Đồ án Thiết kế cầu Trường Phước - Tp Hồ Chí Minh

CHƯƠNG I PHƯƠNG ÁN 1 CẦU DẦM GIẢN ĐƠN DẦM BTCT DUL TIẾT DIỆN ‘ CHỮ I ’ ( 5 ´ 24.54m + 33m + 5 ´ 24.54m) I./PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU 1/ KẾT CẤU PHẦN TRÊN : - Sơ đồ bố trí nhịp : 11 nhịp Ltc = 279m. - Các nhịp giản đơn dài L = 33m,chiều cao dầm 1.40m, L=24.54m,chiều cao dầm 1.143m, mặt cắt ngang mỗi nhịp gồm 6 dầm, khoảng cách mỗi dầm 1.66m, dầm ngang bằng BTCT M300 đỗ tại chỗ, bản mặt cầu BTCT M300 đỗ tại chỗ. - Dốc ngang mặt cầu hai mái 2% . - Lớp phủ bản mặt cầu 12.0cm. - Lề bộ hành khác cấp với phần xe chạy, lề bộ hành BTCT M250 lắp ghép. - Lan can hỗn hợp : phần chắn xe BTCT, phần trên bằng thép mạ kẽm. - Gối cầu : Dùng gối cao su. 2/ KẾT CẤU PHẦN DƯỚI : - Mố BTCT M300 dạng mố chân dê. Móng cọc đóng 35´35 cm, chiều sâu đóng cọc L = 24 m. Sau mố phần tiếp giáp giữa đường và cầu có bản quá độ bằng BTCT. - Trụ bằng BTCT M300 dạng trụ thân cột. Móng cọc đóng 35x35cm, chiều sâu đóng cọc l = 24 m. II./THIẾT KẾ KẾT CẤU NHỊP 1/ SỐ LIỆU BAN ĐẦU : - Toàn cầu có 11 nhịp, chiều dài 1nhịp 33m, 10 nhịp 24.54m. - Chiều dài tính toán là ltt = 32.2m - Khổ cầu : B = 7.0m + 2 x1.0m - Tải trọng : H30, XB80, Người 300kG/m2. 2/ HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƯỚC MẶT CẮT NGANG : 2.1/ Khoảng cách giữa các dầm chủ: Chọn K = 1.66m 2.2/ Chiều cao dầm, bề rộng sườn dầm được bố trí như sau : MẶT CẮT NGANG CẦU Kích thước mặt cắt ngang dầm chính : Kích thước mặt cắt ngang tính đổi : + Kích thước phần bản vẫn giữ nguyên: b1= 166 cm. h1= 15 cm. + Kích thước tính đổi bản cánh trên: b2= 50 cm. h2= 20.08 cm. + Kích thước thân dầm: b3= 16 cm. h3= 98.05 cm. + Kích thước phần bầu dầm: b4=61 cm. h4= 21.87 cm. 3./ XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG : 3.1./ Tính hệ số mềm : Trong đó : l : khẩu độ tính toán của nhịp(l = 33m). Ed , En : môđun đàn hồi của dầm dọc và dầm ngang (lấy Ed = En). Id : Moment quán tính của dầm chủ. In : Moment quán tính của dầm ngang. d : khoảng cách giữa hai dầm chủ. a : khoảng cách giữa hai dầm ngang(a = 6.44m). * Tính Id: F(cm2) yi(cm) I(cm4) a(cm) a2(cm2) F1 2490 y1 7.5 I1 46687.5 a1 50.02 a12 2502 F2 1004 y2 25.04 I2 33734.94 a2 32.48 a22 1054.95 F3 1568.8 y3 84.11 I3 1256844.45 a3 26.585 a32 706.76 F4 1334.07 y4 144.07 I4 53173.46 a4 86.545 a42 7490.04 Diện tích tiết diện ngang của dầm dọc chủ( bỏ qua cốt thép) F = 6396.87 cm2 Moment tĩnh của tiết diện đối với mép trên của bản cánh : Vị trí trọng tâm của tiết diện quy ước Moment quán tính của tiết diện dối với trục đi qua trọng tâm tiết diện quy ước là: Id= S(Ii+ai2Fl)=( 46687.5+2502´2490+33734.94+1054.95´1004 +1256844.45+706.76´1568.8+53173.46+7490.04´1334.07) = 19780592.9 cm4 * Tính In: * Tính a: Ta thấy a = 0.003 < 0.005 Và tỷ số : Do thoả mãn hai điều kiện trên ta tính hệ số phân bố ngang theo phương pháp nén lệch tâm là chấp nhận được về độ chính xác so với thực tếù. Theo phương pháp này, đường ảnh hưởng áp lực lên dầm chủ biên sẽ là đường thẳng xiên. Dầm ngoài cùng về phía tải trọng lệch tâm chịu lực nhiều nhất, dầm ngoài cùng phía đối diện tức là trái ngược với phía lệch tâm chịu lực ít nhất. Tung độ đường ảnh hưởng theo phương pháp nén lệch tâm : 3.2./ Hệ số phân bố ngang : Trong đó : yi : Là các tung độ đường ảnh hưởng của áp lực R ở dưới các tải trọng. W : Diện tích của phần đường ảnh hưởng áp lực gối ở dưới đường bộ hành có đặt tải trọng. 4./ XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN I VÀ II : 4.1./ Tĩnh Tải Giai Đoạn I : - Dầm dọc chủ tính cả phần bảnđổ tại chổ q1’= 6396.87´10-4´2.4= 1.535 T/m. - Chỉ riêng phần dầm chế sẵn ở nhà máy ( chưa tính bản) : qd=(1004+1568.8+1334.07)´10-4´2.4´1=0.938 T/m. - Phần bản đổ tại chổ : qb=2490´10-4´2.4´1=0.598 T/m. - Do trọng lượng bản thân dầm ngang : Þ Tĩnh tải giai đoạn I : qItc=1.535+0.061= 1.596 T/m. 4.2./ Tĩnh Tải Giai Đoạn II : Tĩnh tải gồm : Lớp phủ, lan can, lề bộ hành - Trọng lượng đá vỉa(gờ chắn) : Pg= 0.25´0.42´2.5=0.263 T/m. - Trọng lượng lan can tay vịn : Bố trí các cột lan can cách nhau 2m, mỗi bên có 17 cột. + thể tích phần cột lan can, tay vịn: V1=1.1´0.3´0.3´17+2´0.10´0.11´33= 2.409m3 + Thể tích phần đở lan can: V2= 0.4´0.4´33=5.28 m3 Trọng lượng một mét dài: Plc = = 0.583T/m - Trọng lượng lề bộ hành : gng = 0.08´2.4= 0,192 T/m2 Trọng lượng lớp phủ mặt cầu : Lớp BT Asphal : dày 5cm Lớp BT bảo vệ : dày 4cm Lớp cách nước : dày 1.5cm Lớp mui luyện : dày 1.5cm 0.05 ´ 2.3 = 0.092 T/m2 0.04 ´ 2.4 = 0.096 T/m2 0.015 ´ 1.5 = 0.0225 T/m2 0.015 ´ 2.51 = 0.0377 T/m2 gAsphal = 2.3 T/m3 gbt = 2.4 T/m3 gcn = 1.5 T/m3 gml = 2.51 T/m3 Þ Tĩnh tải giai đoạn II : qIItc=0.263(0.496-0.162)+ 0.583(0.566-0.233)+ 0.192(0.511-0.177)1.0 +0.248(0.5´0.468´5.45-0.5´0.134´1.55) = 0.637 T/m. 5./ XÁC ĐỊNH NỘI LỰC DẦM Ở MẶT CẮT ĐẶC TRƯNG : 5.1./ Xác định hệ số xung kích : 1 + m = 1.3 nếu l ≤ 5m. 1 + m = 1.3 nếu l ≥ 45m. Ta có : l = 32.2m. Þ 1 + m = 1.096 (Nội suy). 5.2./ Tải trọng tương đươngH30: A./ Đối với moment: l(m) Ơû giữa Ơû đầu dầm 32.2 1.760 2.456 b./ Đối với lực cắt: l(m) Ơû giữa(16.1m) Ơûđầu dầm (32.2m) 3.121 2.456 5.3./ Tải trọng tương đươngXB80: A./ Đối với moment: l(m) Ơû giữa Ơû đầu dầm 32.2 4.597 4.686 b./ Đối với lực cắt: l(m) Ơû giữa(16.1m) Ơû đầu dầm (32.2m) 8.697 4.686 5.4./ Nội lực tiêu chuẩn và tính toán lớn nhất do tổ hợp tải trọng : Được thành lập thành 5 bảng sau. TÍNH DIỆN TÍCH ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG Bảng 1 Dòng Nội lực Dạng đường ảnh hưởng Các trị số để tính diện tích đường ảnh hưởng Diện tích đường ảnh hưởng l (m) x (m) l-x (m) x(l-x)/l y1=(l-x)/l y2=1-y1 w1 (m2) w2 (m2) w3 (m2) Sw (m2) (4)-(5) (5).(6)/(4) (6)/(4) 1-(8) (7).(4)/2 (6).(8)/2 (5).(9)/2 (10)+(11)+(12) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 M4 32.2 16.10 16.10 8.050 129.605 129.605 3 Q0=H 32.2 0 32.20 1 16.100 16.100 NỘI LỰC DO TĨNH TẢI (Tiêu chuẩn và tính toán) Bảng 2 Dòng Nội lực Sw Tĩnh tải tiêu chuẩn Hệ số vượt tải Do tĩnh tải tiêu chuẩn Do tĩnh tải tính toán q1 q2 qd qb n1 n2 q1.S.CV q2.S.CV qd.S.CV qb.S.CV S n1.q1. S.CV n2.q2 .S.CV n1.qd .S.CV n1.qb .S.CV S (m2) (T/m) (T/m) (T/m) (T/m) (3).(4) (3).(5) (3).(6) (3).(7) (10)+(11) (3).(4).(8) (3).(5).(9) (3).(6).(8) (3).(7).(8) (15)+(18) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 M4 129.605 1.596 0.637 0.938 0.598 1.1 1.5 206.850 82.558 121.569 77.504 289.4080 227.535 123.838 133.726 85.254 312.789 3 Q0=H0 16.100 1.596 0.637 0.938 0.598 1.1 1.5 25.696 10.256 15.102 9.628 35.9513 28.265 15.384 16.612 10.591 38.856 NỘI LỰC DO HOẠT TẢI : H30, XB80 VÀ NGƯỜI Bảng 3 Dòng Nội lực Tải trọng tương đương (T/m) Hệ số phân bố ngang Xung kích Nội lực do tải tiêu chuẩn H30 người XB80 PH30 Pngười PXB80 KH30 Kngười KXB80 1+ m 10B1.(3).(6) 11B1.(3).(6) 10B1.(4).(7) 11B1.(4).(7) 10B1.(5).(8) 11B1.(5).(8) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 M4 1.76 0.3 4.597 0.4205 0.511 0.2955 1.096 95.918 19.868 176.057 3 Q0=H0 2.456 0.3 4.686 0.4205 0.511 0.2955 1.096 16.627 2.468 22.294 NỘI LỰC LỚN NHẤT DO TĨNH TẢI VÀ HOẠT TẢI TIÊU CHUẨN Bảng 4 Dòng Nội lực Nội lực tổng cộng do tải trọng tiêu chuẩn Nội lực lớn nhất do tải trọng tính toán Tĩnh tải + H30 + Người Tĩnh tải + XB80 14B2+10B3+12B3 14B2+11B3+13B3 14B2+14B3 14B2+15B3 1 2 3 4 5 6 7 2 M4 405.194 465.465 465.465 3 Q0=H0 55.047 58.245 58.245 NỘI LỰC LỚN NHẤT DO TĨNH TẢI VÀ HOẠT TẢI Bảng 5 Dòng Nội lực Hệ số vượt tải Nội lực do tải trọng tính toán Nội lực tính toán lớn nhất nH30 nNgười nXB80 Tĩnh tải + H30 + Người Tĩnh tải + XB80 19B2+10B3.(3).9B3+12B3.(4) 19B2+11B3.(3).9B3+13B3.(4) 19B2+14B3.(5) 19B2+15B3.(5) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 M4 1.4 1.4 1.1 487.781 506.452 506.452 3 Q0=H0 1.4 1.4 1.1 67.824 63.379 67.824 Mmax = 506.452 Tm. Do tĩnh tải và hoạt tải tính toán. Qmax = 67.824 T. Do tĩnh tải và hoạt tải tính toán. 6/ BỐ TRÍ CỐT THÉP VÀ CHỌN KÍCH THƯỚC MẶT CẮT : 6.1./ Xác định lượng cốt thép cần thiết theo công thức gần đúng : Chiều cao làm việc của dầm : Trong đó : Dầm giảm đơn : a = 0.07 ¸ 0.09. Chọn a = 0.09 bc = 1.66 m =166cm. Ru :cường độ chịu nén khi uốn của Bêtông, M#500 : Ru = 255 ( kG/cm2 ) . M : moment lớn nhất do tĩnh tải và hoạt tải tính toán 506.452 Tm. Þ h’o = 118.053 cm. - Tính diện tích cốt thép dự ứng lực : Rd2: cường độ tính toán của cáp khi sử dụng. Rd2: = 11160 (kG/cm2). Với tao f 12.7 thì diện tích cốt thép một tao là 0.908 cm2 Số bó tao thép cần thiết : chọn 44 tao có Fd = 44 ´ 0.908 = 39.952 cm2. 6.2./ Bố trí cốt thép : * aT - Trọng tâm cốt thép dự ứng lực so với đến đáy dầm. aT = 11.134 cm h0 = 140 – 11.134 = 128.866 cm. h0 = 128.866 cm > h’0 = 118.053 cm. Vì vậy chiều cao dầm và cốt thép chọn như trên đạt yêu cầu. 7./ TÍNH DUYỆT CƯỜNG ĐỘ DẦM: Dầm I liên hợp với bản bê tông đổ tại chỗ, làm việc theo kiểu dầm T chịu môment do tĩnh tải và hoạt tải tính toán . Ta tính đổi mặt cắt I liên hợp với bản thành mặt cắt chữ I + Giả sử trục trung hoà qua cánh dầm : Phải thỏa mãn điều kiện : nb´Ru ´ bb ´ hb ³ Rd2 ´ Fd nb = Eb/Ed = 0.921 VT = 0.921´ 255 ´ 166 ´21.05 =820653.83 KG VP = 11160 ´ 39.952 = 445864.32 KG Như vậy : VT > VP Thoả mãn điều kiện trục trung hoà qua cánh. Điều kiện cường độ là : Mmax là moment lớn nhất do tĩnh tải và hoạt tải Mmax = 506.452 Tm = 50645200 KGcm Ru = 255 KG/cm2 bb = 166 cm h0 = 128.866 cm Xác định chiều cao chịu nén x theo công thức : Rn ´ bb ´ x = Rd2 ´ Fd Thoả mãn điều kiện : x £ 0.55 ´ h0 = 0.55 ×128.866 = 70.876 cm m2 : hệ số điều kiện làm việc Vì x = 13.102 < 0.3´h0 = 38.659 nên m2 = 1 Thay số ta có : Mmax = 506.452 Tm < [M] = 545.355 Tm Þ Đạt yêu cầu III./ THIẾT KẾ MỐ CẦU Chọn kích thước sơ bộ mố ( A & B ) : III.1./ TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MỐ : 1.1./ Tĩnh tải mố: - Tường trước: P1 = 9.6´0.3´1.29´2.5 = 9.288 T. - Tường cánh : P2 = [ 1.29´0.3+0.5(1.25+1.36)´2.2+0.5´1.43´2.2]´0.25´2.5 = 3.019T. - Tường cánh : P3 = 3.019T. - Vai kê: P4 = 0.5´[0.55+0.25]´0.3´7´2.5 = 2.1 T. - Đá kê gối: P5 = 0.8´0.6´2´(0.05+0.07+0.1)´2.5 = 0.528 T. - Gối cầu : P6 = 6 ´ 0.118 = 0.708 Tấn. - Bản quá độ: P7= 3´0.2´7´2.5 = 13.125 T. - Bệ cọc: P8 = 1.8 ´ 1.5 ´ 9.6´2.5 = 64.8 T. Tổng cộng: Ptc = åPi = 96.551 T. 1.2./ Tĩnh tải kết cấu nhịp (nhịp bờ 24.54 m). - Lớp phủ: Pph = [24.54´7´0.12´2.5]/2 = 25.767 T. - Lan can + lề người đi : Plc+lnđ =[2´ (0.4´0.4+0.45´0.3+0.08´1.0+0.25´0.375)´24.54´2.5]/2 = 28.757 T. - Bản mặt cầu: Pbmc = [24.54´9.6´0.15´2.5]/2 = 44.172 T. - Dầm chủ: pdc=[6´[0.42´0.18+2´(0.5´0.11´0.12)+0.18´0.48+2´(0.5´0.19´0.19) +0.56´0.18]´24.54´2.5]/2= 57.442T. - Dầm ngang: Pdn = [15´0.963´0.12´1.1´ 2.5]/2 = 2.383 T. Tổng cộng: Ptc = åPi =158.522 T. 1.3./ Phản lực gối do hoạt tải tác dụng lên nhịp : -Do tải trọng ôtô H-30: Tra bảng tải trọng tương đươngvới L= 23.74m, a = 0 => qtd = 2.7578T/m R1 = 1.4´qtd´w´2´b =1.4´2.7578´11.87´2´0.9 = 82.492 T. - Do tải trọng XB-80: Tra bảng tải trọng tương với L = 23.74m, a =0 => qtd = 6.235 T/m R1 = 1.1´qtd´w =1.1´6.235´11.87 = 81.41 T. Trong đó: - qtd : tải trong tương đương của một làn xe ôtô tiêu chuẩn. - w: diện tích đường ảnh hưởng phản lực gối -b: hệ số làn xe. III.2./ XÁC ĐỊNH SƠ BỘ SỐ LƯỢNG CỌC CỦA MỐ: 2.1/ Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc: PVL = KVM (RN ´ Fb +ma ´ Fa ´ Ra ) = 0.7(130´35´35+0.9´2400´10.17) = 126.8T. Với: - KVM = 0.7: Hệ số uốn dọc. - ma =0.9: Hệ số điều kiện làm việc của thép. - Ra = 2400Kg/cm2 : Cường độ chịu kéo giới hạn của cốt thép. - RN =130Kg/cm2 : Cường độ chịu nén của BT M300. - Fb : Tiết diện cọc. - Fa : Tiết diện cốt thép ( giả sử chọn cốt thép cọc là 4Ỉ18 : Fa = 10.17cm2) 2.2/ Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền: Lớp 1: bùn sét lẩn sét hữu, B =1.71, dày 5.0m. Lớp 2: cát nhỏ, dày 1.5m. Lớp 3: sét bụi , B=0.5, dày 6.0m. Lớp 4: sét bui mềm, B= 0.7, dày 4.5m. Lớp 5: cát hạt vừa, dày 6.5m. Công thức: PC = k´m(Rtc ´ F + uS fi´li ) -Pc : sức chịu tải tính toán. – k=0.7: hệ số đồng nhất của đất. – m=1: hệ số điều kiện làm việc. – F = 0.35´0.35 = 0.1225 m2. – u = 4´0.35 = 1.4m. –fi: cường độ ma sát tiêu chuẩn tại mặt đất xung quanh cọc. li: chiều dày lớp đất. * Tính fi: ( tra bảng 6-7 / sách tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn ) - Lớp 2:cát nhỏ, L= 6m => fi= 4.11T/m2. - Lớp 3:sét bụi , B= 0.5, L= 10m => fi= 2.6T/m2. - Lớp 4:sét bụi mềm, B=0.7, L=15 m => fi=1.0 T/m2. - Lớp 5:cát hạt vừa, L=20 m => fi=7.9 T/m2. * Tính Rtc: cát vừa, L= 23.5m. => RTC = 485T/m2. ( tra bảng 6-11/ sách tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn ) => PC = 0.7´1[485´0.1225+1.4(4.11´1.5+2.6´6+1.0´4.5+7.9´6.)] = 113.7Tấn Vậy: P = min( PVL, PC ) = 113.7 T. KL: số lượng cọc: cọc. Ta chọn: 8 cọc IV./ THIẾT KẾ TRỤ CẦU: IV.1./ TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ : 1.1./ Tĩnh tải trụ: - Mũ trụ: P1 = 9.6´1.8´1.3´2.5 = 56.16 T. - Thân trụ : - Đá kê gối: + I33m: P3’ = 0.8´0.6´2 (0.05+0.07+0.1)´2.5 = 0.528 T. + I24.54m: P3’’ = 0.8´0.6´2 (0.31+0.33+0.36)´2.5 = 1.2 T. - Bệ trụ: P4 = 1.8 ´ 1.5 ´ 8´2.5 = 54 T. Tổng cộng: Ptc = åPi = 169.055 T. 1.2./ Tĩnh tải kết cấu nhịp : - Lớp phủ: Pph = [(24.54+33) 7´0.12´2.5]/2 = 60.417 T. - Lan can + lề người đi : Plc+lnđ =[2´ (0.4´0.4+0.45´0.3+0.08´1.0+0.25´0.375)´(24.54+33)´2.5]/2 = 67.429 T. - Bản mặt cầu: Pbmc =[( 24.54+33)´9.6´0.15´2.5]/2 = 103.572 T. - Dầm chủ: pdc=[6´[0.42´0.18+2´(0.5´0.11´0.12)+0.18´0.48+2´(0.5´0.19´0.19) +0.56´0.18]´24.54´ 2.5]/2 = 57.442T. pdc=[6´[0.50´0.16+2´(0.5´0.17´0.12)+0.16´0.77+2´(0.5´0.17´0.225) +0.155´0.61+2´0.5´0.025´0.025]´33´ 2.5]/2 = 158.301T. - Dầm ngang: Pdn = [15´0.963´0.12´1.1´2.5]/2 =2.383T. - Dầm ngang: Pdn = [30´1.22´0.12´1.1´2.5]/2 = 6.039T. Tổng cộng: Ptc = åPi =455.584 T. 1.3./ Phản lực gối do hoạt tải tác dụng lên nhịp : - Do tải trọng ôtô H-30: Tra bảng tải trọng tương đươngvới L= 60m, a = 0.396 qtd =1.83T/m R1’ = 1.4´qtd´w´2´b =1.4´1.83´11.87´2´0.9 = 54.739 T. R1’’ = 1.4´qtd´w´2´b =1.4´1.83´16.1´2´0.9 = 74.246 T. - Do tải trọng XB-80: Tra bảng tải trọng tương với L = 60m, a =0.396 => qtd = 2.566 T/m R1 = 1.1´qtd´w =1.1´2.566´11.87 = 33.504 T. R1 = 1.1´qtd´w =1.1´2.566´16.1 = 45.444 T. Trong đó: - qtd : tải trong tương đương của một làn xe ôtô tiêu chuẩn. - w: diện tích đường ảnh hưởng phản lực gối -b: hệ số làn xe. IV.2./ XÁC ĐỊNH SƠ BỘ SỐ LƯỢNG CỌC CỦA TRỤ: 2.1/ Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc: PVL = KVM (RN ´ Fb +ma ´ Fa ´ Ra ) = 0.7(130´35´35+0.9´2400´10.17) = 126.8T. Với: - KVM = 0.7: Hệ số uốn dọc. - ma =0.9: Hệ số điều kiện làm việc của thép. - Ra = 2400Kg/cm2 : Cường độ chịu kéo giới hạn của cốt thép. - RN =130Kg/cm2 : Cường độ chịu nén của BT M300. - Fb : Tiết diện cọc. - Fa : Tiết diện cốt thép ( giả sử chọn cốt thép cọc là 4Ỉ18 : Fa = 10.17cm2) 2.2/ Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền: Lớp 1: bùn sét lẩn sét hữu, B =1.71, dày 5.0m. Lớp 2: cát nhỏ, dày 1.5m. Lớp 3: sét bụi , B=0.5, dày 6.0m. Lớp 4: sét bui mềm, B= 0.7, dày 4.5m. Lớp 5: cát hạt vừa, dày 6.5m. Công thức: PC = k´m(Rtc ´ F + uS fi´li ) -Pc : sức chịu tải tính toán. – k=0.7: hệ số đồng nhất của đất. – m=1: hệ số điều kiện làm việc. – F = 0.35´0.35 = 0.1225 m2. – u = 4´0.35 = 1.4m. –fi: cường độ ma sát tiêu chuẩn tại mặt đất xung quanh cọc. li: chiều dày lớp đất. * Tính fi: ( tra bảng 6-7 / sách tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn ) - Lớp 2:cát nhỏ, L= 6m => fi= 4.11T/m2. - Lớp 3:sét bụi , B= 0.5, L= 10m => fi= 2.6T/m2. - Lớp 4:sét bụi mềm, B=0.7, L=15 m => fi=1.0 T/m2. - Lớp 5:cát hạt vừa, L=20 m => fi=7.9 T/m2. * Tính Rtc: cát vừa, L= 23.5m. => RTC = 485T/m2. ( tra bảng 6-11/ sách tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn ) =>PC=0.7´1[485´0.1225+1.4(4.11´1.5+2.6´6+1.0´4.5+7.9´6.)] = 113.7Tấn Vậy: P = min( PVL, PC ) = 113.7 T. KL: số lượng cọc: Ta chọn: 14 cọc V./ TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG PHƯƠNG ÁN I: PHẦN KẾT CẤU BÊN TRÊN: Tay vịn thép: Tay vịn có đường kính ngoài/trong = 110mm/100mm. Thể tích của một thanh : Khối lượng của một thanh : T. khối lượng tay vịn toàn cầu có 4 thanh : G´ 4 = 14.444 T. Chân lan can & lề bộ hành (hai bên cầu): Diện tích : F =2´ (0.4´0.4+0.45´0.3+0.08´1.0+0.25´0.375) =0.9375 ïm2 Thể tích : V = F ´ L =0.9375 ´ 279= 261.5625 m3 Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (80 kG/m3) : T. Lớp phủ mặt cầu : Bêtông nhựa hạt mịn 5 cm : V = 0.05´7.0´279 = 97.65 m3 Lớp vữa đệm, bảo vệ, cách nươc 7.0 cm: Bản mặt cầu : Bề dày bản 15 cm. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. PHẦN KẾT CẤU BÊN DƯỚI: Kết cấu nhịp : Toàn cầu có 6 Dầm I33m, 60 Dầm I24.54m. Diện tích tiết diện mẵt cắt ngang của một dầm I33m: F=[0.50´0.16+2´(0.5´0.17´0.12)+0.16´0.77+2´(0.5´0.17´0.225) +0.155´0.61+2´0.5´0.025´0.025] = 0.6396m2 - Thể tích của một Dầm I33m: V = F´L = 0.6396´ 33 = 21.107 m3 Thể tích của 6 Dầm I33m: V = 6 ´ 21.107 = 126.641 m3. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Cốt thép cường độ cao lấy theo tỷ lệ (20 kG/m3) : T. Diện tích tiết diện mẵt cắt ngang của một dầm I24.54m: F=[0.42´0.18+2´(0.5´0.11´0.12)+0.18´0.48+2´(0.5´0.19´0.19) +0.56´0.18] = 0.3121m2 - Thể tích của một Dầm I24.54m: V = F´L = 0.3121´24.54 = 7.659 m3 Thể tích của 60 Dầm I24.54m: V =60 ´ 7.659= 459.536 m3. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Cốt thép cường độ cao lấy theo tỷ lệ (20 kG/m3) : T. Dầm ngang: Toàn cầu có 11 nhịp. * Nhịp I33m: Khoảng cách dầm ngang 6.44m. Số dầm ngang toàn cầu : 1 ´ 6´5 = 30 dầm. Chiều cao dầm : h = 122 cm. Bề rộng dầm : b = 12 cm. Chiều dài dầm : l = 1.1 cm. V = 30 ´ b ´ h ´ l = 30 ´ 0.12 ´ 1.22 ´ 1.1 = 4.831 m3. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. * Nhịp I24.54 m: Khoảng cách dầm ngang : 6.83 m. Số dầm ngang toàn cầu : 10 ´ 3´5 = 150 dầm. Chiều cao dầm : h = 96.3 cm. Bề rộng dầm : b = 12 cm. Chiều dài dầm : l = 1.1 cm. V = 150 ´ b ´ h ´ l = 150´ 0.12 ´ 0.963 ´ 1.1 =19.067 m3. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Trụ cầu: - Trụ T1 & T10 : Mũ trụ : V =2( 9.6´1.8´1.3)= 44.928 m3. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Thân trụ : Trụ thân cột cao h = 3.18m. Đường kính D = 1.5m. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Bệ trụ : V =2( 8´2.0´1.5)= 48 m3. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Đá kê gối : Mỗi trụ có 12 đá kê gối. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. - Trụ T2 & T9 : Mũ trụ : V =2( 9.6´1.8´1.3)= 44.928 m3. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Thân trụ : Trụ thân cột cao h = 4.91m. Đường kính D = 1.5m. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Bệ trụ : V =2( 8´2.0´1.5)= 48 m3. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Đá kê gối : Mỗi trụ có 12 đá kê gối. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. - Trụ T3 & T8 : Mũ trụ : V =2( 9.6´1.8´1.3)= 44.928 m3. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Thân trụ : Trụ thân cột cao h = 5.84m. Đường kính D = 1.5m. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Bệ trụ : V =2( 8´2.0´1.5)= 48 m3. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Đá kê gối : Mỗi trụ có 12 đá kê gối. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. - Trụ 4 & T7 : Mũ trụ : V =2( 9.6´1.8´1.3)= 44.928 m3. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Thân trụ : Trụ thân cột cao h = 6.04m. Đường kính D = 1.5m. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Bệ trụ : V =2( 8´2.0´1.5)= 48 m3. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Đá kê gối : Mỗi trụ có 12 đá kê gối. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. - Trụ 5 & T6 : Mũ trụ : V =2( 9.6´1.8´1.3)= 44.928 m3. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Thân trụ : Trụ thân cột cao h = 6.47m. Đường kính D = 1.5m. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Bệ trụ : V =2( 8´2.0´1.5)= 48 m3. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Đá kê gối : Mỗi trụ có 12 đá kê gối. Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Mố cầu: Mố MA : Tường trước : V = 9.6´0.3´1.29 = 3.7152 m3 Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Tường cánh (2 tường/mố): V = 2´[ 1.29´0.3+0.5(1.25+1.36)´2.2+0.5´1.43´2.2]´0.25 = 2.416 m3 Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Bệ mố : V = 1.8 ´ 1.5 ´ 9.6 = 25.92 m3 Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Bản quá độ : V= 3´0.2´7 = 5.25 m3 Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (120 kG/m3) : T. Vai kê : V = 0.5´[0.55+0.25]´0.3´7 = 0.84 m3 Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (120 kG/m3) : T. Đá kê gối : V = 0.8´0.6´2´(0.05+0.07+0.1) = 0.2112 m3 Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Mố MB : Tường trước : V = 9.6´0.3´1.29 = 3.7152 m3 Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Tường cánh(2 tường/mố) : V =2´ [ 1.29´0.3+0.5(1.25+1.36)´2.2+0.5´1.43´2.2]´0.25 =2.416m3 Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Bệ mố : V = 1.8 ´ 1.5 ´ 9.6 = 25.92 m3 Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. Bản quá độ : V= 3´0.2´7 = 5.25 m3 Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (120 kG/m3) : T. Vai kê : V =0.5´[0.55+0.25]´0.3´7 = 0.84 m3 Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (120 kG/m3) : T. Đá kê gối : V = 0.8´0.6´2´(0.05+0.07+0.1) = 0.2112 m3 Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. MÓNG CẦU : Toàn cầu có 180 cọc. Đường kính cọc 35x35Cm. Mố : 8 cọc, l = 24m. Trụ : 14 cọc , l = 24m. Tổng chiều dài L = 24(8+14) =528 m. Thể tích cọc : V = 0.35´0.35´528 = 64.68 m3 . Cốt thép tròn các loại lấy theo tỷ lệ (110 kG/m3) : T. VI ./BIỆN PHÁP THI CÔNG CẦU: 1/ THI CÔNG MỐ : Các bước thi công như sau : -Bước 1 :+ San đất tạo mặt bằng. + Xác định vị trí tim mố. + Lắp dựng búa. + Làm đường di chuyển giá búa. -Bước 2 :+ Định vị tim cọc. + Đóng cọc đến cao độ thiết kế. -Bước 3 :+ Đập đầu cọc, vệ sinh hố móng. + Lắp dựng ván khuôn cốt thép. + Đổ BT móng. -Bước 4 :+ Tháo dở ván khuôn bệ. + Lắp dựng đà giáo và cốt thép. + Thi công đổ BT vai kê. -Bước 5 :+ Tháo dở ván khuôn bệ. + Lắp dựng đà giáo và cốt thép. + Thi công đổ BT tường cánh. Giữa các bước phải có đủ thời gian để đảm bảo bê tông đạt đủ cường độ rồi mới tháo ván khuôn. 2/ THI CÔNG TRỤ : - Bước 1 :+ Cần cẩu 70T đứng trên xà lan , treo giá búa 3.5T. + Đóng cọc định vị và thi công khung định vị. + Đóng cọc trụ đến cao độ thiết kế. -Bước 2 : + Thi công đóng vòng vây cọc ván thép. -Bước 3 : + Hút nước đổ BT bịt đáy. + Thu dọn hố móng, lắp ván khuôn, cốt thép. + Đổ BT bệ móng. -Bước 4 :+ Lắp dựng ván khuôn, cốt thép. + Đổ BT thân trụ. + Tháo dở ván khuôn, hoàn thiện. 3/ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP : - Bước 1: Lắp dựng xe lao dầm và đường vận chuyển xe lao dầm. Tập kết dầm ở đầu cầu, dùng con lăn dịch chuyển từng phiến dầm vào đúng vị trí. Dùng xe lao dầm lao ra vị trí nhịp, hạ dầm kết hợp sàn ngang bằng thủ công đưa dầm vào vị trí. Đổ bêtông liên kết các dầm. - Bước 2: Làm đường vận chuyển xe lao dầm và đường vận chuyển trên nhịp 1. Di chuyển xe lao dầm sang vị trí nhịp 2. Dùng xe lao dầm lao ra vị trí hạ dầm kết hợp sàn ngang bằng thủ công đưa dầm vào vị trí gối. Đổ bêtông liên kết các dầm. Thi công lao lắp các nhịp còn lại tương tự như nhịp 1 và 2. -Hoàn thiện : vệ sinh, sơn, quét vôi, lắp đặt hệ thống chiếu sáng, lắp dựng biển báo trên cầu.