ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO Lời nói đầu * * * Sau thời gian học tập trường ĐHGTVT TP HCM nỗ lực thân với bảo dạy dỗ tận tình thầy cô trường ĐHGTVT TP HCM nói chung thầy cô Khoa Công trình nói riêng em tích luỹ nhiều kiến thức bổ ích trang bị cho công việc kỹ sư tương lai Đồ án tốt nghiệp kết cố gắng suốt năm học tập tìm hiểu kiến thức trường , đánh giá tổng kết công tác học tập suốt thời gian qua sinh viên Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em giúp đỡ nhiệt tình thầy cô giáo môn Cầu - Đường , đặc biệt giúp đỡ trực tiếp thầy: Phan Quốc Bảo Do thời gian tiến hành làm Đồ án trình độ lý thuyết kinh nghiệm thực tế có hạn nên tập Đồ án chắn không tránh khỏi nhứng thiếu sót Em xin kính mong thầy cô môn bảo để em hoàn thiện Đồ án kiến thức chuyêân Em xin chân thành cảm ơn ! TP Hồ Chí Minh, Ngày 22 tháng 04 năm 2009 Sinh viên: Bùi Anh Dũng SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO Nhận xét giáo viên hướng dẫn Giaùo viên hướng dẫn PHAN QUỐC BẢO SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO Nhận xét giáo viên đọc duyệt Giáo viên đọc duyệt SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO TỔNG QUAN * * * ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CẦU 1.1 Đặc điểm địa hình- thủy văn -Chế độ thủy văn thay đổi + MNCN : +3.627 m + MNTT : +1.57 m + MNTN : -2.47 m 1.2 Đặc điểm địa chất Lớp : Bùn sét hữu màu xám đen , trạng thái mềm : Chiều dày lớp : h1 = 9.5 m Các tiêu lý : +Trọng lượng thể tích : γw = 1.46 T/m3 +Chùy tiêu chuẩn (SPT) : N = +Lực dính : c = 0.095KG/cm2) Góc ma sát : ϕ = 3057’ Lớp : đất sét màu xám xanh nâu, màu nâu vàng, trạng thái rắn Chiều dày lớp : h2 = 7.5 m Các tiêu lý : +Trọng lượng thể tích : γw = 1.95 T/m3 +Chùy tiêu chuẩn (SPT) : N = 15 +Lực dính : c = 0.348 (KG/cm2) +Góc ma sát : ϕ = 16 023’ Lớp : đất sét pha cát màu vàng nâu, trạng thái rắn Chiều dày lớp : h3 = m Các tiêu lý : +Trọng lượng thể tích : γw = 1.97 T/m3 +Chùy tiêu chuẩn (SPT) : N = 18 +Lực dính : c = 0.342 (KG/cm2) , +Góc ma sát : ϕ = 17028’ Lớp : đất sét màu xám đen trạng thái rắn đến rắn, vài chỗ đất sét có lẫn cát Chiều dày lớp Các tiêu lý : SVTH: BÙI ANH DUÕNG : h4 = 16 m Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO +Trọng lượng thễ tích : γw = 19.88 T/m3 +Chùy tiêu chuẩn (SPT) : N = 16 +Lực dính : c = 0.352 (KG/cm2) +Góc ma sát : ϕ = 150.47’ Lớp : cát mịn lẫn bột, màu xám, trạng thái chặt Chiều dày lớp : h4 = 25 m Các tiêu lý : +Trọng lượng thễ tích : γw = 1.987 T/m3 +Chùy tiêu chuẩn (SPT) : N = 76 +Lực dính : c = (KG/cm2) +Góc ma sát : ϕ = 310.46’ QUY TRÌNH QUY PHẠM VÀ CÁC NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ 2.1 Quy trình thiết kế nguyên tắc chung 2.1.1 Quy trình thiết kế -Quy trình thiết kế cầu cống : 22 TCN 272 – 05 -Quy phạm thiết kế cầu dây văng đường ôtô JTJ 027-86 Trung Quốc -Quy trình thiết kế móng cọc TCXD : 205-1998 2.1.2 Các nguyên tắc thiết kế - Công trình thiết kế vónh cửu , có kết cấu thót phù hợp với quy mô tuyến đường - Đáp ứng yêu cầu quy hoạch , phân tích tương lai tuyến đường - Thời gian thi công ngắn - Thuận tiện cho công tác tu bảo dưỡng - Giá thành xây dựng thấp 2.2 Các thông số kó thuật 2.2.1 Quy mô xây dựng -Cầu thiết kế vónh cửu với tuổi thọ > 100 năm 2.2.2 Tải trọng thiết kế -Sử dụng cấp tải trọng thiết kế cầu theo quy trình 22 TCN 272 – 05 +Hoạt tải thiết kế HL 93 - Xe trục thiết ke á: P1=35KN, P2=145KN, P3=145KN - Xe trục thiết kế : P1=110KN, P2=110KN SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO - Tải trọng q = 9.3 N/mm phân bố theo chiều dọc Theo chiều ngang cầu giả thuyết phân bố chiều rộng 3000 mm -Hệ số tải trọng : +Tónh tải giai đoạn : 1.25 +Tónh tải giai đoạn : 1.5 +Hoạt tải : 1.75 -Hệ số động(hệ số xung kích) : IM=1+25/100=1.25 2.2.3 Khổ cầu thiết kế -Mặt cắt ngang thiết kế cho xe chạy vận tốc thiết kế 80 Km/h +Mặt căt ngang khổ : K=10.5+2@0.5 +Phần xe chạy: Bxe=3x3.5m +Phần lan can:Blc=2x0.5m 2.2.4 Khổ thông thuyền -Sông thông thuyền sông cấp IV : +Tónh cao: 6m +Tónh ngang: 40m 2.2.5 Trắc dọc cầu -Độ dốc dọc cầu 1.6 % -Cầu nằm đường cong tròn bán kính R=2500m CÁC PHƯƠNG ÁN CẦU SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN Nguyên tắc lựa chọn phương án cầu: - Đáp ứng yêu cầu thông thuyền - Giảm tối thiểu trụ sông - Sơ đồ nhịp cầu xét đến việc ứng dụng công nghệ có ưu tiên việc tận dụng thiết bị công nghệ thi công quen thuộc sử dụng nước - Đảm bảo tính khả thi trình thi công -Đạt hiệu kinh tế cao, giá thành rẻ SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO PHẦN I THIẾT KẾ CƠ SỞ CHƯƠNG PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ CẦU LIÊN TỤC ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN 1.1 Tiêu chuẩn thiết kế -Quy trình thiết kế cầu cống 22 TCN 272 – 05 Bộ giao thông vận tải -Tải trọng thiết kế: HL 93 - Xe trục thiết ke á: P1=35KN, P2=145KN, P3=145KN - Xe trục thiết kế : P1=110KN, P2=110KN - Tải trọng q = 9.3 N/mm phân bố theo chiều dọc Theo chiều ngang cầu giả thuyết phân bố chiều rộng 3000 mm 1.2 Sơ đồ kết cấu 1.2.1 Kết cấu phần -Sơ đồ bố trí chung toàn cầu: -Nhịp dầm liên tục nhịp BT ƯST thi công theo phương pháp đúc hẫng cân với độ nhịp 64m+102m+64m -Kết cấu nhịp có tiết diện hình hộp có chiều cao thay đổi, đáy dầm có dạng đường cong bậc -Hộp dầm có dạng thành xiên bố trí vách ngăn hộp Kích thước hộp dầm sau: +) Chiều cao dầm đỉnh trụ H = 5m +) Chiều cao dầm nhịp h = m +) Chiều dày nắp : tb = 30 cm +) Chiều dày đáy : Mặt cắt gối 80 cm , mặt cắt nhịp 30cm +) Chiều dày phần cánh hẫng : hc = 25 cm +) Chiều dày sườn bên hộp : 50 cm -Tiêu chuẩn vật liệu 1- Bê tông cấp A có: ' +) f c = 40 (MPa) +) γ c = 25 (kN/m3) +) Ec = 0.043 γ c1.5 f c' = 35000 (MPa) 2- Cốt thép DƯL hãng VSL theo tiêu chuẩn ASTM - grade 270 có tiêu sau: +) Diện tích tao Astr = 1680 mm2 +) Cường độ cực hạn: fpu= 1860 MPa +) Độ chùng sau 1000h 200C 2.5% SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO 3- Neo: Sử dụng loại neo VSL 4- Cốt thép thường: Sử dụng loại cốt thép có gờ với tiêu: +) fs = 300 (MPa) +) Es = 200000 (MPa) +) fy = 400 (MPa) -Nhịp dẫn: cầu không làm nhịp dẫn, đốt biên dầm hộp đặt trực tiếp lên mố cầu tiếp tiếp giáp với đường dẫn vào cầu 5- Chương trình tính toán : MiDas Civil 7.01 1.2.2 Kết cấu phần 1- Cấu tạo trụ cầu : - Trụ dùng loại trụ đặc đầu tròn đặt móng cọc đài cao , cọc khoan nhồi D=1.5m đổ bê tông chỗ mác M300 - Dùng trụ thân hẹp, đổ bêtong chỗ - Phương pháp móng: Móng cọc đài cao - Cấu tạo mố cầu: - Mố cầu dùng loại mố chữ U BTCT đặt móng cọc khoan nhồi D=1.5m, đổ chỗ mác bê tông chế tạo M300 TÍNH TOÁN SƠ BỘ KẾT CẤU NHỊP 2.1 Xác định kích thước cầu - Chiều dài kết cấu nhịp: kết cấu nhịp liên tục chiều dài nhịp biên L nb= (0,6 ÷ 0,7) chiều dài nhịp Lng +) Trong phương án chọn L = 102 m +) Laáy : Lnb = 64 m 2.1.1 Phân chia đốt dầm - Để đơn giản trình thi công phù hợp với trang thiết bị có đơn vị thi công ta phân chia đốt dầm sau : +) Đốt đỉnh trụ : = 14 m (khi thi công tiến hành lắp đồng thời xe đúc trụ) +) Đốt hợp long nhịp : dhl = 1.5m, đốt hợp long nhịp biên :dhl = 1.5m +) Chiều dài đoạn đúc đà giáo : dđg = 18.5 m - Sơ đồ phân chia đốt dầm SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO 2.1.2 Xác định phương trình cao độ đáy dầm Cao độ đáy dầm thay đổi theo phương trình Parabol: y =x2 + bx + c y= (H − h) × x +h l2 h Trong đó: - y : Là chiều cao dầm mặt cắt cách mặt cắt nhịp khoảng x - H : Là chiều cao dầm mặt cắt gối - h : Là chiều cao dầm mặt cắt nhịp - lh : Là chiều dài đoạn cánh hẫng có đáy theo đường cong Y=0.0013x2 + 2.1.3 Xác định phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm Thay đổi theo phương trình Parabol: y = x2 + bx + c y= (H − h) × x +h l2 h Trong đó: - y: Là chiều dày đáy mặt cắt cách mặt cắt nhịp khoảng x - Hd: Là chiều dày đáy mặt cắt gối - hd: Là chiều dày đáy mặt cắt nhịp - ld: Là chiều dài thay đổi đáy nhịp Y=0.000217x2 + 0.3 2.1.4 Xác định cao độ mặt dầm chủ Mặt dầm chủ thiết kế với độ dốc 1.6 %, với bán kính cong R=2500m 2.1.5 Tính tóan đặt trưng hình học mặt cắt tiết diện Để tính toán đặc trưng hình học ta sử dụng công thức tổng quát sau để tính: + Diện tích mặt cắt : F = 1/2 x ∑ ( xi-xi+1) x (yi+yi+1) + Tọa độ trọng tâm mặt cắt : yc = 1/6 x Fx ∑ (xi-xi+1) x (yi2+yi.yi+1+yi+12) SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO Ta thấy : [M] = 53.55 Tm > Mmax = 25.17 Tm 2.3 Tính sức chịu tải vành đai cọc ván thép Sơ đồ tính toán vòng vây cọc ván thép Vành đai gồm 2[ 30 + giằng 1x40, có đặc trưng hình học sau : F = 81 cm2 JY = 25403 cm4 2.3.1 Tính vành đai ngắn sơ đồ tính toán vành đai ngắn Lực tác dụng phản lực A cọc ván : p = 9.089 T/m Sử dụng phần mềm midas 7.01 ta tính nội lực sau Mmax = 10.6 Tm Phản lực gối hai dầm R=34.5 T ng suất : σ= M 10.6 ×105 ×y = × 20 = 834.55KG / cm J 25403 SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 270 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO ng suất cho phép : [σ] = 1700 KG/cm2 Vaäy : σ = 834.55 KG/cm2 < [σ] = 1700 KG/cm2, vành đai ngắn đạt yêu cầu 2.3.2 Tính vành đai dài Sơ đồ tính toán vành đai dài Lực tác dụng phản lực A cọc ván : p = 9.089 T/m Sử dụng phần mềm midas 7.01 ta tính nội lực sau Mmax =22.72 Tm R0 = 17.5 T R1 = 50.4 T R2 = 41.5 T Öùng suất : σ= M 22.72 ×105 ×y = × 20 = 1788KG / cm J 25403 ng suất cho phép : [σ] = 1700 KG/cm2 Vậy : σ =1788 KG/cm2 > [σ] = 1700 KG/cm2, vành đai dài không đạt yêu cầu chịu lực, ứng suất vượt ko 5% nên chấp nhận 2.4 Tính sức chịu tải thang chống Lực tác dụng lên chống phản lực tác dụng lên gối sơ đồ tính vành đài Công thức kiểm tra cường độ : σ= N ≤ [ σ] ϕ× F Trong : F : diện tích chống ϕ : hệ số uốn dọc Chọn thép hình I 30 làm chống, có đặc trưng hình học sau : F = 93 cm2 JY = 9974 cm4 SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 271 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ry = GVHD: PHAN QUỐC BẢO 9974 = 10.35cm 93 lo = 200 cm : chiều dài tự choáng λy = l0 200 = = 19.32 ry 10.35 ϕ = 0.97 ng suất lớn chống : σ max = Ta thấy : N max 50400 = = 559 KG / cm ϕ× F 0.97 × 93 σmax = 559 KG/cm2 < [σ] = 1700 KG/cm2 Vậy chống đủ khả chịu lực SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 272 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bản vẽ Supper – Structure of arch bridge, Xom Cui bridge [2] Cầu bê tông cốt thép đường ô tô Lê Đình Tâm, tập 1, Nhà xuất xây dựng [3] Cầu vòm ống thép nhồi bê tông Phùng Mạnh Tiến – Vũ Trí Thắng Tạp chí Giao Thông Vận Tải 6/2004 [4] Cơ học kết cấu Lều Thọ Trình, tập 1, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, 2004 [5] Kết cấu ống thép nhồi bê tông Nguyễn Viết Trung – Trần Việt Hùng Nhà xuất xây dựng, 2006 [6] Mô hình hóa phân tích kết cấu cầu với Midas / Civil Ngô Đăng Quang (chủ biên), tập Nhà xuất xây dựng, 2005 [7] Quy phạm thiết kế thi công kết cấu cầu ống thép nhồi bê tông CECS 28 – 90, Trung Quoác [8] TCXD 205 : 1998, Móng cọc - tiêu chuẩn thiết kế Nhà xuất xây dựng, 2002 [9] Thi công móng trụ mố cầu Nguyễn Trâm, Nguyễn Tiến Oanh, Lê Đình Tâm, Phạm Duy Hòa Nhà xuất xây dựng, 2005 [10] Thiết kế cầu vòm ống thép nhồi bê tông Đông Trù Nguyễn Trung Hồng, Trần Quốc Bảo Hội thảo ứng dụng khoa học công nghệ ngành giao thông vận tải [11] Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272 – 05 Nhà xuất Giao thông vận tải, 2005 [12] Kết cấu ống thép nhồi bêtông A.I KIKIN, R S SANZHAOVSKI,V A TRULL Nhà xuất xây dựng Mục lục SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 273 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CẦU 1.1 Đặc điểm địa hình- thủy văn 1.2 Đặc điểm địa chaát Chiều dày lớp : h1 = 9.5 m Các tiêu lý : Chiều dày lớp : h2 = 7.5 m .4 Caùc tiêu lý : Chiều dày lớp : h3 = m Các tiêu lý : Chiều dày lớp : h4 = 16 m .4 Các tiêu lyù : Chiều dày lớp : h4 = 25 m .5 Các tiêu lý : QUY TRÌNH QUY PHẠM VÀ CÁC NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ 2.1 Quy trình thiết kế nguyên tắc chung 2.1.1 Quy trình thiết kế 2.1.2 Các nguyên tắc thiết kế 2.2 Các thông số kó thuật 2.2.1 Quy mô xây dựng 2.2.2 Tải trọng thiết kế 2.2.3 Khổ cầu thiết keá 2.2.4 Khổ thông thuyền 2.2.5 Trắc dọc caàu CÁC PHƯƠNG ÁN CẦU SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN .6 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN 1.1 Tiêu chuẩn thiết kế .8 1.2 Sơ đồ kết cấu 1.2.1 Kết cấu phần 1.2.2 Kết cấu phần TÍNH TOÁN SƠ BỘ KẾT CẤU NHỊP 2.1 Xác định kích thước cầu .9 2.1.1 Phân chia đốt dầm 2.1.2 Xác định phương trình cao độ đáy dầm .10 2.1.3 Xác định phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm 10 2.1.4 Xác định cao độ mặt dầm chủ .10 2.1.5 Tính tóan đặt trưng hình học mặt cắt tiết diện 10 Tính toán trụ cầu 18 3.1 Các kích thước trụ cầu 18 3.2 Tải trọng tác duïng .18 3.2.1 Tải trọng thân .18 3.2.2 Lực đẩy ứng với MNTT 19 SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 274 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO 3.2.3 Phản lực gối lên thân trụ 19 3.3 Tính toán số lượng cọc khoan nhoài .19 3.3.1 Tính sức chụi tải cọc theo vật liệu 19 3.3.2 Tính toán sức chịu tải cọc theo đất 19 Sức chịu tải cọc theo đất nền: 19 Sức chịu tải tính toán cọc: 19 Tính toán mố 20 4.1 Các kích thước mố 20 4.2 Tải trọng tác dụng lên mố 20 4.3 Tính toán số lượng cọc khoan nhồi .21 4.3.1 Tính sức chụi tải cọc theo vật liệu 21 4.3.2 Tính toán sức chịu tải cọc theo đất 21 Sức chịu tải cọc theo đất nền: 21 Sức chịu tải tính toán cọc: 22 Dự kiến thi công 22 5.1 Thi công trụ T1 22 5.2 Thi công mố 23 5.3 Thi công kết cấu nhịp 24 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN 25 1.1 Tiêu chuẩn thieát keá .25 1.2 Sơ đồ kết cấu 25 1.2.1 Kết cấu phần 25 1.2.2 Kết cấu phần 26 LỰA CHỌN CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA NHỊP CHÍNH .26 2.1 Đường cong trục voøm 26 2.2 Đường tên vòm 26 2.3 Lựa chọn tiết diện vòm tính đặc trưng hình học vòm 26 Tính toán sơ kết cấu nhịp 33 3.1 Tải trọng thân kết cấu 33 3.2 Kiểm toán sơ kết cấu nhịp .34 3.2.1 Chọn cáp căng chân vòm .34 3.2.2 Chọn cáp giằng 34 Tính toán trụ cầu 35 4.1 Kích thước hình học trụ T2: 35 4.2 Tải trọng tác dụng .36 4.3 Tính toán số lượng cọc 36 4.3.1 Tính sức chụi tải cọc theo vật liệu 36 4.3.2 Tính toán sức chịu tải cọc theo đất 37 Sức chịu tải cọc theo đất nền: 37 Sức chịu tải tính toán cọc: 37 Tính toán mố cầu .38 SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 275 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO 5.1 Kích thước hình học mố cầu 38 5.2 Tính toán số lượng cọc 39 5.2.1 Tính sức chụi tải cọc theo vật liệu 39 5.2.2 Tính toán sức chịu tải cọc theo đất 39 Sức chịu tải cọc theo đất nền: 39 Sức chịu tải tính toán cọc: 40 Sơ thi coâng 40 6.1 Thi công kết cấu nhịp 40 6.2 Thi công trụ cầu 41 6.3 Thi công mố 42 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU .44 SO SÁNH ƯU NHƯC ĐIỂM CÁC PHƯƠNG ÁN 44 2.1 Phương án 1: Cầu dầm liên tục đúc hẫng cân 44 2.2 Phương án : Cầu vòm ống thép nhồi bêtông 45 SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẦU .46 Thanh lan can .49 1.1 Tính nội lực lan can 49 1.2 2.1.2 Kieåm tra khả chụi lực lan can 50 1.3 2.2 Coät lan can 50 2.2.1 Tính nội lực cột lan can : 50 2.2.2 Tính khả chịu lực cột lan can : 52 Điều kiện kiểm tra: 54 2.1 Xác định số liệu tính toán: 54 2.2 Xác định lực va ngang xe Ft 54 2.3 Sức kháng gờ bêtông 55 2.3.1 Tính sức kháng lan can: .58 Tính sức kháng cột lan can: 58 *Trường hợp va chạm nhịp lan can: .59 *Trường hợp va chạm cột lan can: 60 2.4 Tính toán chống trượt cho lan can: 61 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 64 1.1 Tónh tải 64 1.2 Hoạt tải .65 1.2.1 Tính hệ số phân bố ngang 65 1.2.2 Tính dầm R0 66 1.2.3 Tính dầm R1 67 1.2.4 Tính daàm R2 68 1.2.5 Tính dầm R3 69 1.2.6 Tính hệ số phân bố ngang cho dầm gối 69 Xác định nội lực dầm 71 2.1 Dầm T nhịp 71 SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 276 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO 2.1.1 Tỉnh tải 71 2.1.2 Hoạt Tải .72 THIEÁT KEÁ CỐT THÉP CHO DẦM T BẢN MẶT CẦU 76 3.1 Dầm T mặt cầu nhòp 76 3.1.1 Thiết kế cốt thép theo TTGH cường độ cho tiết diện dầm 76 3.1.2 Kiểm tra nứt TTGH sử dụng cho mặt cắt nhịp 77 3.1.3 Tính tóan cốt thép chịu cắt 78 3.2 Dầm T mặt cầu đầu nhịp 80 3.3 Dầm dọc biên nhịp 81 3.3.1 Dầm dọc biên đầu nhịp 81 PHAÂN TÍCH KẾT CẤU .82 1.1 Liên kết phận kết cấu cầu 82 1.2 Phân bố họat tải kết cấu voøm 83 1.3 Sơ đồ tính toán kết cấu .83 MỤC TIÊU CỦA ĐIỀU CHỈNH NỘI LỰC VÀ CÁC GIẢ THIẾT CƠ BẢN .84 2.1 Mục đích việc điều chỉnh nội lực 84 2.2 Nguyeân tắc việc điều chỉnh nội lực 84 2.3 Các giả thiết điều chỉnh nội lực 85 2.4 Biện pháp điều chỉnh nội lực 85 2.5 Noäi dung tính toán cầu vòm khi điều chỉnh nội lực 86 LÝ THUYẾT ĐIỀU CHỈNH NỘI LỰC .86 3.1 Trạng thái xuất phát 86 3.2 Trạng thái cuối cuøng 86 3.3 Mục đích toán điều chỉnh nội lực 87 3.4 Nội dung tính toán cầu vòm ống thép nhồi bêtông điều chỉnh nội lực 87 3.5 Hệ phương trình tắc việc điều chỉnh nội lực .88 3.5.1 Nguyên tắc xây dựng hệ phương trình tắc 88 3.5.2 Hệ phương trình tắc toán điều chỉnh nội lực .88 TÍNH TOÁN SƠ CHỈNH NỘI LỰC 89 4.1 Traïng thái xuất phát 89 4.2 Nội lực biến dạng cầu vòm theo sơ đồ thi công .89 4.3 Các số liệu tính toán ban đầu .89 4.3.1 Tónh tải 89 4.3.2 Hoạt tải 89 4.3.3 Kết cấu nhịp 90 Mô hình caàu MIDAS 91 Các số liệu tính toán: 91 Đặc trưng hình học cấu kieän 91 Tải trọng tác dụng: .92 4.1 Tónh tải : 92 4.2 Hoạt tải : (MVL) 92 SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 277 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO Các tổ hợp tải trọng sử dụng đồ án: 92 Điều chỉnh nội lực Midas: 93 Tính toán ổn định kết cấu vành vòm: 104 7.1 Tính sức chịu tải cột đơn 105 7.1.1 Trường hợp : 105 7.1.2 Trường hợp : 106 7.2 Tính tóan sức chịu tải cột tổ hợp 107 7.2.1 Trường hợp : 107 7.2.2 Trường hợp : 108 7.3 Tính tóan ổn định kết cấu vành vòm 109 7.3.1 Trường hợp : 112 7.3.2 Trường hợp : 113 7.4 Tính tóan ổn định tổng thể mặt phằng vành vòm .113 KIỂM TOÁN CÁP THANH TREO 115 KIEÅM TOÁN CÁP THANH GIẰNG .115 Nội lực tính toán 116 Kiểm toán 118 2.1 Tiết diện kiểm toaùn 118 Thiết kế cốt thép theo TTGH CĐ 118 2.1.1 Coát thép chịu momen dương 118 2.1.2 Cốt thép chịu momen âm 119 2.2 Kieåm tra nứt theo TTGH SD mặt cắt nhịp 120 2.3 Tính toán cốt đai chịu caét : 121 Theo trị số giới hạn cốt đai tối thieåu : 123 CÁC SỐ LIỆU ĐẦU VÀO 124 NỘI LỰC TÍNH TOÁN 124 2.1 Nội lực tónh tải gây 125 2.2 Nội lực hoạt tải gây 127 KIỂM TOÁN DẦM NGANG DƯL 132 3.1 Chọn bố trí cáp DÖL 132 3.2 Tính đặc trưng hình học mặt cắt tính toán .134 3.3 Tính tóan mát ứng suất 137 3.3.1 Mất mát ứng suất ma saùt .137 3.3.2 Mất mát ứng suất ép sít neo 138 3.3.3 Mất mát ứng suất nén đàn hồi 138 3.3.4 Mất mát ứng suất co ngót bêtông(không đổi tòan tiết diện) .139 3.3.5 Mất mát ứng suất từ bieán 139 3.3.6 Mất mát ứng suất chùng nhão giai đoạn khai thác 140 KIỂM TOÁN DẦM THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG 141 4.1 Kiểm toán giai đoạn truyền lực căng 141 SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 278 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO 4.1.1 Xét mặt cắt gối (MC 1-1) .141 4.1.2 Tính tương tự cho mặt cắt lại 142 4.2 Kiểm toán trạng thái giới hạn sử dụng 143 4.2.1 Mặt cắt gối 143 4.2.2 Tương tự tính cho mặt cắt lại 144 KIỂM TOÁN DẦM Ở THGH CƯỜNG ĐỘ 144 5.1 Tính sức kháng uốn 144 5.2 Tính sức kháng cắt 148 5.2.1 Xét mặt cắt gối .148 5.2.2 Xét mặt cắt lại 151 Giới thieäu chung: .153 Cấu tạo trụ: 153 Các loại tải trọng tác dụng lên trụ : 155 3.1 Tải trọng kết cấu nhịp : .155 3.1.1 Nhịp dẫn : 155 3.1.2 Nhịp vòm : 160 3.2 Lực hãm xe – BR 163 3.3 Tónh tải trụ – DC .163 3.4 Tải trọng gió : 164 3.4.1 Tải trọng gió tác dụng lên thân trụ KCN (WS) .164 VB - Tốc độ gió giật giây với chu kỳ xuất 100 năm thích hợp với vùng tính gió có đặt cầu nghiên cứu, quy định baûng 3.8.1.1- 164 S - Hệ số điều chỉnh với khu đất chịu gió độ cao mặt cầu theo quy định, tra baûng 3.8.1.1-2 164 V : vận tốc gió thieát keá .164 At : Diện tích kết cấu hay cấu kiện phải tính gió ngang trạng thái hoạt tải tác dụng .164 Cd = 1.2 : Hệ số cản 164 3.4.2 Tải trọng gió tác dụng lên xe (WL) 165 Tải trọng nước 166 Tính cho mặt cắt đỉnh bệ: 166 + Chiều cao cột nước từ MNTT đến đỉnh bệ : 7.434 m 166 + Áp lực nước thủy tænh .166 + Vị trí đặt lực tính từ vị trí xét 166 Tính cho mặt cắt đáy bệ: 166 + Chiều cao cột nước từ MNTT đến đỉnh bệ : 9.934 m 166 + AÙp lực nước thủy tỉnh .166 + Vị trí đặt lực tính từ vị trí xét 166 Lực đẩy 166 Áp lực dòng chảy theo phương dọc: 166 SVTH: BUØI ANH DŨNG Trang 279 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO p: Áp lực nước chảy (MPA) 166 CD: Hệ số cản theo phương dọc Với trụ vuông CD = 1.4 166 V: Vận tốc nước thiết kế V=2.56 m/s 166 .167 + Tính cho mặt cắt đỉnh bệ: 167 Diện tích chắn dòng trụ: A= 2x7.434 = 14.78 m2 167 Lực cản dòng chảy p= 4.72x14.78= 70.12 kN = 7.012 T 167 Điểm đặt lực hp = 0.5x7.434 = 3.72 m 167 + Tính cho mặt cắt đáy bệ: 167 Diện tích chắn dòng trụ: A= 2x7.434 = 14.78 m2 167 Lực cản dòng chảy p= 4.72x14.78= 70.12 kN = 7.012 T 167 Điểm đặt lực hp = 0.5x7.434 + 2.5 = 6.22 m .167 Áp lực theo phương ngang 167 Do dòng chảy chảy theo hướng song song với trục dọc trụ Nên áp lực phân bố theo phương ngang 167 Lực va taøu 167 Lực va xà lan vào trụ 167 Theo 3.14.2-1 22TCN272-05 ứng với cấp sông IV ta chọn xà lan kéo 400T.167 +Năng lượng va xà lan 167 KE= 500CHMV2 = 5670 (kJ) .167 M = 1200 Mg lượng rẽ nước taøu 167 CH = 1.05 Hệ số khối lượng thủy động học 167 V = 3m/s Vận tốc va tầu .167 + Chiều dài hư hỏng mũi xà lan 167 .167 + Lực va 167 Neáu aB 100mm : .168 PB = 6x106 + 1600x985.77 = 7577.23 (KN) =757.7 (T) .168 Ta thấy lực va xà lan lớn lực va tàu Nên ta chọn lực va xà lan làm lực va tính toán 168 Tổng hợp tải trọng 168 5.1 trường hợp xếp hoạt tải đầy xe 168 5.1.1 Tổ hợp tải trọng mặt cắt mũ trụä (C-C) 168 Tải trọng tác dụng lên mặt cắt mũ trụ (C-C) 168 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt mũ trụ (C-C) 168 5.1.2 Tổ hợp tải trọng mặt cắt đỉnh bệ (B-B) 168 Tải trọng tác dụng lên mặt cắt đỉnh bêï (B-B) 169 5.1.3 Tổ hợp tải trọng mặt cắt đáy bệ (A-A) 169 Tải trọng tác dụng lên mặt cắt đáy bệ (C-C) .170 5.2 trường hợp xếp hoạt tải xe(xếp xe lệch tâm) 170 SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 280 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO 5.2.1 Tổ hợp tải trọng mặt cắt mũ trụ (C-C) 170 Tải trọng tác dụng lên mặt cắt mũ trụ (A-A) .170 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt mũ trụ (A-A) 171 5.2.2 Tổ hợp tải trọng mặt cắt đỉnh bệ (B-B) 171 Tải trọng tác dụng lên mặt cắt đỉnh bệ (B-B) 171 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt đỉnh bệ (B-B) 172 5.2.3 Tổ hợp tải trọng mặt cắt đáy bệ (A-A) 172 Tải trọng tác dụng lên mặt cắt đáy bệ(A-A) 172 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt đáy bệ (A-A) 172 KIỂM TOÁN CÁC TIẾT DIỆN 172 6.1 KIEÅM TOÁN MẶT CẮT MŨ TRỤ 172 - Moâmen: 173 -Lực caét: 174 .174 6.1.1 Kiểm toán tra cấu kiện chụi uốn .174 + Chiều rộng mặt caét b = 13900mm 174 + Chiều cao mặt cắt h =2575mm 174 + Chieàu dày lớp bêtông bảo vệ dc = 50 mm 174 + Hệ số sức kháng = 0.9 174 + Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất  =0.836 .174 + Bố trí cốt thép : dùng 25a200 có As= 46633.02 mm 174 + Khoảng cách từ trục trung hòa đến mặt chụi nén 174 .174 + Chiều dày khối tương đương c=a. =62.95x0.836=52.6 mm 174 + Sức kháng uốn tiết diện: Mr = .Μn .174 6.1.2 Kiểm tra khả chụi cắt tiết diện 175 6.1.3 Kiểm tra nứt .176 6.2 KIỂM TOÁN MẶT CẮT THÂN TRỤ(B-B) 177 Đặc trưng hình học: 177 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt thân trụ (B-B) 177 Các thông số kỹ thuật trụ .177 6.2.1 Kiểm toán cấu kiện chịu nén .178 6.2.2 Kieåm toán khả chịu cắt tiết diện : (theo điều 5.8.3.4) 180 6.2.3 Kiểm toán khả chống nứt mặt cắt : (theo điều 5.7.3.4) 182 dc : Chiều cao phần bê tông tính từ thớ chịu kéo đến tâm thép hay sợi thép đặt gần mép bê tông Mục đích nhằm đảm bảo chiều dày thực lớn bê tông bảo vệ dc < cm 182 A : Diện tích phần bê tông có trọng tâm với cốt thép chủ chịu kéo bảo mặt ngang đường thẳng song song với trục TTH mặt cắt 182 nthanh : số thép thường chịu kéo phạm vi Abt .182 Z : thông số bề rộng vết nứt (N/mm) Z xác định sau : 182 SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 281 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO MTC : mômen mặt cắt theo TTGH sử dụng 182 AS : Diện tích cốt thép chịu kéo bố trí 182 dS : Chiều cao có hiệu mặt cắt 182 j : Thông số tính toán : j = 1- k/3 182 6.3 KIỂM TOÁN MẶT CẮT A-A (đáy bệ) : 183 6.3.1 Các thông số tính toaùn : .183 6.3.2 Các tổ hợp tải trọng nguy hiểm mặt cắt đáy móng: .184 6.3.3 Kiểm toán khả chịu uốn tiết diện .184 6.3.4 Kiểm toán khả chịu cắt tiết diện 186 6.3.5 Kiểm toán nứt tiết diện : .187 Điều kiện địa chất 188 Tính toán sức chịu tải cọc 189 2.1 Tính toán sức chịu tải cọc theo vật liệu 189 2.2 Tính toán sức chịu tải cọc theo đất 189 2.2.1 Tính sức kháng mũi cọc: 190 2.2.2 Tính sức kháng thành bên cọc: 190 2.2.3 Sức chịu tải cọc theo đất nền: .191 2.3 Sức chịu tải tính toán cọc: 191 Tính toán móng coïc 191 3.1 Kiểm tra điều kiện 192 3.2 Chiều dài chịu uốn chịu nén cọc: 193 3.3 Tính toán phản lực đầu cọc .194 3.4 Kiểm tra sức chịu tải cọc (Trạng giới hạn thứ I) 195 3.5 Kiểm tra trạng thái giới hạn thứ hai 195 3.6 Tính toán sức chụi tải ngang cọc 195 3.7 Kiểm tra sức kháng uốn kháng cắt cọc 200 3.8 Tính toán cốt thép dọc ,kiểm tra khả chịu nén khả chịu uốn cọc .200 Kiểm tra cường độ đất đáy móng khối quy ước: 202 4.1 Xác định móng khối quy ước: 202 4.2 Duyeät ứng suất lớn đáy móng khối quy ước: .203 4.3 Tính toán, kiểm tra độ lún móng cọc: .204 4.3.1 Tính lún khối móng quy ước .204 4.3.2 Kiểm tra độ lún 205 4.4 Tính toán điều kiện chọc thủng 205 4.5 Tính cốt thép cho đài cọc 206 4.5.1 Tính cốt thép theo phương dọc cầu 206 4.5.2 Tính cốt thép theo phương ngang cầu 207 Giới thiệu chung: .207 Kích thước hình học: 207 Các loại tải trọng tác dụng lên trụ: 209 SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 282 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO 3.1 Tónh tải kết cấu phần tác dụng lên mố: 209 3.2 Nội lực hoạt tải tác dụng lên mố 211 3.3 Lực hãm xe: 212 3.4 Lực ma sát 212 3.5 Tải trọng gioù .212 3.6 Tónh tải tác dụng lên mặt cắt 215 3.7 Xác dịnh hoạt tải tác dụng lên độ .217 3.8 Trọng lượng ñaát (EV) 218 3.9 Áp lực đất 218 Tổng hợp lực nội lực mặt cắt 219 4.1 Bảng hệ số tải trọng theo trạng thái giới hạn ( Bảng 3.4.1.1) 219 4.2 Bảng tổng hợp lực lực tác dụng lên mặt cắt A-A .220 4.3 Bảng tổng hợp lực tác dụng lên mặt cắt B-B 221 4.4 Bảng tổng hợp lực tác dụng lên mặt cắt C-C 222 4.5 Bảng tổng hợp lực tác dụng lên mặt cắt D-D 222 Kiểm toán cho mặt cắt A-A : 223 Đặc trưng hình học: 223 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt đáy bêï (A-A) 223 5.1 Kiểm tra khả chụi nén tiết diện 223 5.2 Kiểm toán khả chịu cắt tiết diện: 225 5.3 Kiểm tra khả chống nứt tiết diện: .227 Kiểm toán mặt cắt B-B 229 6.1 Kiểm tra khả chịu nén cấu kiện 229 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt đỉnh bệ (B-B) 229 6.2 Kiểm tra khả chịu cắt cấu kiện 230 6.3 Kiểm tra khả chống nứt cấu kiện 231 Kiểm toán mặt cắt C-C : 231 7.1 Kiểm tra khả chịu uốn cấu kiện 231 7.2 Kiểm tra khả chịu cắt cấu kiện 231 7.3 Kiểm tra khả chống nứt cấu kiện 232 Kiểm toán mặt cắt D-D 232 8.1 Kiểm tra khả chịu uốn cấu kiện 232 8.2 Kiểm tra khả chịu cắt cấu kiện 233 8.3 Kiểm tra khả chống nứt cấu kiện 233 Điều kiện địa chất 234 Tính toán sức chịu tải cọc 235 2.1 Tính toán sức chịu tải cọc theo vật liệu 235 2.2 Tính toán sức chịu tải cọc theo đất 235 2.2.1 Tính sức kháng mũi cọc: 236 2.2.2 Tính sức kháng thành bên cọc: 236 2.2.3 Sức chịu tải cọc theo đất nền: .237 SVTH: BUØI ANH DŨNG Trang 283 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO 2.3 Sức chịu tải tính toán cọc: 237 Tính toán móng cọc 237 3.1 Kiểm tra điều kiện 237 3.2 Chiều dài chịu uốn chịu nén cọc: 238 3.3 Tính toán phản lực đầu cọc .239 3.4 Kiểm tra sức chịu tải cọc (Trạng giới hạn thứ I) 240 3.5 Kiểm tra trạng thái giới hạn thứ hai 240 THI CÔNG MỐ CẦU 242 1.1 Cấu tạo mố cầu 242 1.2 Trình tự thi công 242 1.2.1 Xác định vị trí tim mố trụ cầu 242 1.2.2 Biện pháp thi công mố công nghệ thi công 243 1.2.3 Thi công bệ mố 248 1.2.4 Thi công tường thân, tường đỉnh, tường cánh, vai kê 249 1.2.5 Đắp đất nón mố hoàn thiện mố 249 THI CÔNG TRỤ 249 2.1 Cấu tạo trụ: .249 2.2 Trình tự thi công trụ 250 2.2.1 Thi công cọc khoan nhồi móng 250 2.2.2 Thi công phận truï .255 THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP CHÍNH 257 3.1 Trình tự thi công chi tieát 257 CHẾ TẠO VÀ LẮP ĐẶT KẾT CẤU VÀNH VÒM 258 4.1 Xác định trục vành vòm để chế tạo 258 4.2 Xác định phân đoạn 258 4.3 Lắp dựng thử trường 259 4.4 Lắp đặt chân voøm .260 4.5 Lắp đặt kết cấu vành vòm thép 261 BƠM BÊTÔNG VÀO ỐNG VÒM THÉP 264 5.1 Lựa chọn phương pháp bơm bêtông 264 5.2 Công nghệ bơm bêtông vào ống thép sườn vòm 265 CÔNG NGHỆ KÍCH NÂNG DẦM NGANG 266 6.1 Phương pháp nâng liên tục 266 6.2 Kiểm soát cao độ dầm ngang trình lao lắp 266 TÍNH CHIỀU DÀY LỚP BÊTÔNG BỊT ĐÁY .267 TÍNH VÒNG VÂY CỌC VÁN THÉP .268 2.1 Xác định chiều sâu chôn cọc ván thép .268 2.2 Tính sức chịu tải cọc ván thép 269 2.3 Tính sức chịu tải vành đai cọc ván thép .270 2.3.1 Tính vành đai ngắn 270 2.3.2 Tính vành đai dài .271 SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 284 ... PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 24 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO CẦU VÒM ỐNGTHÉP NHỒI BÊTÔNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN 1.1 Tiêu chuẩn thiết kế - Hiện chưa có quy trình thiết kế. .. cong trục vòm Việc lựa chọn đường tim vòm có ý nghóa lớn khai thác, thông thường cầu vòm thép nhồi b? ?tông công trình cầu vòm khác thường chọn đường cong tim vòm đường cong parabol bậc bậc đường cong... Việc nhồi bê tông tăng khả chống gỉ phía ống thép, giảm độ mảnh vòm, tăng độ ổn định vách ống thép Nói chung ống tròn có độ cứng chống xoắn cao tiết diện hở khác + Lựơng thép dùng ống tròn nhồi bê