thiết kế cầu qua sông với phương án ' dầm bê tông cốt thép', chương 2

Quy trình thiết kế - Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn AASHTO LRFD 1998 - Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054 - 98. - Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm 22 TCN 211- 95. - Quy trình khảo sát đường ô tô 22TCN-263-2000 1.1.2. Các nguyên tắc thiết kế: - Công trình thiết kế vĩnh cửu, hình thức cầu đẹp. - Đáp ứng được các yêu cầu về nhu cầu giao thông trong tương lai . - Thời gian thi công ngắn, thuận lợi, tính cơ giới cao. - Sử dụng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
thiết kế cầu qua sông với phương án '' dầm bê tông cốt thép'', chương 2 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 = (0.510.59)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 ...