Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án được thể hiện đầy đủ chi tiết cách tính toán từ lan can, bản mặt cầu đến dầm chính, mố, trụ có kèm theo bản vẽ chi tiết. Ngoài ra, đồ án còn lồng ghép cách diễn giải, vận dụng theo tiêu chuẩn thiết kế cầu hiện nay TCVN 272-05 sẽ giúp các bạn sinh viên dễ nắm kiến thức, vận dụng ngoài thực tế.
GVHD: Ths. Nguyễn Văn Sơn LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập tại trường Đại Học Cần Thơ, với các qui định của nhà trường đề ra, em đủ điều kiện để tham gia làm đồ án tốt nghiệp. Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, em đã được Ths. Nguyễn Văn Sơn hướng dẫn tận tình về kiến thức chuyên môn và cung cấp các tài liệu tham khảo cần thiết để em có thể hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này. Đồ án được hoàn thành với sự cố gắng của bản thân và sự giúp đỡ, chỉ bảo của giáo viên hướng dẫn. Song do sự hạn chế về trình độ chuyên môn và kinh nghiệm thực tế của bản thân nên không thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy, cô giáo để đồ án được hoàn chỉnh hơn, giúp em hoàn thiện hơn kiến thức chuyên môn để khỏi bỡ ngỡ trước công việc thực tế sau khi tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của ThS. Nguyễn Văn Sơn cũng như toàn thể các thầy, cô giáo đã giúp đỡ em trong quá trình học tập tại trường. Cần Thơ, ngày 25 tháng 04 năm 2012 Sinh viên Bùi Phương Nam SVTH : Bùi Phương Nam MSSV: 1076847 GVHD: Ths. Nguyễn Văn Sơn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Giáo viên hướng dẫn Ths. Nguyễn Văn Sơn SVTH : Bùi Phương Nam MSSV: 1076847 GVHD: Ths. Nguyễn Văn Sơn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT Giáo viên đọc duyệt SVTH : Bùi Phương Nam MSSV: 1076847 GVHD: Ths. Nguyễn Văn Sơn MỤC LỤC Trang PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ Mở đầu : Số liệu thiết kế I. Giới thiệu chung 1 II. Nhiệm vụ thiết kế 2 II.1 Cơ sở lập dự án 2 II.2 Nhiệm vụ thiết kế 3 III. Đặc điểm điều kiện tự nhiên 3 III.1 Địa hình 3 III.2 Địa chất 3 IV. Khí tượng - thủy văn 8 IV.1 Các yếu tố khí tượng đặc trưng 8 IV.1.1 Chế độ ẩm 8 IV.1.2 Chế độ nhiệt 9 IV.1.3 Chế độ mưa 9 IV.2 Các yếu tố thủy văn 9 V. Đề xuất phương án kết cấu nhịp 9 V.1 Phương án 1 9 V.1.1 Kết cấu phần trên 9 V.1.2 Kết cấu phần dưới 10 V.1.3 Tiêu chuẩn kỹ thuật 10 V.2 Phương án 2 10 V.2.1 Kết cấu phần trên 10 V.2.2 Kết cấu phần dưới 11 V.2.3 Tiêu chuẩn kỹ thuật 11 Phương án sơ bộ I - Cầu BTCT DƯL căng trước tiết diện chữ I Chương I: Tính toán lan can I.1 Thông số thiết kế lan can 12 I.2 Xác định sức kháng của tường chắn bê tông 13 I.3 Xác định sức kháng của thanh và cột lan can 17 I.4 Kiểm toán lan can 20 SVTH : Bùi Phương Nam MSSV: 1076847 GVHD: Ths. Nguyễn Văn Sơn Chương II: Tính toán bản mặt cầu II.1 Số liệu tính toán 22 II.2 Tổ hợp nội lực ở các TTGH 22 II.3 Tính toán cốt thép bản mặt cầu 22 Chương III: Tính toán dầm chính III.1 Số liệu thiết kế 28 III.2 Tính toán đặc trưng hình học dầm 28 III.3 Xác định hệ số phân bố ngang 29 III.4 Tính toán nội lực dầm chính 33 III.5 Tổ hợp nội lực ở các TTGH 40 III.6 Bố trí cốt thép DƯL 41 III.7 Tính toán mố cầu 43 III.7.1 Số liệu tính toán 43 III.7.2 Tính toán tải trọng tác dụng lên mố 45 III.7.3 Tính toán móng mố 47 III.8 Tính toán trụ cầu 51 III.8.1 Số liệu tính toán 51 III.8.2 Tính toán tải trọng tác dụng lên trụ 53 III.8.3 Tổ hợp tải trọng ở các TTGH 58 III.8.4 Tính toán sức chịu tải của cọc 59 III.9 Biện pháp thi công tổng thể 63 III.9.1 Thi công mố 63 III.9.2 Thi công trụ 64 III.9.3 Thi công kết cấu nhịp 64 Phương án sơ bộ II - Cầu dầm thép I liên hợp với bản bê tông cốt thép Chương I: Tính toán lan can I.1 Thông số thiết kế lan can 65 I.2 Xác định sức kháng của tường chắn bê tông 66 I.3 Xác định sức kháng của thanh và cột lan can 70 I.4 Kiểm toán lan can 73 Chương II: Tính toán bản mặt cầu II.1 Số liệu tính toán 75 II.2 Sơ đồ tính toán 75 SVTH : Bùi Phương Nam MSSV: 1076847 GVHD: Ths. Nguyễn Văn Sơn II.3 Xác định nội lực bản mặt cầu 75 II.4 Tổ hợp nội lực bản mặt cầu ở các TTGH 80 II.5 Bố trí cốt thép bản mặt cầu 81 Chương III: Tính toán dầm chính III.1 Kích thước cơ bản của dầm chính 87 III.2 Tính toán đặc trưng hình học dầm 87 III.3 Xác định hệ số phân bố ngang 92 III.4 Tính toán nội lực dầm chính 96 III.5 Kiểm toán dầm chính 101 III.6 Tính toán mố cầu 108 III.6.1 Tính toán tải trọng tác dụng lên mố 109 III.6.2 Tổ hợp nội lực ở các TTGH 113 III.6.3 Tính toán sức chịu tải của cọc 113 III.6.4 Tính toán số lượng cọc 117 III.7 Tính toán trụ cầu 117 III.7.1 Tĩnh tải tác dụng lên trụ 118 III.7.2 Hoạt tải tác dụng lên trụ 120 III.7.3 Tổ hợp tải trọng ở các TTGH 121 III.7.4 Tính toán sức chịu tải của cọc 121 III.7.5 Tính toán số lượng cọc 125 III.8 Biện pháp thi công tổng thể 125 III.8.1 Thi công trụ 125 III.8.2 Thi công mố 127 III.8.3 Thi công kết cấu nhịp 127 So sánh lựa chọn phương án kỹ thuật I.1 Phương án 1 128 I.1.1 Ưu điểm 128 I.1.2 Nhược điểm 128 I.2 Phương án 2 129 I.2.1 Ưu điểm 129 I.2.2 Nhược điểm 129 I.3 Lựa chọn phương án kỹ thuật 129 PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT SVTH : Bùi Phương Nam MSSV: 1076847 GVHD: Ths. Nguyễn Văn Sơn Chương I: Tính toán lan can I.1 Số liệu tính toán 130 I.2 Xác định sức kháng của tường bê tông 131 I.3 Xác định sức kháng của thanh và cột lan can 135 I.4 Kiểm toán lan can 138 I.4.1 Trường hợp 1 138 I.4.2 Trường hợp 2 138 I.4.3 Trường hợp 3 138 I.4.4 Trường hợp 4 139 I.4.5 Kiểm tra chống trượt lan can đối với bản mặt cầu 139 I.4.6 Tính toán liên kết bu lông 140 I.5 Chiều dài neo cốt thép vào bản mặt cầu 141 Chương II: Tính toán bản mặt cầu II.1 Số liệu tính toán 142 II.2 Sơ đồ tính toán 142 II.3 Xác định momen cho bản mặt cầu 142 II.3.1 Momen do tĩnh tải 142 II.3.2 Momen do hoạt tải 144 II.3.3 Momen cho bản hẫng 146 II.4 Tổ hợp nội lực cho bản mặt cầu 148 II.5 Tổ hợp nội lực cho bản hẫng 149 II.6 Tính toán cốt thép bản mặt cầu 150 II.6.1 Tính toán cốt thép chịu momen âm 150 II.6.2 Tính toán cốt thép chịu momen dương 152 II.6.3 Tính toán cốt thép cho bản hẫng 153 II.7 Kiểm tra nứt ở TTGH sử dụng 153 II.7.1 Kiểm tra nứt bản chịu momen dương 153 II.7.2 Kiểm tra nứt bản chịu momen âm 155 II.7.3 Kiểm tra nứt bản hẫng 156 II.8 Bố trí cốt thép cấu tạo 157 II.8.1 Bố trí cốt thép cấu tạo lớp dưới 157 II.8.2 Bố trí cốt thép chịu co ngót, nhiệt độ 158 II.8.3 Tính toán cắt thép bản hẫng 158 SVTH : Bùi Phương Nam MSSV: 1076847 GVHD: Ths. Nguyễn Văn Sơn Chương III: Tính toán dầm ngang III.1 Số liệu thiết kế 160 III.2 Giả thuyết tính toán 160 III.3 Tải trọng tác dụng lên dầm ngang 161 III.3.1 Nội lực do tĩnh tải 161 III.3.1.1 Dầm ngang giữa nhịp 161 III.3.1.2 Dầm ngang đầu nhịp 162 III.3.2 Nội lực do hoạt tải 162 III.3.2.1 Nội lực do hoạt tải theo phương dọc cầu 163 III.3.2.2 Nội lực do hoạt tải theo phương ngang cầu 164 III.3.2.3 Tổ hợp nội lực tác dụng lên dầm ngang 166 III.4 Tính toán bố trí thép dầm ngang giữa nhịp 167 III.4.1 Chịu uốn dương 167 III.4.2 Chịu uốn âm 169 III.4.3 Khả năng chịu cắt 169 III.4.4 Kiểm tra nứt ở TTGH sử dụng 172 III.5 Tính toán bố trí thép dầm ngang đầu nhịp 174 III.5.1 Chịu uốn dương 174 III.5.2 Chịu uốn âm 175 III.5.3 Khả năng chịu cắt 175 III.5.4 Kiểm tra nứt ở TTGH sử dụng 178 Chương IV: Tính toán thiết kế dầm chính IV.1 Số liệu thiết kế 181 IV.2 Tính toán đặc trưng hình học dầm 181 IV.3 Xác định hệ số phân bố ngang 183 IV.3.1 Hệ số phân bố ngang cho dầm giữa 183 IV.3.1.1 Hệ số phân bố momen do hoạt tải 183 IV.3.1.2 Hệ số phân bố lực cắt do hoạt tải 185 IV.3.1.3 Hệ số phân bố cho tải trọng mỏi 185 IV.3.2 Hệ số phân bố ngang cho dầm biên 185 IV.3.2.1 Hệ số phân bố momen do hoạt tải 185 IV.3.2.2 Hệ số phân bố lực cắt do hoạt tải 186 IV.3.2.3 Hệ số phân bố cho tải trọng mỏi 187 SVTH : Bùi Phương Nam MSSV: 1076847 GVHD: Ths. Nguyễn Văn Sơn IV.4 Tính toán nội lực dầm chính 187 IV.4.1 Nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm chính 187 IV.4.2 Nội lực do tĩnh tải tác dụng lên dầm chính 195 IV.5 Tổ hợp nội lực tác dụng lên dầm chính 198 IV.6 Bố trí thép DƯL 199 IV.6.1 Xác định sơ bộ thép DƯL 199 IV.6.2 Bố trí cốt thép DƯL 200 IV.7 Tính toán đặc trưng hình học tiết diện dầm 202 IV.7.1 Xác định tọa độ trọng tâm cốt thép DƯL 202 IV.7.2 Xác định đặc trưng hình học dầm I giai đoạn 1 202 IV.7.3 Xác định đặc trưng hình học dầm I giai đoạn 2 204 IV.8 Tính toán mất mát ứng suất 207 IV.8.1 Mất mát ứng suất do nén đàn hồi 207 IV.8.2 Mất mát ứng suất do co ngót 209 IV.8.3 Mất mát ứng suất do từ biến 209 IV.8.4 Mất mát ứng suất do chùng sau khi căng 210 IV.8.5 Tổng mất mát ứng suất 211 IV.9 Kiểm toán dầm ở TTGH Sử dụng 211 IV.9.1 Ứng suất giới hạn của cáp DƯL 211 IV.9.2 Ứng suất giới hạn của bê tông dầm 212 IV.10 Kiểm toán dầm ở TTGH Cường độ 214 IV.10.1 Kiểm toán tiết diện dầm theo điều kiện chịu uốn 214 IV.10.2 Kiểm toán tiết diện dầm theo điều kiện chịu cắt 218 IV.11Tính toán độ võng 223 IV.11.1 Độ võng do hoạt tải 223 IV.11.1 Độ võng do tĩnh tải 225 IV.12 Tính toán độ vồng ngược 226 IV.12.1 Độ vồng ngược do DƯL 226 IV.12.2 Tính toán tổng độ vồng 227 Chương V: Tính toán gối cầu V.1 Giới thiệu chung 228 V.2 Lựa chọn kích thước gối cầu 228 V.3 Thiết kế gối cầu 228 SVTH : Bùi Phương Nam MSSV: 1076847 GVHD: Ths. Nguyễn Văn Sơn V.3.1 Tải trọng tác dụng xuống gối 228 V.3.2 Tính các giá trị chuyển vị 228 V.3.3 Kiểm tra gối cầu 229 V.3.3.1 Kiểm tra chiều dày gối cầu 229 V.3.3.2 Kiểm tra ứng suất nén của gối cao su 229 V.3.3.3 Kiểm tra độ lún do nén 230 V.3.3.4 Xác định góc quay của gối 231 V.3.3.5 Kiểm tra nén và quay kết hợp 231 V.3.3.6 Kiểm tra ổn định của gối chất dẻo 232 V.3.3.7 Kiểm tra dịch vị ngang của gối cao su 232 V.3.3.8 Xác định chiều dày cốt tăng cường 233 V.4 Chỉ tiêu kỹ thuật của gối cầu 233 Chương VI: Tính toán mố cầu M 2 VI.1 Số liệu tính toán 234 VI.2 Tải trọng tác dụng lên mố 235 VI.2.1 Tải trọng kết cấu nhịp (DC 1 ) 235 VI.2.2 Tải trọng bản thân mố (DC 2 ) 236 VI.2.3 Tải trọng do hoạt tải (LL) 238 VI.2.4 Lực ma sát (FR) 239 VI.2.5 Lực hãm xe (BR) 240 VI.2.6 Lực ly tâm (CE) 240 VI.2.7 Tải trọng gió (WS,WL) 240 VI.2.8 Trọng lượng đất đắp (EV) 243 VI.2.9 Áp lực ngang của đất (EH) 243 VI.2.10 Áp lực ngang hoạt tải sau mố (LS) 245 VI.2.11 Áp lực đứng hoạt tải sau mố (VS) 245 VI.3 Tổ hợp nội lực ở các TTGH 246 VI.3.1 Tổ hộp nội lực ở mặt cắt A-A 247 VI.3.2 Tổ hộp nội lực ở mặt cắt B-B 252 VI.3.3 Tổ hộp nội lực ở mặt cắt C-C 256 VI.4 Tính toán kết cấu tường đầu, tường thân, bệ mố 258 VI.4.1 Tính toán kết cấu tường đầu 258 VI.4.2 Tính toán kết cấu tường thân 262 SVTH : Bùi Phương Nam MSSV: 1076847 [...]... th i gi i hạn thứ I Giá trị tính toán theo trạng th i gi i hạn thứ II Hệ số rỗng Lực dính Giá trị tiêu chuẩn Giá trị tính toán theo trạng th i gi i hạn thứ I Giá trị tính toán theo trạng th i gi i hạn thứ II Góc ma sát trong Giá trị tiêu chuẩn Giá trị tính toán theo trạng th i gi i hạn thứ I Giá trị tính toán theo trạng th i gi i hạn thứ II Hệ số nén lún WL WP IP B W γw γtc = γtb I γII e C Ctc CI CII... thiên nhiên Giá trị tiêu chuẩn Giá trị tính toán theo trạng th i gi i hạn thứ I Giá trị tính toán theo trạng th i gi i hạn thứ II Hệ số rỗng Lực dính Giá trị tiêu chuẩn Giá trị tính toán theo trạng th i gi i hạn thứ I Giá trị tính toán theo trạng th i gi i hạn thứ II Góc ma sát trong Giá trị tiêu chuẩn Giá trị tính toán theo trạng th i gi i hạn thứ I Giá trị tính toán theo trạng th i gi i hạn thứ II... Tổ hộp n i lực ở mặt cắt III-III .346 VIII.3.2 Tổ hộp n i lực ở mặt cắt II-II 352 VIII.3.3 Tổ hộp n i lực ở mặt cắt I- I 358 VIII.4 Tính toán kết cấu xà mũ, thân trụ, bệ trụ 360 VIII.4.1 Tính toán kết cấu xà mũ 360 VIII.4.2 Tính toán kết cấu thân trụ 364 VIII.4.3 Tính toán kết cấu bệ trụ 373 Chương IX: Tính toán móng trụ cầu IX.1 Số liệu tính toán... Sơn VI.4.3 Tính toán kết cấu bệ mố .270 VI.4.4 Tính toán kết cấu tường cánh .279 VI.4.4.1 Tính toán n i lực mặt cắt I- I 279 VI.4.4.2 Tính toán n i lực mặt cắt II-II 280 VI.4.4.3 Tính toán n i lực mặt cắt III-III 282 VI.4.4.4 Tính toán n i lực mặt cắt IV-IV 283 VI.4.4.5 Tính toán kết cấu mặt cắt I- I 285 VI.4.4.6 Tính toán kết cấu mặt cắt II-II ... 415 II.1.1.3 Thiết kế thành phần vật liệu 416 II.1.1.4 Thiết bị gia công ván khuôn, thép, đổ bê tông 416 II.1.1.5 Thiết bị khoan 417 II.1.1.6 Bố trí công trường 418 II.1.2 Công tác thực hiện .418 II.1.2.1 Cọc khoan nh i 418 II.1.2.2 Thi công mố 424 II.1.2.3 Thi công trụ 427 II.1.2.4 Thi công kết cấu nhịp 430 II.1.3... Văn Sơn VIII.2.4 Lực hãm xe (BR) .340 VIII.2.5 Lực ly tâm (CE) .340 VIII.2.6 T i trọng gió (WS,WL) 341 VIII.2.7 T i trọng nước 344 VIII.2.7.1 Lực đẩy n i (B) 344 VIII.2.7.2 Áp lực nước tĩnh (WA) .344 VIII.2.7.3 Áp lực dòng chảy (p) 345 VIII.2.8 Lực va tàu thuyền .345 VIII.3 Tổ hợp t i trọng ở các TTGH .345 VIII.3.1 Tổ... biên 313 VII.4 Tính toán n i lực các cọc 314 VII.5 Kiểm toán móng cọc bệ cao theo TTGH Cường độ 318 Chương VIII: Tính toán trụ cầu T3 VIII.1 Số liệu tính toán .334 VIII.2 T i trọng tác dụng lên trụ 335 VIII.2.1 T i trọng kết cấu nhịp (DC1) 335 VIII.2.2 T i trọng bản thân trụ (DC2) 336 VIII.2.3 T i trọng hoạt t i (LL) .336 SVTH : B i. .. gi i hạn thứ II Hệ số rỗng Lực dính Giá trị tiêu chuẩn Giá trị tính toán theo trạng th i gi i hạn thứ I Giá trị tính toán theo trạng th i gi i hạn thứ II Góc ma sát trong Giá trị tiêu chuẩn Giá trị tính toán theo trạng th i gi i hạn thứ I Giá trị tính toán theo trạng th i gi i hạn thứ II Hệ số nén lún Chỉ số nén thứ cấp Chỉ số nén sơ cấp Hệ số cố kết Hệ số thấm Nén 3 trục UU Cắt cánh hiện trường 7... công kết cấu nhịp 411 I. 2.6 Thi công dầm ngang 411 I. 2.7 Thi công bản mặt cắt, gờ lan can 411 I. 2.8 Công tác hoàn thiện .411 I. 3 Gi i thiệu năng lực máy thi công .412 Chương II: Trình tự thi công chi tiết II.1 Các quy định kỹ thuật 415 II.1.1 Công tác chuẩn bị 415 II.1.1.1 Tiêu chuẩn về vật liệu 415 II.1.1.2 Tiêu chuẩn về thi... 13 - Tiến độ thi công tổng thể cầu kênh Ba Ngàn SVTH : B i Phương Nam MSSV: 1076847 GVHD: Ths Nguyễn Văn Sơn T I LIỆU THAM KHẢO 1 22TCN 272-05 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CẦU, NHÀ XUẤT BẢN GIAO THÔNG VẬN T I, HÀ N I, 2005 2 TCXD 205-1998, TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ MÓNG CỌC, BỘ XÂY DỰNG, BAN HÀNH 1998 3 MỐ TRỤ CẦU, NGUYỄN MINH NGHĨA (CHỦ BIÊN), NHÀ XUẤT BẢN GIAO THÔNG VẬN T I, HÀ N I, 2002 4 B I GIẢNG MỐ TRỤ CẦU, . GVHD: Ths. Nguyễn Văn Sơn Chương III: Tính toán dầm ngang III.1 Số liệu thiết kế 160 III.2 Giả thuyết tính toán 160 III.3 Tải trọng tác dụng lên dầm ngang 161 III.3.1 Nội lực do tĩnh tải 161 III.3.1.1. TCXD 205-1998, TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ MÓNG CỌC, BỘ XÂY DỰNG, BAN HÀNH 1998. 3. MỐ TRỤ CẦU, NGUYỄN MINH NGHĨA (CHỦ BIÊN), NHÀ XUẤT BẢN GIAO THÔNG VẬN TẢI, HÀ NỘI, 2002. 4. BÀI GIẢNG MỐ TRỤ CẦU, NGUYỄN