Đồ Án Cầu đúc hẫng 3 nhịp liên tục 2x33+54+78+54+2x33 (kèm bản vẽ)

PA 1 : Cầu đúc hẫng 3 nhịp liên tục 2x33+54+78+54+2x33
PA 2 : Cầu vòm ống thép nhồi 3x33+99+3x33
Mặt cắt ngang 7.5+2x1.5+2x0.25 . Hộp đơn, vách đứng.
Khổ thông thuyền : 7x50 m
Tháng 06/2011
MỤC LỤC
PHẦN 1: TỔNG QUAN CHUNG .14
CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH, ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN .15
1.1. Địa hình 15
1.2. Địa chất .15
1.3. Khí hậu .16
1.4. Thủy văn .17

PHẦN 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ .18
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ HAI PHƯƠNG ÁN 19
2.1. Thiết kế sơ bộ phương án 1 cầu đúc liên tục đúc hẫng cân bằng .19
2.1.1. Yêu cầu thiết kế 19
2.1.2. Lựa chọn kết cấu nhịp .19
2.1.3. Đặc trưng vật liệu sử dụng .22
2.1.4. Tính toán kết cấu .22
2.1.4.1. Sơ đồ phân chia đốt dầm .22
2.1.4.2. Xác dịnh phương trình đường cong đáy dầm 23
2.1.4.3. Đặc trưng hình học mặt cắt .24
2.1.4.4. Sơ lược về phương pháp thi công đúc hẫng cân bằng .26
2.1.4.5. Giai đoạn 1 thi công đúc hẫng cân bằng .26
2.1.4.6. Giai đoạn 2 đã hợp long biên 32
2.1.4.7. Giai đoạn 3 dỡ tải thi công ra khỏi cầu .35
2.1.4.8. Giai đoạn 4 khai thác 37
2.1.4.9. Tổng hợp giá trị nội lực .39
2.1.5. Tính toán bố trí cáp dự ứng lực 42
2.1.6. Kiểm toán giai đoạn thi công .46
2.1.6.1. Đặc trưng hình học của mặt cắt tính đổi .46
2.1.6.2. Tính toán mất mát ứng suất 53
2.1.6.3. Kiểm toán theo trạng thái GHCĐ 1 61
2.1.6.3.1. Kiểm toán giới hạn chịu uốn 61
2.1.6.3.2. Kiểm toán hàm lượng cốt thép 63
2.1.6.4. Kiểm toán theo trạng thái GHSD .69
2.2. Thiết kế sơ bộ phương án 2 cầu vòm ống thép nhồi bê tông 73
2.2.1. Lựa chọn nhịp tính toán .73
2.2.2. Lựa chọn kích thước các cấu kiện 73
2.2.3. Phương trình đường tim vòm 77
2.2.4. Đặc trưng hình học mặt cắt các giai đoạn 79
2.2.5. Tổ hợp nội lực 83
2.2.5.1. Tổ hợp nội lực cho bản mặt cầu 83
2.2.5.2. Tổ hợp nội lực dầm dọc 97
2.2.5.3. Tổ hợp nội lực dầm ngang 100
2.2.5.4. Tính toán nội lực và kiểm toán vòm .103
2.2.5.4.1. Tổ hợp nội lực vòm 104
2.2.5.4.2. Kiểm toán vòm giai đoạn thi công .113
2.2.5.4.3. Kiểm toán cáp treo 114
2.2.5.4.4. Kiểm toán thanh giằng ngang 115
2.3. So sánh lựa chọn 1 trong hai phương án .116
2.3.1. So sánh về chỉ tiêu kỹ thuật .116
2.3.2. So sánh chỉ tiêu kinh tế 118
2.3.3. Lựa chọn phương án thiết kế kĩ thuật 119

PHẦN 3: THIẾT KẾ KĨ THUẬT .120
CHƯƠNG 3: LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH 121
3.1. Lan can 121
3.1.1. Thanh lan can 121
3.1.1.1. Tải trọng tác dụng .121
3.1.1.2. Nội lực lớn nhât 121
3.1.1.3. Kiểm toán thanh lan can .122
3.1.2. Trụ lan can .123
3.2. Lề bộ hành .128
3.2.1. Lựa chọn kích thước lề bộ hành .128
3.2.2. Tính nội lực lề bộ hành 128
3.2.3. Tính toán cốt thép lè bộ hành 129
3.2.4. Kiểm toán giới hạn sử dụng .131
3.2.5. Kiểm toán bó vỉa chịu tải trọng va xe .132
3.2.6. Kiểm tra trượt của lan can và bản mặt cầu 137
CHƯƠNG 4: BẢN MẶT CẦU 140
4.1. Sơ đồ tính 140
4.2. Tải trọng và nội lực .141
4.2.1. Tĩnh tải .141
4.2.2. Hoạt tải 143
4.2.3. Tổ hợp nội lực 145
4.2.3.1. Trạng thái giới hạn cường độ 145
4.2.3.2. Trạng thái giới hạn sử dụng 146
4.3. Tính toán cốt thép bản mặt cầu 146
4.3.1. Theo phương ngang cầu .146
4.3.2. Theo phương dọc cầu .148
4.4. Kiểm toán nứt bản mặt cầu .149
4.4.1. Cốt thép chịu mô men âm 149
4.4.2. Cốt thép chịu mô men dương .150
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KĨ THUẬT DẦM CHÍNH 152
5.1. Yêu cầu thiết kế .152
5.2. Lựa chọn kết cấu nhịp 152
5.2.1. Lựa chọn nhịp tính toán .152
5.2.2. Lựa chọn kích thước dầm hộp 153
5.2.3. Xác định yếu tố kĩ thuật trên trắc dọc .154
5.3. Đặc trưng vật liệu sử dụng 155
5.4. Tính toán kết cấu 155
5.4.1. Sơ đồ phân chia đốt dầm 155
5.4.2. Xác dịnh phương trình đường cong đáy dầm .156
5.4.3. Đặc trưng hình học mặt cắt 157
5.4.4. Sơ lược về phương pháp thi công đúc hẫng cân bằng 159
5.4.5. Giai đoạn 1 thi công đúc hẫng cân bằng 159
5.4.5.1. Tải trọng tác dụng .159
5.4.5.2. Sơ đồ tính toán 160
5.4.5.3. Xác định mô men tại các mặt cắt .161
5.4.5.4. Tổ hợp nội lực giai đoạn thi công đúc hẫng 164
5.4.6. Giai đoạn 2 đã hợp long biên .165
5.4.6.1. Tải trọng tác dụng .165
5.4.6.2. Sơ đồ tải trọng .166
5.4.6.3. Xác định nội lực 166
5.4.7. Giai đoạn 3 dỡ tải thi công ra khỏi cầu 168
5.4.7.1. Tải trọng tác dụng .168
5.4.7.2. Sơ đồ tải trọng .168
5.4.7.3. Xác định nội lực 168
5.4.8. Giai đoạn 4 khai thác .170
5.4.8.1. Tải trọng tác dụng .170
5.4.8.2. Sơ đồ tải trọng .170
5.4.8.3. Xác định nội lực 170
5.4.9. Tổng hợp giá trị nội lực .173
5.5. Tính toán bố trí cáp dự ứng lực .176
5.5.1. Vật liệu bê tông .176
5.5.2. Vật liệu thép 176
5.5.3. Xác định sơ bộ số bó cáp tại các mặt cắt .177
5.6. Kiểm toán giai đoạn thi công 180
5.6.1. Đặc trưng hình học của mặt cắt tính đổi 181
5.6.2. Tính toán mất mát ứng suất .189
5.6.2.1. Mất mát ứng suất do thiết bị neo 189
5.6.2.2. Mất mát ứng suất do ma sát 191
5.6.2.3. Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi .193
5.6.3. Kiểm toán theo trạng thái GHCĐ 1 .197
5.6.3.1. Kiểm toán giới hạn chịu uốn .197
5.6.3.2. Kiểm toán hàm lượng cốt thép .199
5.6.4. Kiểm toán theo trạng thái GHSD 206
5.7. Kiểm toán trong giai đoạn khai thác 210
5.7.1. Đặc trưng hình học của mặt cắt tính đổi 210
5.7.2. Tính mất mát ứng suất trong giai đoạn khai thác 212
5.7.2.1. Mất mát ứng suất do biến dạng neo .213
5.7.2.2. Mất mát ứng suất do ma sát 214
5.7.2.3. Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi .215
5.7.2.4. Mất mát ứng suất do co ngót .216
5.7.2.5. Mất mát ứng suất do từ biến .216
5.7.2.6. Mất mát ứng suất do tự chùng của cáp dụ ứng lực 217
5.7.2.6.1. Mất mát do dão cáp lúc truyền lực 217
5.7.2.6.2. Mất mát do dão cáp sau truyền lực 217
5.7.2.7. Tổng mất mát ứng suất .218
5.7.3. Kiểm toán theo trạng thái GHCĐ 1 .221
5.7.3.1. Kiểm toán cường độ chịu uốn .221
5.7.3.2. Kiểm tra hàm lượng cốt thép 222
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ TRỤ CẦU 227
6.1. Giới thiệu chung .227
6.1.1. Kích thước hình học trụ 227
6.1.2. Các thông số thủy văn .228
6.1.3. Vật liệu sử dụng .228
6.2. Các tải trọng tác dụng và nội lực 229
6.2.1. Tĩnh tải .229
6.2.1.1. Kết cấu phần trên .229
6.2.1.2. Kết cấu phần dưới .229
6.2.2. Tải trọng gió 230
6.2.2.1. Tải trọng gió tác dụng lên công trình 230
6.2.2.2. Tải trọng gió tác dụng lên hoạt tải 231
6.2.3. Tải trọng nước 232
6.2.3.1. Aùp lực nước tĩnh 232
6.2.3.2. Áp lực nước đẩy nổi 233
6.2.3.3. Áp lực nước dòng chảy .233
6.2.4. Lực va tàu vào trụ 234
6.2.5. Hoạt tải xe .234
6.2.6. Tải trọng người đi bộ .238
6.2.7. Lực hãm xe 238
6.3. Tổ hợp nội lực các trạng thái .239
6.3.1. Đối với mặt cắt đỉnh bệ .239
6.3.2. Đối với mặt cắt đáy bệ .241
6.4. Thiết kế cốt thép cho thân trụ .244
6.4.1. Thiết kế cốt thép theo trạng thái GHCĐ 1 244
6.4.1.1. Theo phương dọc cầu 244
6.4.1.2. Theo phương ngang cầu 247
6.4.2. Thiết kế cốt thép đai theo trạng thái GHĐB .248
6.5. Tính toán lựa chọn gối cầu .250
CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ MÓNG TRỤ 251
7.1. Địa chất khu vực .251
7.2. Lựa chọn thông số của cọc 252
7.3. Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu .252
7.4. Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền 253
7.4.1. Tính toán sức kháng đơn vị của thân cọc .253
7.4.2. Tính toán sức kháng đơn vị của mũi cọc 254
7.4.3. Tổng hợp sức kháng của cọc 255
7.4.4. Tính toán số lượng cọc .255
7.5. Xác định nội lực đầu cọc và chuyển vị đài cọc .256
7.5.1. Theo phương ngang cầu .260
7.5.2. Theo phương dọc cầu .263
7.6. Kiểm toán .266
7.6.1. Kiểm toán sức chịu tải của cọc 266
7.6.2. Kiểm toán chuyển vị đài cọc .266
7.6.3. Kiểm toán cường độ đất nền tại vị trí mũi cọc .267
7.6.3.1. Xác định móng khối qui ước .267
7.6.3.2. Xác định khả năng chịu tải của đất nền dưới mũi cọc 268
7.6.3.3. Xác định ứng suất đươi đáy móng khối qui ước 269
7.6.3.4. Kiểm toán ứng suất ở đáy móng khối qui ước 270
7.6.3.5. Kiểm toán độ lún 270
7.7. Thiết kế cốt thép cho đài cọc 272
7.7.1. Theo phương dọc cầu .273
7.7.2. Theo phương ngang cầu .276
7.8. Kiểm tra chọc thủng đài cọc .279
CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ MỐ CẦU 280
8.1. Xác định tải trọng tác dụng lên kết cấu 280
8.1.1. Tĩnh tải .280
8.1.1.1. Tĩnh tải do kết cấu phần trên 280
8.1.1.2. Tĩnh tải do kết cấu phần dưới .283
8.1.1.3. Quy tải trọng về dọc tim mố .284
8.1.2. Hoạt tải 286
8.1.2.1. Xếp tải theo phương dọc cầu 286
8.1.2.2. Xếp tải theo phương ngang cầu 288
8.1.2.3. Lực hãm xe .292
8.1.2.4. Lực ma sát .293
8.1.2.5. Lực ly tâm .293
8.1.2.6. Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu 293
8.1.2.7. Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ .294
8.1.2.8. Tải trọng đất đắp sau mố 294
8.1.2.9. Áp lực đất 295
8.1.2.10. Tổ hợp nội lực .296
8.2. Thiết kế cốt thép cho các mặt cắt .299
8.2.1. Tính cốt thếp cho mặt cắt đỉnh bệ B-B 299
8.2.1.1. Theo phương dọc cầu 300
8.2.1.2. Theo phương ngang cầu 301
8.2.1.3. Thiết kế cốt đai cho thân mố 302
8.2.1.4. Kiểm toán nứt cho thân mố theo trạng thái GHSD .304
8.2.2. Kiểm toán tường đỉnh mố C-C .305
8.2.2.1. Thiết kế cốt thép ở trạng thái GHCĐ 1 306
8.2.2.2. Thiết kế cốt đai .306
8.2.2.3. Kiểm toán nứt .308
8.3. Tính toán thiết kế tường cánh .309
8.3.1. Mặt cắt G1 .310
8.3.2. Mặt cắt G2 .314
8.3.3. Mặt cắt H .319
CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ MÓNG MỐ 324
9.1. Địa chất khu vực .324
9.2. Lựa chọn thông số của cọc 325
9.3. Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu .325
9.4. Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền 326
9.4.1. Tính toán sức kháng đơn vị của thân cọc .326
9.4.2. Tính toán sức kháng đơn vị của mũi cọc 328
9.4.3. Tổng hợp sức kháng của cọc 329
9.4.4. Tính toán số lượng cọc .329
9.5. Xác định nội lực đầu cọc và chuyển vị đài cọc .330
9.5.1. Theo phương dọc cầu .332
9.5.2. Theo phương ngang cầu .335
9.6. Kiểm toán .337
9.6.1. Kiểm toán sức chịu tải của cọc 337
9.6.2. Kiểm toán chuyển vị đài cọc .338
9.6.3. Kiểm toán cường độ đất nền tại vị trí mũi cọc .338
9.6.3.1. Xác định móng khối qui ước .338
9.6.3.2. Xác định khả năng chịu tải của đất nền dưới mũi cọc 339
9.6.3.3. Xác định ứng suất đươi đáy móng khối qui ước 340
9.6.3.4. Kiểm toán ứng suất ở đáy móng khối qui ước 341
9.6.3.5. Kiểm toán độ lún 341
9.7. Thiết kế cốt thép cho đài cọc 343
9.7.1. Theo phương dọc cầu .343
9.7.2. Theo phương ngang cầu .347
CHƯƠNG 10: TỔ CHỨC THI CÔNG CẦU 352
10.1. Tổ chức thi công tông thể .352
10.1.1. Thi công mố .352
10.1.2. Thi công trụ 352
10.1.3. Thi công kết cấu nhịp 352
10.2. Trình tự thi công chi tiết .353
10.2.1. Thi công mố M1 .353
10.2.2. Thi công trụ T3 353
10.2.3. Thi công nhịp liên tục 354
10.2.3.1. Thi công khối đỉnh trụ K0 .354
10.2.3.2. Đúc hẫng cân bằng các khôi qua đỉnh trụ .355
10.2.3.3. Thi công đoạn đúc trên đà giáo và hợp long biên 356
10.2.3.4. Hợp long giữa .356
10.3. Tính toán thi công mở rộng trụ .358
10.3.1. Tải trọng tác dụng 358
10.3.2. Tính toán nội lực 359
10.3.3. Kiểm toán 360
10.4. Tính toán neo vào trụ 363

CHƯƠNG 11: PHỤ LỤC TÍNH TOÁN 366
MÔ HÌNH HÓA KẾT CẤU BẰNG PHẦN MỀM MIDAS CIVIL 7.0 366
TÀI LIÊU THAM KHẢO .391