Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án thiết kế một cầu vượt đường qua đường cao tốc a thuộc tỉnh b được thiết kế mới vĩnh cửu
Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải MỤC LỤC PHẦN I 3 THIẾT KẾ SƠ BỘ 3 CHƯƠNG I 5 GIỚI THIỆU CHUNG 5 I. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 5 II. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH 5 III. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT 5 IV. QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CÁC NGUYÊN TẮC CHUNG 5 1. Quy trình thiết kế: 5 2. Các thông số kĩ thuật cơ bản: 6 V. CÁC PHƯƠNG ÁN KĨ THUẬT 6 CHƯƠNG II 7 PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ I CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT 7 MẶT CẮT CHỮ I 7 I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC PHƯƠNG ÁN : 7 I.1. Sơ đồ bố trí chung của cầu: 7 I.2. Mô tả tóm tắt kết cấu phần trên 7 I.3. Mô tả tóm tắt kết cầu phần dưới: 8 I.4. Mặt cầu và các công trình phụ khác: 8 I.5 . Vật liệu chế tạo. 10 I.6 . Biện pháp thi công. 12 CHƯƠNG III 15 PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ II CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT 15 MẶT CẮT SUPER T 15 I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC PHƯƠNG ÁN : 15 I.1. Sơ đồ bố trí chung của cầu: 15 I.2. Mô tả tóm tắt kết cấu phần trên 15 I.3. Mô tả tóm tắt kết cầu phần dưới: 16 I.4. Mặt cầu và các công trình phụ khác: 16 I.5 . Vật liệu chế tạo 18 I.6 . Biện pháp thi công. 20 CHƯƠNG III 23 SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 23 Về Kinh Tế 23 Về Kỹ Thuật 23 Về Mỹ Quan 23 Sinh viên: Nguyễn Thành Trung – Lớp TDHTKCD-K47 Page 1 Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Về duy tu bảo dưỡng 24 PHẦN II 25 THIẾT KẾ KỸ THUẬT 25 I.SỐ LIỆU THIẾT KẾ 26 27 II.THIẾT KẾ CẤU TẠO 27 2.1.Lựa chọn kích thước mặt cắt ngang cầu 27 2.2.Thiết kế dầm chủ 27 2.3.Cấu tạo dầm ngang 30 III.TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC DẦM SUPER-T 32 3.1.Mặt cắt trên gối x0 32 3.2.Mặt cắt tại chổ thay đổi tiết diện X1: 34 3.3.Mặt cắt giữa nhịp X4: 36 IV.TÍNH HỆ SỐ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG 39 4.1.Hệ số phân làn 39 4.2.Hệ số phân bố hoạt tải theo làn đối với mômen 39 4.3.Hệ số phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt 43 4.4.Hệ số điều chỉnh tả trọng 47 V.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TẠI CÁC MẶT CẮT ĐẶC TRƯNG 48 5.1.Tĩnh tải tác dụng lên 1 dầm chủ 48 5.2.Hoạt tải HL93 52 5.3.Đường ảnh hưởng mômen và lực cắt tại các mặt cắt đặc trưng 53 5.4.Tính nội lực do tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên 58 5.5.Nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên: 61 5.6.Tổ hợp tải trọng tại các mặt cắt đặc trưng 69 VI.TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP 75 6.1.Tính toán diện tích cốt thép 75 6.2.Bố trí cốt thép DƯL 75 VII.DẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA CÁC MẬT CẮT DẦM 83 7.1.Chiều rộng có hiệu của dầm 83 7.2.Đặt trưng hình học mắt cắt dầm Super T giai đoạn I 83 7.3.Đặt trưng hình học mắt cắt dầm Super T giai đoạn II .87 VIII.TÍNH TOÁN MẤT MÁT ỨNG SUẤT 91 8.1.Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi 91 8.2.Mất mát ứng suất do co ngót 92 8.3.Mất mát ứng suất do từ biến 93 8.4.Mất mát do chùng ứng suất lúc truyền lực 94 8.5.Tổng mất mát ứng suất 94 IX.TÍNH DUYỆT THEO MÔMEN 96 9.1.Tính duyệt theo TTGH Sử dụng 96 Sinh viên: Nguyễn Thành Trung – Lớp TDHTKCD-K47 Page 2 Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 9.2.Tính duyệt theo TTGH Cường độ 106 10.1.Xác định sức kháng cắt danh định 111 10.2.Tính duyệt lực cắt theo TTGH cường độ 113 10.3.Tính duyệt cốt thép dọc chịu xoắn 114 XI.TÍNH DUYỆT BẢN MẶT CẦU VÀ DẦM NGANG 117 11.1.Phương pháp tính toán bản mặt cầu 117 11.2.Xác định nội lực bản mặt cầu do tĩnh tải 117 11.3.Xác định nội lực do hoạt tải và người đi bộ: 120 11.4.Vật liệu thiết kế cho bản mặt cầu: 122 11.5.Tính toán cốt thép chịu lực: 123 PHẦN I THIẾT KẾ SƠ BỘ Sinh viên: Nguyễn Thành Trung – Lớp TDHTKCD-K47 Page 3 Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Sinh viên: Nguyễn Thành Trung – Lớp TDHTKCD-K47 Page 4 Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG I. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ. Thiết kế một cầu vượt đường qua đường cao tốc A thuộc tỉnh B được thiết kế mới vĩnh cửu. II. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH. Vị trí cầu dự kiến nằm trên đoạn đường thẳng. Cao độ mặt đất tự nhiên thay đổi không đáng kể chỗ thấp nhất +5.71 m chỗ cao nhất + 7.55 m. III. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT. Căn cứ vào kết quả điều tra và khoan thăm dò tại hiện trường, các mẫu thí nghiệm đất đá trong phòng thí nghiệm, địa tầng vị trí dự kiến xây cầu có thể phân thành các lớp từ trên xuống dưới như sau: +) Lớp 1 : Sét gầy màu xám, xám vàng, trạng thái mềm đến cứng vừa. +) Lớp 2 : Sét gầy màu xám đỏ, trạng thái cứng. +) Lớp 3 : Cát hạt mịn, màu xám ghi, kết cấu chặt vừa. +) Lớp 4 : Cát hạt trung, lẫn bụi, màu xám, kết cấu chặt. +) Lớp 5 : Sét bụi màu nâu, trạng thái cứng vừa đến cứng. IV. QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CÁC NGUYÊN TẮC CHUNG. 1. Quy trình thiết kế: - Quy trình thiết kế cầu: 22TCN - 272 - 2005 Bộ Giao thông vận tải. - Quy trình thiết kế đường: TCVN 4054 – 05. Sinh viên: Nguyễn Thành Trung – Lớp TDHTKCD-K47 Page 5 Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 2. Các thông số kĩ thuật cơ bản: 2.1. Quy mô công trình: - Cầu vĩnh cửu. 2.2. Tải trọng thiết kế: - Tải trọng thiết kế : HL93. - Tải trọng người đi bộ. 2.3. Khổ cầu: Cầu có chiều rộng như sau: - Bề rộng mặt đường xe chạy: 7m (không kể lan can, gờ chắn bánh, gờ chắn xe) - Lề người đi bộ: 2x2m 2.4. Khổ thông xe - Khổ thông xe 22.05 x 4.75m V. CÁC PHƯƠNG ÁN KĨ THUẬT. Phương án xây dựng cầu dựa trên các nguyên tắc sau: - Thoả mãn các yêu cầu về tuyến và cầu. - Phương án phải có tính khả thi. - Phù hợp với các điều kiện tự nhiên tại vị trí xây dựng cầu (Đặc biệt là điều kiện địa chất, mặt bằng). - Tận dụng được nguyên liệu và công nghệ có sẵn trong nước. Sinh viên: Nguyễn Thành Trung – Lớp TDHTKCD-K47 Page 6 Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải CHƯƠNG II PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ I CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT MẶT CẮT CHỮ I I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC PHƯƠNG ÁN : I.1. Sơ đồ bố trí chung của cầu: Dựa vào mặt bằng cầu, khổ thông xe, khổ vượt đường và mặt cắt địa chất, người thiết kế đưa ra phương án cầu dầm giản đơn BTCT mặt cắt chữ I với sơ đồ cầu như sau: cầu gồm 11 nhịp với chiều dài các nhịp bố trí: 11 x 33.050m Chiều dài toàn cầu Ltc = 373.55 m I.2. Mô tả tóm tắt kết cấu phần trên. I.2.1. Chiều cao dầm. Chiều cao dầm được chọn theo yêu cầu sau: + Trọng lượng thép của dàn chủ nhỏ. + Bảo đảm tĩnh không thông xe và vượt đường sắt. + Đảm bảo mỹ quan và phù hợp với cảnh quan ở khu vực xây cầu. Theo kinh nghiêm thì đối với cầu ô tô, chiều cao dầm được chọn như sau: h = ( 8 1 : 25 1 )L nhịp = ( 8 1 : 25 1 )x 33 =1.32 ÷ 4.125 (m). Ta chọn chiều cao dầm h = 1.65m. I.2.2. Số dầm và khoảng cách tim các dầm: Số dầm và khoảng cách tim các dầm của cầu do số làn xe quyết định. Chọn 9 dầm và khoảng cách các dầm 2.250m. Phần hẫng tính đến mép lan can 1.35m. I.2.3. Độ dốc dọc cầu. Do tính mỹ quan công trình và để tránh đắp đất đầu cầu quá lớn cầu có độ dốc thay đổi như sau: • Dốc 4% ở các nhịp: 1, 2, 3, 4 (lên cầu); 8, 9, 10, 11 (xuống cầu). • Dốc 0% ở các nhịp: 5 ,6,7 Sinh viên: Nguyễn Thành Trung – Lớp TDHTKCD-K47 Page 7 Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải I.3. Mô tả tóm tắt kết cầu phần dưới: Hai mố cầu cấu tạo giống nhau, theo kiểu mố chữ U bằng BTCT. Thân mố đặt trên móng cọc bệ thấp BTCT Các cọc là cọc khoan nhồi có đường kính cọc φ 1200mm. Trụ: 10 trụ của cầu có mặt cắt giống nhau, là loại trụ thân hẹp , thân trụ đặt trên hệ móng cọc bệ thấp. Các cọc là cọc khoan nhồi có đường kính cọc φ 1200mm. I.4. Mặt cầu và các công trình phụ khác: Bản mặt cầu BTCT dày 180mm. Lớp bê tông tạo độ dốc thay đổi từ 0 – 110mm. Lớp phủ mặt cầu xe chạy dày 74 mm. Bao gồm phòng nước 4 mm ,lớp bê tông nhựa 70 mm. Mặt cầu có độ dốc ngang 2.0 %. Hệ thống thoát nước dùng ống gang bố trí dọc cầu để thoát nước xuống gầm cầu. Khe co giãn loại 50mm. Gối cầu dùng gối con lăn BTCT. Lan can trên cầu dùng lan can thép. Sinh viên: Nguyễn Thành Trung – Lớp TDHTKCD-K47 Page 8 Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Sinh viên: Nguyễn Thành Trung – Lớp TDHTKCD-K47 Page 9 Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải I.5 . Vật liệu chế tạo. • Vật liệu dùng cho kết cấu phần trên - Bê tông dầm + Cấp Bê tông :M400 + Cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày :f’c = 40 Mpa + Trọng lượng riêng của bê tông :γ c = 24.5 kN/m 3 + Modul đàn hồi của bê tông :E s = 32980 Mpa + Hệ số Poisson :µ = 0.2 + Hệ số giãn nở nhiệt :α c = 1.08E -05 1/ o C - Bê tông bản + Cấp Bê tông :M350 + Cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày :f’c = 35 Mpa + Trọng lượng riêng của bê tông :γ c = 24.5 kN/m3 + Modul đàn hồi của bê tông :E s = 30849.7 Mpa Sinh viên: Nguyễn Thành Trung – Lớp TDHTKCD-K47 Page 10 [...]... Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải SỐ LIỆU THIẾT KẾ Chiều dài toàn dầm L= 38.3 m Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối a=< /b> 0.35 m Khẩu độ tính toán Ltt = L- 2a < /b> 37.6 m Tải trọng thiết kế Hoạt tải HL - 93 Tải trọng người 3Kpa Mặt xe chạy: B1 = 6.8 m Lề người đi B2 = 1.9 m Lan can B3 = 0.5 m Dải phân cách B4 = 0.2 m B= 12 m Tổng b ̀ rộng cầu B= B1+2 .B2 +2 .B3 +2 .B4 Dạng kết cấu... trọng c a < /b> b tông γ c = 2450kg / m Cường độ chịu nén cu a < /b> b tông làm bản mặt cầu f’ c = 32 MPa Môđun a< /b> n hồi cu a < /b> bản mặt cầu: ' Ecban = 0.043γ c1.5 f cb = 0.043.24501.5 32 = 29498 MPa Cường độ chịu nén cu a < /b> b tông làm dầm f’ c = 32 MPa Môđun a< /b> n hồi cu a < /b> bản mặt cầu: ' Ecdam = 0.043γ c1.5 f cd = 0.043.24501.5 50 = 36872.5 MPa Ecban 29498 = = 0.8 Ecdam 36872.5 3.2 Mặt cắt tại... mm Chiều cao < /b> b ̀u dưới h6= 225 mm Chiều cao < /b> vút dưới h5= 50 mm h4= 300 mm Chiều cao < /b> sườn h3= 1025 mm chiều cao < /b> vút trên h2= 75 mm chiều cao < /b> cánh dầm h1= 75 mm b ̀ rộng vút trên b8 = 100 mm B ̀ rộng bản cánh trên b6 = 720 mm b7 = 820 mm b2 = 2260 mm h=H+hf= 1930 mm Chiều cao < /b> toàn dầm Sinh viên: Nguyễn Thành Trung – Lớp TDHTKCD-K47 Page 29 Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Giao Thông Vận... khổ vượt < /b> đường < /b> và mặt cắt đ a < /b> chất, người thiết < /b> kế < /b> đ a < /b> ra phương án < /b> cầu < /b> dầm giản đơn BTCT mặt cắt super T với sơ đồ < /b> cầu < /b> như sau: cầu < /b> gồm 9 nhịp với chiều dài các nhịp b trí: 39.2 + 7 x 40 + 39.2m Chiều dài toàn cầu < /b> Ltc = 368.4 m I.2 Mô tả tóm tắt kết cấu phần trên I.2.1 Chiều cao < /b> dầm Chiều cao < /b> dầm được chọn theo yêu cầu < /b> sau: + Trọng lượng thép c a < /b> dàn chủ nhỏ + B o đảm tĩnh không thông xe và vượt < /b> đường.< /b> .. cắt ngang dầm trên gối Chiều cao < /b> dầm SuperT: H'= 800 mm B ̀ rộng b ̀u dầm dưới b' 1= 890 mm Sinh viên: Nguyễn Thành Trung – Lớp TDHTKCD-K47 Page 27 Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Chiều cao < /b> cánh dầm h1= 75 mm Chiều cao < /b> vút trên h2= 75 mm B ̀ rộng vút trên b8 = 100 mm B ̀ rộng cánh dầm b2 = 1220 mm Chiều cao < /b> dầm Super T H= 1750 mm B ̀ rộng b ̀u dầm dưới b1 = 700... Chiều cao < /b> cánh dầm h1= 75 mm Chiều cao < /b> vút trên h2= 75 mm B ̀ rộng vút trên b8 = 100 mm B ̀ rộng cánh dầm b2 = 2260 mm 2.2.2.Mặt cắt ngang dầm đặc Sinh viên: Nguyễn Thành Trung – Lớp TDHTKCD-K47 Page 28 Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 2.2.3.Mặt cắt ngang dầm tại giư a < /b> nhịp Chiều cao < /b> dầm Super T H= 1750 mm B ̀ rộng b ̀u dầm dưới b1 = 700 mm b4 = 82.5 mm b5 = 215... thi công BIỆN PHÁP THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP b ớc 1: thi công đường < /b> và chuẩn b thiết < /b> b lao dầm - chuẩn b mặt b ng , vật tư thiết < /b> b xe máy, lắp đặt đường < /b> di chuyển dầm - lắp đặt giá 3 chân và đường < /b> vận chuyển - vận chuyển dầm super t từ b i đúc ra đầu cầu < /b> b ớc 2: lao dầm super t nhịp 1 - di chuyển giá lao dầm ra kết cấu trụ 1 - lao dầm vào vị trí nhịp 1 và hạ dầm xuống gối - cố định dầm để lao các dầm... ,lớp b tông nh a < /b> 70 mm Mặt cầu < /b> có độ dốc ngang 2.0 % Hệ thống thoát nước dùng ống gang b trí dọc cầu < /b> để thoát nước xuống gầm cầu < /b> Toàn cầu < /b> có 10 khe co giãn loại 50mm Gối cầu < /b> dùng gối con lăn BTCT Lan can trên cầu < /b> dùng lan can thép Sinh viên: Nguyễn Thành Trung – Lớp TDHTKCD-K47 Page 16 Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Sinh viên: Nguyễn Thành Trung – Lớp TDHTKCD-K47 Page 17 Đồ Án. .. TDHTKCD-K47 Page 26 Đồ Án Tốt Nghiệp II 2.1 Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải THIẾT KẾ CẤU TẠO Lư a < /b> chọn kích thước mặt cắt ngang cầu Số lượng dầm chủ B B 12 12 ≤n≤ ⇔ ≤ n≤ ⇔ 6 n≤ 4.8 chọn n= 5 dầm ≤ 2.5m 2m 2 2.5 Khoảng cách giư a < /b> hai dầm chủ S = 2300 mm Lề người đi đồng mức với mặt cầu phần xe chạy, và được ngăn cách với nhau b ̀ng gờ phân cách B ́ trí dầm ngang tại các... Thông Vận Tải Vh= mm Vb= 2.3 50 25 mm Cấu tạo dầm ngang Chiều cao < /b> dầm ngang: Hnd=H'= 800 mm B ̀ dày dầm ngang: tdn=Lck= 800 mm Chiều dài dầm ngang: a'< /b> dn= 1080 mm a_< /b> dn= 1410 mm B ̀ rộng vút trên avdn= 100 mm Cao < /b> vút trên: hvdn= 75 mm Diện tích mặt cắt dầm ngang: Adn 0.6278 m2 Sinh viên: Nguyễn Thành Trung – Lớp TDHTKCD-K47 Page 30 Đồ Án Tốt Nghiệp Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Sinh . Giao Thông Vận Tải CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG I. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ. Thiết kế một cầu vượt đường qua đường cao tốc A thuộc tỉnh B được thiết kế mới vĩnh cửu. II. ĐẶC ĐIỂM Đ A HÌNH. Vị trí cầu. II PHƯƠNG ÁN SƠ B I CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT MẶT CẮT CHỮ I I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC PHƯƠNG ÁN : I.1. Sơ đồ b trí chung c a cầu: D a vào mặt b ng cầu, khổ thông xe, khổ vượt đường và mặt cắt đ a chất,. tắt kết cấu phần trên. I.2.1. Chiều cao dầm. Chiều cao dầm được chọn theo yêu cầu sau: + Trọng lượng thép c a dàn chủ nhỏ. + B o đảm tĩnh không thông xe và vượt đường sắt. + Đảm b o mỹ quan và