Xem mẫu
- Chương 2: ThiÕt kÕ ph-¬ng ¸n Cçu
1.1. Tiªu chuÈn kü thuËt vµ nguyªn t¾c thiÕt kÕ.
1.1.1. Quy tr×nh thiÕt kÕ
- Quy tr×nh thiÕt kÕ cÇu cèng theo tr¹ng th¸i giíi h¹n AASHTO LRFD 1998
- Tiªu chuÈn thiÕt kÕ ®-êng « t« TCVN 4054 - 98.
- Tiªu chuÈn thiÕt kÕ ¸o ®-êng mÒm 22 TCN 211- 95.
- Quy tr×nh kh¶o s¸t ®-êng « t« 22TCN-263-2000
1.1.2. C¸c nguyªn t¾c thiÕt kÕ:
- C«ng tr×nh thiÕt kÕ vÜnh cöu, h×nh thøc cÇu ®Ñp.
- §¸p øng ®-îc c¸c yªu cÇu vÒ nhu cÇu giao th«ng trong t-¬ng lai .
- Thêi gian thi c«ng ng¾n, thuËn lîi, tÝnh c¬ giíi cao.
- Sö dông c¸c c«ng nghÖ míi hiÖn ®¹i trªn c¬ së ph¸t huy ®-îc kh¶ n¨ng s½n cã cña
c¸c ®¬n vÞ thi c«ng trong n-íc.
- Gi¸ thµnh x©y l¾p c«ng tr×nh hîp lý.
1.1.3. C¸c th«ng sè kü thuËt c¬ b¶n
1.1.3.1. Qui m« c«ng tr×nh:
- CÇu ®-îc thiÕt kÕ b»ng BTCT vµ BTCT-D¦L
- T¶i träng: + Xe HL 93
- TÇn suÊt lò thiÕt kÕ: P1%
- §é dèc däc thiÕt kÕ i = 2% trªn cÇu chÝnh vµ 4% trªn cÇu dÉn,phÇn cÇu chÝnh bè trÝ
mét ®-êng cong ®øng b¸n kÝnh R = 5000m.
- §é dèc ngang 2%
- §éng ®Êt cÊp 6.
1.1.3.2. Khæ cÇu:
- K = 11 + 2x0.5 (m)
- Ba lµn xe « t« ch¹y réng 11m
- BÒ réng gê ch©n lan can mçi bªn 0.5m.
1.1.3.3. Khæ th«ng thuyÒn:
- Côc ®-êng s«ng cã v¨n b¶n sè…/C§S-QL§S ®Ò nghÞ tÜnh kh«ng th«ng thuyÒn t¹o
cÇu X lµ s«ng cÊp I: B = 50m, H = 7m.
- VËy thiÕt kÕ cÇu cã tÜnh kh«ng th«ng thuyÒn cÊp I (B = 50m, H = 7m)
1.2. Ph-¬ng ¸n vÞ trÝ cÇu:
- ViÖc lùa chän vÞ trÝ tuyÕn vµ vÞ trÝ cÇu cÇu dùa trªn c¸c nguyªn t¾c c¬ b¶n nh- sau:
+ Phï hîp víi quy ho¹ch ph¸t triÓn giao th«ng trong khu vùc, Ýt t¸c ®éng ®Õn m«i
tr-êng d©n sinh vµ x· héi.
+ ThuËn lîi cho ho¹t ®éng giao th«ng cña thµnh phè VP
- + Tho¶ m·n c¸c tiªu chuÈn vÒ h×nh häc cña tuyÕn vµ cÇu.
+ Tho¶ m·n yªu cÇu vÒ thuû v¨n thuû lùc.
+ ThuËn lîi cho thi c«ng vµ tæ chøc thi c«ng.
+ Cã gi¸ thµnh x©y l¾p c«ng tr×nh hîp lý.
- Tõ c¸c ®Æc ®iÓm vÒ ®Þa h×nh, chiÒu dµi tuyÕn, tæng diÖn tÝch gi¶i phãng mÆt b»ng ta
chän ph-¬ng ¸n vÞ trÝ cÇu cã mÆt c¾t s«ng nh- h×nh vÏ trong c¸c b¶n vÏ kÌm theo.
1.3. Ph-¬ng ¸n kÕt cÊu cÇu
1.3.1. Nguyªn t¾c lùa chän lo¹i h×nh kÕt cÊu
- Tho¶ m·n khÈu ®é tho¸t n-íc (tr-êng hîp nµy ®Ò bµi kh«ng khèng chÕ) vµ khæ
th«ng thuyÒn.
- Phï hîp víi c¸c ®iÒu kiÖn tù nhiªn t¹i vÞ trÝ x©y dùng cÇu (®Æc biÖt lµ ®iÒu kiÖn ®Þa
chÊt vµ thuû lùc, thuû v¨n)
- Tho¶ m·n c¸c yªu cÇu kü thuËt trong thiÕt kÕ vµ khai th¸c.
- C«ng nghÖ thi c«ng phï hîp víi n¨ng lùc c¸c nhµ thÇu trong n-íc.
- Chi phÝ x©y dùng hîp lý.
1.3.2. Kh¸i qu¸t chung vÒ ®Ò xuÊt ph-¬ng ¸n vÒ s¬ ®å cÇu :
Trªn c¬ së c¸c nguyªn t¾c ®· nªu, mét sè lùa chän chung nhÊt ®Ó tiÕn hµnh thiÕt lËp
c¸c ph-¬ng ¸n lµ:
1.3.2.1. Yªu cÇu vÒ ®¶m b¶o khÈu ®é tho¸t n-íc, c¸c cao ®é khèng chÕ:
- KhÈu ®é tho¸t n-íc tèi thiÓu: Kh«ng khèng chÕ
- Cao ®é ®Ønh trô hoÆc mè lín h¬n cao ®é Hmax 1% lµ 0.5m: H®t,m 8.47 + 0.5 =
8.97m
- Mùc n-íc th«ng thuyÒn: Htt = +8.06 m
- Cao ®é ®¸y dÇm lín h¬n cao ®é khèng chÕ cña khæ th«ng thuyÒn lµ +15.06m.
- TÜnh kh«ng ngang t¹i vÞ trÝ nhÞp th«ng thuyÒn 50m
1.3.2.2. Ph-¬ng ¸n vÒ vËt liÖu kÕt cÊu:
- Trong ®iÒu kiÖn hiÖn t¹i vÒ c«ng nghÖ thi c«ng, gi¸ thµnh x©y dùng t¹i ViÖt Nam,
®ang cã rÊt nhiÒu c«ng tr×nh cÇu ®· sö dông vËt liÖu kÕt cÊu lµ bª t«ng cèt thÐp,
hoÆc bª t«ng cèt thÐp øng suÊt tr-íc. MÆt kh¸c, ®©y lµ vïng biÓn nång ®é muèi cao
nªn khã cã thÓ ¸p dông c¸c kÕt cÊu cÇu kim lo¹i. Do ®ã trong c«ng tr×nh nµy ta lùa
chän vËt liÖu x©y dùng lµ bª t«ng cèt thÐp øng suÊt tr-íc.
1.3.2.3. Lo¹i h×nh kÕt cÊu phÇn trªn:
- øng víi khÈu ®é cÇu ®· tÝnh to¸n vµ ®Þa h×nh thùc tÕ t¹i khu vùc x©y dùng c¸c lo¹i
h×nh kÕt cÊu sau cã thÓ ®-îc c©n nh¾c xem xÐt :
+ CÇu Extradosed
+ CÇu dÇm liªn tôc thi c«ng b»ng c«ng nghÖ ®óc hÉng.
+ CÇu d©y v¨ng khÈu ®é nhÞp trung b×nh
- 1.3.2.4. Lo¹i h×nh kÕt cÊu d-íi:
- Dùa vµo kÕt qu¶ th¨m dß ®Þa chÊt khu vùc, kÕt cÊu nÒn mãng ®Ò xuÊt dïng cho
c¸c ph-¬ng ¸n lµ cäc khoan nhåi ®-êng kÝnh tõ 1m – 2.0m.
- Cã 3 ph-¬ng ¸n kÕt cÊu sau ®-îc ®-a vµo xem xÐt, cïng víi ph-¬ng ¸n vÞ trÝ tuyÕn
®· ®-îc chän ®Ó tiÕn hµnh so s¸nh tæng møc ®Çu t- .
1.4. ph-¬ng ¸n kÕt cÊu 1: cÇu liªn tôc 3 nhÞp
1.4.1. Tæng qu¸t
1.4.1.1. S¬ ®å nhÞp:
- CÇu dÇm bª t«ng cèt thÐp ¦ST gi¶n ®¬n + liªn tôc: ( 40m+80m+120m+80m+40m )
1.4.1.2. KÕt cÊu phÇn trªn:
- phÇn cÇu chÝnh lµ cÇu dÇm hép liªn tôc:
S¬ ®å nhÞp: 80m + 120m + 80m , cã chiÒu cao thay ®æi tõ 6.0m t¹i ®Ønh trô ®Õn 3.0m
t¹i vÞ trÝ gi÷a nhÞp. ChiÒu dµi toµn cÇu tÝnh ®Õn ®u«i mè lµ 374.20m trong ®ã phÇn
cÇu chÝnh n»m trªn ®-êng cong ®øng R = 5000m lµ
- PhÇn cÇu dÉn lµ dÇm gi¶n ®¬n BTCT D¦L Super T cao 175cm.
1.4.1.3. C¸c kÝch th-íc c¬ b¶n dÇm liªn tôc ®-îc chän nh- sau
+ DÇm liªn tôc cã mÆt c¾t ngang lµ 1 hép ®¬n thµnh xiªn cã chiÒu cao thay ®æi
+ ChiÒu cao t¹i vÞ trÝ trªn trô chän H = 6m, khi ®ã H/l = 6/120 = 1/20 n»m trong
kho¶ng H = (1/15 1/20)l, víi l lµ kho¶ng c¸ch tim 2 trô (l = 120m)
+ ChiÒu cao t¹i vÞ trÝ gi÷a nhÞp chän h = 3.0m, khi ®ã H/l = 3/120 = 1/40 n»m trong
kho¶ng H = (1/30-1/50)l
+ ChiÒu cao dÇm thay ®æi theo ®-êng cong bËc 2
ChiÒu cao dÇm t¹i vÞ trÝ bÊt kú c¸ch gi÷a nhÞp mét ®o¹n x ®-îc tÝnh theo c«ng thøc
sau:
(h p hm )
y .x 2 hm
L2
Trong ®ã:
hp, hm : ChiÒu cao dÇm t¹i ®Ønh trô vµ gi÷a nhÞp
L : ChiÒu dµi phÇn c¸nh hÉng.
1.4.1.4. C¸c kÝch th-íc mÆt c¾t ngang dÇm hép ®-îc chän s¬ bé:
+ BÒ réng hép D = (0.510.59)B, trong ®ã B lµ bÒ réng mÆt cÇu, B = 12m, chän D t¹i
®Ønh trô b»ng 6.7m
Khi ®ã D/B = 6.7/12 = 0.56
+ ChiÒu cao b¶n mÆt cÇu ë cuèi c¸nh vót : d4 = 25cm
+ ChiÒu cao b¶n mÆt cÇu ë ®Çu c¸nh vót : d3 = 60cm
+ ChiÒu cao b¶n mÆt cÇu t¹i vÞ trÝ gi÷a nhÞp b¶n: d1 = 30cm
+ BÒ dµy s-ên dÇm: BÒ dÇy s-ên dÇm thay ®æi tuyÕn tÝnh tõ trªn ®Ønh trô tíi gi÷a
nhÞp 60cm - 30cm
- + BÒ dµy b¶n ®¸y hép thay ®æi tõ 110cm t¹i vÞ trÝ ®Ønh trô vµ gi¶m theo ®-êng cong
tíi 30cm t¹i vÞ trÝ gi÷a nhÞp.
BÒ dµy b¶n ®¸y t¹i vÞ trÝ bÊt kú c¸ch gi÷a nhÞp mét ®o¹n Lx ®-îc tÝnh theo c«ng thøc
sau:
h2 h1 2
hx Lx h1
L2
Trong ®ã:
h2, h1: BÒ dµy b¶n ®¸y t¹i ®Ønh trô vµ gi÷a nhÞp
L : ChiÒu dµi phÇn c¸ch hÉng.
+ T¹i vÞ trÝ ®Ønh trô, dÇm ®-îc thiÕt kÕ dÇm ngang ®Æc, chØ chõa l¹i mét lèi th«ng cã
kÝch th-íc 1.5x1m vµ ®-îc t¹o vót 20x20cm
1.4.1.5. KÝch th-íc chung dÇm Super T 40m:
200
3 3
57 79 57
10 8
10 8
3
24
24
39 10 10 39
10 10
175
157
157
31 31
30
30
23 23
21 5
21 5
70
1.4.1.6. KÕt cÊu phÇn d-íi:
- Mè hai ®Çu cÇu kÕt cÊu ch÷ U BTCT tùa trªn nÒn mãng cäc khoan nhåi ®-êng kÝnh
100cm.
Sö dông c¸c trô BTCT cã tiÕt diÖn th©n ®Æc ®Æt trªn nÒn mãng c¸c cäc khoan nhåi
®-êng kÝnh (11.5)m
- 1.4.1.7. Ph-¬ng ph¸p thi c«ng:
- PhÇn dÇm nhÞp liªn tôc cã tiÕt diÖn thay ®æi ®-îc thi c«ng b»ng ph-¬ng ph¸p ®óc
hÉng c©n b»ng, phÇn dÇm nhÞp liªn tôc cã tiÕt diÖn kh«ng ®æi ®-îc thi c«ng ®æ t¹i
chç trªn giµn gi¸o cè ®Þnh, c¸c nhÞp gi¶n ®¬n thi c«ng b»ng gi¸ lao.
1.4.2. TÝnh to¸n s¬ bé khèi l-îng kÕt cÊu ph-¬ng ¸n 1
1.4.2.1. TÝnh to¸n kÕt cÊu nhÞp:
- KÕt cÊu phÇn trªn:
1/2 MÆT C¾T TR£N TRô 1/2 MÆT C¾T gi÷a nhÞp
50 550 550 50
30
2% 2%
60
265 150 123 154 150 265
25
300
30
30
30
30
60 50
20
540
30
110
30
20
110
200 400 200
MÆt cÇu cã ®é dèc ngang 2% vµ ®é dèc däc kh«ng ®æi trªn cÇu dÉn 4% vµ thay ®æi
®Òu trªn cÇu chÝnh víi b¸n kÝnh cong lµ R=5000m
Líp phñ mÆt cÇu gåm c¸c líp:
Bªt«ng nhùa h¹t võa 75mm.
Líp phßng n-íc 4mm.
- S¬ ®å ph©n ®èt thi c«ng nhÞp chÝnh
60.0
1.0 8x4.5=36.0 4x4=16.0 5.5 1.5
K12 K11 K10 K9
HL
K8 K7 K6 K5 K4 K3
K2 K1 K0 X
6.7
3.0
3.0
Y
12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516
TÝnh chiÒu cao mçi ®èt dÇm hép t¹i ®¸y biªn ngoµi theo ®-êng cong bËc 2 cã
ph-¬ng tr×nh lµ:
6.0 3.0
Y1 = a1X2 + b1 , a1 = 2
= 9.5663 x 10-4 ; b1 = 3.0 m
56
Chó ý: chiÒu cao phÇn ®èt hîp long vµ phÇn ®èt trªn trô lµ kh«ng ®æi.
B¶ng tæng hîp chiÒu cao tiÕt diÖn
Thø tù TiÕt diÖn a1 b1 x(m) h(m)
1 S1 0.00095663 3 -1.00 3.00
2 S2 0.00095663 3 0.00 3.00
3 S3 0.00095663 3 4.50 3.019
4 S4 0.00095663 3 9.00 3.077
5 S5 0.00095663 3 13.50 3.174
6 S6 0.00095663 3 18.00 3.310
7 S7 0.00095663 3 22.50 3.484
8 S8 0.00095663 3 27.00 3.697
9 S9 0.00095663 3 31.50 3.949
10 S10 0.00095663 3 36.00 4.240
11 S11 0.00095663 3 40.00 4.531
12 S12 0.00095663 3 44.00 4.852
13 S13 0.00095663 3 48.00 5.204
14 S14 0.00095663 3 52.00 5.587
15 S15 0.00095663 3 57.50 6.000
- 16 S16 0.00095663 3 59.00 6.000
PhÇn cÇu dÉn: dÇm SUPER T
ChiÒu dµi: 40 m
ChiÒu cao: 1750 mm
B¶n mÆt cÇu lµ b¶n liªn tôc nhiÖt ®æ t¹i chç, dµy 200mm.
- MÆt c¾t ngang phÇn cÇu dÉn
12000
500 11000 500
Bª t«ng nhùa 75mm
Líp phßng n-íc 4mm
B¶n mÆt cÇu 200mm
B¶n ®óc s½n 80mm
2% 2%
1000
1000
1250 2350 2350 2350 2350 1250
1000
1000
1000 4700 1000
TÝnh to¸n khèi l-îng c«ng t¸c phÇn kÕt cÊu nhÞp chÝnh:
B¶ng tÝnh to¸n x¸c ®Þnh thÓ tÝch c¸c khèi ®óc hÉng
DiÖn tÝch mÆt
STT Tªn ®èt Tªn mÆt c¾t ChiÒu dµi ®èt X (m) ThÓ tÝch V(m3)
c¾t
1 K0 S16 59.00 31.9528
2 K0 S15 1.5 57.50 31.9528 47.9292
3 K0 S14 5.5 52.00 14.7242 84.4267
4 K1 S13 4 48.00 13.8962 57.2408
5 K2 S12 4 44.00 13.1366 54.0656
6 K3 S11 4 40.00 12.4445 51.1622
7 K4 S10 4 36.00 11.8189 48.5268
8 K5 S9 4.5 31.50 11.1933 51.7774
9 K6 S8 4.5 27.00 10.6491 49.1454
10 K7 S7 4.5 22.50 10.1850 46.8768
- 11 K8 S6 4.5 18.00 9.7995 44.9651
12 K9 S5 4.5 13.50 9.4912 43.4041
13 K10 S4 4.5 9.00 9.2587 42.1872
14 K11 S3 4.5 4.50 9.1005 41.3082
15 K12 S2 4.5 0.00 9.0153 40.7606
16 1/2HL S1 1 -1.00 9.0153 9.0153
Tæng thÓ tÝch 712.7914
ThÓ tÝch khèi ®óc phÇn dÇm hép cã chiÒu cao thay ®æi:
Vh thay ®æi = 4 x 712.7914 = 2851,1656 m3
PhÇn dÇm hép ®óc trªn giµn gi¸o cã chiÒu cao kh«ng ®æi h = 3 m, chiÒu dµy b¶n ®¸y
còng kh«ng ®æi b»ng 40 cm, chiÒu dµy b¶n s-ên kh«ng ®æi ts = 40 cm. Nh- vËy tiÕt
diÖn kh«ng ®æi cã diÖn tÝch mÆt c¾t ngang A = 9.0153 m2.
ThÓ tÝch phÇn khèi ®óc phÇn dÇm hép ®óc trªn giµn gi¸o lµ:
Vh kh«ng ®æi = A x 19 x 2 = 9.0153 x 19 x 2 = 342.5814 m3
ThÓ tÝch bª t«ng phÇn v¸ch trªn trô lµ:
Av¸ch = 24,1623- 1.76= 22.4023 m2
Vv¸ch = 2xV1v¸ch = 4 x (3 x Av¸ch ) = 4 x (3 x 22.4023) = 268.8276 m3
ThÓ tÝch bª t«ng phÇn nhÞp liªn tôc lµ:
Vliªn tôc = Vh thay ®æi + Vh kh«ng ®æi + Vv¸ch = 3462.5746 m3
TÝnh to¸n khèi l-îng c«ng t¸c phÇn kÕt cÊu nhÞp dÉn:
ThÓ tÝch dÇm Super T cña cÇu dÉn: Vdc=n.V1dÇm=2x5x28.7=287 m3
ThÓ tÝch cña dÇm ngang: Vdn=0.25x1.42x2.35x4x6x2=40.04m3
ThÓ tÝch b¶n: Vb= 2x40x2.40= 192 m3
ThÓ tÝch cña tÊm ®óc s½n: VT= 2x40x0.128 = 10.2 m3
ThÓ tÝch bª t«ng phÇn nhÞp cÇu dÉn:
VnhÞp cÇu dÉn = VDc + VDn + VB + VT
= 287+ 40.04+ 192+ 10.2 = 529.24 m3
ThÓ tÝch bª t«ng kÕt cÊu nhÞp toµn cÇu
VkÕt cÊu nhÞp toµn cÇu = Vliªn tôc + VnhÞp cÇu dÉn = 3991.82 m3
- Khèi l-îng thÐp ®-îc tÝnh theo hµm l-îng cèt thÐp th-êng vµ cèt thÐp D¦L tham
kh¶o cña c¸c cÇu cïng kiÓu kÕt cÊu vµ cã chiÒu dµi nhÞp t-¬ng ®-¬ng ®-îc thiÕt kÕ
vµ thi c«ng trong thêi gian gÇn ®©y.
- Hµm l-îng cèt thÐp th-êng: 110 (kg/m3 bª t«ng)
- Hµm l-îng cèt thÐp D¦L dÇm hép: 40 (kg/m3 bª t«ng)
- Hµm l-îng cèt thÐp D¦L dÇm gi¶n ®¬n: 30 (kg/m3 bª t«ng)
1.4.2.2. TÝnh to¸n kÕt cÊu trô:
Ph-¬ng ¸n I cã 4 trô tõ P2 – P5:
Khèi l-îng trô cÇu
Trô ChiÒu cao (m) Xµ mò (m3) Th©n trô BÖ trô Tæng
P2 10.300 40.320 114.742 552.000 707.062
P3 17.500 0.000 409.472 768.000 1177.472
P4 18.100 0.000 423.511 768.000 1191.511
P5 8.200 40.320 91.348 552.000 683.668
Tæng 80.640 1039.073 2640.000 3759.713
Tæng khèi l-îng bª t«ng trô: V= 3759.713 m3
Hµm l-îng cèt thÐp s¬ bé: 80 (kg/m3)
TÝnh to¸n khèi l-îng c«ng t¸c lan can vµ líp phñ mÆt cÇu
- Lan can:
VLan can = 2 x ALan can x Llan can = 2 x 0.3 x 374.2 = 224.52 m3
- DiÖn tÝch líp phßng n-íc dµy 0.4 cm:
APhßng n-íc = 11 x 374.2 = 4116.2 m2
- ThÓ tÝch bª t«ng nhùa:
VBª t«ng nhùa = 0.075 x A = 0.075 x 11 x 374.2 = 308.715 ( m3 )
- CÊu t¹o trô cÇu P6
1600
240 240
1600 1600
1500
300
1600
15
D = 1.5m
2R
00
1600
1.4.2.3. TÝnh to¸n kÕt cÊu mè:
ThÓ tÝch cña mè = ThÓ tÝch cña th©n mè + thÓ tÝch cña c¸nh mè + thÓ tÝch bÖ mè.
Khèi l-îng mè cÇu
Mè BÖ mè T-êng c¸nh T-êng ®Ønh T-êng tr-íc Tæng
A1 97.500 25.510 20.735 111.240 254.985
A6 97.500 25.510 20.735 111.240 254.985
VËy :
Tæng khèi l-îng c«ng t¸c bª t«ng mè: Vmè = 509.97 m3
Khèi l-îng b¶n qu¸ ®é cho cÇu: V=11.2 m3
CÊu t¹o mè cÇu
- MÆt c¾t a - a
7800
6000 800 1000
250
3000
1000 2%
1850
B 750 B
B¶n qu¸ ®é
400
500
3265
1:1
01
10
2600
M§TN
2200 1800 1000
1500
5000
500 1000 2000 1000 500
MÆt c¾t B - b
8800
3800 1700 500 800 1000 1000
500
Cèt thÐp chê
6500
5500
10@500
A A
- Figure 1
nguon tai.lieu . vn
