thiết kế cầu mỹ luông - tấn mỹ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (8.53 MB, 256 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM
KHOA XÂY DỰNG
HỆ ĐÀO TẠO: CHÍNH QUI
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG
THUYẾT MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KỸ SƯ XÂY DỰNG
ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ CẦU
MỸ LUÔNG – TẤN MỸ
GVHD: DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN
LỚP : CẦU ĐƯỜNG 06
TP.HỒ CHÍ MINH 01/2011
L
L
Ơ
Ơ
Ø
Ø
I
I
C
C
A
A
Û
Û
M
M
Ơ
Ơ
N
N
Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự nỗ lực và học hỏi, và cũng là sự đánh giá
và tổng kết những kiến thức đã được học tập và nghiên cứu trong khoảng thời gian
hơn 4 năm ở trường đại học. Trong thời gian làm đồ án này, em đã được sự giúp đỡ
của các giảng viên trong bộ môn Cầu-Đường, đặc biệt là sự giúp đỡ của cô Dương
Kim Anh và thầy Nguyễn Văn Thiện, em đã hoàn thành nhiệm vụ của mình, thực
hiện xong đồ án thiết kế tốt nghiệp.
Vì trình độ còn hạn chế nên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất
mong được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy, cô.
Em xin chân thành cảm ơn.
HCM, ngày 08 tháng 01 năm 2011
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Đinh Vinh Mẫn
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
KHOA XÂY DỰNG
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD CẦU ĐƯỜNG
Họ và tên SV: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN
Lớp: 06DXC1
Hệ đào tạo: Đại học
Tên đề tài tốt nghiệp: THIẾT KẾ CẦU MỸ LUÔNG – TẤN MỸ
Thời gian thực hiện: 15 tuần.
- Ngày nhận đề tài: 27/09/2010
- Ngày nộp đề tài: 08/01/2011
1./ Số liệu thiết kế, chủ yếu để thiết kế:
- Cầu vượt song được thiết kế mới, xây vónh cửu
- Tần suất tính toán P = 1%
- Tải trọng thiết kế: HL93, người 3 kPa.
- Sông có khổ thông thuyền: B = 30m, H = 7m
- Cầu nằm trên đường thẳng
- Cầu đặt vuông góc với dòng chảy
- Khổ cầu: 10.5 m x 360 m
- Tiêu chuẩn: Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05
2./ Nội dung yêu cầu tính toán của thiết kế tốt nghiệp:
- Thiết kế 2 phương án sơ bộ.
- So sánh và lựa chọn phương án phù hợp nhất.
- Thiết kế dầm chính.
- Thiết kế bản mặt cầu.
- Thiết kế mố và trụ cầu.
- Thiết kế nền móng mố và trụ cầu.
- Thiết kế tổ chức thi công.
Ngày tháng 01 năm 2011
Chủ nhiệm ngành xây dựng Cầu đường GV hướng dẫn
TS: Nguyễn Quốc Hùng Ths. Dương Kim Anh
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS. DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN
MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn
Nhiệm vụ đồ án
Mục lục
PHẦN I: THIẾT KẾ CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
1.1/ Nhiệm vụ thiết kế 2
1.2/ Đặc điểm công trình 2
PHẦN II: THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN CẦU
PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ I: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DƯL 10
I./ Giới thiệu về công nghệ thi công theo phương pháp đúc hang cân bằng 10
II./ Giới thiệu chung về phương án 11
III./ Tính toán kết cấu nhòp 12
IV./ Tính toán thiết kế mố cầu 19
V./ Tính toán trụ cầu 29
PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ II: CẦU DẦM SUPER Tee 36
I./ Giới thiệu về công nghệ dầm super Tee 36
II./ Giới thiệu chung về phương án 36
III./ Tính toán kết cấu nhòp 37
IV./ Tính toán thiết kế mố cầu 39
V./ Tính toán trụ cầu 49
SO SÁNH 2 PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ 57
PHẦN III: THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT
Chương I: TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG CÁC GIA ĐOẠN
I./ Xác đònh tónh tải 60
II./ Tính toán hoạt tải 61
III./ Tính toán nội lực tác dụng lean kết cấu nhòp 62
Chương II: TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP
I./ Tính lượng cốt thép trong giai đoạn thi công 89
II./ Tính toán và bố trí cốt thép DƯL trong giai đoạn khai thác 95
Chương III: KIỂM TOÁN KẾT CẤU NHỊP
I./ Kiểm toán giai đoạn thi công 101
II./ Kiểm toán giai đoạn sử dụng 114
Chương IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU
I./ Thiết kế cấu tạo bản mặt cầu 129
II./ Tính toán nội lực 130
III./ Tính toán cốt thép và kiểm toán 134
Chương V: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MỐ CẦU
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS. DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN
I./ Kích thước hình học của kết cấu 137
II./ Xác đònh tải trọng tác dụng lên mố 139
III./ Tổng hợp tải trọng tại các mặt cắt 145
IV./ Tính toán và bố trí cốt thép tại các mặt cắt 150
Chương VI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦU
I./ Giới thiệu chung 173
II./ Kích thước hình học của trụ 173
III./ Tính toán các tải trọng tác dụng đỉnh bệ và đáy bệ 175
IV./ Kiểm toán các mặt cắt theo các trạng thái giới hạn 186
Chương VII: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NỀN MÓNG TRỤ CẦU
I./ Số liệu chung 192
II./ Kiểm toán theo trạng thái giới hạn I 192
III./ Kiểm toán theo trạng thái giới hạn II 203
Chương VIII: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NỀN MÓNG MỐ CẦU
I./ Số liệu chung 209
II./ Kiểm toán theo trạng thái giới hạn I 209
PHẦN IV: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG
Chương I: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG
I./ Thi công mố cầu 224
II./ Thi công trụ cầu 226
III./ Thi công kết cấu nhòp 228
Chương II: TÍNH TOÁN KẾT CẤU PHỤC VỤ THI CÔNG
I./ Tính toán mở rộng trụ 242
II./ Tính toán thanh neo đỉnh trụ 245
III./ Tính toán bê tông bòt đáy và vòng vây cọc ván thép 246
Tài liệu tham khảo 250
Phụ lục
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS.DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 1
PHẦN I:
THIẾT KẾ CÁC PHƯƠNG ÁN
SƠ BỘ
* PHƯƠNG ÁN I : CẦU LIÊN TỤC BTCT.
* PHƯƠNG ÁN II : CẦU SUPER TEE.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS.DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 2
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
1.1/ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
Cầu vượt song được thiết kế mới, xây vónh cửu
Tần suất tính toán P = 1%
Tải trọng thiết kế: HL93, người 3 kPa.
Sông có khổ thông thuyền: B = 30m, H = 7m
Cầu nằm trên đường thẳng. Cầu đặt vuông góc với dòng chảy
Khổ cầu: 10.5 m x 360 m
Tiêu chuẩn: Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05
1.2/ ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH:
Tên công trình: Xây dựng cầu Mỹ Luông-Tấn Mỹ
Đòa điểm: Huyện Chợ Mới- Tỉnh An Giang
Chủ đầu tư: Công ty TNHH C.N.C
Phạm vi nghiên cứu:
- Cầu Mỹ Luông-Tấn Mỹ, Huyện Chợ Mới-Tỉnh An Giang.
- Điểm đầu dự án: giao với đường Tỉnh lộ 942, bờ phía Mỹ Luông.
- Điểm cuối dự án: giao với đường liên xã Tấn Mỹ và Bình Phước Xuân, bờ
phía Tấn Mỹ.
- Tổng chiều dài khoảng 597.5m.
Các văn bản pháp lý:
- Căn cứ Luật Xây dựng được Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghóa Việt
Nam thông qua ngày 26/11/ 2003.
- Nghò đònh 16/2005/NĐ-CP ngày 07/2/2005 của Chính phủ về Qui chế Quản lý
đầu tư và Xây dựng.
- Nghò đònh 112/2006/NĐ-CP ngày 29/9/2006 của Chính phủ về sữa đổi, bổ
sung một số điều của Nghò đònh số 16/2005/NĐ-CP về quản lý dự án đầu tư xây
dựng công trình;
- Nghò đònh 209/2004/NĐ-CP ngày 16/12/2004 của Chính phủ về Quản lý chất
lượng công trình xây dựng;
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS.DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 3
Nguồn tài liệu sử dụng:
- Qui hoạch chung Huyện Chợ Mới-Tỉnh An Giang.
- Tài liệu khảo sát khí tượng thuỷ văn do Trung tậm dự báo khí tượng thuỷ
văn An Giang cung cấp tháng 8 năm 2008.
- Tài liệu khảo sát đòa hình công trình do công ty Tư Vấn Thiết Kế B.R thực
hiện năm 2010.
- Tài liệu khảo sát đòa chất công trình do công ty Tư Vấn Thiết Kế B.R thực
hiện năm 2008.
Khung tiêu chuẩn :
Khảo sát:
- Qui trình khảo sát đường ôtô 22TCN263-2000.
- Qui trình đo vẽ đòa hình 99 TCN 43-90.
- Qui trình khoan thăm dò đòa chất công trình 22TCN 259-2000
Thiết kế:
- Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054 – 05.
- Quy trình TC-NT mặt đường cấp phối đá dăm 22 TCN – 252 – 98.
- Quy trình thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa 22 TCN – 249 – 98.
- Quy trình thiết kế áo đường mềm 20 TCN 211 – 93.
- Điều lệ báo hiệu đường bộ 22 TCN 237 – 01.
- Quy phạm thiết kế cầu 22 TCN 272 – 05.
- Tính toán dòng chảy lũ 22 TCN 220 – 95.
- Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc TCXD 205 : 1998.
- Kết cấu bê tông và BTCT lắp ghép TCVN 4452-87.
- Kết cấu và BTCT toàn khối, quy phạm thi công và nghiệm thu TCVN 4453
1995.
1.2.1/ ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG.
Điều kiện tự nhiên:
Đòa hình:
Đòa hình khu vực xây dưng tương đối cao (khoảng +3.5m) so với khu vực
(khoảng +1.0 ~ +2.0m). Khu vực dự án tập trung dân cư khá đông đúc chủ yếu là
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS.DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 4
nhà cấp 4, đặc biệt là bờ Mỹ Luông; bờ Tấn Mỹ nhà cửa thưa hơn xen lẫn vườn cây
ăn trái.
Nhìn chung, mặt bằng khu vực tương đối thuận lợi cho việc giả phóng mặt bằng
và tổ chức xây dựng. Có thể sử dụng hệ thống đường thuỷ để tập kết vật liệu, thiết
bò đến công trường.
Đòa chất:
Qua điều tra và khoan thăm dò đòa chất khu vực cầu. thì đòa tầng vò trí xây dựng
cầu có cấu trúc từ trên xuống dưới như sau:
+ Lớp 1: SÉT, trạng thái chảy, màu xám nâu. Lớp này xuất hiện ở các lỗ
khoan BH1-BH6-BH7. Bề dày lớp thay đổi từ 1.6m (BH6) đến 6.4m (BH1). Chỉ tiêu
cơ lý của lớp 1 như sau:
- Thanh phần hạt P (%)
+ Hàm lượng hạt sỏi sạn : 0.7
+ Hàm lượng hạt cát : 37.8
+ Hàm lượng hạt bột : 35.1
+ Hàm lượng hạt sét : 26.4
- Độ ẩm W (%) : 45.3
- Dung trọng tự nhiên (g/cm
3
) : 1.65
- Khối lượng riêng G
S
(g/cm
3
) : 2.69
- Giới hạn chảy W
L
(%) : 40.0
- Giới hạn dẻo W
P
(%) : 19.2
- Chỉ số dẻo I
P
(%) : 20.8
- Góc ma sát trong φ : 9
o
29’
- Lực dính C (kG/cm
2
) : 0.12
+ Lớp 2: CÁT BỘT, hạt nhỏ, trạng thái rời rạc, màu xám nâu. Lớp này xuất hiện ở
tất cả các lỗ khoan, chiều dày lớp biến thiên từ 2.3m (BH2) đến 8.5m (BH7). Chỉ
tiêu cơ lý của lớp 2 như sau:
- Thanh phần hạt P (%)
+ Hàm lượng hạt cát : 88.2
+ Hàm lượng hạt bột : 8.9
+ Hàm lượng hạt sét : 2.9
- Khối lượng riêng G
S
(g/cm
3
) : 2.65
- Hệ số rỗng lớn nhất : 1.133
- Hệ số rỗng nhỏ nhất : 0.561
- Góc nghỉ khi khô (độ) : 32.1
- Góc nghỉ khi ướt (độ) : 27.5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS.DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 5
+ Lớp 3: SÉT, trạng thái chảy, màu xám nâu. Lớp này xuất hiện ở các lỗ
khoan BH1-BH2-BH3. Bề dày lớp thay đổi từ 4.4m (BH3) đến 5.7m (BH2). Chỉ tiêu
cơ lý của lớp 2 như sau:
- Thanh phần hạt P (%)
+ Hàm lượng hạt cát : 27.6
+ Hàm lượng hạt bột : 48.0
+ Hàm lượng hạt sét : 24.4
- Độ ẩm W (%) : 42.7
- Dung trọng tự nhiên (g/cm
3
) : 1.59
- Khối lượng riêng G
S
(g/cm
3
) : 2.70
- Giới hạn chảy W
L
(%) : 43.7
- Giới hạn dẻo W
P
(%) : 25.7
- Chỉ số dẻo I
P
(%) : 18.1
- Góc ma sát trong φ : 8
o
16’
- Lực dính C (kG/cm
2
) : 0.11
+ Lớp 4: CÁT BỘT, hạt nhỏ, trạng thái chặt vừa, màu xám nâu. Lớp này xuất hiện
ở tất cả các lỗ khoan, chiều dày lớp biến thiên từ 7.8m (BH1) đến 28.7m (BH5). Chỉ
tiêu cơ lý của lớp 4 như sau:
- Thanh phần hạt P (%)
+ Hàm lượng hạt cát : 81.3
+ Hàm lượng hạt bột : 8.0
+ Hàm lượng hạt sét : 2.7
- Khối lượng riêng G
S
(g/cm
3
) : 2.65
- Hệ số rỗng lớn nhất : 1.158
- Hệ số rỗng nhỏ nhất : 0.568
- Góc nghỉ khi khô (độ) : 31.5
- Góc nghỉ khi ướt (độ) : 27.9
● Thấu kính L1: CÁT SÉT, trạng thái chặt vừa, màu xám nâu. Lớp này xuất hiện ở
các lỗ khoan BH1-BH2-BH3. Bề dày lớp thay đổi từ 2.0m (BH3) đến 6.7m (BH1).
Chỉ tiêu cơ lý của lớp L1 như sau:
- Thanh phần hạt P (%)
+ Hàm lượng hạt cát : 60.6
+ Hàm lượng hạt bột : 25.6
+ Hàm lượng hạt sét : 13.8
- Độ ẩm W (%) : 33.9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS.DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 6
- Dung trọng tự nhiên (g/cm
3
) : 1.68
- Khối lượng riêng G
S
(g/cm
3
) : 2.69
- Giới hạn chảy W
L
(%) : 39.3
- Giới hạn dẻo W
P
(%) : 24.7
- Chỉ số dẻo I
P
(%) : 14.6
- Góc ma sát trong φ : 10
o
51’
- Lực dính C (kG/cm
2
) : 0.17
+ Lớp 5: SÉT, trạng thái dẻo mềm, màu xám nâu. Lớp này xuất hiện ở tất cả các lỗ
khoan. Bề dày lớp thay đổi từ 5.8m (BH7) đến 15.5m (BH1). Chỉ tiêu cơ lý của lớp 5
như sau:
- Thanh phần hạt P (%)
+ Hàm lượng hạt cát : 10.5
+ Hàm lượng hạt bột : 50.6
+ Hàm lượng hạt sét : 38.9
- Độ ẩm W (%) : 41.9
- Dung trọng tự nhiên (g/cm
3
) : 1.61
- Khối lượng riêng G
S
(g/cm
3
) : 2.71
- Giới hạn chảy W
L
(%) : 47.9
- Giới hạn dẻo W
P
(%) : 27.9
- Chỉ số dẻo I
P
(%) : 20.1
- Góc ma sát trong φ : 10
o
44’
- Lực dính C (kG/cm
2
) : 0.17
+ Lớp 6: SÉT CÁT, trạng thái nửa cứng, màu xám nâu. Lớp này xuất hiện ở tất cả
các lỗ khoan, các lỗ khoan BH1-BH2-BH3 chưa khoan qua độ sâu đáy lớp, các lỗ
khoan còn lại bề dày thay đổi từ 5.5m (BH2) đến 11.4m (BH5). Chỉ tiêu cơ lý của
lớp 6 như sau:
- Thanh phần hạt P (%)
+ Hàm lượng hạt cát : 36.8
+ Hàm lượng hạt bột : 35.5
+ Hàm lượng hạt sét : 27.7
- Độ ẩm W (%) : 24.3
- Dung trọng tự nhiên (g/cm
3
) : 1.78
- Khối lượng riêng G
S
(g/cm
3
) : 2.69
- Giới hạn chảy W
L
(%) : 34.8
- Giới hạn dẻo W
P
(%) : 20.8
- Chỉ số dẻo I
P
(%) : 14.0
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS.DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 7
- Góc ma sát trong φ : 16
o
59’
- Lực dính C (kG/cm
2
) : 0.25
● Thấu kính L2: CÁT BỘT, hạt nhỏ, trạng thái chặt, màu xám nâu. Lớp này
chỉ xuất hiện ở lỗ khoan BH3, bề dày lớp 3.0m. Chỉ tiêu cơ lý của thấu kính L2 như
sau:
- Thanh phần hạt P (%)
+ Hàm lượng hạt cát : 82.4
+ Hàm lượng hạt bột : 14.4
+ Hàm lượng hạt sét : 3.2
- Khối lượng riêng G
S
(g/cm
3
) : 2.65
- Hệ số rỗng lớn nhất : 1.120
- Hệ số rỗng nhỏ nhất : 0.596
- Góc nghỉ khi khô (độ) : 31.9
- Góc nghỉ khi ướt (độ) : 26.7
+ Lớp 7: CÁT BỘT, hạt nhỏ, trạng thái chặt, màu xám nâu. Lớp này xuất hiện ở
các lỗ khoan BH4-BH5-BH6-BH7, chưa khoan qua độ sâu đáy lớp, các lỗ khoan còn
lại bề dày thay đổi từ 0.6m (BH5) đến 3.4m (BH7). Chỉ tiêu cơ lý của lớp 7 như sau:
- Thanh phần hạt P (%)
+ Hàm lượng hạt cát : 88.3
+ Hàm lượng hạt bột : 9.0
+ Hàm lượng hạt sét : 2.7
- Khối lượng riêng G
S
(g/cm
3
) : 2.65
- Hệ số rỗng lớn nhất : 1.076
- Hệ số rỗng nhỏ nhất : 0.511
- Góc nghỉ khi khô (độ) : 34.3
- Góc nghỉ khi ướt (độ) : 30.4
Nhìn chung đòa tầng khu vực là trung bình. Lớp trên cùng sét yếu, tính nén
lún cao, chiều dày khoảng 5~7m, để giảm bớt kinh phí không cần xử lý nền đường
đầu cầu. Lớp móng mố trụ cầu cần hạ sâu vào lớp đất chòu lực số 4.
Các đặc điểm khí tượng, thuỷ văn:
Đặc điểm khí tượng:
Có một nền nhiệt độ cao và hầu như không thay đổi trong năm và có sự phân
hoá theo mùa trong chế độ mưa ẩm phù hợp với gió mùa. Mức nhiệt độ trung bình
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS.DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 8
hàng năm vào khoảng 26-27
0
. Chênh lệch giữa nhiệt độ trung bình của tháng nóng
nhất với tháng lạnh nhất chỉ khoảng 3
o
C – 4
o
C.
Đặc điểm thuỷ văn:
● Đặc điểm chung thuỷ văn của khu vực:
Chế độ thuỷ triều là bán nhật triều, không giống như vùng biển Tây Nam Bộ,
phần lớn các ngày trong tháng đều có 2 lần nước lớn, 2 lần nước ròng (chênh lệch
cao độ hai đỉnh triều kế tiếp nhau khoảng 0.3-0.4m, chênh lệch cao độ hai chân triều
kế tiếp rất lớn-đến 2.0m). Biên độ triều lớn nhất tới 3-4m thuộc loại lớn nhất VN.
Trong một tháng âm lòch có 2 kỳ triều cường ứng với 2 kỳ trăng tròn và không
trăng, 2 kỳ triều cường kém ứng với 2 kỳ trăng thượng huyền và hạ huyền và 2 kỳ
triều trung gian.
● Cao độ mực nước:
Chế độ thuỷ văn phụ thuộc chủ yếu vào chế độ dao động mực nước biển, vào
chế độ, lượng mưa tại chỗ và mưa từ thượng nguồn sông Tiền.
Dọc theo tuyến và khu vực lân cận có một số trạm thuỷ văn chính đã quan
trắc độ cao mực nước từng giờ từ nhiều năm nay: Tân Châu, Chợ Mới, Mỹ Luông,
Khánh An, Châu Đức, Long Xuyên, Cao Lãnh.
Cao độ mực nước theo quan trắc tại trạm Mỹ Luông như sau:
Trạm C
V
C
S
Hmax Hmin Hmax H
P
H
P
H
P
max min
Trung
bình
1% 3% 5%
Mỹ
Luông
0.15 0.3 2.86 1.09 1.98 2.86 2.61 2.26
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS. DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 9
PHẦN II
THIẾT KẾ SƠ BỘ
CÁC PHƯƠNG ÁN CẦU
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS. DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 10
PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ I
CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DƯL
THI CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG
I./ GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU BTCT DƯL BẰNG PHƯƠNG
PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG.
Phương pháp đúc hẫng là quá trình xây dựng kết cấu nhòp dầm từng đốt theo sơ đồ
hẫng cho tới khi nối liền thành các kết cấu hoàn chỉnh. Có thể thi công hẫng từ trụ đối
xứng ra 2 phía hoặc hẫng dần từ bờ ra. Phương pháp này có thể áp dụng thích hợp để thi
công các kết cấu liên tục, cầu dầm hẫng, cầu khung hoặc cầu dây xiên dầm cứng BTCT .
Việc đúc hẫng từng đốt trên đà giáo di động giảm được chi phí đà giáo. Ván khuôn
được dùng lại nhiều lần cùng với 1 thao tác lặp lại sẽ giảm chi phí nhân lực và nâng cao
năng suất lao động .
Phương pháp đúc hẫng thích hợp với xây dựng các dạng kết cấu nhòp có chiều cao
mặt cắt thay đổi, khi đúc các đốt dầm chỉ cần điều chỉnh cao độ đáy ván khuôn cho hợp lý
Phương pháp thi công đúc hẫng không phụ thuộc vào không gian dưới cầu do đó có
thể thi công trong điều kiện sông sâu, thông thuyền hay xây dựng các cầu vượt trong
thành phố, các khu công nghiệp mà không cho phép đình trệ sản xuất hay giao thông dưới
công trình
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS. DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 11
II./ GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN.
II.1./ Tiêu chuẩn thiết kế:
- Quy trình thiết kế : 22TCN – 272 –2005 Bộ Giao thông vận tải
- Tải trọng thiết kế :
+) Hoạt tải : HL93
+) Người đi : 300 KG/m
2
II.2./ Sơ đồ kết cấu.
- Sơ đồ cầu: 3 x 35+ 45 + 68 + 45 + 3 x 35
- Chiều dài toàn cầu Lc = 369.5 m, khổ cầu 7+2x1,75 m
Sơ đồ bố trí chung toàn cầu.
II.2.1./ Kết cấu phần trên.
- Một liên dầm liên tục ở giữa, 2 bên là các nhòp dầm giản đơn L=35m
- Dầm khung liên tục BTCTDƯL 3 nhòp ( 45 + 68 + 45 ) tiết diện hình hộp, vách
đứng, chiều cao dầm thay đổi H= 3.8 m trên trụ đến H=2.0m tại giữa nhòp và đầu dầm, bề
rộng đáy dầm hộp B=6.0m
- Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol đảm bảo phù hợp yêu cầu chòu lực
và mỹ quan kiến trúc.
- Vật liệu dùng cho kết cấu nhòp:
A./ Bê tông có:
+) Cấp bêtông ASTM C6000
+) Cường độ chòu nén qui đònh ở tuổi 28 ngày:f’
c
= 42 MPa = 42000 kN/m
2
+) Tỷ trọng của bêtông:
c
= 24 kN/m
3
.
+) Môđun đàn hồi của bêtông: E
c
= 34833981 kN/m
2
.
B./ Cốt thép DƯL của hãng VSL theo tiêu chuẩn ASTM A416 cấp 270 có các chỉ tiêu:
+) Diện tích một tao cáp danh đònh A
str
= 98,7mm
2
= 987.E-07m
2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS. DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 12
+) Giới hạn bền: f
pu
= 1860 MPa = 1860000 kN/m
2
+) Độ chùng ở 70% UTS ở 20
o
C sau 1000h là: 2.5%
C./ Neo: Sử dụng loại neo EC-5-31, EC-5-22 và EC 5-12.
D./ Cốt thép thường: Sử dụng loại cốt thép theo tiêu chuẩn ASTM A615:
+) Loại cốt thép: C60.
+) Cường độ giới hạn chảy f
y
= 420 MPa = 420000 kN/m
2
+) Mun đàn hồi E = 200000 Mpa = 2.00E+08 kN/m
2
- Dầm dẫn : bằng bê tông cốt thép DƯL có chiều dài L = 35 m , Mặt cắt ngang gồm
4 dầm chủ tiết diện chữ T , chiều cao h = 170 m , đặt cách nhau 2.35 m.
- Trắc dọc cầu theo bán kính R = 2500 m , trong phạm vi toàn cầu , tiếp theo dốc
4% về phía 2 mố, Độ dốc ngang cầu i
n
= 2%.
- Mặt cầu BT Asphan 7cm , dưới là lớp phòng nước 4mm.
- Gối cầu, khe co giãn bằng cao su, lan can bằng thép, Thoát nước và chiếu sáng
theo quy đònh hiện hành.
- Bản mặt cầu trên nhòp dẫn giản đơn bằng BTCT 15 cm , Lớp phủ mặt cầu gồm 3
lớp: Lớp phòng nước 0,4cm, Lớp bê tông asphan 5cm; độ dốc ngang cầu i
n
= 2%.
II.2.2./ Kết cấu phần dưới
a) Cấu tạo trụ cầu :
- Cấp bêtông ASTM C3000
- Cường độ chòu nén qui đònh ở tuổi 28 ngày: f’
c
= 25 MPa = 25000 kN/m
2
- Các trụ được đặt trên móng cọc khoan nhồi: D = 150 cm,
- Phương án móng: Móng cọc bệ cao.
b) Cấu tạo mố cầu
- Cấp bêtông ASTM C3000
- Cường độ chòu nén qui đònh ở tuổi 28 ngày: f’
c
= 25 MPa = 25000 kN/m
2
- Mố của kết cấu nhòp dẫn được đặt trên móng cọc khoan nhồi: D= 100cm.
III./ TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHỊP.
III.1./ Yêu cầu tính toán cho phương án sơ bộ:
- Lựa chọn mặt cắt ngang đặt trưng.
- Xác đònh hiệu ứng tải trọng tác dụng lên KCN theo công nghệ thi công và trong
giai đoạn khai thác. Tổ hợp tải trọng theo TTGH cường độ I.
- Sơ bộ chọn kích thước của trụ và mố.
- Tính toán một trụ, một mố: dựa vào tải trọng tổng hợp, chọn số lượng vào đường
kính, và chiều dài cọc cho phù hợp
- Nhòp dẫn cho phép chọn thiết kế đònh hình.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS. DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 13
III.2./ Tính toán kết cấu nhòp.
III.2.1./ Sơ bộ chọn các kích thước cầu chính.
- Chiều dài kết cấu nhòp: đối với kết cấu nhòp liên tục chiều dài nhòp biên L
nb
= (0,6
0,8) chiều dài nhòp giữa L
ng
.
+ Trong phương án này chọn L
ng
= 68 m.
+ Lấy : L
nb
= 45 m
- Xác đònh kích thước mặt cắt ngang : Dựa vào các công thức kinh nghiệm ta chọn mắt
cắt ngang như hình vẽ :
Kích thước sơ bộ mặt cắt ngang đặc trưng.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS. DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 14
III.2.2./ Tính đặc trưng hình học của dầm chủ.
III.2.2.1./ Phân chia đốt dầm.
- Để đơn giản trong quá trình thi công và phù hợp với các trang thiết bò hiện có của
đơn vò thi công ta phân chia các đốt dầm như sau :
+ Đốt trên đỉnh trụ: d
o
= 12m (khi thi công sẽ tiến hành lắp đồng thời 2 xe đúc trên
trụ).
+ Đốt hợp long nhòp giữa : d
hl
= 2m
+ Đốt hợp long nhòp biên : d
hl
= 2m
+ Chiều dài đoạn đúc trên đà giáo : d
dg
= 10 m
+ Số đốt trung gian : n = 9 đốt , bao gồm các đốt dài 9.0 m
- Sơ đồ phân chia đốt dầm :
+ Nhòp giữa :
+) Nhòp biên :
III.2.2.2./ Xác đònh phương trình thay đổi cao độ đáy dầm.
- Đường cong đáy dầm biến thiên theo hàm bậc hai có dạng phương trình sau :
Y = ax
2
+ bx +c
- Lấy điểm dưới cùng của đốt hợp long làm gốc toạ độ, trục X, Y có chiều như hình vẽ
- Phương trình đường cong lần lượt qua các điểm: A (0 ;2); B (32.5; 3.8); C (-32.5, 3.8)
- Thay vào ta có : c= 2 ; a = 36/21125
;
b = 0
- Phương trình : Y =
+ 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS. DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 15
III.2.2.3./ Xác đònh phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm.
Tính toán tương tự cho đường cong thể hiện cao độ đỉnh của bản đáy
- Phương trình đường cong lần lượt qua các điểm: A (0 ;1.75); B (32.5; 3.0); C (-32.5, 3.0)
- Thay vào ta có : c= 1.75 ; a = 1/845
;
b = 0
- Phương trình : Y =
+ 1.75
III.2.2.4./ Xác đònh cao độ mặt dầm chủ
Mặt cầu nằm trên đường cong đứng bán kính R = 2500 m.
III.2.2.5./ Xác đònh các kích thước cơ bản và đặc trưng hình học của mặt cắt tiết diện
dầm.
- Sau khi khai báo xong mặt cắt thay đổi trong Midas/Civil xong, ta có được đặc
trưng hình học các mặt cắt như sau:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS. DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 16
Bảng tính đặc trưng hình học của mặt cắt dầm chủ từ chương trình Midas.
MC2 MC3 MC4 MC5 MC6 MC7
Area 6.76E+00
6.76E+00
6.85E+00
7.03E+00
7.30E+00
7.65E+00
Asy
4.14E+00
4.14E+00
4.17E+00
4.25E+00
4.39E+00
4.57E+00
Asz 1.14E+00
1.14E+00
1.19E+00
1.28E+00
1.40E+00
1.58E+00
Ixx 8.42E+00
8.42E+00
8.64E+00
9.28E+00
1.04E+01
1.19E+01
Iyy
3.50E+00
3.50E+00
3.61E+00
3.92E+00
4.47E+00
5.29E+00
Izz 5.30E+01
5.30E+01
5.34E+01
5.43E+01
5.55E+01
5.71E+01
Cyp
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
Cym 5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
Czp
7.48E-01
7.48E-01
7.60E-01
7.92E-01
8.43E-01
9.14E-01
Czm 1.25E+00
1.25E+00
1.26E+00
1.27E+00
1.30E+00
1.35E+00
Cyb
2.19E+00
2.19E+00
2.16E+00
2.22E+00
2.35E+00
2.55E+00
Czb 1.70E+01
1.70E+01
1.70E+01
1.69E+01
1.66E+01
1.62E+01
Peri: 0
2.44E+01
2.44E+01
2.44E+01
2.45E+01
2.46E+01
2.49E+01
Peri: I 1.24E+01
1.24E+01
1.24E+01
1.24E+01
1.24E+01
1.25E+01
center:y
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
center:z
1.25E+00
1.25E+00
1.26E+00
1.27E+00
1.30E+00
1.35E+00
y1
-
5.25E+00
-
5.25E+00
-
5.25E+00
-
5.25E+00
-
5.25E+00
-
5.25E+00
z1
7.48E-01
7.48E-01
7.60E-01
7.92E-01
8.43E-01
9.14E-01
y2 5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
z2
7.48E-01
7.48E-01
7.60E-01
7.92E-01
8.43E-01
9.14E-01
y3 3.00E+00
3.00E+00
3.00E+00
3.00E+00
3.00E+00
3.00E+00
z3
-
1.25E+00
-
1.25E+00
-
1.26E+00
-
1.27E+00
-
1.30E+00
-
1.35E+00
y4
-
3.00E+00
-
3.00E+00
-
3.00E+00
-
3.00E+00
-
3.00E+00
-
3.00E+00
z4
-
1.25E+00
-
1.25E+00
-
1.26E+00
-
1.27E+00
-
1.30E+00
-
1.35E+00
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS. DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 17
MC8 MC9 MC10 MC11 MC12 MC13 MC14 DV
8.10E+00
8.64E+00
9.29E+00
1.00E+01
1.09E+01
1.17E+01
1.23E+01
m²
4.79E+00
5.06E+00
5.35E+00
5.67E+00
6.01E+00
6.30E+00
6.53E+00
m²
1.80E+00
2.09E+00
2.43E+00
2.85E+00
3.32E+00
3.77E+00
4.15E+00
m²
1.40E+01
1.68E+01
2.03E+01
2.46E+01
2.98E+01
3.49E+01
3.96E+01
m^4
6.46E+00
8.06E+00
1.02E+01
1.31E+01
1.68E+01
2.07E+01
2.46E+01
m^4
5.91E+01
6.16E+01
6.45E+01
6.78E+01
7.16E+01
7.51E+01
7.82E+01
m^4
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
m
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
m
1.01E+00
1.12E+00
1.25E+00
1.41E+00
1.58E+00
1.75E+00
1.89E+00
m
1.40E+00
1.47E+00
1.55E+00
1.64E+00
1.74E+00
1.83E+00
1.91E+00
m
2.82E+00
3.17E+00
3.60E+00
4.11E+00
4.72E+00
5.29E+00
5.80E+00
m²
1.57E+01
1.52E+01
1.47E+01
1.42E+01
1.38E+01
1.35E+01
1.32E+01
m²
2.52E+01
2.55E+01
2.60E+01
2.64E+01
2.70E+01
2.75E+01
2.80E+01
m
1.26E+01
1.28E+01
1.30E+01
1.33E+01
1.36E+01
1.39E+01
1.41E+01
m
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
m
1.40E+00
1.47E+00
1.55E+00
1.64E+00
1.74E+00
1.83E+00
1.91E+00
m
-
5.25E+00
-
5.25E+00
-
5.25E+00
-
5.25E+00
-
5.25E+00
-
5.25E+00
-
5.25E+00
m
1.01E+00
1.12E+00
1.25E+00
1.41E+00
1.58E+00
1.75E+00
1.89E+00
m
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
5.25E+00
m
1.01E+00
1.12E+00
1.25E+00
1.41E+00
1.58E+00
1.75E+00
1.89E+00
m
3.00E+00
3.00E+00
3.00E+00
3.00E+00
3.00E+00
3.00E+00
3.00E+00
m
-
1.40E+00
-
1.47E+00
-
1.55E+00
-
1.64E+00
-
1.74E+00
-
1.83E+00
-
1.91E+00
m
-
3.00E+00
-
3.00E+00
-
3.00E+00
-
3.00E+00
-
3.00E+00
-
3.00E+00
-
3.00E+00
m
-
1.40E+00
-
1.47E+00
-
1.55E+00
-
1.64E+00
-
1.74E+00
-
1.83E+00
-
1.91E+00
m
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS. DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 18
III.2.3./ Tính tónh tải giai đoạn I và giai đoạn II
III.2.3.1./ Tính tónh tải giai đoạn I
Tónh tải giai đoạn I (DC) Chính là trọng lượng của bản thân kết cấu
KHỐI
CHIỀU
DÀI
DC
TC
DC
TT
(m) (KN) (KN)
K01 1.5 4.63E+02 5.79E+02
K02 2 1200.1295
1.50E+03
K03 2.5 1408.4125
1.76E+03
K0 12 3.07E+03 3.84E+03
K1 3 783.87113
9.80E+02
K2 3 724.30965
9.05E+02
K3 3 672.39638
8.40E+02
K4 3 627.93686
7.85E+02
K5 3 590.73683
7.38E+02
K6 3 560.6019 7.01E+02
K7 3 537.33773
6.72E+02
K8 3 520.74994
6.51E+02
K9 3 510.64418
6.38E+02
K
HL
2 338.125 4.23E+02
K
ĐG
10 1.69E+03 2.11E+03
III.2.3.2./ Tính tónh tải giai đoạn II
- Tónh tải giai đoạn II gồm có các bộ phận sau :
+) Trọng lượng lan can
+) Trọng lượng lớp phủ mặt cầu
Tổng : DW
II
TC
= DW
mc
+ DW
pmc
+ DW
lc
a./ Tính trọng lượng lớp phủ mặt cầu:
Lớp phủ mặt cầu bao gồm : Lớp bê tông asphan dày 7cm và lớp phòng nước dày 0,4 cm.
+ Lớp bê tông Asphalt:
DW
asphalt
= (10.5-0.5)x0.05x22.5 = 11.25 KN/m.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS. DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 19
+ Lớp phòng nước :
DW
pn
= (10.5-0.5)x0.004x22.5 = 0.90 KN/m.
-> Trọng lượng dải đều lớp phủ mặt cầu:
DW
mc
tc
= 11.25+0.90 = 12.15 KN/m.
b./ Tính trọng lượng của lan can + dãy phân cách:
DW
lc+dpc
= 2.86 KN/m
c./ Các tiện ích khác trên cầu:
DW
khác
= 3.0 KN/m
- Tính tónh tải giai đoạn II
+) Tính tải giai đoạn II tiêu chuẩn
DW
II
TC
= DW
mc
+ DW
lc+dpc
+ DW
khac
= 12.15 + 2.86 + 3.0 = 18.01 KN/m.
+) Tónh tải giai đoạn II tính toán
DW
II
tt
= g . DW
II
TC
= 1.5x18.01 = 27.015 (KN/m)
IV./ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MỐ CẦU
IV.1./ Kích thước thiết kế mố
IV.1.1./ Cấu tạo mố M
1
:
a
a5
b4
b2
b5
a1
b3
b1
a2
a8
b11
a4
b
a12
a3
a10
b10
b9
b
6
a11
a9
b7
b8
b
6
Quy ước dấu
+My
+Hx
+V
+Hy
+Mx
a
7
a
6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: THS. DƯƠNG KIM ANH
SVTH: NGUYỄN ĐINH VINH MẪN Page 20
MẶT BẰNG CỌC
