›
›

Luận văn Giả định là thiết kế cầu qua sông V29

doc 229 trang phuongnguyen 2330
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Giả định là thiết kế cầu qua sông V29", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docluan_van_gia_dinh_la_thiet_ke_cau_qua_song_v29.doc

Nội dung text: Luận văn Giả định là thiết kế cầu qua sông V29

  1. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Luận văn tốt nghiệp: Giả định là thiết kế cầu qua sông V29 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 1
  2. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường MỤC LỤC MỤC LỤC 1 CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU NỘI DUNG ĐỒ ÁN 5 LỜI CÁM ƠN 6 CHƯƠNG II : CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA CÔNG TRÌNH 7 II.1 Điều kiện địa hình 7 II.2 Điều kiện địa chất 7 II.3 Điều kiện khí hậu thủy văn 7 II.4 Điều kiện cung ứng vật liệu 7 II.5 Năng lực và máy móc thi công 8 II.6 Điều kiện kinh tế xã hội 8 II.7 Hiện trạng giao thông 8 PHẦN I : 9 THIẾT KẾ SƠ BỘ (30%) 9 CHƯƠNG I : ĐÁNH GIÁ CÁC ĐIỀU KIỆN ĐỊA PHƯƠNG ĐỀ RA CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU 10 I.1 Đánh gia điều kiện địa hình 10 I.2 Đánh giá điều kiện địa chất 10 I.3 Điều kiện khí hậu, thủy văn, thông thuyền 10 I.4 Điều kiện cung ứng vật liệu, nhân lực, thiết bị 10 I.5 Các giải pháp kết cấu 11 CHƯƠNG II : ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ 12 II.1 Phương án 1 : Cầu liên tục BTCT 12 II.2 Phương án 2 : Cầu dây văng 13 II.3 Phương án 3 : Cầu giản đơn Super T 14 CHƯƠNG III : THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU LIÊN TỤC BTCT DƯL THI CÔNG THEO CÔNG NGHỆ ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG 16 I Tính toán các hạng mục công trình 16 II Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu 20 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 2
  3. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường III Tính toán số lượng cọc trong bệ mố 21 IV Tính toán số lượng cọc cho trụ 23 V Tính toán áp lực tác dụng lên mố, trụ 26 VI Tính toán số cọc cho mố 33 VII Tính toán số cọc cho trụ 33 VIII Tính toán và kiểm tra kết cấu nhịp 34 IX Tổng hợp khố lượng 40 X Tính khái toán phương án 1 41 CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DÂY VĂNG DẦM LIÊN TỤC BTCT THI CÔNG THEO CÔNG NGHỆ LẮP HẪNG CÂN BẰNG 43 I Tính toán khối lượng các hạng mục công trình trên cầu 43 II Tính toán khối lượng các bộ phận công trình 46 III Chi tiết cấu tạo và tính toán khối lượng dây văng 47 IV Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố 48 V Tính toán và xác định số lượng cọc cho tháp 50 VI Tính toán áp lực tác dụng lên mố, trụ 52 VII Tính toán số cọc cho mố 61 VIII Tính toán số cọc cho tháp 61 IX Tính toán và kiểm tra kết cấu nhịp 62 X Tổng hợp khối lượng phương án 2 68 XI Tính khái toán phương án 2 69 CHƯƠNG V : THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU SUPER T 71 I Tính toán các hạng mục công trình 71 II Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố 77 III Tính toán và xác định số lượng cọc cho trụ 82 IV Tính toán và kiểm tra kết cấu nhịp 86 V Tính toán và bố trí cốt thép 89 VI Tổng hợp khối lượng phương án 3 92 VII Tính khái toán phương án 3 93 CHƯƠNG VI : SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN 95 I Cơ sở để chọn phương án đưa vào thiết kế kỹ thuật 95 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 3
  4. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường II So sánh các phương án theo giá thành dự toán 95 III So sánh các phương án theo điều kiện thi công, chế tạo 95 IV So sánh các phương án theo điều kiện khai thác sử dụng 97 V kết luận và kiến nghi 97 PHẦN II 99 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU LIÊN TỤC BTCT ĐÚC HẪNG (50%) 99 CHƯƠNG I : THIẾT KẾ KẾT CẤU NHỊP 100 I Tính toán dầm theo phương ngang cầu 100 I.1 Cấu tạo dầm 100 I.2 Nguyên lý tính toán 100 I.3 Xác định nội lực trong dầm theo phương ngang cầu 101 I.4 Xác định cốt thép tại các tiết diện tính toán 120 II Tính toán dầm theo phương dọc cầu 132 II.1 Đặc điểm cấu tạo 132 II.2 Các nguyên tắc tính toán và tổ hợp nội lực 132 II.3 Kết cấu nhịp trong giai đoạn thi công 136 II.4 Kết cấu nhịp trong giai đoạn khai thác, sử dụng 145 II.5 Mất mát ứng suất 147 II.6 kiểm tra các tiết diện trong giai đoạn thi công theo TTGH CĐ1 149 II.7 Kiểm toán các tiết diện trong giai đoạn khai thác, sử dụng theo TTGHCĐ 152 II.8 Kiểm toán các tiết diện trong giai đoạn khai thác, sử dụng theo TTGHSD 160 PHẦN III 162 THIẾT KẾ THI CÔNG (20%) 162 CHƯƠNG I : THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ T1 163 I Đặc điểm cấu tạo của trụ T1 163 II Sơ lược về đặc điểm nơi xây dựng cầu 163 III Đề xuất phương án thi công trụ T1 164 IV Trình tự thi công trụ T1 165 V Các công tác chính trong quá trình thi công trụ 165 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 4
  5. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường VI Thi công bê cọc, thân trụ 181 CHƯƠNG II : THIẾT KẾ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP 190 I Sơ lược về đặc điểm nơi xây dựng cầu 190 II Đề xuất các phương án và chọn phương án thi công 191 III Xác định trình tự thi công kết cấu nhịp 193 IV Một số yêu cầu về vật liệu 215 V Nguyên lý cấu tạo và chọn loại xe đúc 222 VI An toàn lao động 222 TÀI LIỆU THAM KHẢO 224 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 5
  6. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Chương I: GIỚI THIỆU NỘI DUNG ĐỒ ÁN Đề tài : THIẾT KẾ CẦU QUA SÔNG V29. Các số liệu ban đầu I.1.Địa hình: Sông V29 nằm ở vùng đồng bằng duyên hải thuộc tỉnh Quảng Nam. I.2.Địa chất: Địa chất ở khu vực xây dựng cầu được chia thành 3 lớp khá rõ rệt: - Lớp cát hạt mịn có chiều dày trung bình 6,0m. - Lớp á cát có chiều dày trung bình 3,0m. - Lớp cát hạt thô có chiều dày vô cùng. I.3.Thuỷ văn: - Mực nước cao nhất : 14,0 m. - Mực nước thông thuyền: 11,5 m. - Mực nước thấp nhất: 5,0 m. I.4.Khí hậu - Thời tiết: - Khu vực xây dựng cầu có khí hậu nhiệt đới gió mùa. Thời tiết không phân chia rõ rệt theo mùa, tuy nhiên lượng mưa thường tập trung từ tháng 10 năm này đến tháng 1 năm sau. - Chịu ảnh hưởng trực tiếp gió mùa Đông Bắc vào những tháng mưa. - Độ ẩm không khí khá cao (vì nằm ở vùng gần cửa biển ). I.5.Các tiêu chuẩn kỹ thuật của công trình: - Qui mô xây dựng : Vĩnh cửu. - Tần suất lũ thiết kế : P =1%. - Tải trọng thiết kế : Hoạt tải HL-93 và đoàn người 3KN/m2. - Khẩu độ cầu : Lo = 190 m. - Khổ cầu : K = 7 + 2x1,5 m. - Cấp sông : Cấp V. - Nhịp thông thuyền: 25 m I.6.Phạm vi nghiên cứu của đồ án: - Thiết kế sơ bộ ( lập dự án khả thi ) : 30 %. - Thiết kế kỹ thuật : 50 %. - Thiết kế thi công : 20 %. Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 6
  7. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường LỜI CẢM ƠN Trong giai đoạn phát triển hiện nay, nhu cầu về xây dựng hạ tầng cơ sở đã trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho sự tăng trưởng nhanh chóng và vững chắc của đất nước, trong đó nổi bật lên là nhu cầu xây dựng, phát triển mạng lưới giao thông vận tải. Với nhận thức về tầm quan trọng của vấn đề trên, là một sinh viên ngành Xây dựng Cầu đường thuộc trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, trong những năm qua, với sự dạy dỗ tận tâm của các thầy cô giáo trong khoa, em luôn cố gắng học hỏi và trau dồi chuyên môn để phục vụ tốt cho công việc sau này, mong rằng sẽ góp một phần công sức nhỏ bé của mình vào công cuộc xây dựng đất nước. Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp với đề tài giả định là thiết kế cầu qua sông V29 đã phần nào giúp em làm quen với nhiệm vụ thiết kế một công trình giao thông để sau này khi tốt nghiệp ra trường sẽ bớt đi những bỡ ngỡ trong công việc. Do thời gian có hạn, tài liệu thiếu thốn, trình độ còn hạn chế và lần đầu tiên vận dụng kiến thức cơ bản để thực hiện tổng hợp một đồ án lớn nên chắc chắn em không tránh khỏi những thiếu sót. Vậy kính mong quý thầy cô thông cảm và chỉ dẫn thêm cho em. Cuối cùng cho phép em được gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến thầy giáo Th.S Nguyễn Hoàng Vĩnh và các thầy giáo trong bộ môn Cầu Hầm khoa Xây Dựng Cầu Đường đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này. Đà nẵng ngày 05 tháng 06 năm 2007 Trần Thành Nhân Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 7
  8. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Chương II : CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA CÔNG TRÌNH II.1.Điều kiện địa hình: Mặt cắt dọc sông khá đối xứng, do đó rất thuận tiện cho việc bố trí kết cấu nhịp đối xứng. Sông cấp V (chiều rộng khổ gầm cầu 25m ) và khẩu độ cầu Lo=190 m. II.2.Điều kiện địa chất: Địa chất lòng sông chia làm lớp rõ rệch : - Lớp cát hạt mịn có chiều dày trung bình 6,0m. - Lớp á cát có chiều dày trung bình 3,0m. - Lớp cát hạt thô có chiều dày vô cùng. II.3.Điều kiện khí hậu - thuỷ văn: II.3.1. Điều kiện khí hậu: Khu vực xây dựng tuyến thuộc vùng khí hậu hay thay đổi, nhiệt độ trung bình quanh năm khoảng 27 oC. Vào mùa hè nhiệt độ cao nhất có thể lên tới 38 oC. Giai đọan từ tháng 2 tới tháng 9 nắng kéo dài, ít có mưa, nên thuận lợi cho việc thi công cầu. Vào mùa đông thường có gió mùa đông bắc làm nhiệt độ giảm và thường có mưa kéo dài, nhiệt độ trung bình 15-20oC. Độ ẩm : 90%. Ngoài các yếu tố nói trên các đều kiện tự nhiên còn lại không ảnh hưởng nhiều đến việc xây dựng cầu. II.3.2. Điều kiện thuỷ văn: Khu vực này thuộc hạ lưu sông nên mực nước thay đổi ít vào các mùa. Các số liệu thuỷ văn : - Mực nước cao nhất : 14,0 m. - Mực nước thông thuyền : 11,5m - Mực nước thấp nhất : 5,0m Sông có tàu thuyền qua lại phục vụ cho việc đánh bắt hải sản và vận chuyển hàng hoá nhỏ trong vùng. Cấp thông thuyền của sông V29 là cấp V. II.4.Điều kiện cung ứng vật liệu: II.4.1.Nguồn vật liệu cát, sỏi sạn: Có thể dùng vật liệu địa phương. Vật liệu cát, sỏi sạn ở đây có chất lượng tốt đảm bảo tiêu chuẩn để làm vật liệu xây dựng cầu. II.4.2.Vật liệu thép: Sử dung các loại thép của các nhà máy luyện thép trong nước như thép Thái Nguyên, Biên Hoà hoặc các loại thép liên doanh như Việt_Nhật, Việt _Úc Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 8
  9. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường II.4.3. Xi măng : Hiện nay các nhà máy xi măng đều được xây dựng ở các tỉnh, thành luôn đáp ứng nhu cầu phục vụ xây dựng. Vì vây, vấn đề cung cấp xi măng cho các công trình xây dựng rất thuận lợi, giá rẻ luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu cầu công trình đặt ra. II.5.Năng lực và máy móc thi công: Công ty trúng gói thầu thi công công trình này có đầy đủ phương tiện và thiết bị phục vụ thi công, đội ngũ công nhân và kỹ sư chuyên môn cao và dày dạn kinh nghiệm trong vấn đề thiết kế và xây dựng, hoàn toàn có thể đưa công trình vào khai thác đúng tiến độ. Đặc biệt đội ngũ kỹ sư và công nhân đã dần tiếp cận được những công nghệ mới về xây dựng cầu. Mặt khác khi có công việc đòi hỏi nhiều nhân công thì có thể thuê dân cư trong vùng, nên khi thi công công trình không bị hạn chế về nhân lực. Còn đối với máy móc thiết bị cũng có thể thuê nếu cần. II.6.Điều kiện kinh tế xã hội của khu vực cầu: Qua kết quả báo cáo và khảo sát thống kê cho thấy khu vực đầu tư xây dựng có mật độ phân bố dân trung bình, nghề nghiệp chủ yếu là nông nghiệp và tiểu thủ công nghiệp, bên cạnh đó là buôn bán nhỏ và tập trung như hàng quán, chợ búa trong vùng. Nhân dân ở đây cũng là nguồn nhân lực cần thiết trong quá trình xây dựng công trình cầu. II.7.Hiện trạng giao thông và sự cần thiết đầu tư: Để cân bằng kinh tế cho hai bên bờ sông thì nhất thiết phải xây dựng công trình này bởi vì hiện tại việc giao thông của hai vùng chủ yếu là tàu và thuyền, do đó khi công trình này được đưa vào sử dụng thì nó sẽ thuận lợi cho việc giao thương giữa các vùng ở hai bên bờ sông ,điều này sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông, trao đổi buôn bán, giao lưu văn hóa giữa các vùng của địa phương. Từ đó sẽ phát triển được ngành dịch vụ du lịch của địa phương nói riêng, nâng cao đời sống kinh tế _ văn hóa của người dân địa phương nói chung. Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 9
  10. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường PHẦN I THIẾT KẾ SƠ BỘ  * PHƯƠNG ÁN I : CẦU LIÊN TỤC BTCT. * PHƯƠNG ÁN II : CẦU DÂY VĂNG. * PHƯƠNG ÁN III : CẦU SUPER TEE. 30% Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 10
  11. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Chương I: ĐÁNH GIÁ CÁC ĐIỀU KIỆN ĐỊA PHƯƠNG VÀ ĐỀ RA CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU. I.1.Đánh giá điều kiện địa hình: Mặt cắt dọc sông khá đối xứng, do đó rất thuận tiện cho việc bố trí kết cấu nhịp đối xứng. Sông cấp V, chiều rộng khổ gầm cầu 25 m và khẩu độ cầu L 0=190 m nên chọn những giải pháp kết cấu phù hờp với điều kiện thi công. I.2.Đánh giá điều kiện địa chất: Địa chất lòng sông chia làm 3 lớp rõ rệch: - Lớp cát hạt mịn có chiều dày trung bình 6,0m. - Lớp á cát có chiều dày trung bình 3,0m. - Lớp cát hạt thô có chiều dày vô cùng. Nhận xét: Nói chung với địa chất lòng sông lòng sông như vậy ta thấy rất thuận lợi cho việc thi công ma sát, tuy giá thành củng như việc thi công cọc khoan nhồi đắt tiền và phức tạp hơn nhiều so với cọc đóng, nhưng khi dùng cọc khoan nhồi thì sẽ giảm bớt số lượng cọc và khả năng chịu tải lớn hơn so với cọc đóng, do đó trong hai phương án cầu liên tục và cầu dây văng ta sử dụng cọc khoan nhồi, phương án cầu Super T dùng cọc đóng I.3.Điều kiện khí hậu, thuỷ văn, thông thuyền: Tình hình xói lở: do dòng sông không uốn khúc và chảy khá êm nên tình hình xói lở hầu như không xảy ra. Ở những chổ có nước, mặt trên của bệ đặt thấp hơn mực nước từ 0,3÷ 0,5m, còn ở những nơi không có nước mặt thì gờ móng đặt ở cao độ mặt đất sau khi xói lở. Do độ ẩm không khí khá cao thêm vào đó là điều kiện khí hậu khắc nghiệt nên loại vật liệu chủ đạo là bê tông cốt thép. Kết cấu thép vẫn có thể sử dụng nếu có điều kiện bảo quản tốt, sửa chữa gia cố kịp thời. I.4.Điều kiện cung ứng vật liệu, nhân lực thiết bị: Nguồn vật liệu cát, sỏi có thể dùng vật liệu địa phương. Vật liệu cát, sỏi sạn ở đây có chất lượng tốt, đá được lấy từ mỏ đảm bảo tiêu chuẩn để làm vật liệu xây dựng cầu. I.4.1. Vật liệu thép: Sử dụng các loại thép của các nhà máy luyện thép trong nước như thép Thái Nguyên, Biên Hoà hoặc các loại thép liên doanh của Việt Nam và các nước như Công ty LDSX thép Việt -Úc ( VINASTEEL). Neo các loại do nhà máy cơ khí xây Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 11
  12. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường dựng Liễu Châu (OVM) Trung Quốc sản xuất, ngoài ra có thể dùng loại neo của hãng VSL - Thụy Sỹ.Nguồn thép được lấy từ các đại lý lớn ở gần công trình. I.4.2. Xi măng: Hiện nay các nhà máy xi măng đều được xây dựng ở các tỉnh, thành luôn đáp ứng nhu cầu phục vụ xây dựng. Dùng ximăng PCB 50 của nhà máy xi măng Hải Vân. Phụ gia Sikament 520 do công ty Sika Việt Nam sản xuất . Nói chung vấn đề cung cấp xi măng rất thuận lợi, giá rẻ luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu cầu công trình đặt ra. I.4.3. Thiết bị và công nghệ thi công: Để hoà nhập với sự phát triển của xã hội cũng như đáp ứng nhu cầu nhiều về số lượng tốt về chất lượng, công ty xây dựng công trình giao thông đã mạnh dạn cơ giới hoá thi công, trang bị cho mình những loại máy móc thiết bị với công nghệ thi công hiện đại, đủ sức thi công các công trình lớn đòi hỏi trình độ công nghệ cao thời gian hoàn thành là sớm nhất và chất lượng tốt nhất I.5.Các giải pháp kết cấu: I.5.1.Nguyên tắc chung: - Đảm bảo mọi chỉ tiêu kỹ thuật đã được duyệt. - Kết cấu phải phù hợp với khả năng và thiết bị của các đơn vị thi công. - Ưu tiên sử dụng các công nghệ mới tiên tiến nhằm tăng chất lượng công trình, tăng tính thẩm mỹ. - Quá trình khai thác an toàn và thuận tiện và kinh tế. I.5.2.Giải pháp kết cấu công trình: *Kết cấu thượng bộ: Đưa ra giải pháp nhịp lớn kết cấu liên tục, cầu dây văng nhằm tạo mỹ quan cho công trình và giảm số lượng trụ, bên cạnh đó cũng đưa ra giải pháp giản đơn kết cấu ƯST để so sánh chọn phương án. *Kết cấu hạ bộ: - Dùng móng cọc khoan nhồi, hoặc cọc đóng - Kết cấu mố chọn loại mố chữ U cải tiến. - Dùng trụ cầu liên tục cho kết cấu cầu liên tục. - Dung trụ cầu toàn khối cho kết cấu cầu dơn giản. Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 12
  13. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Chương II: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ Trên cơ sở phân tích và đánh giá ở phần trên, ta đề xuất các phương án vượt sông như sau: II.1.Phương án I: - Loại cầu : cầu liên tục BTCT. - Mô tả kết cấu phần trên: + Sơ đồ nhịp : Sơ đồ cầu liên tục 3 nhịp: 60+80+60 (m). + Tiết diện hình hộp BTCT Mác500, chiều cao thay đổi từ 2,2m đến 4,4m. + Lan can tay vịn, gờ chắn bánh BTCT Mác250. + Các lớp mặt cầu gồm : Lớp BT nhựa Lớp phòng nước Lớp tạo độ dốc - Mô tả kết cấu phần dưới : + Dạng mố: Mố BTCT chữ U cải tiến Mác 300. + Trụ: Dạng trụ đặc BTCT Mác 250 không có xà mũ. + Móng: Móng cọc khoang nhồi D=1m, BTCT Mác 300. - Đường dẫn hai đầu cầu: + Lớp BTN mịn 5cm. + Lớp BTN thô 7cm. + Lớp CPĐD dày 30cm. + Lớp CP đất đồi K98. + Nền đường được đắp từ đất đồi, lu lèn đến độ chặt K95. - Kiểm tra khẩu độ cầu : tk Khẩu độ cầu : Lo LC  bi Ln(tr ) Ln(ph ) 2.1(m) Trong đó : Lc : Tổng chiều dài nhịp và khe co giãn (m). bi : Tổng số chiều dày của các trụ tại MNCN (m). Ln(tr) và Ln(ph) : Chiều dài mô đất hình nón chiếu trên MNCN (m). 1m : Độ vùi sâu của công trình vào mô đất hình nón ở đường vào đầu cầu. tk Lo = 200 – 2.2,0 – 2.1 = 194m. tk yc Lo Lo 194 190 tk yc .100 2,06% 5% thoả mãn yêu cầu. max(Lo , Lo ) 194 - Phương pháp thi công chỉ đạo : + Dầm liên tục được thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng đối xứng qua tim trụ. Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 13
  14. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường + Thi công cọc: Tạo mặt bằng thi công, dựng hệ thống khoang, dựng ống vách, khoan tạo lỗ, lắp các lồng thép, phun bêtông. + Thi công mố: Đào đất hoặc đắp đê quay chắn đất (đắp lấn), hút nước (nếu có), đập bêtông đầu cọc, đổ bêtông đệm M75 dày 10cm, dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bêtông. + Thi công trụ: Xử lý bề mặt bệ trụ; dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bêtông thân trụ. II.2.Phương án II: - Loại cầu: Cầu dây văng. - Mô tả kết cấu phần trên : + Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu 3 nhịp: 46+98+46 (m). + Chiều cao dầm sơ bộ chọn 2m, chiều cao tháp 34m. + Lan can tay vịn, gờ chắn bánh BTCT Mác250. + Các lớp mặt cầu gồm: Lớp BT nhựa Lớp phòng nước Lớp tạo độ dốc - Mô tả kết cấu phần dưới: + Dạng mố: Mố chữ U cải tiến BTCT Mác300. + Tháp: Dạng chữ H BTCT Mác300. + Móng: Móng cọc BTCT Mác300. Cọc khoang nhồi D=100 (cm). - Đường dẫn hai đầu cầu : + Lớp BTN mịn 5cm. + Lớp BTN thô 7cm. + Lớp CPĐD dày 30cm. + Lớp CP đất đồi K98. + Nền đường được đắp từ đất đồi, lu lèn đến độ chặt K95. - Kiểm tra khẩu độ cầu : tk Khẩu độ cầu : Lo LC  bi Ln(tr ) Ln(ph ) 2.1(m) Trong đó : Lc : Tổng chiều dài nhịp và khe co giãn (m). bi : Tổng số chiều dày của các trụ tại MNCN (m). Ln(tr) và Ln(ph) : Chiều dài mô đất hình nón chiếu trên MNCN (m). 1m : Độ vùi sâu của công trình vào mô đất hình nón ở đường vào đầu cầu. tk Lo = 190 – 2.2 – 2.1 = 184m. tk yc Lo Lo 184 190 tk yc .100 3,15% <5% thoả mãn yêu cầu max(Lo , Lo ) 190 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 14
  15. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường -Phương pháp thi công chỉ đạo: + Dầm BTCT được thi công bằng phương pháp đúc hẫng cân bằng. + Thi công cọc: Tạo mặt bằng thi công, dựng hệ thống khoang, dựng ống vách, khoan tạo lỗ, lắp các lồng thép, phun bêtông. + Thi công mố: Đào đất hoặc đắp đê quay chắn đất (đắp lấn), hút nước (nếu có), đập bêtông đầu cọc, đổ bêtông đệm M75 dày 10cm, dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bêtông. + Thi công tháp: Xử lý bề mặt bệ trụ; dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bêtông thân tháp. II.3.Phương án III: - Loại cầu: Cầu đơn giản super T. - Mô tả kết cấu phần trên : + Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu 5 nhịp: 5x40 (m). + Chiều cao dầm sơ bộ chọn 1,75m, chiều dày bản sơ bộ chọn 16cm. + Lan can tay vịn, gờ chắn bánh BTCT Mác250. + Các lớp mặt cầu gồm: Lớp BT nhựa Lớp phòng nước Lớp tạo độ dốc - Mô tả kết cấu phần dưới: + Dạng mố: Mố chữ U cải tiến BTCT Mác300. + Trụ cầu: Trụ đặc có thân thu hẹp. + Móng: Móng cọc BTCT 30x30 - Đường dẫn hai đầu cầu : + Lớp BTN mịn 5cm. + Lớp BTN thô 7cm. + Lớp CPĐD dày 30cm. + Lớp CP đất đồi K98. + Nền đường được đắp từ đất đồi, lu lèn đến độ chặt K95. - Kiểm tra khẩu độ cầu : tk Khẩu độ cầu : Lo LC  bi Ln(tr ) Ln(ph ) 2.1(m) Trong đó : Lc : Tổng chiều dài nhịp và khe co giãn (m). bi : Tổng số chiều dày của các trụ tại MNCN (m). Ln(tr) và Ln(ph) : Chiều dài mô đất hình nón chiếu trên MNCN (m). 1m : Độ vùi sâu của công trình vào mô đất hình nón ở đường vào đầu cầu. tk Lo = 200,2 – 4.1,8 – 2.1 = 191m. Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 15
  16. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường tk yc Lo Lo 191 190 tk yc .100 0,5% <5% thoả mãn yêu cầu max(Lo , Lo ) 191 -Phương pháp thi công chỉ đạo: +Thi công nhịp: lao lắp bằng tổ hợp mút thừa. +Thi công cọc: tạo mặt bằng thi công, hệ thống đóng cọc +Thi công mố: Đào đất hoặc đắp đê quay chắn đất (đắp lấn), hút nước (nếu có), đập bêtông đầu cọc, đổ bêtông đệm M75 dày 10cm, dựng ván khuôn, cốt thép, đổ bêtông. +Thi công trụ: Sử dụng vòng vây cọc ván thép, đóng vòng vây cọc ván thép, tiến hành đào đất, sau đó đóng cọc rồi đổ bê tông bịt đáy, hút nước. Tiếp theo lắp dựng ván khuôn đổ bê tông bệ cọc, bê tông thân trụ, bê tông xà mũ. Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 16
  17. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Chương III: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU LIÊN TỤC BTCT DỰ ỨNG LỰC I.Tính toán các hạng mục công trình. I.1 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp. Kết cấu nhịp : Gồm 3 nhịp liên tục có sơ đồ như sau : 60 + 80 + 60 = 200 (m). Sử dụng kết cấu dầm hộp bêtông cốt thép, vách xiên. Mặt cắt ngang có cấu tạo như sau : 1/2 Mặt cắt tại gối trên trụ 1/2 Mặt cắt tại gối trên mố 1100 0 15 1 0 1 0 3 5 0 9 350 350 20 20 1 25 5 150 25 25 150 3 50 5 1 5 5 2 2 5 2 5 2 2 50 179 75 75 75 4 75 5 5 2 2 0 2 2 0 7 2 5 2 25 50 0 4 4 253 4 5 2 30 100 30 200 0 5 1 5 2 25 0 8 199 100 0 3 * Biên trên của bản đáy dầm là đường cong parabol có phương trình : 2 yt = a1.x + c1(1) y K 1 0 K 9 8 0 K K 7 K 6 K 5 4 4 0 K K 3 K 2 K 1 K 0 4 7 1 1 0 0 3 5 0 3 5 0 3 5 0 3 5 0 3 5 0 3 5 0 3 5 0 3 5 0 3 5 0 3 5 0 4 0 0 S 1 2 S 1 1 S 1 0 S 9 S 8 S 7 S 6 S 5 S 4 S 3 S 2 S 1 x 0 y 1,7 c 1,7 1 Xác định các hệ số : 2 x 39 y 3,35 a1 39 1,7 3,35 Thế vào phương trình (1) ta suy ra phương trình biên trên của bản đáy như sau : 1,65 y .x 2 1,7 t 1521 * Biên dưới của bản đáy dầm là đường cong parabol có phương trình : 2 yd = a2.x + c2(2) x 0 y 1,95 c1 1,95 Xác định các hệ số : 2 x 39 y 4,15 a1 39 1,95 4,15 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 17
  18. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Thế vào phương trình (2) ta suy ra phương trình biên dưới của bản đáy như sau : 2,2 y .x 2 1,95 d 1521 Từ phương trình đường cong biên trên và biên dưới bản đáy ta xác định được chiều cao dầm hộp, chiều dày bản đáy từng tiết diện như sau: 0,55  y y .x 2 0,25 (m) d d t 1521 h yd (m) Diện tích tại các mặt cắt : 1 5.06 4.06 2 A 11 0,25 2 0,25 0.75 0,25.0,19 2 0,5 yt 0,3 d (m ) cos140 2 Thể tích trên mỗi đốt tính toán : A A V i i 1 .l (m3) i 2 i + Với li : chiều dài đốt tính toán. + Trọng lượng đốt tính toán : DCi = Vi.24 (KN) Trọng Mặt Chiều Dài Thể Tích Đốt ytr yd Ai(m2) lượng Cắt Tính(m) Đốt(m3) Đốt(KN) S1 3.35 4.15 9.96 K0 4.00 38.25 918.15 S2 3.02 3.72 9.16 K1 S3 2.77 3.38 8.49 3.50 30.91 741.90 K2 S4 2.55 3.08 7.91 3.50 28.71 689.01 K3 S5 2.35 2.82 7.42 3.50 26.83 644.03 K4 S6 2.18 2.59 6.97 3.50 25.21 605.04 K5 S7 2.03 2.37 6.50 3.50 23.59 566.29 K6 S8 1.91 2.23 6.29 3.50 22.39 537.38 K7 S9 1.82 2.11 6.06 3.50 21.61 518.72 K8 S10 1.75 2.02 5.89 3.50 20.93 502.22 K9 S11 1.71 1.96 5.76 3.50 20.41 489.80 K10 S12 1.7 1.95 5.75 3.50 20.16 483.81 Tổng(KN)= 6696.36 *Tính toán đốt hợp long ở giữa: Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 18
  19. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 1100 0 15 1 0 1 0 3 350 350 0 20 20 1 25 5 150 25 25 150 3 5 2 5 2 5 179 75 2 75 75 4 2 75 5 5 2 2 0 2 50 2 5 4 2 25 1 253 5 2 DChl = 5,75.2.24 = 276(KN). - Khối lượng dầm từ mố dến đốt hợp long DC1=5,75.19.24=2622(KN) - Vậy tổng khối lượng toàn bộ kết cấu nhịp là: DCtb = 6696,36.4 + 276.3 + 2622.2 = 32857,44 (KN) Trọng lượng bản thân dầm chủ trên một mét dài : DC = 32857,44 /(60+80+60) = 164,28 (KN/m). I.2 Tính khối lượng mố. 1 Mố trái Mố trái là loại mố nặng chữ U cải tiến BTCT M300, mố trái có kích thước như hình vẽ: 600 1100 50 50 0 40 100 7 2 0 0 5 5 5 2 1 0 0 15 0 478 3 5 5 8 295 8 130 0 0 0 3 3 8 5 5 5 0 0 0 531 0 2 2 90 0 5 105 54 0 0 1 1 782 BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG MỐ TRÁI Thể tích Hàm lượng Trọng Lượng Trọng Lượng Stt Tên cấu kiện (m3) thép(KN/m3) Thép(KN) Bê Tông(KN) 1 Tường Cánh 31,89 1 31,89 765,36 2 Tường Đỉnh 11,88 1 11,88 285,12 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 19
  20. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 3 Thân mố 83,76 1 83,76 2010,24 4 Bệ mố 116,6 1 116,6 2798,4 5 Đá Tảng 0,51 1.2 0.61 12,24 6 Tổng 244,64 244,74 5871,36 2 Mố phải Mố phải là loại mố nặng chữ U cải tiến BTCT M300, mố trái có kích thước như hình vẽ: 50 0 50 0 7 100 7 2 2 5 2 0 0 1 5 5 0 145 3 0 0 7 478 3 5 8 0 130 1 0 4 3 5 0 457 0 2 0 0 2 90 0 105 5 40 0 0 0 0 1 0 1 1 BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG MỐ PHẢI Thể tích Hàm lượng Trọng Lượng Trọng Lượng Stt Tên cấu kiện (m3) thép(KN/m3) Thép(KN) Bê Tông(KN) 1 Tường Cánh 20,2 1 20,2 484,8 2 Tường Đỉnh 11,88 1 11,88 285,12 3 Thân mố 66,60 1 66,60 1598,4 4 Bệ mố 100,54 1 100,54 2412,96 5 Đá Tảng 0,51 1.2 0.61 12,24 6 Tổng 199,73 199,83 4793,52 I.3 Tính khối lượng trụ. Trụ T1,T2 có kích thước giống nhau như hình vẽ: BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG 1 TRỤ Thể tích Hàm lượng Trọng Lượng Trọng Lượng Stt Tên cấu kiện (m3) thép(KN/m3) Thép(KN) Bê Tông(KN) 1 Thân trụ 109,09 1 109,09 2618,16 2 Bệ Móng 133,08 1 133,08 3193,92 3 Đá Tảng 0.3 1.2 0.36 8,64 4 Tổng 242,47 242,53 5820,72 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 20
  21. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 0 0 397 100 1 0 0 1 200 5 8 2 600 1 50 125 150 50 0 550 0 1000 2 0 5 II. Tính khối lượng các bộ phận trên cầu. II .1 Trọng lượng các lớp mặt cầu: - Lớp phủ (BTN) và lớp phòng nước dày 7,5cm:DW1=1/2. 0.075.11.23=9,48 (KN/m) - Lớp tạo dốc 2% 10cm: DW2 = 1/2. 0.1.11 .23= 12,65 (KN/m) Trọng lượng các lớp mặt cầu: DWmc = (9,48+12,65)= 22,13 (KN/m) II.2 Trọng lượng phần lan can, tay vịn, gờ chắn bánh xe:(xem hình vẽ) II.2.1 Trọng lượng phần lan can, tay vịn : 0 200 1 0 1 0 3 0 0 1 1 1 5 3 25 5 1 - Cột lan can cách nhau 2,00m có kích thước 15x15 cm - Tay vịn:10x10 cm. - Bệ đáy cột lan can : 15x25x25 cm. Kết quả tính toán cột lan can, tay vịn cho toàn cầu: Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 21
  22. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG LAN CAN TAY VỊN Thể Hàm lượng Trọng Lượng Trọng Lượng Stt Tên cấu kiện tích thép(KN/m3) Thép(KN) Bê Tông(KN) (m3) 1 Cột Lan Can 3,63 0.6 2,17 87,12 2 Tay Vịn 7,8 0.6 4,68 187,2 3 Bệ Đặt Cột 15 0.6 9 360 4 Tổng 26,43 15,85 634,32 634,32 DWlc+tv+bc= = 3,17 (KN/m) 200 II.2.2 Trọng lượng phần gờ chắn bánh xe : 2 0 2 0 0 2 0 0 2 5 5 2 (2.2.2.50.0,25.(0,25 0,2)/2 ).24 DWgcb = =2,64 (KN/m) 200 Tổng tĩnh tải giai đoạn 2 : DW = DWmc+ DWlc+tv+bc + DWgcb = 22,13 +3,17 + 2,64 = 27,94 (KN/m) III.Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố Tính toán sức chịu tải tính toán của cọc Sức chịu tải tính toán của cọc đóng được lấy như sau: Ptt= min{Qr, Pr} * Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu: - Sức kháng dọc trục danh định: Pn= 0,85[0,85.f'c.(Ap-Ast) +fy.Ast]; MN Trong đó: f'c: Cường độ chiụ nén của BT cọc(Mpa); f'c=30Mpa . 2 2 Ap: Diện tích mũi cọc(mm ); Ap=785398,16 mm . 2 2 Ast: Diện tích cốt thép chủ (mm ); dùng 2220 : Ast = 6908mm fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa - Thay vào ta được: Pn= 0,85.[0,85.30.(785398,16-6908)+420.6908]=19,33MN - Sức kháng dọc trục tính toán: Pr= .Pn ; MN Với : Hệ số sức kháng mũi cọc,  = 0,75 Pr=0,75.19,33=14,49MN * Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền: Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 22
  23. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường - Sức kháng bề mặt danh định của cọc: N1 N2 Li Qs = Ks,c f a h f a h ; (N) (10.7.3.4.3c-1)  si si i  si si i i 1 8Di i 1 Trong đó: Ks,c: Các hệ số hiệu chỉnh: Kc cho các đất sét và Ks cho đất cát. Li:Chiều sâu đến điểm giữa khoảng chiều dài tại điểm xem xét(mm). D : Chiều rộng hoặc đường kính cọc xem xét (mm). fsi: Sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy từ CPT tại điểm xem xét (MPa). asi : Chu vi cọc tại điểm xem xét (mm). hi : Khoảng chiều dài tại điểm xem xét (mm). N1 : Số khoảng giữa mặt đất và điểm cách dười mặt đất 8D. N2 : Số khoảng điểm cách dưới mặt đất 8D và mũi cọc BẢNG TÍNH SỨC KHÁNG BỀ MẶT DANH ĐỊNH CỦA CỌC. Tên Số asi hi lớp lớp Z/D Kc,s Li(mm) Li/8D fsi(Mpa) (mm) (mm) Qsi(N) Cát hạt 1.1 4 0.86 3430 0.42 0.036 3141 1140 157420.8 mịn 1.2 6 0.76 4820 0.6 0.039 3141 2000 297917.6 2.1 7 0.73 6500 0.81 0.042 3141 1000 174308.5 Á cát 2.2 9 0.56 8000 1 0.044 3141 2000 309577 Cát hạt thô 3.1 10.86 0.53 9930 1.24 0.064 3141 1150 274454 3.2 12.86 0.5 11860 1.48 0.067 3141 2000 521908.6 3.3 14.86 0.46 13860 1.73 0.07 3141 2000 552225.5 3.4 16.86 0.46 15860 1.98 0.073 3141 2000 628629.7 Qs= 2916442 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 23
  24. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Qr = φqp.Qp+φqsQs Trong đó : Qp : sức kháng mũi cọc (N) Qp = qp.Ap 2 Ap : diện tích mũi cọc (mm ) qp : sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) Qs : sức kháng thân cọc (N) φqp : hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc φqs : hệ số sức kháng đối với sức kháng than cọc Tra bảng 10.5.5-2 TC 272-05 có φqp= φqs= 0.45 1,5 q = (MPa) p k Trong đó: mm k = 1 : đối với Dp 500 . mm k = 0.6Dp : đối với Dp ≥ 500 . Dp = 1000 mm: Đường kính mũi cọc khoan. 1,5 1,5 => qp = = 2,5 MPa = 2500 KPa k 0.6x1 Qp = 2500. 0,78=1950 Qr = 0,45.1950+0,45.2916,4 = 2189,8(KN) Vậy Ptt= min{Qr, Pr}=min{14,49:2,1898)=2,1898MN=2189,8KN IV.Tính toán và xác định số lượng cọc cho trụ Tính toán sức chịu tải tính toán của cọc Sức chịu tải tính toán của cọc đóng được lấy như sau: Ptt= min{Qr, Pr} * Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu: - Sức kháng dọc trục danh định: Pn= 0,85[0,85.f'c.(Ap-Ast) +fy.Ast]; MN Trong đó: f'c: Cường độ chiụ nén của BT cọc(Mpa); f'c=30Mpa . 2 2 Ap: Diện tích mũi cọc(mm ); Ap=785398,16 mm . 2 2 Ast: Diện tích cốt thép chủ (mm ); dùng 2220 : Ast = 6908mm fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa - Thay vào ta được: Pn= 0,85.[0,85.30.(785398,16-6908)+420.6908]=19,33MN - Sức kháng dọc trục tính toán: Pr= .Pn ; MN Với : Hệ số sức kháng mũi cọc,  = 0,75 Pr=0,75.19,33=14,49MN Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 24
  25. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường * Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền: - Sức kháng bề mặt danh định của cọc: N1 N2 Li Qs = Ks,c f a h f a h ; (N) (10.7.3.4.3c-1)  si si i  si si i i 1 8Di i 1 Trong đó: Ks,c: Các hệ số hiệu chỉnh: Kc cho các đất sét và Ks cho đất cát. Li:Chiều sâu đến điểm giữa khoảng chiều dài tại điểm xem xét(mm). D : Chiều rộng hoặc đường kính cọc xem xét (mm). fsi: Sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy từ CPT tại điểm xem xét (MPa). asi : Chu vi cọc tại điểm xem xét (mm). hi : Khoảng chiều dài tại điểm xem xét (mm). N1 : Số khoảng giữa mặt đất và điểm cách dười mặt đất 8D. N2 : Số khoảng điểm cách dưới mặt đất 8D và mũi cọc. BẢNG TÍNH SỨC KHÁNG BỀ MẶT DANH ĐỊNH CỦA CỌC. Tên Số asi hi lớp lớp Z/D Kc,s Li(mm) Li/8D fsi(Mpa) (mm) (mm) Qsi(N) Cát 1.1 3.86 0.86 2860 0.36 0.034 3141 2000 249812.5 hạt mịn 1.2 6.21 0.76 5035 0.63 0.04 3141 2350 365760.7 2.1 7 0.73 6500 0.81 0.042 3141 1000 174308.5 Á cát 2.2 9 0.56 8000 1 0.044 3141 2000 309577 Cát 3.1 11.65 0.53 10320 1.29 0.065 3141 2650 656656.9 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 25
  26. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường hạt 3.2 13.65 0.5 12650 1.58 0.071 3141 2000 575368.4 thô 3.3 15.65 0.46 14650 1.83 0.072 3141 2000 588809.3 3.4 17.65 0.46 16650 2.08 0.074 3141 2000 658625 3.5 19.65 0.46 18650 2.33 0.077 3141 2000 740953.1 3.6 21.65 0.46 20650 2.58 0.079 3141 2000 817270.6 3.7 23.65 0.46 24650 3.08 0.085 3141 2000 1002155 3.8 25.65 0.46 26650 3.33 0.088 3141 2000 1101099 3.9 27.65 0.46 28650 3.58 0.091 3141 2000 1204378 3,10 29.65 0.46 30650 3.83 0.094 3141 2000 1311991 3,11 31.65 0.46 32650 4.08 0.096 3141 2000 1409259 3,12 33.65 0.46 34650 4.33 0.099 3141 2000 1524819 3,9 35.65 0.46 36650 4.58 0.1 3141 2000 1612464 Qs= 14303305 Qr = φqp.Qp+φqsQs Trong đó : Qp : sức kháng mũi cọc (N) Qp = qp.Ap 2 Ap : diện tích mũi cọc (mm ) qp : sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) Qs : sức kháng thân cọc (N) φqp : hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc φqs : hệ số sức kháng đối với sức kháng than cọc Tra bảng 10.5.5-2 TC 272-05 có φqp= φqs= 0.45 1,5 q = (MPa) p k Trong đó: mm k = 1 : đối với Dp 500 . mm k = 0.6Dp : đối với Dp ≥ 500 . Dp = 1000 mm: Đường kính mũi cọc khoan. 1,5 1,5 => qp = = 2,5 MPa = 2500 KPa k 0.6x1 Qp = 2500. 0,78=1950 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 26
  27. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Qr = 0,45.1950+0,45.14303 = 7313,85(KN) Vậy Ptt= min{Qr, Pr}=min{14,49:7,3138)=7,3138MN=7313,8 KN V.Tính toán áp lực tác dụng lên mố, trụ Để xác định áp lực lớn nhất tác dụng lên mố trụ ta sử dụng chương trình MIDAS/Civil6.3.0 để tính toán. V.1.Các bước chính thực hiện trong chương trình: 1_Mô hình hóa kết cấu; 2_Khai báo vật liệu dùng cho kết cấu và các thuộc tính của vật liệu; 3_Khai báo các làn xe; 4_Khai báo các tải tải trọng theo 22TCN272-05 gồm xe tải thiết kế + tải trọng làn, xe 2 trục thiết kế + tải trọng làn; 5_Khai báo các lớp xe; 6_Khai báo các trường hợp tải trọng di động; 7_Khai báo các trường hợp tải trọng di động và các hệ số tải trọng và hệ số xung kích; 8_Gán các trường hợp tải trọng cho kết cấu; 9_Khai báo các tổ hợp tải trọng; 10_Chạy chương trình và xuất ra các giá trị cần thiết. 1_Mô hình hóa kết cấu: Kết cấu cầu liên tục đúc hẫng được mô hình hóa trong chương trình gần giống như kết cấu thật bên ngoài thực tế. Dầm chủ là dầm hộp liên tục được mô hình là phần tử Beam. Mặt cắt ngang dầm chủ là loại 1 hộp 2 sườn, thành xiên; các thông số về mặt cắt ngang dầm chủ được thể hiện bên dưới Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 27
  28. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Khai báo các dữ liệu đầu vào . Khai báo mặt cắt Khai báo cáp Sơ đồ kết cấu dưới dạng không gian 2_Khai báo vật liệu dùng cho kết cấu và các thuộc tính của vật liệu: - Vật liệu dùng cho kết cấu được khai báo trong hộp thoại MSS Brigde Wizard khi ta mô hình hóa kết cấu. Trong bước này ta chỉ khai báo các thuộc tính của vật liệu Khai báo các thuộc tính của vật liệu thay đổi theo thời gian: Model>Property> Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 28
  29. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Time Depent Material(Creep/Shrinkage). Chương trình xuất hiện hôp thoại: Time Depent Material(Creep/Shrinkage). Nhấn nút Add để khai báo các thông số liên quan đến đặc trưng vật liệu thay đổi theo thời gian của bê tông: Khai báo các thông số VL thay đổi theo thời gian. Kết quả khai báo VL thay đổi theo thời gian. Khai báo sự thay đổi của cường độ vật liệu theo thời gian: Model>Property> Time Depent Material(Comp,Strength). Chương trình xuất hiện hôp thoại Time Depent Material(Comp,Strength), kích nút Add Sau đó khai báo các thông số như hình bên dưới: Kết quả khai báo cường độ VL theo thời gian. Gán các thuộc tính phụ thuộc vào thời gian cho bê tông: Model>Property> Time Depent Material Link; việc gán được minh họa như hình bên dưới: Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 29
  30. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Gán các thuộc tính phụ thuộc vào thời gian cho VL 3_Khai báo các làn xe: Việc khai báo tiêu chuẩn được thực hiện như sau: Gọi menu Load>Moving Load Analysis Data, trong giao diện Select Moving Load Code chọn ASSHTO LRFD. Khai báo các làn xe: Gọi menu Load>Moving Load Analysis Data>Traffic Lane, sau khi xuất hiện hộp thoại ta ấn nút Add để nhập các thông số liên quan như hình bên dưới Tên làn Độ lệch tâm (m) Làn 1 1,75 Làn 2 -1,75 Làn 3 4,5 Làn 4 -4,5 Khai báo các làn xe. Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 30
  31. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 4_Khai báo các tải tải trọng theo 22TCN272-05 gồm xe tải thiết kế + tải trọng làn, xe 2 trục thiết kế + tải trọng làn: Khai báo hai trường hợp hoạt tải theo ASSHTO LRFD: + HL-93TDM: Hoạt tải xe hai trục thiết kế và tải trọng làn. + HL-93 TRK: Hoạt tải xe tải thiết kế và tải trọng làn. Khai báo các trường hợp của hoạt tải. 5_Khai báo các lớp xe: Khai báo các lớp xe. 6_Khai báo các trường hợp tải trọng di động: Khai báo các trường hợp tải trọng di động. Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 31
  32. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 7_Khai báo các trường hợp tải trọng: Việc khai báo các trường hợp tải trọng được tiến hành như sau: Gọi menu Load>Static Load Cases => Chương trình xuất hiện hộp thoại Static Load Cases Do việc khai báo được tiến hành từ hộp thoại MSS Brigde Wizard nên chương trình tự động đưa các trường hợp tải trọng gồm: trọng lượng bản thân, tải trọng do căng kéo cáp, trọng lượng của bê tông tươi và tự động gán tương ứng với từng giai đoạn thi công . Do vậy, chỉ khai báo thêm tỉnh tải trong giai đoạn 2 gồm trọng lượng lớp phủ, trọng lượng lan can tay vịn, trọng lượng dải phân cách. Khai báo các trường hợp tải trọng. 8_Gán các trường hợp tải trọng cho kết cấu: Các loại tải trọng như: Trọng lượng bản thân, trọng lượng của BT tươi, lực căng kéo cáp chương trình sẽ tự động gán cho kết cấu; ở đây ta chỉ gán tỉnh tải trong giai đoạn 2 như: Trọng lượng các lớp phủ BMC, trọng lượng lan can tay vịn, trọng lượng dải phân cách. Việc gán được thực hiện như sau: Chọn các phần tử cần gán tải trọng, gọi menu Load>Element Beam Load => Xuất hiện hôp thoại; trong hộp thoại này ta khai báo các thông số cần thiết như hình bên dưới: Tỉnh tải các lớp phủ BMC được quy về một lực phân bố dọc suốt chiều dài dầm chủ, riêng tỉnh tải lan can tay vịn và tỉnh tải dải phân cách được quy về một lực phân bố và một mômen phân bố dọc suốt chiều dài dầm chủ. Sau khi khai báo xong nhấn nút Add để chấp nhận việc gán tải trọng. Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 32
  33. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Gán lực phân bố. Gán mômen phân bố. 9_Khai báo các tổ hợp tải trọng: Để chương trình tính ra các trường hợp bất lợi nhất của tải trọng ta phải khai báo các tổ hợp tải trọng; cách khai báo như sau: Gọi menu Load>Create load Cases Using Load Combination => Xuất hiện hộp thoại Load Combination; trong hộp thoại này ta khai báo các loại tổ hợp tải trọng: Khai báo các tổ hợp tải trọng. Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 33
  34. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường CÁC LOẠI TỔ HỢP ĐƯỢC KHAI BÁO TRONG CHƯƠNG TRÌNH S Tên Loại tổ Hệ số vượt Mô tả TT Tổ hợp hợp tải 1 Tổ hợp 1 Add Xe tải + tải trọng làn + người 1,75 2 Tổ hợp 2 Add Xe hai trục + tải trọng làn người 1,75 3 Tổ hợp 3 Envelope Max ( HOẠT TẢI) 1.75 4 Tổ hợp 4 Add Tổng tĩnh tải 1,25;1,5 5 Tổ hợp 5 Add Tổng tĩnh tải + max(hoạt tải) 1 10_Chạy chương trình và xuất ra các giá trị cần thiết: Giá trị phản lực lớn nhất tại các gối trong giai đoạn khai thác do tổ hợp 5 gây ra VI.Tính toán số cọc cho mố 457 VI. 1 Mố trái 0 5 P 1 n tt 0 P 0 4 6699,3 0 0 .1,5 1 1 2189,8 0 0 4 = 4,5 cọc 0 5 1 Chọn 6 cọc 103 250 103 VI. 1 Mố phải 457 P 0 tt 5 n 1 P 0 0 6713,79 4 .1,5 0 0 1 2189,8 1 0 0 = 4,5 cọc 4 0 5 Chọn 6 cọc 1 VII.Tính toán số cọc cho trụ 103 250 103 550 VII. 1 Trụ 1 5 2 P 1 n tt 0 5 P 2 0 33767,38 0 0 5 0 .1,5 2 7313,8 1 0 5 = 6,9 cọc 2 5 2 1 Chọn 8 cọc 125 300 125 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 34
  35. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 550 5 2 VII.2 Trụ 2 1 0 Ptt 5 n 2 P 0 0 0 5 0 2 33702,57 1 .1,5 0 7313,8 5 2 5 2 = 6,9 cọc 1 125 300 125 Chọn 8 cọc VIII Tính toán và kiểm tra kết cấu nhịp: Giá trị momen trong giai đoạn khai thác do tổ hợp 5 gây ra: Giá trị momen min lớn nhất trong giai đoạn thi công + M max = 55568 KNm - M min = 173925 KNm VIII.1 Tính toán số bó cáp Cáp DƯL được sử dụng là loại theo tiêu chuẩn ASTM A416-270 (Normal) với các chỉ tiêu như sau: Loại Cáp DƯL 19 tao 12,7mm Diện tích 1 tao 140mm2 Diện tích 1 bó 1875,3mm2 Giới hạn bền fpu 1860 Mpa Giới hạn chảy fpy 1670 Mpa Môđun đàn hồi 197000 Mpa Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 35
  36. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Ống ghen sử dụng là loại đường kính D = 100/107mm. Công thức tính toán số bó cáp: - Với bó chịu mô men âm: (Tại gối). T ' a T N'T y T ' e h truûc trung hoìa M d min y + Ứng suất thớ trên: N' N' e' M f T T T min 0 tr A Wtr Wtr ' Mmin ' MminA => NT => n b ' Wtr ' Wtr AeT fTK Abó eT A + Ứng suất thớ dưới: N' N' e' M f T T T min 0 d A Wd Wd ' Mmin ' MminA => NT => n b ' ' Wd AeT Wd fTK Abó eT A - Với bó chịu mô men dương: (Tại giữa nhịp). T y M truûc trung hoìa max h T e d y T NT a + Ứng suất thớ trên: N N e M f T T T max 0 tr A Wtr Wtr Mmax MmaxA => NT => n b Wtr AeT Wtr fTK Abó eT A + Ứng suất thớ dưới: N N e M f T T T min 0 d A Wd Wd Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 36
  37. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Mmax MmaxA =>NT => n b Wd Wd AeT fTK Abó eT A Trong đó: ’ N T : Lực căng trong bó thép DƯL chịu mômen âm; N’T = n’b xfKTxAbó NT : Lực căng trong bó thép DƯL chịu mômen dương; NT = nbxfKTxAbó e’T, eT: Khoảng cách từ trục trung hoà đến trọng tâm bó thép DƯL. A: Diện tích tiết diện bêtông. M: Mômen do tải trọng tác dụng gây ra tại tiết diện tính toán. W: Mômen kháng uốn tiết diện. n’b, nb : Số bó cốt thép cần tính. fKT: Ứng suất cho phép khi căng kéo cốt thép; fKT = 0.8fpy = 1336 Mpa. 2 Abó: Diện tích một bó cáp; Abó =1875,3mm . Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm các bó cáp đến thớ ngoài cùng chịu kéo (nén) là a = 250mm. Kết quả tính đặc trưng hình học từ chương trình: Mặt cắt giữa nhịp Mặt cắt trên trụ Kết quả tính đặc trưng hình học từ chương trình Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 37
  38. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường BẢNG TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC Tiết diện h(m) A (m2) J (m4) yt(m) yd(m) Wt(m3) Wd(m3) Trên trụ 4,4 9,98 27,714 2,08 2,31 13,324 11,997 Giữa nhịp giữa 2,2 5,96 3,972 0,81 1,39 4,903 2,857 Giữa nhịp biên 2,2 5,96 3,972 0,81 1,39 4,903 2,857 BẢNG TÍNH TOÁN SỐ BÓ CÁP. Tiết diện Trên trụ Giữa nhịp Thớ Trên Dưới Trên Dưới Mmax/Mmin (KN.m) 173925 173925 55568 55568 A(m2) 9,98 9,98 5,96 5,96 Wtr/Wd (m3) 13,324 11,997 4,903 2,857 ytr/yd (m) 2,08 2,31 0,81 1,39 eT/e'T (m) 1,85 2,06 0,56 1,14 AxMmax/Mmin 1735771,5 1735771,5 331185,2 331185.2 fTKxAbó 2505,4 2505,4 2505,4 2505,4 nbo> nbo nbo< Số bó tính 20,4 68,6 13,6 62,7 Số bó chọn 22 14 Dự kiến bố trí cốt thép tại giữa nhịp. 1100 0 2 2 4x20 4x20 Dự kiến bố trí cốt thép trên trụ. 1100 10x20 10x20 120 0 4 4 50 180 0 4 1 0 8 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 38
  39. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường VIII.2 Tính duyệt theo TTGH cường độ: - Sức kháng uốn tính toán Mr được tính như sau Mr = ψ.Mn - Trong đó: Mn sức kháng uốn danh định Ψ hệ số sức kháng - Coi thớ dưới chỉ có cốt thép DUL chịu lực. Với mặt cắt hình chữ T thì quy đổi sức kháng danh định Mn được xác định như sau: (TCn 5.7.3.2.2.1) atd a a M n Aps. f ps. d p As. f y . ds A's. f 'y . d's 2 2 2 at h d f 0,85. f 'c1.1.hf .(b bw ). 2 2 - Với mặt cắt hình chữ nhật thì sức kháng danh định Mn được xác định như sau(TCN 5.7.3.2.3) atd a M n Aps. f ps. d As. f y. ds 2 2 - Trong công thức trên: Aps : diện tích cốt thép - Bỏ qua diện tích cốt thép thường : As = 0, A’s = 0 dp : khoảng cách từ thớ nén mép trên dầm liên hợp đến trọng tâm cốt thép DƯL b : bề rộng mặt cắt chịu nén của cấu kiện bw : bề dày bản bụng hf = chiều dày cánh nén β1 : hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất quy định trong điều 5.7.2.2 β1 = 0,85 – 0,05(f’c1 – 28 MPa)/7 MPa = 0,693 fpu cường độ chịu kéo quy định của thép = 1860 MPa fpy giới hạn chảy của thép DƯL fpy = 1581 MPa f Hệ số k : k 2. 1,04 py = 0,38 f pu c : khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hòa với giả thiết là thép DƯL của bó tao thép đã bị chảy dẻo (TCN 5.7.3.1.1) i = 0,4 A . f 0,85. . f ' .(b b ).h c ps pu 1 c1 w f f pu 0,85. f 'c1.1.bw k.Aps . d p atd = c.β1 : chiều dày của khối ứng suất tương đương Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 39
  40. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường fps : ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL với sức kháng uốn danh định tính theo TCN 5.7.3.1.1-1 c f f . 1 k. ps pu d p Để thiên về an toàn và đơn giản trong tính toán ta bỏ qua ảnh hưởng của cốt thép thường. Khi đó, ta có: a a h f ' M n Aps f ps d p 0.85 fc b bw 1h f 2 2 2 Mặt cắt Trên trụ Giữa nhịp 2 Aps (m ) 0,041 0,026 fps (Mpa) 1744.48 1667,23 dp (m) 4,28 2,08 a (m) 0,44 0,31 f'c (Mpa) 50.00 50.00 b (m) 4,05 11 bw (m) 1 1  0.69 0.69 hf (m) 0,8 0,25 c (m) 0,639 0,45 k 0,38 0,38 fpu (Mpa) 1860,00 1860,00 fpy (MPa) 1581.00 1581,00 Mn (KN.m) 321851,28 131809,37 Kết quả kiểm toán Tiết diện Mn (KN.m) Mtt (KN.m) Kết luận Trên trụ 321851,28 173925 Đạt Giữa nhịp 131809,37 55568 Đạt Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 40
  41. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường IX Tổng hợp khối lượng: ĐƠN KHỐI STT HẠNG MỤC VẬT LIỆU VỊ LƯỢNG BT KCN m3 1369.06 1 KCN CT THƯỜNG KN 2738.12 CT DƯL KN 1256.28 BT GCB m3 22 2 GỜ CHẮN BÁNH CT GCB KN 22 LAN CAN TAY BT LCTV m3 26.43 3 VỊN CT THƯỜNG KN 15.85 LỚP PHỦ+PHÒNG 4 LỚP PHỦ NƯỚC m3 82.43 LỚP TẠO DỐC m3 110 BT MỐ TRÁI m3 244.64 5 MỐ TRÁI CT MỐ TRÁI KN 244.74 BT MỐ PHẢI m3 199.73 6 MỐ PHẢI CT MỐ PHẢI KN 199.83 BT TRỤ 1 m3 242.47 7 TRỤ 1 CT TRỤ 1 KN 242.53 BT TRỤ 2 m3 242.47 8 TRỤ 2 CT TRỤ 2 KN 242.53 CỌC KHOAN BT CỌC m3 559.2 9 NHỒI CT CỌC KN 559.2 BT m3 19.8 10 BẢN GIẢM TẢI CT KN 19.8 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 41
  42. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường X Tính khái toán phương án 1 : Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 42
  43. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Tổng dự toán xây dựng cảu phương án cầu liên tục Kí STT Hạng mục chính hiệu Cách tính Thành tiền 1 Chi phí trực tiếp T VL+NC+M + K 9909588.65 2 Chi phí vật liệu VL 6470542.54 3 Chi phí nhân công NC 1659163.45 4 Chi phí xe máy M 1633435.54 5 Chi phí trực tiếp khác K (VL+NC+M)*1.5% 146447.12 6 Chi phí chung C T*5.3% 525208.20 7 Thu nhập chịu thuế tính trước TL (T+C)*6% 626087.81 8 Giá trị DT trước thuế Z T+C+TL 11060884.66 9 Thuế GTGT đầu ra VAT Z*10% 1106088.47 10 Chi phí xây dựng nhà tạm F Z*2% 221217.69 11 Giá trị DT sau thuế A Z+VAT+F 12388190.82 12 CHI PHÍ KHÁC CK CB+TH+KT 974633.98 13 Chuẩn bị đầu tư CB K1+K2 67639.52 14 Chi phí khảo sát lập DA K1 A*0.5% 61940.95 15 Lập báo nghiên cứu khả thi K2 A*0.046% 5698.57 16 Thực hiện dầu tư TH K3+ +K10 886994.46 17 Lập thiết kế K3 A*1.1% 136270.10 18 Thẩm định dự toán K4 A*0.06% 7432.91 19 Thẩm định Thiết kế KTTC K5 A*0.06% 7432.91 20 Lập hồ sơ mời thầu K6 A*0.385% 47694.53 21 Lựa chọn nhà thầu K7 A*0.08% 9910.55 22 Giám sát kỹ thuật K8 A*1% 123881.91 23 Quản lí công trình K9 A*4% 495527.63 24 Bảo hiểm công trình K10 A*0.475% 58843.91 25 Kết thúc xây dựng KT K11+K12 20000.00 26 Lập hồ sơ hoàn công K11 15000.00 27 Thẩm tra phê duyệt QT K12 5000.00 28 CHI PHÍ DỰ PHÒNG DP (A+CK)*10% 1336282.48 29 TỔNG DỰ TOÁN G A+CK+DP 14699107.29 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 43
  44. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Chương IV: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN CẦU DÂY VĂNG DẦM LIÊN TỤC BTCT THI CÔNG THEO CÔNG NGHỆ LẮP HẪNG CÂN BẰNG I. Tính toán khối lượng các hạng mục công trình: I.1 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp: Kết cấu nhịp gồm 3 nhip lien tục có sơ đồ sau: 46m +98m +46m. Dầm liên tục BTCT của cầu dây văng được thi công theo công nghệ đúc hẫng. Khoảng cách giữa các dây văng là 6 m. Dầm lien tục BTCT dài 190 (m) của cầu được cấu tạo từ 24 khối đúc dây văng, 48 khối đúc tiêu chuẩn, 1 đốt hợp long đổ tại chổ dài 6m và 2 khối K0 tại 2 tháp đổ tại chổ chiều dài 1 khối là 20 (m). Cấu tạo các khối dầm như sau: 1300 0 0 1 15 1 0 5 150 350 350 150 3 9 5 25 3 5 25 20 5 2 1 100 0 5 0 8 2 75 30 5 5 30 4 20 2 0 60 2 755 + Diện tích MCN A= 2.0,5.2,65 + 0,25.7,7 + 4.1/2.0,25.0,75 + 4.1/2.0.19.0.25 + 1,55.0,3 + 7,55.0,2 + 2.1,3.0,3 = 7,8 (m2) → Thể tích bê tông của một khối tiêu chuẩn: 7,8.2 = 15,6 (m3) + Diện tích mặt cắt ngang của khối dây văng: 7,8 (m3) + Diện tích mặt cắt ngang của vách ngăn ở khối dây văng: vách ngăn có chiều dày 3cm A1 = 2.1/2.(2,2 + 3,7).0,25 + 1,05.3,7 – [2.1/2.(0,8 +1,2).0,2 + 0,6.1,2] = 4,24 (m2) Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 44
  45. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường → Thể tích bê tông của một khối neo: 7,8.2 + 4,24.0,03 = 15,73 (m3) + Lượng cốt thép trung bình lấy trong 1 m3 bê tong dầm là 2 KN/m3 + Trọng lượng của 1 khối tiêu chuẩn: 15,6.24.+ 15,6.2 = 405,6 (KN) + Trọng lượng của 1 khối dây văng: 15,73.24 + 15,73.2 = 408,98 (KN) + Trọng lượng của 1 khối K0 đổ tại chổ tại vị trí tháp: 7,8.20. ( 24 + 2) = 4056(KN) + Trọng lượng của khối hợp long đổ tại chổ: 7,8.6.(24 + 2) = 1216,8 (KN) Tổng trọng lượng của dầm: 405,6.48 + 408,98.24 + 4056.2 + 1216,8 = 38613,12 (KN) Tải trọng dầm tính ra phân bố đều: DC = 38613,12/190 = 203,2 (KN/m) I.2 Tính toán khối lượng Tháp cầu: - Hai tháp cầu có cấu tạo hoàn toàn giống nhau, chi tiết kích thước như hình vẽ: - Thể tích bêtông phần bệ tháp: V1 = 1/3.[20,62.4 + 22,62.6 + (20,62.4).(22,62.6) ] + 22,62.2.6 = 379,44 (m3) - Thể tích bêtông đoạn tháp xiên 3 V2 = 2.1/2.24,4.1,5.2 = 73,2 (m ) - Thể tích bêtông phần đỉnh tháp: 3 V3 = 9,6.1,5.2 = 28,8 ( m ) - Thể tích bêtông dầm ngang trên: 3 V4 = (1,6.2,6 – 1,2.1,6).10,5 = 23,52 ( m ) - Thể tích bêtông dầm ngang dưới 3 V5 = (2,6.1,6 – 1,6.1,2).24,4 + 2.1,6.1,6.0,5 = 57,21 ( m ) Tổng thể tích bêtông 1 tháp cầu: V = 379,44 +(73,2 +28,8 ).2 +23,52 +57,21 = 664,17 (m3) - Lượng cốt thép trung bình lấy trong 1m3 bêtông tháp là 2 KN/m3. Tổng trọng lượng của 1 tháp : Ptháp = 664,17.24 + 664,17.2 = 17268,42 (KN) Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 45
  46. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 1350 200 150 1050 150 4 4 2 0 0 II 0 1 0 0 7 0 1 0 0 6 0 9 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 4 4 3 3 0 8 8 1300 1 LÅÏP PHUÍ BT ATPHALT LÅÏP PHOÌNG NÆÅÏC LÅÏP TAÛO DÄÚC 150 350 350 150 25 25 5 20 2 100 5 0 5 3 0 2 30 0 5 4 2 20 5 0 60 25 1 2 755 0 328 5 0 655 50 0 6 6 2 120 1 345 0 160 5 0 6 5 100 100 100 100 100 100 0 0 0 0 0 0 0 0 1 600 1 1 1 0 0 2262 0 0 2 2 I.3 Tính toán khối lượng mố : Mố là loại mố chữ U cải tiến BTCT M300, 2 mố có kích thước giống nhau như hình vẽ: 0 0 50 5 5 100 2 2 5 0 2 755 0 0 3 1 5 5 2 2 9 9 6 6 2 2 9 9 3 3 3 2 2 0 0 432 0 1300 0 2 2 90 0 105 5 0 0 0 40 0 3 2 1 1 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 46
  47. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG 1 MỐ Thể tích Hàm lượng Trọng Lượng Trọng Lượng Stt Tên cấu kiện (m3) thép(KN/m3) Thép(KN) Bê Tông(KN) 1 Tường Cánh 22,74 1 22,74 545,76 2 Tường Trước 13,0 1 13,0 312 3 Bệ Mố 112,32 1 112,32 2695,68 4 Thân mố 75,67 1 75,67 1816,08 5 Đá Tảng 0.54 1.2 0,65 15,55 6 Tổng 224,27 224,38 5385,07 II. Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu II.1 Trọng lượng các lớp mặt cầu - Lớp phủ (BTN) và lớp phòng nước dày 7,5cm:DW1=1/2. 0.075.13.23=11,21 (KN/m) - Lớp tạo dốc 2% 10cm: DW2 = 1/2. 0.1.13 .23= 14,95 (KN/m) Trọng lượng các lớp mặt cầu: DWmc = (11,21+14,95)= 26,16 (KN/m) II.2 Trọng lượng phần lan can, tay vịn, gờ chắn bánh xe:(xem hình vẽ) II.2.1 Trọng lượng phần lan can, tay vịn : 0 200 1 0 1 0 3 0 0 1 1 1 5 3 25 5 1 - Cột lan can cách nhau 2,00m có kích thước 15x15 cm - Tay vịn:10x10 cm. - Bệ đáy cột lan can : 15x25x25 cm. Kết quả tính toán cột lan can, tay vịn cho toàn cầu: BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG LAN CAN TAY VỊN Thể Hàm lượng Trọng Lượng Trọng Lượng Stt Tên cấu kiện tích thép(KN/m3) Thép(KN) Bê Tông(KN) (m3) 1 Cột Lan Can 3,45 0.6 2,07 82,8 2 Tay Vịn 7,03 0.6 4,21 168,72 3 Bệ Đặt Cột 14,25 0.6 8,55 342 4 Tổng 24,73 14,83 593,52 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 47
  48. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 593,52 DWlc+tv+bc= = 3,12 (KN/m) 190 II.2.2 Trọng lượng phần gờ chắn bánh xe : 2 0 2 0 0 2 0 0 2 5 5 2 (2.2.2.47.0,25.(0,25 0,2)/2 ).24 DWgcb = = 2,64(KN/m) 190 Tổng tĩnh tải giai đoạn 2 : DW = DWmc+ DWlc+tv+bc + DWgcb = =26,16 +3,12 + 2,64 = 31,92 (KN/m) III Chi tiết cấu tạo và tính toán khối lượng dây văng: - Sơ đồ kết cấu trong cầu dây văng là hệ siêu tỉnh, nội lực trong hệ phụ thuộc độ cứng của của các bộ phận cấu thành nên hệ. Do đó để tính toán được nội lực trong hệ phải sơ bộ lựa chọn cấu tạo tiết diện dây văng. - Sử dụng các bó cáp CĐC gồm nhiều tao có đường kính danh định 12,7 mm. Mỗi tao cáp có 7 sợi thép cường độ cao. - Các chỉ tiêu các bó cáp sử dụng như sau: 37 tao 61 tao 91 tao Tải trọng giới hạn 6724 11102 16562 ( z ) (KN) Tải trọng sử dụng 3030 4995,9 7452,9 (0,45. z ) (KN) 13 11 9 7 5 3 1 2 4 6 8 10 12 14 Các Thông Số Của Dây Văng Chiều Khối lượng Tên dây Số tao dài(1dây) 1 dây Dây 1 37 18,08 5,18 Dây 2 37 18,08 5,18 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 48
  49. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Dây 3 37 22,29 6,39 Dây 4 37 22,29 6,39 Dây 5 61 27,38 12,94 Dây 6 61 27,38 12,94 Dây 7 61 32,84 15,52 Dây 8 61 32,84 15,52 Dây 9 91 38,51 27,15 Dây 10 91 38,51 27,15 Dây 11 91 44,30 31,24 Dây 12 91 44,30 31,24 Dây 13 91 50,16 35,37 Dây 14 91 50,16 35,37 - Tổng khối lượng thép cường độ cao dùng cho các dây văng: 1070 (KN) IV.Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố IV.1 Tính toán sức chịu tải tính toán của cọc Sức chịu tải tính toán của cọc đóng được lấy như sau: Ptt= min{Qr, Pr} * Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu: - Sức kháng dọc trục danh định: Pn= 0,85[0,85.f'c.(Ap-Ast) +fy.Ast]; MN Trong đó: f'c: Cường độ chiụ nén của BT cọc(Mpa); f'c=30Mpa . 2 2 Ap: Diện tích mũi cọc(mm ); Ap=785398,16 mm . 2 2 Ast: Diện tích cốt thép chủ (mm ); dùng 2220 : Ast = 6908mm fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa - Thay vào ta được: Pn= 0,85.[0,85.30.(785398,16-6908)+420.6908]=19,33MN - Sức kháng dọc trục tính toán: Pr= .Pn ; MN Với : Hệ số sức kháng mũi cọc,  = 0,75 Pr=0,75.19,33=14,49MN * Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền: - Sức kháng bề mặt danh định của cọc: N1 N2 Li Qs = Ks,c f a h f a h ; (N) (10.7.3.4.3c-1)  si si i  si si i i 1 8Di i 1 Trong đó: Ks,c: Các hệ số hiệu chỉnh: Kc cho các đất sét và Ks cho đất cát. Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 49
  50. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Li:Chiều sâu đến điểm giữa khoảng chiều dài tại điểm xem xét(mm). D : Chiều rộng hoặc đường kính cọc xem xét (mm). fsi: Sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy từ CPT tại điểm xem xét (MPa). asi : Chu vi cọc tại điểm xem xét (mm). hi : Khoảng chiều dài tại điểm xem xét (mm). N1 : Số khoảng giữa mặt đất và điểm cách dười mặt đất 8D. N2 : Số khoảng điểm cách dưới mặt đất 8D và mũi cọc. BẢNG TÍNH SỨC KHÁNG BỀ MẶT DANH ĐỊNH CỦA CỌC. Fsi Tên Số Li asi hi Qsi Z/D Kc,s Li/8D (Mpa lớp lớp (mm) (mm) (mm) (N) ) Cát hạt 1.1 4 0.86 3270 0.41 0.036 3141 1460 200189.3 mịn 1.2 6 0.76 5000 0.62 0.04 3141 2000 309375.9 2.1 7 0.73 6500 0.81 0.042 3141 1000 174308.5 Á cát 2.2 9 0.56 8000 1 0.044 3141 2000 309577 Cát hạt 3.1 10.54 0.53 9770 1.22 0.065 3141 1540 369939.6 thô 3.2 12.54 0.5 11770 1.47 0.067 3141 2000 519804.1 Qs= 1883194 Qr = φqp.Qp+φqsQs Trong đó : Qp : sức kháng mũi cọc (N) Qp = qp.Ap 2 Ap : diện tích mũi cọc (mm ) qp : sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) Qs : sức kháng thân cọc (N) Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 50
  51. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường φqp : hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc φqs : hệ số sức kháng đối với sức kháng than cọc Tra bảng 10.5.5-2 TC 272-05 có φqp= φqs= 0.45 1,5 qp = ; (MPa) k Trong đó: mm k = 1 : đối với Dp 500 . mm k = 0.6Dp : đối với Dp ≥ 500 . Dp = 1000 mm: Đường kính mũi cọc khoan. 1,5 1,5 => qp = = 2,5 MPa = 2500 KPa k 0.6x1 Qp = 2500. 0,78=1950 Qr = 0,45.1950+0,45.1883,1 = 1724,8(KN) Vậy Ptt= min{Qr, Pr}=min{14,49:1,7248)=1,7248MN=1724,8KN V.Tính toán và xác định số lượng cọc cho tháp Tính toán sức chịu tải tính toán của cọc Sức chịu tải tính toán của cọc đóng được lấy như sau: Ptt= min{Qr, Pr} * Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu: - Sức kháng dọc trục danh định: Pn= 0,85[0,85.f'c.(Ap-Ast) +fy.Ast]; MN Trong đó: f'c: Cường độ chiụ nén của BT cọc(Mpa); f'c=30Mpa . 2 2 Ap: Diện tích mũi cọc(mm ); Ap=785398,16 mm . 2 2 Ast: Diện tích cốt thép chủ (mm ); dùng 2220 : Ast = 6908mm fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa - Thay vào ta được: Pn= 0,85.[0,85.30.(785398,16-6908)+420.6908]=19,33MN - Sức kháng dọc trục tính toán: Pr= .Pn ; MN Với : Hệ số sức kháng mũi cọc,  = 0,75 Pr=0,75.19,33=14,49MN * Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền: - Sức kháng bề mặt danh định của cọc: N1 N2 Li Qs = Ks,c f a h f a h ; (N) (10.7.3.4.3c-1)  si si i  si si i i 1 8Di i 1 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 51
  52. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Trong đó: Ks,c: Các hệ số hiệu chỉnh: Kc cho các đất sét và Ks cho đất cát. Li:Chiều sâu đến điểm giữa khoảng chiều dài tại điểm xem xét(mm). D : Chiều rộng hoặc đường kính cọc xem xét (mm). fsi: Sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy từ CPT tại điểm xem xét (MPa). asi : Chu vi cọc tại điểm xem xét (mm). hi : Khoảng chiều dài tại điểm xem xét (mm). N1 : Số khoảng giữa mặt đất và điểm cách dười mặt đất 8D. N2 : Số khoảng điểm cách dưới mặt đất 8D và mũi cọc. BẢNG TÍNH SỨC KHÁNG BỀ MẶT DANH ĐỊNH CỦA CỌC. Tên lớp Số lớp Z/D Kc,s Li(mm) Li/8D fsi(Mpa) asi (mm) hi (mm) Qsi(N) 1.1 4 0.86 3345 0.42 0.036 3141 1310 180895.8 Cát hạt mịn 1.2 6 0.76 5000 0.62 0.04 3141 2000 309375.9 2.1 7 0.73 6500 0.81 0.042 3141 1000 174308.5 Á cát 2.2 9 0.56 8000 1 0.044 3141 2000 309577 3.1 10.69 0.53 9845 1.23 0.065 3141 1690 407801.4 3.2 12.69 0.5 11845 1.48 0.069 3141 2000 537487.9 3.3 14.69 0.46 13845 1.73 0.07 3141 2000 552225.5 3.4 16.69 0.46 15845 1.98 0.073 3141 2000 628629.7 3.5 18.69 0.46 17845 2.23 0.076 3141 2000 709368.5 3.6 20.69 0.46 19845 2.48 0.079 3141 2000 794441.8 Cát hạt thô 3.7 22.69 0.46 21845 2.73 0.081 3141 2000 873071.1 3.8 24.69 0.46 23845 2.98 0.084 3141 2000 966091.2 3.9 26.69 0.46 25845 3.23 0.087 3141 2000 1063446 3,10 28.69 0.46 27845 3.48 0.089 3141 2000 1152189 3.11 30.69 0.46 29845 3.73 0.093 3141 2000 1271159 3.12 32.69 0.46 31845 3.98 0.095 3141 2000 1367127 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 52
  53. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 3.13 34.69 0.46 33845 4.23 0.098 3141 2000 1481097 3.14 36.69 0.46 35845 4.48 0.01 3141 2000 158356.7 Qs= 12936649 Qr = φqp.Qp+φqsQs Trong đó : Qp : sức kháng mũi cọc (N) Qp = qp.Ap 2 Ap : diện tích mũi cọc (mm ) qp : sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) Qs : sức kháng thân cọc (N) φqp : hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc φqs : hệ số sức kháng đối với sức kháng than cọc Tra bảng 10.5.5-2 TC 272-05 có φqp= φqs= 0.45 1,5 qp = ; (MPa) k Trong đó: mm k = 1 : đối với Dp 500 . mm k = 0.6Dp : đối với Dp ≥ 500 . Dp = 1000 mm: Đường kính mũi cọc khoan. 1,5 1,5 => qp = = 2,5 MPa = 2500 KPa k 0.6x1 Qp = 2500. 0,78=1950 Qr = 0,45.1950+0,45.12936,6 = (KN) Vậy Ptt= min{Qr, Pr}=min{14,49:6,6989)=6,6989MN=6698,9 KN = 6698,9(KN) Vậy Ptt= min{Qr, Pr}=min{14,49:2,8214)=2,8214MN=6698,9KN VI.Tính toán áp lực tác dụng lên mố, trụ Để xác định áp lực lớn nhất tác dụng lên mố trụ ta sử dụng chương trình MIDAS/Civil6.3.0 để tính toán. VI.1.Các bước chính thực hiện trong chương trình: 1_Mô hình hóa kết cấu; 2_Khai báo vật liệu dùng cho kết cấu và các thuộc tính của vật liệu; 3_Khai báo các làn xe; 4_Khai báo các tải tải trọng theo 22TCN272-05 gồm xe tải thiết kế + tải trọng làn, xe 2 trục thiết kế + tải trọng làn; 5_Khai báo các lớp xe; Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 53
  54. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 6_Khai báo các trường hợp tải trọng di động; 7_Khai báo các trường hợp tải trọng di động và các hệ số tải trọng và hệ số xung kích; 8_Gán các trường hợp tải trọng cho kết cấu; 9_Khai báo các tổ hợp tải trọng; 10_Chạy chương trình và xuất ra các giá trị cần thiết. 1_Mô hình hóa kết cấu: Kết cấu cầu liên tục đúc hẫng được mô hình hóa trong chương trình gần giống như kết cấu thật bên ngoài thực tế. Dầm chủ là dầm hộp liên tục được mô hình là phần tử Beam. Mặt cắt ngang dầm chủ là loại 2 hộp 3 sườn, thành xiên; các thông số về mặt cắt ngang dầm chủ được thể hiện bên dưới Khai báo MCN dầm chủ. Do tháp cầu làm việc chủ yếu là chịu nén, uốn nên tháp cầu được mô hình là phần tử Beam. Mặt cắt ngang tháp là dạng hộp rỗng với kích thước được thể hiện hình Bên dưới. Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 54
  55. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Khai báo MCN tháp Dầm ngang tháp chủ yếu là chịu uốn nên được mô hình là phần tử Beam, kích thước dầm ngang đươc thể hiện ở hình bên dưới. Trong cầu dây văng nội lực xuất hiện trong dây văng chủ yếu là lực kéo do đó dây văng sẽ được khai báo là phần tử TENS-TRUSS, loại Cable. Cáp dây văng được dùng 3 loại khác nhau: Loại 91tao, loại 61tao, loại 37tao. Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 55
  56. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Khai báo MCN dây văng loại 91tao Mô hình kết cấu dưới dạng không gian. 2_Khai báo vật liệu dùng cho kết cấu và các thuộc tính của vật liệu: Vật liệu dùng cho kết cấu được khai báo trong hộp thoại MSS Brigde Wizard khi ta mô hình hóa kết cấu. Trong bước này ta chỉ khai báo các thuộc tính của vật liệu Khai báo các thuộc tính của vật liệu thay đổi theo thời gian: Model>Property> Time Depent Material(Creep/Shrinkage). Chương trình xuất hiện hôp thoại: Time Depent Material(Creep/Shrinkage). Nhấn nút Add để khai báo các thông số liên quan đến đặc trưng vật liệu thay đổi theo thời gian của bê tông: Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 56
  57. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Khai báo các thông số VL thay đổi theo thời gian. Kết quả khai báo VL thay đổi theo thời gian. Khai báo sự thay đổi của cường độ vật liệu theo thời gian: Model>Property> Time Depent Material(Comp,Strength). Chương trình xuất hiện hôp thoại Time Depent Material(Comp,Strength), kích nút Add Sau đó khai báo các thông số như hình bên dưới: Kết quả khai báo cường độ VL theo thời gian. Gán các thuộc tính phụ thuộc vào thời gian cho bê tông: Model>Property> Time Depent Material Link; việc gán được minh họa như hình bên dưới: Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 57
  58. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Gán các thuộc tính phụ thuộc vào thời gian cho VL. 3_Khai báo các làn xe: Việc khai báo tiêu chuẩn được thực hiện như sau: Gọi menu Load>Moving Load Analysis Data, trong giao diện Select Moving Load Code chọn ASSHTO LRFD. Khai báo các làn xe: Gọi menu Load>Moving Load Analysis Data>Traffic Lane, sau khi xuất hiện hộp thoại ta ấn nút Add để nhập các thông số liên quan như hình bên dưới Tên làn Độ lệch tâm (m) Làn 1 1,75 Làn 2 -1,75 Làn 3 4,5 Làn 4 -4,5 Khai báo các làn xe. Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 58
  59. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 4_Khai báo các tải tải trọng theo 22TCN272-05 gồm xe tải thiết kế + tải trọng làn, xe 2 trục thiết kế + tải trọng làn: Khai báo hai trường hợp hoạt tải theo ASSHTO LRFD: + HL-93TDM: Hoạt tải xe hai trục thiết kế và tải trọng làn. + HL-93 TRK: Hoạt tải xe tải thiết kế và tải trọng làn. . Khai báo các trường hợp của hoạt tải 5_Khai báo các lớp xe: Khai báo các lớp xe. 6_Khai báo các trường hợp tải trọng di động: Khai báo các trường hợp tải trọng di động. Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 59
  60. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 7_Khai báo các trường hợp tải trọng: Việc khai báo các trường hợp tải trọng được tiến hành như sau: Gọi menu Load>Static Load Cases => Chương trình xuất hiện hộp thoại Static Load Cases Do việc khai báo được tiến hành từ hộp thoại MSS Brigde Wizard nên chương trình tự động đưa các trường hợp tải trọng gồm: trọng lượng bản thân, tải trọng do căng kéo cáp, trọng lượng của bê tông tươi và tự động gán tương ứng với từng giai đoạn thi công . Do vậy, chỉ khai báo thêm tỉnh tải trong giai đoạn 2 gồm trọng lượng lớp phủ, trọng lượng lan can tay vịn, trọng lượng dải phân cách. Khai báo các trường hợp tải trọng. 8_Gán các trường hợp tải trọng cho kết cấu: Các loại tải trọng như: Trọng lượng bản thân, trọng lượng của BT tươi, lực căng kéo cáp chương trình sẽ tự động gán cho kết cấu; ở đây ta chỉ gán tỉnh tải trong giai đoạn 2 như: Trọng lượng các lớp phủ BMC, trọng lượng lan can tay vịn, trọng lượng dải phân cách. Việc gán được thực hiện như sau: Chọn các phần tử cần gán tải trọng, gọi menu Load>Element Beam Load => Xuất hiện hôp thoại; trong hộp thoại này ta khai báo các thông số cần thiết như hình bên dưới: Tỉnh tải các lớp phủ BMC được quy về một lực phân bố dọc suốt chiều dài dầm chủ, riêng tỉnh tải lan can tay vịn và tỉnh tải dải phân cách được quy về một lực phân bố và một mômen phân bố dọc suốt chiều dài dầm chủ. Sau khi khai báo xong nhấn nút Add để chấp nhận việc gán tải trọng. Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 60
  61. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Gán lực phân bố. Gán mômen phân bố. 9_Khai báo các tổ hợp tải trọng: Để chương trình tính ra các trường hợp bất lợi nhất của tải trọng ta phải khai báo các tổ hợp tải trọng; cách khai báo như sau: Gọi menu Load>Create load Cases Using Load Combination => Xuất hiện hộp thoại Load Combination; trong hộp thoại này ta khai báo các loại tổ hợp tải trọng: Khai báo các tổ hợp tải trọng. Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 61
  62. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường CÁC LOẠI TỔ HỢP ĐƯỢC KHAI BÁO TRONG CHƯƠNG TRÌNH S Tên Loại tổ Hệ số vượt Mô tả TT Tổ hợp hợp tải 1 Tổ hợp 1 Add Xe tải + tải trọng làn + người 1,75 2 Tổ hợp 2 Add Xe hai trục + tải trọng làn người 1,75 3 Tổ hợp 3 Envelope Max ( HOẠT TẢI) 1.75 4 Tổ hợp 4 Add Tổng tĩnh tải 1,25;1,5 5 Tổ hợp 5 Add Tổng tĩnh tải + max(hoạt tải) 1 10_Chạy chương trình và xuất ra các giá trị cần thiết: Giá trị phản lực lớn nhất tại các gối trong giai đoạn khai thác do tổ hợp 5 gây ra: 432 VII.Tính toán số cọc cho mố 0 VII. 1 Mố trái 5 2 P n tt 0 P 0 4 2092,9 0 0 .1,5 3 1724,8 1 0 0 = 1,8 cọc 4 0 Chọn 5 cọc 5 2 VII. 2 Mố phải 91 250 91 P n tt 432 P 0 2103,35 5 .1,5 2 1724,8 0 0 = 1,8 cọc 4 0 0 3 Chọn 5 cọc 1 0 0 VIII.Tính toán số cọc cho tháp 4 VIII. 1 Tháp 1 0 5 P 2 n tt P 91 250 91 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 62
  63. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 600 600 53042,6 .1,5 6 6 5 5 6698,9 2 2 0 0 5 5 = 11,8 cọc 3 3 0 0 Chọn 12 cọc 5 5 3 3 VIII. 2 Tháp 2 2 2 0 0 6 6 5 5 2 2 3 3 2 2 Ptt n 0 0 5 5 P 3 3 53035,9 .1,5 0 0 5 5 6698,9 3 3 6 6 5 5 = 11,8 cọc 2 2 150 300 150 150 300 150 Chọn 12 cọc IX Tính toán và kiểm tra kết cấu nhịp: Giá trị momen trong giai đoạn khai thác do tổ hợp 5 gây ra: + M max = 48568,9 KNm - M min = - 34206,6 KNm IX.1 Tính toán số bó cáp Cáp DƯL được sử dụng là loại theo tiêu chuẩn ASTM A416-270 (Normal) với các chỉ tiêu như sau: Loại Cáp DƯL 19 tao 15.2mm Diện tích 1 tao 140mm2 Diện tích 1 bó 2635.30mm2 Giới hạn bền fpu 1860 Mpa Giới hạn chảy fpy 1670 Mpa Môđun đàn hồi 197000 Mpa Ống ghen sử dụng là loại đường kính D = 100/107mm. Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 63
  64. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Công thức tính toán số bó cáp - Với bó chịu mô men âm: (Tại gối). T ' a T N'T y T ' e h truûc trung hoìa M d min y + Ứng suất thớ trên: N ' N ' e' M T T T min ftr 0 A Wtr Wtr ' M min ' MminA => NT => n b ' Wtr ' Wtr AeT fTK Abó eT A + Ứng suất thớ dưới: N ' N ' e' M T T T min fd 0 A Wd Wd M M A => N ' min => n' min T W b ' ' d AeT Wd fTK Abó eT A - Với bó chịu mô men dương: (Tại giữa nhịp). T y M truûc trung hoìa max h T e d y T NT a + Ứng suất thớ trên: N N e M T T T max ftr 0 A Wtr Wtr M max M max A => NT => nb Wtr AeT Wtr fTK Abó eT A + Ứng suất thớ dưới: Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 64
  65. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường N N e M T T T min fd 0 A Wd Wd M max M max A =>NT => nb Wd Wd AeT fTK Abó eT A Trong đó: ’ N T : Lực căng trong bó thép DƯL chịu mômen âm; N’T = n’b xfKTxAbó NT : Lực căng trong bó thép DƯL chịu mômen dương; NT = nbxfKTxAbó e’T, eT: Khoảng cách từ trục trung hoà đến trọng tâm bó thép DƯL. A: Diện tích tiết diện bêtông. M: Mômen do tải trọng tác dụng gây ra tại tiết diện tính toán. W: Mômen kháng uốn tiết diện. n’b, nb : Số bó cốt thép cần tính. fKT: Ứng suất cho phép khi căng kéo cốt thép; fKT = 0.8fpy = 1336 Mpa. 2 Abó: Diện tích một bó cáp; Abó =2635.30mm . Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm các bó cáp đến thớ ngoài cùng chịu kéo (nén) là a = 250mm. Kết quả tính đặc trưng hình học từ chương trình: Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 65
  66. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường BẢNG TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC Tiết diện h(m) A (m2) J (m4) yt(m) yd(m) Wt(m3) Wd(m3) Trên tháp 2,0 7,82 4,01 1,3 0,7 3,08 5,72 Giữa nhịp giữa 2,0 7,82 4,01 0,7 1,3 5,72 3,08 Giữa nhịp biên 2,0 7,82 4,01 0,7 1,3 5,72 3,08 BẢNG TÍNH TOÁN SỐ BÓ CÁP. Tiết diện Trên tháp Giữa nhịp Thớ Trên Dưới Trên Dưới Mmax/Mmin (KN.m) 34206,6 34206,6 48568,9 48568,9 A(m2) 7,82 7,82 7,82 7,82 Wtr/Wd (m3) 3,08 5,72 5,72 3,08 ytr/yd (m) 1,3 0,7 0,7 1,3 eT/e'T (m) 1,05 0,45 0,45 1,05 AxMmax/Mmin 267495,6 267495,6 379808,8 379808,8 fTKxAbó 3520,76 3520,76 3520,76 3520,76 nbo> nbo nbo< Số bó tính 11,51 34,5 9,5 43,3 Số bó chọn 12 10 1300 0 0 2 Dự kiến bố trí cốt thép mặt cắt trên tháp 1300 0 0 2 4x20 4x20 Dự kiến bố trí cốt thép mặt cắt giữa nhịp. Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 66
  67. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường IX.2 Tính duyệt theo TTGH cường độ: - Sức kháng uốn tính toán Mr được tính như sau Mr = ψ.Mn - Trong đó: Mn sức kháng uốn danh định Ψ hệ số sức kháng - Coi thớ dưới chỉ có cốt thép DUL chịu lực. Với mặt cắt hình chữ T thì quy đổi sức kháng danh định Mn được xác định như sau: (TCn 5.7.3.2.2.1) atd a a M n Aps. f ps. d p As. f y . ds A's. f 'y . d's 2 2 2 at h d f 0,85. f 'c1.1.hf .(b bw ). 2 2 - Với mặt cắt hình chữ nhật thì sức kháng danh định Mn được xác định như sau(TCN 5.7.3.2.3) atd a M n Aps. f ps. d As. f y. ds 2 2 - Trong công thức trên: Aps : diện tích cốt thép - Bỏ qua diện tích cốt thép thường : As = 0, A’s = 0 dp : khoảng cách từ thớ nén mép trên dầm liên hợp đến trọng tâm cốt thép DƯL b : bề rộng mặt cắt chịu nén của cấu kiện bw : bề dày bản bụng hf = chiều dày cánh nén β1 : hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất quy định trong điều 5.7.2.2 β1 = 0,85 – 0,05(f’c1 – 28 MPa)/7 MPa = 0,693 fpu cường độ chịu kéo quy định của thép = 1860 MPa fpy giới hạn chảy của thép DƯL fpy = 1581 MPa f Hệ số k : k 2. 1,04 py = 0,38 f pu c : khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hòa với giả thiết là thép DƯL của bó tao thép đã bị chảy dẻo (TCN 5.7.3.1.1) i = 0,4 A . f 0,85. . f ' .(b b ).h c ps pu 1 c1 w f f pu 0,85. f 'c1.1.bw k.Aps . d p atd = c.β1 : chiều dày của khối ứng suất tương đương Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 67
  68. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường fps : ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL với sức kháng uốn danh định tính theo TCN 5.7.3.1.1-1 c f f . 1 k. ps pu d p Để thiên về an toàn và đơn giản trong tính toán ta bỏ qua ảnh hưởng của cốt thép thường. Khi đó, ta có: a ' a hf Mn Apsfps dp 0.85fc b bw 1hf 2 2 2 Mặt cắt Trên tháp Giữa nhịp 2 Aps (m ) 0,03 0,02 fps (Mpa) 1787,3 1733,52 dp (m) 1,75 1,9 a (m) 0,12 0,23 f'c (Mpa) 50.00 50.00 b (m) 7,55 13 bw (m) 0,9 0,9  0.69 0.69 hf (m) 0,2 0,25 c (m) 0,18 0,34 k 0,38 0,38 fpu (Mpa) 1860,00 1860,00 fpy (MPa) 1581.00 1581,00 Mn (KN.m) 87447,17 122886,2 Kết quả kiểm toán Tiết diện Mn (KN.m) Mtt (KN.m) Kết luận Trên tháp 87447,17 34206,6 Đạt Giữa nhịp 122886,2 48568,9 Đạt Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 68
  69. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường X Tổng hợp khối lượng: ĐƠN KHỐI STT HẠNG MỤC VẬT LIỆU VỊ LƯỢNG BT KCN m3 1608.87 1 KCN CT THƯỜNG KN 3217.74 CT DƯL KN 1591.28 BT GCB m3 20.9 2 GỜ CHẮN BÁNH CT GCB KN 20.9 LAN CAN TAY BT LCTV m3 24.73 3 VỊN CT THƯỜNG KN 14.83 LỚP PHỦ+PHÒNG 4 LỚP PHỦ NƯỚC m3 88.74 LỚP TẠO DỐC m3 118.35 BT MỐ TRÁI m3 224.27 5 MỐ TRÁI CT MỐ TRÁI KN 224.38 BT MỐ PHẢI m3 224.27 6 MỐ PHẢI CT MỐ PHẢI KN 224.38 BT THÁP 1 m3 664.17 7 THÁP 1 CT THÁP 1 KN 1328.34 BT THÁP 2 m3 664.17 8 THÁP 2 CT THÁP 2 KN 1328.34 9 DÂY VĂNG THÉP CƯỜNG ĐỘ CAO KN 1070 CỌC KHOAN BT CỌC m3 719.42 10 NHỒI CT CỌC KN 719.42 BT m3 23.4 11 BẢN GIẢM TẢI CT KN 23.4 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 69
  70. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường XI. Tính khái toán phương án 2 : Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 70
  71. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Tổng dự toán xây dựng cảu phương án cầu dây văng Kí STT Hạng mục chính hiệu Cách tính Thành tiền 1 Chi phí trực tiếp T VL+NC+M + K 16142033.66 2 Chi phí vật liệu VL 10705495.86 3 Chi phí nhân công NC 2415710.51 4 Chi phí xe máy M 2782275.07 5 Chi phí trực tiếp khác K (VL+NC+M)*1.5% 238552.22 6 Chi phí chung C T*5.3% 855527.78 7 Thu nhập chịu thuế tính trước TL (T+C)*6% 1019853.69 8 Giá trị DT trước thuế Z T+C+TL 18017415.14 9 Thuế GTGT đầu ra VAT Z*10% 1801741.51 10 Chi phí xây dựng nhà tạm F Z*2% 360348.30 11 Giá trị DT sau thuế A Z+VAT+F 20179504.95 12 CHI PHÍ KHÁC CK CB+TH+KT 1575032.65 13 Chuẩn bị đầu tư CB K1+K2 110180.10 14 Chi phí khảo sát lập DA K1 A*0.5% 100897.52 15 Lập báo nghiên cứu khả thi K2 A*0.046% 9282.57 16 Thực hiện dầu tư TH K3+ +K10 1444852.55 17 Lập thiết kế K3 A*1.1% 221974.55 18 Thẩm định dự toán K4 A*0.06% 12107.70 19 Thẩm định Thiết kế KTTC K5 A*0.06% 12107.70 20 Lập hồ sơ mời thầu K6 A*0.385% 77691.09 21 Lựa chọn nhà thầu K7 A*0.08% 16143.60 22 Giám sát kỹ thuật K8 A*1% 201795.05 23 Quản lí công trình K9 A*4% 807180.20 24 Bảo hiểm công trình K10 A*0.475% 95852.65 25 Kết thúc xây dựng KT K11+K12 20000.00 26 Lập hồ sơ hoàn công K11 15000.00 27 Thẩm tra phê duyệt QT K12 5000.00 28 CHI PHÍ DỰ PHÒNG DP (A+CK)*10% 2175453.76 29 TỔNG DỰ TOÁN G A+CK+DP 23929991.36 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 71
  72. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Chương V: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU SUPER TEE I.Tính toán các hạng mục công trình. I.1 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp. Kết cấu nhịp : Gồm 3 nhịp liên tục có sơ đồ như sau : 5 x 40m = 200 (m). Mặt cắt ngang có cấu tạo như sau : 1/2 Mặt cắt tại gối trên trụ 1/2 Mặt cắt tại gối trên mố 1100 LÅÏP PHUÍ BT ATPHALT 0 15 LÅÏP PHOÌNG NÆÅÏC 1 0 LÅÏP TAÛO DÄÚC 1 0 3 5 9 350 350 20 20 25 5 150 25 25 150 3 50 5 1 6 1 5 10 2 8 8 0 8 50 5 12 7 10 1 5 5 2 1 26 6 1 2 2 70 100 100 100 100 100 0 5 5 100 220 220 220 220 110 7 540 5 7 300 Diện tích mặt cắt ngang dầm chủ giai đoạn khai thác + Tại đầu dầm A 0,16.2,2 0,08.2,16 (1,02 1,23).0,08 / 2 (1,02 0,7).1,59 / 2(m2 ) = 1,98 (m2) + Tại giữa dầm A1 0,16.2,2 0,05.2,16 2.0,68.0,03 2.(0,12 0,22).0,08 / 2 2.2.0,12.1,34 / 2 2.(0,12 0,37).0,05 / 2 (0,74 0,7).0,21/ 2(m2 ) = 1,02 (m2) Diện tích mặt cắt ngang dầm ngang A2 (0,97 1,18).0,07 / 2 (1,18 1,33).0,73 / 2(m2 ) = 0,99 (m2) Diện tích mặt cắt ngang dầm chủ giai đoạn trước khi đổ bản bê tong + Tại đầu dầm A3 = 1,98 – 0,16.2,2 = 1,63 (m2) + Tại giữa dầm Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 72
  73. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường A4 = 1,02 – 0,16.2,2 = 0,66 (m2) - Vậy khối lượng của một dầm chủ: DCd = DCd0 + DCd1 + DCd0 = γc.A3.Lđd.2 = 24.1,63.1,2.2 = 93,88 (KN) + DCd1 = γc.A4.Lgd = 24.0,66.37,6 = 595,58 (KN) DCd = 93,88 +595,58 = 689,46 (KN) - Tĩnh tải dầm chủ coi là tải trọng rải đều trên suốt chiều dài dầm 689,46 D C d c .= 17,23 (KN/m) 40 - Tĩnh tải bản mặt cầu: DCbmc= γc.Abmc = 24.0,16.2,2 = 8,44 (KN/m) - Tĩnh tải dầm ngang: (A2.Tdn).Nn DCdn = γc. Nb.L A2 = 0,99 (m2) Tdn = 0,8 m Nn : số lượng dầm ngang = 8 Nb : số lượng dầm chính = 5 0,99.0,8.8 DC = 24. = 0,76 (KN/m) dn 5.40 I.2 Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu I.2.1 Trọng lượng các lớp mặt cầu: - Lớp phủ (BTN) và lớp phòng nước dày 7,5cm:DW1=1/2. 0.075.11.23=9,48 (KN/m) - Lớp tạo dốc 2% 10cm: DW2 = 1/2. 0.1.11 .23= 12,65 (KN/m) Trọng lượng các lớp mặt cầu: DWmc = (9,48+12,65)= 22,13 (KN/m) I.2.2 Trọng lượng phần lan can, tay vịn, gờ chắn bánh xe:(xem hình vẽ) I.2.2.1 Trọng lượng phần lan can, tay vịn : Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 73
  74. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 0 200 1 0 1 0 3 0 0 1 1 1 5 3 25 5 1 - Cột lan can cách nhau 2,00m có kích thước 15x15 cm - Tay vịn:10x10 cm. - Bệ đáy cột lan can : 15x25x25 cm. Kết quả tính toán cột lan can, tay vịn cho toàn cầu: BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG LAN CAN TAY VỊN Thể Hàm lượng Trọng Lượng Trọng Lượng Stt Tên cấu kiện tích thép(KN/m3) Thép(KN) Bê Tông(KN) (m3) 1 Cột Lan Can 3,63 0.6 2,17 87,12 2 Tay Vịn 7,8 0.6 4,68 187,2 3 Bệ Đặt Cột 15 0.6 9 360 4 Tổng 26,43 15,85 634,32 634,32 DWlc+tv+bc= = 3,17 (KN/m) 200 I.2.2.1 Trọng lượng phần gờ chắn bánh 20 200 200 25 5 2 (2.2.2.50.0,25.(0,25 0,2)/2).24 DWgcb = =2,64 (KN/m) 200 I.3 Tổng cộng tĩnh tải tác dụng lên các dầm dọc chủ + Giai đoạn chưa liên hợp bản mặt cầu DCdc = 17,23 (KN/m) + Giai đoạn khai thác : đã đổ bản mặt cầu DCdckt = DCdc+DCbmc+DCdn+ DWlc+tv+bc+ DWgcb = 17,23+8,44+0,76+3,17+2,64=32,24 (KN/m) Khi tính áp lực cho trụ và mố DCdckt = 5.17,23+8,44+5.0,76+3,17+2,64=104,2 (KN/m) Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 74
  75. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường DWmc = 22,13 (KN/m) I.4 Tính toán khối lượng mố, trụ: I.4.1 Mố trái Mố trái là loại mố nặng chữ U cải tiến BTCT M300, mố trái có kích thước như hình vẽ: 600 1100 5 2 1 40 85 100 100 0 2 5 9 8 145 9 0 5 7 3 15 3 5 3 1000 0 364 5 1 90 0 5 105 0 0 0 0 0 40 1 1 1 0 BẢNG5 TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG MỐ TRÁI Thể tích Hàm lượng Trọng Lượng Trọng Lượng Stt Tên cấu kiện (m3) thép(KN/m3) Thép(KN) Bê Tông(KN) 1 Tường Cánh 22,31 1 22,31 535,44 2 Tường Đỉnh 9,9 1 9,9 237,6 3 Thân mố 51,87 1 51,87 1244,88 4 Bệ mố 60,06 1 60,06 1441,44 5 Đá Tảng 1,27 1.2 1,52 36,48 6 Tổng 145,41 145,66 3495,24 I.4.2 Mố phải Mố phải là loại mố nặng chữ U cải tiến BTCT M300, mố trái có kích thước như hình vẽ 0 0 5 1 2 2 100 100 8 0 3 5 3 8 0 2 3 2 1000 314 5 6 0 90 5 105 1 0 5 0 0 0 0 1 40 0 1 1 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 75
  76. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG MỐ PHẢI Thể tích Hàm lượng Trọng Lượng Trọng Lượng Stt Tên cấu kiện (m3) thép(KN/m3) Thép(KN) Bê Tông(KN) 1 Tường Cánh 15,22 1 15,22 365,28 2 Tường Đỉnh 9,9 1 9,9 237,6 3 Thân mố 40,58 1 40,58 973,92 4 Bệ mố 51,81 1 51,81 1243,44 5 Đá Tảng 1,27 1.2 1,52 36,48 6 Tổng 118,78 119,03 2856,72 I.4.3 Trụ 1 Trụ 1 có kích thước như hình vẽ 1080 100 100 5 5 7 180 7 5 0 7 3 5 300 15 15 7 480 0 150 8 7 60 60 75 75 0 270 5 630 1 0 5 1 BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG TRỤ 1 Thể tích Hàm lượng Trọng Lượng Trọng Lượng Stt Tên cấu kiện (m3) thép(KN/m3) Thép(KN) Bê Tông(KN) 1 Xà Mũ 24,19 1 24,19 580,56 2 Thân Trụ 52,39 1 52,39 1257,36 3 Bệ Móng 24,3 1 24,3 583,2 4 Đá Tảng 1,27 1.2 1,52 36,48 5 Tổng 102,15 102,4 2457,6 I.4.4 Trụ 2,3 Trụ 2,3 có kích thước như hình vẽ Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 76
  77. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 100 100 5 5 7 180 7 5 0 7 3 5 300 25 25 7 0 5 130 460 5 0 2 0 10 0 3 1 150 480 0 5 7 60 60 75 75 0 270 5 630 1 BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG 1 TRỤ Thể tích Hàm lượng Trọng Lượng Trọng Lượng Stt Tên cấu kiện (m3) thép(KN/m3) Thép(KN) Bê Tông(KN) 1 Xà Mũ 24,19 1 24,19 580,56 2 Thân Trụ 81,11 1 81,11 1946,64 3 Bệ Móng 24,3 1 24,3 583,2 4 Đá Tảng 1,27 1.2 1,52 36,48 5 Tổng 130,87 131,12 3146,88 I.4.5 Trụ 4 Trụ 4 co kích thước như hình vẽ 1080 100 100 5 5 7 180 7 5 0 7 3 5 300 15 15 7 480 0 150 0 6 60 60 75 75 0 270 5 630 1 0 5 1 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 77
  78. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG TRỤ 4 Thể tích Hàm lượng Trọng Lượng Trọng Lượng Stt Tên cấu kiện (m3) thép(KN/m3) Thép(KN) Bê Tông(KN) 1 Xà Mũ 24,19 1 24,19 580,56 2 Thân Trụ 62,39 1 62,39 1497,36 3 Bệ Móng 24,3 1 24,3 583,2 4 Đá Tảng 1,27 1.2 1,52 36,48 5 Tổng 112,15 112,4 2697,6 II Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố II.1 Tính toán sức chịu tải tính toán của cọc Sức chịu tải tính toán của cọc đóng được lấy như sau: Ptt= min{Qr, Pr} * Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu: - Sức kháng dọc trục danh định: Pn= 0,85[0,85.f'c.(Ap-Ast) +fy.Ast]; MN Trong đó: f'c: Cường độ chiụ nén của BT cọc(Mpa); f'c=30Mpa . 2 2 Ap: Diện tích mũi cọc(mm ); Ap=90000 mm . 2 2 Ast: Diện tích cốt thép chủ (mm ); dùng 416 : Ast = 804mm fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa - Thay vào ta được: Pn= 0,85.[0,85.30.(90000-804)+420.804]=2,22MN - Sức kháng dọc trục tính toán: Pr= .Pn ; MN Với : Hệ số sức kháng mũi cọc,  = 0,75 Pr=0,75.2,22=1,66MN * Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền: - Sức kháng bề mặt danh định của cọc: N1 N2 Li Qs = Ks,c f a h f a h ; (N) (10.7.3.4.3c-1)  si si i  si si i i 1 8Di i 1 Trong đó: Ks,c: Các hệ số hiệu chỉnh: Kc cho các đất sét và Ks cho đất cát. Li:Chiều sâu đến điểm giữa khoảng chiều dài tại điểm xem xét(mm). D : Chiều rộng hoặc đường kính cọc xem xét (mm). fsi: Sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy từ CPT tại điểm xem xét (MPa). asi : Chu vi cọc tại điểm xem xét (mm). Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 78
  79. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường hi : Khoảng chiều dài tại điểm xem xét (mm). N1 : Số khoảng giữa mặt đất và điểm cách dười mặt đất 8D. N2 : Số khoảng điểm cách dưới mặt đất 8D và mũi cọc. BẢNG TÍNH SỨC KHÁNG BỀ MẶT DANH ĐỊNH CỦA CỌC. Số asi hi Tên lớp lớp Z/D Kc,s Li(mm) Li/8D fsi(Mpa) (mm) (mm) Qsi(N) Cát hạt 1.1 13.3 0.53 3075 1.28 0.035 1200 1850 93892.68 mịn 1.2 20 0.43 4100 1.7 0.035 1200 2000 97524 2.1 25 0.43 6500 2.7 0.042 1200 1000 80186.4 Á cát 2.2 30 0.43 8000 3.33 0.044 1200 2000 196616.6 3.1 33.83 0.43 9580 3.99 0.065 1200 1150 192469.3 Cát hạt 3.2 40.5 0.43 11150 5.06 0.066 1200 2000 412758.7 thô 3.3 47.16 0.43 13150 5.48 0.069 1200 2000 461427.8 3.4 50.5 0.43 14150 5.89 0.07 1200 2000 497733.6 Qs = 2032609 Qr = φqp.Qp+φqsQs Trong đó : Qp : sức kháng mũi cọc (N) Qp = qp.Ap 2 Ap : diện tích mũi cọc (mm ) qp : sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) Qs : sức kháng thân cọc (N) φqp : hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc φqs : hệ số sức kháng đối với sức kháng than cọc Tra bảng 10.5.5-2 TC 272-05 có φqp= φqs= 0.45 Qp = qp.Ap Tra bảng C1 tr438 TCXD 205:1998 có qp=80(kPa)= Qp = 80.0,09=7,2 (KN) Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 79
  80. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Qr = 0,45.7,2+0,45.2032,61 = 917,2(KN) Vậy Ptt= min{Qr, Pr}=min{1,66:0.917)=0,917MN II.2 Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên bệ mố II.2.1 Xác định tải trọng tác dụng lên mố trái + Tĩnh tải - Tĩnh tải do giai đoạn 1 và 2 truyền xuống P1 = (γ1.DCdckt+γ2.DWmc).Ω -Trong đó: γ1 : hệ số tải trọng của trọng lượng bản thân, lan can tay vịn, gờ chắn bánh = 1,25 γ2 : hệ số tải trọng của các lớp mặt cầu = 1,5 Ω : diện tích dah của mố DCdckt, DWmc : đã giải thích ở phần tính khối lượng P1 = (1,25.104,2+1,5.22,13).Ω 3940 1 Ω = 19,7 P1 =(1,25.104,2+1,5.22,13).19,7 = 3219,8(KN) + Hoạt tải - Hoạt tải do PL + Xe tải + Tải trọng làn P2 = γ.2.Tn.PL.Ω + γ.m.n.(145.y1 + 145.y2 + 35.y3 ).(1+IM) + γ.m.n.9,3.Ω -Trong đó: γ : hệ số tải trọng = 1,75 Tn : bề rộng phần người đi bộ = 1,5m PL : tải trọng người đi = 3 KN/m2 m: hệ số làn xe . Hai làn xe thì m =1 n : số làn xe = 2 IM : lực xung kích = 25% Ω : diện tích dah của mố Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 80
  81. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 430 430 3940 8 9 7 , 8 , 0 1 0 Ω = 19,7 P2=1,75.2.1,5.3.19,7+1,75.1.2.(145.1+145.0,89+35.0,78).(1+0,25)+1,75.1.2.9,3.19,7 = 2269,91 (KN) - Hoạt tải do PL + Xe hai trục + Tải trọng làn P3 = γ.2.Tn.PL.Ω + γ.m.n.(110.y1 + 110.y2 ).(1+IM) + γ.m.n.9,3.Ω 120 3940 7 9 1 , 0 Ω = 19,7 P3=1,75.2.1,5.3.19,7+1,75.1.2.(110.1+110.0,97).(1+0,25)+1,75.1.2.9,3.19,7 = 1899,57 (KN) - Trọng lượng bản thân mố truyền xuống 5 7 1 P mố = 1,25.3495,24 0 5 1 = 4369,05 (KN) 0 5 1 0 - Vậy tổng tải trọng tác dụng lên mố trái 0 0 5 1 1 1 P = P1 + P2 + Pmố 0 5 1 = 3219,8 + 2269,9 + 4369,05 0 5 = 9858,8 (KN) 1 5 7 → Tính toán số cọc cho mố trái 1 92 9090 92 Số lượng cọc được xác định theo công thức P n tt . P 9858,8 n .1,4 15,05 917 Chọn 18 cọc II.2.2 Xác định tải trọng tác dụng lên mố phải + Tĩnh tải - Tĩnh tải do giai đoạn 1 và 2 truyền xuống P1 = (γ1.DCdckt+γ2.DWmc).Ω -Trong đó: γ1 : hệ số tải trọng của trọng lượng bản thân, lan can tay vịn, gờ chắn bánh = 1,25 γ2 : hệ số tải trọng của các lớp mặt cầu = 1,5 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 81
  82. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Ω : diện tích dah của mố DCdckt, DWmc : đã giải thích ở phần tính khối lượng P1 = (1,25.32,24+1,5.22,13).Ω 3940 Ω = 19,7 P1 =(1,25.104,2+1,5.22,13).19,7 = 3219,8(KN) + Hoạt tải - Hoạt tải do PL + Xe tải + Tải trọng làn P2 = γ.2.Tn.PL.Ω + γ.m.n.(145.y1 + 145.y2 + 35.y3 ).(1+IM) + γ.m.n.9,3.Ω -Trong đó: γ : hệ số tải trọng = 1,75 Tn : bề rộng phần người đi bộ = 1,5m PL : tải trọng người đi = 3 KN/m2 m: hệ số làn xe . Hai làn xe thì m =1 n : số làn xe = 2 IM : lực xung kích = 25% 430 430 Ω : diện tích dah của mố 3940 8 9 7 , 8 , 0 1 0 Ω = 19,7 P2=1,75.2.1,5.3.19,7+1,75.1.2.(145.1+145.0,89+35.0,78).(1+0,25)+1,75.1.2.9,3.19,7 = 2269,9(KN) - Hoạt tải do PL + Xe hai trục + Tải trọng làn P3 = γ.2.Tn.PL.Ω + γ.m.n.(110.y1 + 110.y2 ).(1+IM) + γ.m.n.9,3.Ω 120 3940 7 9 1 , 0 Ω = 19,7 P3=1,75.2.1,5.3.19,7+1,75.1.2.(110.1+110.0,97).(1+0,25)+1,75.1.2.9,3.19,7 = 1899,57 (KN) - Trọng lượng bản thân mố truyền xuống P mố = 1,25.2856,72 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 82
  83. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường = 3570,9 (KN) 314 - Vậy tổng tải trọng tác dụng lên mố phải 5 7 P = P1 + P2 + Pmố 1 0 5 = 3219,8 + 2269,9 + 3570,9 1 0 5 1 = 9060,6 (KN) 0 0 0 5 1 1 → Tính toán số cọc cho mố phải 1 0 5 1 Số lượng cọc được xác định theo công thức 0 5 Ptt 1 n . 5 P 7 1 9060,6 n .1,4 13,83 67 9090 67 917 Chọn 18 cọc III Tính toán và xác định số lượng cọc cho trụ III.1 Tính toán sức chịu tải tính toán của cọc Sức chịu tải tính toán của cọc đóng được lấy như sau: Ptt= min{Qr, Pr} * Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu: - Sức kháng dọc trục danh định: Pn= 0,85[0,85.f'c.(Ap-Ast) +fy.Ast]; MN Trong đó: f'c: Cường độ chụ nén của BT cọc(Mpa); f'c=30Mpa . 2 2 Ap: Diện tích mũi cọc(mm ); Ap=90000 mm . 2 2 Ast: Diện tích cốt thép chủ (mm ); dùng 416 : Ast = 804mm fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa - Thay vào ta được: Pn= 0,85.[0,85.30.(90000-804)+420.804]=2,22MN - Sức kháng dọc trục tính toán: Pr= .Pn ; MN Với : Hệ số sức kháng mũi cọc,  = 0,75 Pr=0,75.2,22=1,66MN * Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền: - Sức kháng bề mặt danh định của cọc: N1 N2 Li Qs = Ks,c f a h f a h ; (N) (10.7.3.4.3c-1)  si si i  si si i i 1 8Di i 1 Trong đó: Ks,c: Các hệ số hiệu chỉnh: Kc cho các đất sét và Ks cho đất cát. Li:Chiều sâu đến điểm giữa khoảng chiều dài tại điểm xem xét(mm). D : Chiều rộng hoặc đường kính cọc xem xét (mm). Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 83
  84. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường fsi: Sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy từ CPT tại điểm xem xét (MPa). asi : Chu vi cọc tại điểm xem xét (mm). hi : Khoảng chiều dài tại điểm xem xét (mm). N1 : Số khoảng giữa mặt đất và điểm cách dười mặt đất 8D. N2 : Số khoảng điểm cách dưới mặt đất 8D và mũi cọc. BẢNG TÍNH SỨC KHÁNG BỀ MẶT DANH ĐỊNH CỦA CỌC Số asi hi Tên lớp lớp Z/D Kc,s Li(mm) Li/8D fsi(Mpa) (mm) (mm) Qsi(N) Cát hạt 1.1 13.3 0.53 3000 1.25 0.035 1200 2000 100170 mịn 1.2 20 0.43 5000 2.08 0.04 1200 2000 127142.4 2.1 23.33 0.43 6500 2.7 0.042 1200 1000 80186.4 Á cát 2.2 30 0.43 8000 3.33 0.044 1200 2000 196616.6 3.1 33.33 0.43 9500 3.95 0.064 1200 1000 163468.8 Cát hạt 3.2 40 0.43 11000 4.58 0.065 1200 2000 374306.4 thô 3.3 46.66 0.43 13000 5.41 0.069 1200 2000 456443.3 3.4 53.33 0.43 15000 6.25 0.072 1200 2000 538704 Qs= 2037038 Qr = φqp.Qp+φqsQs Trong đó : Qp : sức kháng mũi cọc (N) Qp = qp.Ap 2 Ap : diện tích mũi cọc (mm ) qp : sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) Qs : sức kháng thân cọc (N) φqp : hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc φqs : hệ số sức kháng đối với sức kháng than cọc Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 84
  85. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Tra bảng 10.5.5-2 TC 272-05 có φqp= φqs= 0.45 Qp = qp.Ap Tra bảng C1 tr438 TCXD 205:1998 có qp=80(kPa) Qp = 80.0,09=7,2 Qr = 0,45.7,2+0,45.2037 = 920(MN) Vậy Ptt= min{Qr, Pr}=min{2,2:0,920)=0,920MN=920KN III.2 Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên bệ trụ III.2.1 Xác định tải trọng tác dụng lên trụ 1 + Tĩnh tải - Tĩnh tải do giai đoạn 1 và 2 truyền xuống P1 = (γ1.DCdckt+γ2.DWmc).Ω -Trong đó: γ1 : hệ số tải trọng của trọng lượng bản thân, lan can tay vịn, gờ chắn bánh = 1,25 γ2 : hệ số tải trọng của các lớp mặt cầu = 1,5 Ω : diện tích dah của trụ 1 DCdckt, DWmc : đã giải thích ở phần tính khối lượng P1 = (1,25.32,24+1,5.22,13).Ω 7880 Ω = 39,4 P1 = (1,25.104,2+1,5.22,13).39.4 = 6439,7 (KN) + Hoạt tải - Hoạt tải do PL + Xe tải + Tải trọng làn P2 = γ.2.Tn.PL.Ω + γ.m.n.(145.y1 + 145.y2 + 35.y3 ).(1+IM) + γ.m.n.9,3.Ω -Trong đó: γ : hệ số tải trọng = 1,75 Tn : bề rộng phần người đi bộ = 1,5m PL : tải trọng người đi = 3 KN/m2 m: hệ số làn xe . Hai làn xe thì m =1 n : số làn xe = 2 IM : lực xung kích = 25% Ω : diện tích dah của trụ 1 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 85
  86. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 430 430 7880 9 9 8 8 , , 1 0 0 Ω = 39,4 P2=1,75.2.1,5.3.39,4+1,75.1.2.(145.1+145.0,89+35.0,89).(1+0,25)+1,75.1.2.9,3.39,4 = 3238,27 (KN) - Hoạt tải do PL + Xe hai trục + Tải trọng làn P3 = γ.2.Tn.PL.Ω + γ.m.n.(110.y1 + 110.y2 ).(1+IM) + γ.m.n.9,3.Ω 120 7880 8 8 9 9 1 , , 0 0 Ω = 39,4 P3=1,75.2.1,5.3.39,4+1,75.1.2.(110.0,98+110.0,98).(1+0,25)+1,75.1.2.9,3.39,4 = 2846,27 (KN) - Trọng lượng bản thân trụ truyền xuống P trụ = 1,25.2457,6 = 3072 (KN) - Vậy tổng tải trọng tác dụng lên trụ 1 P = P1 + P2 + Ptrụ = 6439,7 + 3238,27 + 3072 = 12750 (KN) → Tính toán số cọc cho trụ 1 Số lượng cọc được xác định theo công thức 0 Ptt 9 n . 0 P 9 0 0 12750 9 3 n .1,4 19,4 0 6 920 9 0 Chọn 21 cọc 9 0 III.2.2 Xác định tải trọng tác dụng lên trụ 2,3 9 Tính toán tương tự như trụ 1 ta có kết quả sau 45 9090 0 45 3 Ptrụ = 1,25.3146,88 = 3933,6 KN - Vậy tổng tải trọng tác dụng lên trụ 1 P = P1 + P2 + Ptrụ = 6439,7 + 3238,27 + 3933,6 = 13611 (KN) Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 86
  87. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường → Tính toán số cọc cho trụ 1 Số lượng cọc được xác định theo công thức Ptt 0 n . 9 P 0 9 13611 0 0 n .1,4 20,7 9 3 920 0 6 9 Chọn 21 cọc 0 9 0 III.2.3 Xác định tải trọng tác dụng lên trụ 4 9 Tính toán tương tự như trụ 1 ta có kết quả sau 45 9090 0 45 Ptrụ = 1,25.2697,6 3 = 3372 KN - Vậy tổng tải trọng tác dụng lên trụ 1 P = P1 + P2 + Ptrụ 0 9 0 = 6439,7 + 3238,27 + 3372 9 0 0 9 = 13049,9 (KN) 3 0 6 → Tính toán số cọc cho trụ 1 9 0 9 Số lượng cọc được xác định theo công thức 0 P 9 n tt . P 45 9090 0 45 13049,9 3 n .1,4 19,8 920 Chọn 21 cọc IV Tính toán và kiểm tra kết cấu nhịp: IV.1 Tính toán hệ số phân bố tải trọng đối với dầm kế biên IV.1.1 Khi cầu có một làn xe thiết kế 0,35 0,25 S S.H g1 910 L2 Trong đó: g : hệ số phân bố tải trọng S : khoảng cach giữa các dầm chủ (mm) L : chiều dài dầm chủ (mm) H : chiều cao dầm (mm) 0,35 0,25 2200 2200.1750 g1 910 400002 g1 = 0,301 IV.1.2 Khi cầu có hai làn xe thiết kế 0,6 0,125 S S.H g2 1900 L2 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 87
  88. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 0,6 0,125 2200 2200.1750 g2 1900 400002 g2= 0,514 IV.1.3 Phương pháp đòn bẩy 0,6 m 1,8 m xe thiãút kãú âoaìn ngæåìi 3 m taíi troüng laìn y1 y2 y4 y3 y1 = 0,29 y4 = 0,5 y2 = 0,68 y3 = 0,91 - Với xe tải thiết kế gHL = mlàn.1/2.(y2+y4) = 0,59 - Với tải trọng làn Thiên về an toàn coi tải trọng làn theo phương ngang cầu là tải trọng tập trung glàn = 1,2.0,91 = 1,092 - Với tải trọng người gPL = 1/2.y1.0,65 = 0,09 IV.2 Xác định nội lưc tại giữa nhip Đường ảnh hưởng tại giữa nhịp 3940 5 8 , 9 Ω = 194,04 + Trường hợp 1: Tĩnh tải + PL + xe tải + tải trọng làn Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 88
  89. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 430 430 XE TAÍI TAÍI TROÜNG LAÌN 7 7 5 , , 8 7 7 , 9 Ω = 194,04 M1 = (γ1.DCdckt + γ2.DW).Ω + γ.gPL.PL.Ω + γ.gHL.(145.y1 +145.y2 +35.y3).(1 + IM) + γ.gLL.9,3.Ω -Trong đó: γ1 : hệ số tải trọng của trọng lượng bản thân, lan can tay vịn, gờ chắn bánh = 1,25 γ2 : hệ số tải trọng của các lớp mặt cầu = 1,5 Ω : diện tích dah momen giữa hịp của dầm DCdckt, DWmc : đã giải thích ở phần tính khối lượng γ : hệ số tải trọng = 1,75 gPL: hệ số phân bố tải trọng của đoàn người gHL: hệ số phân bố tải trọng của xe hai trục gLL : hệ số phân bố tải trọng của làn xe IM : lực xung kích = 25% y1, y2,y3 : tung độ của các trục xe lên đah M1 = (1,25.32,24 + 1,5.22,13).194,04 + 1,75.0,09.3.194,04 + 1,75.0,59.(145.7,7 +145.9,85 + 35.7,7).(1 + 0,25) + 1,75.1,092.9,3.194,04 = 20819,68 KNm + Trường hợp 2: Tĩnh tải + PL + xe hai trục + tải trọng làn 120 XE HAI TRUÛC TAÍI TROÜNG LAÌN 5 5 5 5 , , 9 9 Ω = 194,04 9,85 M = (γ1.DCdckt + γ2.DW).Ω + γ.gPL.PL.Ω + γ.gHL.(110.y1 +110.y2).(1 + IM)+ γ.gLL.9,3.Ω -Trong đó: γ1 : hệ số tải trọng của trọng lượng bản thân, lan can tay vịn, gờ chắn bánh = 1,25 γ2 : hệ số tải trọng của các lớp mặt cầu = 1,5 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 89
  90. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Ω : diện tích dah momen giữa hịp của dầm DCdckt, DWmc : đã giải thích ở phần tính khối lượng γ : hệ số tải trọng = 1,75 gPL: hệ số phân bố tải trọng của đoàn người gHL: hệ số phân bố tải trọng của xe hai trục gLL : hệ số phân bố tải trọng của làn xe IM : lực xung kích = 25% y1, y2, : tung độ của các trục xe lên đah M2 = (1,25.32,24 + 1,5.22,13).194,04 + 1,75.0,09.3.194,04 + 1,75.0,59.(110.9,55 +110.9,55).(1 + 0,25) + 1,75.1,092.9,3.194,04 M2 = 19899,14 KNm - Vậy ta chọn M1 để duyệt tiết diện V Tính toán và bố trí cốt thép: V.1 Tính toán diện tích cốt thép: - Dùng loại tao tự chùng thấp Dps = 15,2mm tiêu chuản ASTM A416M Grade 270 - Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn : fpu = 1860 MPa - Hệ số quy đổi ứng suất : Φ = 0,9 - Giới hạn chảy : fpy = 0,85.fpu = 0,85.1860 = 1581 MPa - Cường độ cho TTGH sử dụng : fpe = 0,85.fpy = 0,85.1581 = 1343 MPa 2 - Diện tích một tao cáp : Aps1 = 140 mm - Modun đàn hồi cáp : Ep = 197000 MPa - Bê tông dầm cấp : f’c1 = 50 MPa - Mô men tính toán : M = 20819,68 KNm - Ta có thể xác định diện tích cốt thép theo kinh nghiệm sau: M A u h: chiều cao dầm chủ ps .0,85. f .(0,9h) pu 2 110 Aps> 8361 (mm ) - Số tao cáp DUL cần thiết theo công thức trên là: 0 A 6 n ps cg A ps1 0 5 7 ncg = 60 bó 1 - Bố trí cốt thép DUL tại mặt cắt ngang dầm 0 V.2 Tính duyệt theo TTGH cường độ: 5 x 6 - Sức kháng uốn tính toán Mr được tính như sau 0 6x50 Mr = ψ.Mn 5 Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 90
  91. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường - Trong đó: Mn sức kháng uốn danh định Ψ hệ số sức kháng - Coi thớ dưới chỉ có cốt thép DUL chịu lực. Với mặt cắt hình chữ T thì quy đổi sức kháng danh định Mn được xác định như sau: (TCn 5.7.3.2.2.1) atd a a M n Aps. f ps. d p As. f y . ds A's. f 'y . d's 2 2 2 at h d f 0,85. f 'c1.1.hf .(b bw ). 2 2 - Với mặt cắt hình chữ nhật thì sức kháng danh định Mn được xác định như sau(TCN 5.7.3.2.3) atd a M n Aps. f ps. d As. f y. ds 2 2 - Trong công thức trên: 2 Aps = 8400 (mm ) - Bỏ qua diện tích cốt thép thường : As = 0, A’s = 0 dp : khoảng cách từ thớ nén mép trên dầm liên hợp đến trọng tâm cốt thép DƯL - Tọa độ trọng tâm cốt thép DƯL bầu dầm tại gối (tính đến đáy dầm) n  (y ps.nps ) 1 Cps n  nps 1 13.50 13.100 12.150 10.200 4.250 4.300 2.350 2.1690 C ps 60 = 200,5 mm = 20 cm dp = 175 – 20 +16 = 171 cm b : bề rộng mặt cắt chịu nén của cấu kiện : b = 2,16 m bw : bề dày bản bụng = 0,12 m hf = chiều dày cánh nén = 0,16 m β1 : hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất quy định trong điều 5.7.2.2 β1 = 0,85 – 0,05(f’c1 – 28 MPa)/7 MPa = 0,693 fpu cường độ chịu kéo quy định của thép = 1860 MPa fpy giới hạn chảy của thép DƯL fpy = 1581 MPa f Hệ số k : k 2. 1,04 py = 0,38 f pu c : khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hòa với giả thiết là thép DƯL của bó tao thép đã bị chảy dẻo (TCN 5.7.3.1.1) Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 91
  92. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường i = 0,4 Aps . f pu 0,85.1. f 'c1.(b bw ).h f c1 f pu 0,85. f 'c1.1.bw k.Aps . d p c1 = 0,85 Aps . f pu c2 f pu 0,85. f 'c1 .1 .b k.Aps . d p c2 = 0,25 i = 0,4 thì c = c1 nếu c1 > hf, trường hợp khác lấy c = c2 vậy c = c1 = 0,85 atd = c.β1 = 0,85.0,693 = 0,58 fps : ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL với sức kháng uốn danh định tính theo TCN 5.7.3.1.1-1 c f f . 1 k. ps pu d p fps = 1508,6 MPa - Thay các giá trị vào tao có Mn1 = 24204,8 Mr = ψ.Mn = 0,9.24204,8 = 21784,3 KNm > Mu = 20819,68 KNm Sinh viên thực hiện : Trần Thành Nhân – Lớp 02X3B Trang 92