Đồ án Thiết kế Cầu qua sông - Tỉnh Bình Định

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 1 PHẦN I: 2 THIẾT KẾ SƠ BỘ 2 (30%) 2 CHƯƠNG I: 3 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU QUA SÔNG H6 3 1.1. QUY HOẠCH TỔNG THỂ XÂY DỰNG PHÁT TRIỂN TỈNH BÌNH ĐỊNH: 3 Vị trí địa lý chính trị 3 Dân số đất đai và định hướng phát triển 3 1.2. THỰC TRẠNG VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG : 3 Thực trạng giao thông 3 Xu hướng phát triển 3 1.3. NHU CẦU VẬN TẢI QUA SÔNG H6: 3 1.4. SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CẦU QUA SÔNG H6: 3 1.5. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN NƠI XÂY DỰNG CẦU : 4 1.6. CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT ĐỂ THIẾT KẾ CẦU VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU : 5 CHƯƠNG II: 7 THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DƯL 7 2.1.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH: 7 2.2. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC BỘ PHẬN TRÊN CẦU : 8 2.3 .TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC TRONG BỆ MÓNG MỐ, TRỤ. 9 2.4. TÍNH TOÁN CÁP DỰ ỨNG LỰC TRONG DẦM CHỦ. 12 2.5. KIỂM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ. 13 2.6. BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG PHƯƠNG ÁN I: 16 CHƯƠNG III: 18 THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT TIẾT DIỆN SUPER-T 18 3.1.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH: 18 3.2. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC BỘ PHẬN TRÊN CẦU : 19 3.3 .TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC TRONG BỆ MÓNG MỐ, TRỤ. 20 3.4. TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA DẦM CHỦ TẠI MẶT CẮT GIỮA NHỊP: 22 3.5. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CỦA DẦM CHỦ TẠI MẶT CẮT GIỮA NHỊP: 23 3.6. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC: 30 3.7. KIỂM TOÁN TIẾT DIỆN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠNG CƯỜNG ĐỘ I: 31 3.8. BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU: 31 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DÀN THÉP 33 4.1.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH: 33 4.2. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC BỘ PHẬN TRÊN CẦU : 34 4.3 .TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC TRONG BỆ MÓNG MỐ, TRỤ. 35 4.4 .TÍNH TOÁN KIỂM TRA TIẾT DIỆN THANH DÀN: 36 4.5. BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU: 40 CHƯƠNG V: SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN 42 5.1. CƠ SỞ ĐỂ CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐƯA VÀO THIẾT KẾ KỸ THUẬT: 42 5.2. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN THEO GIÁ THÀNH DỰ TOÁN: 42 5.3. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN THEO ĐI ỀU KI ỆN THI C ÔNG CH Ế T ẠO: 42 5.4. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN THEO ĐI ỀU KI ỆN KHAI TH ÁC SỬ DỤNG: 43 5.5. K ẾT LU ẬN: 44 PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT 45 (45%) 46 CHƯƠNG VI: 46 TÍNH TOÁN DẦM THEO PHƯƠNG NGANG CẦU 46 6.1. CẤU TẠO DẦM: 46 6.2. NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN: 46 6.3. TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG DẦM: 46 6.4. THIẾT KẾ CỐT THÉP TẠI CÁC TIẾT DIỆN: 51 6.5. KIỂM TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA TIẾT DIỆN 55 CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ DẦM THEO PHƯƠNG DỌC CẦU 57 7.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO: 57 7.2. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG VÀ HỆ SỐ TẢI TRỌNG: 58 7.3. CÁC NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN VÀ CÁC GIAI ĐOẠN THI CÔNG: 60 7.4. KẾT CẤU NHỊP TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG : 65 7.5. KẾT CẤU NHỊP TRONG GIAI ĐOẠN KHAI THÁC SỬ DỤNG 67 7.6. MẤT MÁT ỨNG SUẤT: 69 7.7. KIỂM TRA CÁC TIẾT DIỆN TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG THEO TTGH CƯỜNG ĐỘ I : 70 7.8. KIỂM TOÁN CÁC TIẾT DIỆN TRONG GIAI ĐOẠN KHAI THÁC – SỬ DỤNG THEO TTGHCĐI : 75 7.9. KIỂM TRA CÁC TIẾT DIỆN TRONG GIAI ĐOẠN KHAI THÁC- SỬ DỤNG THEO TTGHSD: 86 CHƯƠNG VIII: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ SỐ 1 88 8.1. GIỚI THIỆU CHUNG 88 8.2. KẾT CẤU PHẦN TRÊN 88 8.3. SỐ LIỆU TRỤ 88 8.4. CÁC TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ 89 8.5. TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÁC MẶT CẮT 95 8.6. KIỂM TOÁN MẶT CẮT ĐỈNH MÓNG 96 8.7. KIỂM TOÁN MẶT CẮT ĐÁY MÓNG 101 PHẦN III THIẾT KẾ KỸ THUẬT THI CÔNG (25%) 110 CHƯƠNG IX: 111 THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ T1 111 9.1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA TRỤ T1: 111 9.2. SƠ LƯỢC VỀ ĐẶC ĐIỂM NƠI XÂY DỰNG CẦU: 111 9.3. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THI CÔNG TRỤ T1: 112 9.4. TRÌNH TỤ THI CHUNG CÔNG TRỤ T1: 112 9.5. CÁC CÔNG TÁC CHÍNH TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG TRỤ: 112 9.6. THI CÔNG BỆ CỌC, THÂN TRỤ: 120 CHƯƠNG X: THIẾT KẾ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP 10.1. SƠ LƯỢC VỀ ĐẶC ĐIỂM XÂY DỰNG CẦU: 131 10.2. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG: 131 10.3. XÁC ĐỊNH TRÌNH TỰ THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP : 132 10.4. MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ VẬT LIỆU: 136 10.5. NGUYÊN LÝ CẤU TẠO VÀ CHỌN LOẠI XE ĐÚC. 136 10.6. AN TOÀN LAO ĐỘNG: 139 TÀI LIỆU THAM KHẢO 140 LỜI CẢM ƠN ( ( ( Trong giai đoạn phát triển hiện nay, nhu cầu về xây dựng hạ tầng cơ sở đã trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho sự tăng trưởng nhanh chóng và vững chắc của đất nước, trong đó nổi bật lên là nhu cầu xây dựng, phát triển mạng lưới giao thông vận tải. Với nhận thức về tầm quan trọng của vấn đề trên, là một sinh viên ngành Xây dựng Cầu đường thuộc trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, trong những năm qua với sự dạy dỗ tận tâm của các thầy cô giáo trong khoa, em luôn cố gắng học hỏi và trau dồi chuyên môn để phục vụ tốt cho công việc sau này, mong rằng sẽ góp một phần công sức nhỏ bé của mình vào công cuộc xây dựng đất nước. Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp với đề tài giả định là thiết kế cầu qua sông M8/07, đã phần nào giúp em làm quen với nhiệm vụ thiết kế một công trình giao thông để sau này khi tốt nghiệp ra trường sẽ bớt đi những bỡ ngỡ trong công việc. Được sự hướng dẫn kịp thời và nhiệt tình của thầy giáo Th.S Đỗ Việt Hải đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao. Tuy nhiên do thời gian có hạn, trình độ còn hạn chế và lần đầu tiên vận dụng kiến thức cơ bản để thực hiện tổng hợp một đồ án lớn nên chắc chắn em không tránh khỏi những thiếu sót. Vậy kính mong quý thầy cô thông cảm và chỉ dẫn thêm cho em. Cuối cùng cho phép em được kính gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo ThS. Đỗ Việt Hải đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này. Đà nẵng, ngày 03 tháng 06 năm 2009 Trần Tuấn Hiệp PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ (30%) CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU QUA SÔNG H6 1.1. QUY HOẠCH TỔNG THỂ XÂY DỰNG PHÁT TRIỂN TỈNH BÌNH ĐỊNH: 1.1.1. Vị trí địa lý chính trị : Cầu qua sông H6 thuộc địa phận tỉnh Bình Định. Công trình cầu H6 nằm trên tuyến đường nối trung tâm thị xã với một vùng có nhiều tìm năng trong chiến lược phát triển kinh tế của tỉnh, tuyến đường này là một trong những cửa ngõ quan trọng nối liền hai trung tâm kinh tế, chính trị. Khu vực xây dựng cầu là vùng đồng bằng, bờ sông rộng và bằng phẳng, dân cư tương đối đông. Cầu nằm trên tuyến đường chiến lược được làm trong thời kỳ chiến tranh nên tiêu chuẩn kỹ thuật thấp, không thống nhất. Mạng lưới giao thông trong khu vực còn rất kém. 1.1.2. Dân số đất đai và định hướng phát triển : Công trình cầu nằm cách trung tâm thị xã 3 km nên dân cư ở đây sinh sống tăng nhiều trong một vài năm gần đây, mật độ dân số tương đối cao, phân bố dân cư đồng đều. Dân cư sống bằng nhiều nghề nghiệp rất đa dạng như buôn bán, kinh doanh các dịch vụ du lịch. Bên cạnh đó có một phần nhỏ sống nhờ vào nông nghiệp. Vùng này có cửa biển đẹp, là một nơi lý tưởng thu hút khách tham quan nên lượng xe phục vụ du lịch rất lớn. Mặt khác trong vài năm tới nơi đây sẽ trở thành một khu công nghiệp tận dụng vận chuyển bằng đường thủy và những tiềm năng sẵn có ở đây. 1.2. THỰC TRẠNG VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG : 1.2.1. Thực trạng giao thông : Một là cầu qua sông H6 đã được xây dựng từ rất lâu dưới tác động của môi trường, do đó nó không thể đáp ứng được các yêu cầu cho giao thông với lưu lượng xe cộ ngày càng tăng. Hai là tuyến đường hai bên cầu đã được nâng cấp, do đó lưu lượng xe chạy qua cầu bị hạn chế đáng kể. 1.2.2. Xu hướng phát triển : Trong chiến lược phát triển kinh tế của tỉnh vấn đề đặt ra đầu tiên là xây dựng một cơ sở hạ tầng vững chắc trong đó ưu tiên hàng đầu cho hệ thống giao thông. 1.3. NHU CẦU VẬN TẢI QUA SÔNG H6: Theo định hướng phát triển kinh tế của tỉnh thì trong một vài năm tới lưu lượng xe chạy qua vùng này sẽ tăng đáng kể. 1.4. SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CẦU QUA SÔNG H6 : Qua quy hoạch tổng thể xây dựng và phát triển của tỉnh và nhu cầu vận tải qua sông H6 nên việc xây dựng cầu mới là cần thiết. Cầu mới sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông ngày càng cao của địa phương. Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho các ngành kinh tế phát triển đặc biệt là ngành dịch vụ du lịch. Cầu H6 nằm trên tuyến quy hoạch mạng lưới giao thông quan trọng của tỉnh Bình Định. Nó là cửa ngõ, là mạch máu giao thông quan trọng giữa trung tâm thị xã và vùng kinh tế mới, góp phần vào việc giao lưu và phát triển kinh tế, văn hóa xã hội của tỉnh. Về kinh tế: phục vụ vận tải sản phẩm hàng hóa, nguyên vật liệu, vật tư qua lại giữa hai khu vực, là nơi giao thông hàng hóa trong tỉnh.Việc cần thiết phải xây dựng cầu mới là cần thiết và cấp bách nằm trong quy hoạch phát triển kinh tế chung của tỉnh. 1.5. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN NƠI XÂY DỰNG CẦU : 1.5.1. Địa hình : Khu vực xây dựng cầu nằm trong vùng đồng bằng, hai bên bờ sông tương đối bằng phẳng rất thuận tiện cho việc vận chuyển vật liệu, máy móc thi công cũng như việc tổ chức xây dựng cầu. 1.5.2. Khí hậu : Khu vực xây dựng cầu có khí hậu nhiệt đới gió mùa. Thời tiết phân chia rõ rệt theo mùa, lượng mưa tập trung từ tháng 9 đến tháng 1 năm sau. Ngoài ra ở đây còn chịu ảnh hưởng trực tiếp của gió mùa đông bắc vào những tháng mưa, độ ẩm ở đây tương đối cao do gần cửa biển. 1.5.3. Thủy văn : Các số liệu đo đạc thủy văn cho thấy chế độ thủy văn ở khu vực này ổn định, mực nước chênh lệch giữa hai mùa: mùa mưa và mùa khô là tương đối lớn, sau nhiều năm khảo sát đo đạc ta xác định được: MNCN: 8,5m. MNTT: 4,0m MNTN: 2,0m 1.5.4. Địa chất : Trong quá trình khảo sát đã tiến hành khoan thăm dò địa chất và xác định được các lớp địa chất như sau: Lớp 1: Cát mịn dày 2m. Lớp 2: Cát hạt thô dày 5m. Lớp 3: Cát pha dày vô cùng. Với địa chất khu vực như trên, xây dựng cầu ta dùng móng cọc khoan nhồi khoan xuống dưới lớp cuối cùng là lớp á cát và tính toán như cọc ma sát. 1.5.5. 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,… hoặc 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 mămg: 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 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. 1.6. CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT ĐỂ THIẾT KẾ CẦU VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU : 1.6.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật : Việc tính toán và thiết kế cầu dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật sau: - Quy mô xây dựng: vĩnh cửu. - Tải trọng: đoàn xe 0,65HL-93 và đoàn người 4 MPa. - Khổ cầu B= 9,25+ 2
1,25(m) - Khẩu độ cầu: 270(m). - Độ dốc dọc : 2%. - Độ dốc ngang : 2%. - Sông thông thuyền cấp: cấp IV. 1.6.2 Giải pháp kết cấu : 1.6.2.1 Kết cấu mố trụ: + Kết cấu mố: Mố được thiết kế bằng BTCT có f’c=30Mpa. + Kết cấu trụ: Dùng kết cấu trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30Mpa. 1.6.2.2 Kết cấu nhịp: Từ các chỉ tiêu kỹ thuật, điều kiện địa chất, điều kiện thủy văn, khí hậu, căn cứ vào khẩu độ cầu,… như trên ta có thể đề xuất các loại kết cấu như sau: Phương án 1: cầu dầm liên tục BTCT ƯST 3 nhịp: 80+120+80=280m Phương án 2: cầu BTCT ƯST dầm Super T 7 nhịp: 6@38+42= 270m Phương án 3: cầu dàn thép 5 nhịp: 5 @ 55=275m Phương án 1: cầu dầm liên tục BTCT ƯST 80+120+80m Khẩu độ cầu :
Vậy đạt yêu cầu. Phương án 2: cầu dầm BTCT ứng suất trước 6@38m + 42m: Khẩu độ cầu :
Vậy đạt yêu cầu. Phương án 3: cầu dàn thép 5 nhịp 55m. Khẩu độ cầu :
Vậy đạt yêu cầu. Các chi tiết hơn về kết cấu nhịp, mố, trụ xin xem trong phụ lục. CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DƯL 2.1.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH: 2.1.1. Thiết kế tiết diện hộp dầm: xem phụ lục. 2.1.2. Tính toán khối lượng kết cấu nhịp: Kết cấu nhịp: gồm 3 nhịp liên tục có sơ đồ như sau : 80 + 120 + 80 = 280m. Sử dụng kết cấu dầm hộp bêtông cốt thép, dạng thành xiên, bêtông dầm có cường độ 28 ngày f’c (mẫu hình trụ): 50 Mpa, cốt thép DƯL dùng loại tao có đường kính 15,2mm. Cấu tạo mặt cắt ngang cầu (xem phụ lục) Bảng 2.1: Bảng tính toán khối lượng các đốt dầm : Đốt  Mặt cắt  yd(m)  Yt(m)  A(m²)  CD tính toán(m)  Thể tích đốt(m³)  KL đốt(KN)   K0  S1  6.80  5.80  16.71  4.5  71.690  1,792.242    S2  6.23  5.33  15.16      K1  S2  6.23  5.33  15.16  3  44.092  1,102.293    S3  5.88  5.04  14.24      K2  S3  5.88  5.04  14.24  3  41.462  1,036.550    S4  5.55  4.76  13.40      K3  S4  5.55  4.76  13.40  3  39.077  976.915    S5  5.24  4.50  12.65      K4  S5  5.24  4.50  12.65  3  36.919  922.983    S6  4.95  4.26  11.97      K5  S6  4.95  4.26  11.97  3  34.975  874.376    S7  4.67  4.04  11.35      K6  S7  4.67  4.04  11.35  3.5  38.618  965.445    S8  4.38  3.80  10.72      K7  S8  4.38  3.80  10.72  3.5  36.534  913.358    S9  4.12  3.58  10.16      K8  S9  4.12  3.58  10.16  3.5  34.722  868.053    S10  3.89  3.38  9.68      K9  S10  3.89  3.38  9.68  3.5  33.161  829.034    S11  3.68  3.21  9.27      K10  S11  3.68  3.21  9.27  3.5  31.834  795.858    S12  3.50  3.06  8.92      K11  S12  3.50  3.06  8.92  4  35.042  876.062    S13  3.33  2.92  8.60      K12  S13  3.33  2.92  8.60  4  33.898  847.461    S14  3.19  2.81  8.35      K13  S14  3.19  2.81  8.35  4  33.041  826.026    S15  3.09  2.73  8.17      14  S15  3.09  2.73  8.17  4  32.456  811.409    S16  3.03  2.67  8.06      15  S16  3.03  2.67  8.06  4  32.135  803.367    S17  3.00  2.65  8.01            Tổng  15,241.433   Vậy tổng khối lượng toàn bộ kết cấu nhịp là: DCtb= 15241,433 x 4 + 8,01 x 2 x 3 x 25 + 19,59 x 1,5 x 2 x 25 + 39,54 x 2 x 3 x 25 + 8,01 x 2 x 17,5 x 25 =78553,232 (KN) ( Trọng lượng bản thân dầm chủ trên một mét dài cầu là: DCdc = 78553,232 /260 = 302,128 (KN/m). 2.1.3. Tính toán khối lượng mố: Mố là loại mố chữ U BTCT M300, 2 mố có kích thước giống nhau (xem phụ lục) Kết quả tính toán chi tiết xem trong phụ lục.
Thể tích bê tông của 1 mố:

Trọng lượng bê tông của 1 mố:
2.1.4. Tính khối lượng trụ: Trụ T1 và trụ T2 có kích thước giống nhau (xem phụ lục) + Thể tích bê tông 1 trụ:

Trọng lượng bê tông 1 trụ :
2.2. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC BỘ PHẬN TRÊN CẦU : 2.2.1. Trọng lượng các lớp mặt cầu: DWMC = 19,82(KN/m). 2.2.2. Trọng lượng phần lan can, tay vịn: Tính toán xem trong phụ lục Kết quả: DWLCTV = (175+102,1+2800)/280 = 10,99(KN/m). ( Tổng tĩnh tải giai đoạn 2: DW = DWMC +DWLCTV = 30,81(KN/m) 2.3 .TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC TRONG BỆ MÓNG MỐ, TRỤ. 2.3.1. Xác định sức chịu tải tính toán của cọc: Sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi được lấy như sau: Ptt= min{Qr, Pr}. * Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu: - Sức kháng dọc trục danh định: Pn= 0,85.[0,85.f(c.(Ap-Ast) +fy.Ast] (MN) Trong đó: f(c: Cường độ chụ nén của BT cọc(Mpa); f(c=30Mpa. Ap: Diện tích mũi cọc(mm2); AP =1767145 mm2. Ast: Diện tích cốt thép chủ (mm2); dùng 20(20 : Ast = 6283mm2 fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa Thay vào ta được: Pn= 0,85[0,85.30.(1767145-6283)+420.6283]=40410KN - S ức kháng dọc trục tính toán: Pr = (.Pn; MN Với ( : Hệ số sức kháng mũi cọc, ( = 0,75 (TCN-5.5.4.2) Pr =0,75.40410=30307,28KN * Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền: - Tính dựa trên thí nghiệm hiện trường ( phương pháp hiện trường): TCN 10.8.3.4. - Sức kháng tính toán của các cọc QR có thể tính như sau: QR = (.Qn = (qp.Qp + (qs.Qs Kết quả tính toán được thể hiện chi tiết trong phụ lục. QR = 13388,62 KN. - Sức chịu tải tính toán của cọc: (Ptt= min{QR, Pr}=min{13,388; 14,347}= 13,388MN. 2.3.2. Tính toán áp lực tác dụng lên mố, trụ: Để xác định phản lực lớn nhất tại đáy bệ mố, bệ trụ ta sử dụng chương trình Midas Civil - Các bước chính thực hiện trong chương trình (xem trong phụ lục) - Các trường hợp tải và hệ số tải trọng kèm theo theo TTGH cường độ: Bảng 2.2: Các hệ số tải trọng tính toán. STT  Trường hợp Tải trọng  Mô tả  Hệ số tải trọng   1  DC  Tỉnh tải giai đoạn 1  1,25   2  DW  Tỉnh tải giai đoạn 2  1,5   3  HL93-TDM  Hoạt tải xe 2 trục và tải trọng làn  1,75   4  HL93-2TDM  Hoạt tải 2 xe 2 trục và tải trọng làn  1,75   5  HL93-TRK  Hoạt tải xe tải và tải trọng làn  1,75   6  HL93-2TRK  Hoạt tải 2 xe tải và tải trọng làn  1,75   7  Doan nguoi  Tải trọng người  1,75   Các tổ hợp tải trọng được khai báo trong chương trình: Bảng 2.3: Bảng khai báo các trường hợp tải trọng. STT  Tên tổ hợp  Mô tả  Kiểu  Công thức   1  TRK_max_2lane  Hoạt tải xe tải, tải trọng làn cộng tác dụng với tải trọng người  ADD  1,75(HL93-TRK+ Doan nguoi)   2  2TRK_max_2 lane  Hoạt tải 2 xe tải, tải trọng làn cộng tác dụng với tải trọng người  ADD  1,75(0,9HL93-2TRK + Doan nguoi)   3  TDM_max_2 lane  Hoạt tải xe 2 trục,tải trọng làn cộng tác dụng với tải trọng người  ADD  1,75(HL93-TDM + Doan nguoi)   4  TRK_max_3lane  Hoạt tải xe tải, tải trọng làn  ADD  1,75(HL93-TRK)   5  2TRK_max_3 lane  Hoạt tải 2 xe tải, tải trọng làn  ADD  1,75(0,9HL93)   6  TDM_max_3 lane  Hoạt tải xe 2 trục,tải trọng làn  ADD  1,75(HL93)   7  Moving_max  Lấy giá trị bất lợi của TRK_ max và TDM_max  ENVE  Max(TRK_max, TDM_max)   8  Tinh_max  Cộng tác dụng của Tỉnh tải GĐ1 và tỉnh tải GĐ2  ADD  (1,25DC+ 1, 5DW)   9  Tinh+Moving_max  Cộng tác dụng của Tỉnh tải và hoạt tải (Tinh_max, Moving_max)  ADD  Hoatmax+Tinhmax   10  Baomomen  Lấy giá trị bất lợi nhất trong 3 tổhợp(Moving_max,Tinh_max, Tinh+ Moving_max)  ENVE  Max( Moving_max, Tinh_max,Tinh+ Moving_max)   Ghi chú: Hệ số xung kích được khai báo cùng với lúc khai báo tải trọng xe hai trục và tải trọng xe tải: IM = 25% - Sau khi khai báo đầy đủ các thông số như Làn xe, Loại xe, Lớp xe, các trường hợp tải trọng và các tổ hợp tải trọng, chương trình sẽ tự động vẽ các ĐAH và các phản lực gối, xếp xe lên các ĐAH sao cho gây ra hiệu ứng bất lợi nhất đúng theo yêu cầu của qui trình thiết kế cầu AASHTO-LRFD 1998 (22TCN272-05). Khai thác kết quả: Sau khi mô phỏng sơ đồ kết cấu và gắn các tải trọng tác dụng lên cầu. Tiến hành phân tích ta được kết quả như sau: Trong tiêu chuẩn 272-05 qui định: riêng đối với trường hợp đặt tải để tính mômen âm (các điểm uốn ngược chiều khi có tải trọng rải đều trên nhịp) và phản lực lên gối trụ (của dầm liên lục) thì qui định dùng 2 xe tải thiết kế đặt cách nhau 15m, khoảng cách hai trục sau lấy thống nhất bằng 4,3m. Hiệu ứng của 2 xe tải thiết kế lấy bằng 90% kết hợp với hiệu ứng của 90% tải trọng làn thiết kế. Chú ý rằng không chỉ dẫn dùng xe 2 trục thiết kế cho trường hợp này
Hình 2.1: Kết quả phản lực tại đỉnh mố và trụ. 2.3.3. Tính toán số lượng cọc trong bệ móng mố, trụ cầu: 2.3.3.1. Tính toán số lượng cọc: Công thức tính toán :
Trong đó : n: là số lượng cọc tính toán. (: hệ số kể đến độ lệch tâm của tải trọng, (= 1,6. Ptt : Sức chịu tải tính toán của cọc. AP : Tổng tải trọng tác dụng lên cọc tính đến đáy bệ móng. Bảng 2.4: Bảng tính toán cọc tại mố và trụ STT  Cấu kiện  Ap(KN)  Ptt(KN)  n(cọc)  chọn(cọc)   1  Mố M1  18132,07  13388,62  2,17  5   2  Trụ T1  66079,579  13388,62  7,90  8   3  Trụ T2  66079,579  13388,62  7,90  8   4  Mố M2  18132,07  13388,62  2,17  5   2.3.3.2. Sơ đồ bố trí cọc:
Hình 2.2: Sơ đồ bố trí cọc tại mố.
Hình 2.3: Sơ đồ bố trí cọc tại trụ. 2.4. TÍNH TOÁN CÁP DỰ ỨNG LỰC TRONG DẦM CHỦ. 2.4.1. Xác định sơ đồ tính: Do đặc điểm công nghệ thi công hẫng , tiết diện sẽ làm việc theo 2 giai đoạn khác nhau: + Giai đoạn 1 : Dầm làm việc như 1 dầm mút thừa tĩnh định. + Giai đoạn 2 : Dầm liên tục 3 nhịp. Sơ đồ tính: Hình 2.4: Sơ đồ tính toán cáp dự ứng lực. Khi thi công theo công nghệ hẫng ta xem kết cấu làm việc trong giai đoạn đàn hồi và áp dụng nguyên lý cộng tác dụng. Từ đó tổng hợp nội lực trong giai đoạn thi công và khai thác rồi lấy giá trị Mmax , Mmin để tính toán bố trí cốt thép trong cả hai giai đoạn. 2.4.2. Tải trọng tác dụng: - Trọng lượng bản thân của các đốt dầm.(DC) - Hoạt tải thi công và thiết bị phụ (CLL): 4,48.10-4MPa.B = 5,712(KN/m) - Trọng lượng xe đúc + ván khuôn: + Xe đúc: 400(KN) + Ván khuôn: 300(KN) ( Tổng trọng lượng xe đúc + ván khuôn: PXĐ+VK = 700(KN) - Tĩnh tải giai đoạn 2: DW = 30,81 KN/m - Hoạt tải: 0,65HL-93, đoàn người tiêu chuẩn qn= 5KN/m. - Hệ số tải trọng lấy bằng (chỉ xét trong giai đoạn thi công) + 1,25: cho trọng lượng bản thân dầm. + 1,5: cho các thiết bị và cho các tác động xung kích. 2.4.3. Sơ đồ bố trí các nhóm cáp: Hình 2.5: Sơ đồ bố trí các nhóm cáp. - Nhóm 1 ứng với mômen (-) của tiết diện trên trụ. - Nhóm 2 ứng với mômen (+) của nhịp biên. - Nhóm 3 ứng với mômen (+) của tiết diện giữa nhịp. 2.4.4. Tính toán nội lực dầm chủ: Giá trị momen uốn lớn nhất do tỉnh tải và hoạt tải gây ra trong dầm chủ ở các tiết diện: Vị trí  Max(KNm)  Min(KNm)   Giữa nhịp giữa  144062,801    Giữa nhịp biên  100822,47    Trụ 1   -610667   Trụ 2   -610667   Tính toán chi tiết xem trong phụ lục. 2.4.5. Tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt ngang: Đại lượng  Mặt tai trụ  Mặt cắt giữa nhip  Đơn vị   H  6,8  3  m   A  39,892  9,08  m2   I  159,031  11,94  m4   Yt  2,897  1,21  m   Yd  3,902  1,789  m   Wt  54,895  9,867  m3   Wd  10,756  6,674  m3   2.4.6. Tính toán số bó cáp: Sử dụng cáp DƯL với các đặc trưng sau: Loại Cáp DƯL  22 tao 15.2 mm   Diện tích 1 tao  140 mm2   Diện tích 1 bó  3080 mm2   Giới hạn bền fpu  1860 Mpa   Giới hạn chảy fpy  1674 Mpa   Môdun đàn hồi  197000 Mpa   Bảng 2.5:Bảng tính toán số bó cáp tại trụ và giữa nhịp. Tiết diện  Trên trụ  Giữa nhịp giữa  Nhịp biên   Thớ  Trên  Dưới  Dưới   Mmin(max)(KN.m)  610667  144062,801  100822,47   eT, e'T(m)  2,647  1,639  1,639   A (m2)  39,892  9,08  9,08   fkt (kN/m2)  1116000  1116000  1116000   A'bo (mm2)  3080  3080  3080   Wtr (m3)  54,895     Wd (m3)   6,674  6,674   Số bó tính  ≥ 44,16  ≥ 17,65  ≥ 12,35   Số bó chọn  46  18  14   Hình 2.6: Bố trí cáp hẫngDƯL chịu momen âm.

Hình 2.7: Bố trí cáp DƯL tại tiết diện giữa nhịp giữa và biên chịu momen dương. 2.5. KIỂM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ. Dầm chủ có mặt cắt ngang dạng hộp do đó để tính toán ta quy đổi tiết diện hộp về tiết diện tiết diện chữ I lệch và sử dụng các công thức kiểm toán như đối với tiết diện chữ T trong quy trình.