GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương II PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ II DẦM LIÊN HỢP THÉP BẢN BÊ TƠNG CỐT THÉP I.GIỚI THIỆU PHƯƠNG ÁN : Bố trí chung : Kết cấu nhịp cầu chia thành nhịp liên tục theo sơ đồ : 43+58+43+33x3 m Bán kính đường cong đứng R =3000m ,độ dốc ngang cầu 2%,độ dốc dọc 0%.Kết cấu nhịp liên tục thi cơng theo phương pháp lao kéo dọc Kết cấu phần : Kết cấu phần thép liên hợp BTCT Kết cấu phần : Mố : loại mố U BTCT Mác 30 Trụ : trụ đặc thân hẹp BTCT Mác 30 II THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN : Thiết kế kết cấu phần : 2.1 Số liệu thiết kế: Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN 272 – 05 Khổ cầu 8+2x1,5 Tải trọng HL93,người 3kN/m2 Sơ đồ nhịp 43+58+42+3x33 m Kết cấu nhịp dầm liên hợp thép -BTCT liên tục nhịp 2.2 Mặt cắt ngang : Mặt cắt nhòp 500 1500 250 250 8000 2% 1500 1500 2% 600 250 2110 2080 25 250 1250 SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 4@2500 54 1250 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.3 Vật liệu : a - Bê tơng : M400 Mpa kN m3 Trọng lượng riêng bê tơng : γ c = 25 Cường độ chịu nén bê tơng tuổi 28 ngày : f 'c = 40 MPa Mơ đun đàn hồi bê tơng : Ec = 0.043γ c1.5 f 'c = 33994 MPa : f r = 0.63 f 'c = 3,98MPa Cường độ chịu kéo uốn :ν =0,2 α =1,08E-5 Hệ số poision Hệ số dãn nở nhiệt b.Cốt thép thường Loại CT có gờ Cường độ thép Mơ đun đàn hồi Giới hạn chảy c Thép dầm chủ : A 709 Grade 345 fr =300 Mpa Ec=200000 MPa fy =290 Mpa γ s = 78,5 Trọng lượng riên thép Cường độ thép Mơ đun đàn hồi thp Giới hạn chảy thp kN m3 fs = 450Mpa Es=200000 Mpa fy =345 Mpa 2.4 Xác định bề rộng cánh có hiệu : a.Đối với dầm trong, bề rộng cánh có hiệu : Leff beff = tr 12.ts + = btf 5800 =14500 = 12 x 250 + S = 2500 600 = 3300 => beff tr=2500 btf - bề rộng cánh dầm thép SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 55 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ts - chiều dày BMC S - khoảng cách dầm mặt cắt ngang Leff - chiều dài nhịp tính tốn b.Đối với dầm biên, bề rộng cánh có hiệu : Leff beffbien = tr eff b + 5800 = 7250 8 b 600 6.ts + tf = x 250 + = 1650 4 = Sc = 2500 beff bien= 2500/2+1250=2500 2.5 Tính đặc trưng hình học mặt cắt liên hợp dẻo: Đặc trưng mặt cắt khơng liên hợp Mặt cắt dầm thép chưa liên hợp Yts 40 25 Ysb 2000 TTH SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 40 56 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Các phận Bản cánh 600 x 40 Sướn 2000 x 25 Bản cánh 600 x 40 S Ai (mm2) yi (mm) Ai.yi (mm3) yi-ysb (mm) Ai(yi-ysb)2 (mm4) I0 (mm4) 24000 2060 4.94E+07 1020 2.50E+10 3.20E+06 50000 1040 5.20E+07 0.00E+00 1.67E+10 24000 20 4.80E+05 -1020 2.50E+10 3.20E+06 4.99E+10 1.67E+10 98000 1.02E+08 ∑ -Khoảng cách từ TTH tới mép dầm thép : ysb = Ai yi ∑ Ai = 1, 02 E + 08 = 1040mm 98000 -Khoảng cách từ TTH tới mép dầm thép : Yst =(40+200+40)-1040=1040 I dam = ∑ I + ∑ Ai.( yi − ysb ) -Mơ men tiết diện dầm thép TTH : =1,67E+10+4,99E+10=6,66E+10 mm +Đặc trưng mặt cắt liên hợp phạm vi ngắn (n=8) Mặt cắt liên hợp Yts-n 40 TTH Ysb-n 2000 25 40 SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 57 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Các phận Mặt cắt thép Bản bê tơng 2500/8 x 250 S Ai (mm2) 98000 yi (mm) 1040 Ai.yi (mm3) 1.02E+08 yi-ysb-n (mm) -530 Ai(yi-ysb-n)2 (mm4) 2.75E+10 I0 (mm4) 1.67E+10 78125 2235 1.75E+08 665 3.45E+10 4.07E+08 6.21E+10 1.71E+10 176125 ysb − n = 2.77E+08 ∑ Ai yi = 2, 77 E + 08 = 1570mm 176125 ∑ Ai Yst-n =(40+200+40)-1570=510 mm I dam − n = ∑ I + ∑ Ai.( yi − ysb ) =1,71E+10+6,21E+10=7,92E+10 mm4 +Đặc trưng mặt cắt liên hợp phạm vi dài (3n=24) Các phận Mặt cắt thép Bản bê tơng 2500/24 x 250 S Ai (mm2) 98000 yi (mm) 1040 Ai.yi (mm3) 1.02E+08 26041.7 2235 5.82E+07 124042 ysb −3 n = yi-ysb-n Ai(yi-ysb-n)2 (mm) (mm4) -251 6168282443 944 1.60E+08 I0 (mm4) 1.67E+10 2.32E+10 1.36E+08 2.9381E+10 1.68E+10 ∑ Ai yi = 1, 60 E + 08 = 1291mm ∑ Ai 124041.67 Yst-3n =(40+200+40)-1291=789 mm I dam −3n = ∑ I + ∑ Ai.( yi − ysb ) =1,68E+10+2,94E+10=4,62E+10 mm4 III.Tính tĩnh tải tác dụng: 3.1 Tĩnh tải giai đoạn 1: -Trọng lượng thân dầm thép DCd=0.10775 × 78.50 = 8.45 KN/m - Trọng lượng neo liên kết: Dùng neo đinh để liên kết ta có : SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 58 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 120 30 90 22 DCn =0,1 KN /m - Trọng lượng hệ liên kết ngang: -Dùng thép định hình I500 có chiều dài 2200mm ,trọng lượng mét dài 88,6 Kg/m.Bố trí khoảng cách liên kết ngang 5m,như tồn cầu có 144 x( + 1) = 100 , liên kết ngang - Trọng lượng hệ liên kết ngang : Dùng thép định hình I1500 + Số lượng dầm ngang + Chiều dài dầm ngang + Chiều cao dầm ngang + Chiều rộng cánh dầm ngang + Chiều dài cánh dầm ngang + Chiều dày sườn dầm ngang + Chiều cao sườn dầm ngang + Diện tích mặt cắt ngang + Trọng lượng dầm ngang + Tĩnh tải rãi dầm chủ - Sườn tăng cường đứng: 100 2200 1000 300 22 18 0,956 30408 525,15 0,6078 DÇm mm mm mm mm mm mm mm2 KN KN/m Bố trí đối xứng qua sườn dầm chủ Dùng thép có kích thước 15 × 275 × 2000 đặt cách m.Như tồn cầu co 96 sườn DCs = 78,5 x x0, 015 x0, 275 x96 = =0.43KN/m 144 - Liên kết dọc dùng thép góc L 150 × 150 × 10 có trọng lượng mét dài 15,1 Kg/m, liên kết dài 6,5 m Tồn cầu có 96 liên kết SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 59 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DClkd = 0.151x 6,5 x96 = 0,113 kN/m 144 x5 -Bản bê tơng cốt thép DCb= γxFb ; Trong : γ=25 KN/m F b=0.5 m =0,25x12,5=3,125 m2 ⇒ DCb=3,125x25/6=15,63 KN/m - Trọng lượng mối nối dầm lấy DCm=10 Kg/m =0.1 KN/m -TRọng lượng phần vát : -Diện tích vát: (30x30)+600x30=18900 mm2 =0,0189 m2 DCd =0,189x25=0,473 kN/m ⇒ Tổng cộng tĩnh tải giai đoạn I: DC1=8.45+0,1+0,6078+0,43+0,113+15,63 +0.1+0,473 = 26 KN/m 3.2 Tĩnh tải giai đoạn - Lớp phủ mặt cầu γ = 2300kg/m , chiều dày trung bình cm DCmc = 2300 × 0,05 × 12.40 × 1/5 = 264,5 kg/m =2,65 KN/m -Lớp phòng nước cm: DCphn= 11,5x0,01x15x1/5=0,345 kN/m -Lớp vữa tạo dốc 2cm DCdoc =11,5x0,02x15x1/5=0,69 kN/m - Lan can tay vịn : DClc=84.33 kg/m = 0.84 KN/m - Tổng cộng : DC2 = 4,23 KN/m IV Tính hoạt tải tác dụng: 4.1 Hệ số xe (m): Đối với đường xe lấy m =1 Khi xếp tải lấy m =1 SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 60 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khi xếp tải lấy m=1.2 4.2 Lực xung kích (IM%): Hệ số xung kích dùng để TTGH mỏi giòn : 15% Hệ số xung kích dùng để TTGH khác : 25% 4.3 Hệ số phân bố ngang: 4.3.1 Hệ số phân bố mơmen: -Loại tiết diện (a).Bảng 4.6.2.2.1.1 S: Khoảng cách dầm chủ; S=2500 mm ts:Chiều dày bê tơng; ts=250 mm L: Chiều dài nhịp tính tốn; L=5800 mm -Tham số độ cứng dọc, Kg, phải lấy theo: Kg = n(I + Ae e g ) Với: n= EB =7 ED đó: EB = mơđun đàn hồi vật liệu dầm (MPa) Ed = mơ đun đàn hồi vật liệu (MPa) I = mơ men qn tính dầm (mm4) eg = khoảng cách trọng tâm dầm mặt (m) -Giả thiết cho thiết kế sơ : Kg L.ts =1 Tính cho dầm trong: -Tải trọng thiết kế xe m1gmlan( dtr ) = 0, 06 + ( m1gmlan( dtr ) = 0, 06 + ( SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU S 0,4 S 0,3 ) x( ) x1, 00,1 = 0,373 4300 L 2500 0,4 2500 0,3 ) x( ) x1, 00,1 = 0,373 4300 5800 61 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP -Tải trọng thiết kế xe: lan mgm ( dtr ) = 0, 075 + ( lan mgm ( dtr ) = 0, 075 + ( lan S 0,4 S 0,3 ) x( ) x1, 00,1 = 0,563 2900 L 2500 0,4 2500 0,3 ) x( ) x1, 00,1 = 0,563 2900 5800 lan -Vậy mgm(dtr) =max( mgm ( dtr ) , mgm ( dtr ) )=0,563 Tính cho dầm ngồi : Mặt cắt nhòp 500 500 1500 600 8000 1500 1800 0,5 0,5 2% 2% 2110 250 4@2500 1250 1450 2500 1650 750 1,3 1,06 0,7 0,34 -Tải trọng thiết kế xe: Ngun tắc đòn bẩy, tính xe nên hệ số m =1,2 gm1lan =0,5x(1,06+0,34)=0,7 m.gm(db)1lan =1,2x0,7=0,84 -Hệ số mơ men tính cho người : gpl = 0,5x(1,3+0,7)x1,2=1,72 -Tải trọng thiết kế xe: mg m(db)2lan = e.m.gm(dtr)2lan e=0,77+de/2800=0,77+750/2800=1,038 SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 62 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Vậy: mg m(db)2lan = e.mgm(dtr)2lan =1,038x0,563=0,584 -Hệ số mơ men tính cho người : gpl 2lan = gpl e =1,038 x1,72 =1.786 -Vậy mgm(db) =max(0,84:0,584)=0,84 -Kết luận hệ số phân bố mơ men dầm biên lớn dầm tính tốn cho dầm biên 4.3.2.Hệ số phân bố lực cắt: Tính cho dầm trong: - Tải trọng xếp làn: g v = 0.36 + S =0.60 7600 -Tải trọng xếp làn:  S   S  g v = 0.2 +   −  =0.793  7600   10700  Chọn gv=0.793 Tính cho dầm ngồi: -Khi thiết kế chịu tải : Lấy giống mơmen : gv(db)1lan = m.gm(db)1lan =1,2x0,7=0,84 -Khi hai thiết kế chịu tải: gv(db)2lan =e.gv(dtr)2lan e = 0, + de 750 = 0, + = 0,85 3000 3000 Vì eMtt=22426,51 KN.m ⇒Đạt VI – TÍNH TỐN KẾT CẤU PHẦN DƯỚI 1.Tính tốn trụ cầu a Tính áp lực thẳng đứng tác dụng lên bệ cọc - Tính áp lực thẳng đứng trọng lượng thân trụ - Cấu tạo trụ T3 SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 77 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4@2500 1000 800 1000 3000 600 250 750 750 250 500 2500 7000 2000 500 2350 7500 150 1000 5000 1000 3000 1900 2000 1900 2500 3000 13000 -Thể tích xà mũ : V1=12x0,75x3+2,35x0,75x3+7,3x0,75x3=48,713 m3 => Trọng lượng xà mũ : P = V1 x γ bt = 48,713x25=1217,813 kN -Thể tích thân trụ : V2 =7,5x7,0x2=105 m3 => Trọng lượng thân trụ : P = V2 x γ bt =105x25=2625 kN -Thể tích bệ trụ : V3 =13x2,5x5,8=188,5 m3 => Trọng lượng bệ trụ : P3 =V3 x γ bt =188,5x25=4712,5kN -Tổng trọng lượng đá kê gối: P4 =5x(0,8x0,6x0,2+0,5x0,1x0,3)x25=13,88 kN -Vậy trọng lượng trụ : P=P1 +P2+P3 +P4=1217,813+2625+4712,5+13,88=8569,2kN - Tính áp lực nước đẩy ứng với mực nước thấp - Để tính thiên an tồn ta bỏ qua giá trị SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 78 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Tính phản lực kết cấu nhịp hoạt tải truyền lên trụ - Phản lực kết cấu nhịp liên tục truyền lên trụ do(tĩnh tải giai đoạn 1+tĩnh tải phần 2)+hoạt tải HL-93 ,và tải trọng người (đã nhân hệ số) - Dùng chương trình Midas ta tổ hợp tải trọng tính phản lực gối dầm liên tục truyền lên trụ cầu Vkcn = 4769,6 kN.Do có dầm chủ nên có phản lực tác dụng lên trụ cầu Vkcntt=Vkcn x5=23848 kN -Vậy tổng lực thẳng đứng tác dụng lên trụ cầu: Ptt = P + Vkcn = 8569,2+23848=32417,2 kN – Tính duyệt mặt cắt chân trụ - Chuyển mặt cắt ngun trụ mặt cắt quy đổi - Trong phương án sơ ta tiến hành kiểm tốn mặt cắt chân trụ theo kiện chịu nén tâm - Lực thẳng đứng tác dụng lên đỉnh bệ Ptt = 27704,7 kN - Diện tích mặt cắt ngun thân trụ : Abe = 3,14x12 +5x2=13,14 (m2) - ứng suất pháp mặt cắt đáy bệ δ= Ptt 27704, = = 2108, 42 (KN/m2) < f’c = 30000 (KN/m2 ) Abe 13,14 VI.1.5 – Tính duyệt mặt cắt đáy bệ cọc - Tổng phản lực thẳng đứng tác dụng lên đáy bệ cọc : P =32417,2 kN SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 79 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Diện tích mặt cắt bệ tháp : Abe = 5,8x13 = 75,4 (m2) - ứng suất pháp mặt cắt đáy bệ : δ= Pdb 32417, = = 429,94 (KN/m2) < f’c = 30000 (KN/m2 ) Adb 75, 1.4 – TÍNH VÀ BỐ TRÍ CỌC TRONG MĨNG - Móng bệ cao thiết kế với móng cọc đóng đường kính d = 1.2 m Tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu - Cơng thức tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu Qcoc = φ.(0,85.fc’.Ac + fy.As) Trong : +) fc’ : Cường độ chịu nén bê tơng tuổi 28 ngày +) AC : Diện tích phần bê tơng tiết diện cọc +) fy : Giới hạn chảy thép chế tạo cọc +) AS : Diện tích phần cốt thép tiết diện cọc +) φ : Hệ số sức kháng , với kết cấu chịu nén ta lấy φ = 0,75 - Bảng tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu Tên gọi đại lượng Mác bê tơng chế tạo cọc Thép chế tạo cọc Hệ số điều kiện làm việc Hệ số đồng vật liệu cọc Đường kính cọc thiết kế Đường kính cốt thép Số thép thiết kế Diện tích phần bê tơng Diện tích phần cốt thép Hệ số uốn dọc Cường độ chịu nén bê tơng Cờng độ chịu kéo thép Sức chịu tải cọc theo vật liệu SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 80 Kí hiệu Giá trị M300 AII M 0.9 K 0.7 D 0.4 F 22 nthanh Ac 1,131 As 0.011 φ 0,9 fc' 30000 fy 240000 Qvl 12248 Đơn vị m mm m2 m2 KN/m2 KN/m2 KN LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP b) Tính tốn sức chịu tải cọc theo đất - Bảng số liệu địa chất khảo sát khu vực thi cơng cọc khoan nhồi STT Lớp Lớp Lớp Lớp H Loại đất m Đất thiên nhiên 8.5 Sét dẽo mềm 7.5 Á sét 9.6 Cát chặt thơ vơ hạn e 0,965 1,324 0,658 0,326 B 0.4 0.2 γ C (T/m3) kN/cm2 18 17 17 21 0.0014 0.0012 0.0006 j độ 22 25 38 40 R' kN/cm2 0.012 0.025 0.025 0.033 - Cơng thức tính tốn sức chịu tải cọc theo đất QR = φqp.Qp + φps.Qs - W Trong : +) QR : Sức chịu tải cọc theo đất +) QS = qS AS : Sức kháng thân cọc +) QP = qP AP : Sức kháng chân cọc +) qS : Sức kháng đơn vị thân cọc +) qP : Sức kháng đơn vị chân cọc +) AS : Diện tích bề mặt thân cọc +) AP : Diện tích bề mặt chân cọc +) jqS : Hệ số sức kháng thân cọc +) jqP : Hệ số sức kháng chân cọc - Theo Reese Wright (1977 ) ta có : qP = 0,064 N (Mpa), qS = a.Su Trong : +) N : Số búa SPT chưa hiệu chỉnh (búa /300 mm) +) a : Hệ số dính bám +) Su : Cường độ kháng cắt khơng nướ trung bình Giá trị S u phải xác định từ kết thí ngiệm trường kết phòng thí nghiệm mẫu ngun dạng lấy khoảng độ sâu 2D chân cọc Giá trị Su tính theo cơng thức : Su = s.tgφ + C - Bảng tính tốn sức chịu tải cọc theo đất : +) Sức kháng thân cọc : D Li As Su qs Qs Loại đất m m m2 N (KN/m2) a (kN/m2) KN φqs Đất thiên nhiên 1.2 5.4 12.82 10 62,48 0.55 34,37 440,491 0.65 Sét dẽo mềm 1.2 11.2 42.22 128,58 0.55 70,72 2985,91 0.55 22.62 25 201,32 0.5 100,66 2276,9 0.45 Á sét 1.2 21.87 50 276,90 0.49 135,68 2966,78 0.45 Cát chặt thơ 1.2 4288,23 KN Sức kháng thành cọc Qthan SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 81 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP +) Sức kháng mũi cọc : Loại đất D (m) Cát hạt thơ 1.2 Sức kháng mũi cọc Ap (m2) 1,131 N 50 Qmũi qp(KN/m2) Qp (KN) 3200 3619,12 2352,43 φqp 0,65 -> Sức chịu tải tính tốn cọc theo đất : Qr = 4288,23 + 2352,43 = 6640,66 (KN) Vậy : Sức chịu tải tính tốn cọc : Qcoc = Min(Qr ; Qvl ) = 6640,66(KN) c) Tính tốn số cọc móng n = β P Qcoc Trong : +) β : Hệ số xét đến loại móng độ lớn mơ men với móng cọc đài thấp ta lấy β = 1,5 +) Qcoc : Sức chịu tải tính tốn cọc : Qcoc = 6640,66 (KN) +) P : Tổng áp lực thẳng đứng truyền lên bệ cọc : P =32417,2 kN n = 1,5 32417, = 7,32 (cọc) 6640, 66 => Số cọc bố trí móng n = (cọc) Bố trí thành hàng hàng cọc Chiều dài cọc bố trí 29.6 Bố trí cọc mặt SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 82 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG 1100 3600 600 500 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3@3600 500 600 IV.2 – Tính tốn mố cầu IV.2.1 – Cấu tạo mố M1 a- Cấu tạo mố M1 Phía trước mố 500 500 2705 5755 2000 1500 2000 5550 4500 2500 3300 3755 2705 1200 Phía sau mố 12500 5500 2.1.1.Cấu tạo mố cầu Cầu bao gồm mố: Mố A1 A2 SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 83 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mố cầu: Sử dụng mố U bê tơng cốt thép Do khơng sử dụng nhịp dẫn nên mố đỡ trực tiếp kết cấu nhịp liên tục Gối cầu mố: Sử dụng gối chậu cao su Kết cấu mong cọc khoan nhồi đường kính D =1m Vật liệu: • Bê tơng mác M300 Cốt thép thường CT3, CT5 2.2 Tải trọng tác dụng lên mố 2.1.2.Tĩnh tải thân mố - Đá kê gối : Pg =5x(0,8x0,6x0,2+0,5x0,1x0,3)x25=13,88 kN - Tường đỉnh: Pd = 2.705×0.5×12.5×25 = 422,66 kN - Tường cánh: Pc = 2×0.5×( 5,755×1.2 + 0,5 × 3,755 ×3,755 + 2×3,3)×25 = 513,9 kN - Tường trước: Pt = 1,5× 5,55 ×12,5 × 25 = 2601,563kN - Bệ : Pb = 5.5 × 12.5× 2.5× 24 = 4125kN - Đất mố: Pdat = × 7,255 ×11.5×18 = 3003,6 kN Tổng cộng: Tĩnh tải thân mố Ptcmo = ∑P = P i g + Pd + Pc + Pt + Pb + Pdat = 13,88 + 422,66 + 513,9 + 2601,563 + 4125+ 3003,6 = 10680,6 kN Pttmo = n×Ptcmo = 1,1 × 10307,84 = 11748,66kN 2.3 Phản lực gối tĩnh tải kết cấu nhịp,tĩnh tải giai đoạn II, hoạt tải, người (đã nhân hệ số vượt tải trọng ) Sử dụng chương trình Midas cival ta tính phản lực SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 84 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Pkcn=1943,4 kN -Vậy tổng lực thẳng đứng tác dụng lên mố: P = Pttmo +Pkcn = 11748,66 +1943,4 =13692,06 kN IV.2.3 – BỐ TRÍ CỌC TRONG MĨNG MỐ - Móng mố cầu thiết kế với móng cọc đóng đường kính d = m Tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu - Cơng thức tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu Qcoc = φ.(0,85.fc’.Ac + fy.As) Trong : +) fc’ : Cường độ chịu nén bê tơng tuổi 28 ngày +) AC : Diện tích phần bê tơng tiết diện cọc +) fy : Giới hạn chảy thép chế tạo cọc +) AS : Diện tích phần cốt thép tiết diện cọc +) φ : Hệ số sức kháng , với kết cấu chịu nén ta lấy φ = 0,75 - Bảng tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu Tên gọi đại lượng Mác bê tơng chế tạo cọc Thép chế tạo cọc Hệ số điều kiện làm việc Hệ số đồng vật liệu cọc Đường kính cọc thiết kế Đường kính cốt thép Số thép thiết kế Diện tích phần bê tơng Diện tích phần cốt thép Hệ số uốn dọc Cường độ chịu nén bê tơng Cờng độ chịu kéo thép Sức chịu tải cọc theo vật liệu SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 85 Kí hiệu Giá trị M300 AII M 0.9 K 0.7 D 0.4 F 22 nthanh Ac 0.785 As 0.011 φ 0,9 fc' 30000 fy 240000 Qvl 9208.6 Đơn vị m mm m2 m2 KN/m2 KN/m2 KN LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Tính tốn sức chịu tải cọc theo đất - Bảng số liệu địa chất khảo sát khu vực thi cơng cọc móng mố N g C φ STT Loại đất H(m) e B T/m kN/cm (độ) Lớp Đất thiên nhiên 2,25 10 0.85 0.4 1.8 0.0014 22 Lớp Cát hạt nhỏ 2.79 25 0.55 0.2 1.92 0.0018 30 Lớp Cát pha sét 3,11 15 0.59 0.3 1.85 0.00089 25 Lớp Sét dẽo mềm 6,09 0.78 0.35 1.7 0,0006 19 Lớp Á sét 5,96 11 0.65 0.43 1.6 0,00055 20 Lớp Cát chặt thơ Vơ hạn 50 0.46 2.1 40 - Cơng thức tính tốn sức chịu tải cọc theo đất QR = φqp.Qp + φqs.Qs Trong : + QR : Sức chịu tải cọc theo đất + QS = qS AS : Sức kháng thân cọc + QP = qP AP : Sức kháng chân cọc + qS : Sức kháng đơn vị thân cọc + qP : Sức kháng đơn vị chân cọc + AS : Diện tích bề mặt thân cọc + AP : Diện tích bề mặt chân cọc + φqS : Hệ số sức kháng thân cọc + φqP : Hệ số sức kháng mũi cọc - Tính tốn sức kháng đơn vị thân cọc (qS): + Đối với đất dính : qS = α.Su b) Tính tốn sức chịu tải cọc theo đất - Bảng số liệu địa chất khảo sát khu vực thi cơng cọc khoan nhồi γ H (kN/m3) STT Loại đất m e B Lớp Đất thiên nhiên 2,25 0.85 0.4 1.8 Lớp Cát hạt nhỏ 2.79 0.55 0.2 1.92 Lớp Cát pha sét 3,11 0.59 0.3 1.85 Lớp Sét dẽo mềm 6,09 0.78 0.35 1.7 Lớp Á sét 5,96 0.65 0.43 1.6 Lớp Cát chặt thơ 0.46 2.1 - Cơng thức tính tốn sức chịu tải cọc theo đất QR = φqp.Qp + φqs.Qs Trong : + QR : Sức chịu tải cọc theo đất + QS = qS AS : Sức kháng thân cọc + QP = qP AP : Sức kháng chân cọc SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 86 C j kN/cm2 độ 0.0014 22 0.0018 30 0.00089 25 0,0006 19 0,00055 20 40 R' kN/cm2 120 250 250 330 400 450 R' kN/cm2 120 250 250 330 400 450 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + qS : Sức kháng đơn vị thân cọc + qP : Sức kháng đơn vị chân cọc + AS : Diện tích bề mặt thân cọc + AP : Diện tích bề mặt chân cọc + φqS : Hệ số sức kháng thân cọc + φqP : Hệ số sức kháng mũi cọc - Tính tốn sức kháng đơn vị thân cọc (qS): + Đối với đất dính : qS = α.Su b) Tính tốn sức chịu tải cọc theo đất - Bảng số liệu địa chất khảo sát khu vực thi cơng cọc khoan nhồi H STT Loại đất m Lớp Đất thiên nhiên 2,25 Lớp Cát hạt nhỏ 2.79 Lớp Cát pha sét 3,11 Lớp Sét dẽo mềm 6,09 Lớp Á sét 5,96 Lớp Cát chặt thơ γ e 0.85 0.55 0.59 0.78 0.65 0.46 B 0.4 0.2 0.3 0.35 0.43 C j độ (kN/m3) kN/cm2 1.8 1.92 1.85 1.7 1.6 2.1 0.0014 0.0018 0.00089 0,0006 0,00055 22 30 25 19 20 40 R' kN/cm2 120 250 250 330 400 450 - Cơng thức tính tốn sức chịu tải cọc theo đất QR = φqp.Qp + φps.Qs - W Trong : +) QR : Sức chịu tải cọc theo đất +) QS = qS AS : Sức kháng thân cọc +) QP = qP AP : Sức kháng chân cọc +) qS : Sức kháng đơn vị thân cọc +) qP : Sức kháng đơn vị chân cọc +) AS : Diện tích bề mặt thân cọc +) AP : Diện tích bề mặt chân cọc +) jqS : Hệ số sức kháng thân cọc +) jqP : Hệ số sức kháng chân cọc - Theo Reese Wright (1977 ) ta có : qP = 0,064 N (Mpa), qS = a.Su Trong : +) N : Số búa SPT chưa hiệu chỉnh (búa /300 mm) +) a : Hệ số dính bám +) Su : Cường độ kháng cắt khơng nướ trung bình Giá trị S u phải xác định từ kết thí ngiệm trường kết phòng thí nghiệm mẫu ngun dạng lấy khoảng độ sâu 2D chân cọc SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 87 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giá trị Su tính theo cơng thức : Su = s.tgφ + C - Bảng tính tốn sức chịu tải cọc theo đất : +) Sức kháng thân cọc : D Li As Su qs 2 Loại đất m m m N (KN/m ) α (kN/m2) 0.7910 62,480.55 34,37 Đất thiên nhiên 2,25 8.7725 163,540.45 73,59 Cát hạt nhỏ 2.79 9.7715 135,08 0.5 67,54 Cát pha sét 3,11 130,63 0.6 78,38 Sét dẽo mềm 6,09 19.138 161,590.65 105,03 Á sét 5,96 18.7211 25.1350 398,600.49 195,31 Cát chặt thơ Sức kháng thành cọc Qthan +) Sức kháng mũi cọc : Loại đất D (m) Ap ((m2) N Cát hạt thơ 0.785 50 Sức kháng Qmũi mũi cọc -> Sức chịu tải tính tốn cọc theo đất : Qr = 5085.88 + 1633,63 = 6719.5 (KN) Vậy : Sức chịu tải tính tốn cọc : Qcoc = Min(Qr ; Qvl ) = 6719.5(KN) c) Tính tốn số cọc móng n = β qp (KN/m2) 3200 Qs KN 26,9909 645,039 659,878 1499,54 1966,62 4908,74 508.588 φqs 0.65 0.55 0.6 0.58 0.63 0.45 KN Qp (KN) φqp 2513,28 1633,63 0,65 P Qcoc Trong : +) β : Hệ số xét đến loại móng độ lớn mơ men với móng cọc đài thấp ta lấy β = 1,5 +) Qcoc : Sức chịu tải tính tốn cọc : Qcoc = 6719.5 (KN) +) P : Tổng áp lực thẳng đứng truyền lên bệ cọc : P = 13692,06 kN n = 1,5 13692, 06 = 3, 056 (cọc) 6719.5 => Số cọc bố trí móng n = 6cọc) Bố trí thành 2hàng hàng cọc Chiều dài cọc bố trí 29.2m SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 88 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3500 1000 1000 1000 10500 1000 VII – Dự kiến cơng tác thi cơng VII.1 – Thi cơng trụ - Ta xét phương án thi cơng với hai trụ điển hình T4, với mực nước thấp +3.12 m , ta chọn mực nước thi cơng +6.00m - Với MNTC ta tiến hành thi cơng trụ sau : Bước 1: Thi cơng cọc Vận chuyển vật liệu thiết bị kỹ thuật thi cơng cọc Khoan cọc Hạ lồng cốt thép , đổ bê tơng cọc Bước 2: Thi cơng móng Tiến hành đào đất Đổ bê tơng bịt đáy theo phương pháp rút ống thẳng đứng Bước 3: Đổ bê tơng bệ Đập đầu cọc khoan nhồi Làm bề mặt móng Lắp đặt ván khn thành cốt thép thường Đổ bê tơng bệ Bước 4: Thi cơng thân trụ Lắp đặt đà giáo ván khn, cốt thép Đổ bê tơng Tháo đà giáo ván khn Kết thúc cơng việc SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 89 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VII.2 – Thi cơng mố Bước1: Thi cơng cọc khoan nhồi: Vận chuyển vật liệu thiết bị kỹ thuật thi cơng cọc Khoan cọc Hạ lồng cốt thép , đổ bê tơng cọc Bước2: Chuẩn bị mặt Tháo dỡ , di dời vật tư thiết bị thi cơng cọc khoan nhồi Tập kết vật tư thiết bị phục vụ thi cơng mố Chuẩn bị mặt thi cơng Bước3: Thi cơng hố móng Dùng máy ủi kết hợp với thủ cơng đào hố móng đến cao độ đáy móng Thi cơng lớp bê tơng tạo phẳng Xử lý đầu cọc Vệ sinh hố móng, chuẩn bị cho thi cơng bệ mố Bước4: Thi cơng bệ mố Lắp dựng đà giáo ván khn Bố trí cốt thép đổ bê tơng bệ Chờ bê tơng đạt cường độ, tháo dỡ ván khn bệ mố Bước5: Thi cơng tường đỉnh tường cánh ( thi cơng sau thi cơng xong kết cấu nhịp) Lắp dựng đà giáo ván khn tường đỉnh tường cánh Bố trí cốt thép , đổ bê tơng tường đỉnh tường cánh Tháo dỡ đà giáo ván khn, lấp đất hố móng hồn thiện VII.3 – Thi cơng kết cấu nhịp Bước 1: Thi cơng trụ tạm phục vụ lao kéo kết cấu nhịp Mở rộng trụ Lắp đặt đường trượt dưới, đường trựơt trên, lăn trụ Bố trí tời múp hố Bước 2: Lắp mũi dẫn, cáp kéo Tiến hành lao kéo dọc kết cấu nhịp Tháo bỏ mũi dẫn, thiết bị cơng khác Hạ dầm xuống gối SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 90 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bước : Điều chỉnh nội lực cách kích gối trung gian Bước 4: Đặt neo liên kết mặt cầu Đổ bê tơng Bước 5: Hạ dầm xuống gối Hồn thiện cầu SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 91 LỚP: CĐB –K45 [...]... trọng tâm cốt dọc bản đến mép trên dầm thép; các kí hiệu khác như ở trên ⇒Mp=Fy(St+St)=50354.82 (KN.m) V.2.2.Xác định mơmen chảy My V.2.2.1.Trường hợp 1: Tồn bộ cốt thép bản và mép tren bản chịu kéo xuất hiện giới hạn chảy Fy Gọi y0là vị trí trọng tâm dầm thép so với bản đáy;y0=1.3965 (m) +ứng suất mép trên của cánh chịu kéo: ft=Fy ( y0 − tt ) =335.118x10 3 KN/m 2 y0 +ứng suất mép trên của cánh chịu... Ac(y0-0.5tc) 6 2 Trong đó zb-0 :Khoảng cách từ trọng tâm bê tơng đến trục trung h dầm thép zs-o Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép bản đến trục trung hồ dầm thép SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 76 LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP zb-0=zs-0=1.8335 (m) ⇒My =35516.72 KN.m Vậy My=35496.74 KN.m V.2.3.Xác định sức kháng uốn dương của mặt cắt liên hợp       0 7 Mn= 1 − 1 −    M p   M ... cốt thép , đổ bê tơng cọc Bước 2: Thi cơng móng Tiến hành đào đất Đổ bê tơng bịt đáy bằng theo phương pháp rút ống thẳng đứng Bước 3: Đổ bê tơng bệ Đập đầu cọc khoan nhồi Làm sạch bề mặt móng Lắp đặt ván khn thành và cốt thép thường Đổ bê tơng bệ Bước 4: Thi cơng thân trụ Lắp đặt đà giáo ván khn, cốt thép Đổ bê tơng Tháo đà giáo ván khn Kết thúc cơng việc SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 89 LỚP: CĐB –K45 ... tích phần bê tơng của tiết diện cọc +) fy : Giới hạn chảy của thép chế tạo cọc +) AS : Diện tích phần cốt thép của tiết diện cọc +) φ : Hệ số sức kháng , với kết cấu chịu nén ta lấy φ = 0,75 - Bảng tính tốn sức chịu tải của cọc theo vật liệu Tên gọi các đại lượng Mác bê tơng chế tạo cọc Thép chế tạo cọc Hệ số điều kiện làm việc Hệ số đồng nhất vật liệu cọc Đường kính cọc thiết kế Đường kính cốt thép Số... kính cốt thép Số thanh thép thiết kế Diện tích phần bê tơng Diện tích phần cốt thép Hệ số uốn dọc Cường độ chịu nén của bê tơng Cờng độ chịu kéo của thép Sức chịu tải của cọc theo vật liệu SVTH: HOÀNG TIẾN HỮU 80 Kí hiệu Giá trị M300 AII M 0.9 K 0.7 D 0.4 F 22 nthanh 8 Ac 1,131 As 0.011 φ 0,9 fc' 30000 fy 240000 Qvl 12248 Đơn vị m mm thanh m2 m2 KN/m2 KN/m2 KN LỚP: CĐB –K45 GVHD:NGUYỄN THANH LONG ĐỒ ÁN. .. LONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ( H th − y 0 ) 3 2 y 0 fc=Fy =396.139x10 KN/m +ứng suất mép dưới cánh chịu nén: ( H th − y 0 − t c ) 3 2 H − y th 0 fc1=fc =386.257 x10 KN/m +Mơ men chảy của tiết diện My: My=f s Aszb-0+ ( Fy + f t ) 2 1 6 At(Hth-y0-0.5tc)+ fttw(Hth-y0-tt) 2 + 1 (f + f ) fc1tw(y0-tc) 2 + c1 c Ac(y0-0.5tc) 6 2 ⇒My =35496.74 KN.m V.2.2.2.Trường hợp 2: Tồn bộ cốt thép bản và mép dưới dầm thép đạt... độ cứng của mặt cắt dầm thép : u cầu độ mảnh của sườn dầm 2 Dcp tw ≤ 3.76 E Fyc Dcp =-231,9 mm tw=25 mm 2 Dcp tw 2 x −231,9 E 2 x105 = = 18,55 ≤ 3, 76 = 3, 76 x = 90,53 Đạt 25 Fyc 345 b Kiểm tra u cầu về tính dẻo : Dp D' ≤5 -Mục đích của u cầu này là ngăn chặn việc nứt vỡ của bản bê tơng mặt cầu khi mà mặt cắt liên hợp tiến gần đến khả năng mơmen dẻo Dp :chiều cao từ đỉnh của bản bê tơng mặt cầu đến... Trong đó : +) fc’ : Cường độ chịu nén của bê tơng tuổi 28 ngày +) AC : Diện tích phần bê tơng của tiết diện cọc +) fy : Giới hạn chảy của thép chế tạo cọc +) AS : Diện tích phần cốt thép của tiết diện cọc +) φ : Hệ số sức kháng , với kết cấu chịu nén ta lấy φ = 0,75 - Bảng tính tốn sức chịu tải của cọc theo vật liệu Tên gọi các đại lượng Mác bê tơng chế tạo cọc Thép chế tạo cọc Hệ số điều kiện làm việc... Sức kháng tại thân cọc + QP = qP AP : Sức kháng tại chân cọc + qS : Sức kháng đơn vị tại thân cọc + qP : Sức kháng đơn vị tại chân cọc + AS : Diện tích bề mặt thân cọc + AP : Diện tích bề mặt chân cọc + φqS : Hệ số sức kháng tại thân cọc + φqP : Hệ số sức kháng tại mũi cọc - Tính tốn sức kháng đơn vị tại thân cọc (qS): + Đối với đất dính : qS = α.Su b) Tính tốn sức chịu tải của cọc theo đất nền - Bảng... ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3500 1000 1000 1000 10500 1000 VII – Dự kiến cơng tác thi cơng VII.1 – Thi cơng trụ - Ta xét phương án thi cơng với hai trụ điển hình nhất là T4, với mực nước thấp nhất là +3.12 m , ta chọn mực nước thi cơng +6.00m - Với MNTC như vậy ta tiến hành thi cơng trụ như sau : Bước 1: Thi cơng cọc Vận chuyển vật liệu và các thiết bị kỹ thuật thi cơng cọc Khoan cọc Hạ lồng cốt thép , đổ bê ... My=f s Aszs-0+ ( f t + f t1 ) Ac(Hth-y 0-0 .5tt)+ ft1tw(Hth-y0-tt) + ( Fy + f c ) fctw(Hth-y0) + Ac(y 0-0 .5tc) Trong zb-0 :Khoảng cách từ trọng tâm bê tơng đến trục trung hồdầm thép zs-o Khoảng cách... =386.257 x10 KN/m +Mơ men chảy tiết diện My: My=f s Aszb-0+ ( Fy + f t ) At(Hth-y 0-0 .5tc)+ fttw(Hth-y0-tt) + (f + f ) fc1tw(y0-tc) + c1 c Ac(y 0-0 .5tc) ⇒My =35496.74 KN.m V.2.2.2.Trường hợp 2: Tồn... = yi-ysb-n Ai(yi-ysb-n)2 (mm) (mm4) -2 51 6168282443 944 1.60E+08 I0 (mm4) 1.67E+10 2.32E+10 1.36E+08 2.9381E+10 1.68E+10 ∑ Ai yi = 1, 60 E + 08 = 1291mm ∑ Ai 124041.67 Yst-3n =(40+200+40 )-1 291=789