Thiết kế cầu bê tông cốt thép dưl nhịp giản đơn tiết diện super t căng trước
PA 1 : Cầu dầm super T căng trước 3x33 m
PA 2 : Cầu dầm thép liên hợp bản btct nhịp giản đơn 3x33
Mặt cắt ngang 7x2+1.5x2+2x0.3 . 9 dầm
Khổ thông thuyền : 3.5x25 m
MỤC LỤC (Năm 2011)
PHẦN I : TỔNG QUAN
Chương I : Đặc điểm vị trí thiết kế 10
Chương II : Các số liệu thiết kế 14
Chương III : Các tiêu chuẩn kĩ thuật liên quan 15
PHẦN II: THIẾT KẾ SƠ BỘ VÀ SO SÁNH PHƯƠNG ÁN
Chương I : Thiết kế sơ bộ phương án I 17
1.1. Chọn sơ đồ kết cấu nhịp: 17
1.2. Mố cầu: 17
1.3. Trụ cầu: 17
1.4. Các đặc trưng vật liệu sử dụng: 17
1.5. Thiết kế sơ bộ 21
Bảng tổng hợp khối lượng 29
Chương II : Thiết kế sơ bộ phương án II 31
2.1. Chọn sơ đồ kết cấu nhịp: 31
2.2. Mố cầu: 31
2.3. Trụ cầu: 31
2.4. Các đặc trưng vật liệu sử dụng: 31
2.5. Tính toán dầm thép liên hợp bê tông cốt thép 34
2.6. Trình tự thi công 87
2.7. Tổ chức thi công 88
Bảng tổng hợp khối lượng 89
Chương III : So sánh lựa chọn phương án 91
3.1. Về kinh kế 91
3.2. Về kỹ thuật 91
3.3. Về mỹ quan 92
3.4. Về duy tu bảo dưỡng 92
3.5. Kết luận 93
PHẦN III: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
Chương I : Lan can, lề bộ hành 95
1.1. Lan can 95
1.2. Lề bộ hành 102
Bố trí cốt thép 112
Chương II : Bản mặt cầu 113
2.1. Khái niệm 113
2.2. Cấu tạo bản mặt cầu 113
2.3. Ngoại lực tác dung 115
2.4. Nội lực bản giữa 115
2.5. Nội lực bản biên 118
2.6. Tính toán cốt thép 120
2.7. Kiểm tra điều kiện chịu nứt 123
Chương III : Dầm ngang 127
3.1. Khái quát chung 127
3.2. Nội lực do tĩnh tải tác dụng 127
3.3. Nội lực do hoạt tải tác dụng 129
3.4. Tổ hợp nội lực 133
3.5. Tính toán cốt thép chịu momen âm 133
3.6. Tính toán cốt thép chịu momen dương 134
3.7. Kiểm tra điều kiện chịu nứt 135
3.8. Thiết kế lực cắt, bố trí cốt đai. 138
Chương IV : Dầm chủ 142
4.1 Số liệu thiết kế 142
4.2 Thiết kế cấu tạo 142
4.2.1. Kích thước mặt cắt ngang cầu 142
4.2.2. Cấu tạo dầm chủ 145
4.2.3. Tính toán đặc trưng hình học 148
4.2.4. Hệ số phân bố tải trọng 152
4.3 Xác định nội lực tại các mặt cắt đặc trưng 157
4.3.1. Tĩnh tải tác dụng lên một dầm chủ 157
4.3.2. Hoạt tải HL93 159
4.3.3. Đường ảnh hưởng momen và lực cắt tại các mặt cắt đặc trưng 161
4.4 Tổ hợp nội lực theo các TTGH 173
4.5 Tính toán bố trí cốt thép 175
4.5.1. Bố trí thép dự ứng lực 175
4.5.2. Tính toán đặc trưng hình học khi có cáp 180
4.6 Tính toán các mất mát ứng suất 187
4.6.1. Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi 187
4.6.2. Mất mát ứng suất do co ngót 190
4.6.3. Mất mát ứng suất do từ biến 190
4.6.4. Mất mát ứng suất do tự chùng cốt thép 191
4.6.5. Tổng mất mát ứng suất 191
4.7 Kiểm toán 192
4.7.1. Kiểm tra khả năng chịu uốn của dầm trong giai đoạn truyền lực 192
4.7.2. Kiểm tra khả năng chịu uốn ở Trạng Thái Giới Hạn Sử dụng 193
4.7.3. Kiểm toán sức kháng uốn danh định 196
4.7.4. Kiểm toán độ vồng, độ võng 201
4.7.5. Tính duyệt theo lực cắt, xoắn 203
Chương V : Tính toán mố cầu 211
5.1. Xác định tải trọng tác dụng lên kết cấu 212
5.1.1. Tĩnh tải 212
5.1.2. Hoạt tải 218
5.1.3. Tổ hợp tải trọng 234
5.2. Thiết kế cốt thép cho các mặt cắt 237
5.2.1. Thiết kế cốt thép cho tường thân 237
5.2.2. Thiết kế cốt thép cho tường đỉnh 246
5.2.3. Tính toán thiết kế tường cánh 250
5.3. Thiết kế móng mố 256
Chương VI : Tính toán trụ cầu 284
6.1. Các kích thước cơ bản 284
6.2. Các điều kiện cơ bản 285
6.3. Sô liệu kết cấu phần trên 285
6.4. Vật liệu sử dụng 286
6.5. Tải trọng tác dụng lên kết cấu 286
6.2.1. Tĩnh tải 287
6.2.2. Hoạt tải 290
6.6. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên xà mũ 306
6.7. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đỉnh bệ trụ 307
6.8. Thiết kế cốt thép 312
6.8.1. Thiết kế cốt thép cho xà mũ 312
6.8.2. Thiết kế cốt thép thân trụ 317
6.9. Thiết kế móng trụ 324
PHẦN IV : THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG
Chương I : Thi công kết cấu phần dưới 355
1.1. Trình tự thi công cọc khoan nhồi 355
1.2. Trình tự thi công mố 359
1.3. Trình tự thi công trụ 360
Chương II : Thi công kết cấu phần trên 363
2.1. Trình tự lao lắp dầm bằng giá ba chân 363
2.2. Trình tự thi công kết cấu phần trên 364
Chương III : Các tính toán phụ trợ cho thi công 379
3.1. Tính toán chiều dày lớp bê tông bịt đáy 379
3.2. Tính toán vòng vây cọc ván thép 380
3.2.1. Xác định độ chôn sâu 381
3.2.2. Tính toán cọc ván thép 382
3.2.3. Tính toán khung vành đai 385
3.2.4. Tính toán thanh chống 388
3.2.5. Lựa chọn búa đóng cọc ván 388
15 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 5202 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Thiết kế cầu bê tông cốt thép dưl nhịp giản đơn tiết diện super t căng trước, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
PHAÀN II
THIEÁT KEÁ SÔ BOÄ
VAØ SO SAÙNH LÖÏA CHOÏN PHÖÔNG AÙN
CHÖÔNG I
THIEÁT KEÁ SÔ BOÄ PHÖÔNG AÙN I
CAÀU DAÀM BTCT DUL NHÒP GIAÛN ÑÔN
TIEÁT DIEÄN SUPER-T CAÊNG TRÖÔÙC
Choïn sô ñoà keát caáu nhòp:
Maët caét ngang keát caáu nhòp goàm 9 daàm Super T (caêng tröôùc)
Khoaûng caùch caùc daàm laø 1950 mm
Chieàu daøi moãi daàm 33000 mm
Soá nhòp : 3 nhòp
Chieàu daøi caàu 107.2m (tính töø hai ñuoâi moá)
Chieàu cao moãi daàm laø 1600 mm.
Daàm ngang baèng beâ toâng coát theùp ñoå taïi choã
Baûn maët caàu daøy 200 mm
Lôùp mui luyeän doác 2% coù beà daøy trung bình laø 100 mm
Lôùp phoøng nöôùc daày 5 mm
Lôùp phuû maët caàu baèng beâ toâng asphalt daøy 70 mm
Thanh vaø truï lan can laøm baèng theùp M270 caáp 250
Goái caàu söû duïng goái cao su coù baûn theùp
Moá caàu:
Moá caàu laø moá chöõ U baèng beâ toâng coát theùp
Moùng moá laø moùng coïc khoan nhoài ñöôøng kính coïc khoan laø 1 m, coù 10 coïc, chieàu daøi moãi coïc döï kieán 33 m
Truï caàu:
Truï caàu laø truï ñaëc baèng beâ toâng coát theùp, thaân heïp
Moùng truï laø moùng coïc khoan nhoài coù ñöôøng kính coïc laø 1m, 10 coïc, chieàu daøi döï kieán moãi coïc 33 m
Caùc ñaëc tröng vaät lieäu söû duïng:
Beâ toâng : Cöôøng ñoä beâ toâng chòu neùn maãu hình truï taïi 28 ngaøy tuoåi söû duïng cho caùc keát caáu beâ toâng coát theùp nhö sau:
keát caáu
Cöôøng ñoä fc (MPa)
Lan can leà boä haønh
35
Baûn maët caàu
35
Daàm ngang
35
Daàm super T
50
Truï vaø beä truï
35
Moá vaø beä moá
35
Coïc khoan nhoài
35
Beâ toâng ngheøo vaø beâ toâng taïo phaúng
10
Coát theùp :
Theùp thöôøng:
Theùp coù gôø CII, giôùi haïn chaûy 300 MPa
Theùp coù gôø CIII, giôùi haïn chaûy 420 MPa
Caùp döï öùng löïc:
Duøng loaïi tao töï chuøng thaáp : Dps = 15.2 mm
Cöôøng ñoä chòu keùo tieâu chuaån : fpu = 1860 MPa
Dieän tích 1 tao caùp: Aps1 = 143.3 mm2
Modul ñaøn hoài cuûa caùp: Eps = 197000 MPa
Chieàu daøy lôùp beâ toâng baûo veä:
keát caáu
Chieàu daøy toái thieåu lôùp beâ toâng baûo veä (mm)
Lan can
50
Leà boä haønh
35
Baûn maët caàu
40
Daàm ngang
50
Daàm super T
50
Truï caàu vaø moá caàu
50
Beä moá vaø beä truï
100
Coïc khoan nhoài
100
Thieát keá sô boä
Chieàu daøi toaøn daàm
Khoaûng caùch ñaàu daàm ñeán tim goái
Khaåu ñoä tính toaùn
Taûi troïng thieát keá
Hoaït taûi HL93
Taûi troïng ngöôøi 3 KPa
Maët xe chaïy
Leà ngöôøi ñi
Lan can
Toång beà roäng caàu
Daïng keát caáu nhòp Caàu daàm
Daïng maët caét Super T
Vaät lieäu keát caáu BTCT döï öùng löïc
Coâng ngheä cheá taïo Caêng tröôùc
Caáp beâtoâng:
Daàm chuû
Baûn maët caàu
Tyû troïng beâtoâng
Cöôøng ñoä chòu keùo tieâu chuaån:
Theùp thöôøng G60 ,
Loaïi coát theùp DUL tao theùp Tao 7 sôïi xoaén ñöôøng kính Dps =15.2 mm
Quy trình thieát keá 22TCN 272 - 05
Kích thöôùc maët caét ngang caàu
Soá löôïng daàm chuû Nb = 9
Khoaûng caùch giöõa 2 daàm chuû S = 1950 mm
Leà ngöôøi ñi khaùc möùc vôùi maët caàu phaàn xe chaïy
Boá trí daàm ngang taïi caùc vò trí goái caàu : 2 maët caét
Soá löôïng daàm ngang
Chieàu daøy trung bình cuûa baûn:
Lôùp BT atphan:
Taàng phoøng nöôùc
Chieàu daøy lôùp mui luyeän trung bình
Baûn maët caàu vaø lôùp phuû
Chieàu daøy c aùc lôùp coøn laïi choïn nhö sau:
Baûn maët caàu daøy 200 mm
Lôùp mui luyeän daøy trung bình 100 mm.
Lôùp phoøng nöôùc coù beà daøy 5 mm.
Lôùp beâtoâng nhöïa daøy 70 mm
Tính toaùn caùc thoâng soá sô boä :
Dung troïng cuûa beâtoâng ximaêng laø 2.5 T/m3 .
Dung troïng cuûa beâtoâng nhöïa laø 2.4 T/m3 .
Dung troïng cuûa lôùp phoøng nöôùc laø 1.8 T/m3 .
Dung troïng cuûa coát theùp laø 7.85 T/m3 .
Tính toaùn troïng löôïng baûn maët caàu.
Ta coù dieän tích baûn maët caàu laø : 3.5 m2.
Theå tích baûn maët caàu:
Löôïng coát theùp trung bình trong 1m3 theå tích beâtoâng laø 2 kN/m3
Troïng löôïng cuûa coát theùp trong baûn maët caàu tính cho moät nhòp daàm:
Theå tích coát theùp trong baûn baûn maët caàu laø:
Vaäy theå tích cuûa beâ toâng baûn maët caàu laø:
Troïng löôïng beâ toâng baûn maët caàu:
Vaäy troïng löôïng baûn maët caàu moät nhòp daøi 33 m laø:
Tính toaùn troïng löôïng caùc lôùp phuû maët caàu.
Lôùp BTN daøy 7cm coù khoái löôïng treân 1m daøi laø :
Troïng löôïng lôùp phoøng nöôùc daøy 0.5 cm treân 1m daøi laø :
Troïng löôïng lôùp mui luyeän daøy trung bình 10 cm:
Troïng löôïng caùc lôùp phuû maët caàu treân 1m daøi:
Troïng löôïng caùc lôùp phuû maët caàu cho 1 nhòp daøi 28 m:
Lan can, leà boä haønh
Choïn thanh lan can theùp oáng:
Ñöôøng kính ngoaøi : D =100 (mm)
Ñöôøng kính trong : d = 90 (mm)
Khoaûng caùch 2 coät lan can laø 2000 mm
Khoái löôïng rieâng theùp lan can:
Theùp cacbon soá hieäu M270 caáp 250 coù fy = 250 MPa
Troïng löôïng thanh lan can treân 1 m daøi
Troïng löôïng baûn thaân 1 truï:
V1 : Theå tích taám theùp T1
V2 : Theå tích taám theùp T2
V3 : Theå tích taám theùp T3
Plk : Troïng löôïng oáng lieân keát
Plk =
Vôùi dieän tích phaàn beâ toâng.
Theå tích töôøng lan can + leà boä haønh + boù væa
Haøm löôïng coát theùp trong lan can chieám kp = 1.5 %
Ta coù theå tích coát theùp trong lan can :
Khoái löôïng coát theùp trong lan can laø :
Theå tích BT trong lan can:
Khoái löôïng BT trong lan can:
Vaäy, khoái löôïng toaøn boä beâ toâng coát theùp laø:
Caùc truï caùch nhau 2m, toång soá löôïng laø 17 truï. Khoái löôïng phaàn tay vòn vaø coät lan can cho 1 nhòp :
Daàm ngang
Daàm ngang ñöôïc boá trí taïi 2 daàu daàm. Toång soá daàm chính treân 1 nhòp laø 9 daàm do ñoù taïi moät ñaàu daàm coù 8 daàm ngang. Vaäy coù 16 daàm ngang treân 1 nhòp.
Dieän tích 1 daàm ngang theo phöông ngang caàu laø 0.822 m2.
Theå tích taát caû daàm ngang :
Haøm löôïng coát theùp theo theå tích trong daàm ngang laø khb = 2%
Troïng löôïng coát theùp trong 1 daàm ngang :
Theå tích beâ toâng daàm ngang :
Troïng löôïng toaøn boä daàm ngang laø :
Caáu taïo daàm chuû
Ñoaïn caét khaác: Lck = 850 mm
Ñoaïn daàm ñaëc: Ldac = 1200 mm
Maët caét ngang daàm taïi goái
Maët caét ngang daàm taïi goái
Maët caét ngang daàm taïi ñoaïn caét khaác
Maët caét ngang daàm taïi ñoaïn khaác
Maët caét ngang daàm taïi giöõa nhòp
Maët caét ngang daàm taïi giöõa nhòp
Daàm chuû taïi ñaàu daàm
Caáu taïo ñaàu daàm chính
Tính toaùn ñaëc tröng hình hoïc daàm super-t
BAÛNG ÑAËC TRÖNG HÌNH HOÏC TAÏI TÖØNG MAËT CAÉT
Maët caét
0
1
2
3
4
5
A (mm2)
738041
1406727
558439
558439
558439
558439
A' (mm2)
1064471
1733157
884869
884869
884869
884869
Tính troïng löôïng 1 daàm chuû
Ñoaïn daàm caét khaác:
Dieän tích tieát dieän
Troïng löôïng ñoaïn daàm:
Ñoaïn daàm ñaëc:
Dieän tích tieát dieän
Troïng löôïng ñoaïn daàm:
Ñoaïn daàm coøn laïi:
Dieän tích tieát dieän
Troïng löôïng ñoaïn daàm:
Tónh taûi daàm chuû coi laø taûi troïng raûi ñeàu suoát chieàu daøi daàm:
Löôïng theùp trong daàm chuû chieám khoaûng 0.2 T/m3
Vaäy khoái löôïng theùp trong daàm chuû :
Theå tích beâ toâng daàm chuû :
Tyû troïng beâtoâng daàm chuû
Troïng löôïng beâ toâng daàm chuû :
BAÛNG TOÅNG HÔÏP KHOÁI LÖÔÏNG CAÀU
STT
Haïng muïc coâng trình
Ñôn vò
K.Löôïng
Ñôn giaù
Thaønh tieàn
(trieäu ñoàng)
(trieäu ñoàng)
A : Keát caáu beân treân
1./ Tay vòn lan can
1
OÁng theùp D100/90
Taán
4.75
23
109.296
2./ Chaân lan can & Leà boä haønh
2
Beâtoâng 35MPa
m3
71.58
0.75
53.685
3
Cốt theùp troøn caùc loaïi
Taán
8.55
16
136.800
3./ Lôùp phuû maët caàu
4
Beâtoâng nhöïa haït mòn daøy 7 Cm
m2
1386.00
0.66
914.760
5
Lớp phoøng nước daøy 5mm
m2
1386.00
0.3
415.800
6
Lôùp mui luyeän 10cm
m3
138.60
0.75
103.950
4./ Baûn maët caàu
7
Beâtoâng 35MPa
m3
828.00
0.75
621.000
8
C.theùp troøn caùc loaïi
Taán
69.30
16
1108.800
4./ Daàm ngang
9
Beâtoâng 35MPa
m3
32.94
0.75
24.705
10
C.theùp troøn caùc loaïi
Taán
5.28
16
84.480
1./ Keát caáu nhòp
11
Beâtoâng 50MPa
m3
547.29
1
547.290
12
C.theùp troøn caùc loaïi
Taán
27.36
16
437.832
13
C.theùp cöôøng ñoä cao
Taán
12.48
35
436.800
B : Keát caáu beân döôùi
1./ Truï caàu
14
Beâtoâng 35MPa
m3
1416.47
0.75
1062.350
15
C.theùp troøn caùc loaïi
Taán
70.82
16
1133.173
2./ Moá caàu
16
Beâtoâng 35MPa
m3
822.00
0.75
616.500
17
C.theùp troøn caùc loaïi
Taán
41.10
16
657.600
3./ Goái caàu
18
Goái cao su
Boä
54.00
1.5
81.000
4./ Khe co giaûn caàu
19
Khe co giaûn cao su
m.daøi
16.00
1.5
24.000
5./ Coïc khoan nhoài
20
Beâtoâng 35MPa
m3
974.50
0.75
730.875
21
C.theùp troøn caùc loaïi
Taán
48.73
16
779.600
Toång coäng
10080.296
Thaønh tieàn : möôøi tyû khoâng traêm taùm möôi trieäu ñoàng
