ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: Thầy Nguyễn Sỹ Nguyên LỜI CẢM ƠN  Lời đầu tiên của em trong Đồ án này em xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh Đạo cùng tất cả các thầy cô của Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải – Tp.HCM đã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành chương trình học. Sau bốn năm học tập và hơn 3 tháng làm Đồ án tốt nghiệp, được sự tận tình giúp đỡ của Giáo viên hướng dẫn và sự nổ lực của bản thân em đã hoàn thành Đồ án tốt nghiệp này. Em xin được gởi lời cảm ơn sâu sắc chân thành đến Thầy Nguyễn Sỹ Nguyên và các thầy cô trong Bộ môn Cầu Đường khoa CÔNG TRÌNH đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành Thiết kế tốt nghiệp trong thời hạn được giao. Cuối cùng em xin cám ơn bạn bè, Ban Lãnh Đạo và các anh chò trong Chi nhánh phía Nam của Tổng Công Ty Tư Vấn Thiết Kế Giao Thông Vận Tải TEDI đã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ Thiết kế tốt nghiệp. 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 cám ơn ! Sinh viên : Nguyễn Duy Nam MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 1 ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: Thầy Nguyễn Sỹ Nguyên NHIỆM VỤ VÀ SỐ LIỆU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1. Đề tài : THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG 2. Qui mô thiết kế : Vónh cửu Tiêu chuẩn thiết kế :22TCN272-05 Tổng chiều dài cầu : 141 m Trong đó: Nhòp chính : 70 m Nhòp biên : 2x45.5 m Nhòp dẫn : 6x40 m Mố cầu :2x3.85 m Khổ cầu : 2x1.3 + 2x0.3 + 2x5.5 = 14.2m Trong đó: Lề bộ hành : 2x1.3 m Lan can : 2x0.3 m Phần xe chạy : 2x5.5 m Tải trọng thiết kế : HL93, Người 300KG/m 2 Khổ thông thuyền Chiều cao thông thuyền : 7 m Bề rộng thông thuyền : 50 m Thuỷ văn: MNCN : +1.0m MNTT : -2.03m MNTN : -4.25m 3. Giải pháp kết cấu nhòp : Nhòp dẫn : dầm SupperT40 m căng trước Nhòp chính : Dầm hộp BTCT DƯL đúc hẫng cân bằng 70m Sơ đồ kết cấu nhòp : 40 + 45.5+70+45.5 + 40 (m) MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 2 ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: Thầy Nguyễn Sỹ Nguyên 4. Điều kiện đòa chất : Lớp 1 (L1) :Sét hữu cơ lẫn cát màu xám đen : Chiều dày lớp : h 1 = 25 m Các chỉ tiêu cơ lý :  Trọng lượng thể tích : γ n = 1.58 T/m 3 .  Dung trọng đẩy nổi : γ dn = 0.59 T/m 3 .  Lực dính : c = 0.06 (KG/cm 2 ).  Góc ma sát trong : ϕ = 4.8 0 .  SPT trung bình : 3 Lớp 2 (L2) :Sét gầy pha cát-Sét béo lẫn cát ,màu nâu ,vàng ,xám xanh ,dẻo cứng- nửa cứng : Chiều dày lớp : h 2 = 14 m Các chỉ tiêu cơ lý :  Trọng lượng thể tích : γ n = 1.87 T/m 3 .  Dung trọng đẩy nổi : γ dn = 0.91 T/m 3 .  Lực dính : c = 0.16 (KG/cm 2 )  Góc ma sát trong : ϕ = 9.2 0 .  SPT trung bình : 7 Lớp 3 (L3) : Cát pha ,màu xám vàng xám đen,kết cấu chặt vừa- rất chặt : Chiều dày lớp : h 3 = 11 m . Các chỉ tiêu cơ lý :  Trọng lượng thể tích : γ n = 1.959 T/m 3 .  Dung trọng đẩy nổi : γ dn = 0.979 T/m 3 .  Lực dính : c = 0.493 (KG/cm 2 )  Góc ma sát trong : ϕ = 25 0 20’.  SPT trung bình : 28 5. Nội dung thiết kế kỹ thuật cho phương án chính • Đề xuất hai phương án thiết kế cầu • So sánh để chọn phương án chính để thiết kế chi tiết • Thiết kế lan can • Thiết kế bản lề bộ hành MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 3 ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: Thầy Nguyễn Sỹ Nguyên • Thiết kế bản mặt cầu • Thiết kế dầm chủ • Thiết kế mố, móng mố • Thiết kế trụ, móng trụ • Thiết kế thi công MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 4 ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: Thầy Nguyễn Sỹ Nguyên CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH I. GIỚI THIỆU VỀ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC THI CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG. Hiện nay, việc xây dựng cầu qua các sông rộng và sâu, có nhu cầu lưu thông đường thuỷ lớn và điều kiện đòa chất phức tạp đang đòi hỏi phải sử dụng các loại nhòp khẩu độ lớn. Và cầu BTCT DƯL đúc hẫng cân bằng là sự lựa chọn rất phù hợp với yêu cầu trên do nó có nhiều ưu điểm sau: Hệ đà giáo phần lớn được treo trên dầm và luân chuyển nên giảm đáng kể khối lượng ván khuôn đà giáo, cơ giới hoá thi công, tăng năng suất lao động, không cản trở giao thông đường thuỷ, đường bộ phía dưới cầu trong thời gian thi công. Các nghiên cứu về lí thuyết và đúc kết kinh nghiệm thực tiễn trong và ngoài nước cho thấy phạm vò ứng dụng có hiệu quả của công nghệ đúc hẫng trong khoảng từ 70m đến 150m. Cây cầu đầu tiên được lựa chọn để thực hiện mục tiêu chuyển giao và ứng dụng công nghệ nêu trên là cầu Phú Lương trên quốc lộ 5, tỉnh Hải Dương. Cầu chính có sơ đồ nhòp 64.84+2x102+64.84m bằng bêtông ứng suất trước, mặt cắt ngang gồm 2 hộp riêng biệt vách đứng, mỗi hộp rộng 11m. tổng bề rộng cầu 23m. đối tác chuyển giao là Hãng tư vấn VSL- Th Só (nay thuộc tập đoàn Bouyge – Pháp). Đơn vò tiếp nhận về thiết kế là Tổng công ty TVTKGTVT; Đơn vò tiếp nhận về xây dựng là Tổng công ty xây dựng công trình giao thông 1. Sau khi đã tham khảo các kinh nghiệm thiết kế, giải quyết thi công cầ Phú Lương và kinh nghiệm tư vấn giám sát cầu sông Gianh các kó sư tư vấn trong nước đã mạnh dạn đi từng bước vững chắc trong việ triển khai thiết kế, giám sát xây dựng nhiều cầu dầm hộp dạng liên tục, bêtông ứng suất trước thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng.Khẩu độ nhòp chính tư ø61m, 63m, 70m, 78m, 85m, 90m, 100m, 102m, 110m, 120m, 130m, 135m, và lớn nhất ở cầu Hàm Luông Bến Tre. Các cầu dầm hộp đã được xây dựng trong nước ta thời gian qua có mặt cắt ngang gồm hai, ba vách đứng hoặc hai vách xiên, bề rộng hộp thay đổi từ 11m đến 23m với ứng suất trước nằm trong hoặc nằm ngoài bê tông. MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 5 Hình 1: Cầu Sông Gianh- Quảng Bình ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: Thầy Nguyễn Sỹ Nguyên 45000 8000 +4.500 -3.000 300 7000 +3.000 1500 7000 17600 M2 T1 T4 T5 T8 T7 T8T5 T6 T7 T3 M2 +9.587 +9.587 +4.000 +4.000 +4.000 40000 40000 50 40000 50 3850 4000050400005040000 503850 T2T1 T4T3 M1 B 409200 40000 504000050400005040000 503850 40000 50 3850 40000 50 300 1500 Htt:+2.60 Htn:+1.20 Hcn:+4.20 Mặt bằng Cầu Mặt chính Cầu 1 2 3 4 5 -11.25-17.25-22.25-30.25 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 -25.13-31.13-36.13-44.13 -11.32-17.32-22.32-30.32 100 409200 2 2 3 3 3 3 5 5 5 7 7 8 18 38 39 39 40 41 44 48 53 60 65 67 68 70 73 75 2 2 3 3 3 3 5 5 5 7 7 8 18 38 39 39 40 41 44 48 53 60 65 67 68 70 73 75 2 2 3 3 3 3 5 5 5 7 7 8 18 38 39 39 40 41 44 48 53 60 65 67 68 70 73 75 B A A C C 50 MỐC CAO ĐỘ +7.00M -3.000 MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM Hìn h 2: Hìn h dạ ng tổn g qua ùt cầu 6 ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUN VẬT LIỆU : 1.Bê tông dầm hộp:  Sử dụng bê tông có tỉ trọng thông thường.  Có hệ số giãn nở vì nhiệt: c =10.8 x 10 -6 / o C.  Cường độ chòu nén: f’c =50MPa.  Trọng lượng bê tông: 3 25 / c KN mγ = .  Môđun đàn hồi: 1.5 , 0.043 38007 c c c E f MPa= γ = .  Hệ số Poisson: 0.2 2.Cốt thép thường: Cốt thép dùng trong dầm hộp,  Thép dễ hàn Mác RB500W.  Giới hạn chảy: fy =500MPa.  Môđun đàn hồi: 200000 s E MPa= . Cốt thép dùng trong các cấu kiện còn lại như tru, mố, cọc…  Thép khó hàn Mác RB300.  Giới hạn chảy: fy =300MPa.  Môđun đàn hồi: 200000 s E MPa= . 3.Cốt thép dự ứng lực:  Mác thép M270.  Dùng tao 7 sợi 15.2mm.  Đường kính danh đònh: Ap = 140mm 2 .  Cường độ kéo đứt: fu =1860MPa.  Cường độ kéo chảy fy =0.9fu = 1674MPa.  Môđun đàn hồi: 197000 p E MPa= .  Lực kích : fpj = 0.74fu=1376.4MPa. 4.ng gen: Có dạng nữa cứng và được mạ kẽm toàn bộ. 5.Neo:  Dùng neo sống.  Neo của hảng VSL kiểu EC. 6.Thanh dự ứng lực:  Dùng thép loại 2, có gờ Φ38.  Diện tích thanh: A =1134.11mm 2 .  Cường độ chòu kéo: fu =1035MPa.  Giới hạn chảy: fy = 0.8fu =828MPa.  Môđun đàn hồi: 207000 p E MPa= . 7.xe đúc ,ván khuôn:  Tổng trọng lượng (gồm cả ván khuôn): CE =70T.  Độ lệch tâm e = 1m so với cuối đốt phía trước. II. TIẾN ĐỘ VÀ TRÌNH TỰ THI CÔNG: MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 59 ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUN Tiến độ thi công: Tiến độï thi công của hai bên cánh hẫng là như nhau và hai trụ cùng thi công đồng thời. Trình tự thi công:  Đốt trên đỉnh trụ K0.  Các đốt hẫng còn lại.  Đúc trên đà giáo.  Hợp long biên  Hợp long giữa.  Hoàn thiện. Trình tự thi công ảnh hưởng rất lớn đến nội lực trong kết cấu khi thi công. Ta hợp long 2 nhòp biên trước rồi sau đó hợp long nhòp giữa. Trình tự thi công như trên thì mức độ nguy hiểm cuả kết cấu rất thấp do điều chỉnh độ vồng kết cấu lúc hợp long, mặt khác hợp long biên trước sẽ có thể di chuyển máy móc vật liệu từ bờ ra dễ dàng. Cách căng kéo cáp:  Neo dùng đều là neo sống.  Việc căng kéo cáp phải đảm bảo tính đối xứng qua tim dọc cầu.  Căng từng đầu một. MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 60 ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUN Đốt K9 Đốt K8 Đốt K7 Đốt K6 Đốt K5 Đốt K4 Đốt K3 Đốt K2 Đốt K1 HLB Đúc đoạn trên đà giáo Đúc đoạn trên đỉnh trụ Đốt K9 Đốt K8 Đốt K7 Đốt K6 Đốt K5 Đốt K4 Đốt K3 Đốt K2 Đốt K1 30 ngày (15 ngày bảo dưỡng) 20 ngày (10 ngày bảo dưỡng) m o ã i G Đ : 1 0 n g a ø y ( 4 n g a øy b a û o d ư ơ õn g ) m o ã i G Đ : 1 0 n g a ø y ( 4 n g a øy b a û o d ư ơ õ n g ) Đốt K9 Đốt K8 Đốt K7 Đốt K6 Đốt K5 Đốt K4 Đốt K3 Đốt K2 Đốt K1 HLB Đúc đoạn trên đà giáo Đúc đoạn trên đỉnh trụ Đốt K9 Đốt K8 Đốt K7 Đốt K6 Đốt K5 Đốt K4 Đốt K3 Đốt K2 Đốt K1 30 ngày (15 ngày bảo dưỡng) 20 ngày (10 ngày bảo dưỡng) m o ãi G Đ : 1 0 n g a øy ( 4 n g a ø y b a ûo d ư ơ õn g ) m o ã i G Đ : 1 0 n g a ø y ( 4 n g a ø y b a û o d ư ơ õn g ) 20 ngày (10 ngày bảo dưỡng) Công tác hoàn thiện 60 ngày 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 NGÀY 30 ngày (15 ngày bảo dưỡng) 30 ngày (15 ngày bảo dưỡng) MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 61 Hìn h 3: Tiế n độ thi côn g đúc hẫ ng Hìn h 3: Tiế n độ thi côn g đúc hẫ ng ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUN Bước 1: Thi công đốt K0 trên đỉnh trụ. Lắp giàn giáo ván khuôn cốt thép. Đổ bê tông và bảo dưỡng. Kéo cáp chòu momen âm trên đỉnh trụ. Bước 2: Thi công các đốt đúc hẫng còn lại. Di chuyển xe đúc , lắp cốt thép thường, ống gen. Đổ bê tông và bảo dưỡng. Kéo cáp chòu momen âm. Bước 3: Thi công hợp long nhòp biên. Tháo đồng thời các xe đúc ra khỏi cánh hẫng khi kéo cáp xong đốt K9. Gắn xe đúc lên giàn giáo trên trụ tạm. Bảo dưỡng và kéo cáp chòu momen dương ơ nhòp biên. Dỡ bỏ liên kết tạm ở trụ và thay bằng gối vónh cửu. Bước 4: Thi công hợp long nhòp giữa. Dỡ bỏ xe đúc, trụ tạm. Lắp bộ ván khuôn lên 2 đàu cánh hẫng. Thi công đốt hợp long nhòp giữa. Bảo dưỡng và kéo cáp chòu momen dương ơ giữa nhòp. MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 62 Hìn h 4: Trì nh tự thi côn g cầu [...]... chất lượng Từ những nhận xét nêu trên, ta chọn phương án I với kết cấu cầu BTCT DƯL thi công đúc hẫng cân bằng, khẩu độ nhòp chính L=70m để xây dựng cầu CHƯƠNG III THIẾT KẾ SƠ BỘ KẾT CẤU NHỊP CHÍNH I SƠ BỘ CHỌN CÁC THÔNG SỐ PHẦN KẾT CẤU NHỊP + Chiều dài nhòp giữa 70m chiều dài nhòp biên bằng 0.65 -> 0.7 chiều dài nhòp chính nên ta chọn chiều dài nhòp biên 45.5m + Do B=14.2m nên ta chọn mặt cắt ngang hai...ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUN CHƯƠNG II GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CẦU I NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ: Các giải pháp kết cầu được đề xuất dựa trên các nguyên tắc chủ yếu sau: + Thiết kế cầu phải phù hợp với quy hoạch tổng thể + Mặt cắt ngang cầu phù hợp với mặt cắt ngang đường và phải dựa trên kết quả điều tra lưu lượng xe và tính toán dự báo nhu cầu vận tải trong khu vực + Bảo đảm khổ tónh không thông... ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU 83 P =890 N 90 DClc = 0.074N/mm GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUN w = 0.37N/mm 2000 Hình 58: Sơ đồ tính toán thanh n1 Tải trọng tác dụng lên thanh: Theo phương đứng DClc = qlc = 0.074 N / mm Tónh tải: Trọng lượng bản thân: ω = 0.37 N / mm Hoạt tải: Tải trọng phân bố: Tải trọng tập trung: P =890 N Theo phương ngang ω = 0.37 N / mm Hoạt tải: Tải trọng phân bố: Tải trọng tập trung: P =890... 59: Sơ đồ tính toán thanh n2 Tải trọng tác dụng lên thanh: Theo phương đứng DClc = qlc = 0.054 N / mm Tónh tải: Trọng lượng bản thân: ω = 0.37 N / mm Hoạt tải: Tải trọng phân bố: Tải trọng tập trung: P =890 N Theo phương ngang ω = 0.37 N / mm Hoạt tải: Tải trọng phân bố: Tải trọng tập trung: P =890 N Nội lực tác dụng lên thanh lan can n1 theo phương thẳng đứng: Momen do tónh tải tại giữa mặt cắt M DC... sánh các phương án thiết kế cầu MSSV : CD06081 63 SVTH : NGUYỄN DUY NAM ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUN Cầu dầm hộp bê tông DUL Cầu vòm ống thép nhồi bê tông (I) (II) Đặc điểm kết cấu Khẩu độ nhòp chính L=70m là khẩu độ nhòp cầu đúc hẫng vừa phải ở Việt Nam Chiều cao dầm tại vò trí trụ H1=4,0m, tại giữa nhòp H2=2,0m Kết cấu có độ cứng lớn nhất, chòu tác dụng của tải trọng gió tốt nhất... yêu cầu thông thuyền như trên có thể nghiên cứu lựa chọn một số dạng kết cấu nhòp chính với khẩu độ nhòp phù hợp như sau: Phương án I: Cầu dầm hộp bê tông dự ứng lực đúc hẫng cân bằng Phương án II: Cầu vòm thép nhồi bê tông So sánh các phương án: + Để có căn cứ lựa chọn giải pháp kết cấu cầu nên xem xét và đánh giá các phương án dựa trên 5 điều kiện dưới đây: + Kinh tế + Chiều cao nền đắp đầu cầu +... bản hẫng) Bo 7600 Chiều rộng phần vút trên (phía trong) bvtt 1000 Chiều cao phần vút trên (phía trong) hvtt 300 Chiều rộng phần vút trên (phía ngoài) bvtn 500 Chiều cao phần vút trên (phía ngoài) hvtn 200 Chiều rộng phần vút trên (giữa) bvtg 1000 Chiều cao phần vút trên (giữa) hvtg 300 Chiều rộng phần vút dưới (giữa) bvdg 1000 Chiều cao phần vút dưới (giữa) hvdg 300 Chiều dày tại đầu mút cánh hẫng. .. chiều cao hình hộp Chiều dày sườn dầm bằng tổng chiều dày sườn dầm hộp Diện tích bằng diện tích bằng diện tích tham gia làm việc của dầm hộp Với diện tích tham gia làm việc của dầm hộp bao gồm toàn bộ các bộ phận nằm trong phạm vi hộp và một phần của hai cánh hẫng , Phần diện tích của cánh hẫng tham gia làm việc có chiều dài 6hc (chiều dày trung bình của cánh hẫng) tính từ điểm cắt của đường kéo thẳng... đáy thay đổi theo đường cong parabol + Độ dốc ngang cầu in=1.5% + Độ dốc dọc cầu id=3.5% + Đốt hợp long nhòp giữa: 2m + Đốt hợp long nhòp biên : 2m + Đốt thi công trên đỉnh trụ K0 dài: 12m + Chiều dài đoạn đúc trên đà giáo : ddg = 9.5 m + Số đốt ngắn trung gian : n = 7 đốt , chiều dài mỗi đốt : d = 3 m + Số đốt trung gian còn lai : n = 2 đốt , chiều dài mỗi đốt d = 3.5 m Sơ đồ phân chia dầm: 14 13 12... t÷ + 2 Mc 2 2 Với: RW là sức kháng của lan can M W Sức kháng mômen trên một đơn vò chiều dài đối với trục thẳng đứng MC Sức kháng mômen trên một đơn vò chiều dài đối với trục nằm ngang Mb là sức kháng của dầm đỉnh H Là chiều cao tường LC là chiều dài đường chảy Xác đònh Mc: MSSV : CD06081 83 SVTH : NGUYỄN DUY NAM ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUN 170 30 200 1000 Ø12a200 Hình 65: . SỐ LIỆU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1. Đề tài : THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG 2. Qui mô thiết kế : Vónh cửu Tiêu chuẩn thiết kế :22TCN272-05 Tổng chiều dài cầu : 141 m Trong đó: Nhòp chính : 70. kết cấu cầu BTCT DƯL thi công đúc hẫng cân bằng, khẩu độ nhòp chính L=70m để xây dựng cầu. CHƯƠNG III THIẾT KẾ SƠ BỘ KẾT CẤU NHỊP CHÍNH I. SƠ BỘ CHỌN CÁC THÔNG SỐ PHẦN KẾT CẤU NHỊP. + Chiều dài. NGUYỄN DUY NAM 3 ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: Thầy Nguyễn Sỹ Nguyên • Thiết kế bản mặt cầu • Thiết kế dầm chủ • Thiết kế mố, móng mố • Thiết kế trụ, móng trụ • Thiết kế thi công MSSV : CD06081 SVTH