Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả Chơng III: Thiết kế sơ phơng án ( Cầu dầm liên tục nhịp, cầu dẫn dầm giản đơn PCI ) ( Sơ đồ phân nhịp 40 + 80 + 120 + 80 + 40 ) I Giới thiệu phơng án thiết kế: - Sơ đồ nhịp: 40 + 80 + 120 + 80 + 40 m - Khổ cầu: K =12m - Tiêu chuẩn thiết kế: 22 TCVN 272-05 với tải trọng thiết kế HL93 - Khổ thông thuyền: B = 50 m, H = m - Khẩu độ thoát nớc: L0=358.5 - = 350.8 > 300m - Trắc dọc cầu: toàn cầu nằm đờng thẳng, độ dốc dọc không đổi cầu dẫn i=4% thay đổi cầu với bán kính cong R=5000m Phơng án kết cấu: - Kết cầu phần trên: + Cầu dầm liên tục nhịp (80 + 120 + 80) Dầm liên tục tiết diện hộp thành nghiêng Chiều cao dầm trụ H = 6.7 m, nhịp h = 3.0 m, chiều cao phần dầm đúc giàn giáo cố định không đổi h = 3.0 m + Cầu dẫn dầm đơn giản Super T 1x 40m, bên sau thi công đợc nối liên tục nhiệt Chiều cao dầm không đổi h = 1.75m, mặt cắt ngang gồm dầm Super T - Kết cấu phần dới: + Mố: Hai mố đối xứng, loại mố chữ U, BTCT tờng thẳng, đặt móng cọc khoan nhồi đờng kính D = 1m + Trụ: Trụ đặc, BTCT, đặt móng cọc khoan nhồi có D= 1.5m D= 2.0m - Kết cấu khác: + Khe co giãn cao su + Gối cầu cao su + Lan can cầu bê tông thép ống + Lớp phủ mặt cầu: Bêtông nhựa hạt mịn 75mm Lớp phòng nớc 4mm II - Chọn tiết diện Dầm hộp phần cầu chính: Đối với cầu bê tông dự ứng lực độ lớn, mặt cắt ngang có tiết diện hình hộp đợc coi thích hợp khả chịu lực ( đặc biệt khả SVTH: Hoàng Năng Tú 11 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả chống xoắn) nh phân bố vật liệu Dầm liên tục có mặt cắt ngang hộp thành xiên có chiều cao thay đổi dần từ mố trụ nhịp - Trên gối : H = (1/15 1/20)Lnhịp - Giữa nhịp : h = (1/30 1/ 45)Lnhịp ; không nhỏ 2m Với Lnhịp = 120m, ta chọn H = 6.0 m, h = 3.0 m Khi : - H/l = 6.0/120 = 1/20 , h/l = 3.0/120 = 1/40 - Chiều cao phần dầm biên không thay đổi h = 3.0 m - Khoảng cách tim thành hộp D = ( 1 ữ )B, B bề rộng mặt cầu, B = 1.9 11.7m, với D = 6.00m ta có D/B = 1/1.95 - Chiều cao mặt cầu cuối cánh vút : 25cm - Chiều cao mặt cầu đầu cánh vút : 60 cm - Đáy dầm biến thiên theo quy luật đờng cong bậc có phơng trình là: Y= H-h X +h L2 ,m Với L chiều dài cánh hẫng cong, L = 56 m.Vậy ta có phơng trình đờng cong biên dới đáy dầm hộp là: Y= - 6.0 3.0 X + 3.0 56 ,m Chiều dày đáy thay đổi theo đờng parabol từ chiều dày mép trụ 100 cm đến chiều dày nhịp 30 cm Hbđ = - ,cm Chiều dày sờn dầm thay đổi tuyến tính, gối 60cm, nhịp 30cm Hsd = - 110 30 X + 40 56 60 30 X + 30 56 ,cm Trên tiết diện ngang gối có bố trí lối thông có kích thớc : Trên gối nhịp bxh = 1x1.7m, đợc tạo vút 30x00cm SVTH: Hoàng Năng Tú 12 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả MCN 1/2 mặt cắt trụ nhịp 12000 11000 1500 Bê tông nhựa 75mm Lớp phòng nước 4mm Bản mặt cầu 300mm 1404 1519 1199 2% 2897 1539 150 300 1800 414 1000 3000 350 550 500 400 2200 330 2292 600 5900 6700 Vút 20x20cm 400 350 550 600 2% 500 250 250 500 150 - 1539 1000 1504 2200 1000 330 1159 Mặt cầu có độ dốc ngang 2% độ dốc dọc không đổi cầu dẫn 4% thay đổi cầu với bán kính cong R=5000m - Lớp phủ mặt cầu gồm lớp: Bêtông nhựa hạt vừa 75mm Lớp phòng nớc 4mm Sơ đồ phân đốt thi công nhịp 60.0 K12 K11 K10 K9 K7 K6 K5 K4 K3 5.5 1.5 K2 K1 K0 3.0 K8 4x4=16.0 6.7 8x4.5=36.0 HL 1.0 3.0 Y 12 - X 10 11 12 13 14 1516 Tính chiều cao đốt dầm hộp đáy biên theo đờng cong bậc có phơng trình là: Y1 = a1X2 + b1 SVTH: Hoàng Năng Tú 13 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi a1 = Nghiên cứu khả 6.0 = 9.5663 x 10-4 ; b1 = 3.0 m 56 Chú ý: chiều cao phần đốt hợp long phần đốt trụ không đổi Bảng tổng hợp chiều cao tiết diện Thứ tự 10 11 12 13 14 15 16 - Tiết diện S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 a1 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 0.00095663 b1 3 3 3 3 3 3 3 3 x(m) -1.00 0.00 4.50 9.00 13.50 18.00 22.50 27.00 31.50 36.00 40.00 44.00 48.00 52.00 57.50 59.00 h(m) 3.00 3.00 3.019 3.077 3.174 3.310 3.484 3.697 3.949 4.240 4.531 4.852 5.204 5.587 6.000 6.000 Phần cầu dẫn: dầm SUPER T + Chiều dài: 40000 mm + Chiều cao: 1750 mm + Bản mặt cầu liên tục nhiệt đổ chỗ, dày 200mm SVTH: Hoàng Năng Tú 14 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả Mặt cắt ngang phần cầu dẫn 12000 11000 1000 1000 2350 III - 2350 1000 2350 4700 2350 1000 2% 1250 1000 Bê tông nhựa 75mm Lớp phòng nước 4mm Bản mặt cầu 200mm Bản đúc sẵn 80mm 2% 1250 500 1000 500 Cấu tạo mố trụ cầu Mố: Hai mố đối xứng, loại mố chữ U, BTCT tờng thẳng, đặt móng cọc khoan nhồi đờng kính D = 1m - Bản độ : Hay giảm tải có tác dụng làm tăng dần độ cứng đờng vào cầu, tạo điều kiện cho xe chạy êm thuận, giảm tải cho mố hoạt tải đứng lăng thể phá hoại Bản độ BTCT dày 30cm, dài 3.0m Bản độ đợc đặt nghiêng 2%, đầu gối lên vai kê, đầu gối lên dầm kê BTCT, đợc thi công phơng pháp đổ chỗ, đổ thành cách tờng cánh mố ữ cm - Trụ: Trụ đặc, BTCT, đặt móng cọc khoan nhồi, sử dụng cọc đờng kính D=1.5 m đờng kính D = 2.0m SVTH: Hoàng Năng Tú 15 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả Cấu tạo mố Mặt cắt a - a 800 1000 2% 3000 1850 250 B 6000 1000 750 7800 500 3265 400 Bản độ B 1:1 2600 01 10 MĐTN 1500 2200 500 1000 1800 5000 2000 1000 1000 500 Mặt cắt B - b 8800 1700 500 800 1000 1000 A SVTH: Hoàng Năng Tú 16 6500 5500 10@500 Cốt thép chờ 500 3800 A GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi SVTH: Hoàng Năng Tú 17 Nghiên cứu khả GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả Cấu tạo trụ nhịp dẫn 1000 4700 1000 1000 1000 1000 1000 11900 A 4900 4900 16500 3500 3500 500 A MC A-A R100 2000 R10 4700 Cấu tạo trụ nhịp 5000 1500 1500 1500 1500 50 R1 3000 R15 00 5000 SVTH: Hoàng Năng Tú 18 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi IV - Nghiên cứu khả Vật liệu Bê tông: + fc' =30 MPa cho kết cấu không ƯST + fci' =40 MPa, fc' =55 MPa cho kết cấu ƯST + fc' : cờng độ chịu nén bê tông 28 ngày + fci' : cờng độ nén quy định bê tông lúc bắt đầu đặt tải tạo dự ứng lực) - Thép: (5.4.3.2- 22 TCN 272 - 05) + Thép thờng: fy= 400 MPa, Es =200000 MPa + Thép cờng độ cao: Cờng độ chịu kéo: fpu=1860 MPa Giới hạn chảy: fpy=0.9 x fpu (đối với thép có độ tự chùng thấp ) Mô đun đàn hồi: Ep=197000 MPa Thép tự chùng thấp: loại thép dự ứng lực kéo mà mát ứng suất thép tự chùng đợc giảm đáng kể xử lý kéo nhiệt độ cao lúc chế tạo - Lớp phủ: sử dụng bê tông nhựa hạt mịn, =2.25 T/m3 SVTH: Hoàng Năng Tú 19 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi V Tính toán khối lợng công tác: V.1 Khối lợng công tác phần kết cấu nhịp: Nghiên cứu khả V.1.1 Phần cầu Bảng tính toán xác định thể tích khối đúc hẫng - K0 S16 10 11 12 13 14 15 16 K0 K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12 1/2HL S15 S14 S13 S12 S11 S10 S9 S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 1.5 5.5 4 4 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 Tổng thể tích 59.00 31.9528 57.50 52.00 48.00 44.00 40.00 36.00 31.50 27.00 22.50 18.00 13.50 9.00 4.50 0.00 -1.00 31.9528 14.7242 13.8962 13.1366 12.4445 11.8189 11.1933 10.6491 10.1850 9.7995 9.4912 9.2587 9.1005 9.0153 9.0153 47.9292 84.4267 57.2408 54.0656 51.1622 48.5268 51.7774 49.1454 46.8768 44.9651 43.4041 42.1872 41.3082 40.7606 9.0153 712.7914 Thể tích khối đúc phần dầm hộp có chiều cao thay đổi: Vh thay đổi = x 712.7914 = 2851,1656 m3 - Phần dầm hộp đúc giàn giáo có chiều cao không đổi h = m, chiều dày đáy không đổi 40 cm, chiều dày sờn không đổi ts = 40 cm Nh tiết diện không đổi có diện tích mặt cắt ngang A = 9.0153 m2 - Thể tích phần khối đúc phần dầm hộp đúc giàn giáo là: Vh không đổi = A x 19 x = 9.0153 x 19 x = 342.5814 m3 - Thể tích bê tông phần vách trụ là: Avách = 24,1623- 1.76= 22.4023 m2 Vvách = 2xV1vách = x (3 x Avách ) = x (3 x 22.4023) = 268.8276 m3 - Thể tích bê tông phần nhịp liên tục là: Vliên tục = Vh thay đổi + Vh không đổi + Vvách = 3462.5746 m3 SVTH: Hoàng Năng Tú 20 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả LL(Xetải) = 0.9x3x0.85x{1x(1+0.8697+0.4512+0.2848)x14.5+ +1x(0.8697+0.1545)x3.5 + 0.93x33} = 165.372 (T) + TH2: xe tải thiết kế + tải trọng 3.5T 14.5T 14.5T w(LL) = 0.93T 4.3 4.3 33m 33m 0.8697 0.8697 LL(Xe tải) = 3x0.85x{1x(1+0.8697)x14.5 + 1x0.8697x3.5 + 0.93x33} = 155,154 (T) + TH3: Xe trục thiết kế tải trọng làn: 11T 11T w(LL) = 0.93T 1.2 33m 33m 0.96 LL(Xe trục) = 0.9x3 x 0.85 x {1 x[11x(1+0.96] + 0.93x 33} = 133.268 (T) Vậy: LL = max ( LLTH! , LLTH2 , LLTH3 ) = 165.372 (T) Tổng tải trọng tính toán dới đáy đài TTGHCĐ1 : PĐáy đài =1.25 x DC + 1.5 x DW + 1.75 x LL =1.25x 1480.302 + 1.5x 61.256 + 1.75x 165.372 = 2231.662 T + Phản lực gối tổ hợp tải trọng trạng thái giới hạn cờng độ I là: PĐáy đài = 2231.662 (T) + Với phản lực ta chọn cọc đờng kính 1.5m với cao độ mũi cọc - 49.5m + Các cọc đợc bố trí mặt phẳng cho khoảng cách tim cọc a 3D (D : Đờng kính cọc khoan nhồi) Ta có: P = Min (Pđn , PVl) = Min (608.413, 3423.993 ) =608.413( T ) + Vậy số lợng cọc sơ : nc = ì SVTH: Hoàng Năng Tú P 2231.662 = 1.5 ì = 5.5 (cọc) Pc 608.413 30 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả Dùng cọc khoan nhồi 1500 mm, cự ly cọc chiều dài cọc đợc thể vẽ Mặt móng trụ P3 16500 4500 4500 4500 1500 1500 1500 4500 1500 7500 ỉ1500 b Số cọc trụ P1, P2 , P8,P9,P10 Các trụ P1, P2 , P8,P9,P10 phần cầu dẫn có cấu tạo giống nhau, khác chiều cao thân trụ khác để nâng dần cao độ cầu (Độ dốc 4%).Do tải trọng tác dụng đáy đài sơ lấy giống giống trụ P trụ có chiều cao lớn nhất.Vì trụ P1, P2 , P8,P9,P10 có số cọc mặt móng nh trụ P3 c Xác định số cọc trụ P2, P5 - Tải trọng thờng xuyên (DC, DW): gồm trọng lợng thân trụ trọng lợng kết cấu nhịp: + Trọng lợng thân trụ: Ptrụ = 2.4 x Vtrụ = 2.4 x 707.062 = 1696.9488 T + Trọng lợng kết cấu nhịp ( hệ dầm mặt cầu, kết cấu mặt cầu, lớp phủ, lan can): Trọng lợng hệ dầm mặt cầu ( dầm chủ + dầm ngang): gdầm = ì 28.7 ì 2.4 0.25 ì 1.42 ì 2.35 ì ì + = 10.22 T/m 40 40 Trọng lợng kết cấu mặt cầu: gbản = 2.4 x 2.4 = 5.76 T/m Trọng lợng kết cấu nhịp chính: gnhịp = SVTH: Hoàng Năng Tú 712.791x2.4 + 9.015x20x2.4 =26.793 T/m 80 31 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả Trọng lợng lớp phủ: glp = 75x10-3x11x2.25 = 1.856 T/m Trọng lợng lan can: glan can = x 0.3 x 2.4 = 1.44 T/m Vẽ đờng ảnh hởng áp lực gối ( gần ): 40m 80m Diện tích đờng ảnh hởng áp lực trụ: = 20, = 40, = 60 DC = PTrụ + (gcầu dẫn + glan can )x1 + (g dầm liên tục + glan can)x2 = 1696.9488 + (10.22 + 5.76 + 1.44 ) x 20 + ( 26.793 +1.44 ) x 40 = 3174.6688 (T) DW = glớp phủ x = 1.856 x 60 = 111.36 ( T ) - Hoạt tải: tải trọng HL93 (LL) bao gồm trờng hợp, chọn trờng hợp lớn + TH1: 90% (2 xe tải thiết kế tải trọng thiết kế ) 14.5T 14.5T 3.5T 14.5T 14.5T 3.5T w(LL) = 0.93T 4.3m 80m 0.651 4.3m 0.705 15m 0.759 4.3m 0.946 0.893 40m 4.3m LL = 90% x n x m x [(1+ IM ).(Pi yi )+ Wlàn.] 100 Trong đó: n : Số xe , n = m : Hệ số xe, m = 0.85 IM : Lực xung kích (lực động) xe, tính thành phần móng nằm hoàn toàn dới mặt đất không cần xét lực xung kích (3.6.2.1) nên (1+ IM ) = 100 Pi , yi :Tải trọng trục xe, tung độ đờng ảnh hởng : Diện tích đờng ảnh hởng SVTH: Hoàng Năng Tú 32 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả Wlàn : Tải trọng , Wlàn = 0.93T/m LL(Xe tải)= 0.9x3x0.85 x [1x14.5x(1+0.893+0.759+0.705) + + 1x3.5x(0.9463+0.6513) + 0.93 x 60] = 252.601 (T ) + TH2: Xe tải thiết kế + tải trọng 3.5T 14.5T 14.5T w(LL) = 0.93T 4.3m 80m 0.946 4.3m 0.893 40m LL = n x m x [(1+ IM ).(Pi yi )+ Wlàn.] 100 Trong đó: n : Số xe , n = m : Hệ số xe, m = 0.85 IM : Lực xung kích (lực động) xe, tính thành phần móng nằm hoàn toàn dới mặt đất không cần xét lực xung kích (3.6.2.1) nên (1+ IM ) = 100 Pi , yi :Tải trọng trục xe, tung độ đờng ảnh hởng : Diện tích đờng ảnh hởng Wlàn : Tải trọng , Wlàn = 0.93T/m LL(Xe tải)= 3x0.85 x [1x14.5x(1 + 0.9463) + 1x3.5x 0.893 + 0.93 x 60 ] = 222.224 (T ) + TH3: xe hai trục thiết kế+ tải trọng làn: SVTH: Hoàng Năng Tú 33 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả 11T 11T w(LL) = 0.93T 1.2m 80m 0.9636 40 m LL(Xe trục) = x 0.85 x [1x11x(1 + 0.9636 ) + 0.93 x 60] = 197.369 (T) Vậy: LL = max (LLTH1, LLTH2, LLTH3 ) = 252.601 ( T ) Tổng tải trọng tính toán dới đáy đài là: PĐáy đài =1.25 x DC + 1.5 x DW + 1.75 x LL =1.25 x 3174.6688 + 1.5 x 111.36 + 1.75x 252.601 = 4577.388 T Phản lực gối tổ hợp tải trọng trạng thái giới hạn cờng độ I là: PĐáy đài = 4577.388 (T) Với phản lực ta chọn cọc đờng kính 1.5m với cao độ mũi cọc - 54.9m Các cọc đợc bố trí mặt phẳng cho khoảng cách tim cọc a 3D (D : Đờng kính cọc khoan nhồi) Ta có : P = Min (Pđn , PVl) = Min (608.413, 3423.993 ) =608.413 ( T ) Vậy số lợng cọc sơ : nc = ì P 4577.388 = ì = 11.3 (cọc) Pc 608.413 Dùng 16 cọc khoan nhồi 1500 mm, cự ly cọc chiều dài cọc đợc thể hình vẽ SVTH: Hoàng Năng Tú 34 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả Mặt móng trụ P2 16500 4500 4500 4500 1500 1500 1500 00 1500 4500 16500 4500 4500 ỉ 15 d Trụ P5 sử dụng loại cọc cách bố trí tơng tự nh trụ P2 e Xác định số cọc trụ P3 - Tải trọng thờng xuyên (DC , DW): gồm trọng lợng thân trụ trọng lợng kết cấu nhịp: + Trọng lợng thân trụ: Ptrụ = 2.4 x Vtrụ = 2.4 x 1177.472 = 2825.932 ( T ) + Trọng lợng kết cấu nhịp (Hệ dầm mặt cầu, lớp phủ, lan can): Trọng lợng lớp phủ: glp = 75x10-3x11x2.25 = 1.856 T/m Trọng lợng lan can: glan can = x 0.3 x 2.4 = 1.44 T/m Trọng lợng hệ dầm mặt cầu: gnhịp biên = 26.793 T/m gnhịp = 2x712.791x2.4 =28.512T/m 120 Vẽ đờng ảnh hởng áp lực gối trụ P6 ( gần đúng) 80m 120m Diện tích đờng ảnh hởng áp lực trụ: = 40, = 60, = 100 DC = PTrụ + gnhịp biên x + gnhịp x2 + glan can x = 2825.932 + 26.793 x 40 + 28.512 x 60 + 1.44 x 100 SVTH: Hoàng Năng Tú 35 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả = 6742.136 ( T ) DW = glớp phủ x = 1.856 x 100 = 185.6 ( T ) - Hoạt tải:do tải trọng HL93 (LL) gồm trờng hợp lấy trờng hợp lớn + TH1: 90%( xe tải thiết kế + tải trọng thiết kế ): 14.5T 14.5T 3.5T 14.5T 14.5T 3.5T w(LL) = 0.93T 4.3m 4.3m 4.3m 15m 4.3m 80m 120m 0.7675 LL = 90%.n.m.[ (1+ 0.8033 0.8392 0.9641 0.9463 IM ).(Pi yi )+ Wlàn.] 100 Trong đó: n : Số xe , n = m : Hệ số xe, m = 0.85 IM : Lực xung kích (lực động) xe, tính thành phần móng nằm hoàn toàn dới mặt đất không cần xét lực xung kích (3.6.2.1) nên (1+ IM ) = 100 Pi , yi : Tải trọng trục xe, tung độ đờng ảnh hởng : Diện tích đờng ảnh hởng Wlàn: Tải trọng làn, Wlàn = 0.93T/m LL(Xe tải) = 0.9x3x0.85x [1x14.5x(1+0.9463+0.8392+0.8033) + 3.5x(0.9641+0.7675) + 0.93 x 100] = 346.77 ( T ) + TH2: xe tải thiết kế + tải trọng thiết kế: 3.5T 14.5T 14.5T w(LL) = 0.93T 4.3m 4.3m 80m 120m 0.9641 0.9463 LL = n.m.[ (1+ IM ).(Pi yi )+ Wlàn.] 100 Trong đó: SVTH: Hoàng Năng Tú 36 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả n : Số xe , n = m : Hệ số xe, m = 0.85 IM : Lực xung kích (lực động) xe, tính thành phần móng nằm hoàn toàn dới mặt đất không cần xét lực xung kích (3.6.2.1) nên (1+ IM ) = 100 Pi , yi : Tải trọng trục xe, tung độ đờng ảnh hởng : Diện tích đờng ảnh hởng Wlàn: Tải trọng làn, Wlàn = 0.93T/m LL(Xe tải) = 3x0.85x [1x14.5x(1+ 0.9641 )+ 1x3.5 x 0.9463 + 0.93 x 100] = 318.218 ( T ) + TH3: xe hai trục thiết kế + tải trọng thiết kế: 11T 11T w(LL) = 0.93T 1.2m 80m 120m 0.99 LL(Xe trục) = 3x0.85x [1x 11x(1+0.99 ) + 0.93 x 100] = 292.97 ( T ) Vậy: LL= max (LLTH1 , LLTH2, LLTH3) = 346.77 ( T ) Tổng tải trọng tính toán dới đáy đài trạng thái cờng độ I : PĐáy đài =1.25 x DC + 1.5 x DW + 1.75 x LL =1.25x 6742.136+ 1.5x 185.6 + 1.75x 346.77 = 9312.96 T Phản lực gối tổ hợp tải trọng trạng thái giới hạn cờng độ I là: PĐáy đài = 9312.96 (T) Với phản lực ta chọn cọc đờng kính 2.0 m với cao độ mũi cọc -73.3m Các cọc đợc bố trí mặt phẳng cho khoảng cách tim cọc a 3D (D : Đờng kính cọc khoan nhồi) Ta có : Pc = Min (Pđn , PVl) = Min (949.035, 6322.109) = 949.035 ( T ) Vậy số lợng cọc sơ : nc = ì SVTH: Hoàng Năng Tú P 9312.96 = 1.5 ì = 18.55 (cọc) Pc 949.035 37 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả Dùng 20 cọc khoan nhồi 2000 mm, cự ly cọc chiều dài cọc đợc thể hình vẽ Mặt móng trụ P3 28000 6000 6000 6000 6000 2000 c Cọ D 2000 6000 22000 6000 m 2.0 6000 2000 2000 f Số cọc trụ P4 Trụ P4 ta sử dụng cọc cách bố trí tơng tự nh trụ P3 VIII Tổ chức thi công xây dựng + Mực nớc thi công (MNTC) +5.65m + Với mực nớc thi công nh coi mố A A6 , trụ T2, T5 thi công cạn, trụ lại thi công dới nớc a Thi công mố A1 , A6 + San ủi mặt thi công + Lắp dựng máy khoan, tiến hành thi công cọc khoan nhồi đờng kính D = 1m + Đổ lớp bê tông đệm dày 10cm fc =10 cao độ đáy bệ + Lắp dựng ván khuôn, đặt cốt thép bệ mố, thân mố, mũ mố + Đổ bê tông chỗ bệ mố, thân mố, mũ mố + Hoàn thiện mố: Tháo dỡ ván khuôn, thi công bấc thấm đất đắp sau mố, xây 1/4 nón, hoàn thiện mố, thải lòng sông b Thi công trụ cạn + San ủi đất bãi sông tạo mặt thi công + Lắp dựng máy khoan, tiến hành thi công cọc khoan nhồi + Đào hố móng máy xúc kết hợp với thủ công SVTH: Hoàng Năng Tú 38 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả + Đổ lớp bê tông đệm dày 10cm fc=10 cao độ đáy đài + Lắp dựng ván khuôn, đặt cốt thép bệ trụ, thân trụ, mũ trụ + Đổ bê tông chỗ bệ trụ, thân trụ, mũ trụ + Hoàn thiện trụ: Tháo dỡ ván khuôn, hoàn thiện trụ, thải lòng sông c Thi công trụ dới nớc - Hạ ống vách: + Xác định vị trí tim trụ tim cọc + Lắp dựng giá búa hệ + Đóng cọc định vị, hàn giằng cọc định vị + Lắp dựng hệ thống khung dẫn hớng ống vách + Dùng cần cẩu búa rung hệ hạ ống vách - Thi công cọc khoan nhồi Lắp dựng máy khoan hệ nổi, tiến hành thi công cọc khoan nhồi đờng kính D = 2.0m - Thi công vòng vây cọc ván thép: Lợi dụng ống vách lắp đặt vành đai khung dẫn hớng Rung hạ cọc ván thép đến cao độ thiết kế Thiết lập vòng vây cọc ván thép - Đáo hút đất vòng vây cọc ván thép đến cao độ thiết kế - Thi công lớp bê tông bịt đáy - Thi công đổ bê tông bệ trụ: - Hút nớc hố móng - Đập đầu cọc - Lắp đặt ván khuôn, cốt thép - Đổ bê tông bệ trụ - Thi công đổ bê tông thân trụ: Dùng hệ ván khuôn, lắp đặt cốt thép chi tiết chôn sẵn phục vụ thi công dầm Đổ bê tông thân trụ - Hoàn thiện trụ: Tháo dỡ ván khuôn, hoàn thiện trụ, thải lòng sông d Thi công kết cấu nhịp - Phần cầu dẫn Trình tự thi công: + Thi công đờng công tác sau mố + Lắp dựng giá lao dầm chuyên dụng (loại giá lao mút thừa) + Bố trí đờng ray cho xe goòng + Dùng xe goòng vận chuyển dầm vào vị trí SVTH: Hoàng Năng Tú 39 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả + Dùng pa lăng kéo dầm khỏi xe goòng lao dầm vào nhịp thi công thiết bị lao dầm chuyên dụng (loại giá lao mút thừa) + Lao dầm sàng ngang dầm vào vị trí thiết kế + Hạ dầm xuống đỉnh trụ, cố định dầm tiến hành lao dầm + Thi công dầm ngang phần mặt cầu đổ chỗ cho hệ dầm Super T - Phần cầu liên tục Phần thi công đà giáo treo: + Lắp đặt cố định dàn giáo, ván khuôn + Lắp đặt cốt thép, căng kéo bó thép dự ứng lực căng phục vụ thi công, đổ bê tông kết cấu nhịp + Bảo dỡng bê tông dỡ bỏ bó thép sau thi công xong Phần thi công theo phơng pháp đúc hẫng cân bằng: + Chuẩn bị vật t, thiết bị cho thi công dầm hộp liên tục + Thi công khối Ko đỉnh trụ T3 , T4 đà giáo mở rộng trụ + Thi công đốt - đốt đúc đà giáo xe đúc chuyên dụng, đúc đốt cân bên trụ + Hợp long nhịp biên sau tháo giàn giáo đốt D0, cắt liên kết tạm kết cấu nhịp + Hợp long nhịp + Hoàn thiện kết cấu nhịp IX - Thống kê khối lợng vật liệu dùng công trình Khối lợng bê tông đợc tính dựa theo kích thớc hình học cấu kiện khối l- ợng cốt thép đợc tính dựa vào tỷ lệ so với bê tông công trình xây dựng theo định mức dự toán Bộ xây dựng ban hành - Tổng mức đầu t đợc lập dựa sau : + Sự thống kê vật liệu toàn cầu + Định mức dự toán XDCB số 1242/1998/QĐ-BXD ngày 25 tháng 11 năm 1998 Bộ xây dựng + Giá ca máy thiết bị xây dựng số 1260/1998/QĐ-BXD ngày 28 tháng 11 năm 1998 Bộ xây dựng + Giá vật t, vật liệu lấy theo mặt giá thời điểm lập + Tiền lơng khoản phụ cấp theo thông t số 23/BXD-VTK ngày 15 tháng 12 năm 1994 Bộ xây dựng SVTH: Hoàng Năng Tú 40 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả + Thông t số 01/1999/TT-BXD ngày 16 tháng 01 năm 1999 Bộ xây dựng, hớng dẫn lập dự toán công trình xây dựng theo luật thuế giá trị gia tăng thuế thu nhập doanh nghiệp + Các chi phí theo tỷ lệ đợc rút từ công trình làm Thống kê vật liệu toàn cầu lập tổng mức đầu t đợc thể dới dạng bảng nh sau : Thống kê khối lợng vật liệu chủ yếu phơng án STT Hạng mục công trình Chỉ tiêu VL Khối lợng A Kết cấu phần Bê tông dầm Super T 40m +dầm ngang fc ' =55MPa 327.04 Bê tông mặt cầu (Phần dầm Super T)+ đúc sẵn fc ' =30MPa 202.2 SVTH: Hoàng Năng Tú 41 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả fc ' =55MPa Bê tông dầm hộp liên tục 3462.57 Bê tông át phan mặt cầu Bê tông lan can fc ' =30MPa 224.52 Cốt thép thờng dầm Super T (170kg/1m3) fy=400MPa 55.59 Cốt thép thờng mặt cầu (Phần dầm Super T), (170kg/1m3) fy=400MPa 34.37 Cốt thép thờng dầm hộp liên tục (160kg/1m3) fy=400MPa 554.01 Cốt thép lan can (100kg/1m3) fy=400MPa 22.45 10 Cốt thép CĐC Super T (23.25kg/1m3) 12.7mm 76.04 11 Cốt thép C.Đ.C dầm hộp liên tục(64.5kg/1m3) 15.2mm 223.34 12 Gối cao su 18.00 13 Điện chiếu sáng 40.00 308.7 B Kết cấu phần dới 15 Bê tông mố + Bản liên tục nhiệt fc ' =30MPa 521.17 16 Bê tông thân trụ fc ' =30MPa 1039.07 17 Bê tông xà mũ, bệ kê gối trụ cầu dẫn fc ' =30MPa 80.64 18 Bê tông bệ móng trụ fc ' =30MPa 2640 21 Cốt thép mố ( 90kg/1m3) fy=400MPa 47.05 22 Cốt thép thân trụ (100kg/1m3) fy=400MPa 103.9 23 Cốt thép xà mũ, bệ kê gối trụ cầu dẫn,(100kg/1m3) fy=400MPa 8.06 24 Cốt thép bệ móng trụ (100kg/1m3) fy=400MPa 264.0 25 Cọc khoan nhồi D100 cm 768.00 26 Cọc khoan nhồi D150cm 1728 27 Cọc khoan nhồi D200 cm 2400 Tổng mức đầu t phơng án Số hiệu đơn G Hạng mục Đơn vị Khối lợng Tổng mức đầu t đồng A+B+C+D 92,632,998,600 A AI Giá trị dự toán xây lắp Xây lắp đồng đồng AI+AII I+II 73,169,825,118 70,355,601,075 SVTH: Hoàng Năng Tú 42 Đơn giá (đồng) Thành tiền (đồng) GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi I Nghiên cứu khả Kết cấu phần 35,293,917,000 Bê tông át phan mặt cầu m 308.7 1,300,000 401,310,000 Bê tông lan can m3 224.52 600,000 134,712,000 Thép lan can T 22.452 6,500,000 145,938,000 Bê tông dầm cầu m 3789.61 6,500,000 24,632,465,000 Cthép thờng - dầm cầu T 666.42 7,500,000 4,998,150,000 Cốt thép DƯL dầm cầu T 299.38 12,000,000 3,592,560,000 Gối cao su loại nhỏ 10 6,000,000 60,000,000 10 11 12 II Gối cao su loại lớn Khe co dãn 10cm Khe co dãn 20cm Lớp phòng nớc Điện chiếu sáng Kết cấu phần dới m m m2 cột 2 4116.2 40 60,000,000 8,000,000 20,000,000 110,000 8,500,000 480,000,000 16,000,000 40,000,000 452,782,000 340,000,000 35,061,684,075 13 Bê tông mố m3 521.17 800,000 416,936,000 14 Bê tông trụ m 1039.07 800,000 831,256,000 15 Cốt thép mố T 47.05 7,000,000 329,350,000 16 Cốt thép trụ T 103.9 7,500,000 779,250,000 17 18 19 20 AII Cọc khoan nhồi F100cm Cọc khoan nhồi F150cm Cọc khoan nhồi D200cm Công trình phụ trợ Xây lắp khác Chi phí khác(Tạo MB, QLDA ) Dự phòng Trợt giá Các tiêu kinh tế Chỉ tiêu toàn 1m2 mặt cầu m m m % % 768 1728 2360 3,000,000 4,500,000 7,500,000 I +II AI 2,304,000,000 7,776,000,000 17,700,000,000 4,924,892,075 2,814,224,043 % A 4,390,189,507 % % 10 10 A+B A 7,756,001,463 7,316,982,512 g/f 20,629,120 B C D E1 E2 SVTH: Hoàng Năng Tú đ/m2 43 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả Chơng III: 11 Thiết kế sơ phơng án 11 I Giới thiệu phơng án thiết kế: .11 II Chọn tiết diện .11 III Cấu tạo mố trụ cầu 15 IV Vật liệu 19 V Tính toán khối lợng công tác: 20 V.1 Khối lợng công tác phần kết cấu nhịp: .20 V.1.1 Phần cầu 20 V.1.2 Phần cầu dẫn .21 V.2 Tính toán khối lợng công tác trụ mố 21 VI Xác định sức chịu tải cọc: 22 Sức chịu tải cọc theo vật liệu: 22 Sức chịu tải tính toán theo đất nền: 23 Sức kháng nhổ cọc 24 VII Tính toán sơ móng mố trụ: 25 a Số liệu địa chất: 25 b Xác định số cọc mố A1 , A6 25 a Số cọc mố A1: 25 b Số cọc mố A11 28 c Xác định số cọc trụ P2 - P5 28 a Số cọc trụ P2: .28 b Số cọc trụ P1, P2 , P8,P9,P10 31 c Xác định số cọc trụ P2, P5 31 d Trụ P5 sử dụng loại cọc cách bố trí tơng tự nh trụ P2 35 e Xác định số cọc trụ P3 35 f Số cọc trụ P4 38 VIII Tổ chức thi công xây dựng 38 a Thi công mố A1 , A6 38 b Thi công trụ cạn 38 c Thi công trụ dới nớc 39 d Thi công kết cấu nhịp 39 IX Thống kê khối lợng vật liệu dùng công trình 40 SVTH: Hoàng Năng Tú 44 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai [...]... Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả LL(Xetải) = 0.9x3x0.85x{1x( 1+0 .869 7+0 .451 2+0 .2848)x14. 5+ +1 x(0.869 7+0 .1545)x3.5 + 0.93x 33} = 165 .37 2 (T) + TH2: xe tải thiết kế + tải trọng làn 3. 5T 14.5T 14.5T w(LL) = 0.93T 4 .3 4 .3 33m 33 m 0.8697 1 0.8697 LL(Xe tải) = 3x0.85x{1x( 1+0 .8697)x14.5 + 1x0.8697x3.5 + 0.93x 33} = 155,154 (T) + TH3: Xe 2 trục thiết kế và tải trọng làn: 11T 11T w(LL)... khả LL3l(Xe tải)= 3 x 0.85 x {1x[14.5x(1 + 0.8 7) + 0. 739 x 3. 5)] + 0. 93 x 16.5} = 124 .36 35 (T) + Xe 2 trục thiết kế và tải trọng làn thiết kế P=11T P=11T w=0.93T/m 40 m 1 0.97 1.2m LL1l(Xe 2 trục) = 1 x 1.2 x[1x11x( 1+0 .97 ) + 0. 93 x 20]= 48 .32 4(T) LL2l(Xe 2 trục) = 2 x 1 x[1x11x( 1+0 .97 ) + 0. 93 x 20] =80. 54 (T) LL3l(Xe 2 trục) = 3 x 0.85 x[1x11x( 1+0 .97 ) + 0. 93 x 20]= 102.688 (T) Vậy: LL= max(LL(Xe... (3 . 6.2. 1) nên (1 + IM ) = 1 100 Pi , yi : Tải trọng trục xe, tung độ đờng ảnh hởng : Diện tích đờng ảnh hởng Wlàn: Tải trọng làn, Wlàn = 0.93T/m LL(Xe tải) = 0.9x3x0.85x [1x14.5x( 1+0 .94 6 3+ 0. 839 2+0 .8 033 ) + 3. 5x(0.964 1+0 .767 5) + 0. 93 x 100] = 34 6.77 ( T ) + TH2: xe tải thiết kế + tải trọng làn thiết kế: 3. 5T 14.5T 14.5T w(LL) = 0.93T 4.3m 4.3m 80m 120m 0.9641 0.94 63 1 LL = n.m.[ (1 + IM ). (Pi yi )+ ... 0.93T/m LL(Xe tải)= 3x0.85 x [1x14.5x(1 + 0.94 6 3) + 1x3.5x 0.8 93 + 0. 93 x 60 ] = 222.224 (T ) + TH3: xe hai trục thiết k + tải trọng làn: SVTH: Hoàng Năng Tú 33 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu hầm thi Nghiên cứu khả 11T 11T w(LL) = 0.93T 1.2m 80m 1 0.9 636 40 m LL(Xe 2 trục) = 3 x 0.85 x [1x11x(1 + 0.9 636 ) + 0. 93 x 60] = 197 .36 9 (T) Vậy: LL = max (LLTH1, LLTH2, LLTH3 ) =... 0.93T/m LL(Xe tải) = 3x0.85x [1x14.5x( 1+ 0.9641 )+ 1x3.5 x 0.94 63 + 0. 93 x 100] = 31 8.218 ( T ) + TH3: xe hai trục thiết kế + tải trọng làn thiết kế: 11T 11T w(LL) = 0.93T 1.2m 80m 120m 0.99 1 LL(Xe 2 trục) = 3x0.85x [1x 11x( 1+0 .99 ) + 0. 93 x 100] = 292.97 ( T ) Vậy: LL= max (LLTH1 , LLTH2, LLTH 3) = 34 6.77 ( T ) Tổng tải trọng tính toán dới đáy đài ở trạng thái cờng độ I là : PĐáy đài =1.25 x DC +. .. chịu lực, fy =400 0 0( T/m 2) + Với cọc D = 1m: PVL =0.75x0.8x[0.85x3000x(0.785-0.008 8 )+ 400 00x0.0088] = 1487.71 ( T ) c + Với cọc D = 1.5m: PVL =0.75x0.8x[0.85x3000x(1.767- 0.0 2 3) +4 00 00x0.0 23] = 34 23. 9 93 ( T ) c + Với cọc D = 2m: PVL =0.75x0.8x[0.85x3000x (3 . 142-0.0 5 )+ 400 00x0.05] = 632 2.10 9( T ) c o Sức chịu tải tính toán theo đất nền: Q R = x ( ( qp xq p + qs xq s ) Q c ) Trong đó: + :hệ số chiết... Vẽ đờng ảnh hởng áp lực gối: 33 m 33 m Dah R 3 1 Diện tích đờng ảnh hởng áp lực trụ: = 33 DC= PTr + (gdầm + gbản + glan can) x = 937 . 039 +( 9.099 + 5.9 23 + 1.44 ) x 33 = 1 480 .30 2 (T) DW = glớp phủ x = 1.856 x 33 = 61.256 (T) - Hoạt tải:do tải trọng HL 93 ứng lực phải đợc lấy giá trị lớn hơn trong các trờng hợp + TH1: Theo quy định của quy trình 22TCN 272-05 ( iều 3. 6.1 .3. 1) : Đối với các mômen âm giữa... Hoạt tải:do tải trọng HL 93 (LL) gồm 3 trờng hợp lấy trờng hợp lớn hơn + TH1: 90 %( 2 xe tải thiết kế + tải trọng làn thiết kế ): 14.5T 14.5T 3. 5T 14.5T 14.5T 3. 5T w(LL) = 0.93T 4.3m 4.3m 4.3m 15m 4.3m 80m 120m 0.7675 LL = 90%.n.m.[ (1 + 0.8 033 0. 839 2 0.9641 0.94 63 1 IM ). (Pi yi )+ Wlàn.] 100 Trong đó: n : Số làn xe , n = 3 m : Hệ số làn xe, m = 0.85 IM : Lực xung kích (lực động) của xe, khi tính thành... kích (3 . 6.2. 1) nên (1 + IM ) = 1 100 + Pi, yi : Tải trọng trục xe, tung độ đờng ảnh hởng + : Diện tích đờng ảnh hởng + Wlàn : Tải trọng làn, Wlàn = 0.93T/m LL1l(Xe tải)= 1 x 1.2 x {1x[14.5x(1 + 0.8 9) + 0.79 x 3. 5)] + 0. 93 x 20} = 58.524(T) LL2l(Xe tải)= 2 x 1 x {1x[14.5x(1 + 0.8 9) + 0.79 x 3. 5)] + 0. 93 x 20} = 97.54 (T) SVTH: Hoàng Năng Tú 26 GVHD: TH.S Nguyễn Nh Mai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cầu. .. glp = 75x10-3x11x2.25 = 1.856 T/m Trọng lợng lan can: glan can = 2 x 0 .3 x 2.4 = 1.44 T/m Vẽ đờng ảnh hởng áp lực gối ( gần đúng ): 40m 80m 1 Diện tích đờng ảnh hởng áp lực trụ: 1 = 20, 2 = 40, = 60 DC = PTrụ + (gcầu dẫn + glan can )x1 + (g dầm liên tục + glan can)x2 = 1696.9488 + (1 0.22 + 5.76 + 1.44 ) x 20 + ( 26.7 93 +1 .44 ) x 40 = 31 74.6688 (T) DW = glớp phủ x = 1.856 x 60 = 111 .36 ( T ) - Hoạt ... [1x14.5x( 1+0 .94 6 3+ 0. 839 2+0 .8 033 ) + 3. 5x(0.964 1+0 .767 5) + 0. 93 x 100] = 34 6.77 ( T ) + TH2: xe tải thiết kế + tải trọng thiết kế: 3. 5T 14.5T 14.5T w(LL) = 0.93T 4.3m 4.3m 80m 120m 0.9641 0.94 63 LL = n.m.[ (1 + IM ). (Pi... +1 x(0.869 7+0 .1545)x3.5 + 0.93x 33} = 165 .37 2 (T) + TH2: xe tải thiết kế + tải trọng 3. 5T 14.5T 14.5T w(LL) = 0.93T 4 .3 4 .3 33m 33 m 0.8697 0.8697 LL(Xe tải) = 3x0.85x{1x( 1+0 .8697)x14.5 + 1x0.8697x3.5 + 0.93x 33} =... 0.93T/m LL(Xe tải)= 0.9x3x0.85 x [1x14.5x( 1+0 .8 9 3+ 0.75 9+0 .70 5) + + 1x3.5x(0.94 6 3+ 0.65 1 3) + 0. 93 x 60] = 252.601 (T ) + TH2: Xe tải thiết kế + tải trọng 3. 5T 14.5T 14.5T w(LL) = 0.93T 4.3m 80m