LINK TẢI LUẬN VĂN MIỄN PHÍ CHO AE KET-NOI
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CẦU.......................................................................................................2
1.1. Vị trí địa lý ....................................................................................................................................2
1.2. Địa hình ......................................................................................................................................... 2
1.3. Khí hậu ..........................................................................................................................................2
1.4. Thủy văn........................................................................................................................................2
1.5. Địa chất ......................................................................................................................................... 2
1.6. Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu ..............................................................................................2
CHƯƠNG 2 : KHÁI QUÁT CHUNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .............................................................3 2.1. Quy mô thiết kế.................................................................................................................................3 2.2. Lựa chọn sơ bộ kích thước hình học.................................................................................................3 2.3. Vật liệu..............................................................................................................................................4 2.4. Trình tự và tiến độ thi công...............................................................................................................4
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH................................................................................6 3.1. Tính thanh lan can..........................................................................................................................6 3.2. Thiết kế lề bộ hành..........................................................................................................................9
CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU .............................................................................................15 4.1. Tải trọng tác dụng ...........................................................................................................................15 4.2. Tổ hợp nội lực.................................................................................................................................18 4.3. Thiết kế cốt thép cho bản mặt cầu ..................................................................................................20
CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ DẦM LIÊN TỤC ĐÚC HẪNG.......................................................................24 5.1. Tính toán các đặc trưng hình học của tiết diện ...............................................................................24 5.2. Tính tải trọng...................................................................................................................................25 5.3. Các nguyên tắc tính toán và tổ hợp tải trọng ..................................................................................25 5.4. Nội lực quá trình thi công ...............................................................................................................25 5.5. Mô hình kết cấu trên Midas Civil 6.0 .............................................................................................25 5.6. Kết quả Nội lực giai đoạn thi công (đơn vị của moment tính toán trong phần mềm kN.m) ..........36 5.7. Kết quả Nội lực trong giai đoạn khai thác ......................................................................................40
CHƯƠNG 6 : TỔ HỢP NỘI LỰC ............................................................................................................43 6.1. Tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn cường độ giai đoạn khai thác (chưa có DUL)................43 6.2. Tổ hợp nội lực theo trạng thái giới hạn sử dụng.............................................................................44
CHƯƠNG 7 : TÍNH TOÁN SƠ BỘ CÁP DỰ ỨNG LỰC.......................................................................46 7.1. Số bó cáp nhóm A (cáp chịu moment âm)......................................................................................46
7.2. Số bó cáp nhóm C (cáp chịu moment dương nhịp biên) ................................................................ 50 7.3. Số bó cáp nhóm B (cáp chịu moment dương nhịp giữa) ................................................................ 50 7.4. Bố trí cáp dựng ứng lực .................................................................................................................. 50 7.5. Kết quả nội lực các đốt qua các bước sau khi đã căng cáp ............................................................ 51
CHƯƠNG 8 : KIỂM TOÁN DẦM CHỦ GIAI ĐOẠN THI CÔNG........................................................ 54 8.1. Lý thuyết kiểm toán........................................................................................................................ 54 8.2. Kiểm toán bằn biểu đồ ứng suất ..................................................................................................... 54 8.3. Kiểm toán bằng giá trị tính toán ..................................................................................................... 54
CHƯƠNG 9 : TÍNH TOÁN MẤT MÁT ỨNG SUẤT CÁP DỰ ỨNG LỰC .......................................... 58 9.1. Tính toán mất mát ứng suất do ma sát............................................................................................ 58 9.2. Tính toán mất mát ứng suất do tụt neo ........................................................................................... 58 9.3. Tính toán mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi............................................................................. 58 9.4. Tính toán mất mát ứng suất do co ngót của bê tông ....................................................................... 59 9.5. Tính toán mất mát ứng suất do từ biến của bê tông ....................................................................... 59 9.6. Tính toán mất mát ứng suất do sự chùn nhão của cáp dự ứng lực ................................................. 59 9.7. Tính toán mất mát ứng suất bằng phần mềm Midas Civil.............................................................. 59
CHƯƠNG 10 : KIỂM TOÁN DẦM TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG.......................................... 62 10.1. Lý thuyết kiểm toán...................................................................................................................... 62 10.2. Kiểm toán bằng biểu đồ ứng suất ................................................................................................. 62 10.3. Kiểm toán bằng giá trị tính toán ................................................................................................... 65
CHƯƠNG 11 : KIỂM TOÁN DẦM TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ ...................................... 68 11.1. Tổ hợp tải trọng ............................................................................................................................ 68 11.2. Kiểm toán kháng uốn của dầm ..................................................................................................... 68 11.3. Kiểm toán sức kháng cắt của dầm ................................................................................................ 72
CHƯƠNG 12: THIẾT KẾ TRỤ CẦU ..................................................................................................... 76 12.1. Thân trụ ........................................................................................................................................ 76 12.1.1. Lực hãm của xe : ................................................................................................................... 76 12.1.2. Tải trọng gió ngang tác dụng lên kết cấu nhịp ...................................................................... 76 12.1.3. Tải trọng gió ngang tác dụng lên xe cộ ................................................................................. 76 13.1.4. Kiểm toán bằng phần mềm Midas ......................................................................................... 76 12.2. Bệ Trụ ........................................................................................................................................... 82 12.3. Cọc khoan nhồi D1500 ................................................................................................................. 85
1
TRỊNH ĐỨC HUY -18127019
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : THIẾT KẾ CẦU ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CẦU
1.1. Vị trí địa lý
Cầu Mỹ Hóa 2 là một cây cầu bắc qua 2 bờ sông Bến Tre, thuộc đường tránh Thành Phố Bến Tre, là cầu nối 1 trong các tuyến đường huyết mạch để giao thương và vận chuyển hàng hóa đến các huyện của tỉnh Bến Tre
1.2. Địa hình
Cầu được xây dựng tại khu vực tỉnh Bến Tre, với đặt điểm địa hình đặc trưng của khu vực đồng bằng sông Cửu Long tương đối bằng phẳng phù hợp vận chuyển nguyên vật liệu và máy móc để xây dựng cầu
1.3. Khí hậu
Khu vực ĐBSCL với nét khí hậu nhiệt đới gió mùa. Thời tiết phân hóa theo mùa, mùa mưa và mùa khô rõ rệt. Lượng mưa nhiều từ tháng 9 tới tháng 1 năm sau.
1.4. Thủy văn
Các số liệu thủy văn ở khu vực này ổn định, mức nước chênh lệch giữa hai mùa tương đối lớn MNTN : -6.2m
MNCN : - 2.4m
MNTT : - 4.0m
1.5. Địa chất
Trong quá trình khảo sát đã khoan dò địa chất được các lớp địa chất như sau : Lớp 1 : Cát mịn (0 đến -30m)
Lớp 2 : Sét cứng (-30 đến -35m)
Lớp 3 : Sét dẻo (-35 đến -55m)
1.6. 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 được 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, đảm bảo độ sạch, cường độ và số lượng. Vật liệu thép: sử dụng các loại thép trong nước như thép Thái Nguyên,... hay 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 măng: 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
GVHD : TS. NGUYỄN TRỌNG TÂM
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 cầu 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
2
TRỊNH ĐỨC HUY -18127019
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : THIẾT KẾ CẦU ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG CHƯƠNG 2 : KHÁI QUÁT CHUNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1. Quy mô thiết kế
Quy mô xây dựng : cầu vĩnh cửu bê tông cốt thép dự ứng lực
Sơ đồ bố trí chung toàn cầu :
Kết cấu đối xứng gồm hệ cầu BTCT DUL liên tục nhịp thi công theo phương pháp đúc hẫng cân
bằng
Đường cong đứng R = 3000m
Độ dốc ngang cầu 2%
Mặt cắt ngang thiết kế cho 3 làn xe với vận tốc thiết kế V=80 km/h Khổ cầu K= 10.5 +2x1.5+ 2x0.25 = 14m
+ Phần xe chạy : 10.5 m
+ Phần lề bộ hành : 2x 1.5m
+ Phần gờ chắn bánh : 0.25m
+ Phần lan can : 2x 0.25
(Gờ chắn bánh bố trí nằm dưới lề bộ hành nên bề rộng không tính vào khổ cầu)
2.2. Lựa chọn sơ bộ kích thước hình học 2.2.1. Phân chia khẩu độ nhịp
+ Chiều dài nhịp chính L = 90m
+ Chiều dài nhịp biên chọn theo kinh nghiệm (0.6-0.7)L nên ta chọn chiều dài nhịp biên 60m + Chiều dài các đốt dầm
Nguyên tắc phân chia đốt dầm :
- Chọn chiều dài đoạn trên đỉnh trụ (đốt K0) trên phần đà giáo mở rộng trụ : Trong phương pháp đúc hẫng cân bằng đốt K0 có chiều dài khoảng 10-14m , để có đủ diện tích mặt bằng cho việc lắp đặt 2 xe đúc đối xứng nhanh trên đó mà thi công hai cánh hẫng đối xứng.
- Chiều dài đoạn hợp long có thể lấy từ 2-4m
GVHD : TS. NGUYỄN TRỌNG TÂM
- Phần còn lại của chiều dài cánh hẫng có thể lấy trong khoảng từ 2.5m -4m, theo phương dọc cầu sẽ có từng đốt, mỗi nhóm gồm các đốt được chọn sao cho tận dụng hết năng lực của thiết bị xe đúc, Ví dụ trọng lượng của xe đúc nên gần bằng với khả năng treo của xe đúc. Như vậy sẽ giảm bớt số đốt đúc hẫng. Mặt khác khối lượng bê tông mỗi đốt phải phù hợp với khả năng cung cấp bê tông đến hiện trường. Để đơn giản trong quá trình thi công và phù hợp với các trang thiết bị hiện có của đơn vị thi công ta có thể phân chia các đốt dầm như sau :
Đốt L0 trên đỉnh trụ : 3m
Đốt hợp long giữa : 2m
Đốt hợp long biên : 2m
Chiều dài đoạn đúc hẫng trên đà giáo : 14m
2.2.2. Kích thước dầm hộp + Chiều cao dầm hộp
Chiều cao dầm hộp thay đổi theo quy luật thiết kế hay đường cong. Chọn mặt đáy dầm cong theo đường cong bậc 2 với chiều cao của dầm hộp
Chiều cao mặt cắt trên gối giữa của dầm liên tục đúc hẫng nên chọn xấp xỉ bằng (1/16 – 1/20) L, đối với L = 90m thì H chọn trong khoảng (4.5-5.6m), chọn bằng 5.5m.
Chiềucaomặtcắtgiữanhịpchínhcủadầmnênchọnxấpxỉbằng H = L L ,tuynhiênđểđảm 40 60
bảo đủ chỗ cho công nhân chui vào bên trong lòng dầm hộp trong quá trình thi công và bảo trì sữa chửa nên đề xuất chọn chiều cao mặt cắt giữa nhịp bằng 2.3m
+ Hình dạng mặt cắt : dầm hộp sườn đứng + Chiều dày bản đáy hộp
Để phù hợp với đặc điểm của kết cấu đúc hẫng, bản đáy hộp có chiều dày thay đổi dọc theo nhịp cầu.
Chiều dày của bản đáy hộp ở giữa nhịp bản được chọn căn cứ điều kiện bao phủ cho các cáp dự ứng lức trong đó. Do có bố trí cáp dự ứng lực nên chọn chiều dày bản đáy tại giữa nhịp bằng 250mm
3
TRỊNH ĐỨC HUY -18127019
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : THIẾT KẾ CẦU ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG
GVHD : TS. NGUYỄN TRỌNG TÂM
Tại khu vực gần trụ thì chiều dày của bản đáy hộp được xác định theo ứng suất nén cho phép dưới các tải trọng khai thác ở thớ biên dưới. Thường chọn từ 2 đến 3 lần bề dày tại mặt cắt giữa nhịp. ở đây chọn bề dày bản đáy hộp tại mặt cắt tại gối bằng 1000mm
+ Chiều dày của thành hộp
Nguyên tắc chọn chiều dày thành hộp đối với cầu đúc hẫng phải đảm bảo đủ chỗ đặt cáp dự ứng lực và thuận tiện rót hỗn hợp bê tông vào trong ván khuôn. Mặt khác phải thỏa mãn yêu cầu chịu đựng ứng suất tiếp do lực cắt gây ra.
Chọn chiều dày sườn dầm tại mặt cắt vị trí gối và giữa nhịp đảo bảo chịu lực và thi công dễ dàng là 450mm
2.3. Vật liệu 2.3.1. Bê tông
Cường độ chịu nén của bê tông dầm hộp quy định ở tuổi 28 ngày của mẫu hình trụ 150-300mm là f’c = 50 Mpa
Lan can, lề bộ hành, trụ cầu, mố cầu, cọc khoan nhồi f’c = 30Mpa Bê tông thường có tỷ trọng = 25(kN / m3 )
Hệ số giản nở nhiệt của bê tông :
Hệ số posson :
Mô đun đàn hồi của bê tông tỷ trọng thường lấy như sau : Xi măng pooc-lăng mác PC40, loại 1
Vữa bơm ống gen sau khi kéo cáp chọn M500
2.3.2. Cốt thép dự ứng lực
Theo ASTM A416M chọn tao thép dự ứng lực độ chùng thấp, vùng neo bánh kính uốn cong bó cáp
không được nhỏ hơn 3600mm, các vùng còn lại không được nhỏ hơn 6000mm 2.3.3. Cốt thép thường
Theo 22TCN-272-05, không được dùng thép thiết kế có giới hạn chảy > 520 Mpa nhưng không được nhỏ hơn 420 Mpa (trừ khi có sự chấp thuận của chủ đầu tư).
Loại thép ASTM615
Giới hạn chảy Fy= 420Mpa
Mô đun đàn hồi : E = 200000 MPa Tỷ trọng cốt thép 7.85 x 10-5 N/mm3
2.3.4. Ống gen
Lựa ống gen phải thỏa mãn những điều kiện sau :
Ống gen phải là loại cứng hay nửa cứng bằng thép mạ kẽm
Bán kính cong trong ống không được nhỏ hơn 6000m, trừ vùng neo có thể cho phép nhỏ tới 3600mm
Đường kính của ống bọc ít nhất phải lớn hơn bó cáp dự ứng lực 6mm, khi kéo sau thì diện tích của ống bọc phải lớn gấp 2.5 lần diện tích mặt cáp
2.3.5. Thanh dự ứng lực
Theo ASTM A722, thép loại 2 có gờ ɸ38
Diện tích A= 1134.11 mm2
Cường độ chịu kéo fpu = 1035 Mpa
Giới hạn chảy fpy = 0.85 fpu = 0.8 x 1035 = 828 Mpa Mô đun đàn hồi Ep = 200000 Mpa
2.3.6. Xe đúc, ván khuôn : Dùng loại xe đúc của công ty OVM Tổng trọng lượng gồm cả ván khuôn G = 80T
Khả năng chịu lực (max) M=500Tm
Chiều dài đốt đúc (max) 4.5m
Độ lệch tâm e = 2m
2.4. Trình tự và tiến độ thi công 2.4.1. Trình tự thi công
4
TRỊNH ĐỨC HUY -18127019
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : THIẾT KẾ CẦU ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG
GVHD : TS. NGUYỄN TRỌNG TÂM
Quá trình thi công hẫng thường được tiến hành từ môi trụ ra đối xứng đều 2 phía dọc theo tim cầu đã định vị tính toán trước. Nếu là cầu khung thì phân trên trụ là đốt K0 được nốt cứng ngay từ đầu với kết cấu nhịp. Nếu là cầu dầm thì bên trên đỉnh trụ phải đặt 1 gối tạm bằng BTCT, trên đó đúc đốt dầm trên trụ rồi kéo căng các thanh hay bó thép cốt thép DUL tạm thời để tạo thành 1 liên kết cứng tạm nối kết cấu nhịp với trụ nằm đảm bảo độ ổn định chống lật trong suốt quá trình thi công hẫng. Đoạn dầm sát mố của nhịp biên có thể lắp ghép hay đúc tại chỗ trên đà giáo cố định
Sau khi thi công hẫng xong thì phải hợp long theo một trình tự được dự kiến tính toán trước. Trước kết hợp thi công hợp long nhịp biên, nối đoạn thi công trên đá giáo cố định với một cánh hẫng. Tháo dỡ giá đỡ và các gối kê tại rồi kê dầm lên chính thức. Tiếp theo sẽ hợp long để nối các phần cánh hẫng giữa nhịp còn lại lại với nhau theo thứ tự từ biên vào giữa để tạo thành kết cấu hệ siêu tĩnh có số bậc siêu tĩnh tăng dần sau mỗi lần hợp long. Như vậy thì trình tự thi công như sau :
+ Đốt trên đỉnh trụ
+ Các đốt hẫng
+ Đốt trên đà giáo
+ Hợp long nhịp biên + Hợp long nhịp giữa + Hoàn thiện
Cũng như tiến độ thi công, trình tự thi công cũng có ảnh hưởng rất lớn lên nội lực của kết cấu. Nếu lựa chọn trình tự thi công không phù hợp có thể dẫn đến nguy hiểm cho kết cấu. Quan trọng nhất là chọn trình từ thi công nhịp biên hay nhịp giữa trước tiên.
Nếu tiến hành hợp long nhịp giữa trước thì sơ đồ làm việc của kết cấu là sơ đồ khung. Khi tiến hành cắt các thanh neo cường độ cao và tháo dỡ trụ tạm, sơ đồ sẽ chuyển về sơ đồ dầm liên tục. Mà trong dầm liên tục thì một chuyển vị nhỏ cũng sẽ phát sinh nội lực trong kết cấu, gây ra những hiện ứng phụ không thể lường trước. được nội lực phát sinh trong cầu. Nếu ngay từ đầu thiết kế có dầm ngàm cứng luồng vào trong trụ thì ảnh hưởng trên là không đáng kể
Nếu tiến hành hợp long nhịp biên trước thì sơ đồ làm việc ban đầu là dầm đơn giản có mút thừa, do đó khi phá dỡ trụ tạm thì chuyển vị của dầm sẽ không gây phát sinh nội lực lên kết cấu.
Do đó trong đồ án này chọn tiến độ thi công như sau : Hợp long phần nhịp biên trước và đồng thời ở cả hai phía, sau đó bắt đầu tiến hành thi công hợp long giữa nhịp. Trình tự thi công như trên thì mức độ nguy hiểm của kết cấu thấp do điều chỉnh độ vòng kết cấu lúc hợp long, mặt khác hợp long biên trước sẽ có thể duy chuyển máy móc, vật liệu và con người để thi công hợp long nhịp giữa một cách dễ dàng
2.4.2. Tiến độ thi công
Tiến độ thi công có ảnh hưởng rất lớn đến sự phân phối lại nội lực trong kết cấu. Tiến độ thi công hay là thời gian hoàn thành việc xây dựng kết cấu nhanh hay chậm thì các tác nhân có ảnh hưởng như từ biến hay có ngót sẽ có các mức khác nhau. Cụ thể là các yếu tốt như những cường độ của bê tông, chuyển vị, độ võng của kết cấu trước khi tiến hành hợp long là khác nhau sẽ có ảnh hưởng khác nhau đến sự phân phối lại nội lực trong kết cấu sau khi tiến hành hợp long
Nếu chọn lựa tiến độ thi công của các cánh hẫng không đồng thời thì quy luật từ biến phát triển trong từng cánh hẫng sẽ khác nhau khiến cho chuyển vị của các nút hẫng sẽ bị lệch so với tính toán. Do đó việc tính toán điều chỉnh nội lực sẽ rất khó khăn, nên trong phạm vi của đồ án tốt nghiệp kiến nghị việc thi công các cánh hẫng tại từng trụ là đồng thời
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CẦU.......................................................................................................2
1.1. Vị trí địa lý ....................................................................................................................................2
1.2. Địa hình ......................................................................................................................................... 2
1.3. Khí hậu ..........................................................................................................................................2
1.4. Thủy văn........................................................................................................................................2
1.5. Địa chất ......................................................................................................................................... 2
1.6. Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu ..............................................................................................2
CHƯƠNG 2 : KHÁI QUÁT CHUNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ .............................................................3 2.1. Quy mô thiết kế.................................................................................................................................3 2.2. Lựa chọn sơ bộ kích thước hình học.................................................................................................3 2.3. Vật liệu..............................................................................................................................................4 2.4. Trình tự và tiến độ thi công...............................................................................................................4
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH................................................................................6 3.1. Tính thanh lan can..........................................................................................................................6 3.2. Thiết kế lề bộ hành..........................................................................................................................9
CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU .............................................................................................15 4.1. Tải trọng tác dụng ...........................................................................................................................15 4.2. Tổ hợp nội lực.................................................................................................................................18 4.3. Thiết kế cốt thép cho bản mặt cầu ..................................................................................................20
CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ DẦM LIÊN TỤC ĐÚC HẪNG.......................................................................24 5.1. Tính toán các đặc trưng hình học của tiết diện ...............................................................................24 5.2. Tính tải trọng...................................................................................................................................25 5.3. Các nguyên tắc tính toán và tổ hợp tải trọng ..................................................................................25 5.4. Nội lực quá trình thi công ...............................................................................................................25 5.5. Mô hình kết cấu trên Midas Civil 6.0 .............................................................................................25 5.6. Kết quả Nội lực giai đoạn thi công (đơn vị của moment tính toán trong phần mềm kN.m) ..........36 5.7. Kết quả Nội lực trong giai đoạn khai thác ......................................................................................40
CHƯƠNG 6 : TỔ HỢP NỘI LỰC ............................................................................................................43 6.1. Tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn cường độ giai đoạn khai thác (chưa có DUL)................43 6.2. Tổ hợp nội lực theo trạng thái giới hạn sử dụng.............................................................................44
CHƯƠNG 7 : TÍNH TOÁN SƠ BỘ CÁP DỰ ỨNG LỰC.......................................................................46 7.1. Số bó cáp nhóm A (cáp chịu moment âm)......................................................................................46
7.2. Số bó cáp nhóm C (cáp chịu moment dương nhịp biên) ................................................................ 50 7.3. Số bó cáp nhóm B (cáp chịu moment dương nhịp giữa) ................................................................ 50 7.4. Bố trí cáp dựng ứng lực .................................................................................................................. 50 7.5. Kết quả nội lực các đốt qua các bước sau khi đã căng cáp ............................................................ 51
CHƯƠNG 8 : KIỂM TOÁN DẦM CHỦ GIAI ĐOẠN THI CÔNG........................................................ 54 8.1. Lý thuyết kiểm toán........................................................................................................................ 54 8.2. Kiểm toán bằn biểu đồ ứng suất ..................................................................................................... 54 8.3. Kiểm toán bằng giá trị tính toán ..................................................................................................... 54
CHƯƠNG 9 : TÍNH TOÁN MẤT MÁT ỨNG SUẤT CÁP DỰ ỨNG LỰC .......................................... 58 9.1. Tính toán mất mát ứng suất do ma sát............................................................................................ 58 9.2. Tính toán mất mát ứng suất do tụt neo ........................................................................................... 58 9.3. Tính toán mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi............................................................................. 58 9.4. Tính toán mất mát ứng suất do co ngót của bê tông ....................................................................... 59 9.5. Tính toán mất mát ứng suất do từ biến của bê tông ....................................................................... 59 9.6. Tính toán mất mát ứng suất do sự chùn nhão của cáp dự ứng lực ................................................. 59 9.7. Tính toán mất mát ứng suất bằng phần mềm Midas Civil.............................................................. 59
CHƯƠNG 10 : KIỂM TOÁN DẦM TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG.......................................... 62 10.1. Lý thuyết kiểm toán...................................................................................................................... 62 10.2. Kiểm toán bằng biểu đồ ứng suất ................................................................................................. 62 10.3. Kiểm toán bằng giá trị tính toán ................................................................................................... 65
CHƯƠNG 11 : KIỂM TOÁN DẦM TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ ...................................... 68 11.1. Tổ hợp tải trọng ............................................................................................................................ 68 11.2. Kiểm toán kháng uốn của dầm ..................................................................................................... 68 11.3. Kiểm toán sức kháng cắt của dầm ................................................................................................ 72
CHƯƠNG 12: THIẾT KẾ TRỤ CẦU ..................................................................................................... 76 12.1. Thân trụ ........................................................................................................................................ 76 12.1.1. Lực hãm của xe : ................................................................................................................... 76 12.1.2. Tải trọng gió ngang tác dụng lên kết cấu nhịp ...................................................................... 76 12.1.3. Tải trọng gió ngang tác dụng lên xe cộ ................................................................................. 76 13.1.4. Kiểm toán bằng phần mềm Midas ......................................................................................... 76 12.2. Bệ Trụ ........................................................................................................................................... 82 12.3. Cọc khoan nhồi D1500 ................................................................................................................. 85
1
TRỊNH ĐỨC HUY -18127019
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : THIẾT KẾ CẦU ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CẦU
1.1. Vị trí địa lý
Cầu Mỹ Hóa 2 là một cây cầu bắc qua 2 bờ sông Bến Tre, thuộc đường tránh Thành Phố Bến Tre, là cầu nối 1 trong các tuyến đường huyết mạch để giao thương và vận chuyển hàng hóa đến các huyện của tỉnh Bến Tre
1.2. Địa hình
Cầu được xây dựng tại khu vực tỉnh Bến Tre, với đặt điểm địa hình đặc trưng của khu vực đồng bằng sông Cửu Long tương đối bằng phẳng phù hợp vận chuyển nguyên vật liệu và máy móc để xây dựng cầu
1.3. Khí hậu
Khu vực ĐBSCL với nét khí hậu nhiệt đới gió mùa. Thời tiết phân hóa theo mùa, mùa mưa và mùa khô rõ rệt. Lượng mưa nhiều từ tháng 9 tới tháng 1 năm sau.
1.4. Thủy văn
Các số liệu thủy văn ở khu vực này ổn định, mức nước chênh lệch giữa hai mùa tương đối lớn MNTN : -6.2m
MNCN : - 2.4m
MNTT : - 4.0m
1.5. Địa chất
Trong quá trình khảo sát đã khoan dò địa chất được các lớp địa chất như sau : Lớp 1 : Cát mịn (0 đến -30m)
Lớp 2 : Sét cứng (-30 đến -35m)
Lớp 3 : Sét dẻo (-35 đến -55m)
1.6. 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 được 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, đảm bảo độ sạch, cường độ và số lượng. Vật liệu thép: sử dụng các loại thép trong nước như thép Thái Nguyên,... hay 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 măng: 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
GVHD : TS. NGUYỄN TRỌNG TÂM
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 cầu 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
2
TRỊNH ĐỨC HUY -18127019
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : THIẾT KẾ CẦU ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG CHƯƠNG 2 : KHÁI QUÁT CHUNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1. Quy mô thiết kế
Quy mô xây dựng : cầu vĩnh cửu bê tông cốt thép dự ứng lực
Sơ đồ bố trí chung toàn cầu :
Kết cấu đối xứng gồm hệ cầu BTCT DUL liên tục nhịp thi công theo phương pháp đúc hẫng cân
bằng
Đường cong đứng R = 3000m
Độ dốc ngang cầu 2%
Mặt cắt ngang thiết kế cho 3 làn xe với vận tốc thiết kế V=80 km/h Khổ cầu K= 10.5 +2x1.5+ 2x0.25 = 14m
+ Phần xe chạy : 10.5 m
+ Phần lề bộ hành : 2x 1.5m
+ Phần gờ chắn bánh : 0.25m
+ Phần lan can : 2x 0.25
(Gờ chắn bánh bố trí nằm dưới lề bộ hành nên bề rộng không tính vào khổ cầu)
2.2. Lựa chọn sơ bộ kích thước hình học 2.2.1. Phân chia khẩu độ nhịp
+ Chiều dài nhịp chính L = 90m
+ Chiều dài nhịp biên chọn theo kinh nghiệm (0.6-0.7)L nên ta chọn chiều dài nhịp biên 60m + Chiều dài các đốt dầm
Nguyên tắc phân chia đốt dầm :
- Chọn chiều dài đoạn trên đỉnh trụ (đốt K0) trên phần đà giáo mở rộng trụ : Trong phương pháp đúc hẫng cân bằng đốt K0 có chiều dài khoảng 10-14m , để có đủ diện tích mặt bằng cho việc lắp đặt 2 xe đúc đối xứng nhanh trên đó mà thi công hai cánh hẫng đối xứng.
- Chiều dài đoạn hợp long có thể lấy từ 2-4m
GVHD : TS. NGUYỄN TRỌNG TÂM
- Phần còn lại của chiều dài cánh hẫng có thể lấy trong khoảng từ 2.5m -4m, theo phương dọc cầu sẽ có từng đốt, mỗi nhóm gồm các đốt được chọn sao cho tận dụng hết năng lực của thiết bị xe đúc, Ví dụ trọng lượng của xe đúc nên gần bằng với khả năng treo của xe đúc. Như vậy sẽ giảm bớt số đốt đúc hẫng. Mặt khác khối lượng bê tông mỗi đốt phải phù hợp với khả năng cung cấp bê tông đến hiện trường. Để đơn giản trong quá trình thi công và phù hợp với các trang thiết bị hiện có của đơn vị thi công ta có thể phân chia các đốt dầm như sau :
Đốt L0 trên đỉnh trụ : 3m
Đốt hợp long giữa : 2m
Đốt hợp long biên : 2m
Chiều dài đoạn đúc hẫng trên đà giáo : 14m
2.2.2. Kích thước dầm hộp + Chiều cao dầm hộp
Chiều cao dầm hộp thay đổi theo quy luật thiết kế hay đường cong. Chọn mặt đáy dầm cong theo đường cong bậc 2 với chiều cao của dầm hộp
Chiều cao mặt cắt trên gối giữa của dầm liên tục đúc hẫng nên chọn xấp xỉ bằng (1/16 – 1/20) L, đối với L = 90m thì H chọn trong khoảng (4.5-5.6m), chọn bằng 5.5m.
Chiềucaomặtcắtgiữanhịpchínhcủadầmnênchọnxấpxỉbằng H = L L ,tuynhiênđểđảm 40 60
bảo đủ chỗ cho công nhân chui vào bên trong lòng dầm hộp trong quá trình thi công và bảo trì sữa chửa nên đề xuất chọn chiều cao mặt cắt giữa nhịp bằng 2.3m
+ Hình dạng mặt cắt : dầm hộp sườn đứng + Chiều dày bản đáy hộp
Để phù hợp với đặc điểm của kết cấu đúc hẫng, bản đáy hộp có chiều dày thay đổi dọc theo nhịp cầu.
Chiều dày của bản đáy hộp ở giữa nhịp bản được chọn căn cứ điều kiện bao phủ cho các cáp dự ứng lức trong đó. Do có bố trí cáp dự ứng lực nên chọn chiều dày bản đáy tại giữa nhịp bằng 250mm
3
TRỊNH ĐỨC HUY -18127019
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : THIẾT KẾ CẦU ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG
GVHD : TS. NGUYỄN TRỌNG TÂM
Tại khu vực gần trụ thì chiều dày của bản đáy hộp được xác định theo ứng suất nén cho phép dưới các tải trọng khai thác ở thớ biên dưới. Thường chọn từ 2 đến 3 lần bề dày tại mặt cắt giữa nhịp. ở đây chọn bề dày bản đáy hộp tại mặt cắt tại gối bằng 1000mm
+ Chiều dày của thành hộp
Nguyên tắc chọn chiều dày thành hộp đối với cầu đúc hẫng phải đảm bảo đủ chỗ đặt cáp dự ứng lực và thuận tiện rót hỗn hợp bê tông vào trong ván khuôn. Mặt khác phải thỏa mãn yêu cầu chịu đựng ứng suất tiếp do lực cắt gây ra.
Chọn chiều dày sườn dầm tại mặt cắt vị trí gối và giữa nhịp đảo bảo chịu lực và thi công dễ dàng là 450mm
2.3. Vật liệu 2.3.1. Bê tông
Cường độ chịu nén của bê tông dầm hộp quy định ở tuổi 28 ngày của mẫu hình trụ 150-300mm là f’c = 50 Mpa
Lan can, lề bộ hành, trụ cầu, mố cầu, cọc khoan nhồi f’c = 30Mpa Bê tông thường có tỷ trọng = 25(kN / m3 )
Hệ số giản nở nhiệt của bê tông :
Hệ số posson :
Mô đun đàn hồi của bê tông tỷ trọng thường lấy như sau : Xi măng pooc-lăng mác PC40, loại 1
Vữa bơm ống gen sau khi kéo cáp chọn M500
2.3.2. Cốt thép dự ứng lực
Theo ASTM A416M chọn tao thép dự ứng lực độ chùng thấp, vùng neo bánh kính uốn cong bó cáp
không được nhỏ hơn 3600mm, các vùng còn lại không được nhỏ hơn 6000mm 2.3.3. Cốt thép thường
Theo 22TCN-272-05, không được dùng thép thiết kế có giới hạn chảy > 520 Mpa nhưng không được nhỏ hơn 420 Mpa (trừ khi có sự chấp thuận của chủ đầu tư).
Loại thép ASTM615
Giới hạn chảy Fy= 420Mpa
Mô đun đàn hồi : E = 200000 MPa Tỷ trọng cốt thép 7.85 x 10-5 N/mm3
2.3.4. Ống gen
Lựa ống gen phải thỏa mãn những điều kiện sau :
Ống gen phải là loại cứng hay nửa cứng bằng thép mạ kẽm
Bán kính cong trong ống không được nhỏ hơn 6000m, trừ vùng neo có thể cho phép nhỏ tới 3600mm
Đường kính của ống bọc ít nhất phải lớn hơn bó cáp dự ứng lực 6mm, khi kéo sau thì diện tích của ống bọc phải lớn gấp 2.5 lần diện tích mặt cáp
2.3.5. Thanh dự ứng lực
Theo ASTM A722, thép loại 2 có gờ ɸ38
Diện tích A= 1134.11 mm2
Cường độ chịu kéo fpu = 1035 Mpa
Giới hạn chảy fpy = 0.85 fpu = 0.8 x 1035 = 828 Mpa Mô đun đàn hồi Ep = 200000 Mpa
2.3.6. Xe đúc, ván khuôn : Dùng loại xe đúc của công ty OVM Tổng trọng lượng gồm cả ván khuôn G = 80T
Khả năng chịu lực (max) M=500Tm
Chiều dài đốt đúc (max) 4.5m
Độ lệch tâm e = 2m
2.4. Trình tự và tiến độ thi công 2.4.1. Trình tự thi công
4
TRỊNH ĐỨC HUY -18127019
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP : THIẾT KẾ CẦU ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG
GVHD : TS. NGUYỄN TRỌNG TÂM
Quá trình thi công hẫng thường được tiến hành từ môi trụ ra đối xứng đều 2 phía dọc theo tim cầu đã định vị tính toán trước. Nếu là cầu khung thì phân trên trụ là đốt K0 được nốt cứng ngay từ đầu với kết cấu nhịp. Nếu là cầu dầm thì bên trên đỉnh trụ phải đặt 1 gối tạm bằng BTCT, trên đó đúc đốt dầm trên trụ rồi kéo căng các thanh hay bó thép cốt thép DUL tạm thời để tạo thành 1 liên kết cứng tạm nối kết cấu nhịp với trụ nằm đảm bảo độ ổn định chống lật trong suốt quá trình thi công hẫng. Đoạn dầm sát mố của nhịp biên có thể lắp ghép hay đúc tại chỗ trên đà giáo cố định
Sau khi thi công hẫng xong thì phải hợp long theo một trình tự được dự kiến tính toán trước. Trước kết hợp thi công hợp long nhịp biên, nối đoạn thi công trên đá giáo cố định với một cánh hẫng. Tháo dỡ giá đỡ và các gối kê tại rồi kê dầm lên chính thức. Tiếp theo sẽ hợp long để nối các phần cánh hẫng giữa nhịp còn lại lại với nhau theo thứ tự từ biên vào giữa để tạo thành kết cấu hệ siêu tĩnh có số bậc siêu tĩnh tăng dần sau mỗi lần hợp long. Như vậy thì trình tự thi công như sau :
+ Đốt trên đỉnh trụ
+ Các đốt hẫng
+ Đốt trên đà giáo
+ Hợp long nhịp biên + Hợp long nhịp giữa + Hoàn thiện
Cũng như tiến độ thi công, trình tự thi công cũng có ảnh hưởng rất lớn lên nội lực của kết cấu. Nếu lựa chọn trình tự thi công không phù hợp có thể dẫn đến nguy hiểm cho kết cấu. Quan trọng nhất là chọn trình từ thi công nhịp biên hay nhịp giữa trước tiên.
Nếu tiến hành hợp long nhịp giữa trước thì sơ đồ làm việc của kết cấu là sơ đồ khung. Khi tiến hành cắt các thanh neo cường độ cao và tháo dỡ trụ tạm, sơ đồ sẽ chuyển về sơ đồ dầm liên tục. Mà trong dầm liên tục thì một chuyển vị nhỏ cũng sẽ phát sinh nội lực trong kết cấu, gây ra những hiện ứng phụ không thể lường trước. được nội lực phát sinh trong cầu. Nếu ngay từ đầu thiết kế có dầm ngàm cứng luồng vào trong trụ thì ảnh hưởng trên là không đáng kể
Nếu tiến hành hợp long nhịp biên trước thì sơ đồ làm việc ban đầu là dầm đơn giản có mút thừa, do đó khi phá dỡ trụ tạm thì chuyển vị của dầm sẽ không gây phát sinh nội lực lên kết cấu.
Do đó trong đồ án này chọn tiến độ thi công như sau : Hợp long phần nhịp biên trước và đồng thời ở cả hai phía, sau đó bắt đầu tiến hành thi công hợp long giữa nhịp. Trình tự thi công như trên thì mức độ nguy hiểm của kết cấu thấp do điều chỉnh độ vòng kết cấu lúc hợp long, mặt khác hợp long biên trước sẽ có thể duy chuyển máy móc, vật liệu và con người để thi công hợp long nhịp giữa một cách dễ dàng
2.4.2. Tiến độ thi công
Tiến độ thi công có ảnh hưởng rất lớn đến sự phân phối lại nội lực trong kết cấu. Tiến độ thi công hay là thời gian hoàn thành việc xây dựng kết cấu nhanh hay chậm thì các tác nhân có ảnh hưởng như từ biến hay có ngót sẽ có các mức khác nhau. Cụ thể là các yếu tốt như những cường độ của bê tông, chuyển vị, độ võng của kết cấu trước khi tiến hành hợp long là khác nhau sẽ có ảnh hưởng khác nhau đến sự phân phối lại nội lực trong kết cấu sau khi tiến hành hợp long
Nếu chọn lựa tiến độ thi công của các cánh hẫng không đồng thời thì quy luật từ biến phát triển trong từng cánh hẫng sẽ khác nhau khiến cho chuyển vị của các nút hẫng sẽ bị lệch so với tính toán. Do đó việc tính toán điều chỉnh nội lực sẽ rất khó khăn, nên trong phạm vi của đồ án tốt nghiệp kiến nghị việc thi công các cánh hẫng tại từng trụ là đồng thời
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links