Đồ án Thiết kế cầu cong bằng dầm bản rỗng liên tục nhiều nhịp bằng bê tông dự ứng lực đổ tại chỗ

ng Hà Nội-Hải Phòng và đường sắt. +/ Hướng Vĩnh Tuy-Hải Phòng giao với đường sắt . +/ Hướng Hà Nội –Vĩnh Tuy giao với đường sắt . +/ Ngoài ra còn tồn tại giao cắt giữa tất cả các hướng rẽ trái và các giao cắt tách nhập làn. -Do đặc điểm của nút giao như trên và lưu lượng hiên tại của tuyến HN-HP lớn hơn lưu lượng tuyến Vĩnh Tuy-Sài Đồng nên chọn tuyến HN-HP làm tuyến chính để thiết kế lại nút giao . -Cách tháo gỡ xung đột đầu tiên ta nghĩ tới là chấp nhận các xung đột có thể chấp nhận được. Như vậy thực tế hàng ngày ta chấp nhận sống chung với các xung đột. Điều này sẽ gây lãng phí thời gian tiền bạc và ô nhiễm môi trường. -Khi đã chấp nhận các xung đột, muốn giảm độ nguy hiểm ta phải định vị nó để phân phối hợp lý mật độ xung đột và định trước các góc giao có lợi. Tức là phải có biện pháp phân định không gian. -Một biện pháp nữa là phân định thời gian tức là dùng đèn tín hiệu phân thời gian thành các pha. Mỗi pha cấm một số luồng thông qua và một số luồng được phép thông qua. Như vậy số xung đột giảm rõ rệt và chỉ còn tồn tại xung đột chấp nhận được. -Tuy nhiên với nút giao Vĩnh Tuy, khi mà các đường giao là QL5, đường sắt quốc gia và tuyến đường quan trọng vành đai 2 của thành phố Hà Nội thì sự giao cắt và thời gian chờ đợi qua nút lớn sẽ làm cho hiệu quả kinh tế xã hội của dự án đạt được là không cao. Như vậy một biện pháp đặt ra tích cực hơn là thiết kế nút giao khác mức để phân tách các luồng xe nhằm đảm bảo an toàn xe chạy và giảm thời gian thông qua của nút. 1.3. Hệ thống quy phạm áp dụng. - Tiêu chuẩn đường Đô thị TCXDVN 104-2007. - Tiêu chuẩn cầu đường bộ 22TCN 272-05. - Tiêu chuẩn Việt Nam 4054-2005 Đường ô tô – yêu cầu thiêt kế. - Tài liệu tham khảo: + Tính toán và thiết kế chi tiết các yếu tố nút giao thông khác II/ S ự cầ thiết phải thiết kế lại nút giao 2.1/ Sự cần thiết phải thiết kế nút giao thông khác mức - Hiện tại nút giao đang là nút giao cùng mức và thực tế cho thấy thường xuyên xảy ra ùn tắc tại khu vực này do lưu lượng của cả hai tuyến đều rất lớn và sẽ tăng rất nhanh trong tương lai. -Do tại nút giao tồn tại tuyến đường sắt và lưu lượng từ tất cả các hướng vào nút đều lớn nên phải làm nút giao khác mức kiểu liên thông . Từ đặc điểm thực tế như trên theo TCVN4054-2005 điều 11.1.4 thì giao cắt này bắt buộc giải quyết bằng nút giao thông khác mức, mặt khác do tuyến đường sắt chạy song song với tuyến Hà Nội – Hải Phòng và khoảng cách giữa 2 tuyến này là rất gần (khoảng 15-25m) nên thường gây gián đoạn dòng xe của hướng Vĩnh Tuy- Sài Đồng từ đó gây nên sự gián đoạn dòng xe hướng Hà Nội –Hải Phòng. 2.2/ Quy mô nút giao Do tồn tại tuyến đường sắt nằm song song với hướng Hà Nội –Hải Phòng nên bắt buộc phải thiết kế nút giao khác mức kiểu liên thông (là nút giao khác mức có bố trí các nhánh nối để xe chuyển hướng) Nút giao thiết kế vĩnh cửu Có 2 hướng để giải quyết nút giao +/ Không còn tồn tại giao cắt xung đột nhưng xe phải quay đầu trên hướng Vĩnh Tuy – Sài Đồng. +/ Không còn tồn tại giao cắt xung đột, chỉ còn tồn tại giao cắt tách nhập làn III/ Thiết kế sơ bộ nút giao 3.1/ Nguyên tắc thiết kế - Các yếu tố tuyến trên mặt bằng phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật tương ứng với vận tốc thiết kế. -Mặt bằng tuyến phù hợp với các quy hoạch hai bên đường và các dự án khác có liên quan. - Tuyến phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật và hạn chế tới mức thấp nhất khối lượng xây dựng và giải phóng mặt bằng, tuy nhiên cũng phải đảm bảo an toàn và êm thuận tới mức tối đa cho người và phương tiện khi tham gia giao thông trong nút. -Phối hợp hài hoà giữa các yếu tố: bình đồ - trắc dọc - trắc ngang - cảnh quan. -Kết cấu cầu phù hợp với trình độ và năng lực thi công của nhà thầu trong nước. -Hạn chế chiều cao kiến trúc. -Đảm bảo tính thông thoáng và thẩm mỹ cao. -Hạn chế ảnh hưởng đến môi trường trong quá trình thi công như độ rung và tiếng ồn… 3. 2/ Các quy định chung : - Nút giao được thiết kế khác mức kiểu liên thông, thiết kế vĩnh cửu. - Tuyến chính được thiết kế với tốc độ 80km/h, các đường nhánh thiết kế với tốc độ 40km/h. Hai nhánh rẽ trái thiết kế với vận tốc hạn chế là 30km/h. Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của nút giao Hạng mục Đơn vị Trị số Tốc độ thiết kế đường chính km/h 80 Tốc độ thiết kế nút giao km/h 40 Bề rộng một làn xe m 3.75-4.00 Bán kính đường cong nằm tối thiểu giới hạn m 60 Bán kính đường cong nằm tối thiểu thông thường m 75 Tầm nhìn dừng xe tối thiểu m 40 Độ dốc siêu cao tối đa % 6 Độ dốc dọc tối đa % 4 Độ dốc ngang với mặt đường BTN % 0.15-0.25 3.3/ Các phương án thiết kế PHƯƠNG ÁN I - Đây là phương án đã được giải quyết tất cả các giao cắt nguy hiểm , chỉ còn tồn tại xung đột tách nhập dòng. - Tổ chức giao thông của phương án: */Từ Vĩnh Tuy đi các hướng khác: +/ Đi Đô Thị Mới Sài Đồng : đi thẳng lên cầu vượt. +/ Đi Hải Phòng : đi vào đường nhánh I rồi lên cầu nhánh F . +/ Đi Hà Nội : đi thẳng lên cầu vượt sau đó vào cầu nhánh C . */Từ Hải Phòng đi các hướng khác : +/ Đi Hà Nội: đi thẳng dưới cầu vượt . +/ Đi Sài Đồng : đi vào đường nhánh I . +/ Đi Vĩnh Tuy : đi trhẳng dưới cầu , lên cầu nhánh B rồi lên cầu vượt chính. */Từ ĐTM.Sài Đồng đi các hướng khác : +/Đi Vĩnh Tuy : đi thẳng lên cầu vượt chính . +/Đi Hà Nội : đi vào đường nhánh II. +/Đi Hải Phòng : đi thẳng lên cầu vượt rồi vào ram III sau đó lên cầu D và cầu F . */Từ Hà Nội đi các hướng khác: +/Đi Hải Phòng : đi thẳng dưới cầu vượt chính. +/Đi Vĩnh Tuy : đi lên cầu nhánh A. +/Đi Sài Đồng : đi lên cầu E, đi tiếp rồi lên cầu chính. PHƯƠNG ÁN II - Đây là phương án chưa giải quyết được hết tất cả mọi xung đột. - Tổ chức giao thông của phương án: */ Từ Vĩnh Tuy đi các hướng khác: +/ Đi Sài Đồng : Đi thẳng lên cầu vượt chính. +/ Đi Hải Phòng: Đi lên cầu nhánh RAM 2A +/ Đi Hà Nội : Đi thẳng qua cầu chính,. rồi quay đầu vào RAM 2F */ Từ Hải Phòng đi các hướng khác: +/ Đi Vĩnh Tuy : Đi thẳn lên RAM2 D, rồi lên cầu chính +/ Đi Sài Đồng: Đi vào nhánh RAM 2E +/ Đi Hà Nội : Đi thẳng dưới cầu chính */ Từ Sài Đồng đi các hướng khác: +/ Đi Vĩnh Tuy : Đi thẳng lên cầu vượt chính. +/ Đi Hải Phòng: Đi thẳng qua cầu vượt chính, rồi quay đầu vào RAM2 A +/ Đi Hà Nội : v ào RAM2 F */ Từ Hà Nội đi các hướng khác: +/ Đi Vĩnh Tuy : Đi thẳng lên RAM2 B +/ Đi Sài Đồng: Đi vào nhánh RAM 2B, lên cầu chinh, quay đầu +/ Đi Hải Phòng : Đi thẳng dưới cầu chính SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN: - Phương án I về mặt bằng chiếm dụng diện tích lớn hơn nhưng không còn tồn tại giao cắt trực tiếp chỉ còn giao cắt tách nhập dòng. - Phương án II :Tuy chiếm dụng mặt bằng ít hơn xong vẫn chưa giải quyết hết được các xung đột , đặc biệt là chỗ xe quay đầu rất dễ gây ùn tắc. Tuy nhiên do thiết kế nút giao là thiết kế vĩnh cửu nên chúng ta cần phải đảm bảo toàn bộ các hướng đi. Phương án I Phương án II Diện tích chiếm dụng Lớn Nhỏ hơn Tổ chức giao thông Khác mức hoàn chỉnh Khác mức không hoàn chỉnh Vận tốc L ớn Nhỏ hơn Kiến nghị chọn phương án I IV/ T ính toán sơ bộ 4.1/Xác định tầm nhìn trên đường nhánh trong phạm vi nút giao thông khác mức. 4.1.1/ Tính toán tầm nhìn trên bình đồ. Khoảng cách tầm nhìn trên bình đồ của các cầu nhánh có một làn xe trong phạm vi nút giao thông khác mức được xác định theo điều kiện tầm nhìn hãm xe trước chướng ngại vật (tầm nhìn phía trước). Và được tính theo công thức: S = l1+l2+l0 Trong đó: - chiều dài đoạn đường ứng với thời gian phản ứng tâm lý của người lái xe = v.tf v - tốc độ chạy xe trên cầu nhánh, m/s tf - thời gian phản ứng tâm lý của lái xe, tf = . Chọn tf = 0,8s - chiều dài hãm xe. Trong đó: t- thời gian lái xe tác dụng và tăng lực hãm lên các bánh xe. Chọn loại phanh là phanh thuỷ lực nên chọn t = 0.2s K - hệ số sử dụng phanh, trị số K thay đổi từ 1,1 đến 2,0 (để đảm bảo cho xe chạy trên cầu nhánh an toàn thường chọn K = 2,0) - hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đường, lấy = 0,5 - hệ số sức cản lăn, lấy f = 0,03 - độ dốc dọc đường nhánh, lấy trường hợp bất lợi nhất là xe xuống dốc, i= 0,08 - cự ly an toàn dừng xe trước chướng ngại vật. Thường chọn = 5m Từ đây, công thức được viết lại: 4.1.2/ Xác định tầm nhìn trên trắc dọc. Trong trường hợp tổng quát và để bảo đảm an toàn khi tính toán ta chọn % 4.2. Xác định bán kính đường cong đứng của các cầu nhánh. Đối với các đường cong đứng lồi thì bán kính được xác định theo công thức Trong đó: S - tầm nhìn tính toán trên trắc dọc cầu nhánh. = 1,2 m chiều cao mắt người lái xe. Vậy bán kính đường cong đứng lồi là: Theo TCXDVN 104 : 2007 với tốc độ tính toán là 40km/h thì bán kính đường cong đứng tối thiểu mong muốn là 700m (bảng 29). Đồng thời chiều dài tối thiểu tiêu chuẩn của đường cong đứng là 35m. Khi mong muốn thiết kế đường cong đứng thỏa mãn tiêu chuẩn và tiếp tuyến với đường đổ dốc 4% trên trắc dọc thì sơ đồ tính toán bán kính đường cong đứng như sau: Trong đó: Tính cho trường hợp chiều dài đường cong đứng tối thiểu: l = 35m. Công thức tính chiều dài đường cong chắn góc là: Tuy nhiên để thiên về an toàn cho nên kiến nghị chọn đường cong đứng của nhánh là 3000m. 4.3. Xác định đặc trưng hình học của các cầu nhánh. 4.3.1.Tính toán và thiết kế đường nhánh rẽ phải từ đường phụ nối vào đường chính ( nhánh rẽ phải trực tiếp với α < ) Xác định bán kính đường cong nằm R1 theo công thức sau với: hệ số lực ngang µ = 0,16 isc = 6% vd = 11,1 m/s (=40km/h) 62,92m Chọn R1 = 65m Sử dụng đường cong tròn Clothoid để thiết kế đường cong chuyển tiếp với chiều dài được tính theo công thức : 45,7m Chọn L = 45m Từ đó tính thông số của đường cong Clothoid C=R1xL = 65x45=2925 Chiều dài đoạn nối vào đường chính của nhánh rẽ phải được tính theo công thức (hoặc tra bảng để có) : l = 34,34m Chiều dài đoạn nâng siêu cao với bề rộng phần xe chạy b1=3.5m 8.888m Chọn l1 = 9m Tổng chiều dài bao gồm đoạn nối và đoạn nâng siêu cao của đường nhánh rẽ phải bằng l+l1 = 9+34,34=43,34 Kiểm tra điều kiện chiều dài đường cong chuyển tiếp đủ để bố rí đoạn nối và đoạn nâng siêu cao . Điều kiện này thỏa mãn : L = 45>(l+l1)= 43,34 Xác định góc ngoặt β của đường cong chuyển tiếp theo công thức : = 15O30” Tính tọa độ chủa điểm cuối đường cong chuyển tiếp Clothoid theo các công thức sau : ==44,46 ==5,15 Xác định góc ở tâm =– 2x = Tính chiều dài đương cung tròn của nhánh rẽ phải 1 theo công thức : 40,85m Chiều dài toàn bộ đường cong rẽ phải trên bình đồ của nhánh rẽ phải được tính theo công thức : Lh(MM1) = 2xL + L0 = 45x2+40,85 = 130,85m Khi đó , đường tang lớn của nhánh rẽ phải 1 được tính theo công thức 74,52m Chiều dài đường tang TH1 =74,52m chính là khoảng cách A2M và A2M1 . Tức là A2M = A2M1 = 74,52m 4.3. 2.Tính toán và thiết kế đường nhánh rẽ phải từ đường phụ nối vào đường chính ( nhánh rẽ phải trực tiếp với α > 90o ) Xác định bán kính R1 theo công thức sau với: hệ số lực ngang µ = 0,16 isc = 6% vd = 11,1 m/s (=40km/h) = = 62,92m Chọn R1 = 65m Sử dụng đường cong tròn Clothoid để thiết kế đường cong chuyển tiếp với chiều dài được tính theo công thức : ==45,7m Chọn L = 45m Từ đó tính thông số của đường cong Clothoid C=R1xL = 65x45=2925 Chiều dài đoạn nối vào đường chính của nhánh rẽ phải được tính theo công thức (hoặc tra bảng để có) : l = 34,34m Chiều dài đoạn nâng siêu cao với bề rộng phần xe chạy b1=3.5m =8.888m Chọn l1 = 9m Tổng chiều dài bao gồm đoạn nối và đoạn nâng siêu cao của đường nhánh rẽ phải bằng l+l1 = 9+34,34=43,34 Kiểm tra điều kiện chiều dài đường cong chuyển tiếp đủ để bố rí đoạn nối và đoạn nâng siêu cao . Điều kiện này thỏa mãn : L = 45>(l+l1)= 43,34 Xác định góc ngoặt β của đường cong chuyển tiếp theo công thức : = Tính tọa độ chủa điểm cuối đường cong chuyển tiếp Clothoid theo các công thức sau : ==44,46 ==5,15 Xác định góc ở tâm : =– 2x = Tính chiều dài đương cung tròn của nhánh rẽ phải theo công thức : = 67,5 m Chiều dài toàn bộ đường con rẽ phải trên bình đồ của nhánh rẽ phải được tính theo công thức : Lh(MM1) = 2xL + L0 = 45x2+67,5 = 157,5 Khi đó , đường tang lớn của nhánh rẽ phải 1 được tính theo công thức = 104,89m Chiều dài đường tang TH1 =104,89m chính là khoảng cách A2M và A2M1 . Tức là A2M = A2M1 = 104,89m 4.3.3 / Tính toán đường nhánh rẽ trái gi án tiếp 4..33.1/ Tính toán rẽ trái gián tiếp cho cầu E (Góc ở tâm là 102 độ) Xác định bán kính R1 theo công thức sau với: hệ số lực ngang µ = 0,16 isc = 6% vd = 9,72 m/s (=35km/h) = = 43,8m Chọn R1 = 45m(cắm biển hạn chế tốc độ , xe chạy vận tốc 30km/h) Sử dụng đường cong tròn Clothoid để thiết kế đường cong chuyển tiếp với chiều dài được tính theo công thức : ==40,5m Chọn L = 45m Từ đó tính thông số của đường cong Clothoid C=R1xL = 45x45=2025 Chiều dài đoạn nối vào đường chính của nhánh rẽ phải được tính theo công thức (hoặc tra bảng để có) : l = 35,7m Chiều dài đoạn nâng siêu cao với bề rộng phần xe chạy b1=3,75m =15m Chọn l1 = 15m Tổng chiều dài bao gồm đoạn nối và đoạn nâng siêu cao của đường nhánh rẽ phải bằng l+l1 = 15+35,7=42,7m Kiểm tra điều kiện chiều dài đường cong chuyển tiếp đủ để bố rí đoạn nối và đoạn nâng siêu cao . Điều kiện này thỏa mãn : L = 45>(l+l1)= 42,7 Xác định góc ngoặt β của đường cong chuyển tiếp theo công thức : = Tính tọa độ chủa điểm cuối đường cong chuyển tiếp Clothoid theo các công thức sau : ==44,99 ==7,36 Xác định góc ở tâm =180o+– 2x = Tính chiều dài đương cung tròn của nhánh rẽ phải 1 theo công thức : =176,4m Chiều dài toàn bộ đường con rẽ trátrên bình đồ của nhánh rẽ trái 1 được tính theo công thức : Lh(MM1) = 2xL + L0 = 45x2+176,4 = 266,4m Khi đó , đường tang lớn của nhánh rẽ phải 1 được tính theo công thức = 14,5m Chiều dài đường tang TH1 =14,5m chính là khoảng cách A2M và A2M1 . Tức là A2M = A2M1 = 14,5m 4.3. 3.2 Tính toán rẽ trái gián tiếp cho cầu D(Góc ở tâm là78độ) Xác định bán kính R1 theo công thức sau với: hệ số lực ngang µ = 0,16 isc = 6% vd = 9,72 m/s (=35km/h) = = 43,8m Chọn R1 = 45m (cắm biển hạn chế tốc độ , xe chạy vận tốc 30km/h) Sử dụng đường cong tròn Clothoid để thiết kế đường cong chuyển tiếp với chiều dài được tính theo công thức : ==40,5m Chọn L = 45m Từ đó tính thông số của đường cong Clothoid C=R1xL = 45x45=2025 Chiều dài đoạn nối vào đường chính của nhánh rẽ phải được tính theo công thức (hoặc tra bảng để có) : l = 35,7m Chiều dài đoạn nâng siêu cao với bề rộng phần xe chạy b1=3,75m =15m Chọn l1 = 15m Tổng chiều dài bao gồm đoạn nối và đoạn nâng siêu cao của đường nhánh rẽ phải bằng l+l1 = 15+35,7=42,7m Kiểm tra điều kiện chiều dài đường cong chuyển tiếp đủ để bố rí đoạn nối và đoạn nâng siêu cao . Điều kiện này thỏa mãn : L = 45>(l+l1)= 42,7 Xác định góc ngoặt β của đường cong chuyển tiếp theo công thức : = Tính tọa độ chủa điểm cuối đường cong chuyển tiếp Clothoid theo các công thức sau : ==44,99 ==7,36 Xác định góc ở tâm =180o+– 2x = Tính chiều dài đương cung tròn của nhánh rẽ phải 1 theo công thức : =157,55m Chiều dài toàn bộ đường con rẽ trátrên bình đồ của nhánh rẽ trái 1 được tính theo công thức : Lh(MM1) = 2xL + L0 = 45x2+157,55=247,55m Khi đó , đường tang lớn của nhánh rẽ phải 1 được tính theo công thức =34,80m Chiều dài đường tang TH1 =34,8m chính là khoảng cách A2M và A2M1 . Tức là A2M = A2M1 = 34,8m 4.4/ Phương án về kết cấu - Cầu chính: +/ Sơ đồ cầu: 12x30m +/ Chiều dài cầu: 366,3m (tính đến đuôi mố) +/ Mặt cắt ngang dầm bản rỗng +/ Chiều cao dầm 1.45m +/ Đường kính các lỗ rỗng 900mm +/ Khoảng cách tim các lỗ rỗng 1500mm +/ Bề rộng măt cầu có sự thay đổi +/ Độ dốc dọc của cầu 4% +/ Bán kính đường cong lồi: 3000m + / Độ dốc ngang của cầu : 2% +/ Mặt cắt được đỡ bởi 2 trụ, chung bệ. +/ Móng cọc khoan nhồi đường kính 1.0m +/ Kết cấu mặt cầu gồm 3 lớp : Lớp phòng nước dày 4mm Lớp bê tông at phan hạt trung dày 40mm Lớp bê tông atphan hạt min dày 30mm + / Gối dùng cho cầu là loại gối chậu +/ Lan can cầu được thống nhất trong toàn dự án, được đúc sẵn bằng BTCT theo kích thước định hình. +/ Thoát nước: Các ống thoát nước trên mặt cầu ở mỗi bên được thu vào ống nhựa PVC có đường kính 200mm chạy dọc dưới cánh dầm. Các ống này chạy về mố và được dẫn xuống dưới. +/ Khe biến dạng: Toàn bộ dự án kiến nghị sử dụng khe biến dạng cao su cốt bản thép, bề mặt phía trên cao su được dán lớp hợp kim chống mài mòn. +/ Chiếu sáng : Trên tất cả các cầu nhánh bố trí chiếu sáng một bên phía lưng đường cong. -Các mặt cắt ngang cầu chính: -Cầu nhánh: *Nhánh B,C: +/ Sơ đồ cầu: 5x25m, 6x25m +/ Chiều dài cầu: tính đến đuôi mố +/ Mặt cắt ngang dầm bản rỗng +/ Chiều cao dầm 1.45m +/ Đường kính các lỗ rỗng 900mm +/ Khoảng cách tim các lỗ rỗng 1500mm +/ Bề rộng măt cầu có sự thay đổi +/ Độ dốc dọc của cầu 4% +/ Bán kính đường cong lồi: 3000m + / Siêu cao : 6% +/ Gối dùng cho cầu là loại gối chậu +/ Lan can cầu được thống nhất trong toàn dự án, được đúc sẵn bằng BTCT theo kích thước định hình. +/ Thoát nước: Các ống thoát nước trên mặt cầu ở mỗi bên được thu vào ống nhựa PVC có đường kính 200mm chạy dọc dưới cánh dầm. Các ống này chạy về mố và được dẫn xuống dưới. +/ Khe biến dạng: Toàn bộ dự án kiến nghị sử dụng khe biến dạng cao su cốt bản thép, bề mặt phía trên cao su được dán lớp hợp kim chống mài mòn. +/ Chiếu sáng : Trên tất cả các cầu nhánh bố trí chiếu sáng một bên phía lưng đường cong. -Một số mặt cắt ngang cầu nhánh B, C: * Nhánh A: +/ Sơ đồ cầu: 5x30m + 28m +15m +/ Chiều dài cầu: 196,1m (tính đến đuôi mố) +/ Mặt cắt ngang dầm bản rỗng +/ Chiều cao dầm 1.45m +/ Đường kính các lỗ rỗng 900mm +/ Khoảng cách tim các lỗ rỗng 1500mm +/ Bề rộng măt cầu có sự thay đổi +/ Độ dốc dọc của cầu 4% +/ Bán kính đường cong lồi: 3000m + / Siêu cao : 6% +/ Gối dùng cho cầu là loại gối chậu +/ Lan can cầu được thống nhất trong toàn dự án, được đúc sẵn bằng BTCT theo kích thước định hình. chiếu +/ Thoát nước: Các ống thoát nước trên mặt cầu ở mỗi bên được thu vào ống nhựa PVC có đường kính 200mm chạy dọc dưới cánh dầm. Các ống này chạy về mố và được dẫn xuống dưới. +/ Khe biến dạng: Toàn bộ dự án kiến nghị sử dụng khe biến dạng cao su cốt bản thép, bề mặt phía trên cao su được dán lớp hợp kim chống mài mòn. +/ Chiếu sáng : Trên tất cả các cầu nhánh bố trí sáng một bên phía lưng đường cong. *Một số mặt cắt ngang cầu nhánh A: PHẦN II * * * TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU NHỊP BẢN CONG. CHƯƠNG I: CƠ SỞ TÍNH TOÁN I/ Cấu tạo kết cấu 1.1/ Mặt cắt ngang: Mặt cắt bê tông được tạo rỗng bằng các lỗ tròn, bán kính và cự ly các lỗ bố trí sao cho đủ diện tích đặt cốt thép cường độ cao và cốt thép thường. Lỗ rỗng có cạnh chạy theo tim dầm và cạnh ngang hướng tâm đường cong bằng. Trong phạm vi đầu dầm, trên gối và chỗ nối cáp dầm được thiết kế đặc để bố trí neo. Chiều dài phần đặc thường từ 2,5 ~ 5 m, mặt cắt bê tông thể hiện trên hình 3.1. Hình 3.1: Cấu tạo kết cấu dầm 1.2/ Bố trí cốt thép thường - Cốt thép thường được bố trí theo nội lực, chủ yếu là bản mặt cầu và cùng với cốt thép CĐC tham gia chịu lực của dầm. Thép ngang bản mặt cầu chống xoăn và chịu nội lực cục bộ do bánh xe đặt lên. Thép sườn đứng chịu lực cắt và chống xoắn. Tất cả các thanh thép có đường tim vuông góc với trục dầm cùng với bê tông tạo nên mômen chống xoắn và chống nứt. Thép chạy dọc theo trục dầm chủ yếu là thép cấu tạo và chống nứt. Tại các mối nối bê tông cần bố trí bổ sung vừa để làm mối nối đồng thời tăng cường chống nứt do chất lượng bê tông không đồng đều. Tại các vị trí gối cầu và điểm kích dầm phải bố trí cốt thép cục bộ. Cốt thép phải nằm trong bê tông đảm bảo chiều dày tầng bảo hộ cốt thép lớn hơn hoặc bằng: Mặt bản chạy trực tiếp: 60 mm Đáy bản: 25 mm Lộ ra trong không khí: 75 mm Cự ly tối thiểu giữa cốt thép ³ hoặc 1,5 lần đường kính cốt thép, hoặc 1,5 đường kính lớn nhất của cốt liệu hoặc 38 mm (1,5 in). Hình 3.2: Mặt cắt bố trí cốt thép thường 1.3/ Bố trí cốt thép cường độ cao Cốt thép CĐC thường được bố trí trong sườn hoặc đáy dầm theo tính toán. Một số bó cáp đi dọc suốt chiều dài dầm tham gia chịu cả mômen âm và dương. Cáp CĐC trong dầm cong được uốn theo hai chiều. Dầm bản có chiều cao thấp nên đường tim cáp theo phương đứng cáp nên đi song song với trục dầm rồi chuyển hướng bằng các đường cong tròn. Theo phương ngang cáp thường song song với tim dầm. Tại đầu neo và ống nối đường cáp đi theo đường thẳng, chiều dài đoạn thẳng không nhỏ hơn quy định ghi trong tiêu chuẩn vật liệu của nhà sản suất. Bán kính tối thiểu của đường tim cáp R ³ 6000 mm, tại đầu neo có thể nhỏ hơn nhưng R ³ 3600 mm. Đối với ống bọc cáp bằng nhựa thì R ³ 9000mm. Đường kính ống bọc không vượt quá 0,4 chiều dày kết cấu. Cự ly tĩnh giữa ống gen của các bó cáp không nhỏ hơn 38mm hoặc 1.3 lần đường kính cốt liệu lớn nhất. Cự ly tối đa giữa các bó cáp không lớn hơn 4 lần chiều dày bản. Tại đầu dầm và các đầu nối cáp cự ly tim cáp cần phải được giãn ra đảm bảo cự ly tối thiểu giữa các neo theo quy định của nhà sản xuất đã được thí nghiệm. Hình 3.4, 3.5 thể hiện bố trí cáp CĐC trong dầm bản. sơ đồ đường tim cáp CĐC R10000 R10000 R10000 R1000 L2 L3 L1 Hình 3.4: Sơ đồ đường tim cáp HÌNH 3.5: Bố trí cốt thép CĐC 1.4/ Phân đoạn đổ bê tông Phân đoạn đổ bê tông phụ thuộc vào tính toán và có vai trò quan trọng trong quyết định các giai đoạn thiết kế. Mối nối bê tông thường bố trí tại mặt cắt có giá trị mômen nhỏ, thông thường bằng 0,15 ~ 0,2 chiều dài nhịp. Có thể đổ bê tông một nhịp và vượt qua đỉnh trụ để giảm mối nối cáp hoặc bố trí nối đối xứng qua tim trụ. Sau mỗi đợt đổ bê tông, đủ cường độ cáp được căng kéo rồi mới đổ bê tông đoạn tiếp theo. II/ Tính toán nội lực. Kết cấu dầm bản cong ứng suất trước tính toán tương đối phức tạp, với công nghệ hiện nay việc tính toán thường sử dụng các phần mềm tính toán có sẵn trên máy. Ở Việt nam phần mềm ứng dụng cho tính toán kết cấu siêu tĩnh chưa được phổ biến và được kiểm chứng do đó việc tính toán kết cấu chủ yếu sử dụng các phần mềm của các hãng sản suất phần mềm nổi tiếng như Microshop, Nova,midas…. Việc đưa các chỉ tiêu tính toán theo quy trình Việt nam vào trong nội dung tính toán sẽ không đồng bộ với cách viết phần mềm theo một số quy trình thông dụng trên thế giới. Do đó trong tính toán sử dụng các chỉ tiêu tính toán tương đương, nên trong phần chương này trình bày phương pháp tính toán và các tác động của tải trọng vào kết cấu theo tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN272-05. 2.1/ Mô hình tính toán kết cấu Tính toán kết cấu nhịp dầm cong rất phức tạp cần mô hình hoá để tính theo các dạng kết cấu thông thường, tuỳ theo các công cụ sẵn có để lựa chọn mô hình tính toán thích hợp có kết quả sát với thực tế. Đối với dầm bản rỗng có thể đưa ra các mô hình tính toán như sau: Mô hình tính theo thanh cong: Lý thuyết tính toán: Khi chiều rộng mặt cầu vừa phải ( < 15m ) có thể áp dụng phương pháp tính toán thanh cong, người ta coi dầm như một thanh cong gối trên các gối đàn hồi. Thanh cong có đặc trưng hình học bằng đặc trưng hình học của dầm bản tương đương. chiều dài tính toán của thanh bằng chiều tại tim dầm (chiều dài trung bình). Trong tính toán các tải trọng tác dụng lên thanh theo đường tim thanh, mô men xoắn do đặt tải lệch tâm được tính riêng và đưa vào như một tải trọng. Sơ đồ tính như hình 3.6 HÌNH 3.6 Nội dung và phương pháp tính toán: Như các phương pháp tính khác, đầu tiên số liệu đặc trưng hình học của dầm được xác định theo các phương trình cơ học. Đặc trưng hình học làm cơ sở tính toán nội lực, ứng suất và các biến dạng. Tính toán các tải trọng tác dụng lên kết cấu theo từng trường trường hợp riêng. Tải trọng được xếp dọc theo đường song song với tim dầm. Tính nội lực kết cấu bằng tra bảng có sẵn hoặc bằng các phương trình cơ học. Các chương trình tính toán kết cấu như Microfea, Shap, Stad ….có thể giải bài toán nội lực thanh cong. Phạm vi áp dụng Phương pháp tính theo thanh cong áp dụng tính toán khi bề rộng mặt cầu không lớn, số lượng nhịp ít và giống nhau. Phương pháp này đơn giản dùng để tính toán thiết kế sơ bộ và khi không có các chương trình tính toán hiện đại có thể Mô hình tính toán mạng dầm: dùng để tính toán thiết kế. Đặc điểm tính toán: Phương pháp tính toán kết cấu bằng cách chia dầm thành nhiều phần tử nhỏ liên kết với nhau bằng các liên kết cứng tạo thành hệ kết cấu không gian. Nội dung tính toán Chia kết cấu thành nhiều phần tử nhỏ, cạnh các phần tử song song với tim dầm và vuông góc với trục dầm ( hướng tâm ), giải bài toán bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Có nhiều phương pháp chia các phần tử, hình 3.7 thể hiện cách phân khối trên kết cấu (a) và cách chia trên mặt cắt ngang (b) DL DL DL DL DL a b HÌNH 3.7 Nội dung công việc tính toán cho mỗi trường hợp tải trọng rất lớn, trình tự có thể thực như sau: +/ Chia các phần tử kết cấu theo mặt bằng và mặt cắt ngang +/ Xác định toạ độ các điểm khống ch