Xem mẫu
- PHẦN 1
THIẾT KẾ SƠ BỘ
(25%)
PA1: -THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT ƯST NHỊP
7x32m
PA2: -THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM THEP LIÊN HỢP NHỊP 5x42m
́
PA3:-THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU GIÀN THÉP NHỊP 3x70m
TRẦN VĂN HỢP Trang 1
- PHẦN 1: THIẾT KẾ SƠ BỘ
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU QUA SÔNG LTC06
1.1. Quy hoạch tổng thể xây dựng phát triển tỉnh Quảng Bình
1.1.1. Vị trí địa lý chính trị
Cầu qua sông LTC06 thuộc địa phận tỉnh Quảng Bình. Công trình cầu LTC06 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 4 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 c ư đ ồng đ ều.
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 LTC06 đã được xây dựng từ rất lâu dưới tác động c ủa 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 LTC06
Theo định hướng phát triển kinh tế của tỉnh thì trong một vài năm tới l ưu l ượng
xe chạy qua vùng này sẽ tăng đáng kể.
1.4. Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng cầu qua sông LTC06
Qua quy hoạch tổng thể xây dựng và phát triển của tỉnh và nhu cầu vận tải qua sông
LTC06 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.
TRẦN VĂN HỢP Trang 2
- Cầu LTC06 nằm trên tuyến quy hoạch mạng lưới giao thông quan trọng của tỉnh
Quảng Bình. 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 c ủa
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 đ ối b ằng
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 đ ối
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 đ ịnh, 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: +7.1m.
MNTT: +3.2m
MNTN: +1.5m
1.5.4. Địa chất
Trong quá trình khảo sát đã tiến hành khoan thăm dò địa chất và xác đ ịnh đ ược các
lớp địa chất như sau:
Lớp 1: Sét .
Lớp 2: Cát hạt mịn.
Lớp 3: Cát hạt thô dày vô cùng.
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 đ ược
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, đ ảm bảo đ ộ
sạch, cường độ và số lượng.
TRẦN VĂN HỢP Trang 3
- 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 c ầu
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 0.5HL -93 và đoàn người 300 daN/m2.
- Khổ cầu B= 10.5+ 2 × 1.5(m)
- Khẩu độ cầu: L0=210(m).
- Độ dốc ngang : 2%.
- Sông thông thuyền cấp: Cấp VI
1.6.2. 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 giản đơn BTCT ƯST dầm chữ I 7 nhịp: 7 x 32 = 224m
Phương án 2: Cầu dầm thep liên lợp 5 nhịp: 5 x 42 = 210m
́
Phương án 3: Cầu giàn thép 3 nhịp: 3 x 70=210m
1.6.2.1. Phương án 1: Cầu BTCT ƯST dầm chữ I nhịp: 7 x 32m = 224m
tt yc
Yêu cầu :
L −L0 0
≤ 5%
tt yc
max( L , L 0 0
)
Trong đó :
TRẦN VĂN HỢP Trang 4
- L 0 yc = 210 m: Khẩu độ tĩnh không yêu cầu.
L 0 tt : Khẩu độ tĩnh không thực tế của cầu.
L0 = ∑ L0 i = ∑ li − ∑ bi − btr − bph
tt
Σloi : Tổng chiều dài tĩnh không của các nhịp ứng với mực nước cao nhất.
Σli : Tổng chiều dài các nhịp tính theo tim trụ.
Σbi: Tổng chiều dài tĩnh không ứng với mực nước cao nhất do trụ chiếm chỗ.
btr,bph: Phần ăn sâu của công trình (mố, mô đất hình nón trước mố,..) vào tĩnh
không tại mực nước cao nhất ở mố trái và mố phải tính tới đầu kết cấu nhịp.
Khẩu độ cầu :
∑L tt
0 = 7 × 32 + 8 × 0,05 − 1,6 × 6 − 1 × 2 = 212,8m
Ltt − L0
0
yc
212.8 − 210
yc
× 100% = × 100% = 1.3% ≤ 5%
L0 210
Vậy đạt yêu cầu.
Kết cấu nhịp:
- Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu gồm 7 nhịp: 7 x 32(m).
- Dầm giản đơn BTCT ƯST tiết diện chữ I có f’c = 40Mpa chiều cao dầm chủ
1,6m.
- Mặt cắt ngang có 6 dầm chủ, khoảng cách giữa các dầm chủ là 2,3 m.
- Lan can tay vịn bằng BTCT và dãy phân làn, đáp ứng yêu cầu về mặt mỹ quan.
- Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép.
- Bố trí các lỗ thoát nước Φ =100 bằng ống nhựa PVC
- Các lớp mặt cầu gồm:
+Lớp BTN hạt mịn dày 7cm tạo mui luyện 2%.
+Lớp phòng nước dày 0,4cm.
Kết cấu mố trụ:
-Kết cấu mố:
Hai mố chữ U cải tiến bằng BTCT có f’c=30Mpa. Móng mố dùng móng cọc
đóng có KT:35x35cm ,bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 14m (mố M1 và
M2).
Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 125 × 300 × 20cm. Gia cố 1/4
mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M10 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày 10cm; tiết
diện 70 × 50cm.
-Kết cấu trụ:
TRẦN VĂN HỢP Trang 5
- Trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30Mpa. Móng trụ dùng
móng cọc đóng có KT:35x35cm, bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 15m
(trụ T1, T2, T3,T4,T5,T6).
1.6.2.2. Phương án 2: Cầu dâm thep liên hợp 5 nhịp: 5x42m= 210m
̀ ́
Khẩu độ cầu :
∑L
tt
0
= 5 × 42 + 6 × 0.1 − 1.8 × 4 − 1 × 2 = 201.4m
Ltt − L0
0
yc
201.4 − 210
yc
× 100% = × 100% = 4.9 ≤ 5%
L0 210
Vậy đạt yêu cầu.
Kết cấu nhịp:
- Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu gồm 5 nhịp: 5 x 42(m).
- Dầm thep liên hợp chiều cao dầm chủ 1,57m.
́
- Mặt cắt ngang có 6 dầm chủ, khoảng cách giữa các dầm chủ là 2,3 m.
- Lan can tay vịn bằng BTCT và dãy phân làn, đáp ứng yêu cầu về mặt mỹ quan.
- Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép.
- Bố trí các lỗ thoát nước Φ =100 bằng ống nhựa PVC
- Các lớp mặt cầu gồm:
+Lớp BTN hạt mịn dày 7cm tạo mui luyện 2%.
+Lớp phòng nước dày 0,4cm.
Kết cấu mố trụ:
-Kết cấu mố:
Hai mố chữ U cải tiến bằng BTCT có f’c=30Mpa. Móng mố dùng móng cọc
đóng có KT:35x35cm ,bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 14m (mố M1 và
M2).
Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 125 × 300 × 20cm. Gia cố 1/4
mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M10 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày 10cm; tiết
diện 70 × 50cm.
-Kết cấu trụ:
Trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30Mpa. Móng trụ dùng
móng cọc đóng có KT:35x35cm, bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 15m (trụ
T1, T2,T3,T4).
1.6.2.3. Phương án 3: Cầu giàn thép nhịp: 3 x 70m = 210m
Khẩu độ cầu :
tt
L0 = 3x70=210+(4x0,1) –(2x2)-(2x1)= 204.4m.
TRẦN VĂN HỢP Trang 6
- Ltt − L0
0
yc
204.4 − 210
x100% = x100% = 2.6% ≤ 5%
Ta có:
( tt
max L , L
0
yc
0 ) 210
Vậy đạt yêu cầu.
Kết cấu nhịp:
- Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu gồm 3 nhịp giàn thép: 3 x 70(m).
- Dàn thép gồm 10 khoan với d = 6,5m, chiều cao dàn chủ h = 8,0m.
- Mặt cắt ngang có 6 dầm dọc phụ, khoảng cách giữa các dầm chủ là 1,6 m.
- Bản mặt cầu bằng BTCT f’c = 30Mpa dày 20cm
- Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép.
- Các lớp mặt cầu gồm:
+Lớp BTN hạt mịn dày 7cm tạo mui luyện 2%.
+Lớp phòng nước dày 0,4cm.
Kết cấu mố trụ:
-Kết cấu mố:
Hai mố chữ U cải tiến bằng BTCT có f’c=30Mpa. Móng mố dùng móng cọc
đóng có KT:35x35cm ,bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 15m (mố M1 và
M2).
Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 114 × 300 × 20cm. Gia cố 1/4
mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M10 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày 10cm; tiết
diện 70 × 50cm.
-Kết cấu trụ:
Trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30Mpa. Móng trụ dùng
móng cọc đóng có KT:35x35cm, bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 15m (trụ
T1,T2).
TRẦN VĂN HỢP Trang 7
- CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1
CẦU DẦM BTCT ƯST NHỊP GIẢN ĐƠN 7x32M
2.1. Bố trí chung phương án 1
Kết cấu nhịp : Gồm 7 nhịp giản đơn có sơ đồ như sau :
7 x 32m = 224(m).
Theo phương dọc cầu :
2 2430
5 3200 5 3200 5 3200 5 32 00/2 3200/2 5 3 200 5 3 200 5 3 200 5
COÜ DÁÙ VAÌO CÁÖ
C N U 200 175
200 175 200 2 00
(15x15x60)CM BTCT M20 200 200 200 175 200 2 00
430 2 00 200 I
200 200
30 300
10
1 : 1.2
5 2% 160 +9.69m CÂDD = 10.05m 160 +9.69m 2%
100
80 60
80 60
160 +9.14m 1 60 +9.14m
40
140
140
+8.59m +8.59m 40
80 60
80 60
160 1 60
140
1 40
I
+8.08m MNCN:7.1
80 60
20 20 20 20
80 60
+8.08m
140
140
20 20 20 20 150
495
495
20 20 20 20
50
300
300
MÄ ÂÁÚ H Ç H NOÏN
T N 50 50
120 120
ÂAÏ HÄÜ XÁY VÆÎA M10,daìy 25cm
C 350
+3.58m 120 1 20 +3.58m
120 MNTT:3.20 1 20
1 50
1 50
800
900
900
800
700
7 00
50 125 125 50 50 125 125 50
LÅÏP 1 : SEÏT 4m MNTC:1.50 MNTN:1.50
90 90 90 90
0.00 0.00
90 90 90 90
90 90 90 90
1.31m 1.31m
1.76m 2.20m 2.20m 1.76m
150
1 50
150
1 50
45 45 45 45
150
150
45 45 45 45
LÅÏP 2 : CAÏT HAÛ MËN DAÌY 4m
T 105 300 105
105 300 105 45
105 105
45 45
105 105
45 105 300 105
105 300 105
300 300
27 COÜ BTCT 35X35 cm
C LÅÏP 3 : CAÏT HAÛ THÄ DAÌY VÄ CUÌNG
T 27 COÜ BTCT 35X35 cm
C
f'c =30MPa, L = 15m f'c =30MPa, L = 15m
10.92m 21 COÜ BTCT 35X35 cm
C 10.9 2m
21 COÜ BTCT 35X35 cm
C f'c =30MPa, L = 15m 21 COÜ BTCT 35X35 cm
C 21 COÜ BTCT 35X35 cm
C
21 COÜ BTCT 35X35 cm
C 21 COÜ BTCT 35X35 cm
C
f'c =30MPa, L = 15m f'c =30MPa, L = 15m f'c =30 MPa, L = 15m
f'c =30MPa, L = 15m f'c =30MPa, L = 15m
15.80m 16.26m 16.26m 15.80m
16.70m 16.70m
Hình 1.1:Theo phương dọc cầu
2.1.1. Tính toán khối lượng sơ bộ cho các hạng mục công trình.
2.1.2. Tính toán khối lượng kết cấu nhịp:
Dầm BTCT DƯL dài 32m. Mặt cắt ngang gồm 6 dầm chử I đặt cách nhau 230cm. Bố
trí như hình vẽ :
1450
1050
25 150 25 525 525 25 150 25
15 25 15
15 25 15
100
100
20 LÅÏ BÃ TÄNG NHÆÛ CHÀÛ DAÌY 7.0CM
P A T 20
LÅÏ PHOÌ G NÆ C DAÌ 0.4CM
P N ÅÏ Y 50
2% +11.97m 2% BAÍN MÀÛ CÁÖ DAÌ 20CM
T U Y
35
35
40
40
12
12
170
12
8
8
30 10
60
160
160
20
1 :
1 .2
5
140
25
65
60 60 60 60 60 60
25
25
100
100 100 100 100 100
60
115 230 230 230 230 230 150
50
300
880/2
80
250
1450/2
720/2
50
+5.08 m
700
150
1550/2
+3.58m
0.05 m 50
10.92m
150
980/2
230 230 230 85
1.31m
15.80m
52 125 125 125
Hình 1.2:Cấu tạo mặt cắt ngang cầu
TRẦN VĂN HỢP Trang 8
- 80
60
10 10
12 8
12
12
30 10
4
20
83
60
160
160
20
25 20
60
Hình 1.3: Mặt cắt ngang đoạn giữa dầm chủ và đoạn đầu dầm
245
140 75
30
- Dầm chủ: Gồm 6 dầm chính, tiết diện chữ I, khoảng cách giữa các dầm là 2.3m.
+ Chiều cao dầm : h dc = 1.6(m)
+ Bản mặt cầu dày : b bmc =20(cm)
̉ ̣ ̀
- Ban măt câu:Fmc =0.2*32*14.5+0,08*0,28*32 = 93,5m3
- Trong lượng ban măt câu:Gmc=93,5*25=2337,5(kN)=73 (kN/m)
̉ ̣ ̀
-Trong lượng tâm đan:
̣ ́
170
200
200
8
Hình 1.4: Tấm đan
TRẦN VĂN HỢP Trang 9
- Gtd=2*1,7*0.08*80*25=54,4(kN)=1,7 (kN/m)
DCtd = 54,4
- Dầm ngang: Gồm 6 dầm ngang bố trí theo cấu tạo.
+ 2 dầm ngang tại gối, 3 dầm giữa nhịp có :
Chiều cao dầm ngang h dn =1.52(m)
Bề dày b dn = 0,2(m)
Chiều dài ldn =1.7(m)
+ 3 dầm giữa nhịp có :
Chiều cao dầm ngang h dn =1,27(m)
Bề dày b dn = 0,2(m)
Chiều dài ldn =1.7(m)
150 150
12
1212
4
30 10
127
83
152
20
136
20
170 20
170
Hình 1.5: Mặt cắt dầm ngang đoạn giữa nhịp và dầm ngang đoạn đầu dầm
* Diện tích các đoạn trên dầm chủ:
- Đầu dầm : Fdc =0,6.1,6 + 2.((0,12+0,16)/2).0.1= 0.98 m2.
- Giữa dầm :
Fdc=
1 1
0.32 × 0.8 − ( 2 × 0.1× 0.08) − 2 × 2 0.3 × 0.12 + 0.63 × 0.2 + 0.45 × 0.6 − 2 × 2 0.2 × 0.2 = 0.39m
2
- Đoạn vuốt: Fdc = 0.98+0.39/2 = 0.685m2.
* Diện tích dầm ngang.
1
- Tai gôi : Fdn =1.7 × 1.52 − 2 × 0.12 × 0.1 + 2 × × 0.1 × 0.04 = 2.55m .
2
̣ ́
2
- Tai giữa nhip :
̣ ̣
TRẦN VĂN HỢP Trang 10
- 1 1
Fdn =1.27 × 1.7 − 2 × × 0.2 × 0.2 + 2 × 0.3 × 0.12 + 2 × × 0.12 × 0.3 = 2.011m
2
2 2
Bảng1.1: Tông hợp khối lượng dầm 32 m
̉
̣
Hang muc ̣ Khôí
TT Đơn vị Công thức tinh
́
́ ́
tinh toan lượng
1 Dâm chủ
̀
1.1 ̣ ̀ ̀
Bê tông đoan đâu dâm KN 0.98*1.7*2*25 83.33
1.2 Bê tông đoan vuốt
̣ KN 0.685*0.75x2*25 25.68
1.3 Bê tông đoan giữa dâm
̣ ̀ KN 0.39*[(32-(2x1.7)+(2*0.75)]*25 264.22
̀ ̀
Bê tông toan dâm KN 373.23
1.7 ́ ́ ̀
Côt thep trong dâm KN 1*(373.23/25) 14.92
2 ̀
Dâm ngang
2.1 Giữa nhip(V1)
̣ KN 2.011*0.2*25 10.05
2.2 ̣ ́
Tai gôi(V2) KN 2.55*0.2*25 12.75
2.3 ̀
Bê tông dâm ngang KN 4x(3V1+2V2) 228
2.4 ́ ́ ̀
Côt thep dâm ngang KN 4x(3V1+2V2)/25*1 9.12
2.2. Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu
2.2.1. Trọng lượng các lớp mặt cầu:
- Lớp bê tông nhựa dày 7,0cm : DWbtn = 0.07x14.5x22.5 = 22.83 (KN/m)
- Lớp phòng nước dày 0,4cm : DWpn = 0.004x14.5x18 = 1.04 (KN/m)
⇒ DWmc = 23.87 (KN/m).
2.2.2. Trọng lượng phần lan can, tay vịn, gờ chắn bánh xe:(xem hình vẽ)
2.2.3. Trọng lượng phần lan can, tay vịn :
- Cấu tạo lan can tay vịn như sau:
20 20 20
15
10
100
120
15
180 10
20
220 25
Hình 2.1: Cấu tạo và kích thước lan can tay vịn
TRẦN VĂN HỢP Trang 11
- 20 180 20 180
35
25
Hình 2.2: Cấu tạo và kích thước gờ chắn bánh
Ta bố trí các cột lan can trên 1 nhịp 32 m với khoảng cách 2,0 m,. Vậy toàn nhịp có
2.17=34 cột.
- Khối lượng các cấu kiện như bảng dưới đây:
Bảng 1.2: Khối lượng các cấu kiện
Đơ
̣
Hang muc ̣ Khôí
STT n ́ ́
Cach tinh
́ ́
tinh toan lượng
vị
(0,2*1*0.2-
1 Bê tông trụ Lan can KN 28.9
2*0.1*0.15*0.2)*2*17*25
2 ̣
Bê tông Tay vin KN (0,1*0.15*2.2)*2*32*25 52.8
3 Bê tông đế lan can KN (0,2*0,25)*2*32*25 80
4 Gờ chắn bánh KN 0,35*(0,2+0,25)/2*1.8*32*25 134.4
̣
Bê tông lan can, tay vin, 296.1
KN
gờ chắn bánh
́
Côt thép lan can, tay vin,̣
KN (296.1/25)*1 11.84
gờ chắn bánh
Tĩnh tải của phần lan can, tay vịn, gờ chắn bánh trên một mét dài cầu:
DClctv = (296.1+11.84)/32 = 9.62 (KN/m)
* Tông tinh tai tac dung lên toan bộ nhip 32m:
̉ ̃ ̉ ́ ̣ ̀ ̣
̣
-Giai đoan 1:
DC1 = DC dc + DC dn = 6(373.23 + 14,92) + (228 + 9,12) = 3751,62kN
̣
-Giai đoan 2:
DC 2 = DC1 + DC bmc + DC lc + gc + DC td = 3751,62 +
(2337,5 + 73) + (296,1 + 11,84) + 544 = 6470,06kN
DW = 763.84 kN
*Tông tinh tai phân bố đêu trên toan nhip 32m:
̉ ̃ ̉ ̀ ̀ ̣
DC 2 6470,06
DC 2 =
28
= 202,28kN / m
28 28
763,84
DW = = 23,85kN / m
32
2.3. Tính toán khối lượng mố, trụ:
2.3.1. Tính toán khối lượng bê tông cốt thép cho mố:
TRẦN VĂN HỢP Trang 12
- - Dùng 2 mố chữ U cải tiến bằng bê tông cốt thép có fc =30MPa. Móng mố dùng
cọc đóng bằng bê tông cốt thép có fc =30MPa , chiều dài dự kiến là 16m .
- Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng bê tông cốt thép 125x300x20 (cm). Gia
cố 1/4 mô đất bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm , đệm đá 4x6 dày 10cm
Cấu tạo mố A và B :
400 30 50 1350 50
37 100
100
350 120
230
60
270
150
300
50 50
50 50
160
150
150
350 1550
50
50
190
230
775
190
625
230
190
190
230
190
230
625
190
775
230
190
50
30 120
Hình 2.3: Cấu tạo mố MA và MB
Tính toán khối lượng:
Bảng 1.3: Tông hợp khôi lượng cho mố A và B
̉ ́
TT ̣
Hang muc ̣ Đơn vị ́ ́
Cach tinh Khôí
́ ́
tinh toan KN lượng
Bê tông bệ
1 KN 15,5*1,5*3,5*25 2034,4
mố
Bê tông thân
2 KN 1,5*3*14,5*25 1631,2
mố
Bê tông
3 KN [0,3*2,15*14,5*+(0,37+0,27)/2*0,2*14,5]*25 257
tường đinh
̉
Bê tông
4 KN [4*1*0,5+(4+1)*2,7*0,5/2+1,6*1*0,5]*2*25 300,1
tường cánh
Bê tông đá
5 KN 0,25*0,6*1*6*25 22,5
̉
tang
6 Bê tông mố KN 4582,2
7 Khối lượng m3 4245,2/25 169,8
TRẦN VĂN HỢP Trang 13
- BT mố
* Khối lượng cốt thép trong mố: Ta lấy sơ bộ cốt thép trong mố bằng 100Kg/m3
Gtm= 1 x 169,8= 169,8 (KN).
2.3.2. Tính toán khối lượng bê tông cốt thép cho trụ:
- Kết cấu trụ: Sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c = 30MPa. Móng tr ụ
dùng móng cọc đóng bằng BTCT có f’c=30MPa, chiều dài dự kiến 15m.
1380
60 100
25 25
160 60
80 60
140
80
20 20 250
880
120
720
700
50
R60
150
150
300 980
TRUÛ
T1,T6
Hình 2.4: Cấu tạo trụ T1 và T6
1380
60 100
25 25
160 60
80 60
140
80
20 20 250
880
120
720
800
50
R60
150
150
300 980
TRUÛ
T2,T5
Hình 2.5: Cấu tạo trụ T2 và T5
TRẦN VĂN HỢP Trang 14
- 60 100
25 25
160 60
80 60
140
80
20 20 250
880
120
720
900
50
R60
150
150
300 980
TRUÛ
T3,T4
Hình 2.6: Cấu tạo trụ T3 và T4
Bảng 1.4: Tính toán khối lượng:
Đơn Khôí
TT ̣
Hang muc ̣ ́ ́
Cach tinh
vị lượng
́ ́
tinh toan
KN
* Trụ 1,6
1 Bê tông bệ trụ KN 3*9,8*1,5*25 1102,5
2 Bê tông thân trụ KN [7,2*7*1,2+(3,14*0,62 )/4*7]*25 1561,5
3 Bê tông xà mũ KN [((0.6+1,4)*2,5/2)*2+8,8*1,4*1,6]*25 617,8
4 Bê tông đá tang
̉ KN (1*0,6*0,25)*12*25 45
5 Bê tông trụ 1 và 6 KN 3326,8
6 KL BT trụ 1 và 6 m3 3326,8/25 133,1
Khối lượng cốt thép
7 KN 0,9*133,1 119,79
trụ 1 và 6
* Trụ 2,5
1 Bê tông bệ trụ KN 3*9,8*1,5*25 1102,5
2 Bê tông thân trụ KN [7,2*8*1,2+(3,14*0,62 )/4*8]*25 1784,5
3 Bê tông xà mũ KN [((0.6+1,4)*2,5/2)*2+8,8*1,4*1,6]*25 617,8
4 Bê tông đá tang̉ KN (1*0,6*0,25)*12*25 45
5 Bê tông trụ 2 và 5 KN 3549,8
6 KL BT trụ 2 và 5 m3 3549,8/25 142
Khối lượng cốt thép
7 KN 0,9*142 127,8
trụ 2 và 5
* Trụ 3,4
1 Bê tông bệ trụ KN 3*9,8*1,5*25 1102,5
2 Bê tông thân trụ KN [7,2*9*1,2+(3,14*0,62 )/4*9]*25 2007,6
3 Bê tông xà mũ KN [((0.6+1,4)*2,5/2)*2+8,8*1,4*1,6]*25 617,8
4 Bê tông đá tang ̉ KN (1*0,6*0,25)*12*25 45
5 Bê tông trụ 3 và 4 KN 3772,9
6 KL BT trụ 3 và 4 m3 3772,9/25 150,9
7 Khối lượng cốt thép KN 0,9*150,9 135,8
trụ 3 và 4
TRẦN VĂN HỢP Trang 15
- 2.4. Tính toán khối lượng bản dẫn và gối kê bản đầu cầu.
2.4.1. Tính toán khối lượng bản dẫn đầu cầu:
- Bản dẫn đầu cầu được thi công lắp ghép có kích thước và cấu tạo như hình vẽ:
125
300
300
20
Hình 2.7: Cấu tạo bản dẫn
- Trong phương án này ta bố trí 4x2 bản dẫn đầu cầu. Kích thước (300x125x20)cm
bằng bê tông cốt thép f’c=30Mpa.
- Khối lượng bê tông bản dẫn đầu cầu: 1,25 x 3 x 0.2 x 10 x 2 = 150 (m3)
- Trọng lượng bê tông bản dẫn đầu cầu: 150 x 25 = 3750 (KN)
- Khối lượng cốt thép trong bản dẫn đầu cầu: 3750/25*1 = 150 (KN)
2.4.2. Tính toán khối lượng gối kê của bản dẫn đầu cầu:
- Kích thước và cấu tạo gối kê bản quá độ như sau:
1330 30
60
30
Hình 2.8: Gối kê bản quá độ
- Khối lượng gối kê bản dẫn đầu cầu: (0,6+0,3)/2*0,3*13,3 *2= 3,51 (m3)
- Trọng lượng bê tông bản dẫn đầu cầu: 3,51 * 25 = 7,75 (KN)
- Khối lượng cốt thép gối kê bản dẫn đầu cầu:7,75 *1/25 = 3,51 (KN)
2.5 Tính toán số lượng cọc cho mố và trụ cầu.
2.5.1. Tính áp lực thẳng đứng tác dụng lên đáy bệ cọc cua mố và trụ câu :
̉ ̀
Pal =PKCN + PMỐ/TRỤ +Pht .
Trong đó : PKCN :trọng lượng kết cấu nhịp và các lớp phủ mặt cầu.
PMỐ/TRỤ : trọng lượng bản thân mố hoặc trụ.
Pht : tải trọng của hoạt tải.
+ Mố A :
- Tĩnh tải truyền xuống:
TRẦN VĂN HỢP Trang 16
- PKCN = (γdc.DC + γdw.DW). ω
Trong đó:
γdc : hệ số tải trọng của trọng lượng bản thân, lan can tay vịn, gờ chắn bánh = 1,25
γdw : hệ số tải trọng của các lớp mặt cầu = 1,5
ω : diện tích đah của mố
DC , DW : đã giải thích ở phần tính khối lượng
DW
DC
d.a.h.Rg(MA)
1.00
=15,7
31.4
Hình 2.9: Đường ảnh hưởng áp lực lên mố do tĩnh tải
- Trọng lượng do kết cấu nhịp 28m truyền xuống :
PKCN=(γdc.DC + γdw.DW). ω
PKCN =[ 202,28x1,25 + 23,85.1,5]x15,7 = 4531,4 kN
- Trọng lượng do bản thân mố truyền xuống :
Pmố = 1,25. (4582,2) = 5727,75 (kN)
* Hoạt tải:
+ Hoạt tải do đoàn người +xe 3 trục + tải trọng làn:
P1 = 0, 5γ.m.n.(145.y1 + 145.y2 + 35.y3 ).(1 + IM) + γ.m.n.9,3.Ω+ γ.2.Tn.PL.Ω
Trong đó:
γ : hệ số tải trọng = 1,75
Tn : bề rộng phần người đi bộ = 1,5 (m)
PL : tải trọng người đi = 3,0 (kN/m2)
m: hệ số làn xe . Ba làn xe thì m = 0,85
n : số làn xe = 3
IM : lực xung kích = 25%
Ω : diện tích đah của mố
TRẦN VĂN HỢP Trang 17
- 110KN 1.2 110KN
145KN 145KN 35KN
4.3 4.3
PL
DC
0.71
0.85
0.95
d.a.h.Rg(M A)
1.00
=15,7
31.4
Hình 2.10: Đường ảnh hưởng áp lực lên mố do hoạt tải
P1 = 0, 5x1,75x0,85x3.(145x1 + 145x0,95 + 35x0,71)x(1 + 0,25)
+ 1,75.0,85.3.9,3.15,7+1,75.2.1,5.3,0.15,7 = 1756,76(kN)
+ Hoạt tải do đoàn người +xe hai trục + tải trọng làn:
P2 = 0,5 γ.m.n.(110.y1 + 110.y2 ).(1 + IM) + γ.m.n.9,3.Ω+ γ.2.Tn.PL.Ω
= 0, 5.1,75.0,85.3.(110.1 + 110.0,95).(1 + 0,25)
+ 1,75.0,85.3.9,3.15,7+1,75.2.1,5.3,0.15,7 = 1497,09 (kN)
Vậy tổng áp lực tác dụng lên mố A,B :
Pal = PKCN + P1 + Pmố = 4531,4 + 1756,76+ 5727,75 = 12015,91 (kN)
+ Trụ 1,6 :
- Trọng lượng bản thân trụ :
Ptrụ =1,25x3326,8 = 4158,5 (KN)
- Trọng lượng kết cấu nhịp, trọng lượng lan can tay vịn, đá vĩa và các lớp mặt
cầu truyền xuống:(tức là trọng lượng của tĩnh tải giai đoạn I và giai đoạn II truy ền
xuống)
- Tĩnh tải do giai đoạn 1 và 2 truyền xuống:
PKCN = (γdc.DC + γdw.DW).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 đah của trụ 1,6
DC, DW : đã giải thích ở phần tính khối lượng
110KN 1.2
145KN 145KN 35KN
4.3 4.3
PL
DC
0.85
0.85
0.95
1.00
d.a.h.Rg(T1)
=15,7 =15,7
31,4 31,4
TRẦN VĂN HỢP Trang 18
- Hình 2.11: Đường ảnh hưởng áp lực lên trụ do hoạt tải
PKCN = (1,25 × 202,28 + 23,85 × 1,5) × 31,4 = 9062,8(kN)
- Hoạt tải do đoàn người +xe tải + tải trọng làn:
P1 = 0, 5 γ.m.n.(145.y1 + 145.y2 + 35.y3 ).(1 + IM) + γ.m.n.9,3.Ω+ γ.2.Tn.PL.Ω
Trong đó:
γ : hệ số tải trọng = 1,75
Tn : bề rộng phần người đi bộ = 1,5(m)
PL : tải trọng người đi = 3,0 (kN/m2)
m: hệ số làn xe . Ba làn xe thì m =0,85
n : số làn xe = 3
IM : lực xung kích = 25%
Ω : diện tích d.a.h của trụ T1,6
110KN 1.2
145KN 145KN 35KN
4.3 4.3
PL
9.3KN/m
0.85
0.85
0.95
1.00
d.a.h.Rg(T1)
=15,7 =15,7
31,4 31,4
Hình 2.12: Đường ảnh hưởng áp lực lên trụ do tĩnh tải và hoạt tải
P1 = 0,5. 1,75.0,85.3.(145.1 + 145.0,85+ 35.0,85).(1 + 0,25)
+ 1,75.0,85.3.9,3.31,4 +1,75.2.1,5.3,0.31,4 = 2628,83 (kN)
- Hoạt tải do đoàn người +xe hai trục + tải trọng làn:
P2 = 0, 5 γ.m .n.(110.y1 + 110.y2 ).(1 + IM) + γ.m.n.9,3.Ω+γ.2.Tn.PL.Ω
= 0, 5.1,75.0,85.3.(110.1 + 110.0,95).(1 + 0,25)
+ 1,75.0,85.3.9,3.31,4 +1,75.2.1,5.3,0.31,4 = 2395,94 (kN)
- Trường hợp 2 xe tải thiết kế cách nhau 15m:
110KN 1.2
35KN 145KN 145KN 35KN145KN145KN
4.3 4.3 15m 4.3 4.3
PL
9,3KN/m
0.38
0.11
0.24
0.85
0.95
0.85
1.00
d.a.h.Rg(T1,6)
=15,7 =15,7
31.4 31.4
TRẦN VĂN HỢP Trang 19
- Hình 2.13: Đường ảnh hưởng áp lực lên trụ trường hợp 2 xe cách nhau 15m
P3=0,9.{γLL.n.m.(1+IM).0,5.∑Pi.yi+γTTL.n.m.9,3.ω}+γPL.2.Tn.PL.ω
P3=0,9.{1,75.3.0,85.1,25. 0,5.(145.(0,85+1+0,24+0,11)+35.(0,85+0,38)
+1,75.3.0,85.9,3.31,4}+1,75.2.1,5.3.31,4 = 2594,93(KN
- Vậy tổng tải trọng tác dụng lên trụ T1,6:
Pal = PKCN + P3 + Ptrụ = 9062,8+ 2594,93+ 4158,5 = 15816,23 (kN)
+Trụ 2,5 :(Tương tự trụ 1):
- Trọng lượng do kết cấu nhịp truyền xuống :
PKCN= (202,28 × 1,25 + 23,85 × 1,5).31,4 = 9026,82(kN)
- Trọng lượng bản thân trụ :
Ptrụ =1,25.(3549,8) = 4437,25 (KN)
- Tải trọng do hoạt tải truyền xuống :
P3=0,9.{γLL.n.m.(1+IM).0,5.∑Pi.yi+γTTL.n.m.9,3.ω}+γPL.2.Tn.PL.ω
P3=0,9.{1,75.3.0,85.1,25. 0,5.(145.(0,85+1+0,24+0,11)+35.(0,85+0,38)
+1,75.3.0,85.9,3.31,4}+1,75.2.1,5.3.31,4 = 2594,93(KN
Vậy tổng áp lực tác dụng lên trụ 2,5 :
PalT2 = 9026,82+ 2594,93 + 4437,25 = 16059 (kN)
+Trụ 3,4 :
- Trọng lượng do kết cấu nhịp truyền xuống :
PKCN= (202,28 × 1,25 + 23,85 × 1,5).31,4 = 9026,82(kN)
- Trọng lượng bản thân trụ :
Ptrụ =1,25.(3772,9) = 4716,12 (KN)
- Tải trọng do hoạt tải truyền xuống :
P3=0,9.{γLL.n.m.(1+IM).0,5.∑Pi.yi+γTTL.n.m.9,3.ω}+γPL.2.Tn.PL.ω
P3=0,9.{1,75.3.0,85.1,25. 0,5.(145.(0,85+1+0,24+0,11)+35.(0,85+0,38)
+1,75.3.0,85.9,3.31,4}+1,75.2.1,5.3.31,4 = 2594,93(KN
Vậy tổng áp lực tác dụng lên trụ 3,4 :
PalT3 = 9026,82+ 2594,93 + 4716,12 = 16337,87 (kN)
2.5.2. Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố,trụ
2.5.2.1. Tính toán sức chịu tải của cọc:
Cọc dùng cho phương án này ,chon cọc bêtông cốt thép. tiết diện (35 x35) bêtông làm
cọc M300 có Rn =130(kg/cm2).
2.5.2.2. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu : [mục 5.7.4.4, trang 37, 22TCN272- 05]:
Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức :
TRẦN VĂN HỢP Trang 20
nguon tai.lieu . vn