Đồ án Thiết kế cầu qua sông

PHẦN THIẾT KẾ SƠ BỘ Chương I: ĐÁNH GIÁ CÁC ĐIỀU KIỆN ĐỊA PHƯƠNG VÀ ĐỀ RA CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU. I.1 Điều kiện địa hình: Mặt cắt dọc sông khá đối xứng, do đó rất thuận tiện cho việc bố trí kết cấu nhịp đối xứng. Sông cấp V (chiều rộng khổ thông thuyền 20m) và khẩu độ cầu Lo=139 m. I.2 Điều kiện địa chất: Địa chất ở khu vực xây dựng cầu được chia thành 3 lớp khá rõ rệt: - Lớp á sét - Lớp lớp sét - Lớp lớp đá I.3 Điều kiện khí hậu, thuỷ văn, thông thuyền: Tình hình xói lở: do dòng sông không uốn khúc và chảy khá êm nên tình hình xói lở hầu như không xảy ra. Ở những chổ có nước, mặt trên của bệ đặt thấp hơn mực nước từ 0,3÷ 0,5m, còn ở những nơi không có nước mặt thì gờ móng đặt ở cao độ mặt đất sau khi sói lở. Do độ ẩm không khí khá cao thêm vào đó là điều kiện khí hậu khắc nghiệt nên loại vật liệu chủ đạo là bê tông cốt thép. Kết cấu thép vẫn có thể sử dụng nếu có điều kiện bảo quản tốt, sửa chữa gia cố kịp thời. I.4 Điều kiện cung ứng vật liệu, nhân lực thiết bị: Nguồn vật liệu cát, sỏi có thể dùng vật liệu địa phương. Vật liệu cát, sỏi sạn ở đây có chất lượng tốt, đá được lấy từ mỏ đảm bảo tiêu chuẩn để làm vật liệu xây dựng cầu. I.4.1 Vật liệu thép: Sử dụng các loại thép của các nhà máy luyện thép trong nước như thép Thái Nguyên, Biên Hoà...hoặc các loại thép liên doanh của Việt Nam và các nước như Công ty LDSX thép Việt -Úc ( VINASTEEL). Neo các loại do nhà máy cơ khí xây dựng Liễu Châu (OVM) Trung Quốc sản xuất, ngoài ra có thể dùng loại neo của hãng VSL - Thụy Sỹ.Nguồn thép được lấy từ các đại lý lớn ở gần công trình. I.4.2 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. Dùng ximăng PCB 50 của nhà máy xi măng Hải Vân. Phụ gia Sikament 520 do công ty Sika Việt Nam sản xuất . Nói chung vấn đề cung cấp xi măng rất thuận lợi, giá rẻ luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu cầu công trình đặt ra. I.4.3 Thiết bị và công nghệ thi công: Để hoà nhập với sự phát triển của xã hội cũng như đáp ứng nhu cầu nhiều về số lượng tốt về chất lượng, công ty xây dựng công trình giao thông đã mạnh dạn cơ giới hoá thi công, trang bị cho mình những loại máy móc thiết bị với công nghệ thi công hiện đại, đủ sức thi công các công trình lớn đòi hỏi trình độ công nghệ cao thời gian hoàn thành là sớm nhất và chất lượng tốt nhất I.5 Nguyên tắc thiết kế chung: - Đảm bảo mọi chỉ tiêu kỹ thuật đã được duyệt. - Kết cấu phải phù hợp với khả năng và thiết bị của các đơn vị thi công. - Ưu tiên cho các phương án có tính kinh tế cao. - Quá trình khai thác an toàn và thuận tiện . I.6 Các tiêu chuẩn kỹ thuật của công trình: - Qui mô xây dựng : Vĩnh cửu. - Tần suất lũ thiết kế : P =1%. - Tải trọng thiết kế : Hoạt tải HL-93 và đoàn người 4kPa. - Khẩu độ cầu: Lo = 139 m. - Khổ cầu : K = 10 + 2x1,25 m. - Cấp sông : Cấp V. - Nhịp thông thuyền: 20 m I.7 Hiện trạng giao thông và sự cần thiết đầu tư: Để cân bằng kinh tế cho hai bên bờ sông thì nhất thiết phải xây dựng công trình này bởi vì hiện tại việc giao thông của hai vùng chủ yếu là tàu và thuyền, do đó khi công trình này được đưa vào sử dụng thì nó sẽ thuận lợi cho việc giao thương giữa các vùng ở hai bên bờ sông ,điều này sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông, trao đổi buôn bán, giao lưu văn hóa... giữa các vùng của địa phương. Nhất là đáp ứng nhu cầu đi lại của các em học sinh tránh tình trạng phải đua các em đi học bằng các phương tiện không đảm chất lượng trên sông. Chương II: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ II.1 Phương án I: - Loại cầu : cầu liên tục BTCT. - Mô tả kết cấu phần trên: + Sơ đồ nhịp : Sơ đồ cầu liên tục 3 nhịp: 42+60+42 (m). + Tiết diện hình hộp BTCT Mác500, chiều cao thay đổi từ 2m đến 4m. + Lan can tay vịn, gờ chắn bánh BTCT Mác250. + Các lớp mặt cầu gồm : Lớp BT nhựa dày 7cm. Lớp phòng nước dày 0,4cm. - Mô tả kết cấu phần dưới : + Dạng mố: Mố BTCT chữ U Mác 300. + Trụ: Dạng trụ đặc BTCT Mác 300 không có xà mũ. + Móng: Móng cọc khoang nhồi D=1m, BTCT Mác 300. - Kiểm tra khẩu độ cầu : Khẩu độ cầu :
Trong đó : Lc : Tổng chiều dài nhịp và khe co giãn (m). bi : Tổng số chiều dày của các trụ tại MNCN (m). Ln(tr) và Ln(ph) : Chiều dài mô đất hình nón chiếu trên MNCN (m). 1m : Độ vùi sâu của công trình vào mô đất hình nón ở đường vào đầu cầu.
= 144 – 2.2 – 2.1 = 139m. ( thoả mãn yêu cầu. II.2 Phương án II: - Loại cầu : cầu BTCT DƯL nhịp giản đơn. - Mô tả kết cấu phần trên: + Sơ đồ nhịp : 5x29 (m). + Tiết diện hình chữ T BTCT Mác500, chiều cao dầm 1450 mm + Lan can tay vịn, gờ chắn bánh BTCT Mác250. + Các lớp mặt cầu gồm : Lớp BT nhựa dày 7cm. Lớp phòng nước dày 0,4cm. - Mô tả kết cấu phần dưới : + Dạng mố: Mố BTCT chữ U Mác 300. + Trụ: Dạng trụ đặc BTCT Mác 300 có xà mũ. + Móng: Móng cọc đóng, BTCT 30x30cm, Mác 300. - Kiểm tra khẩu độ cầu : Khẩu độ cầu :
Trong đó : Lc : Tổng chiều dài nhịp và khe co giãn (m). bi : Tổng số chiều dày của các trụ tại MNCN (m). Ln(tr) và Ln(ph) : Chiều dài mô đất hình nón chiếu trên MNCN (m). 1m : Độ vùi sâu của công trình vào mô đất hình nón ở đường vào đầu cầu.
= 145,5 – 4.1,5 – 2.1 = 137,2m. ( thoả mãn yêu cầu. II.3 Phương án III: - Loại cầu : cầu BTCT thường nhịp giản đơn. - Mô tả kết cấu phần trên: + Sơ đồ nhịp : 7x21,5 (m). + Tiết diện hình chữ T BTCT Mác500, chiều cao dầm 1400 mm + Lan can tay vịn, gờ chắn bánh BTCT Mác250. + Các lớp mặt cầu gồm : Lớp BT nhựa dày 7cm. Lớp phòng nước dày 0,4cm. - Mô tả kết cấu phần dưới : + Dạng mố: Mố BTCT chữ U Mác 300. + Trụ: Dạng trụ đặc BTCT Mác 300 có xà mũ. + Móng: Móng cọc đóng, BTCT 30x30cm, Mác 300. - Kiểm tra khẩu độ cầu : Khẩu độ cầu :
Trong đó : Lc : Tổng chiều dài nhịp và khe co giãn (m). bi : Tổng số chiều dày của các trụ tại MNCN (m). Ln(tr) và Ln(ph) : Chiều dài mô đất hình nón chiếu trên MNCN (m). 1m : Độ vùi sâu của công trình vào mô đất hình nón ở đường vào đầu cầu.
= 150,8 – 6.1,5 – 2.1 = 139,8m. ( thoả mãn yêu cầu. Chương III: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU LIÊN TỤC BTCT DỰ ỨNG LỰC I.Tính toán các hạng mục công trình. I.1 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp. Kết cấu nhịp : Gồm 3 nhịp liên tục có sơ đồ như sau : 42 + 60 + 42 = 144 (m). Sử dụng kết cấu dầm hộp bêtông cốt thép, vách xiên. Mặt cắt ngang có cấu tạo như sau : 1/2 MẶT CẮT TRÊN TRỤ 1/2 Mặt cắt tại gối trên trụ 1/2 Mặt cắt tại gối trên mố Trọng lượng bản thân dầm chủ trên một mét dài : DC1 = 33161,6/(42+60+42) = 230,28 (KN/m). I.2 Tính khối lượng mố. Mố là loại mố nặng chữ U tường mỏng BTCT M300, 2 mố có kích thước giống nhau như hình vẽ: - Tổng thể tích bê tông của mố : 426,75m3 I.3 Tính khối lượng trụ. Trụ T1,T2 có kích thước giống nhau như hình vẽ: - Tổng thể tích bê tông của trụ : 266,27m3 II. Tính khối lượng các bộ phận trên cầu. Trọng lượng các lớp mặt cầu: DWmc = (20,63+0,786)= 21,42 (KN/m) Tổng tĩnh tải giai đoạn 2 : DC2 = DClc+tv+bc + DCgcb = 3,61 + 2,24 = 5,58 (KN/m) III. Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố và trụ : * Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu:Pr=0,75.19,33=14,49 MN * Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền:Qr = 0,5.3.20.0,33.1,2.785398,16 = 9,33 MN.Vậy Ptt= min{Qr, Pr}=min{14,49:9,33)=9,33MN Cấu kiện  AP (KN)  TLBT Của Kết Cấu(1,25.DCbt)KN  ∑AP (KN)  Ptt (KN)  n (cọc)  Chọn (cọc)   Mố A  5515.57143  13334.9  18850.471  9330  2.02  6   Trụ 1  32679.814     32679.814  9330  3.5  6   * Bố cọc cho mố : * Bố trí cọc cho móng trụ cầu : IV. Tính toán nội lực dầm chủ: V. Tổ hợp nội lực và tính cốt thép cho dầm: - Dự kiến bố trí cốt thép ứng suất trước như sau: Tiết diện  Trên trụ  Giữa nhịp giữa  Nhịp biên   Thớ  Trên  Dưới  Dưới   Mmin(max)  176058.01  33446.6  37449.51   e'T, eT  1.562  0.738  0.738   A.eT + Wtr  31.96     A.eT +Wd   10.17  10.17   M min(max).A  1970089.132  289313.09  323938.26   fKT.Abo  1309.28  1309.28  1309.28   Số bó tính  47.068  21.7  24.32   Số bó chọn  50  24  26   VI. Kiểm toán các tiết diện đặc biệt của dầm chủ theo mômen ở TTGH cường độ: Chương IV: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC I.Tính toán các hạng mục công trình. I.1 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp. Kết cấu nhịp : Gồm 5 nhịp có sơ đồ như sau : 5x29 = 145 (m). Sử dụng kết cấu dầm chữ T Mặt cắt ngang có cấu tạo như sau : 1/2 MẶT CẮT TRÊN TRỤ 1/2 Mặt cắt tại gối trên trụ 1/2 Mặt cắt tại gối trên mố + Giai đoạn thi công kết cấu nhịp : DCdc = 16,6 (KN/m) + Giai đoạn khai thác : DCdckt = 7.DCdc+DCdn+DCmn +DClc+tv+bc+ DCgcb = 7.24,642+3,16+6,48+5,335+2,15 = 189,619 (KN/m) DWmc = 41,71 (KN/m) I.5 Tính khối lượng mố: Mố là loại mố nặng chữ U tường mỏng BTCT M30, 2 mố có kích thước giống nhau như hình vẽ: - Tổng thể tích bê tông của mố : 259,472m3 I.6 Tính khối lượng trụ T1: Trụ T1 có kích thước như hình vẽ: - Tổng thể tích bê tông của trụ : 181,130m3 I.7 Tính khối lượng trụ : Trụ T2, T3, T4 có kích thước giống nhau như hình vẽ : - Tổng thể tích bê tông của trụ : 191,86m3 II Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố (cả mố A và B): * Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu:Pr=0,75.19,33=14,49 MN * Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền:Qr = 0,5.3.20.0,33.1,2.785398,16 = 9,33 MN.Vậy Ptt= min{Qr, Pr}=min{14,49:9,33)=9,33MN * Bố cọc cho mố : * Bố cọc cho trụ : IV Tính toán và kiểm tra kết cấu nhịp:(chỉ kiểm tra đối dầm kế biên) - Momen tính toán là M = 7574,09KNm - Ta có thể xác định diện tích cốt thép theo kinh nghiệm sau: - Bố trí thép:Ta chọn số tao là : 28 tao và bố trí như hình vẽ Mr = ψ.Mn = 1.8563,72 = 8563,72 KNm > Mu = 7574,09 KNm Vậy mặt cắt giữa nhịp thỏa về cường độ. Chương V: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU BTCT THƯỜNG I.Tính toán các hạng mục công trình. I.1 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp. Kết cấu nhịp : Gồm 7 nhịp có sơ đồ như sau :7x21,5 = 150,5 (m). Sử dụng kết cấu dầm chữ T Mặt cắt ngang có cấu tạo như sau : 1/2 Mặt cắt tại gối trên trụ 1/2 Mặt cắt tại gối trên mố + Giai đoạn thi công kết cấu nhịp : DCdc = 11,04 (KN/m) + Giai đoạn khai thác : DCdckt = 8.DCdc+DCdn+DCmn +DWlc+tv+bc+ DWgcb = 8.11,04+12,78+7,56+5,04+2,23= 123 (KN/m) DWmc = 41,71 (KN/m) I.2 Tính khối lượng mố: Mố là loại mố nặng chữ U tường mỏng BTCT M30, 2 mố có kích thước giống nhau như hình vẽ: - Tổng thể tích bê tông của mố : 236,21m3 I.3 Tính khối lượng trụ: Trụ T1 có kích thước như hình vẽ: - Tổng thể tích bê tông của trụ T1: 148,16m3 Trụ T2, T3, T4, T5 có kích thước giống nhau như hình vẽ : - Tổng thể tích bê tông của trụ : 186,76m3 Trụ T6 có kích thước như hình vẽ: - Tổng thể tích bê tông của trụ : 179,91m3 II Tính toán và xác định số lượng cọc cho mố (cả mố A và B): * Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu:Pr=0,75.19,33=14,49 MN * Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền:Qr = 0,5.3.20.0,33.1,2.785398,16 = 9,33 MN.Vậy Ptt= min{Qr, Pr}=min{14,49:9,33)=9,33MN * Bố cọc cho mố : * Bố cọc cho trụ T1 : * Bố cọc cho các trụ khác: IV Tính toán và kiểm tra kết cấu nhịp: Momen tính toán là M = 3706,7 KNm Ta chọn số thanh thép là : 8 thanh và bố trí như hình vẽ Mr = ψ.Mn = 0,9.4778,31 = 4300,48 KNm > Mu = 3706,7 KNm Vậy mặt cắt giữa nhịp thỏa về cường độ. Chương VI: SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN Để tìm ra phương án tối ưu trong các phương án đã đưa ra ở trên thì ta phải tiến hành phân tích, so sánh, lựa chọn giữa các phương án đó dựa vào các chỉ tiêu chủ yếu sau: - Chỉ tiêu về giá thành công trình. - Chỉ tiêu về điều kiện thi công - Chỉ tiêu về điều kiện khai thác, sử dụng - Chỉ tiêu về mặt mỹ quan - Chỉ tiêu về yếu tố chính trị - kinh tế - văn hoá - xã hội, du lịch.. Qua việc phân tích, đánh giá các phương án trên ta thấy mỗi phương án đều có ưu và nhược điểm riêng nhưng căn cứ vào điều kiện kinh tế để xây dựng cầu và điều kiện thi công thì phương án chọn để thi công là phương án cầu BTCT DƯL nhịp giản đơn là hợp lý hơn. Vì khi ta chỉ xét về điều kiện kinh tế thì phương án cầu bê tông liên tục có thể không xem xét đến và chỉ còn hai phương án 2 và 3. Hai phương án cầu nhịp giản đơn này thì ta nên nghiêng về phương án có khả năng vượt nhịp lớn hơn và điều kiện thi công kết cấu hạ bộ ở phương án 2 đảm bảo thời gian cầu đi vào hoạt động nhanh hơn, giúp cho sự đi lại của người dân ở hai bên sông thuận tiện hơn và nhất là cho các em học sinh. PHẦN 2 : THIẾT KẾ KỸ THUẬT. Chương I : THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU. Số liệu thiết kế : Loại dầm : dầm chữ T BTCT DƯL kéo trước. Chiều dài dầm :L=29m. Khổ cầu : K = 10 + 2x1,25 m. Tải trọng thiết kế : HL-93, doàn người bộ hành 4 kpa. Tao cáp DƯL : 15,2 mm. Bê tông Mác 50 (Mpa). Quy trình thiết kế : 22-TCN 272-05 I.Tính toán bản mặt cầu : I.1 Sơ đồ tính và vị trí nội lực: Khi áp dụng theo phương pháp giải phải lấy mômen dương cực trị để đặt tải cho tất cả các vùng có mômen dương, tương tự đối với mômen âm do đó ta cần xác định nội lực lớn nhấtcủa sơ đồ. Trong dầm liên tục nội lực lớn nhất tại gối và giữa nhịp. Do sơ đồ tính là dầm liên tục 7 nhịp đối xứng, vị trí tính toán nội lực là tại gối và giữa nhịp(tại các mặt cắt a, b, c, d, e, f, g). Do sơ đồ tính toán của bản mặt cầu là hệ siêu tĩnh bậc cao nên ta sẽ dùng chương trình MIDAS Civil 6.3 để trợ giúp cho việc tính toán. Tổ hợp nội lực do các tải trọng tác dụng cho bản mặt cầu ta có bảng dưới đây : Bảng tổng hợp momen tại các mặt cắt   TTGH  Mặt cắt    a  b  c  d  e  f  g   Cường độ I  -14.070  10.775  -26.892  29.033  -33.363  26.782  -32.264   Sử dụng  9.635  6.587  -16.224  16.967  -20.050  15.803  -19.126   Vậy nội lực dùng để thiết kế bản mặt cầu : Mômen  dương  âm   TTGH cường độ I  29.033  -33.363   TTGH sử dụng  16.967  -20.050   I.2 Tính toán cốt thép chịu lực: + Lớp bảo vệ: Theo 22TCN272-05 bảng 5.12.3-1: Mép trên bản: a = 30mm Mép dưới bản: a = 25mm + Sức kháng uốn của bản: Mr = (.Mn I.2.1 Bố trí cốt thép chịu mômen âm của bản mặt cầu (cho 1 m bản mặt cầu) và kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ I : + Không xét đến cốt thép chịu nén (sẽ bố trí cho mômen dương bản mặt cầu) + Mômen tính toán cho mômen âm của bản mặt cầu Mu = 33,363 kNm + Ta chon trước số thanh rồi kiểm toán cường độ + Bố trí 6 thanh cốt thép (16 Mr = (.Mn = 0,9.55,23 = 49,707 kNm > Mu = 33,363 kNm. Vậy mặt cắt thõa mãn về cường độ. I.1.2 Bố trí cốt thép chịu mômen dương của bản mặt cầu (cho 1 m bản mặt cầu) và kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ I : + Không xét đến cốt thép chịu nén (sẽ bố trí cho mômen dương bản mặt cầu) + Mômen tính toán cho mômen âm của bản mặt cầu Mu = 29,033 kNm + Ta chon trước số thanh rồi kiểm toán cường độ + Bố trí 5 thanh cốt thép (16 Diện tích cốt thép Mr = (.Mn = 0,9.48,35 = 43,513 kNm > Mu = 29,033 kNm. Vậy mặt cắt thõa mãn về cường độ. Chương II : THIẾT KẾ DẦM CHỦ. I. Tính toán nội lực tác dụng lên dầm chủ : I.1 Tĩnh tải : Theo thiết kế sơ bộ ta có các tải trọng tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ như sau Các loại tĩnh tải  Đơn vị  Dầm biên  Dầm kế biên   Tĩnh tải dầm chủ gDC1(bt)  kN/m  24,642  24,642   Tĩnh tải dầm ngang gDC1(dn)  kN/m  0,45  0,45   Tĩnh tải mối nối gDC1(mn)  kN/m  0,925  0,925   Tĩnh tải do lan can tay vịn gDC2(lc)  kN/m  2,67  0   Tĩnh tải gờ chắn bãnh xe gDC2(gcb)  kN/m  2,15  2,15   Tĩnh tải các lớp mặt cầu gDW(mc)  kN/m  5,95  5,95   I.2 Hệ số phân bố tải trọng của hoạt tải : Bảng tổng kết hệ số phân bố tải trọng cho các dầm :  Dầm kế biên  Dầm biên   Mômen uốn gM  0,54  0,122   Lực cắt gV  0,62  0,12   Người đi bộ gPL  0,12  1,2   II Nội lực trong các dầm : Tại các vị trí  Trạng thái cường độ I  Trạng thái sử dụng    Momen(kNm)  Lực cắt(kN)  Momen(kNm)  Lực cắt(kN)   Giữa nhịp  6229.51  255.69  4485.00  117.37   1/4 L nhịp  4673.35  667.11  3363.80  434.10   Cách gối 0,8m  688.61  1067.20  495.14  722.78   Tại gối  0.00  1122.84  0.00  761.65   III Chọn và bố trí cáp dự ứng lực : Để thõa mãn về cường độ có thể dùng công thức :
Trong đó : Φ = 1,0 h - chiều cao dầm chủ, h= 1450 mm. Mu – mômen uốn tại giữa nhịp, Mu = 7324,57 KNm Aps ≥ 3685,67 mm2 Chọn diện tích cần là: Aps = 4004,42 mm2 - Số tao thép DƯL cần là : Ta chọn số bó thép là 6 bó mỗi bó gồm 7 tao vậy số tao thép Ф12,7 mm là 42 tao, diện tích cốt thép cường độ cao Aps = 4200 mm2. Bố trí cáp dự ứng lực : Bảng đặc trưng hình học của tiết diện khi chưa bơm vữa : Vị trí mặt cắt  Diện tích Ag(mm2)  Ilỗ (mm4)  Inguyên (mm4)  I0-0 (mm4)  e (mm)   Tại giữa nhịp  656850  1.03E+10  1.86E+11  1.76E+11  704.03   Tại 1/4 nhịp  656850  8.71E+09  1.86E+11  1.77E+11  588.37   Cách gối 0,8 m  1050000  6.88E+09  2.15E+11  2.08E+11  344.54   Tại gối  1050000  6.87E+09  2.15E+11  2.08E+11  314.35   Bảng đặc trưng hình học của tiết diện sau khi bơm vữa : Vị trí mặt cắt  Diện tích Ag(mm2)  Inguyên (mm4)  I0'-0'  e (mm)   Tại giữa nhịp  656850  1.86E+11  1.95E+11  645.35   Tại 1/4 nhịp  656850  1.86E+11  1.92E+11  530.54   Cách gối 0,8 m  1050000  2.15E+11  2.17E+11  261.51   Tại gối  1050000  2.15E+11  2.16E+11  231.15   IV Tính toán các mất mát ứng suất: Vị trí mặt cắt  fpF (MPa)  fPA (MPa)  fpES (MPa)  fpSR (MPa)  fpCR (MPa)  fpR2 (MPa)  fpT (MPa)   Tại giữa nhịp  24.00  13.59  57.45  21.00  284.98  13.99  413.39   Tại 1/4 nhịp  16.22  13.59  45.96  21.00  227.97  19.49  342.61   Cách gối 0,8 m  10.73  13.59  20.14  21.00  99.92  30.76  194.52   Tại gối  10.05  13.59  18.87  21.00  93.65  31.35  186.90   V. Kiểm toán dầm theo trạng thái giới hạn cường độ I : - Sức kháng uốn tính toán Mr được tính như sau Mr = ψ.Mn - Trong đó: Mn sức kháng uốn danh định Ψ hệ số sức kháng ,ψ = 1 vì đây là kết cấu DƯL - Coi thớ dưới chỉ có cốt thép DUL chịu lực. Với mặt cắt hình chữ T thì quy đổi sức kháng danh định Mn được xác định như sau: (TCN 5.7.3.2.2.1) - Với mặt cắt hình chữ nhật thì sức kháng danh định Mn được xác định như sau(TCN 5.7.3.2.3) - Trong công thức trên: Aps = 4200 (mm2) - Bỏ qua diện tích cốt thép thường : As = 0, A’s = 0 dp : khoảng cách từ thớ nén mép trên dầm liên hợp đến trọng tâm cốt thép DƯL dp = h – yps (mm). b : bề rộng mặt cắt chịu nén của cấu kiện : b = 2000 mm bw : bề dày bản bụng, bw = 180 mm hf = chiều dày cánh nén = 150 mm β1 : hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất quy định trong điều 5.7.2.2 β1 = 0,85 – 0,05(f’c1 – 28 MPa)/7 MPa = 0,692 fpu cường độ chịu kéo quy định của thépfpu= 1860 MPa fpy giới hạn chảy của thép DƯL fpy = 0,9.fpu = 0,9.1860 = 1674 MPa Hệ số k : c : khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hòa với giả thiết là thép DƯL của bó tao thép đã bị chảy dẻo (TCN 5.7.3.1.1) Nếu c < hf tức trục trung hoà đi qua cánh, vì vậy ta tính Mn theo tiết diện hình chữ nhật và lúc đó ta thay bw = b. - Các mặt cắt đều thõa mãn điều kiện. VI. Kiểm toán dầm theo trạng thái giới hạn sử dụng : Theo điều 5.5.2 thì các nội dung cần phải được kiểm toán ở trạng thái giới hạn sữ dụng phải là nứt, biến dạng và ứng suất trong bê tông. Kiểm toán dầm trong giai đoạn căng kéo cốt thép dự ứng lực(nén âm)   Vị trí mặt cắt  F (kN)  e (mm)  MTTBT (kNm)  Atd1 (mm2)  ytd1 (mm)  yt (mm)  I0-0 (mm4)  ft (Mpa)  fd (Mpa)   Tại giữa nhịp  5857.24  704.03  2484.41  633771  904.03  545.97  1.76E+11  -4.15  -17.68   Tại 1/4 nhịp  5938.17  588.37  1861.56  633771  907.04  542.96  1.77E+11  -4.37  -17.72   Cách gối 0,8 m  6069.67  344.54  272.93  1026921  913.54  536.46  2.08E+11  -1.22  -13.89   Tại gối  6077.85  314.35  0.00  1026921  914.35  535.65  2.08E+11  -1.00  -14.31   Kiểm toán dầm trong giai đoạn sử dụng(nén âm)   Vị trí mặt cắt  F (kN)  e (mm)  Mu (kNm)  Atd2 (mm2)  ytd2 (mm)  yt (mm)  I0'-0' (mm4)  ft (Mpa)  fd (Mpa)   Tại giữa nhịp  4513.38  645.35  5037.68  789049.2  845.35  545.97  1.95E+11  -11.66  3.48   Tại 1/4 nhịp  4810.64  530.54  3800.13  789049.2  849.20  542.96  1.92E+11  -9.62  -0.58   Cách gối 0,8 m  5432.60  261.51  564.15  1182199  830.51  536.46  2.17E+11  -2.47  -7.88   Tại gối  5464.63  231.15  0.00  1182199  831.15  535.65  2.16E+11  -1.49  -9.48   Vậy dầm thoả mãn điều kiện giới hạn sử dụng. VII. Tính độ võng cầu : VII.1 Tính độ vồng do dự ứng lực : Độ vồng do dự ứng lực có thể tính theo công thức sau: VII.2 Tính độ võng do trọng lượng dầm chủ: Như vậy độ vồng còn dư : 9,7 mm VII.3 Tính độ võng do các tĩnh tải còn lại: Như vậy độ võng cho tải trọng thường xuyên : 1,81mm VII.2.3 Tính độ võng tức thời do hoạt tải có xét đến lực xung kích : + Độ võng tính cho dầm giản đơn : Độ võng tại mặt cắt x do lực tập trung P đặt cách 2 đầu dầm a và b: ( x < a ) Với x=L/2. + Độ võng giữa dầm do xe tải HL-93(x=14,2 m). Tiết diện để tính độ võng là toàn bộ mặt cắt ngang của cầu : E.I=E.7.Io’-o’= 48,797.1015 Nmm2. Trục 35 kN : x = 14200 mm, a = 9900 mm, b = 18500 mm. Trục 145 kN : x = 14200 mm, a = 14200 mm, b = 14200 mm. Trục 145 kN : x = 14200 mm, a = 14200 mm, b = 9900 mm. Tổng độ võng do hoạt tải ∆LL+IM = (0,29+1,42+1,246).1,25=3,695 mm. Độ võng tính luôn cho cả hoạt tải: 1,81 + 3,695 = 5,505 mm. Độ võng cho phép của cầu : Vậy độ võng đạt yêu cầu. PHẦN 3 : THIẾT KẾ THI CÔNG. Chương I : THIẾT KẾ THI CÔNG MỐ I. Số liệu thiết kế : - Cao độ mũi cọc : -6,35 (m) - Cao độ đáy bệ : +6,95 (m) - Mực nước thấp nhất : +6,00 (m) - Mực nước thông thuyền : +11,00(m) - Mực nước cao nhất : +15,00 (m) - Mực nước thi công : +6,00 (m) Đại chất khu vực đặt mố : - Lớp 1 : Á sét,dày 5m - Lớp 2 : Sét,dày 10m - Lớp 3 : Đá , dày ( II. Đề xuất giải pháp thi công: II.1 Thi công bằng phương pháp đào trần: - Theo phương pháp này ta có thể dùng máy đào gàu nghịch để đào hố móng .Với chiều cao đào 3m(không quá lớn),đất á sét nên ta có thể dùng phương pháp này được. II.2 Thi công bằng phương pháp đào trần có chống vách: - Theo phương pháp này ta có thể dùng cọc ván đóng vây xung quanh rồi dùng máy đào gàu nghịch để đào đất trong hố móng. II.3.So sánh chọn phương án thi công: Chọn phương án 1vì phương án này không những tiết kiệm được chi phí mà còn phù hợp với điều kiện địa chất công trình