Thiết kế cầu qua sông Lèn thành phố Thanh Hóa

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CỦA HỆ THỐNG ĐẠI HỌC TỔNG CÔNG NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG. Hạng mục: XD1801C Ngành nghề: Xây dựng cầu đường Tên dự án: Thiết kế cầu vượt sông Lèn - TP Thanh Hóa.

THIẾT KẾ CƠ SỞ

THIỆU CHUNG

HIỆN TRẠNG KINH TẾ XÃ HỘI VÀ GTVT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 7

CÁC PHƯƠNG ÁN VƯỢT SÔNG VÀ GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

Phương án 1: Cầu dầm đơn giản BTCT DƯL 2 nhịp 42 m +2 nhip dẫn 36m
Phương án 2: Cầu dầm đơn giản thép bê tông liên hợp thi công theo

Đổ bê tông phủ đáy bằng phương pháp vữa nổi - Hút hết nước từ hố móng. Sau khi bê tông trụ cầu đạt cường độ tiến hành thi công kết cấu nhịp - Lắp dầm hai đầu cầu. Dùng máy khoan khoan cọc - Hạ lồng côn thép, đổ bê tông cùng cọc Bước 3: Thi công bao vây cọc ván.

Đổ bê tông phủ đáy, hút nước hố móng - Xử lý phần đầu cọc khoan nhồi. Đổ bê tông, bê tông đạt cường độ để lắp đặt rào chắn thoát nước cho người đi bộ. Trong quá trình đổ bê tông, các thông tin sau phải được kiểm tra và ghi vào nhật ký thi công.

THIẾT KẾ CẦU VÀ PHƯƠNG ÁN TUYẾN

Đề xuất các phương án cầu

Các thông số kỹ thuật cơ bản
Các phương án kiến nghị

Lựa chọn phương án móng
Lựa chọn kết cấu phần trên

Cọc được chế tạo sẵn nên thời gian đóng cọc được rút ngắn nên thời gian thi công cũng giảm đi. Thời gian thi công mối nối dài và đòi hỏi độ phức tạp cao - Vị trí cọc khó đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu. Quá trình thi công gây ra chấn động, tiếng ồn ảnh hưởng đến các công trình xung quanh.

Có thể điều chỉnh kích thước hình học của cọc theo điều kiện đất thực tế được phát hiện trong quá trình thi công. Cốt thép chỉ được điều chỉnh về khả năng chịu lực trong quá trình vận hành nên không cần điều chỉnh nhiều trong quá trình thi công. Quá trình thi công cột phụ thuộc nhiều vào thời tiết nên phải có giải pháp.

Hình 2.1. Tiết diện dầm chủ nhịp 36m b.Kích thước dầm ngang :

Mặt cắt ngang và sơ đồ nhịp

Tính toán sơ bộ khối lượng phương án kết cấu nhịp

Khối lượng bê tông côt thép kết cấu phần dưới

Thể tích và khối lượng mố

Thi công kết cấu nhịp

Bao gồm trọng lượng của bản thân abutment và trọng lượng của kết cấu kẹp Trọng lượng của kết cấu kẹp. Làm sạch hố móng, lắp đặt cốp pha và gia cố nền móng. Sử dụng phao nổi đến công trường thi công bến tàu bằng máy móc chuyên dụng.

Dùng chân cẩu lắp dầm hai đầu cầu - Tiếp tục đổ bê tông lên các dầm ngang. Di chuyển chân đế để làm các nhịp sau Bước 3: Làm nhịp 42m.

Hình 2.1 Đường ảnh hưởng áp lực lên mố DC = P mố +(g dầm +g bmc +g lan can +g gờ chăn )x𝜔

Tính toán phương án

Dự kiến khả năng và phương pháp cung cấp bê tông tươi liên tục cho kết cấu bê tông dưới nước. Bê tông phải được đổ liên tục nên rút ngắn thời gian tháo ống, vỏ và giảm thời gian đổ bê tông. Đường kính lớn nhất của đá dùng để đổ bê tông không được vượt quá khe hở giữa hai thanh cốt thép chính liền kề của lồng cọc thép.

Việc kiểm tra bê tông phải được thực hiện trong suốt quá trình của dây chuyền đúc dưới nước. Mẫu bê tông phải được lấy từ phễu ống để kiểm tra độ dẻo, độ nhớt và đúc để kiểm tra cường độ. Khi bê tông đạt 50% cường độ, bom sẽ hút nước và thi công các bộ phận khác.

Áp lực đóng của nước phải nhỏ hơn ma sát giữa bê tông và cọc + trọng lượng của lớp bê tông bên dưới. Vì vậy chọn chiều dày lớp bê tông dưới hb = 2m làm số liệu tính toán III.5.4 Tính toán cọc ván thép. Sau khi đổ bê tông phủ kín phần đáy, cọc ván thép được đỡ trên tường bê tông và thanh giằng (có nối) sao cho cọc ván thép quay quanh điểm đó.

Cột được thiết kế theo thiết kế kỹ thuật là cột bê tông cốt thép nên công việc chủ yếu khi thi công cột là bê tông cốt thép và cốp pha.

Sơ đồ kết cấu nhịp: Lc=36+42+42+36=156 (m).

Dự kiến phương án thi công

TỔNG HỢP VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TKKT

THIẾT KẾ KĨ THUẬT

GIỚI THIỆU CHUNG

TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU

Nội lực do bản mặt cầu Ws (tác dụng lên sơ đồ hẫng)
Nội lực do lan can
Nội lực do hoạt tải

Mômen dương lớn nhất do hoạt tải bánh xe
Theo TTGHCĐ1
Theo TTGHSD1

Tính cốt thép và kiểm tra

Sơ bộ chọn diện tích cốt thép
Kiểm tra cường độ theo mômen
Kiểm tra nứt
Bố trí cốt thép bản

Giai đoạn một: Khi tấm sàn chưa được liên kết, tấm sàn đóng vai trò như một dầm đúc hẫng gắn trên mép dầm. 12 lần chiều dày trung bình của bản cộng với số lớn hơn chiều dày bản bụng hoặc 1/2 chiều rộng bản cánh trên cùng của dầm. 6 lần chiều dày trung bình của tấm cộng với giá trị lớn hơn từ 1/2 chiều dày bản bụng hoặc chiều dày bản cánh trên của dầm chính.

Tải trọng lan can được coi là lực tập trung có giá trị Pb 5,766N/mm đặt tại trọng tâm của lan can, điều chỉnh tải trọng giường để tìm tọa độ tải trọng tương ứng. Do trọng lượng bản thân của tấm và trọng lượng của lan can gây ra mô men âm nên việc giảm tác dụng tiêu cực của mô men dương tại vị trí 204 phải lấy hệ số 0,9. Vì trọng lượng của lan can gây ra mô men dương nên làm giảm tác dụng tiêu cực của mô men âm tại vị trí 300 nên lấy hệ số 0,9.

Để tính ứng suất kéo fS trong cốt thép, ta lấy mômen ở điều kiện GHSD là M với 𝜂= 1.

TÍNH TOÁN DẦM CHỦ

TÍNH HỆ SỐ PHÂN PHỐI MÔMEN VÀ LỰC CẮT

Tính hệ số phân phối mômen cho dầm trong
Tính hệ số phân phối mômen cho dầm ngoài
Tính hệ số phân phối lực cắt cho dầm trong
Tính hệ số phân phối lực cắt cho dầm ngoài
Tại MC Gối
Tại mặt cắt L/8=35.4/8=4.425m
Tại mặt cắt L/4=35.4/4=8.85m
Tại mặt cắt 3L/8=13.275m
Tại mặt cắt L/2=17.7m
TTGH cường độ 1
Đặc trưng hình học tiết diện

TÍNH ỨNG SUẤT MẤT MÁT

Mất do ma sát

Trong đó: tbx: là góc trung bình của tiếp tuyến với dầm tại mặt cắt tính toán 3.1.

KIỂM TOÁN THEO TTGH CƯỜNG ĐỘ 1

Kiểm tra sức kháng uống

Kiểm tra MC L/2 (bỏ qua cốt thép thường)

Kiểm tra sức kháng cắt của tiết diện

Kiểm tra khả năng chịu cắt của tiết diện: - Tính toán cho tiết diện gần dầm: - Tính toán cho tiết diện gần dầm. Chiều cao gần đúng của vùng nén bằng chiều cao của vùng nén MCL/2.

KIỂM TOÁN THEO TTGH SỬ DỤNG

Kiểm tra ứng suất MCL2 (giữa nhịp)

Giai đoạn căng kéo cốt thép (ngay sau khi đóng neo)
Giai đoạn khai thác (sau mất mát toàn bộ)
Giai đoạn khác

TÍNH ĐỘ VÕNG KẾT CẤU NHỊP

Kiểm tra độ võng do hoạt tải

Độ võng của dầm chính được coi là chịu một lực như nhau khi tất cả các làn xe đều chịu tải trọng.

TÍNH TOÁN TRỤ CẦU

Số liệu tính toán

Yêu cầu thiết kế

Quy trình thiết kế

Kích thước trụ

Dọc cầu
Phương ngang cầu (gồm 5 dầm T đặt cách nhau 2.4m)
Dọc cầu
Theo phương ngang cầu
Lực ma sát (FR)

Thiết kế hỗn hợp bê tông, kiểm tra hỗn hợp bê tông theo thiết kế, điều chỉnh hỗn hợp cho phù hợp với cường độ và điều kiện đổ bê tông dưới nước. Khi chân ống vách chạm vào mặt đá thì dùng gầu xúc hết đất trong hố khoan, nếu gặp đá mồ côi hoặc mặt đá không bằng phẳng thì đổ đất sét lên những tảng đá nhỏ để nén chặt hoặc đổ một lớp bê tông bên dưới nước. bằng đá dăm tổng hợp để tạo bề mặt phẳng cho búa hoạt động. Cần đảm bảo lượng dung dịch sét được bón theo độ sâu của từng lớp đất, đá, đảm bảo độ ổn định của thành hố cho đến hết phần bê tông đổ.

Nếu bạn đang sử dụng máy bơm bê tông, hãy bơm bê tông trực tiếp vào lòng ống của đường ống. Ống bê tông phải được bịt kín. Độ sâu của ống trong bê tông không được nhỏ hơn 1,2m và không lớn hơn 6m. Khi đường ống đã được đổ đầy bê tông phải đổ từ từ để tránh hình thành các túi khí trong đường ống.

Nếu cọc dài và khối lượng bê tông lớn có thể thêm phụ gia đông kết từ từ. Đảm bảo không có vữa bê tông thừa theo phương ngang và toàn bộ diện tích đáy hố móng được phủ bê tông theo yêu cầu. Đổ bê tông vào ống đổ, trước khi đổ bê tông phải kiểm tra lại cốp pha, tra dầu vào thành cốp pha để bê tông không bị dính vào thành cốp pha sau này.

Đổ bê tông thành từng lớp dày 40 cm, đầm chặt ở các vị trí cách nhau không quá 1,75R, thời gian đầm 50 giây/vị trí, khi thấy nước xi măng chảy ra là được. Khi đầm cần lún sâu vào lớp cũ 4 -5cm, đầm liên tục trên 4 giờ cần đảm bảo độ nguyên vẹn của bê tông, tránh bị nứt nẻ. Bảo dưỡng bê tông: Sau 12 giờ đổ bê tông có thể tưới nước, nếu thời tiết mát mẻ tưới 3-4 lần/ngày, nếu trời nóng có thể tưới thêm.

Tính nội lực

Theo phương dọc cầu :mặt cắt II-II và III-

Xét hiệu ứng độ mảnh của trụ

HII: là khoảng cách từ điểm tác dụng lực phanh WL đến đoạn II – II. Đối với chiều dài của cây cầu, hãy trừ đi một nửa phản lực của đầu gối do tải trọng của con người. Chuyển đổi phần hình trụ gần đúng thành hình chữ nhật có chiều rộng A2 và chiều dài B3.

Nhưng do trụ cầu chịu tải trọng lớn và mô men uốn nên ta giả sử lượng cốt thép trong trụ là Pt = 0,015. Bằng cách sắp xếp cốt thép theo cả hai hướng, ta chọn đường kính cốt thép là 25. Chọn độ dày lớp bảo vệ cốt thép là l0cm Xếp cốt thép chịu lực thành 2 hàng Chọn cốt đai có đường kính 16.

Mặt cắt ngang của trụ đã chọn được làm tròn đến bán kính 0,8 m, khi tính toán biến mặt cắt ngang thành hình chữ nhật để gần với mô hình tính toán lý thuyết hơn. Cách chuyển đổi sang hình chữ nhật có chiều rộng bằng chiều rộng của hình trụ, chiều dài lấy giá trị sao cho diện tích mặt cắt ngang quy đổi bằng diện tích thực tế. Xác định tỷ số khoảng cách giữa tâm lớp thanh cốt thép bên ngoài với toàn bộ chiều dày của cột.

Chọn lớp bảo vệ cốt thép từ mép đến tâm của cốt thép đỡ là cốt thép l00mm. Mr x: khả năng chống uốn tiết diện dọc theo trục x +Mry: khả năng chống uốn tiết diện dọc theo trục y. Prxy: lực cản dọc trục khi uốn theo hai hướng (có thể chịu được lực dọc tiết diện.

Góc: bố trí sơ bộ rồi tính toán diện tích thép cần thiết theo cả hai hướng.

Tính toán móng cọc khoan nhồi