Thiết Kế Cầu BTCT Vượt Sông Cấp VI Có Khẩu Độ Thông Thuyền 15m, Khẩu Độ Cầu Lo 113 M (Kèm Bản Vẽ, Sap)

TM đồ án: TK cầu BTCT GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh
PHẦN I:
THIẾT KẾ SƠ BỘ
CHƯƠNG MỞ ĐẦU:
ĐÁNH GIÁ CÁC ĐIỀU KIỆN VƯỢT SÔNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC
PHƯƠNG ÁN VƯỢT SÔNG
1. Đặc điểm của khu vực xây dựng cầu:
1.1. Địa hình:
Khu vực ven sông khá bằng phẳng, mặt cắt ngang sông gần như đối xứng.
1.2. Địa chất:
Địa chất lòng sông tương đối tốt, số liệu khảo sát địa chất lòng sông cho thấy
có 3 lớp đất.
+ lớp 1:sét dẻo dày trung bình 8.5 m
+ lớp 2: cát-sét dày trung bình 9 m
+ lớp 3: sét dày vô cùng.
1.3. Thuỷ văn:
Số liệu khảo sát thuỷ văn cho thấy:
+ Mực nước cao nhất: + 6.5 m
+ Mực nước thông thuyền: + 2.5 m
+ Mực nước thấp nhất: + 0.0 m
1.4. Điều kiện cung cấp vật liệu, nhân công:
Nguồn nhân công lao động khá đầy đủ, lành nghề, đảm bảo thi công đúng tiến độ
công việc. Các vật liệu địa phương( đá, cát...) có thể tận dụng trong quá trình thi
công.
2. Các chỉ tiêu kỹ thuật:
- Cầu vượt sông cấp VI có yêu cầu khẩu độ thông thuyền là 15m
- Khẩu độ cầu: L0 = 113 m
- Khổ cầu: 10,5+ 2x0.75 (m)
- Tải trọng thiết kế: HL93, đoàn người PL= 4.0 kN/m2
Trang 1

-Đảm bảo yêu cầu thông thuyền :
+Cao độ đáy dầm cầu ≥ MNCN + 0.5 m=6.5+ 1 =7,5 m
+Cao độ đáy dầm cầu ≥ MNTT + H = 2.5+3=5.5 m
(với sông cấp VI: ≥ 2.5m chọn H =3 m)
Vậy ta chọn cao độ đấy dầm cầu là: 7,5 m
3. Đề xuất các phương án vượt sông:
3.1. Phương án 1: Cầu dầm đơn giản BTCT ƯST dầm chữ I nhịp 5x24 (m)
Khẩu độ tính toán: L0
tt
= 24+24+24+24+24-2x1-4x1.6=111.6 m
Kiểm tra điều kiện: %
100
113
113
6
.
111
)
,
max( 0
0
0
0
×
−
=
−
yc
tt
yc
tt
L
L
L
L
=1.24% <5%→ Đạt
*Kết cấu nhịp:
- Sơ đồ nhịp : sơ đồ cầu gồm 5 nhịp : 5x24(m)
- Dầm giản đơn BTCT ƯST tiết diện chữ I có f’
c = 40Mpa chiều cao dầm chủ 1,2m
- Mặt cắt ngang có 6 dầm chủ, khoảng cách giữa các dầm chủ là 2,2 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 Ф = 100 bằng ống nhựa PVC
- Các lớp mặt cầu gồm :
+ Lớp bê tông nhựa dày 7cm tạo mui luyện 2%
+ Lớp phòng nước dày 0,4 cm
+ Lớp mui luyện dày 3cm
* Kết cấu mố :
Hai mố chữ U cải tiến bằng BTCT có f’
c = 30 Mpa.Móng mố dùng móng cọc đóng
có kích thước 35x35 cm, bằng BTCT có f’
c = 30Mpa
Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 245 x 300x 20 cm.Gia cố ¼ mô
đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M10 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày 10cm, tiết diện
70x50 cm
* Kết cấu trụ :
Hai trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’
c = 30Mpa.Móng trụ dùng
móng cọc có kích thước 35x35 cm, bằng BTCT có f’
c = 30Mpa
3.2.Phương án 2:Cầu dầm đơn giản BTCT ƯST dầm chữ I nhịp 3x40 m :
Khẩu độ tính toán: L0
tt
=40+40+40-2x1-2x1.6=114.8
Kiểm tra điều kiện: %
100
113
113
8
.
114
)
,
max( 0
0
0
0
×
−
=
−
yc
tt
yc
tt
L
L
L
L
=1.59 % < 5%→Đạt
*Kết cấu nhịp:
Trang 2

- Sơ đồ nhịp : sơ đồ cầu gồm 3 nhịp : 3x40(m)
- Dầm giản đơn BTCT ƯST tiết diện chữ I có f’
c = 40Mpa chiều cao dầm chủ 2 m
- Mặt cắt ngang có 6 dầm chủ, khoảng cách giữa các dầm chủ là 2,2 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 Ф = 100 bằng ống nhựa PVC
- Các lớp mặt cầu gồm :
+ Lớp bê tông nhựa dày 7cm tạo mui luyện 2%
+ Lớp phòng nước dày 0,4 cm
* Kết cấu mố :
Hai mố chữ U cải tiến bằng BTCT có f’
c = 30 Mpa.Móng mố dùng móng cọc đóng
có kích thước 35x35 cm, bằng BTCT có f’
c = 30Mpa
Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 245 x 300x 20 cm.Gia cố ¼ mô
đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M10 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày 10cm, tiết diện
70x50 cm
* Kết cấu trụ :
Hai trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’
c = 30Mpa.Móng trụ dùng
móng cọc có kích thước 35x35 cm, bằng BTCT có f’
c = 30Mpa
CHƯƠNG 1:
CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BÊTÔNG CỐT THÉP ỨNG SUẤT TRƯỚC
(5 NHỊP 24 m)
I.NHỊP 24 m :
1.1. Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu :
1.1.1. Trọng lượng các lớp mặt cầu:
Theo 22TCN272-05 chiều dày tối thiểu bản mặt cầu không được nhỏ hơn 175 mm.
ở đây ta chọn 200 mm (chiều dày lớp chịu lực)
Chiều dày các lớp còn lại chọn như sau:
+ lớp phòng nước chọn 0,4 cm
+ lớp bêtông nhựa dày 7 cm
Để tạo độ dốc dọc nước chảy 2% của bản mặt cầu có thể được tiến hành bằng việc
cho chênh gối của các dầm I kê lên trụ hoặc mố mà không cần tạo độ chênh ngay
trên bản mặt cầu.
Dung trọng của cốt thép là 78,5 KN/m3
Trang 3

Dung trọng của bêtông ximăng là 25 KN/m3
Dung trọng của bêtông nhựa là 22,5 KN/m3
Khối lượng lớp BT nhựa dày 7cm: DWbtn=0,07.12,5.22,5.24 = 472,5 (KN/m)
Lớp phòng nước dày 0,4 cm: DWpn=0,004.12,5.15.24 = 18 (KN/m)
Lớp mui luyện dày 3cm : DWml = 0,5.0,03.12,5.24.24 = 108 (KN/m)
=> DWmc= 472,5+18 +108 = 598,5 (KN/m)
1.1.2. Trọng lượng phần lan can,tay vịn,gờ chắn bánh xe:
1.1.2.1 Trọng lượng phần lan can tay vịn:
- Cấu tạo lan can tay vịn như sau:
CẤU TẠO VÀ KÍCH THƯỚC LAN CAN TAY VỊN
CẤU TẠO VÀ KÍCH THƯỚC GỜ CHẮN BÁNH XE
Ta bố trí cột lan can trên một nhịp 24m với khoảng cách 2,0 m.vậy toàn bộ nhịp có
2.13 = 26 cột
- Khối lượng các cấu kiện như bảng dưới đây :
STT
HẠNG
MỤC
ĐƠN
VỊ CÁCH TÍNH THỂ
TÍCH
KHỐI
LƯỢNG
1 Bê tông trụ
lan can m3
(0,2*1-2*0,15*0,1)*0,2*13.2 0,884
Trang 4

2 Bê tông
tay vịn m3
0,1*0,15*24*2*2 1,44
3 Bê tông đế
lan can m3
0,25*0,2*24*2 2,4
4 Gờ chắn
bánh m3
0,35*(0,2+0,25)/2*1,8*24
3,4
5 BT lan
can, tay
vịn, gờ
chắn bánh
KN 0,985(0,884+1,44+2,4+3,4)*25 200,05
6
Cốt lan can
Tay vịn,gờ
chắn
KN 1,5%(0,884+1,44+2,4+3,4)78,5 9,57
=> Tĩnh tải của phần lan can,tay vịn,gờ chắn bánh trên một mét chiều dài cầu:
DClctv =(200,05 +9,57)/24 = 8,73 (KN/m)
1.2 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp:
Trang 5

MCN dầm chủ đoạn giữa nhịp MCN dầm chủ đoạn đầu nhịp
- Dầm chủ : gồm 6 dầm chính,tiết diện chữ I ,khoảng cách giữa các dầm là 2,2 m
+Chiều cao dầm : hdc = 1200 (mm)
+ Bản mặt cầu dày : bbmc = 200 (mm)
-Bản mặt cầu : Vmc = 0,2.24.13 + (0,08.0,7.0,5).2.24 = 63,74 m3
- Trọng lượng bê tông trong bản mặt cầu : 98,5%. 63,74.25 = 1569,6 (kN)
- Trọng lượng cốt thép trong bản mặt cầu : 1,5%.63,74.78,5 = 75,05 (kN)
- Trọng lượng bản mặt cầu: Gmc = 1569,6 + 75,05 = 1644,65 (kN)
- Trọng lượng tấm đan :
Trang 6

+ Thể tích tấm đan : 2.1,6.0,08.60 = 15,36 m3
+ Trọng lượng bê tông trong tấm đan : 98,5%.15,36.25 = 378,24 (kN)
+ Trọng lượng cốt thép trong tấm đan : 1,5%.15,36.78,5 = 18,08 (kN)
+ Trọng lượng tấm đan : Gtd = 378,24+18,08 = 396,33 (kN)
-Dầm ngang : Gồm 5 dầm ngang bố trí theo cấu tạo
+ 2 dầm tại gối : Chiều cao dầm ngang hdn = 1,12 m
Bề dày bdn = 0,2 m
Chiều dài ldn = 1,6 m
+ 3 dầm giữa nhịp: Chiều cao dầm ngang hdn = 0,87 m
Chiều dài ldn = 2 m
VỊ TRÍ GIỮA NHỊP VỊ TRÍ GỐI
-Đầu dầm : Fdc
= 0,6.1,2 + 2((0,12+0,16)/2).0,1 = 0,748 m2
-Giữa dầm :
Fdc = 0,6.0,08+((0,12+0,24)/2).0,3.2+((0,2.0,2)/2).2+0,6.0,25+0,87.0,2 = 0,52 m2
Tại gối : Fdn = 1,6.1,12-0,1.(0,12+0,16).0,5.2 = 1,76 m2
Tại giữa nhịp : Fdn
= 1,4.0,24+0,5.0,3.0,12.2+0,43.2+0,5.0,2.0,2.2+1,6.0,2 =1,59 m2
Bảng tính khối lượng dầm 24 m:
STT Hạngmục
Tính toán
Đơn
Vị Công
thức tính
Thể
tích
Khối
Lượng
1 Dầm chủ
Bê tông
Trang 7

2 đoạn đầu
dầm m3
0,748*1,8*2
2,69
3
Bê tông
đoạn vút
xiên
m3
(0,748+0,52)/2*0,75*2
0,951
4 Bê tông
đoạn giữa
dầm
m3
0,52*(24-2*1,8-2*0,75)
9,83
5 Bê tông
toàn dầm
m3
13,47
6 Bê tông
trong dầm KN 98,5%*13,47*25 331,7
7
Cốt thép
trong dầm 1,5%*13,47*78,5 15,86
8 Dầm
ngang
9 Giữa nhịp m3
1,59*0,2 0,318
10 Tại gối m3
1,76*0,2 0,352
11
Bê tông
dầm ngang m3
0,318*5*3+0,352*5*2
8,29
12
Bê tông
trong dầm KN 98,5%*8,29*25 204,14
13
Cốt thép
trong dầm
ngang
KN 1,5%*8,29*78,5 9,76
• Tổng tĩnh tải tác dụng lên toàn bộ nhịp 24m:
- Giai đoạn 1:
DC1 = DCdc+DCdn = 6(331,7+15,86)+(204,14+9,76)= 2299,26 kN
- Giai đoạn 2:
- DC2=DC1+DCbmc+DClc+gc+DCtd=2299,26+1644,65+(200,05+9,57)+396,3
3 = 4549,86 Kn
DW = 598,5 kN
• Tổng tĩnh tải phân bố đều trên toàn nhịp 24m:
Trang 8

DC2
24
=
24
2
DC
=
24
86
,
4549
= 189,58 KN/m
DW =
598,5
24
= 24,94kN/m
2.3 Tính toán khối lượng mố,trụ cầu:
2.3.1 Tính toán khối lượng bê tông cốt thép cho mố :
-Dùng 2 mố chữ U cải tiến bằng bê tông cốt thép f’
c = 30Mpa.Móng mố dùng cọc
đóng bằng bê tông cốt thép có f’
c = 30 MPa
-Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng bê tông cốt thép 245x300x20(cm).Gia
cố ¼ mô đất bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm,đệm đá 4x6 dày 10cm
Cấu tạo mố MA:
Trang 9

Trang 10

Tính toán khối lượng :
Trang 11

Bảng tổng hợp khối lương cho mố A:
STT Hạng mục
Tính toán Đơn
Vị
Cách tính Thể
tích
Khối
lượng
1 Bê tông bệ mố m3
14*1,5*3,5 73,5
2 Bê tông
thân mố
m3
1,5*12*2,5 45
3 Bê tông
tường đỉnh
m3
(0,3*1,6+(0,36+0,27)/2*0,2)*12 6,51
4 Bê tông
tường cánh
m3
[1,5*4,1+1,21*1+(1,21*2,1)/2]*0,5*2 8,63
5 Bê tông đá tảng m3
0,3*0,6*1*6 1,08
6 Bê tông mố m3
134,72
7 Bê tông KN 98,5%*134,72*25 3317,48
8 Cốt thép mố KN 1,5%*134,72*78,5 158,63
Bảng tổng hợp khối lương cho mố B:
STT Hạngm
ục
Tính toán
Đơn
Vị
Cách tính Thể
tích
Khối
Lượng
1 Bê tông bệ
mố
m3
14*1,5*3,5 73,5
2 Bê tông
thân mố
m3
1,5*12*4 72
3 Bê tông
tường đỉnh
m3
(0,3*1,6+(0,36+0,27)/2*0,2)*12 6,51
4 Bê tông
tường cánh
m3
[1,5*5,6+2,94*1+(2,94*3,6)/2]*0,5*2 16,63
5 Bêtông
đá tảng
m3
0,3*0,6*1*6 1,08
6 Bê tông mố m3
169,72
7 Bê tông KN 98,5%*169,72*25 4179,36
Trang 12

8 Cốt thép mố KN 1,5%*169,72*78,5 199,85
2.3.2 Tính toán khối lượng bê tông cốt thép cho trụ:
-Kết cấu trụ: sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng bê tông cốt thép có
f’
c = 30Mpa.Móng dùng móng cọc đóng bằng BTCT có f’
c = 30Mpa
Trụ 1,4
Trang 13

Trụ 2
Trụ 3
STT
Hạng
mục
Tính
toán
Đơ
n
Vị
Cách tính
Thể
tích
Khối
Lượng
I Trụ 1,4
1 Bê tôngbệ
trụ
m3
2,5*8,6*1,5 32,25
2 Bê tông
thân trụ
m3
(6,5*1,1+(3,14*0.552
))*4,5 36,45
3 Bê tông xà
mũ
m3
[0,6*13+2*(0,8*2,7)/2+7,6*0,8]*1,
5
24,06
4 Bê tôngĐá m3
1*1*0,3*6 1,8
Trang 14

tảng
5 Bê tông trụ
1,4
m3
94,56
6 Bê tông KN 98,5%*94,56*25 2328,54
7 Cốt thép
trụ 1,4
KN 1,5%*94,56*78,5 113,34
II Trụ 2
1 Bê tôngbệ
trụ
m3
2,5*8,6*1,5 32,25
2 Bê tông
thân trụ
m3
(6,5*1,1+(3,14*0.552
))*9 72,9
3 Bê tông xà
mũ
m3
[0,6*13+2*(0,8*2,7)/2+7,6*0,8]*1,
5
24,06
4 Bê tôngĐá
tảng
m3
1*1*0,3*6 1,8
5 Bê tông trụ
2
m3
131,0
1
6 Bê tông KN 98,5%*131,01*25 3226,12
7 Cốt thép
trụ 2
KN 1,5%*131,01*78,5 154,26
III Trụ 3
1 Bê tôngbệ
trụ
2,5*8,6*1,5 32,25
2 Bê tông
thân trụ
(6,5*1,1+(3,14*0.552
))*7,5 60,75
3 Bê tông xà
mũ
[0,6*13+2*(0,8*2,7)/2+7,6*0,8]*1,
5
24,06
4 Bê tôngĐá
tảng
1*1*0,3*6 1,8
5 Bê tông trụ
3
118,8
6
6 Bê tông 98,5%*118,86*25 2926,92
7 Cốt thép
trụ 3
1,5%*118,86*78,5 139,95
2.4 Tính toán khối lượng bản dẫn và gối kê 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 :
Trang 15

- Trong phương án này ta bố trí 5x2 bản dẫn đầu cầu.Kích thước
(3000x2450x200)mm bằng
Bê tông cốt thép f’
c = 30Mpa.
-Khối lượng bê tông bản dẫn đầu cầu: 2,45 x 3 x 0,2 x 2 x 5 = 14,7 (m3
)
- Trọng lượng bê tông bản dẫn đầu cầu : 98,5% x 14,7 x 25 = 361,98 (kN)
- Khối lượng cốt thép trong bản dẫn đầu cầu : 1,5% x 14,7 x 78,5 = 17,3 (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 :
- Khối lượng gối kê bản dẫn đầu cầu (0,5 + 0,4 )/2*0,4 *12,25*2 = 4,41 (m3
)
- Trọng lượng bê tông bản dẫn đầu cầu : 98,5%*4,41*25 = 108,6 (kN)
- Trọng lượng cốt thép gối kê bản dẫn đầu cầu : 1,5%*4,41*78,5 = 5,19
(kN)
2.5 TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC CHO MỐ VÀ TRỤ :
2.5.1 Tính áp lực thẳng đứng tác dụng lên đáy bệ cọc cả mố và trụ cầu :
Pal = PKCN + PMỐ/TRỤ + Pht
Trang 16

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 :
PKCN = η(γDC.DC +γDWDW).ω
Trong đó :
η = hệ số điều chỉnh tải trọng liên quan
η = ηD. ηR . ηI ≥ 0,95
chọn η = 1
ηD hệ số liên quan đến tính dẻo
ηR hệ số liên quan đến tính dư
ηI hệ số liên quan đến tầm quan trọng của công trình
γDC hệ số tải trọng của trọng lượng bản thân,lan can, tay vịn,gờ chắn bánh xe
γDC =1,25
γDW hệ số tải trọng của các lớp mặt cầu γDW =1,5
ω : diện tích đah của mố A
DC trọng lượng kết cấu nhịp không kể lớp phủ trên toàn bộ bề rộng mặt cầu trên
1m chiều dài
DW trọng lượng lớp phủ mặt cầu trên toàn bộ mặt cầu trên 1m chiều dài
DC
DW
W=11,7
dah.Rg(MA)
- Trọng lượng do kết cấu nhịp 24m truyền xuống ;
PKCN = 1.[189,58.1,25+24,94.1,5]x11,7 = 3210,3 kN
- Trọng lượng do toàn bản thân mố truyền xuống:
Pmố = 1,25.(3317,48+ 158,63) = 4345,14 kN
Trang 17

*Hoạt tải:
+ Hoạt tải do đoàn người + xe 3 trục + tải trọng làn :
P1=γLL.n.m(145 y1+145 y2+35 y3)(1+IM)+γLL.m.n.9,3.ω+γPL.2.T.PL.ω]η
Trong đó:
γLL = γPL = 1,75 Hệ số tải trọng
T : bề rộng phần người đi bộ = 0,75m
PL : tải trọng người đi =4(kN/m2)
m: hệ số làn xe . Hai làn xe thì m = 0,85
n : số làn xe = 3
IM=25% lực xung kích
ω diện tích đah của mố A
9,3kN/m
PL
W=11,7
dah.Rg(MA)
35KN
145KN
145KN
110KN
110KN
P1 =[1,75x3x0,85x(145x1+145x0,816+35x0,632)x(1+0,25)+1,75x3x0,85x9,3x11,7
+ 1,75x2x0,75x4x11,7]x1 = 2200,63 kN
+Hoạt tải do đoàn người + xe hai trục + tải trọng làn :
P2 = [γLL.n.m(110 y1+110.y4 )(1+IM)+ γLL.n.m.9,3.ω+γPL.2.T.PL.ω]η
=[1,75.3.0,85(110.1+110.0,949)
(1+0,25)+1,75.3.0,85.9,3.11,7+1,75.2.0,75.4.11,7]1= 1804,31 kN
Vậy tổng áp lực tác dụng lên mố A:
Pal = PKCN + P1 + Pmố = 3210,3 + 2200,63 + 4345,14 = 9756,07 kN
• MỐ B:
Trong đó :
Trang 18

η = ηD. ηR . ηI ≥ 0,95
chọn η = 1
γDC=1,25
ω : diện tích đah của mố B
1m chiều dài
DC
DW
W=11,7
dah.Rg(MA)
PKCN = 1.[189,58.1,25+24,94.1,5]x11,7 = 3210,3 kN
-Trọng lượng do toàn bản thân mố truyền xuống:
Pmố = 1,25.(4179,36 + 199,85) = 5474,01 kN
*Hoạt tải:
Trong đó:
ω diện tích đah của mố B
Trang 19

9,3kN/m
PL
W=11,7
dah.Rg(MA)
35KN
145KN
145KN
110KN
110KN
P1 =[1,75x3x0,85x(145x1+145x0,816+35x0,632)x(1+0,25)+1,75x3x0,85x9,3x11,7
+ 1,75x2x0,75x4x11,7]x1 = 2200,63 kN
=[1,75.3.0,85(110.1+110.0,949)(1+0,25)+1,75.3.0,85.9,3.11,7+1,75.2.0,75.4.11,7]
= 1804,31 kN
Vậy tổng áp lực tác dụng lên mố B:
Pal = PKCN + P1 + Pmố = 3210,3 + 2200,63 + 5474,01 = 10884,94 kN
+ Trụ 1,4:
- Trọng lượng bản thân trụ :
Ptrụ = 1,25 .( 2328,54 + 113,34) = 3052,35 kN
- Trọng lượng bản 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 truyền xuống )
- Tĩnh tải do giai đoạn 1 và 2 truyền xuống :
Trong đó :
η = ηD. ηR . ηI ≥ 0,95
chọn η = 1
Trang 20

γDC hệ số tải trọng của trọng lượng bản thân,lan can, tay vịn,gờ chắn bánh xe γDC
=1,25
ω : diện tích đah của trụ 1,4
1m chiều dài
DC
DW
W=11,7
dah.Rg(T1,4)
W=11,7
PKCN = 1.(1,25.189,58+1,5.24,94).23,4 = 6420,61 kN
-Hoạt tải do đoàn người + xe tải + tải trọng làn :
P1 = [γLL.n.m(145.y1+145.y2+35.y3)(1+ỊM)+γLL.n.m.9,3.ω+γPL.2.T.PL.ω]η
Trong đó:
ω diện tích đah của mố trụ 1,4
.
dah.Rg(T1,4)
P1= [1,75.3.0,85.(145.1+145.0,816+35.0,816).(1+0,25)
Trang 21

+1,75.3.0,85.9,3.23,4+1,75.2.0,75.4.23,4].1 = 2844,97 kN
-Hoạt tải do đoàn người + xe hai trục + tải trọng làn :
P2 = [γLL.n.m(110.y1+110.y4)(1+IM)+γLL.n.m.9,3.ω+γPL.PL.2T.ω]
= [1,75.3.0,85(110.1+110.0,949)(1+0,25)
+1,75.3.0,85.9,3.23,4+1,75.2.0,75.4.23,4].1 = 2412,72 kN
- Trường hợp 2 xe tải thiết kế cách nhau 15m:
.
dah.Rg(T1,4)
 P3 = 0,9.1,75.3.0,85.(145.(0.816+1+0,175)+35.0,816)
+ 0,9.1,75.3.0,85.9,3.23,4+1,75.2.0,75.4.23,4 = 2393,89 kN
Vậy tổng tải trọng tác dụng lên trụ 1,4 :
PAL = PKCN + P1+ Ptrụ = 6420,61 + 2844,97 + 3052,35 = 12317,93kN
+ Trụ 2 :
-Trọng lượng bản thân trụ :
Ptrụ = 1,25.(3226,12 + 154,26 ) = 4225,47 kN
Trong đó :
η = ηD. ηR . ηI ≥ 0,95
chọn η = 1
Trang 22

=1,25
ω : diện tích đah của trụ 2
1m chiều dài
dah.Rg(T2)
PKCN = 1.(1,25.189,58+1,5.24,94).23,4 = 6420,61 kN
Trong đó:
.
dah.Rg(T2)
P1= [1,75.3.0,85.(145.1+145.0,816+35.0,816).(1+0,25)
+1,75.3.0,85.9,3.23,4+1,75.2.0,75.4.23,4].1 = 2844,97 kN
Trang 23

= [1,75.3.0,85(110.1+110.0,949)(1+0,25)
+1,75.3.0,85.9,3.23,4+1,75.2.0,75.4.23,4].1 = 2412,72 kN
.
dah.Rg(T2)
 P3 = 0,9.1,75.3.0,85.(145.(0.816+1+0,175)+35.0,816)
+ 0,9.1,75.3.0,85.9,3.23,4+1,75.2.0,75.4.23,4 = 2393,89 kN
Vậy tổng tải trọng tác dụng lên trụ 2:
PAL = PKCN + P1+ Ptrụ = 6420,61 + 2844,97+ 4225,47 = 13491,05 kN
+ Trụ 3:
Ptrụ = 1,25.(2926,92 + 139,95 ) = 3833,59 kN
Trong đó :
η = ηD. ηR . ηI ≥ 0,95
chọn η = 1
=1,25
Trang 24

ω : diện tích đah của trụ 3
1m chiều dài
dah.Rg(T3)
PKCN = 1.(1,25.189,58+1,5.24,94).23,4 = 6420,61 kN
Trong đó:
.
dah.Rg(T3)
P1= [1,75.3.0,85.(145.1+145.0,816+35.0,816).(1+0,25)
+1,75.3.0,85.9,3.23,4+1,75.2.0,75.4.23,4].1 = 2844,97 kN
= [1,75.3.0,85(110.1+110.0,949)(1+0,25)
+1,75.3.0,85.9,3.23,4+1,75.2.0,75.4.23,4].1 = 2412,72 kN
Trang 25

.
dah.Rg(T3)
 P3 = 0,9.1,75.3.0,85.(145.(0.816+1+0,175)+35.0,816)
+ 0,9.1,75.3.0,85.9,3.23,4+1,75.2.0,75.4.23,4 = 2393,89 kN
Vậy tổng tải trọng tác dụng lên trụ 2:
PAL = PKCN + P1+ Ptrụ = 6420,61 + 2844,97 + 3833,59 = 13099,17 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 chọn cọc bê tông cốt thép tiết diện (35x35) làm cọc
M300 có Rn = 130(kG/cm2
)
2.5.2.1.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:
Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức:
PVL = φ(Ra.Fa+ Rb.Fb)
PVL Sức chịu tải tính toán của cọc theo vật liệu
Ra.Fa là cường độ chịu kéo khi nén tính toán và diện tích tiết diện ngang cốt thép
dọc trong cọc
Rb.Fb là cường độ chịu nén của bê tông và diện tích mặt cắt ngang của thân cọc
φ là hệ số uốn dọc của cọc φ = 1
Ra = 280000 kN/m2
Fa = 8,04.10-4
m2
(dùng 4Ф16)
Rb = 13000 kN/m2
Fb = 0,35.0,35 = 0,1225 m2
=> PVL = 1[280000.8,04.10-4
+ 13000.0,1225] = 1817,62(kN)
2.5.2.2 Sức chịu tải của cọc theo đất nền :
*Mố A:
Cấu tạo các lớp địa chất gồm:
Trang 26

+ lớp1: Sét dày 5-10m ở trạng thái dẻo giả sử có độ sệt B= 0,4
+ lớp2: cát – sét dày từ 7- 10m giả sử lớp này có độ sệt B= 0,5
+ lớp3: sét có chiều dày vô cùng có độ sệt B= 0,4
Phương pháp này dựa trên cơ sở chỉnh lí số liệu thực tế về thí nghiệm tải trọng tĩnh
học trong nhiều loại đất khác nhau để tìm ra mối tương quan giữa lực ma sát của
đất xung quanh thân cọc và phản lực của đất nền lên mũi cọc với một số chỉ tiêu cơ
lí của đất .
- giả thuyết lực ma sát quanh thân cọc phân bố đều theo chiều sâu phạm vi mỗi lớp
đất và phản lực ở mũi cọc phân bố đều theo tiết diện ngang của cọc.
Sức chịu tải của cọc được tính theo công thức sau:
Pđn = m(mr .F.R+u.∑mf.fi.li )
m : hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất m =1
mr,mf hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến ma sát giữa đất với cọc
và sức chịu tải của đất ở mũi cọc .
F tiết diện ngang của cọc F = 0,35.0,35 = 0,1225 m2
u chu vi thân cọc u = 2.(0,35+0,35) = 1,4 m
R cường độ giới hạn trung bình của đất nền lên mũi cọc .(tra bảng PL 3.3 sách nền
móng chủ biên LÊ XUÂN MAI)
Với lớp đất sét có độ sệt B = 0,4; độ sâu mũi cọc Z = 21,5 m tra bảng có R = 3290
(kN )
fi lực ma sát đơn vị giới hạn trung bình của mỗi lớp đất mà cọc đi qua phụ thuộc
vào loại đất và độ sâu của lớp đất.(tra bảng pl 3.4 sách nền móng)
độ sâu trung bình = 10,75 m, B = 0,4=> f = 3,45 (T/m2
) = 34,5 (KN/m2
)
li chiều dày của lớp phân tố thứ i.trong đồ án này lấy li = 19,5m
 Pđn = 1(1.0,1225.3290+ 1,4.1.34,5.19,5) = 1344,87 KN
 Min(PVL;Pđn ) = 1344,87 KN
Trang 27

Mố B:
(kN )
độ sâu trung bình = 11 m, B = 0,4=> f = 3,48 (T/m2
) = 34,8 (KN/m2
)
 Pđn = 1(1.0,1225.3230+ 1,4.1.34,8.18,5) = 1296,99 KN
 Min(PVL;Pđn ) = 1296,99 KN
*TRỤ 1,4:
Trang 28

Với lớp đất sét có độ sệt B = 0,4 độ sâu mũi cọc Z = 21,5 m tra bảng có R = 3290
(kN )
độ sâu trung bình = 10,75 m, B = 0,4 => f = 3,45 (T/m2
) = 3,45 (KN/m2
)
 Pđn = 1(1.0,1225.3290+ 1,4.1.34,5.19,5) = 1344,87 KN
 Min(PVL;Pđn ) = 1344,87 KN
*TRỤ 2:
Với lớp đất sét có độ sệt B = 0,4 độ sâu mũi cọc Z = 23 m tra bảng
có R = 3380 (kN )
độ sâu trung bình = 11,75 m, B = 0,4 => f = 3,54 (T/m2
) = 35,4 (KN/m2
)
 Pđn = 1(1.0,1225.3380+ 1,4.1.35,4.22,5) = 1529,15 KN
Trang 29

 Min(PVL;Pđn ) = 1454,18 KN
TRỤ 3:
Với lớp đất sét có độ sệt B = 0,4 độ sâu mũi cọc Z = 21,75 m tra bảng có
R=3305(kN )
độ sâu trung bình = 11m, B = 0,4 => f = 3,48(T/m2
) = 34,8 (KN/m2
)
 Pđn = 1(1.0,1225.3305+ 1,4.1.34,8.21,5) = 1452,34 KN
 Min(PVL;Pđn ) = 1382,96 KN
2.5.2.3 Xác định số lượng cọc trong các móng mố trụ cầu :
- Số lượng cọc cần thiết trong mố ,trụ cầu :
n = β.
cd1
i
TK
P
P coc
Σ
N tổng tải trọng thẳng đứng tại bệ mố,trụ.
β hế số kinh nghiệm Lấy β =1,6 khi tính số cọc cho mố,β = 1,6 khi tính số cọc cho trụ
Bảng tổng hợp số lượng cọc bố trí trong mố trụ cầu.
Cấu kiện Tải trọng Sức chịu tải ntt n chọn
Mố A 9756,07 1344,87 11,61 12
Mố B 10884,94 1296,99 13,43 14
Trụ 1 12317,93 1344,87 14,65 15
Trụ 2 13491,05 1529,15 14.11 15
Trang 30

Trụ 3 13099,17 1452,34 14,43 15
Trụ 4 12317,93 1344,87 14,65 15
- Mặt bằng bố trí cọc :
Mặt bằng bố trí cọc cho mố A
Mặt bằng bố trí cọc cho mố B
Mặt bằng bố trí cọc cho trụ 1,2,3,4
Trang 31

CHƯƠNG II:
CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BÊTÔNG CỐT THÉP ỨNG SUẤT TRƯỚC
(3 NHỊP 40m)
I.NHỊP 40 m :
1.1. Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu :
1.1.1. Trọng lượng các lớp mặt cầu:
Theo 22TCN272-05 chiều dày tối thiểu bản mặt cầu không được nhỏ hơn 175 mm.
ở đây ta chọn 200 mm (chiều dày lớp chịu lực)
Chiều dày các lớp còn lại chọn như sau:
+ lớp phòng nước chọn 0,4 cm
+ lớp bêtông nhựa dày 7 cm
Để tạo độ dốc dọc nước chảy 2% của bản mặt cầu có thể được tiến hành bằng việc
cho chênh gối của các dầm I kê lên trụ hoặc mố mà không cần tạo độ chênh ngay
trên bản mặt cầu.
Dung trọng của cốt thép là 78,5 KN/m3
Dung trọng của bêtông ximăng là 25 KN/m3
Dung trọng của bêtông nhựa là 22,5 KN/m3
Khối lượng lớp BT nhựa dày 7cm: DWbtn=0,07.12,5.22,5.40= 787,5 (KN/m)
Lớp phòng nước dày 0,4 cm: DWpn=0,004.12,5.15.40 = 30(KN/m)
Lớp mui luyện dày 3cm DWml = 0,5.0,03.12,5.24.40 = 180 (KN/m)
=> DWmc= 787,5+30+ 180= 997,5 (KN/m)
1.1.2. Trọng lượng phần lan can,tay vịn,gờ chắn bánh xe:
1.1.2.1 Trọng lượng phần lan can tay vịn:
- Cấu tạo lan can tay vịn như sau:
Trang 32

CẤU TẠO VÀ KÍCH THƯỚC LAN CAN TAY VỊN
CẤU TẠO VÀ KÍCH THƯỚC GỜ CHẮN BÁNH XE
Ta bố trí cột lan can trên một nhip 40m với khoảng cách 2,0 m.vậy toàn bộ nhịp có
2.21 = 42 cột
- Khối lượng các cấu kiện như bảng dưới đây :
STT
HẠNG
MỤC
ĐƠN
VỊ CÁCH TÍNH THỂ
TÍCH
KHỐI
LƯỢNG
1 Bê tông trụ
lan can m3
(0,2*1-2*0,15*0,1)*0,2*21.2 1,428
2 Bê tông tay
vịn m3
0,1*0,15*40*2*2 2,4
3 Bê tông đế
lan can m3
0,25*0,2*40*2 4
4 Gờ chắn
bánh m3
0,35*(0,2+0,25)/2*1,8*40
5,67
5 BT lan can,
tay vịn, gờ
chắn bánh
KN 0,985(1,428+2,4+4+5,67)*25 332,39
6
Cốt lan can
Tay vịn,gờ
chắn
KN 1,5%(1,428+2,4+4+5,67)78,
5
15,89
=> Tĩnh tải của phần lan can,tay vịn,gờ chắn bánh trên một mét chiều dài cầu:
DClctv =(332,39 +15,89)/40 = 8,71 (KN/m)
1.2 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp:
Trang 33

MCN dầm chủ đoạn giữa nhịp MCN dầm chủ đoạn đầu nhịp
200 100
- Dầm chủ : gồm 6 dầm chính,tiết diện chữ I ,khoảng cách giữa các dầm là 2,2 m
+Chiều cao dầm : hdc = 2000 (mm)
+ Bản mặt cầu dày : bbmc = 200 (mm)
-Bản mặt cầu : Vmc = 0,2.40.13 + (0,08.0,7.0,5).2.40 = 106,23 m3
- Trọng lượng bê tông trong bản mặt cầu : 98,5%. 106,23.25 = 2615,91 (kN)
- Trọng lượng cốt thép trong bản mặt cầu : 1,5%.106,23.78,5 = 125,08 (kN)
- Trọng lượng bản mặt cầu: Gmc = 2615,91 + 125,08 = 2741 (kN)
- Trọng lượng tấm đan :
Trang 34

+ Thể tích tấm đan : 2.1,6.0,08.100 = 25,6 m3
+ Trọng lượng bê tông trong tấm đan : 98,5%.25,6 .25 = 630,4 (kN)
+ Trọng lượng cốt thép trong tấm đan : 1,5%.25,6.78,5 = 30,14 (kN)
-Dầm ngang : Gồm 5 dầm ngang bố trí theo cấu tạo
+ 2 dầm tại gối : Chiều cao dầm ngang hdn = 1,92 m
Chiều dài ldn = 1,6 m
+ 3 dầm giữa nhịp: Chiều cao dầm ngang hdn = 1,67 m
Chiều dài ldn = 2 m
Trang 35

VỊ TRÍ GIỮA NHỊP VỊ TRÍ GỐI
-Đầu dầm : Fdc
= 0,6.2 + 2((0,12+0,16)/2).0,1 = 1,228 m2
-Giữa dầm :
Fdc = 0,6.0,08+((0,12+0,24)/2).0,3.2+((0,2.0,2)/2).2+0,6.0,25+1,67.0,2 = 0,68 m2
Tại gối : Fdn = 1,6.1,92- 0,1.(0,12+0,16).0,5.2 = 3,044 m2
Tại giữa nhịp: Fdn
= 1,4.0,24+0,5.0,3.0,12.2+1,23.2+0,5.0,2.0,2.2+1,6.0,2 =3,19 m2
Bảng tính khối lượng dầm 40 m:
STT Hạngmục
Tính toán
Đơn
Vị Công
thức tính
Thể
tích
Khối
Lượng
1 Dầm chủ
2
Bê tông
đoạn đầu
dầm m3
1,228*2,3*2 5,65
3
Bê tông
đoạn vút
xiên
m3
(1,228+0,68)/2*1*2 1,91
4 Bê tông
đoạn giữa
dầm
m3
0,68*(40-2*2,3-2*1) 22,71
5 Bê tông
toàn dầm
m3
30,27
Trang 36

6 Bê tông
trong dầm KN 98,5%*30,27*25 745,4
7
Cốt thép
trong dầm 1,5%*30,27*78,5 35,64
8 Dầm ngang
9 Giữa nhịp m3
3,19*0,2 0,638
10 Tại gối m3
3,044*0,2 0,61
11
Bê tông
dầm ngang m3
0,61*5*2+0,638*5*3 15,67
12
Bê tông
trong dầm KN 98,5%*15,67*25 385,87
13
Cốt thép
trong dầm
ngang
KN 1,5%*15,67*78,5 18,45
• Tổng tĩnh tải tác dụng lên toàn bộ nhịp 40m:
- Giai đoạn 1:
DC1 = DCdc+DCdn = 6(745,4+35,64)+(385,87+18,45)=5090,56 kN
- Giai đoạn 2:
DC2=DC1+DCbmc+DClc+gc+DCtd
=5090,56+2741+(332,39+15,89)+(630,4+30,14) = 8840,38 KN
DW = 997,5 kN
• Tổng tĩnh tải phân bố đều trên toàn nhịp 40m:
DC2
40
=
2
40
DC
=
8840,38
40
= 221,01 KN/m
DW =
997,5
40
= 24,94 kN/m
2.3 Tính toán khối lượng mố,trụ cầu:
2.3.1 Tính toán khối lượng bê tông cốt thép cho mố :
-Dùng 2 mố chữ U cải tiến bằng bê tông cốt thép f’
c = 30Mpa.Móng mố dùng cọc
đóng bằng bê tông cốt thép có f’
c = 30 MPa ,chiều dài dự kiến là 16m.
Trang 37

-Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng bê tông cốt thép 125x300x20(cm).Gia
cố ¼ mô đất bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm,đệm đá 4x6 dày 10cm
Cấu tạo mố MA:
Trang 38

Trang 39

Cấu tạo mố MB:
Trang 40

Trang 41

Tính toán khối lượng :
Bảng tổng hợp khối lương cho mố A:
STT Hạng
mục
Tính
toán
Đơ
n
Vị
Cách tính Thể
tích
Khối
Lượng
1 Bê tông
bệ mố
m3
14*1,5*3,5 73,5
2 Bê tông
thân mố
m3
1,5*12*2,5 45
3 Bê
tông
tường
đỉnh
m3
(0,3*2,2+(0,36+0,27)/2*0,2)*12 8,67
4 Bê tông
tường
cánh
m3
[1,5*4,7+1,81*1+(1,81*2,7)/2]*0,5*2 11,3
5 Bê tông
đá tảng
m3
0,3*0,6*1*6 1,08
6 Bê tông
mố
m3
139,5
5
7 Bê tông K
N
98,5%*139,55*25 3436,4
2
8 Cốtthép
mố
K
N
1,5%*139,55*78,5 164,32
Bảng tổng hợp khối lương cho mố B:
STT Hạng
mục
Tính
toán
Đơn
Vị
Cách tính Thể
tích
Khối
Lượng
1 Bê tông bệ m3
14*1,5*3,5 73,5
Trang 42

mố
2 Bê tông
thân mố
m3
1,5*12*4 72
3 Bê tông
tường đỉnh
m3
(0,3*2,2+(0,36+0,27)/2*0,2)*12 8,67
4 Bê tông
tường cánh
m3
[1,5*6,2+3,54*1+(3,54*4,2)/2]*0,5*2 20,27
5 Bê tông đá
tảng
m3
0,3*0,6*1*6 1,08
6 Bê tông mố m3
175,52
7 Bê tông KN 98,5%*175,52*25 4322,18
8 Cốtthép mố KN 1,5%*175,52*78,5 206,67
2.3.2 Tính toán khối lượng bê tông cốt thép cho trụ:
-Kết cấu trụ: sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng bê tông cốt thép co f’
c =
30Mpa.Móng dùng móng cọc đóng bằng BTCT có f’
c = 30Mpa
Trụ 1,2
STT
Hạng
mục
Tính
Đơ
n
Vị
Cách tính
Thể
tích
Khối
Lượng
Trang 43

toán
I Trụ 1,2
1 Bê tôngbệ
trụ
m3
3*8,6*1,5 38,7
2 Bê tông
thân trụ
m3
(6,2*1,4+(3,14*0,72
))*6,5 66,42
3 Bê tông xà
mũ
m3
[0,6*13+2*(0,8*2,7)/2+7,6*0,8]*1,
8
28,87
4 Bê tôngĐá
tảng
m3
1*1*0,3*6 1,8
5 Bê tông trụ
1,2
m3
135,7
9
6 Bê tông KN 98,5%*135,79*25 3343,83
7 Cốt thép
trụ 1,2
KN 1,5%*135,79*78,5 159,89
2.4 Tính toán khối lượng bản dẫn và gối kê 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 :
- Trong phương án này ta bố trí 5x2 bản dẫn đầu cầu.Kích thước
(3000x2450x200)mm bằng
Bê tông cốt thép f’
c = 30Mpa.
-Khối lượng bê tông bản dẫn đầu cầu: 2,45 x 3 x 0,2 x 2 x 5 = 14,7 (m3
)
- Trọng lượng bê tông bản dẫn đầu cầu : 98,5% x 14,7 x 25 = 361,98 (kN)
Trang 44

- Khối lượng cốt thép trong bản dẫn đầu cầu : 1,5% x 14,7 x 78,5 = 17,3 (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 :
- Khối lượng gối kê bản dẫn đầu cầu (0,5 + 0,4 )/2*0,4 *12,25*2 = 4,41 (m3
)
- Trọng lượng bê tông bản dẫn đầu cầu : 98,5%*4,41*25 = 108,6 (kN)
- Trọng lượng cốt thép gối kê bản dẫn đầu cầu : 1,5%*4,41*78,5 = 5,19
(kN)
2.5 TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC CHO MỐ VÀ TRỤ :
2.5.1 Tính áp lực thẳng đứng tác dụng lên đáy bệ cọc cả mố và trụ cầu :
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:
Trong đó :
η = ηD. ηR . ηI ≥ 0,95
chọn η = 1
γDC =1,25
Trang 45

ω : diện tích đah của mố A
1m chiều dài
DC
DW
dah.Rg(MA)
PKCN = 1.[221,01.1,25+24,94.1,5]x19,7 = 6179,35kN
- Trọng lượng do toàn bản thân mố truyền xuống:
Pmố = 1,25.(3436,42+ 164,32) = 4500,93 kN
*Hoạt tải:
Trong đó:
ω diện tích đah của mố A
9,3kN/m
PL
dah.Rg(MA)
Trang 46

P1 =[1,75x3x0,85x(145x1+145x0,89+35x0,782)x(1+0,25)+1,75x3x0,85x9,3x19,7
+ 1,75x2x0,75x4x19,7]x1 = 2705,78kN
=[1,75.3.0,85(110.1+110.0,97)(1+0,25)+1,75.3.0,85.9,3.19,7+1,75.2.0,75.4.19,7].1
= 2233,2 kN
Vậy tổng áp lực tác dụng lên mố A:
Pal = PKCN + P1 + Pmố = 6179,35 + 2705,78 + 4500,93 = 13386,06 kN
• MỐ B:
Trong đó :
η = ηD. ηR . ηI ≥ 0,95
chọn η = 1
γDC =1,25
ω : diện tích đah của mố B
1m chiều dài
Trang 47

DC
DW
dah.Rg(MA)
PKCN = 1.[221,01.1,25+24,94.1,5]x19,7 = 6179,35 kN
-Trọng lượng do toàn bản thân mố truyền xuống:
Pmố = 1,25.(4322,18 + 206,67) = 5661,06 kN
*Hoạt tải:
Trong đó:
ω diện tích đah của mố B
9,3kN/m
PL
dah.Rg(MB)
P1 =[1,75x3x0,85x(145x1+145x0,89+35x0,782)x(1+0,25)+1,75x3x0,85x9,3x19,7
+ 1,75x2x0,75x4x19,7]x1 = 2705,78kN
Trang 48

=[1,75.3.0,85(110.1+110.0,97)(1+0,25)+1,75.3.0,85.9,3.19,7+1,75.2.0,75.4.19,7].1
= 2233,2 kN
Vậy tổng áp lực tác dụng lên mố B:
Pal = PKCN + P1 + Pmố = 6179,35+ 2705,78 + 5661,06 = 14546,19 kN
+ Trụ 1,2:
Ptrụ = 1,25 .( 3343,83+ 159,89) = 4379,65kN
Trong đó :
η = ηD. ηR . ηI ≥ 0,95
chọn η = 1
=1,25
ω : diện tích đah của trụ 1,2
1m chiều dài
DC
DW
dah.Rg(T1,2)
Trang 49

PKCN = 1.(1,25.221,01+1,5.24,94).39,4 = 12358,7kN
Trong đó:
9.3KN/m
PL
dah.Rg(T1,2)
P1= [1,75.3.0,85.(145.1+145.0,89+35.0,89).(1+0,25)
+1,75.3.0,85.9,3.39,4+1,75.2.0,75.4.39,4].1 = 3751,29 kN
P2 = [γLL.n.m(110.y1+110.y4)(1+IM)+γLL.n.m.9,3.ω+γPL.PL.2T.ω]η
= [1,75.3.0,85(110.1+110.0,97)(1+0,25)
+1,75.3.0,85.9,3.39,4+1,75.2.0,75.4.39,4].1 = 3257,63 kN
- Trường hợp 2 xe tải thiết kế cách nhau 15m
9.3KN/m
PL
dah.Rg(T1,2)
 P3 = 0,9.1,75.3.0,85.(145.(0.89+1+0,51+0,4)+35.(0,89+0,292)
+ 0,9.1,75.3.0,85.9,3.39,4+1,75.2.0,75.4.39,4 = 3682,08 kN
Vậy tổng tải trọng tác dụng lên trụ 1,2 :
PAL = PKCN + P3+ Ptrụ = 12358,7 + 3682,08 + 4379,65= 20420,43kN
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 :
Trang 50

Cọc dùng cho phương án này chọn cọc bê tông cốt thép tiết diện (35x35) làm cọc
M300 có Rn = 130(kG/cm2
)
2.5.2.1.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:
Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức:
PVL = φ(Ra.Fa+ Rb.Fb)
PVL Sức chịu tải tính toán của cọc theo vật liệu
Ra.Fa là cường độ chịu kéo khi nén tính toán và diện tích tiết diện ngang cốt thép
dọc trong cọc
Rb.Fb là cường độ chịu nén của bê tông và diện tích mặt cắt ngang của thân cọc
φ là hệ số uốn dọc của cọc φ = 1
Ra = 280000 kN/m2
Fa = 8,04.10-4
m2
(dùng 4Ф16)
Rb = 13000 kN/m2
Fb = 0,35.0,35 = 0,1225 m2
=> PVL = 1[280000.8,04.10-4
+ 13000.0,1225] = 1817,62(kN)
2.5.2.2 Sức chịu tải của cọc theo đất nền :
*Mố A:
Cấu tạo các lớp địa chất gồm:
+ lớp1: Sét dày 5-10m ở trạng thái dẻo giả sử có độ sệt B= 0,4
+ lớp2: cát – sét dày từ 7- 10m giả sử lớp này có độ sệt B= 0,5
+ lớp3: sét có chiều dày vô cùng có độ sệt B= 0,4
Phương pháp này dựa trên cơ sở chỉnh lí số liệu thực tế về thí nghiệm tải trọng tĩnh
học trong nhiều loại đất khác nhau để tìm ra mối tương quan giữa lực ma sát của
đất xung quanh thân cọc và phản lực của đất nền lên mũi cọc với một số chỉ tiêu cơ
lí của đất .
- giả thuyết lực ma sát quanh thân cọc phân bố đều theo chiều sâu phạm vi mỗi lớp
đất và phản lực ở mũi cọc phân bố đều theo tiết diện ngang của cọc.
Trang 51

(kN )
độ sâu trung bình = 10,75 m, B = 0,4=> f = 3,45 (T/m2
) = 34,5 (KN/m2
)
 Pđn = 1(1.0,1225.3050+ 1,4.1.34,5.17,5) = 1218,87 KN
 Min(PVL;Pđn ) = 1218,87 KN
Mố B:
Với lớp đất sét có độ sệt B = 0,4; độ sâu mũi cọc Z = 20,5 m tra bảng
có R = 3230 (kN )
Trang 52

độ sâu trung bình = 11 m, B = 0,4=> f = 3,48 (T/m2
) = 34,8 (KN/m2
)
 Pđn = 1(1.0,1225.3230+ 1,4.1.34,8.18,5) = 1296,99 KN
 Min(PVL;Pđn ) = 1296,99 KN
*TRỤ 1,2:
Với lớp đất sét có độ sệt B = 0,4 độ sâu mũi cọc Z = 22 m tra bảng
có R = 3320 (kN )
độ sâu trung bình = 11 m, B = 0,4 => f = 3,48 (T/m2
) = 34,8 (KN/m2
)
 Pđn = 1(1.0,1225.3320+ 1,4.1.34,8.20,5) = 1405,46 KN
 Min(PVL;Pđn ) = 1405,46 KN
2.5.2.3 Xác định số lượng cọc trong các móng mố trụ cầu :
- Số lượng cọc cần thiết trong mố ,trụ cầu :
Trang 53

n = β.
cd1
i
TK
P
P coc
Σ
N tổng tải trọng thẳng đứng tại bệ mố,trụ.
β hế số kinh nghiệm Lấy β =1,6 khi tính số cọc cho mố,β = 1,6 khi tính số cọc cho trụ
Bảng tổng hợp số lượng cọc bố trí trong mố trụ cầu.
Cấu kiện Tải trọng Sức chịu tải ntt n chọn
Mố A 13386,06 1218,87 17,57 18
Mố B 14546,19 1296,99 17,94 18
Trụ 1,2 20420,43 1405,46 23,25 24
- Mặt bằng bố trí cọc :
Mặt bằng bố trí cọc cho mố A,B
Mặt bằng bố trí cọc cho trụ 1,2
Trang 54

PHẦN 2:
THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CHƯƠNG I: THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU
1000
2700
1000
800
600
750
250 250
5250
200
350
200
200
1000
1000
2% 2%
2200 2200
Låïp bã täng atphan daìy 7cm
Låïp phoìng næåïc daìy 0.4cm
120
120
200
120
250
200
1670
600
1920
1000
600
500
500
1600
3800
1
2 MÀÛT CÀÕT I - I
1
2 MÀÛT CÀÕT II-II
2000
1230
BTCT BMC dày 20cm
Sơ đồ tính bản mặt cầu
1. SỐ LIỆU THIẾT KẾ:
-Hoạt tải : + xe: HL 93
+Người : 4 kN/m2
- Khoảng cách giữa các dầm chủ : S = 2200mm
- Số lượng dầm chủ : n = 6 dầm
- Lớp bảo vệ
+ Mép trên bản: a = 60mm
+ Mép dưới bản: a = 25mm
- tỷ trọng của bê tông :γc = 2500 kG/m3
- Cường độ nén của bê tông ở 28 ngày tuổi : f’
c = 40 MPA
- Giới hạn chảy của thép thanh : fy = 420 Mpa
- Mô đun đàn hồi : Es = 200000 Mpa
Qui trình thiết kế 22TCN 272-05
2.TÍNH TOÁN
2.1 Ảnh hưởng của tải trọng và hệ số sức kháng
2.1.1 Ảnh hưởng của tĩnh tải
Các hệ số tải trọng cho tĩnh tải:
Trang 55

- Đối với bản mặt cầu và lan can tay vịn:
γDCmax = 1,25
γDcmin = 0,9
-Đối với các lớp mặt cầu
γDCmax = 1,25
γDcmin = 0,9
2.1.2. Ảnh hưởng của tải hoạt tải
+ Hệ số xung kích IM = 0,25
+ Hệ của tải trọng : γLL = 1,75
+Hệ số làn xe:
- Đường 1 làn xe : m = 1,2
- Đường 2 làn xe : m = 1
- Đường 3 làn xe : m = 0,85
+ Hệ số điều chỉnh tải trọng:
η = ηD.ηR.ηI ≥ 0,95
Trong đó:
ηD - hệ số liên quan đến tính dẻo
ηR - hệ số liên quan đến tính dư
ηI - hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác
Chọn η = 1
Các hệ số cho tĩnh tải
Loại tải trọng TTGH cường độ 1 TTGH sử dụng
DC 1,25/0,9 1
DW 1,5/0,65 1
2.2. Nguyên tắc tính toán
Sử dụng phương pháp phân tích gần đúng để thiết kế bản mặt cầu BTCT đúc tại
chỗ và đúc liền khối
Mô hình tính toán coi bản mặt cầu như các dải bản vuông góc với các cấu kiện đỡ.
Khi tính toán lực trong bản phân tích dải bản rộng 1m theo chiều ngang cầu.Ta có
2 sơ đồ tính :
+ Phần hẫng ở đầu dầm tính theo sơ đồ công xôn
+ Phần trong tính theo sơ đồ dầm liên tục kê trên các gối cứng tại vị trí các dầm
chủ.cũng có thể sử dụng sơ đồ bản ngàm tại hai sườn dầm chủ với đường lối phân
tích gần đúng như sơ đồ bản đơn kê trên 2 cạnh được tính như dầm đơn giản sau đó
xét hệ số điều chỉnh cho ngàm.
Trang 56

Hình 2.1: Sơ đồ tính toán bản mặt cầu
2.3 Tính toán nội lực bản mặt cầu
2.3.1Tính toán nội lực bản hẫng
2.3.1.1 Tĩnh tải tác dụng cho dải bản rộng 1m theo phương ngang cầu
- Do trọng lượng bản thân: chiều dày trung bình của bản hẫng 0,24m
DC1 = 0,24.25.1 = 6 kN/m
-Do trọng lượng của lan can tay vịn:
STT
HẠNG
MỤC
ĐƠN
VỊ CÁCH TÍNH
THỂ
TÍCH KHỐI LƯỢNG
1 BT trụ LC m3
(0,2*1-2*0,15*0,1)*0,2*21.2 1,428
2 BT tay vịn m3
0,1*0,15*40*2*2 2,4
3 BT đế LC m3
0,25*0,2*40*2 4
4 BT LC-TV KN 0,985(1,428+2,4+4)*25 192,76
5 Cốt LC-TV KN 1,5%(1,428+2,4+4)78,5 9,22
6 Gờ chắn m3
0,35*(0,2+0,25)/2*1,8*40 5,67
7 BTgờ chắn KN 98,5%.5,67.25 139,62
8 Cốt gờ
chắn
KN 1,5%.5,67.78,5 6,68
9 Gờ chắn KN 146,3
Tĩnh tải lan can tay vịn tính cho 1 phía
DC2= (192,76+9,22)/2.40 = 2,525 (KN)
Tĩnh tải gờ chắn bánh xe tính cho 1 phía
DC3 = 146,3/2.40 = 1,83 (kN)
- Do trọng lượng bản thân các lớp mặt cầu
Lớp bê tông nhựa dày 7cm: DWbtn = 0,07.22,5.1 = 1,575(KN/m)
Lớp phòng nước dày 0,4 cm: DWpn = 0,004.15.1 = 0,06 (KN/m)
Lớp mui luyện dày 3cm DWml = 0,03.24.1 = 0,72 (KN/m)
DW = 1,575+ 0,06+0,72 = 2,355 (KN/m)
2.3.1.2.Hoạt tải tác dụng cho dải bản rộng 1m theo phương ngang cầu
Trang 57

DC1
DW DC2
PL
L1
L2
L3
DC1 DC2 DC3 DW PL
6(kN/m) 2,525(kN) 1,83(KN) 2,355(kN/m) 4(KN/m2
)
L1 L2 L3
1m 0,875 m 0,75 m
*Momen tại mặt cắt a:
M= η.[γ DCDC1 2
2
1
L
+ γ DCDC2. L2+ γ DW.DW 2
2
3
L
+ γ PL.PL.L3.
3
2
L
]
+TTGH Cường độ I:
M = -1.[ 1,25.6.
12
2
+1,25.2,525.0,875 +1,5.2,355.
2
0,75
2
+1,75.4.
2
0,75
2
]
= - 9,474 (KN.m)
+TTGH sử dụng:
M = -1.[ 1.6.
12
2
+1.2,525.0,875 +1.2,355.
2
0,75
2
+1.4.
2
0,75
2
]
= -6,997 (KN.m)
* Lực cắt tại mặt cắt a :
V = η.(γ DC1DC1.L1+ γDC2DC2 + γ DW .DW.L3+ γ PL.PL.L3 )
+ TTGH cường độ I:
Trang 58
Tải bản FULL (112 trang): https://bit.ly/3fqWrAQ
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

V = 1.( 1,25.6.1 + 1,25.2,525 + 1,5.2,355.0,75+ 1,75.4.0,75 )
= 18,56 (kN)
+ TTGH sử dụng:
V = 1.( 1.6.1 + 1.2,525 + 1.2,355.0,75+ 1.4.0,75 )
= 13,29 (kN)
2.3.2.Tính toán nội lực bản kiểu dầm
a.Tính toán mômen dương
- Tính theo phương pháp gần đúng với cách tính toán mômen dương ở mặt cắt
giữa nhịp của mô hình bản giản đơn kê trên 2 gối.
- Trị số mômen tại mặt cắt giữa nhịp của bản 2 đầu ngàm xác định theo công
thức:
+
L
M 5
,
0 = k.
0
5
,
0 L
M
Trong đó:
0
5
,
0 L
M - mômen tại mặt cắt giữa nhịp bản giản đơn.
k- Hệ số điều chỉnh, k=0,5.
 Tĩnh tải tác dụng:
- Trọng lượng bản thân bản mặt cầu: DC1= 0,2.25 = 5 (kN/m)
- Trọng lượng các lớp phủ mặt cầu: DW = 2,355 (kN/m)
 Hoạt tải tác dụng:
-Chiều dài nhịp tính toán của bản bằng 2200(mm) < 4600(mm) nên các dải bản
được thiết kế theo các bánh xe của trục xe tải nặng 145 kN và không kể đến tải
trọng làn (3.6.1.3 TCN272-05)
- Dải bản chịu lực theo phương ngang cầu, chiều rộng của dải bản tương đương
theo phương dọc cầu tính theo bảng 4.6.2.1.3-1(TCN272-05)
- Đối với vị trí có mômen dương: E+
=660+0,55S = 660+0,55.2200= 1870(mm)
+ Tác dụng của bánh xe tải thiết kế:
Theo mô hình tính toán theo sơ đồ phẳng, tác dụng của tải trọng bánh xe có thể
qui về 1 băng tải dài (b+ts), với b là chiều rộng tiếp xúc bánh xe b=510mm, theo
phương ngang cầu có cường độ phân bố cho 1m chiều rộng bản:
LL=
P/ 2
(b + ts).E
=
145/ 2
(0,51+ 0,2).1,87
= 54,61 (kN/m)
- Hệ số xung kích: IM=25%
DC
γ - Hệ số tải trọng của tĩnh tải bản thân kết cấu, DC
γ =1,25
DW
γ - Hệ số tải trọng của tĩnh tải lớp phủ, DW
γ =1,5
LL
γ - Hệ số tải trọng của hoạt tải, LL
γ =1,75
m - Hệ số làn. m=1,2 khi một làn xe chất tải.
m=1 khi hai làn xe chất tải
m=0,85 khi 3 làn xe chất tải
η - Hệ số điều chỉnh tải trọng . η =1
ω - Diện tích đường ảnh hưởng M (giữa nhịp)
- Trường hợp 1: chỉ đặt một bánh xe
Trang 59
Tải bản FULL (112 trang): https://bit.ly/3fqWrAQ
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

DC1
DC3 DW
LL
dahM1/2
0,3725
0,3725
0,55
710
0,05
ω = (1/2).0,55.2,2 = 0,605 (m2
)
∑ ωLL = 2.(0,71/2).(0,3725+0,55)/2 = 0,327 m2
-TTGH cường độ 1
0
5
,
0 L
M = ( )
( )
η γ ω γ γ ω γ ω
+ + + + ∑
1 1 3 3
. . . . 3 . . . 1 .
DC DC DW LL LL
DC DC y DW m IM LL
= 1.[1,25.5.0,605 + 1,25.1,83.0,05 + 1,5.2,355.0,605
+ 1,2.1,75(1+ 0,25).54,61.0,327] = 52,91 (kNm)
=>
+
L
M 5
,
0 = 0,5.52,91 = 26,45 (kNm)
-TTGH sæí duûng:
0
5
,
0 L
M = 1.[1.5.0,605 + 1.1,83.0,05+1.2,355.0,605+1,2.1.(1+0,25).54,61.0,327]
= 31,33 (kNm)
=>
+
L
M 5
,
0 = 0,5.31,33 = 15,67 (kNm)
- Trường hợp 2 : đặt hai bánh của 1 xe cách nhau 1,8m
Trang 60
3452124

Thiết Kế Cầu BTCT Vượt Sông Cấp VI Có Khẩu Độ Thông Thuyền 15m, Khẩu Độ Cầu Lo 113 M (Kèm Bản Vẽ, Sap)

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Thiết Kế Cầu BTCT Vượt Sông Cấp VI Có Khẩu Độ Thông Thuyền 15m, Khẩu Độ Cầu Lo 113 M (Kèm Bản Vẽ, Sap)

Similar to Thiết Kế Cầu BTCT Vượt Sông Cấp VI Có Khẩu Độ Thông Thuyền 15m, Khẩu Độ Cầu Lo 113 M (Kèm Bản Vẽ, Sap) (20)

More from nataliej4

More from nataliej4 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (19)

Thiết Kế Cầu BTCT Vượt Sông Cấp VI Có Khẩu Độ Thông Thuyền 15m, Khẩu Độ Cầu Lo 113 M (Kèm Bản Vẽ, Sap)