bằng sỏi cuội. Đổ liên tục, càng nhanh càng tốt. Trong quá trình đổ phải đo đạc, ki III.5.3 Tính toán chiều dày lớp bê tông bịt đáy a) Các số liệu tính toán: Xác định kích th•ớc đáy hố móng. Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 57 Ta có : L= 11 + 2 = 13 m B = 8 + 2 = 10 m Gọi hb là chiều dày lớp bê tông bịt đáy t là chiều sâu chôn cọc ván ( t 2m ) Xác định kích th•ớc vòng vây cọc ván ta lấy rộng về mỗi phía của bệ cọc là 1 m. Cọc ván sử dụng là cọc ván thép . - Cao độ đỉnh trụ: 77.5 m - Cao độ đáy trụ: 68 m - Cao độ đáy đài: 66 m -Cao độ mực n•ớc thi công: 73 m - Cao độ đáy sông: 70.4 m - Chiều rộng bệ trụ : 8 m - Chiều dài bệ trụ : 11 m - Chiều rộng móng 10 m - Chiều dài móng 13 m b) Tính toán chiều dày lớp bê tông bịt đáy b.1 Điều kiện tính toán Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 58 0, 5m 0, 5m H hb t H hb t mntc áp lực đẩy nổi của n•ớc phải nhỏ hơn ma sát giữa bê tông và cọc + trọng l•ợng của lớp bê tông bịt đáy. )..(......... 2211 bnbbbb hHmhukhuhn xhb m mukun H nb n 1 ...... .. 2211 Trong đó : H : Chiều cao tính từ mặt n•ớc thi công đến đáy bệ móng. H=5.5 m hb : Chiều dầy lớp bê tông bịt đáy m = 0,9 hệ số điều kiện làm việc. n = 0,9 hệ số v•ợt tải. b : Trọng l•ợng riêng của bê tông bịt đáy b = 2,4T/m2. n : Trọng l•ợng riêng của n•ớc n =1 T/m2. u2: Chu vi cọc = 3,14 1.0 = 3.14 m 2 : Lực ma sát giữa bê tông bịt đáy và cọc . 2 = 4T/m 2. k: Số cọc trong móng k =12 (cọc) : Diện tích hố móng. ( Mở rộng thêm 1m ra hai bên thành để thuận lợi cho thi công). = 13 10 = 130 m2 . 1 : Lực ma sát giữa cọc ván với lớp bê tông 1 = 3T/m 2. u1: Chu vi t•ờng cọc ván =(13+10) 2 = 46 m xhb 11309,0)414,3123464,21309,0( 1305,51 xxxxxxx xx 1.875 m> 1 m Vậy ta chọn hb=1.88 m b.2 Kiểm tra c•ờng độ lớp bê tông bịt đáy: Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 59 Xác định hb theo điều kiện lớp bê tông chịu uốn. Ta cắt ra 1 dải có bề rộng là 1m theo chiều ngang của hố móng để kiểm tra. Lớp bê tông bịt đáy đ•ợc xem nh• 1 dầm đơn giản kê trên 2 mép của t•ờng vây cọc ván. - Nhịp dầm l=10 m Sử dụng bê tông mác 200 có Ru = 65 T/m 2. Tải trọng tác dụng vào dầm là q (t/m) q = qn – qbt = n.(H+hb ) – hb. bt q = 1.(5.5 + hb) - 2,4.hb = 5.5 - 1,4.hb + Mô men lớn nhất tại tiết diện giữa nhịp là : Mmax = b b h hlq .5.1775.68 8 10)..4,15,5( 8 . 22 + Mômen chống uốn : W = 66 .1 6 . 222 bb hhhb + Kiểm tra ứng suất : max = 65 )5.1775.68.(6 2 max b b h h W M T/m2 Ta có ph•ơng trình bậc hai: 05.412105.65 2 bb hh Giải ra ta có: hb = 1,837 m > 1m Vậy chọn chiều dày lớp bê tông bịt đáy hb = 1,88 m làm số liệu tính toán. III.5.4 Tính toán cọc ván thép: a) Tính độ chôn sâu của cọc ván thép Sơ đồ : Eb aE 70.4 MNTC = 72 A 5 .5 1. 88 66.5 O h= 5. 78 h= 1. 6 2 3 64.62 t h 1 Khi đào đất theo ph•ơng pháp xói hút nên mực n•ớc trong và ngoài vòng vây cọc ván là nh• nhau, do đó áp lực n•ớc hai bên bằng nhau. Các thông số của đất: -Trọng l•ợng riêng của đất: gd = 2. 6 T/m3 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 60 - Góc ma sát: =300 -áp lực chủ động của đất: Ea = 0.5 dn h1 2. a =0.5x1.6x(5.78+t)2x1/3=0.8/3x(5.78+t)2 - dn : Dung trọng đẩy nổi của đất. dn = d - n =1.6 T/m3 - a : Hệ số áp lực chủ động. )2/45(2tga 1/3 -áp lực bị động của đất: Eb = 0.5 dn t2. b =0.5x1.6x3x t2=2.4 t2 3)2/45(2tgb b :Hệ số áp lực áp lực bị động. -Lấy mô men cân bằng tại điểm A ta đơợc: MA = Ea[ 3 2 (t+h2)+h3 ] - Eb( 3 2 t+ h2+h3) =0 0.8/3x(5.78+t)2x[ 3 2 (t+5.78)+1.6]- 2.4 t2x( 3 2 t+5.78+1.6) =0 Rút gọn ta đ•ợc phơơng trình bậc 3 của t có dạng: 5.333 t3 +54.861 t2 -22.272 t - 128.723= 0 Giải ph•ơơng trình ta đơ•ợc: t =1.61m. Chọn t = 1.80 m Vậy chiều dài cọc ván là :L =1.8+1.88+5.5+0.5=9.68 m=> chọn L=10 m b) tính toán c•ờng độ cọc ván : Thời điểm tính là sau khi đã đổ bê tông bịt đáy và hút hết n•ớc trong hố móng. Lúc này ta tính cọc ván coi nh• 1 dầm đơn giản kê trên 2 gối O, A, tải trọng tác dụng nh• hình vẽ, tính cho 1m chiều rộng (vị trí của điểm O nằm cách mặt trên lớp bê tông bịt đáy 0,5m về phía d•ới) Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 61 Ta có: -áp lực ngang của n•ớc : Pn = n. l = 1x6.0= 6 (t/m) -áp lực đất chủ động : qd = dn l1 a =1.6x6x1/3=3.2(t/m) Tại một vị trí X nào đó, mômen đạt giá trị max. Ta đi tìm vị trí X Qui đổi qn và qd ta đ•ợc q=8.3466 T/m Mômen tại O : M0 = RA6 - 3.2 6.6.q => RA = 8.3466 T Mômen tại A : M0 = R06 - 3.2 6.2.6.q => R0 = 16.6932 T Lấy mômen tại X : Mmax=R0.x- 6 6 x .x. 2 x .q - 3 2x (q - 6 6 x .q)=0.2318x 3-4.1733 x2+16.6932 x (1) Tại X mômen lớn nhất, đạo hàm mômen bằng 0 0 dx Md X 0.6854 x2-8.3466 x+16.6932=0 Giải ph•ơng trình trên ta có: x = 2.52 và x = 9.65(loại) Chọn x = 2.52 làm trị số để tính, thay vào (1) ta có: MMax=19.27Tm Từ điều kiện maxMW Trong đó: - [ ] là ứng suất cho phép của thép cọc ván: [ ]=1900 kg/cm2 q =3.2 2 1 q =6 L1=6.0 L=4.4 o A Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 62 W ≥ 1900 19.27x105 =1014.21 cm 3 Ta chọn cọc ván hình máng do SNG sản xuất có : W > 1014.21 cm 3 Tra bảng chọn cọc ván số hiệu là : PZ 40 74 5160° 400 86. 5 III.6. Bơm hút n•ớc. Do có cọc ván thép và bê tông bịt đáy nên n•ớc không thấm vào hố móng trong quá trình thi công, chỉ cần bố trí máy bơm để hút hết n•ớc còn lại trong hố móng. Dùng hai máy bơm loại C203 hút n•ớc từ các giếng tụ tạo sự khô ráo cho bề mặt hố móng. III.7. Thi công đài cọc. Tr•ớc khi thi công đài cọc cần thực hiện một công việc có tính bắt buộc đó là nghiệm thu cọc, xem xét các nhật ký chế tạo cọc, nghiệm thu vị trí cọc, chất l•ợng bê tông và cốt thép của cọc. Tiến hành đập đầu cọc. Dọn dẹp vệ sinh hố móng. Lắp dựng ván khuôn và bố trí các l•ới cốt thép. Tiến hành đổ bê tông bằng ống đổ. Bảo dưỡng bê tông khi đủ f’C thì tháo dỡ ván khuôn iv. Thi công trụ Các kích th•ớc cơ bản của trụ và đài nh• sau: Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 63 iv.1 Yêu cầu khi thi công Theo thiết kế kỹ thuật trụ thiết kế là trụ đặc bê tông toàn khối, do đó công tác chủ yếu của thi công trụ là công tác bê tông cốt thép và ván khuôn. Để thuận tiện cho việc lắp dựng ván khuôn ta dự kiến sử dụng ván khuôn lắp ghép. Ván khuôn đ•ợc chế tạo từng khối nhỏ trong nhà máy đ•ợc vận chuyển ra vị trí thi công, tiến hành lắp dựng thành ván khuôn. Công tác bê tông đ•ợc thực hiện bởi máy trộn C284-A công suất 40 m3/h, sử dụng đầm dùi bê tông bán kính tác dụng R = 0.75m. IV.2 Trình tự thi công nh• sau: Chuyển các khối ván khuôn ra vị trí trụ,lắp dựng ván khuôn theo thiết kế. Đổ bê tông vào ống đổ, tr•ớc khi đổ bê tông phải kiểm tra ván khuôn lại một lần nữa, bôi dầu lên thành ván khuôn tránh hiện t•ợng dính kết bê tông vào thành ván khuôn sau này. Đổ bê tông thành từng lớp dầy 40cm, đầm ở vị trí cách nhau không quá 1.75R, thời gian đầm là 50 giây một vị trí, khi thấy n•ớc ximăng nổi lên là đ•ợc.Yêu cầu khi đầm phải cắm sâu vào lớp cũ 4 - 5cm, đổ đầm liên tục trong thời gian lớn hơn 4h phải đảm bảo độ toàn khối cho bê tông tránh hiện t•ợng phân tầng. Bảo d•ỡng bê tông :Sau 12h từ khi đổ bê tông có thể t•ới n•ớc, nếu trời mát t•ới 3-4 lần/ngày, nếu trời nóng có thể t•ới nhiều hơn. Khi thi công nếu gặp trời m•a thì phải có biện pháp che chắn. Khi cường độ đạt 55%f’c cho phép tháo dỡ ván khuôn. Quá trình tháo dỡ ngược với quá trình lắp dựng. IV.3 tính ván khuôn trụ: IV.3.1 Tính ván khuôn đài trụ. Đài có kích th•ớc a b h = 11 8 2 (m). 50 100 120 2x300 100 200 140 100 100 1100 100 800 500 140 140 1100 300.0 50 100 200 100 200 100 200 100 50 140 300 300 300 950 950 260 260 200 500 200 100 100 300 200 300 50 ỉ 100 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 64 áp lực tác dụng lên ván khuôn gồm có: + áp lực bê tông t•ơi. + Lực xung kích của đầm. Chọn máy trộn bê tông loại C284-A có công suất đổ 40m3/h. Và đầm dùi có bán kính tác dụng là 0,75m. Diện tích đài: 11 8 = 88m2. Sau 4h bê tông đó lên cao đ•ợc: )(75.0)(82.1 88 4404 mm F Q h áp lực ngang tác dụng lên ván khuôn là: + Lực xung kích do đầm bê tông: h > 0,75 m nên q 2 = .R 23 /18001075.04.2 mKg + áp lực ngang do đầm bêtông bêtông q1 = 0,4(T/m 2) n = 1.3 Biểu đồ áp lực thay đổi theo chiều cao đài nh•ng để đơn giản hóa tính toán và thi công ta coi áp lực phân bố đều: qtc= )/(1.1829 82.1 82.140007.11800 2 75.01800 2mkg qtt =1.3 1829.1=2377.83 kg/m2 Chọn ván khuôn nh• sau: 1 150 150 50 2 3 Ván Nẹp ngang Nẹp đứng 1 2 3 3x20 12x14 12x14 Thanh căng D=16mm ván khuôn bệ trụ IV.3.1.1 Tính ván đứng: Tính toán với 1m bề rộng của ván Sơ đồ tính toán: 750 1070 1820 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 65 Mômen uốn lớn nhất: Mmax= 10 5.0 2377.83 10 22ql 59.45 kg.m Chọn ván gỗ loại : rộng 20 cm ; dày = 3 (cm) Ru = 130 (kg/cm 2) Kiểm tra theo điều kiện nén uốn của ván : uR W Mmax Với 6 03.01 6 22b W =0,00015 (m3) => = 00015.0 59.45 = 396333.3 (kg/m2) =39.63 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm 2) => Thoả mãn điều kiện chịu lực Kiểm tra độ võng : f = 250127 4 l EJ lqtc Trong đó : - E : môđun đàn hồi của gỗ Edh= 100000 (kg/cm 2) - l : chiều dài nhịp tính toán l = 50 cm - J : mômen quán tính 1m rộng ván khuôn 12 03.01 12 33b J = 2.25x10-6 (m4) = 225 (cm4) - qtc là tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q3=18.291 (kg/cm) => f = 22510127 5018.291 5 4 =0.04 cm < 250 50 = 0.2 cm =>Vậy đảm bảo yêu cầu về độ võng. IV.3.1.2 Tính nẹp ngang. Nẹp ngang đ•ợc tính toán nh• 1 dầm liên tục kê trên các gối là các thanh nẹp đứng. Tải trọng tác dụng lên ván đứng rồi truyền sang nẹp ngang. Với khoảng cách nẹp ngang lớn nhất là 1.5m ta quy đổi tải trọng từ ván đứng sang nẹp ngang. qnẹp ngang = qván đứng 0.5 =2377.83 0.5 = 1188.82 kg/m. Sơ đồ tính: Mômen lớn nhất trong nẹp ngang: Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 66 kgm ql M 51.267 10 5.1 1188.82 10 22 max Chọn nẹp ngang kích th•ớc (12 14cm) 3 22 392 6 1412 6 . cm h W Kiểm tra ứng suất: 22 /130/24.68 392 26751 cmkgcmkg W M Duyệt độ võng: JE lq f ..128 . 42 4 33 2744 12 1412 12 . cm hb J mkGlqq tcvvong /55.9145.0 1829.1. 1 =9.1455 Kg/cm cmcm JE lq f 375,0 400 15 13,0 2744100000128 150455.9 ..128 . 442 Kết luận: nẹp ngang đủ khả năng chịu lực IV.3.1.3 Tính nẹp đứng: Nẹp đứng đ•ợc tính toán nh• 1 dầm đơn giản kê trên 2 gối, chịu lực tập trung đặt ở giữa nhịp do tải trọng từ nẹp ngang truyền xuống Ptt= 23.17835.1 1188.82 q 2ngang nep l (kg) Sơ đồ tính toán: P 50 50 14 12 Mômen Kgm lP M 21.297 6 0.123.1783 6 . max Chọn nẹp đứng kích th•ớc (12 14) cm. 2 22 392 6 1412 6 cm h W Kiểm tra ứng suất: 2/13082.75 392 29721 cmkg W M Duyệt độ võng: JE lq f ..48 . 3 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 67 4 33 2744 12 1412 12 . cm hb J mkGlqq tcnvong /825.13715.155.914. 2 =13.71825 Kg/cm cmcm JE lq f 25,0 400 1 00104,0 274410000048 100 13.71825 ..48 . 33 Kết luận: nẹp đứng đủ khả năng chịu lực IV.3.1.4 Tính thanh căng:s Tải tác dụng: p = 2377.83Kg/m. Khoảng cách thang căng: c = 1.5 m Lực tác dụng trong thanh căng: S = p.c = 2377.83x1.5=3566.745 kg. Dùng thăng căng là thép CT3 có R = 1900kg/cm2. Diện tích yêu cầu 2877.1 1900 3566.745 cm R S F Dùng thanh căng 16 có F = 2.01 cm2 IV.3.2 Tính ván khuôn thân trụ Ván khuôn trụ chia làm 2 loại: - Ván khuôn thẳng (VK1) - Ván khuôn đầu tròn (VK2) IV.3.2.1 Ván khuôn thẳng (VK1) Tính toán tải trọng tác dụng lên ván khuôn Diện tích mặt cắt trụ: 22 14.13114.325 mxxF Dùng máy trộn C302 công suất 15m3/h và đầm dùi có bán kính ảnh h•ởng R=0,75m. Chiều cao bê tông đổ trong 4h. )(56.4 14.13 1544 m F Q h + áp lực bê tông t•ơi h 0,75. 23 1 /18001075.04.2 mkgq + áp lực ngang do đầm bêtông bêtông q1 = 0,4(T/m 2) n = 1.3 Biểu đồ áp lực thay đổi theo chiều cao trụ nh•ng để đơn giản hóa tính toán và thi công ta coi áp lực phân bố đều: 750 3810 4560 Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 68 qtc= )/(97.2051 56.4 56.440081.31800 2 75.01800 2mkg qtt =1.3 2051.97=2667.56 kg/m2 Chọn ván khuôn nh• sau: 2 3 Ván Nẹp ngang Nẹp đứng 1 2 33x20 12x12 14x14 Thanh căng D=16mm ván khuôn thân trụ 140 140 50 1 a. Tính ván đứng: Ván đứng chịu tải phân bố đều q = 2667.56 Kg/m có gối là các nẹp ngang khoảng cách l = 0.5m Sơ đồ tính toán: Mômen uốn lớn nhất trong ván. Kgm ql M 69.66 10 5.0 2667.56 10 22 max Chọn ván đứng có tiết diện là 20 3 cm - Mômen chống uốn: 6 03.01 6 22b W =0,00015 (m3) =0,00015.E+6 cm3 - Mô men quán tính: 12 03.01 12 33b J = 2.25x10-6 (m4) = 225 (cm4) - Kiểm tra c•ờng độ Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 69 => = 60,00015.E0 6669 = 44.46 (kg/cm2) < Ru = 130 (kg/cm 2) - Kiểm tra độ võng: cm EJ lq f tc 045.0 22510127 505197.20 127 5 44 - qtc là tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván khuôn q3=20.5197 (kg/cm) cm l f 125.0 400 50 400 ][ cmfcmf 125.0][045.0 b. Tính nẹp ngang: Lực tác dụng qnẹp ngang = 0.5qvđứng=0.5 2667.56 = 1333.78 Kg/m Sơ đồ tính toán: - Chọn nẹp ngang kích th•ớc 12 12 có 3 2 288 6 1212 cmW 4 33 1728 12 1212 12 . cm hb J - Mômen uốn trong nẹp lớn nhất là: kgcmKgm ql M 26142 261.42 10 4.1 1333.78 10 2 2 max - Kiểm tra ứng suất: 22 /130/77.90 288 26142 cmkgcmkg W M - Duyệt độ võng: JE lq f ..128 . 42 mkGlqq tcvvong /985.10255.0 2051.97. 1 =10.25985 Kg/cm cmcm JE lq f 35,0 400 14 178,0 1728100000128 140 10.25985 ..128 . 442 Kết luận: nẹp ngang đủ khả năng chịu lực c. Tính nẹp đứng: Nẹp đứng đ•ợc tính toán nh• 1 dầm đơn giản kê trên 2 gối, chịu lực tập trung đặt ở giữa nhịp do tải trọng từ nẹp ngang truyền xuống Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 70 qtt= 1867.294.1 1333.782lqnepngang (kg) Sơ đồ tính: Chọn nẹp đứng kích th•ớc 14 14 (cm). 3 2 3.457 6 1414 cmW - Mômen Kgm lP M 22.311 6 0.129.1867 6 . max =31122 kg.cm Kiểm tra ứng suất: 2/130055.68 3.457 31122 cmkg W M - Duyệt độ võng: JE lq f ..48 . 3 4 33 3.3201 12 1414 12 . cm hb J mkGlqq tcnvong /38.14364.1985.1025. 2 =14.3638 Kg/cm cmcm JE lq f 25,0 400 1 002565,0 3.320110000048 140 14.3638 ..48 . 33 Kết luận: nẹp đứng đủ khả năng chịu lực d. Tính thanh căng: S = P.C Với P = 2667.56 Kg/m và C = 1.4 m Có S =2667.56 x 1.4 =3734.584 Kg Diện tích thanh căng cần thiết là 29655.1 1900 3734.584 cm R S F Chọn thanh căng 16 có f = 2.01 cm2 IV.3.2.2 Tính toán gỗ vành l•ợc. áp lực phân bố của bê tông lên thành ván: pbt = 2.4 0.75=1.8(T/m 2) áp lực ngang do đầm bê tông: pđ = 0.4T/m 2 Tải trọng tổng hợp tính toán tác dụng lên ván: 43.15.03.1)4.08.1(5.03.1)( dtxv ppq (T/m2)=1430 Kg/m2 Lực xé ở đầu tròn: 2010 2 31430 2 Dq T tt v (Kg) Tính toán vành l•ợc chịu lực kéo T: Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 71 Kiểm tr a theo công thức: kR F T Trong đó: F: diện tích đã giảm yếu của tiết diện vành l•ợc Rk : c•ờng độ chịu kéo của gỗ vành l•ợc Rk = 100kg/cm 2 => F= b. 21.20 100 2010 cm R T k Từ đó chọn tiết diện gỗ vành l•ợc : cm4 ,b=12cm. Có F= 4 12=48cm2 v. Thi công kết cấu nhịp Ph•ơng pháp thi công: đúc hẫng cân bằng đối xứng. k0 k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8 6x350 trụ T2 hlhl trụ T1 k0k1k2k3k4k5k6k7k8 6x350 v.1 Nguyên lý của ph•ơng pháp thi công hẫng Thi công hẫng là thi công kết cấu nhịp từng đốt đối xứng qua các trụ. Các đốt dầm đ•ợc đúc theo sơ đồ mút thừa đối xứng qua trụ làm xong đốt nào căng cốt thép đốt đấy.Các đốt đúc trên dàn giáo di động đảm bảo tính toàn khối của kết cấu tốt.Việc căng cốt thép đ•ợc tiến hành rất sớm khi bê tông còn non nên dễ gây ra sự cố và ảnh h•ởng của từ biến co ngót khá lớn. Công nghệ thi công hẫng có •u điểm cơ bản là ít sử dụng dàn giáo, có thể thiết kế kết cấu nhịp có chiếu cao thay đổi với sơ đồ đa dạng, tiết diên có thể là hình hộp, chữ nhật... v.2 Tính toán ổn định cánh hẫng trong quá trình thi công Trong quá trình thi công đúc hẫng các khối đúc trên đỉnh trụ, tải trọng tác động lên 2 bên cánh hẫng không đ•ợc đặt đối xứng gây ra sự mất ổn định, kết cấu có xu h•ớng lập quanh tim trụ theo ph•ơng dọc cầu. Chính vì thế, yêu cầu phải đảm bảo giữ ổn định cánh hẫng, chống lật cánh hẫng trong suốt quá trình thi công d•ới các tổ hợp tải trọng bất lợi có thể xảy ra. Biện pháp thực hiện là neo tạm cánh hẫng vào thân trụ đã thi công bằng các PC bar, là thanh cốt thép c•ờng độ cao, đã đ•ợc đặt sẵn trong thân trụ. Cần phải tính toán các neo tạm này trên cơ sở cân bằng mômen tại 1 điểm do tất cả các lực tác dụng lên cánh hẫng. Điều kiện là tổng mômen giữ do thanh neo phải lớn hơn tổng mômen lật do tải trọng gây ra. Khi thi công đốt đúc K0 trên trụ, đồng thời thi công neo tạm cánh hẫng vào trụ. Các neo tạm đ•ợc cắt bỏ sau khi thi công hợp long. Tình huống tính toán ổn định cánh hẫng trong quá trình thi công là khi đúc đốt hẫng cuối cùng K8, xe đúc, ván khuôn, khối bê tông •ớt K8 của một bên cánh hẫng bị rơi. Các tải trọng đặt không cân bằng trên cánh hẫng. + Tải trọng xe đúc đặt 1 bên cánh hẫng P1=600KN. + Tải trọng do thiết bị P2=200KN đặt tại đầu cánh hẫng. + Tải trọng gió thốc 1 bên cánh hẫng bị rơi xe đúc, lấy trị số 0.6 KN/m2, với bề rộng cầu 12.0m tải trọng gió thốc phân bố trên mét dài cầu 7.2KN/m. Tất cả các tải trọng tác dụng thẳng đứng cân bằng lên 2 cánh hẫng trên trụ đ•ợc quy về lực đứng đi qua tâm trụ, các tải trọng thẳng đứng tác dụng lên 1 bên cánh hẫng đ•ợc quy về 1 lực đứng và mômen đặc tr•ng cho tải trọng lệch tâm. Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 72 Sơ đồ tính ổn định cánh hẫng trong quá trình thi công. Bảng các thành phần lực STT Các lực gây lật Kí hiệu Lực đứng Pz (KN) Cánh tay đòn x(m) Mômen Mx (KNm) 1 Tải trọng xe đúc 1 bên cánh hẫng P1 400 36 21600 2 Lực tập trung do thiết bị P2 200 36 7200 3 Tải trọng gió thốc 1 bên cánh hẫng P3 -259.2 -18 4665.6 Tổng 1059.2 33465.6 Mgây lật = Mngoại lực 33465.6 Tính toán mômen giữ ổn định MChống lật Sử dụng các thanh thép c•ờng độ cao với các đặc tr•ng nh• sau: + Đ•ờng kính thanh DƯL : 32 mm + Khối l•ợng danh định của thanh thép: 6.31 Kg/m +Diện tích mặt cắt danh định: 804.2m2 + C•ờng độ chịu kéo tính toán: 1035 Mpa + Giới hạn bền: 120Mpa + Độ dãn dài tối thiểu: 5% + Độ tự chùng tối đa: 1.5% Số thanh thép dự kiến ( tính cộng cho cả 2 phía ): nps = 24 Các phụ kiện kèm theo của thanh DƯL gồm có: + Bản đệm neo bằng thép kích th•ớc 150 150 32 mm + Bộ đai ốc phẳng, đai ốc hình cầu. + Cút nối thanh DƯL Khi sử dụng thanh thép DƯL cần l•u ý: + Không đựơc hàn thanh DƯL hoặc để chạm mát do hàn. + Không đ•ợc va chạm mạnh vào thanh có thể gây nứt hoặc vỡ ren + Bảo quản thanh, không để bị gỉ hoặc ăn mòn. + Chỉ thiết kế thanh DƯL chịu kéo Bố trí các thanh thép DƯL: k0 k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8 k0 k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8 P=400KN Xe đúc tải trọng gió = 0.6KN/m2=7.2KN/m tải trọng tập trung của thiết bị P= 200KN P=400KN sơ đồ bố trí tải trọng Xe đúc Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 73 A A Chi tiet "B" Chi tiet "A" I B B Chi tiet "C" I Chi ti?t "D" I I Thanh DUL ỉ32 Thanh DUL ỉ32 1S 1L MC A-A MC B-B Kiểm tra khả năng giữ ổn định cánh hẫng của thanh DƯL + Khả năng chống lật của 1 thanh DƯL đ•ợc xác định theo công thức sau: Mchống lật = P y Trong đó: P: khả năng chịu kéo của 1 thanh DƯL 32 )(832101035 4 032.014.3 4 3 22 KNf d P MC I-I Đồ án Tốt Nghiệp Thuyết Minh GVHD : TS B ÙI NGỌC DUNG THIếT Kế SƠ Bộ SVTH : Đỗ Văn Ruẫn CĐ 1001 MSV : 100489 74 y : khoảng cách từ trọng tâm các thanh thép phía bên trái trụ tới điểm lật bên phải y = 2 – 0.3 = 1.7 (m) + Khả năng chống lật : Mchống lật = 832 1.7 24 = 33945.6 (KN) > Mgâylật = 33465.6 (KN) => Đạt ._.