CHƯƠNG 1: Thiết kế sơ bộ phương án 1 - Cầu bê tông cốt thép dự ứng lực, tiết diện dầm I căng sau: 1.1 Chọn sơ bộ kết cấu nhịp: Thiết diện dầm chủ: I – Căng sau Chiều dài nhịp tính toán: Ltt = 24.4 (m) Khoảng cách đầu dầm đến tim gối: a = 0,3 (m) Chiều dài toàn nhịp: L = 25 (m) Bề rộng dường xe chạy: B = 7.5 (m) Bề rộng lề bộ hành: K = 2x1 (m) Bề rộng lan can: Blc = 2x0.3 (m) Bề rộng toàn cầu: Btc = 10100 (m) Số lượng dầm chính: ndc = 5 Số lượng dầm ngang: ndn = 5 Hoạt tải xe: HL93 Hoạt tải người đi bộ: 3.10-3 (Mpa) Bê tông: Cấp bê tông dầm ngang và bản mặt cầu: 30 (Mpa) Cấp bê tông dầm chính 70 (Mpa) Thanh và trụ lan can làm bằng thép M270 cấp 250. Gối cầu sử dụng gối cao su bản thép Bản mặt cầu dày 200 mm. Lớp phòng nước dày chống thấm radcon7 Lớp phủ mặt cầu bằng bê tông asphalt dày 70 mm. SVTH: Hoàng Văn Tài MSSV:1651090241 Trang: 23 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá Hoàng Hình 1.1: Mặt cắt ngang phương án 1 SVTH: Hoàng Văn Tài MSSV:1651090241 Trang: 24 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá Hoàng Hình 1.2: Mặt cắt ngang dầm chủ Chiều dày sườn dầm: bw = 300mm Chiều rộng bầu dầm dưới: b1= 750mm Chiều rộng bầu dầm trên: bf = 650mm Chiều cao bầu dầm dưới : h1 = 250mm Chiều cao bầu dầm trên: hf = 200mm Chiều cao vuốt dưới: h3 = 200mm Chiều cao vuốt trên: h4 = 150 Đặc trưng vật liệu: Lan can và bản bê tông: Cường độ bê tông: 𝑓𝑐′ = 30 𝑀𝑃𝑎 𝑁 Trọng lượng riêng: 𝑤𝑐 = 2.
10−5 ( ) 𝑚𝑚3 Thép tường cho lan can: 𝑓𝑦 = 300 𝑀𝑃𝑎 Thép thanh và cột: M270 cấp 250 Cường độ: 𝑓𝑦 = 250 𝑀𝑃𝑎 𝑁 Trọng lượng riêng: 𝛾𝑠 = 7,85. 10−5 ( ) 𝑚𝑚3 Mođun đàn hồi của thép: 𝐸𝑠 = 2. 10−5 𝑀𝑃𝑎 SVTH: Hoàng Văn Tài MSSV:1651090241 Trang: 25 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá Hoàng Lan can, lề bộ hành Chọn Thanh thép ống Chọn thanh lan can thép ống: + Đường kính ngoài: 80 mm + Đường kính trong: 70 mm. Chọn thanh liên kết thép ống: + Đường kính ngoài: 90 mm + Đường kính trong: 80 mm.
Thanh lan can làm việc theo sơ đồ dầm liên tục, để đơn giản trong quá trình tính toán, ta tính theo sơ đồ dầm giản đơn sử dụng hệ số 0,5 và 0,7 để điểu chỉnh biểu đồ momen để xét tính liên tục của kết cấu.3: chi tiết trụ lan can SVTH: Hoàng Văn Tài MSSV:1651090241 Trang: 26 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá Hoàng Lề Bộ Hành Hình 1.4 Kích thước tiết diện lan can và lề bộ hành Khoảng cách giữa 2 cột lan can: 1900 mm. Kích thước tường lan can: 650300 mm Kích thước bó vỉa: 300250 mm Bề dày lề bộ hành: 100mm Khối lượng riêng thép lan can: s 7,85 105 N / mm3 Tỷ trọng bê tông cốt thép: c 2,5 105 N / mm3 Thép thanh và cột lan can loại M270 cấp 250 có fy = 250 MPa. Thép cho tường lan can, lề bộ hành và bó vỉa loại CB300V: fy= 300 MPa. Cấp bê tông: f c' 30 MPa.
Ec 0,0017 K1 wc2 f c' 0,33 0,0017×1× 2320 300,33 28111Mpa Dầm ngang TLBT dầm ngang Diện tích mỗi dầm ngang: SVTH: Hoàng Văn Tài MSSV:1651090241 Trang: 27 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá Hoàng S = 200×1,000 = 200,000 mm2 Chiều dài mỗi dầm ngang (tính cho 2 bên) là Lngang = 1,500 mm Số dầm ngang theo phương dọc cầu là 6: DC''2 6×0.5N/mm Mố ,trụ cầu: Mố cầu là mố chữ U bằng bê tông cốt thép. Bao gồm các bộ phận: +Bệ mố; +Tường thân mố; +Tường đỉnh mố; +Vai kê bản bản quá độ; +Tường cánh mố; Móng mố là cọc khoan nhồi, đường kính cọc khoan nhồi là 1200 mm, có 6 cọc, chiềudài mỗi cọc dự kiến là 45 m Hình 1.5 Kích thước sơ bộ mố SVTH: Hoàng Văn Tài MSSV:1651090241 Trang: 28 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá Hoàng Trụ T1 sử dụng thân trụ oval đặc; Bao gồm các bộ phận: Bệ trụ,Trụ cầu,Xà mũ Kích thước được thể hiện trong hình bên Số lượng cọc dưới bệ là 8 cọc khoan nhồi D1200, dài 45m.6: Kích thước sơ bộ trụ Cáp dự ứng lực: Theo catalogue của hãng VSL ứng với loại cáp 15,2mm có độ chùng nhão thấp: -Đường kính danh định 1 tao cáp: D = 15,2mm -Diện tích danh định 1 tao cáp: Ap = 140mm2 - Cường độ kéo đứt 1 tao cáp: f pu 1860MPa -Cường độ chảy dẻo của tao cáp: f py 0,9 1860 1674MPa SVTH: Hoàng Văn Tài MSSV:1651090241 Trang: 29 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá Hoàng -Ứng suất của tao cáp khi kích: f pj 0,75 1860 1395MPa -Modun đàn hồi của tao cáp: E ps 197000MPa Giải pháp thiết kế: Hình mặt cắt ngang và mặt cắt dọc sơ bộ kết cấu phương án 1. Mặt cắt ngang cầu phương án 1 Phương án thi công chủ đạo: Tổ chức thi công: Đảm bảo giao thông Biện pháp an toàn giao thông đường thủy Biện pháp an toàn giao thông đường bộ Yêu cầu vật liệu chủ yếu và tổ chức vận chuyển Đối với bê tông nhựa: Theo qui trình thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa 22 TCN-249-98, dùng bê tông nhựa nóng hạt trung đối với lớp dưới dày 7cm và bê tông nhựa nóng chặt, hạt nhỏ đối với lớp trên dày 5cm, nhựa đường dùng loạicó trị số độ kim lún 60/70. Đối với với cấp phối đá dăm: Dùng cấp phối đá dăm loại 1, theo quy trình thi công và nghiệm thu lớp cấp phối đá dăm trong kết cấu áo đường ô tô 22 TCN-252-98.
Đối với nhựa dính bám: Dùng nhựa pha dầu. Cát đắp: dùng cát mịn trở lên. Vải địa kỹ thuật: Dùng loại vải địa kỹ thuật theo quy trình khảo sát thiết kế nềnđường ô tô đắp trên đất yếu 22 TCN 262-2000. Đá dăm đổ bê tông: dùng đá có đường kính Dmax = 2.5cm phù hợp với TCVN 1771-86 và TCVN 4453-1995.
Cát dùng cho bê tông: dùng cát sông phù hợp với TCVN 770-86 và TCVN 4453-1995. Xi măng: dùng xi măng portland PC40 – PC50 cho kết cấu dầm chủ, PC-30 cho kếtcấu mố trụ và các phần còn lại của kết cấu nhịp, phù hợp với TCVN 2682 - 1992. Mặt bằng thi công Trước khi thi công cần tiến hành giải phóng mặt bằng, giải tỏa nhà cửa, các công trình kiến trúc và cơ sở hạ tầng kỹ thuật khác như điện lực, thông tin liên lạc. Đâylà 1 bước SVTH: Hoàng Văn Tài MSSV:1651090241 Trang: 30 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá Hoàng quan trọng và rất phức tạp cần thực hiện trước tiên và nên kết thúc trước khi thi công công trình.
Công tác chuẩn bị Thu dọn mặt bằng sau giải tỏa, tháo dỡ các công trình cũ để lại, chặt cây, đào gốc. Khôi phục cọc, chuẩn bị đường công vụ, xây dựng nhà xưởng, bố trí các bãi tậpkết vật liệu, mặt bằng công trường, cung cấp điện, nước. Công nghệ thi công cọc khoan nhồi: Trình tự thi công cọc khoan nhồi được thực hiện theo 6 bước sau: Bước 1: Tiến hành hạ ống vách thép bằng búa rung và khoan lấy đất bên trong đếncao độ thiết kế. Giữ ổn định thành vách đất trong qúa trình khoan tạo lỗ bằng vữa Bentonite, riêng đối với thi công cọc trụ giữa sông việc sử dụng Bentonite hay không tùy thuộc vào thiết bị khoan do chỉ thuần túy khoan vào đá.
SVTH: Hoàng Văn Tài MSSV:1651090241 Trang: 31 Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá Hoàng Bước 2: Xử lý cặn lắng dưới đáy lỗ khoan bằng thổi rửa kết hợp xói hút: Toàn bộ đất bùn lẫn bentonite. Bước 3: Hạ khung cốt thép cọc vào trong lòng lỗ khoan. Bước 4: Kiểm tra lại cao độ đáy lỗ khoan, mức độ sạch bùn, tạp chất ở đáy lỗ khoan15 phút trước khi đổ bê tông. Bước 5: Đổ bê tông lấp lòng lỗ khoan theo phương pháp vữa dâng rút ống thẳng đứng: Bê tông dùng loại thương phẩm chở bằng xe chuyên dụng từ trạm trộn tới hiện trường.
Bước 6 : Kiểm tra chất lượng cọc sau khi thi công và hoàn thiện cọc. Thi công trụ, mố: Thi công mố: Sau khi thi công hết các cọc trong móng (6 cọc) trong móng. Tiến hành đào hố móng, đổ lớp đá hộc, rải lớp đá dăm cát đệm dày 10cm. Đập đầucọc, vệ sinh móng.
Đổ lớp bêtông tạo phẳng dày 10cm. Đổ bê tông lót đáy móng. Lắp dựng đà giáo cốp pha, cốt thép bệ móng. Tiến hành đổ bêtông (bêtông được vận chuyển từ trạm trộn đến vị trí thi công bằngxe Mix và dùng máy bơm bơm vào vị trí mố) kết hợp với việc đầm.
Khi bêtông đạt cường độ. Lắp dựng cốp pha, cốt thép tiến hành đổ bêtông tườngthân, tường đỉnh, tường cánh mố. Đổ bê tông thân mố. Đổ bê tông tường đỉnh.
Hoàn thiện mố. Thi công trụ: Công tác thi công móng, bệ trụ: Sau khi thi công hết các cọc trong móng tiến hành rung hạ cọc ván thép. Lắp đặt hệ thanh giằng D32. Đổ lớp cát đệm đến cao độ.
Đổ bêtông bịt đáy dày 1. Bêtông đạt cường độ, hút nước hố móng. Lắp đặt tầng khung chống. Trắc đạc để lấy cao độ đập đầu cọc.
Đặp đầu cọc, đến gần vị trí thiết kế thì tỉa, vệsinh hố móng. Lắp dựng đà giáo, cốp pha, bệ móng. SVTH: Hoàng Văn Tài MSSV:1651090241 Trang: 32 Đề cương ĐATN GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá Hoàng Tiến hành đổ bêtông (bêtông được vận chuyển từ trạm trộn đến vị trí thi công bằngxe Mix và dùng máy bơm bơm vào vị trí) kết hợp với việc đầm. Sau khi đổ bêtôngxong, tiến hành làm mặt, tạo nhám tại khớp chân trụ để chờ đổ bêtông thân trụ.
Cắm sắt chờ để chống cốp pha thân. Tiến hành bảo dưỡng bằng cách phủ các lớp vải bố có tưới ẩm. Theo qui định thì khoảng 3 ngày có thể tháo cốp pha. Chú ý luôn đảm bảo có tấm che trong lúc đổ bêtông (phòng khi trời mưa).
Công tác thi công thân trụ: sinh cốp pha thân, tra dầu chống dính. Tiến hành cắt, uốn, bo cốt thép, làm lồng thép định hình ở mặt đất, làm các thanh giằng để lồng thép ổn định. Dùng xe cẩu cẩu lồng thép vào vị trí chân bệ, tiến hành nối buộc. Dùng cẩu lắp đặt cốp pha thân, lắp xong cốp pha nào thì tháo thanh giằng ở đó.