Đồ án tốt nghiệp
Khoa xây dựng cầu đường
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN......................................................................................................................1
PHẦN I:................................................................................................................................2
THIẾT KẾ SƠ BÔÔ...............................................................................................................2
(30%).....................................................................................................................................2
CHƯƠNG I:.........................................................................................................................3
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU QUA SÔNG H6..............................................3
1.1. QUY HOẠCH TỔNG THỂ XÂY DỰNG PHÁT TRIỂN TỈNH BÌNH ĐỊNH:..........3
1.1.1. Vị trí địa lý chính trị
3
1.1.2. Dân số đất đai và định hướng phát triển
3
1.2. THỰC TRẠNG VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG :. . .3
1.2.1. Thực trạng giao thông
3
1.2.2. Xu hướng phát triển
3
1.3. NHU CẦU VẬN TẢI QUA SÔNG H6:........................................................................3
1.4. SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CẦU QUA SÔNG H6: ....................3
1.5. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN NƠI XÂY DỰNG CẦU :.....................................................4
1.6. CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT ĐỂ THIẾT KẾ CẦU VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU :.....5
CHƯƠNG II:.......................................................................................................................7
THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DƯL................................................7
2.1.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH:.............................7
2.2. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC BỘ PHẬN TRÊN CẦU :....................................8
2.3 .TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC TRONG BỆ MÓNG MỐ, TRỤ...............................9
2.4. TÍNH TOÁN CÁP DỰ ỨNG LỰC TRONG DẦM CHỦ..........................................12
2.5. KIỂM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ................................13
2.6. BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG PHƯƠNG ÁN I:..............................................16
CHƯƠNG III:....................................................................................................................18
THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT TIẾT DIỆN SUPER-T..............18
3.1.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH:...........................18
3.2. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC BỘ PHẬN TRÊN CẦU :..................................19
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
Trang 1
Đồ án tốt nghiệp
Khoa xây dựng cầu đường
3.3 .TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC TRONG BỆ MÓNG MỐ, TRỤ.............................20
3.4. TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA DẦM CHỦ TẠI MẶT CẮT
GIỮA NHỊP:......................................................................................................................22
3.5. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CỦA DẦM CHỦ TẠI MẶT CẮT GIỮA NHỊP:..................23
3.6. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC:...........................................30
3.7. KIỂM TOÁN TIẾT DIỆN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠNG CƯỜNG ĐỘ I:......31
3.8. BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU:......................................................31
CHƯƠNG IV:.........................................................................................................................
THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DÀN THÉP.............................................................................33
4.1.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH:...........................33
4.2. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC BỘ PHẬN TRÊN CẦU :...................................34
4.3 .TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC TRONG BỆ MÓNG MỐ, TRỤ.............................35
4.4 .TÍNH TOÁN KIỂM TRA TIẾT DIỆN THANH DÀN:.............................................36
4.5. BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU:......................................................40
CHƯƠNG V:..........................................................................................................................
SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN.....................................................................................42
5.1. CƠ SỞ ĐỂ CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐƯA VÀO THIẾT KẾ KỸ THUẬT:.................42
5.2. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN THEO GIÁ THÀNH DỰ TOÁN:...........................42
5.3. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN THEO ĐI ỀU KI ỆN THI C ÔNG CH Ế T ẠO:.....42
5.4. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN THEO ĐI ỀU KI ỆN KHAI TH ÁC SỬ DỤNG:. .43
5.5. K ẾT LU ẬN:.............................................................................................................44
PHẦN II:.................................................................................................................................
THIẾT KẾ KỸ THUẬT...................................................................................................45
(45%)...................................................................................................................................46
CHƯƠNG VI:....................................................................................................................46
TÍNH TOÁN DẦM THEO PHƯƠNG NGANG CẦU..................................................46
6.1. CẤU TẠO DẦM:.......................................................................................................46
6.2. NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN:...................................................................................46
6.3. TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG DẦM:...................................................................46
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
Trang 2
Đồ án tốt nghiệp
Khoa xây dựng cầu đường
6.4. THIẾT KẾ CỐT THÉP TẠI CÁC TIẾT DIÊÊN:..........................................................51
6.5. KIỂM TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA TIẾT DIÊ ÊN.......................................55
CHƯƠNG VII:.......................................................................................................................
THIẾT KẾ DẦM THEO PHƯƠNG DỌC CẦU...........................................................57
7.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO:.............................................................................................57
7.2. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG VÀ HỆ SỐ TẢI TRỌNG:...............................................58
7.3. CÁC NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN VÀ CÁC GIAI ĐOẠN THI CÔNG:................60
7.4. KẾT CẤU NHỊP TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG :..............................................65
7.5. KẾT CẤU NHỊP TRONG GIAI ĐOẠN KHAI THÁC SỬ DỤNG...........................67
7.6. MẤT MÁT ỨNG SUẤT:...........................................................................................69
7.7. KIỂM TRA CÁC TIẾT DIỆN TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG THEO TTGH
CƯỜNG ĐỘ I :...................................................................................................................70
7.8. KIỂM TOÁN CÁC TIẾT DIỆN TRONG GIAI ĐOẠN KHAI THÁC – SỬ DỤNG
THEO TTGHCĐI :............................................................................................................75
7.9. KIỂM TRA CÁC TIẾT DIỆN TRONG GIAI ĐOẠN KHAI THÁC- SỬ DỤNG
THEO TTGHSD:............................................................................................................86
CHƯƠNG VIII:.....................................................................................................................
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ SỐ 1...............................................................................88
8.1. GIỚI THIÊÊU CHUNG................................................................................................88
8.2. KẾT CẤU PHẦN TRÊN............................................................................................88
8.3. SỐ LIÊÊU TRỤ............................................................................................................88
8.4. CÁC TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ...............................................................89
8.5. TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÁC MĂÊT CẮT......................................95
8.6. KIỂM TOÁN MĂÊT CẮT ĐỈNH MÓNG....................................................................96
8.7. KIỂM TOÁN MĂÊT CẮT ĐÁY MÓNG...................................................................101
PHẦN III................................................................................................................................
THIẾT KẾ KỸ THUẬT THI CÔNG..................................................................................
(25%).................................................................................................................................110
CHƯƠNG IX:..................................................................................................................111
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
Trang 3
Đồ án tốt nghiệp
Khoa xây dựng cầu đường
THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ T1...................................................................................111
9.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA TRỤ T1:.....................................................................111
9.2. SƠ LƯỢC VỀ ĐẶC ĐIỂM NƠI XÂY DỰNG CẦU:..............................................111
9.3. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THI CÔNG TRỤ T1:.....................................................112
9.4. TRÌNH TỤ THI CHUNG CÔNG TRỤ T1:..............................................................112
9.5. CÁC CÔNG TÁC CHÍNH TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG TRỤ:....................112
9.6. THI CÔNG BỆ CỌC, THÂN TRỤ:.........................................................................120
CHƯƠNG X:..........................................................................................................................
THIẾT KẾ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP..........................................................................
10.1. SƠ LƯỢC VỀ ĐẶC ĐIỂM XÂY DỰNG CẦU:...................................................131
10.2. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG:............131
10.3. XÁC ĐỊNH TRÌNH TỰ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP :.......................................132
10.4. MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ VẬT LIỆU:.....................................................................136
10.5. NGUYÊN LÝ CẤU TẠO VÀ CHỌN LOẠI XE ĐÚC.........................................136
10.6. AN TOÀN LAO ĐỘNG:........................................................................................139
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................140
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
Trang 4
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
M8/07, 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.
Được sự hướng dẫn kịp thời và nhiệt tình của thầy giáo Th.S Đỗ Viê Êt Hải đến nay
em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao. Tuy nhiên do thời gian có hạn, 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 kính gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo ThS. Đỗ
Viê Êt Hải đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này.
Đà nẵng, ngày 03 tháng 06 năm 2009
Trần Tuấn Hiê Ôp
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
Trang 5
Đồ án tốt nghiệp
Khoa xây dựng cầu đường
PHẦN I:
THIẾT KẾ SƠ BỘ
(30%)
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
Trang 6
Đồ án tốt nghiệp
Khoa xây dựng cầu đường
CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU QUA SÔNG H6
1.1. QUY HOẠCH TỔNG THỂ XÂY DỰNG PHÁT TRIỂN TỈNH BÌNH ĐỊNH:
1.1.1. Vị trí địa lý chính trị :
Cầu qua sông H6 thuộc địa phận tỉnh Bình Định. Công trình cầu H6 nằm trên tuyến
đường nối trung tâm thị xã với một vùng có nhiều tìm năng trong chiến lược phát triển
kinh tế của tỉnh, tuyến đường này là một trong những cửa ngõ quan trọng nối liền hai
trung tâm kinh tế, chính trị.
Khu vực xây dựng cầu là vùng đồng bằng, bờ sông rộng và bằng phẳng, dân cư tương đối
đông. Cầu nằm trên tuyến đường chiến lược được làm trong thời kỳ chiến tranh nên tiêu
chuẩn kỹ thuật thấp, không thống nhất. Mạng lưới giao thông trong khu vực còn rất kém.
1.1.2. Dân số đất đai và định hướng phát triển :
Công trình cầu nằm cách trung tâm thị xã 3 km nên dân cư ở đây sinh sống tăng nhiều
trong một vài năm gần đây, mật độ dân số tương đối cao, phân bố dân cư đồng đều. Dân
cư sống bằng nhiều nghề nghiệp rất đa dạng như buôn bán, kinh doanh các dịch vụ du
lịch. Bên cạnh đó có một phần nhỏ sống nhờ vào nông nghiệp.
Vùng này có cửa biển đẹp, là một nơi lý tưởng thu hút khách tham quan nên lượng xe
phục vụ du lịch rất lớn. Mặt khác trong vài năm tới nơi đây sẽ trở thành một khu công
nghiệp tận dụng vận chuyển bằng đường thủy và những tiềm năng sẵn có ở đây.
1.2. THỰC TRẠNG VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG :
1.2.1. Thực trạng giao thông :
Một là cầu qua sông H6 đã được xây dựng từ rất lâu dưới tác động của môi trường, do đó
nó không thể đáp ứng được các yêu cầu cho giao thông với lưu lượng xe cộ ngày càng tăng.
Hai là tuyến đường hai bên cầu đã được nâng cấp, do đó lưu lượng xe chạy qua cầu bị
hạn chế đáng kể.
1.2.2. Xu hướng phát triển :
Trong chiến lược phát triển kinh tế của tỉnh vấn đề đặt ra đầu tiên là xây dựng một cơ
sở hạ tầng vững chắc trong đó ưu tiên hàng đầu cho hệ thống giao thông.
1.3. NHU CẦU VẬN TẢI QUA SÔNG H6:
Theo định hướng phát triển kinh tế của tỉnh thì trong một vài năm tới lưu lượng xe
chạy qua vùng này sẽ tăng đáng kể.
1.4. SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CẦU QUA SÔNG H6 :
Qua quy hoạch tổng thể xây dựng và phát triển của tỉnh và nhu cầu vận tải qua sông
H6 nên việc xây dựng cầu mới là cần thiết. Cầu mới sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông
ngày càng cao của địa phương. Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho các ngành kinh tế phát
triển đặc biệt là ngành dịch vụ du lịch.
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
Trang 7
Đồ án tốt nghiệp
Khoa xây dựng cầu đường
Cầu H6 nằm trên tuyến quy hoạch mạng lưới giao thông quan trọng của tỉnh Bình
Định. Nó là cửa ngõ, là mạch máu giao thông quan trọng giữa trung tâm thị xã và vùng
kinh tế mới, góp phần vào việc giao lưu và phát triển kinh tế, văn hóa xã hội của tỉnh.
Về kinh tế: phục vụ vận tải sản phẩm hàng hóa, nguyên vật liệu, vật tư qua lại giữa hai
khu vực, là nơi giao thông hàng hóa trong tỉnh.Việc cần thiết phải xây dựng cầu mới là
cần thiết và cấp bách nằm trong quy hoạch phát triển kinh tế chung của tỉnh.
1.5. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN NƠI XÂY DỰNG CẦU :
1.5.1. Địa hình :
Khu vực xây dựng cầu nằm trong vùng đồng bằng, hai bên bờ sông tương đối bằng
phẳng rất thuận tiện cho việc vận chuyển vật liệu, máy móc thi công cũng như việc tổ
chức xây dựng cầu.
1.5.2. Khí hậu :
Khu vực xây dựng cầu có khí hậu nhiệt đới gió mùa. Thời tiết phân chia rõ rệt theo
mùa, lượng mưa tập trung từ tháng 9 đến tháng 1 năm sau. Ngoài ra ở đây còn chịu ảnh
hưởng trực tiếp của gió mùa đông bắc vào những tháng mưa, độ ẩm ở đây tương đối cao
do gần cửa biển.
1.5.3. Thủy văn :
Các số liệu đo đạc thủy văn cho thấy chế độ thủy văn ở khu vực này ổn định, mực
nước chênh lệch giữa hai mùa: mùa mưa và mùa khô là tương đối lớn, sau nhiều năm
khảo sát đo đạc ta xác định được:
MNCN: 8,5m.
MNTT: 4,0m
MNTN: 2,0m
1.5.4. Địa chất :
Trong quá trình khảo sát đã tiến hành khoan thăm dò địa chất và xác định được các lớp
địa chất như sau:
Lớp 1: Cát mịn dày 2m.
Lớp 2: Cát hạt thô dày 5m.
Lớp 3: Cát pha dày vô cùng.
Với địa chất khu vực như trên, xây dựng cầu ta dùng móng cọc khoan nhồi khoan
xuống dưới lớp cuối cùng là lớp á cát và tính toán như cọc ma sát.
1.5.5. Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu :
Vật liệu đá: vật liệu đá được khai thác tại mỏ gần khu vực xây dựng cầu. Đá được vận
chuyển đến vị trí thi công bằng đường bộ một cách thuận tiện. Đá ở đây đảm bảo cường
độ và kích cỡ để phục vụ tốt cho việc xây dựng cầu.
Vật liệu cát: cát dùng để xây dựng được khai thác gần vị trí thi công, đảm bảo độ sạch,
cường độ và số lượng.
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
Trang 8
Đồ án tốt nghiệp
Khoa xây dựng cầu đường
Vật liệu thép: sử dụng các loại thép trong nước như thép Thái Nguyên,… hoặc các loại
thép liên doanh như thép Việt-Nhật, Việt-Úc…Nguồn thép được lấy tại các đại lý lớn ở
các khu vực lân cận.
Xi mămg: 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 vậy, vấn đề cung cấp xi măng cho các công trình xây
dựng rất thuận lợi, luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu cầu công trình đặt ra.
Thiết bị và công nghệ thi công: để hòa nhập với sự phát triển của xã hội cũng như sự
cạnh tranh theo cơ chế thị trường thời mở cửa, các công ty xây dựng công trình giao
thông đều mạnh dạn cơ giới hóa thi công, trang bị cho mình máy móc thiết bị và công
nghệ thi công hiện đại nhất đáp ứng các yêu cầu xây dựng công trình cầu.
Nhân lực và máy móc thi công: hiện nay trong tỉnh có nhiều công ty xây dựng cầu
đường có kinh nghiệm trong thi công. Về biên chế tổ chức thi công các đội xây dựng cầu
khá hoàn chỉnh và đồng bộ. Cán bộ có trình độ tổ chức và quản lí, nắm vững về kỹ thuật,
công nhân có tay nghề cao, có ý thức trách nhiệm cao. Các đội thi công được trang bị
máy móc thiết bị tương đối đầy đủ. Nhìn chung về vật liệu xây dựng, nhân lực, máy móc
thiết bị thi công, tình hình an ninh tại địa phương khá thuận lợi cho việc thi công đảm bảo
tiến độ đã đề ra.
1.6. CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT ĐỂ THIẾT KẾ CẦU VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU :
1.6.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật :
Việc tính toán và thiết kế cầu dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật sau:
- Quy mô xây dựng: vĩnh cửu.
- Tải trọng: đoàn xe 0,65HL-93 và đoàn người 4 MPa.
- Khổ cầu B= 9,25+ 2 1,25(m)
- Khẩu độ cầu: 270(m).
- Độ dốc dọc : 2%.
- Độ dốc ngang : 2%.
- Sông thông thuyền cấp: cấp IV.
1.6.2 Giải pháp kết cấu :
1.6.2.1 Kết cấu mố trụ:
+ Kết cấu mố: Mố được thiết kế bằng BTCT có f’c=30Mpa.
+ Kết cấu trụ: Dùng kết cấu trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30Mpa.
1.6.2.2 Kết cấu nhịp:
Từ các chỉ tiêu kỹ thuật, điều kiện địa chất, điều kiện thủy văn, khí hậu, căn cứ vào
khẩu độ cầu,… như trên ta có thể đề xuất các loại kết cấu như sau:
Phương án 1: cầu dầm liên tục BTCT ƯST 3 nhịp: 80+120+80=280m
Phương án 2: cầu BTCT ƯST dầm Super T 7 nhịp: 6@38+42= 270m
Phương án 3: cầu dàn thép 5 nhịp: 5 @ 55=275m
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
Trang 9
Đồ án tốt nghiệp
Khoa xây dựng cầu đường
Phương án 1: cầu dầm liên tục BTCT ƯST 80+120+80m
Khẩu độ cầu :
L
80 120 80 2 * 2 2 * 1,05 273,9m
TK
0
L
TK
0
L0
L0
100%
Vậy đạt yêu cầu.
273,9 270
270
100% 1,44% 5%
Phương án 2: cầu dầm BTCT ứng suất trước 6@38m + 42m:
Khẩu độ cầu :
L
TK
0
L
TK
6 * 38 42 0,85 * 2 1,4 * 6 259,9m
0
L0
L0
100%
Vậy đạt yêu cầu.
259,9 270
270
100% 3,74% 5%
Phương án 3: cầu dàn thép 5 nhịp 55m.
Khẩu độ cầu :
L
TK
0
L
TK
5 * 55 1,4 * 4 1,05 * 2 267,3m
0
L0
L0
100%
267,3 270
270
100% 1% 5%
Vậy đạt yêu cầu.
Các chi tiết hơn về kết cấu nhịp, mố, trụ xin xem trong phụ lục.
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
Trang 10
Đồ án tốt nghiệp
Khoa xây dựng cầu đường
CHƯƠNG II:
THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DƯL
2.1.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH:
2.1.1. Thiết kế tiết diê Ôn hô Ôp dầm:xem phụ lục.
2.1.2. Tính toán khối lượng kết cấu nhịp:
Kết cấu nhịp: gồm 3 nhịp liên tục có sơ đồ như sau : 80 + 120 + 80 = 280m.
Sử dụng kết cấu dầm hộp bêtông cốt thép, dạng thành xiên, bêtông dầm có cường độ 28
ngày f’c (mẫu hình trụ): 50 Mpa, cốt thép DƯL dùng loại tao có đường kính 15,2mm.
Cấu tạo mặt cắt ngang cầu (xem phụ lục)
Bảng 2.1: Bảng tính toán khối lượng các đốt dầm :
Đốt
K0
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
K9
K10
K11
K12
K13
14
15
Mặt
cắt
S1
S2
S2
S3
S3
S4
S4
S5
S5
S6
S6
S7
S7
S8
S8
S9
S9
S10
S10
S11
S11
S12
S12
S13
S13
S14
S14
S15
S15
S16
S16
S17
yd(m)
Yt(m)
A(m²)
6.80
6.23
6.23
5.88
5.88
5.55
5.55
5.24
5.24
4.95
4.95
4.67
4.67
4.38
4.38
4.12
4.12
3.89
3.89
3.68
3.68
3.50
3.50
3.33
3.33
3.19
3.19
3.09
3.09
3.03
3.03
3.00
5.80
5.33
5.33
5.04
5.04
4.76
4.76
4.50
4.50
4.26
4.26
4.04
4.04
3.80
3.80
3.58
3.58
3.38
3.38
3.21
3.21
3.06
3.06
2.92
2.92
2.81
2.81
2.73
2.73
2.67
2.67
2.65
16.71
15.16
15.16
14.24
14.24
13.40
13.40
12.65
12.65
11.97
11.97
11.35
11.35
10.72
10.72
10.16
10.16
9.68
9.68
9.27
9.27
8.92
8.92
8.60
8.60
8.35
8.35
8.17
8.17
8.06
8.06
8.01
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
CD tính
toán(m)
Thể tích
đốt(m³)
KL
đốt(KN)
4.5
71.690
1,792.242
3
44.092
1,102.293
3
41.462
1,036.550
3
39.077
976.915
3
36.919
922.983
3
34.975
874.376
3.5
38.618
965.445
3.5
36.534
913.358
3.5
34.722
868.053
3.5
33.161
829.034
3.5
31.834
795.858
4
35.042
876.062
4
33.898
847.461
4
33.041
826.026
4
32.456
811.409
4
32.135
803.367
Trang 11
Đồ án tốt nghiệp
Khoa xây dựng cầu đường
Tổng
15,241.433
Vậy tổng khối lượng toàn bộ kết cấu nhịp là:
DCtb= 15241,433 x 4 + 8,01 x 2 x 3 x 25 + 19,59 x 1,5 x 2 x 25 + 39,54 x 2 x 3 x 25
+ 8,01 x 2 x 17,5 x 25
=78553,232 (KN)
Trọng lượng bản thân dầm chủ trên một mét dài cầu là:
DCdc = 78553,232 /260 = 302,128 (KN/m).
2.1.3. Tính toán khối lượng mố:
Mố là loại mố chữ U BTCT M300, 2 mố có kích thước giống nhau (xem phụ lục)
Kết quả tính toán chi tiết xem trong phụ lục.
Thể tích bê tông của 1 mố:
Vbt 211,749( m 3 )
Trọng lượng bê tông của 1 mố:
DCbt1m 211,749 25 5293,725( KN )
2.1.4. Tính khối lượng trụ:
Trụ T1 và trụ T2 có kích thước giống nhau (xem phụ lục)
+ Thể tích bê tông 1 trụ:
Vtr 385,278( m 3 )
Trọng lượng bê tông 1 trụ :
DC tr 385,278 25 9631,95( KN )
2.2. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC BỘ PHẬN TRÊN CẦU :
2.2.1. Trọng lượng các lớp mặt cầu:
DWMC = 19,82(KN/m).
2.2.2. Trọng lượng phần lan can, tay vịn:
Tính toán xem trong phụ lục
Kết quả: DWLCTV = (175+102,1+2800)/280 = 10,99(KN/m).
Tổng tĩnh tải giai đoạn 2:
DW = DWMC +DWLCTV = 30,81(KN/m)
2.3 .TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC TRONG BỆ MÓNG MỐ, TRỤ.
2.3.1. Xác định sức chịu tải tính toán của cọc:
Sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi 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.fc.(Ap-Ast) +fy.Ast] (MN)
Trong đó:
fc: Cường độ chụ nén của BT cọc(Mpa); fc=30Mpa.
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
Trang 12
Đồ án tốt nghiệp
Khoa xây dựng cầu đường
2
2
Ap: Diện tích mũi cọc(mm ); AP =1767145 mm .
Ast: Diện tích cốt thép chủ (mm2); dùng 2020 : Ast = 6283mm2
fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa
Thay vào ta được:
Pn= 0,85[0,85.30.(1767145-6283)+420.6283]=40410KN
- S ức kháng dọc trục tính toán:
Pr = .Pn; MN
Với : Hệ số sức kháng mũi cọc, = 0,75 (TCN-5.5.4.2)
Pr =0,75.40410=30307,28KN
* Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền:
- Tính dựa trên thí nghiê m hiê n trường ( phương pháp hiê Ên trường):
TCN 10.8.3.4.
Ê
Ê
- Sức kháng tính toán của các cọc QR có thể tính như sau:
QR = .Qn = qp.Qp + qs.Qs
Kết quả tính toán được thể hiê n chi tiết trong phụ lục.
Ê
QR = 13388,62 KN.
- Sức chịu tải tính toán của cọc:
Ptt= min{QR, Pr}=min{13,388; 14,347}= 13,388MN.
2.3.2. Tính toán áp lực tác dụng lên mố, trụ:
Để xác định phản lực lớn nhất tại đáy bệ mố, bệ trụ ta sử dụng chương trình Midas Civil
- Các bước chính thực hiện trong chương trình (xem trong phụ lục)
- Các trường hợp tải và hệ số tải trọng kèm theo theo TTGH cường độ:
Bảng 2.2: Các hệ số tải trọng tính toán.
STT Trường hợp Tải trọng
1
DC
2
DW
3
HL93-TDM
4
HL93-2TDM
5
6
7
HL93-TRK
HL93-2TRK
Doan nguoi
Mô tả
Tỉnh tải giai đoạn 1
Tỉnh tải giai đoạn 2
Hoạt tải xe 2 trục và tải trọng làn
Hoạt tải 2 xe 2 trục và tải trọng
làn
Hoạt tải xe tải và tải trọng làn
Hoạt tải 2 xe tải và tải trọng làn
Tải trọng người
Hệ số tải trọng
1,25
1,5
1,75
1,75
1,75
1,75
1,75
Các tổ hợp tải trọng được khai báo trong chương trình:
Bảng 2.3: Bảng khai báo các trường hợp tải trọng.
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
Trang 13
Đồ án tốt nghiệp
STT
Tên tổ hợp
Khoa xây dựng cầu đường
Mô tả
Kiểu
Công thức
Hoạt tải xe tải, tải trọng làn cộng
tác dụng với tải trọng người
ADD
1,75(HL93-TRK+ Doan
nguoi)
1
TRK_max_2lane
2
2TRK_max_2 lane
Hoạt tải 2 xe tải, tải trọng làn cộng
tác dụng với tải trọng người
ADD
1,75(0,9HL93-2TRK +
Doan nguoi)
3
TDM_max_2 lane
Hoạt tải xe 2 trục,tải trọng làn cộng
tác dụng với tải trọng người
ADD
1,75(HL93-TDM +
Doan nguoi)
4
TRK_max_3lane
Hoạt tải xe tải, tải trọng làn
ADD
1,75(HL93-TRK)
5
2TRK_max_3 lane
Hoạt tải 2 xe tải, tải trọng làn
ADD
1,75(0,9HL93)
6
TDM_max_3 lane
ADD
7
Moving_max
Hoạt tải xe 2 trục,tải trọng làn
Lấy giá trị bất lợi của TRK_ max
và TDM_max
1,75(HL93)
Max(TRK_max,
TDM_max)
8
Tinh_max
9
Tinh+Moving_max
10
Baomomen
ENVE
Cộng tác dụng của Tỉnh tải GĐ1
và tỉnh tải GĐ2
ADD
(1,25DC+
1, 5DW)
Cộng tác dụng của Tỉnh tải và hoạt
tải (Tinh_max, Moving_max)
ADD
Hoatmax+Tinhmax
ENVE
Max( Moving_max,
Tinh_max,Tinh+
Moving_max)
Lấy giá trị bất lợi nhất trong 3
tổhợp(Moving_max,Tinh_max,
Tinh+ Moving_max)
Ghi chú: Hệ số xung kích được khai báo cùng với lúc khai báo tải trọng xe hai trục và tải
trọng xe tải: IM = 25%
- Sau khi khai báo đầy đủ các thông số như Làn xe, Loại xe, Lớp xe, các trường hợp tải
trọng và các tổ hợp tải trọng, chương trình sẽ tự động vẽ các ĐAH và các phản lực gối,
xếp xe lên các ĐAH sao cho gây ra hiệu ứng bất lợi nhất đúng theo yêu cầu của qui trình
thiết kế cầu AASHTO-LRFD 1998 (22TCN272-05).
Khai thác kết quả:
Sau khi mô phỏng sơ đồ kết cấu và gắn các tải trọng tác dụng lên cầu. Tiến hành phân
tích ta được kết quả như sau: Trong tiêu chuẩn 272-05 qui định: riêng đối với trường hợp
đặt tải để tính mômen âm (các điểm uốn ngược chiều khi có tải trọng rải đều trên nhịp)
và phản lực lên gối trụ (của dầm liên lục) thì qui định dùng 2 xe tải thiết kế đặt cách
nhau 15m, khoảng cách hai trục sau lấy thống nhất bằng 4,3m. Hiệu ứng của 2 xe tải
thiết kế lấy bằng 90% kết hợp với hiệu ứng của 90% tải trọng làn thiết kế. Chú ý rằng
không chỉ dẫn dùng xe 2 trục thiết kế cho trường hợp này
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
Trang 14
Đồ án tốt nghiệp
Khoa xây dựng cầu đường
Hình 2.1: Kết quả phản lực tại đỉnh mố và trụ.
2.3.3. Tính toán số lượng cọc trong bệ móng mố, trụ cầu:
2.3.3.1. Tính toán số lượng cọc:
Công thức tính toán : n .
Trong đó :
Ap
Ptt
n: là số lượng cọc tính toán.
: hệ số kể đến độ lệch tâm của tải trọng, = 1,6.
Ptt : Sức chịu tải tính toán của cọc.
AP : Tổng tải trọng tác dụng lên cọc tính đến đáy bệ móng.
Bảng 2.4: Bảng tính toán cọc tại mố và trụ
STT Cấu kiện Ap(KN)
Ptt(KN) n(cọc) chọn(cọc)
1
Mố M1
18132,07 13388,62 2,17
5
2
Trụ T1 66079,579 13388,62 7,90
8
3
Trụ T2 66079,579 13388,62 7,90
8
4
Mố M2
18132,07 13388,62 2,17
5
125
300
125
2.3.3.2. Sơ đồ bố trí cọc:
188
450
450
188
1275
Hình 2.2: Sơ đồ bố trí cọc tại mố.
400
400
400
150
150
700
400
150
150
1500
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
Trang 15
Đồ án tốt nghiệp
Khoa xây dựng cầu đường
Hình 2.3: Sơ đồ bố trí cọc tại trụ.
2.4. TÍNH TOÁN CÁP DỰ ỨNG LỰC TRONG DẦM CHỦ.
2.4.1. Xác định sơ đồ tính:
Do đặc điểm công nghệ thi công hẫng , tiết diện sẽ làm việc theo 2 giai đoạn khác nhau:
+ Giai đoạn 1 : Dầm làm việc như 1 dầm mút thừa tĩnh định.
+ Giai đoạn 2 : Dầm liên tục 3 nhịp.
Sơ đồ tính:
28000
8000
12000
8000
Hình 2.4: Sơ đồ tính toán cáp dự ứng lực.
Khi thi công theo công nghệ hẫng ta xem kết cấu làm việc trong giai đoạn đàn hồi và áp
dụng nguyên lý cộng tác dụng. Từ đó tổng hợp nội lực trong giai đoạn thi công và khai
thác rồi lấy giá trị Mmax , Mmin để tính toán bố trí cốt thép trong cả hai giai đoạn.
2.4.2. Tải trọng tác dụng:
- Trọng lượng bản thân của các đốt dầm.(DC)
- Hoạt tải thi công và thiết bị phụ (CLL): 4,48.10-4MPa.B = 5,712(KN/m)
- Trọng lượng xe đúc + ván khuôn:
+ Xe đúc:
400(KN)
+ Ván khuôn:
300(KN)
Tổng trọng lượng xe đúc + ván khuôn: PXĐ+VK = 700(KN)
- Tĩnh tải giai đoạn 2: DW = 30,81 KN/m
- Hoạt tải: 0,65HL-93, đoàn người tiêu chuẩn qn= 5KN/m.
- Hệ số tải trọng lấy bằng (chỉ xét trong giai đoạn thi công)
+ 1,25: cho trọng lượng bản thân dầm.
+ 1,5: cho các thiết bị và cho các tác động xung kích.
2.4.3. Sơ đồ bố trí các nhóm cáp:
Nhóm 1
Nhóm 2
Nhóm 3
Nhóm 2
Hình 2.5: Sơ đồ bố trí các nhóm cáp.
- Nhóm 1 ứng với mômen (-) của tiết diện trên trụ.
- Nhóm 2 ứng với mômen (+) của nhịp biên.
- Nhóm 3 ứng với mômen (+) của tiết diện giữa nhịp.
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
Trang 16
Đồ án tốt nghiệp
Khoa xây dựng cầu đường
2.4.4. Tính toán nội lực dầm chủ:
Giá trị momen uốn lớn nhất do tỉnh tải và hoạt tải gây ra trong dầm chủ ở các tiết diện:
Vị trí
Max(KNm)
Min(KNm)
Giữa nhịp giữa
144062,801
Giữa nhịp biên
100822,47
Trụ 1
-610667
Trụ 2
-610667
Tính toán chi tiết xem trong phụ lục.
2.4.5. Tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt ngang:
Đại
Mặt tai trụ
lượng
6,8
H
39,892
A
159,031
I
2,897
Yt
3,902
Yd
54,895
Wt
10,756
Wd
2.4.6. Tính toán số bó cáp:
Sử dụng cáp DƯL với các đặc trưng sau:
Mặt cắt giữa
nhip
3
9,08
11,94
1,21
1,789
9,867
6,674
Đơn vị
m
m2
m4
m
m
m3
m3
Loại Cáp DƯL
22 tao 15.2 mm
Diện tích 1 tao
140 mm2
Diện tích 1 bó
3080 mm2
1860 Mpa
Giới hạn bền fpu
1674 Mpa
Giới hạn chảy fpy
Môdun đàn hồi
197000 Mpa
Bảng 2.5:Bảng tính toán số bó cáp tại trụ và giữa nhịp.
Tiết diện
Trên trụ Giữa nhịp giữa Nhịp biên
Trên
610667
Dưới
144062,801
Dưới
100822,47
eT, e'T(m)
A (m2)
fkt (kN/m2)
A'bo (mm2)
Wtr (m3)
Wd (m3)
Số bó tính
Số bó chọn
2,647
39,892
1116000
3080
54,895
1,639
9,08
1116000
3080
1,639
9,08
1116000
3080
6,674
≥ 17,65
18
6,674
≥ 12,35
14
≥ 44,16
46
638
30 30
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
140
145
20
20
6x20
7x20
1.5
Thớ
Mmin(max)(KN.m)
Trang 17
Đồ án tốt nghiệp
Khoa xây dựng cầu đường
Hình 2.6: Bố trí cáp hẫngDƯL chịu momen âm.
166
Nhịp giữa
35
20
100
15
5x20
302
166
Nhịp biên
35
20
100
15
4x20
302
Hình 2.7: Bố trí cáp DƯL tại tiết diện giữa nhịp giữa và biên chịu momen dương.
2.5. KIỂM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ.
Dầm chủ có mặt cắt ngang dạng hộp do đó để tính toán ta quy đổi tiết diện hộp về
tiết diện tiết diện chữ I lệch và sử dụng các công thức kiểm toán như đối với tiết diện chữ
T trong quy trình.
2.5.1.Qui đổi tiết diện.
60
20
1275
140
153
145
150
150
140
50
50
300
145
153
166
35
100
302
302
35
1275
588
227
38
300
100
302
302
604
Hình 1.2.25:Qui đổi tiết diện tại giữa nhịp
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
Trang 18
Đồ án tốt nghiệp
Khoa xây dựng cầu đường
1275
145
145
140
100
669
140
458
427
100
680
123
440
1275
440
Hình 2.8: Qui đổi tiết diện tại trụ.
2.5.2.Kiểm toán tiết diện.
Công thức kiểm toán:
Mmax Mr = Mn
(Điều 5.7.3.2.1-1)
2.5.2.1. Tiết diện tại gối:
Aps = 46.3080 = 141680mm2
dp = 6800-250 = 6550mm
b = 4400mm
hf = 1000mm
bW = 4270mm
Sức kháng uốn danh định tiết diện chữ I:
1332,75
12
3
M n 141680 1701,1 6550
1,423025.10 ( MPa.mm )
2
Sức kháng uốn tính toán:
Mr = .Mn = 1423025 ( KN.m ) > Mu = 610667 ( KN.m )
Vậy kiểm toán đạt yêu cầu.
Kết quả chi tiết xin xem trong phụ lục.
2.5.2.2. Tiết diện ở giữa nhịp:
Aps = 18.3080 = 55440 mm2
dp = 3000-150 = 2850mm
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
Trang 19
Đồ án tốt nghiệp
Khoa xây dựng cầu đường
b = 12750mm
hf = 350mm
bW = 1000mm
Sức kháng uốn danh định tiết diện chữ I:
185,3
11
3
M n 55440 1811,13 2850
2,86165.10 ( MPa.mm )
2
Sức kháng uốn tính toán:
Mr = .Mn = 286165 ( KN.m ) > Mu = 144062,801 ( KN.m ).
Vậy kiểm toán đạt yêu cầu.
Kết quả chi tiết xin xem trong phụ lục.
2.6. BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG PHƯƠNG ÁN I:
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
TT
I
1
2
3
4
5
II
1
2
3
III
1
2
KẾT CẤU
Nhịp
Mố
Trụ
Cọc K-Nhồi
Bản Giảm Tải
LC-TV
Bệ đỡ LC-TV
Lớp Phủ MC
HẠNG MỤC VẬT LIỆU
BT Kết Cấu Nhip
Cốt Thép Thường
Thép Cường Độ Cao
Bê Tông Mố M300
Đá Hộc Xây Vữa M100
Cốt Thép Thường
Bê Tông Trụ
Cốt Thép Trụ
Bê Tông Cọc M300
Cốt Thép Cọc
Bê Tông
Cốt Thép
Thép
Bê Tông
Cốt Thép
BT Nhựa
Lớp Phòng Nước
ĐƠN VỊ
m3
T
bó
m3
m3
T
m3
T
m3
T
m3
T
T
m3
T
m3
T
TỔNG DỰ TOÁN XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN I
Hạng mục công trình
Đơn vị Khối lượng
Đơn giá(đ)
Phần trên KC nhịp
BTN chặt dày 5cm
100m2
37.96 8,960,704.47
Ống thép
Tấn
1.82 23,092,300.39
BT M300Bệ đỡ lan can
m3
21.03 1,063,774.56
CT Bệ đỡ lan can
Tấn
2.11 20,167,218.98
3
Đá vỉa BT M300
m
0.00 1,063,774.56
Kết cấu nhịp
BT Kết cấu nhịpM500
m3
3142.13 1,942,904.55
CT thường nhịp
Tấn
628.43 21,993,096.26
CT cường độ cao
Tấn
188.53 36,031,837.22
Mố
Bêtông mố M300
m3
423.50
955,942.68
ĐÁ hộc xây vữa
m3
67.94
444,069.37
SVTH: Trần Tuấn Hiêp - Lớp 04X3D
ê
KHỐI LƯỢNG
3142.129
628.426
46, 18, 14
423.498
67.94
42.350
770.556
77.056
2756.747
275.674
16.20
1.62
1.82
10.527
1.053
246.750
45.92
Thành tiền(đ)
447,037,711.32
340,162,127.36
42,027,986.72
22,375,434.06
42,472,163.18
26,718,891,072.38
6,104,856,725.83
13,821,033,507.88
6,793,000,838.67
1,305,982,778.21
404,839,811.36
30,170,073.18
Trang 20
- Xem thêm -