Luận văn Thiết kế cầu dầm giản đơn dầm thép liên hợp bê tông cốt thép

MỤC LỤC

PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ 1

CHƯƠNG I: SỐ LIỆU BAN ĐẦU

I. Số liệu thiết kế 2

II. Các nguyên tắc khi thiết kế cầu 2

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CẦU DẦM GIẢN ĐƠN DẦM THÉP LIÊN HỢP

BÊ TÔNG CỐT THÉP 3

I. Số liệu thiết kế 3

II. Tính toán dầm chính 3

II.1. Chọn sơ bộ tiết diên dầm chính 3

II.2. Xác định đặc trưng hình học của tiết diện dầm thép 4

II.3.Xác định các đặc trưng hình học của tiết diện dầm giữa liên hợp 5

II.4.Xác định các đặc trưng hình học của tiết diện dầm biên liên hợp 7

II.5.Tính hệ số phân bố ngang 10

II.6.Tính nội lực cho dầm chính 11

II.7.Kiểm toán sức kháng uốn của dầm thép 24

II.8.Kiểm toán dầm ở trạng thái giới hạn cường độ 30

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CẦU DẦM GIẢN ĐƠN DỰ ỨNG LỰC CHỮ I

CĂNG SAU 33 I.Sơ bộ chọn kích thước dầm chủ 33

II.Xác định hệ số phân bố tải trọng ngang cho dầm chủ 34

III.Tính toán nội lực tại các mặt cắt đặc trưng 39

IV.Xác định nội lực tại các mặt cắt đặc trưng 42

IV.1.Các mặt cắt đặc trưng 42 IV.2.Xác định phương trình đương ảnh hưởng tại các mặt cắt 43 IV.3.Tính nội lực tỉnh tãi tác dụng lên dầm 48

IV.4.Tính nội lực hoạt tải tác dụng lên dầm 50

IV.5.Tổ hợp nội lực do hoạt tải 53

IV.6.Tổ hợp tải trọng theo các mặt cắt đặt trưng 55

V.Kiểm toán dầm chính 59

CHƯƠNG III: SO SÁNH LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN 67

I. So sánh theo chỉ tiêu về kinh tế 67

II. Chỉ tiêu về kỹ thuật 68

III. Chỉ tiêu về khả năng khai thác 68

IV. Chỉ tiêu về mặc thi công 68

V. Chỉ tiêu về mặc khôi phục sữa chữa 69

VI. Chỉ tiêu về mặc mỹ quan 69

PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT 70

CHƯƠNG I:LAN CAN VÀ LỀ BỘ HÀNH 71

I.Tính lan can 71

I.1.Tính thanh lan can 71

I.2. Tính cột lan can 72 II. Tính lề bộ hành 73

II.1. Nội lực do tĩnh tải 74

II.2. Nội lực do hoạt tải 74

II.3. Tổ hợp nội lực 74

II.4. tính thép chịu momen dương 15 II.5. tính thép chịu momen âm 76

III. Tính toán bó vỉa 76

III.1. Kiểm toán khả năng chịu lực va xe của bó vỉa 77

III.2. Kiểm toán va xe 78

CHƯƠNG II:BẢN MẶT CẦU 80

I. Cấu tạo bản mặt cầu 80

II. Sơ đồ tính 80

III. Tính nội lực bản mặt cầu 80

III.1. Nội lực tác dụng 80

III.2.Nội lực trong bản 82 IV. Tính toán thép cho bản mặt cầu 89

IV.1.Tính toán thép chịu momen dương 89

IV.2. Tính toán thép chịu momen âm 90

IV.3. Tính toán thép chịu momen âm cho phần hẫng 91

IV.4. Tính toán thép phân bố dọc cầu 91

V.Kiểm tra điều kiện chịu nứt bản 92

V.1.Kiểm tra điều kiện chịu nứt của phần bản chịu momen âm 92

V.2.Kiểm tra điều kiện chịu nứt của phần bản chịu momen dương 93

CHƯƠNG III:TÍNH TOÁN DẦM NGANG 95

I. Giới thiệu và các giả thiết tính toán 95

II. Tải trọng tác dụng lên dầm ngang 95

II.1. Phản lực từ bản mặt cầu truyền xuống dầm ngang 95

III . Nội lực trong dầm ngang 98

III.1 . Momen 98

III.2. Lực cắt 99

IV .Thiết kế cốt thép cho dầm ngang 101

IV.1. Tính toán thép chịu momen dương 101

IV.2.Tính toán thép chịu momen âm 102

V. Kiểm tra điều kiện chịu nứt dầm ngang 103

V.1.Kiểm tra điều kiện chịu nứt của dầm chịu momen dương 103

V.2. Kiểm tra điều kiện chịu nứt của dầm chịu momen âm 105

VI. Thiết kế cốt đai và kiểm tra lực cắt 106

CHƯƠNG IV:TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH 110

I. Sơ bộ chọn kích thước dầm chủ 110

I.1.Tiết diện dầm 110

I.2.Tiết diện dầm qui đổi 110

I.3.Đọan mở rộng sườn dầm 111

II. Xác định hệ số phân bố tải trọng ngang cho dầm chủ 111

II.1. Đặc trưng hình học của dầm chủ xét mặt cắt trên gối x1=0m 111

II.2. Đặc trưng hình học của dầm chủ tại các mặt cắt x2,x3,x4 112

II.3. Hệ số làn 113

II.4. Hệ số phân bố tải trọng ngang 113

III.Tính toán nội lực tại các mặt cắt đặc trưng 116

III.1.Tải trọng tác dụng 116

IV.Xác định nội lực lực tại các mặt cắt đặt trưng 119

IV.1. Các mặt cắt đặt trưng 119

IV.2.Xác định phương trình đường ảnh hưởng tại các mặt cắt 119

IV.3. Tính nội lực tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên 124

IV.4. Tính nội lực hoạt tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên 129

IV.5. Tổ hợp nội lực do hoạt tải 135

IV.6. Tổ hợp tải trọng theo các mặt cắt đặc trưng 137

V. Tính toán cốt thép 141

V.1. Tính toán diện tích cốt thép 141

V.2. Bố trí cáp sơ bộ và vị trí của từng bó tại các mặt cắt 142

VI. Đặc trưng hình học của các mặt cắt dầm 145

VI.1 Giai đoạn I 145

VI.2 Giai đoạn II 146

VI.3 Giai đoạn III 147

VII. Tính toán mất mát dự ứng suất 149

VII.1. Mất mát ứng suất do ma sát 149

VII.2. Mất mát ứng suất do ép sít neo 151

VII.3. Mất mát ứng suất do nén đàn hồi 151

VII.4.Tính toán mất mát ứng suất tức thời trong dầm 153

VII.5. Mất mát do chùng nhão sau khi truyền lực 154

VIII. Kiểm toán dầm chính 156

VIII.1. Tính toán chịu uốn của dầm 156

VIII.2. Kiểm tra độ võng, độ võng của dầm 164

VIII.3.Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa 166

VIII.4.Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu: 167

VIII.5. Thiết kế cốt đai và kiểm tra lực cắt 169

CHƯƠNG V:TÍNH TOÁN MỐ CẦU 176

A.TÍNH TOÁN MỐ CẦU 176

I. Số liệu tính toán 176

II. Số liệu kết cấu phần trên 176

III. Số liệu mố 176

IV. Xác định tải trọng tác dụng lên mố 177

IV.1 Tĩnh tải 177

IV.2 Hoạt tải ô tô và tải trọng người đi 178

IV.3.Lực hãm xe 179

IV.4.Lực ma sát 179

IV.5.Lực ly tâm 179

IV.6.Tải trọng gió 179

IV.7.Tính toán tĩnh tải mố 181

IV.8. Nội lực do áp lực đất EH,LS 185

B.TÍNH MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 189

I. Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu 189

II. Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền 189

II.1. Sức kháng thành cọc 189

II.2.Sức kháng mũi cọc 190

II.3. Sức kháng cọc 191

II.4. Tính toán số cọc trong móng 191

II.5. Tính duyệt sức chịu tải của cọc 192

II.6 Kiểm toán theo phương dọc cầu 192

II.7. Kiểm Toán Theo Phương Ngang Cầu 198

III. Tính cọc khoan nhồi 203

III.1. Dữ liệu ban đầu 206

III.2. Kiểm tra cấu kiện chịu uốn 206

III.3. Kiểm tra cấu kiện chịu cắt 207

IV. Kiểm toán sức chịu tải theo vật liệu 207

C. TÍNH TOÁN NỘI LỰC VÀ TÍNH TOÁN CỐT THÉP TẠI CÁC MC 208

I. Mặt cắt B-B 208

I.1. Bảng tóm tắt tải trọng xét tới mặt cắt B-B 208

I.2. Bảng tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt B-B: 208

I.3 Kiểm toán mặt cắt B-B 209

II. Mặt cắt C-C 214

II.1.Bảng tóm tắt tải trọng xét tới mặt cắt C-C 214

II.2.Bảng tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt C-C 214

II.3. Kiểm toán mặt cắt C-C 214

III. Mặt cắt D-D 218

III.1.Bảng tóm tắt tải trọng xét tới mặt cắt D-D 218

III.2.Bảng tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt D-D 218

III.3. Kiểm toán mặt cắt D-D 219

IV. Mặt cắt E-E 222

IV.1.Bảng tóm tắt tải trọng xét tới mặt cắt E-E 222

IV.2.Bảng tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt E-E 222

IV.3. Kiểm toán mặt cắt E-E 223

V. Mặt cắt F-F 226

V.1.Bảng tóm tắt tải trọng xét tới mặt cắt F-F 226

V.2.Bảng tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt F-F 226

V.3. Kiểm toán mặt cắt F-F 226

VI.Phân tích tường cánh 230

VI.1 Mặt cắt G1 230

VI.2.Mặt cắt G2 234

VI.3.Mặt cắt H3 238

CHƯƠNG VI:TÍNH TOÁN TRỤ CẦU 242

A. TÍNH TOÁN TRU CẦỤ 242

I. Giới thiệu chung 242

II. Kết cấu phần trên 242

III. Số liệu trụ 242

IV. Tải trọng tính toán 244

IV.1. Tĩnh tải 244

IV.2. Hoạt tải 244

IV.3. Tải trọng người đi bộ: 245

IV.4. Lực hãm xe: 246

IV.5. Lực ly tâm: 246

IV.6. Tải trọng gió 246

IV.7. Tải trọng nước: 249

IV.8. Tính toán hệ số phân bố tải trọng 250

V. Tổ hợp tảii trọng tác dụng lên các mặt cắt 251

V.1.Bảng tải trọng tác dụng lên mặt cắt đáy mũ trụ 251

V.2.Bảng tải trọng tác dụng lên mặt cắt đỉnh móng 252

V.3.Bảng tải trọng tác dụng lên mặt cắt đáy móng 254

B.TÍNH MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 256

I. Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu 256

II. Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền 256

II.1. Sức kháng thành cọc 256

II.2.Sức kháng mũi cọc 257

II.3. Sức kháng cọc 257

II.4. Tính toán số cọc trong móng 258

II.5. Tính duyệt sức chịu tải của cọc 259

II.6. Kiểm toán theo phương ngang cầu 259

III. Tính cọc khoan nhồi 264

III.1. Dữ liệu ban đầu 268

III.2. Kiểm tra cấu kiện chịu uốn 268

III.3. Kiểm tra cấu kiện chịu cắt 269

IV. Kiểm toán sức chịu tải theo vật liệu 269

C. TÍNH TOÁN NỘI LỰC VÀ TÍNH TOÁN CỐT THÉP TẠI CÁC TIẾT DIỆN 270

I.Kiểm toán mặt cắt xà mũ 270

I.1.Dữ liệu ban đầu 270

I.2. Kiểm tra điều kiện đđộ mãnh 271

I.3. Khả năng chịu uốn: 271

I.4. Khả năng chịu cắt: 271

I.5. Kiểm tra nứt: 272

II. Kiểm toán mặt cắt đỉnh bệ: 272

II.1.Dữ liệu ban đầu 273

II.2. Tính khả năng chịu lực của cấu kiện chịu nén uốn 273

II.3. Ngang cầu: 274

II.4. Dọc cầu: 276

II.5.Tiến hành kiểm toán khả năng chịu lực của mặt cắt theo công thức 278

III. Kiểm toán mặt cắt đáy móng: 279

III.1 Mặt cắt I-I 279

III.2.Mặt cắt II-II 281

CHƯƠNG VII:TÍNH TOÁN GỐI CẦU BẢN QUÁ ĐỘ 284

I. Tính toán gối cầu 284

I.1.Giới thiệu chung 284

I.2.Tính toán nội lực tác dụng lên gối cầu 284

I.3. Tính toán gối cầu 284

II. Tính toán bản quá độ 288

II.1.Tính nội lực 288

II.2.Tính cốt thép bản quá độ 288

CHƯƠNG VIII:THIẾT KẾ THI CÔNG 290

A. TRÌNH TỰ THI CÔNG 290

I. Đo đạc định vị 290

II. Công tác chuẩn bị 291

III. Thi công mố 291

IV. Thi công trụ 291

V. Trình tự thi công cọc khoan nhồi 292

V.1. Công tác khoan tạo lỗ 292

V.2. Thổi rửa lỗ khoan 292

V.3. Gia công và hạ lồng thép 292

V.4. Đổ bêtông cọc khoan nhồi 293

VI. Thi công kết cấu nhịp cầu 293

B.TÍNH TOÁN THI CÔNG 294

I. Thi công mố MA 294

I.1. Tính tải trọng tác dụng lên ván khuôn mố cầu 294

I.2. Tính toán tôn lát 295

I.3. Tính toán sườn tăng cường 295

II. Thi công trụ T1 296

II.1. Tính tải trọng tác dụng lên ván khuôn trụ cầu 296

II.2. Tính toán tôn lát 297

II.3. Tính toán sườn tăng cường 298

II.4. Tính toán lớp bê tông bịt đáy 299

II.5. Tính toán vách chống hố móng 299

II.6. Tính toán ván khuôn tru 301

II.7. Kiểm toán nẹp đứng 301

II.8. Kiểm toán nẹp ngang 302

II.9. Tính ván khuôn đỗ thân trụ 302

III. Tính toán hệ nổi 303

III.1. Xác định khả năng nổi của xàlan 303

III.2. Độ nghiêng của phao theo trục thẳng đứng 304

III.3. Tính độ chìm lớn nhất 305

III.4. Tính hệ neo 305