Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục chơng iii PASB cầu dàn thép liên tục Nguyễn xuân việt 54 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục chơng iii PASB cầu dàn thép liên tục 3.1 Giới thiệu chung 3.1.1 Bố trí chung cầu Cầu đợc bố trí theo sơ đồ: 2x33 + 80 + 100 + 80 + 2x33m Chiều dài toàn cầu: L = 400m Cầu gồm trụ P1, P2, P3, P4, P5, P6 mố A1,A2 Hai nhịp dẫn dầm I 33m từ mố A1-P1-P2 từ mố A2-P6-P5 Đờng cong đứng R = 5000m, L = 400m Độ dốc dọc cầu : 4% Độ dốc ngang cầu : 2% 3.1.2 Kết cấu phần Cầu đợc thi công theo phơng pháp lắp hẫng cầu đối xứng Dàn có chiều cao 10m, chiều dài khoang 10.m Dàn loại tam giác đứng, treo Phần nhịp dẫn có mặt cắt chữ I, chiều cao dầm 1.7m gồm dầm đợc liên kết với hệ liên kết ngang Vật liệu dùng cho kết cấu: Bê tông mác 40 Mpa Thép cấu tạo dùng theo ASTM A 706M Thép hợp kim thấp 3.1.3 Kết cấu phần dới 3.1.3.1 Trụ cầu Dùng loại trụ thân cột cho bốn trụ P2, P3, P4, P5 bê tông cốt thép thờng đổ chỗ Phơng án móng: dùng móng cọc khoan nhồi D = 1m, L = 24m Nguyễn xuân việt 55 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục 3.1.3.2 Mố cầu Dùng mố chữ U bê tông cốt thép Phơng án móng: Dùng móng cọc khoan nhồi đổ chỗ đờng kính cọc D = 1m, L = 24m 3.2 Tính toán phơng án sơ Tính toán lựa chọn kết cấu nhịp Tính duyệt dàn chủ Tính toán trụ, mố, sơ tính toán cọc 3.2.1 Tính toán kết cấu nhịp dàn chủ 3.2.1.1 Xác định kích thớc hình học dàn Xác định chiều cao dàn chủ Chiều cao dàn chủ đợc chon theo yêu cầu sau: Trọng lợng thép dàn chủ nhỏ Bảo đảm tĩnh không thông thuyền thông xe Chiều cao kiến trúc nhỏ cầu dầm chạy Đảm bảo độ cứng theo phơng đứng kết cấu nhịp: f < fchi phí Đảm bảo mỹ quan phù hợp với cảnh quan khu vực xây cầu Nh chọn chiều cao dàn h = 10m Tiết diện dàn chủ Các có tiết diện chữ H riêng cổng cầu có tiết diện hộp Kích thớc mặt cắt đợc thể hình vẽ: b t h t hc h hc b Nguyễn xuân việt 56 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục Bảng số liệu cần chọn Chiều cao, h(cm) 60 60 60 Tên Thanh biên Thanh biên dới Thanh xiên Thanh cổng tiết diện 60 hộp Bề dày Chiều rộng, bụng, b(cm) t (cm) 50 50 48 Chiều dày cánh ,hc(cm) 3.2 4.0 2.8 Diện tích , Aa (m2) 0.0427 0.0504 0.0378 40 1.2 0.0234 1.2 Cấu tạo hệ dầm mặt cầu Hệ dầm mặt cầu bao gồm dầm dọc dầm ngang để đỡ mặt cầu truyền tải trọng từ mặt cầu tới dàn chủ Để đảm bảo cho tải trọng truyền vào nút dàn chủ dầm ngang đợc bố trí nút dàn dầm dọc tựa lên dầm ngang Dầm dọc dầm ngang phải đợc liên kết chắn để tạo thành hệ dầm mặt cầu Chọn liên kết dầm dọc dầm ngang dạng cánh dầm dọc dầm ngang Cấu tao dầm ngang Chiều cao dầm ngang kích thớc chon : h = 80 cm, b = 32cm ,hc = 3,2cm ,t = 2cm Cấu tạo dầm dọc Chiều cao dầm dọc kích thớc chon : h = 80 cm, b = 32cm ,hc = 3,2cm ,t = 2cm 3.2.1.2 Tĩnh tải cầu dàn Trọng lợng thân dàn Diện tích dàn chủ nh sau: ABiên trên= 0,0427 (m2) ABiên dới= 0,0504 (m2) Axtrong = 0,0267 (m2) Acổngcầu = 0,0234 (m2) Trọng lợng loại thanh: Nguyễn xuân việt 57 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục DCBiên trên= 0,0427 ì ì 78.5 DCBiên dới = 26.8 kN = 0,0504 ì ì 78.5 = 31.65 kN DCxiêntrong = 0,0267ì + 8.5 ì78.5 = 19.70 kN DCcổngcầu = 0,0234ì + 8.5 ì78.5 = 17.26 kN Trọng lợng tổng loại DCBiên = 29 ì 26.8 = 777.2 kN DCBiên dới = 30 ì 31.65 = 949.5 kN DCxiêntrong = 54 ì 19.70 = 1063.8 kN DCcổngcầu = ì 17.26 = 103.56 kN ặDCdàn = 2894.06 kN Trọng lợng dầm ngang Ta bố trí dầm ngang nút dàn toàn cầu có 26 dầm ngang kích thớc dầm ngang nh hình vẽ: 3.2 32 80 Adngang = 0,0352 (m2) DCdngang = 0,0352 ì9ì 78.5 = 24.87 kN ặDCdngang = 31 ì 24.87 = 770.9 kN Nguyễn xuân việt 58 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục Trọng lợng dầm dọc Khẩu độ dầm dọc khoảng cách hai dầm ngang, toàn cầu có 5ì29=145 dầm dọc bố trí dầm dọc đối xứng qua tim dàn Khoảng cách hai dầm dọc 1.8 (m) Hình vẽ: 3.2 32 80 Addọc = 0,0352 (m2) DCddọc = 0,0352 ì8ì 78.5 = 22.1 kN ặDCddọc = 145 ì 22.1 = 3204.5 kN Hệ liên kết dọc: Lấy DClkd = kN/m Lề ngời Phần lề ngời bố trí hẫng mặt phảng dàn Phần hẫng có tải trọng tác dụng nhỏ, ta dùng thép chữ I nh dầm ngang nhng có vát góc dầm dọc Đoạn hẫng dài 2.75 (m) ặTrọng lợng phần hẫng này: qhẫng ngang = 0,0352ì 2.25ì 78.5 = 7.6 kN Toàn cầu có 30 nút dàn bố trí nh (tính cho bên lề ngời đi) ặDChẫng ngang = 30ì7.6 = 228 kN Thanh dọc để nối đoạn hẫng dùng thép I500 dài (m) Toàn cầu có 29 đoạn (tính cho bên lề ngời đi) Trọng lợng là: qhẫng dọc = 19.59ì29 = 1155.8 kN Bản bê tông mặt cầu lề ngời đi: DWBảnbt = 0.15ì24ì2.75= 9.9 (kN/m) Nguyễn xuân việt 59 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục Trọng lợng lan can tay vịn Vbt = ( 0,5ì0,25 0.1x0.25/2 )ì240 = 27.(m3) Vth= 0,12 x240=1.884 (m3) ặ DWlc +tayvin = 27 ì 24 + 1.884 x78.5 = 3.4 kN/m 240 Trọng lợng lớp phủ mặt cầu phần xe chạy + Bê tông át phan chiều dày cm: 0.05 ì 23 = 1.15 kN/m2 + Bê tông xi măng bảo hộ dày 3cm: 0.03 ì 24 = 0.72 kN/m2 + Lớp phòng nớc dày1 cm: 0.01 ì 15 = 0.15 kN/m2 + Lớp mui luyện dày 1.03 cm: Tổng cộng: 0.0103 ì 24 =0.24 kN/m2 DWLP = 2.26 kN/m2 ặ Tĩnh tải rải lớp phủ mặt cầu là: LP = 2.26 ì8 = 18.08 kN/m DWTC LP = 1.25 ì 18.08 =22.6 kN/m DWTT Tổng hợp kết Tĩnh tải giai đoạn I Trọng lợng mặt phẳng dàn : ặ P = (DCdngang + DCddọc )+DCdàn = = (770.9+3204.5)+2894.06 = 4881.76 kN Vậy tổng trọng lợng tính cho dàn giai đoạn I là: DC = 4881.76+1155.8+228=6265.56 kN Vậy tĩnh tải rải m dài cầu tính cho dàn giai đoạn I là: DCTC = 6265.56 + 1= 27.1 (kN/m) 240 Nguyễn xuân việt 60 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục DCTT = 1.25ì DCTC= 33.88 (kN/m) Tĩnh tải giai đoạn II: DWTC =9.9+3.4+18.08=31.38 kN/m 3.2.1.3 Hệ số phân bố ngang Điều 4.6.2.4 Tiêu chuẩn 22TCN:272-01 cho phép dùng quy tắc đòn bẩy để tính hệ số phân bố tải trọng dàn gHL-93 = 0.5(0.896+0.708+0.594+0.406)=1.302 gNg = 0.5ì2(1.05+1.26)=2.31 3.2.1.4 Tính hệ mặt cầu Tính dầm dọc Dầm dọc làm việc nh dầm liên tục tựa gối đàn hồi Dầm dọc chịu uốn dới tác dụng tải trọng thẳng đứng đồng thời dầm dọc chịu lực dọc tham gia làm việc chung với dàn chủ Để đơn giản tính toán, coi dầm dọc liên kết khớp với dầm ngang, nghĩa tải trọng thẳng đứng đợc phép tính dầm dọc nh dầm giản đơn có độ khoảng cách hai dầm ngang, tức chiều dài khoang dàn d Tính hệ số phân bố ngang cho dầm dọc: Công thức tính toán:(bảng 4.6.2.2.2a-1) Hệ số phân bố ngang cho dầm phía trong: S S Kg G = 0.075 + 2900 L L.t s 0.6 0.2 0.1 Trong đó: S : khoảng cách dầm dọc, S = 1.8m L : Nhịp dầm dọc, L = 10 m Kg : Hệ số độ cứng dọc:(điều 4.6.2.2.1-1) Kg = n (I + A.eg2) Ed n = Eb (điều 4.6.2.2.1-2) Nguyễn xuân việt 61 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục Ed : Môdun đàn hồi dầm dọc, Ed = 200000 MPa Eb : Môdun đàn hồi mặt cầu, Eb = 31500 MPa eg : khoảng cách trọng tâm dầm mặt cầu(mm) ts : chiều dày bêtông mặt cầu, ts = 0.11m A : diện tích dầm dọc, A = 0.0352 m2 Thay số vào công thức ta có: Gtrong = 0.444 Hệ số phân bố ngang cho dầm dọc ngoài: G = e.Gtrong de Với e = 0.77 + ; 2800 de : chiều dài hẫng phần đờng xe chạy:de = 1.2m Thay số ta có :G = 1.1986 x 0.444 = 0.532 Tính nội lực dầm dọc Tải trọng tác dụng lên dầm dọc gồm có: + Tĩnh tải tác dụng lên dầm dọc gồm tĩnh tải phần mặt cầu phân bố cho dầm dọc : DW = 22.6/5 = 4.52 (KN/m) + Trọng lợng thân dầm, có kể hệ liên kết dọc + Hoạt tải Nội lực dầm dọc nh sau (tính với dầm dọc biên dầm dọc chịu tải nặng nhất) + Khi xếp tải với xe tải thiết kế Truck: Mdamdoc = 748.34 kNm + Khi xếp tải với xe trục thiết kế Tandem: Mdamdoc = 816.44 kNm Tính dầm ngang Coi sơ đồ tính dầm ngang dầm đầu khớp, độ tính toán B khoảng cách tim hai dầm chủ Dầm ngang nhận áp lực S từ dầm dọc truyền xuống Trọng lợng dầm ngang nhỏ so với S nên tính toán bỏ qua Nguyễn xuân việt 62 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục Có dầm dọc nên có phản lực gối tác dụng lên dầm ngang Mdamngang = 2185.81 kNm 3.2.1.5 Tính toán dàn Sau xác định song sơ đồ, kích thớc tính toán tĩnh tải giai đoạn I II ta tiến hành vẽ sơ đồ cầu Sap2000 khai báo đặc trng cần thiết sau cho chơng trình chạy xác định đợc đờng ảnh hởng cho dàn Nhng phơng án sơ ta xác định đờng ảnh hởng số mà cho bất lợi Ta xác định đờng ảnh hởng thanh: Thanh biên chịu kéo vị trí trụ Thanh biên dới chịu kéo vị tri nhịp Thanh xiên gối chịu uốn, nén Vẽ đờng ảnh hởng Để vẽ đờng ảnh hởng nội lực cần tính toán dàn nên sử dụng phần mềm SAP2000 để tính vẽ Các bớc tiến hành: Mô hình kết cấu Khai bao vật liệu đặc trng hình học dàn Gán mặt cắt tải trọng tác dụng lên dàn Khai báo xe gán xe Cho chơng trình phân tích kết cấu Mô hình kết cấu: Đờng ảnh hởng nội lực 99: Nguyễn xuân việt 63 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục Đờng ảnh hởng nội lực 105: Đờng ảnh hởng nội lực 49: Xác định nội lực Khai báo tải trọng vào chơng trình SAP2000 ta đợc kết nội lực Sử dụng tổ hợp sau để tính : DL = 1.25DC+1.5DW LL = 1.75ì1.302ì1.25ìLL THTANDEM = DL+LL(TANDEM+LANE)+2.31ìPL THTRUCK = DL+LL(TRUCK+LANE)+2.31ìPL Bảng tổng hợp kết nội lc Thanh 99 105 49 DC+PL+HL93K Min 6150.9 -9588.1 -7294.9 Max 11638.2 -2979.0 -3684.7 DC+PL+HL93M Min 6198.1 -9102.6 -6999.0 Max 11345.6 -3056.8 -3709.2 Duyệt tiết diện dàn Bảng số liệu cần chọn Tên Nguyễn xuân việt Chiều Chiều rộng, Bề dày 64 Chiều dày Diện tích cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục cao, H(cm) b(cm) bụng, t (cm) cánh ,hc(cm) , Aa (m2) Thanh biên 60 50 3.2 0.0427 Thanh biên dới Thanh xiên Thanh cổng tiết diện hộp 60 60 50 48 2 4.0 2.8 0.0504 0.0378 60 40 1.2 1.2 0.0234 Duyệt tiết diện 99 Các đặc trng hình học mặt cắt: An (cm2) 427.2 Anr (cm2) 363.12 J(cm4) Iy-y(cm4) Ix-x(cm4) ry(cm) rx(cm) 1187.7998 284037.38 66702.4 25.785 12.496 Kiểm tra với điều kiện bề cờng độ: = P 1163820 = = 320.5 Mpa 363.12 Anr ặ =320.5 Mpa < Fu = 420 Mpa Đạt Duyệt tiết diện 105 Các đặc trng hình học An (cm2) Anr (cm2) J(cm4) Iy-y(cm4) IX-X(cm4) ry(cm) x 504 438.4 2161.12 337568 83368 25.88 12.861 (cm) Kiểm tra với điều kiện bề cờng độ: = Trong đó: 958810 P = = 218.7 Mpa 438.4 f Anr f = 1, hệ số kháng uốn (Điều 6.5.4.2) ặ =218.7 Mpa < Fu = 420 Mpa Đạt Nguyễn xuân việt 65 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục Duyệt tiết diện 49 Các đặc trng hình học An (cm2) Anr (cm2) 234.24 199.104 J(cm4) Iy-y(cm4) IX-X(cm4) ry(cm) x 127991.03 121210.7 67844.6 22.747 16.6382 (cm) Kiểm tra với điều kiện bề cờng độ: = P 729490 = = 366.3 Mpa f Anr 199.1 f = 1, hệ số kháng uốn (Điều 6.5.4.2) Trong đó: ặ =366.3 Mpa < Fu = 420 Mpa Đạt 3.2.2 Tính toán trụ cầu Trụ cầu dạng trụ hai cột đổ chỗ BTCT thờng 35Mpa, cốt thép theo ASTM A706M 3.2.2.1 Tải trọng tác dụng lên trụ Tải trọng thân trụ Khối lợng riêng bê tông: = 2.5 (T/m3) Thể tích thân trụ: Thể tích phần thân đặc: VĐặc =((11.4-3.0)3.0+ ì 3.0 )6= 193.61 (m3) Thể tích hai cột: ì 22 VCột=2( )7= 43.98 (m3) Thể tích xà mũ: VMũ = 14ì1.5ì2.5=52.5 (m3) Trọng lợng thân trụ: Wtrụ = (193.61+43.98+52.5)ì24 = 6962.16 kN Thể tích bệ : Nguyễn xuân việt V = 14.4ì8ì2.5 = 288 (m3) 66 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục WBệ =288ì24=6192 kN Trọng lợng bệ: Lực đẩy MNTN Lực đẩy tính cho phần bệ phần trụ thân đặc ngập nớc: V=1931.6+2880 =-4811.6 kN Tác dụng tĩnh tải, hoạt tải ngời Sử dụng chơng trình Sap 2000 để tính vẽ đờng ảnh hởng phản lực gối trụ P4 Tiến hành đặt tải lên đờng ảnh hởng phản lực gối để xác định phản lực gối tĩnh tải gây ra: Đờng ảnh hởng phản lực gối: Sau đặt tổ hợp tải trọng lên đờng ảnh hởng ta đợc kết phản lực gối là: Tổ hợp DC+PL+HL93K: Tổ hợp DC+PL+HL93M: Tổ hợp DC+PL+4HL93K: Nguyễn xuân việt 67 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục Gối DC+PL+HL93M DC+PL+HL93K DC+PL+4HL93k P4 33017.7 32714 33497.4 Tổng tải trọng lợng tác dụng lên mặt cắt đáy bệ P = 33497.4 + 6192 + 6962.16 - 4181.6 = 42469.96 kN 3.2.2.2 Tính toán sơ số cọc Các thông số kỹ thuật cọc: Đờng kính cọc D = 1m Diện tích tiết diện cọc As = 3.14*12/4 = 0.785 m2 Chiều dài cọc L = 24m Chiều dài cọc chôn đất: L1 = 24m Chi vi cọc P = 3.14*1= 3.14m Sức chịu tải cọc đợc tính theo công thức sau: (10.7.3.2-2 22TCN-272-01 ) QR=pqQP+qsQS với: Qp = qp Ap (10.7.3.2-3) Qs = qs As (10.7.3.2-4) đó: Qp = sức kháng mũi cọc (N) Qs = sức kháng thân cọc (N) qp = sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) qs = sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) As = diện tích bề mặt thân cọc (mm2) Ap = diện tích mũi cọc (mm2) Nguyễn xuân việt 68 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ qp = PAsb cầu dàn thép liên tục hệ số sức kháng sức kháng mũi cọc quy định cho Bảng 10.5.5-3 dùng cho phơng pháp tách rời sức kháng cọc sức kháng mũi cọc sức kháng thân cọc Đối với đất sét qp = 0.55 qs = hệ số sức kháng sức kháng thân cọc cho Bảng 10.5.5-3 dùng cho phơng pháp tách rời sức kháng cọc sức kháng mũi cọc sức kháng thân cọc Đối với đất sét qs = 0.65, Đối với đất cát qs = 0.55 Khí tính sức kháng thành bên bỏ qua 1.5m chiều dài cọc tính từ mặt đất trở xuống 1D tính từ chân cọc trở lên Bảng 4.2.2.2 Sức chịu tải cọc theo ma sát thành bên Chiều Số dày lớp thực đất (m) Chiều dày tính toán Loại đất N Su qs (rời) Qs (Mpa) (kN) (m) Lớp 0.5 4.5 Rời 12 0.03 190.76 Lớp2 7.5 Rời 23.5 0.05875 622.6 Lớp 11.5 Rời 35 0.0875 1112.74 Lớp 18.5 Rời 50 Tổng 24 0.6 0.35 3214.58 5140.67 Sức chịu tải đơn vị mũi cọc đợc xác định nh sau: qp = NcSu (10.8.3.3.2-1) Nc = 6[1+ 0,2 (Z/D)] (10.8.3.3.2-2) đây: đó: D = đờng kính cọc khoan (mm) Z = độ xuyên cọc khoan (mm) Su = cờng độ kháng cắt không thoát nớc (MPa), Su = 0.6 Nc = 6[1+0.2(7.5/1)] = 15 > 9, lấy Nc = qp = 9*0.6 = 5.4>4, lấy qp = Nguyễn xuân việt 69 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục Sức chịu tải mũi cọc QRmũicọc = =pq qp Ap = 0.55x4x0.785x1000 = 1727kN Tổng sức chịu tải cọc đơn QR = 5140.67 + 1727kN = 6867.67 kN Số cọc cần bố trí N = 1.5x Vu 42469.96 = 1.5x = 9.27 cọc QR 6867.67 Bố trí 12 cọc nh sau: 10 9000 10 1600 Hình 4.2.2.2 Bố trí cọc móng trụ Nguyễn xuân việt 70 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục 3.2.3 Tính toán mố cầu Cầu bao gồm mố: Mố A1 A2 Mố cầu: sử dụng mố U bê tông cốt thép Mố cầu chịu tải trọng truyền xuống từ kết cấu nhịp dầm I cao 1,5 m Mố chữ U bê tông cốt thép đổ chỗ có đặt móng cọc khoan nhồi Vật liệu: Bê tông cờng độ 35Mpa Cốt thép thờng cờng độ chịu kéo 420 Mpa Cọc khoan nhồi bê tông cốt thép đổ chỗ D = 1m, L = 24m 3.2.3.1 Tải trọng tính toán mố cầu Tĩnh tải thân mố Tĩnh tải mố bao gồm toàn tải trọng thân kết cấu mố nh bệ móng(DC) Trọng lợng thân mố tính với mặt cắt đáy bệ mố (II-II) L F X e M (m ) (m) (kN) (m) (m) (kNm) A B* C B 3.00 4.20 2.44 6.72 13.400 13.400 13.400 13.400 986 1380 801 2208 0.818 2.650 4.336 2.650 1.682 -0.150 -1.836 -0.150 1659 -207 -1470 -331 D E F G H J Tổng 1.40 3.67 4.29 7.13 - 13.400 13.400 1.000 1.000 1.000 1.000 - 460 90 105 175 6206 3.700 3.450 4.360 3.700 4.350 6.370 - -1.200 -0.950 -1.860 -1.200 -1.850 -3.870 -0.294 -437 -167 -195 -677 -1826 Thành phần A Nguyễn xuân việt 71 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục Phản lực gối hoạt tải tác dụng Sử dụng chơng trình Sap 2000 để tính toán vẽ đờng ảnh hởng phản lực gối Từ đờng ảnh hởng ta xếp tải trọng thân kết cấu nhịp gồm tĩnh tải I tĩnh tải II ta thu đợc kết tính toán phản lực gối Hoạt tải thiết kế Hệ số m = 0.65 Lực xung kích IM = 25% PHL93 = (1+IM)ìmìnìPìy (KN) Trong : m - hệ số xe n - số xe PHL93k = 1.25ì2(145(1+0.87)+35x0.73)= 691.2 KN PHL93m = 1.25ì2(110(1+0.96))= 539 KN Mômen phản lực gối mặt cắt đỉnh móng Mu= Diện tích đờng ảnh hởng phản lực gối phần trụ S = 16.2, chiều dài phần diện tích L= 32.4 m PLàn =ìp=2ì16.2ì9.3= 301.32 KN ặPHL-93k = 691.2 + 301.32 = 992.52 KN ặPHL-93m= 539 + 301.32 = 840.32 KN Tải trọng ngời Xếp tải trọng ngời kN/m2 lên phần đờng ảnh hởng dơng để có phản lực gối nguy hiểm PPL = 2ìqPLìA+ Trong đó: qPL - tải trọng rải ngời , qPL = 2ì3 = 6KN/m A+ - diện tích phần đờng ảnh hởng phản lực gối dơng A+ = 16.2 Nguyễn xuân việt 72 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục - xếp ngời lên hai PPL = 2ì6ì16.2 = 194.4 KN Tải trọng P(T) DL+HL-93(Tandem+lane)+PL 18174.3 DL+HL-93(Truck+lane)+PL 18730.4 Tổng trọng lợng tác dụng lên đáy mố P = 6206 + 18730.4 = 24936.4 kN 3.2.3.2 Tính toán sơ số cọc Các thông số kỹ thuật cọc: Đờng kính cọc D = 1m Diện tích tiết diện cọc As = 3.14*12/4 = 0.785 m2 Chiều dài cọc L = 24m Chiều dài cọc chôn đất: L1 = 24m Chi vi cọc P = 3.14*1= 3.14m Sức chịu tải cọc đợc tính theo công thức sau: (10.7.3.2-2 22TCN-272-01 ) QR=pqQP+qsQS với: Qp = qp Ap (10.7.3.2-3) Qs = qs As (10.7.3.2-4) đó: Qp = sức kháng mũi cọc (N) Qs = sức kháng thân cọc (N) qp = sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) qs = sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) As = diện tích bề mặt thân cọc (mm2) Ap = diện tích mũi cọc (mm2) Nguyễn xuân việt 73 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ qp = PAsb cầu dàn thép liên tục hệ số sức kháng sức kháng mũi cọc quy định cho Bảng 10.5.5-3 dùng cho phơng pháp tách rời sức kháng cọc sức kháng mũi cọc sức kháng thân cọc Đối với đất sét qp = 0.55 qs = hệ số sức kháng sức kháng thân cọc cho Bảng 10.5.5-3 dùng cho phơng pháp tách rời sức kháng cọc sức kháng mũi cọc sức kháng thân cọc Đối với đất sét qs = 0.65, Đối với đất cát qs = 0.55 Khí tính sức kháng thành bên bỏ qua 1.5m chiều dài cọc tính từ mặt đất trở xuống 1D tính từ chân cọc trở lên Bảng 4.2.2.2 Sức chịu tải cọc theo ma sát thành bên Chiều Số dày lớp thực đất (m) Lớp Lớp2 Lớp Lớp Tổng Chiều dày tính toán Loại đất N Su qs (dính) qs (rời) Qs (Mpa) (Mpa) (kN) (m) 0.5 0.5 Rời 12 0.03 190.76 6 Rời 23.5 0.05875 622.6 11.5 11.5 Rời 35 0.0875 1112.74 6 Rời 50 0.6 0.35 0.21 24 3214.58 5140.67 Sức chịu tải đơn vị mũi cọc đợc xác định nh sau: qp = NcSu (10.8.3.3.2-1) Nc = 6[1+ 0,2 (Z/D)] (10.8.3.3.2-2) đây: đó: D = đờng kính cọc khoan (mm) Z = độ xuyên cọc khoan (mm) Su = cờng độ kháng cắt không thoát nớc (MPa), Su = 0.6 Nguyễn xuân việt 74 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục Nc = 6[1+0.2(7.5/1)] = 15 > 9, lấy Nc = qp = 9*0.6 = 5.4>4, lấy qp = Sức chịu tải mũi cọc QRmũicọc = =pq qp Ap = 0.55x4x0.785x1000 = 1727kN Tổng sức chịu tải cọc đơn QR = 5140.67 + 1727kN = 6867.67 kN Số cọc cần bố trí N = 1.5x Vu 24936.4 = 1.5x = 5.45 cọc QR 6867.67 Chọn cọc đờng kính 1000 Bố trí cọc nh sau: 125 125 5000 16000 Hình 4.2.3.2 Bố trí cọc móng mố Nguyễn xuân việt 75 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ 3.3 PAsb cầu dàn thép liên tục Đề xuất phơng án thi công 3.3.1 Thi công mố Bớc 1: Chuẩn bị mặt - San ủi mặt (dùng máy ủi) - Định vị tim cọc - Tập hợp máy móc thiết bị vật liệu chuẩn bị thi công mố Bớc 2: Thi công cọc khoan nhồi - Định vị xác tim cọc, khoan tạo lỗ máy khoan Bauer - Vệ sinh lỗ khoan sau khoan xong - Lắp dựng lồng cốt thép lỗ khoan - Đổ bê tông cọc khoan nhồi Bớc 3: Đào đất, đập đầu cọc - Dùng máy xúc kết hợp nhân lực đào hố móng đến cao độ thiết kế - Đập đầu cọc vệ sinh hố móng - Rải bê tông lát 20cm Bớc 4: Thi công bệ mố - Bố trí cốt thép dựng ván khuôn bệ mố - Đổ bê tông bệ mố Bớc 5: Thi công thân mố - Bố trí cốt thép dựng ván khuôn thân mố - Đổ bê tông thân mố đến cao độ đá kê gối - Bố trí cốt thép dựng ván khuôn đổ bê tông phần lại - Đắp đất nón mố hoàn thiện 3.3.2 Thi công trụ cầu Bớc 1: Chuẩn bị mặt - Đo đạc xác định tim trụ, tim cọc ván thép, khung định vị Nguyễn xuân việt 76 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ - PAsb cầu dàn thép liên tục Hạ khung định vị đóng cọc ván thép Bớc 2: Thi công cọc khoan nhồi - Định vị xác tim cọc, khoan tạo lỗ máy khoan Bauer - Vệ sinh lỗ khoan sau khoan xong - Lắp dựng lồng cốt thép lỗ khoan - Đổ bê tông cọc khoan nhồi Bớc 3: Thi công bệ trụ - Dùng máy xúc kết hợp nhân lực đào hố móng đến cao độ thiết kế - Đập đầu cọc vệ sinh hố móng - Rải bê tông lát 20cm - Bố trí cốt thép dựng ván khuôn bệ - Đổ bê tông bệ trụ Bớc 4: Thi công thân trụ - Bố trí cốt thép dựng ván khuôn thân trụ - Đổ bê tông thân trụ 3.3.3 Thi công kết cấu nhịp dàn chủ Kết cấu nhịp dàn có dàn chế tạo nhà máy dới dạng cấu kiện, nút bu lông liên kết Đợc chở đén cống trờng, công trờng tổ chức lắp ráp thành kết cấu nhịp dàn Tổ chức bãi xếp cấu kiện bãi phải đợc kê cao, xếp cấu kiện phải lần lợt thứ tự Cấu kiện lắp trớc xếp sau, cấu kiện lắp sau xếp trớc Đối với công trình nớc sâu, sông có yêu cầu thông thuyền ta tiến hành thi công theo phơng pháp lao kéo dọc Bớc : - Tạo mặt công trờng - Lắp dựng thiết bị phục vụ cho lắp dàn - Tiến hành làm đờng trợt cho dàn - Lắp đà giáo mở rộng trụ Nguyễn xuân việt 77 cầu đờng sắt k43 Thiết kế sơ - PAsb cầu dàn thép liên tục Lắp kết cấu nhịp bờ Bớc 2: - Sử dụng tời kéo, múp di động kéo dọc dàn - Lắp mũi dẫn dài 30m - Lao dầm thép - Tiến hành lắp nhịp đờng đầu cầu Bớc 3: - Sau đầu dàn nhịp biên kê lên gối ta tiến hành neo tạm vào trụ tiến hành nối với nhịp lại - Sau lắp xong lại tiến hành lao kéo dọc có mũi dẫn Bớc 4: - Hoàn thiện phần lại Bớc 5: - Lắp giá chân - Lao dầm 30 m trụ - Hạ dầm xuống trụ Nguyễn xuân việt 78 cầu đờng sắt k43 ... C B 3. 00 4.20 2.44 6.72 13. 400 13. 400 13. 400 13. 400 986 138 0 801 2208 0.818 2.650 4 .33 6 2.650 1.682 -0.150 -1. 836 -0.150 1659 -207 -1470 -33 1 D E F G H J Tổng 1.40 3. 67 4.29 7. 13 - 13. 400 13. 400... DC+PL+HL93K: Tổ hợp DC+PL+HL93M: Tổ hợp DC+PL+4HL93K: Nguyễn xuân việt 67 cầu đờng sắt k 43 Thiết kế sơ PAsb cầu dàn thép liên tục Gối DC+PL+HL93M DC+PL+HL93K DC+PL+4HL93k P4 33 017.7 32 714 33 497.4... phần trụ S = 16.2, chiều dài phần diện tích L= 32 .4 m PLàn =ìp=2ì16.2ì9 .3= 30 1 .32 KN ặPHL-93k = 691.2 + 30 1 .32 = 992.52 KN ặPHL-93m= 539 + 30 1 .32 = 840 .32 KN Tải trọng ngời Xếp tải trọng ngời kN/m2