Cầu treo dây văng

Chương phương án sơ bộ III Cầu treo dây văng 3.1 – Tổng quan về cầu dây văng - Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hoá của nước ta hiện nay, xây dựng hạ tầng cơ sở là vấn đề vô cùng quan trọng. Trong đó việc xây dựng mới, cải tạo và nâng cấp hệ thống giao thông là tất yếu. - Một trong những yêu cầu đặt ra hiện nay đối với các cầu được xây dựng trên khắp cả nước hiện tại cũng như tương lai là: vừa đáp ứng được yêu cầu giao thông hiện đại, giá thành kinh tế đồng thời đẹp về mặt kiến trúc, mỹ quan để có thể trở thành biểu tượng của Việt Nam hiện đại trong tương lai. - Trước đây khi xây dựng cầu vượt qua sông thường sử dụng cầu BTCT, BTCTƯST, Cầu thép... ở dạng cầu dầm đơn giản hoặc liên tục kê trên các gối cứng là mố và trụ, những loại cầu này chỉ kinh tế khi vượt nhịp vừa, nhịp nhỏ. - Như vậy cần phải sử dụng loại cầu nào đó vừa đảm bảo vượt được nhịp lớn, công nghệ thi công đơn giản, giá thành hạ đồng thời đẹp về mỹ quan. - Qua nghiên cứu tìm hiểu một số nước đã và đang phát triển trên thế giới hiện nay, thấy rằng trong khoảng 50 á 150m thì các cầu bê tông cốt thép ứng suất trước xây dựng theo công nghệ lắp hẫng tỏ ra có hiệu quả cao trên quan điểm kỹ thuật. Nhịp lớn nhất xây dựng theo công nghệ này đã đạt tới 240m (cầu Hamana ở Nhật Bản). Tuy nhiên giới hạn về nhịp kinh tế của loại cầu này cũng chỉ khoảng 200m. - Cầu dây văng là kết cấu không biến dạng hình học do đó đảm bảo được độ cứng lớn.Hệ làm việc như một dầm cứng kê trên các gối đàn hồi là các dây văng.Việc tăng số lượng gối đàn hồi không làm tăng khối lượng của dây và lực nén trong dầm chủ nhưng lại giảm được đáng kể mômen uốn trong trong dầm cứng , đặc biệt dưới tác dụng của tĩnh tải thì mômen uốn trong dầm cứng gần như được triệt tiêu. Do đó CDV có thể vượt được nhịp rất lớn mà lượng vật liệu tăng không đáng kể. - Hơn nữa, trong lịch sử phát triển của nghành cầu đường thì chưa có một loại cầu nào có sức hấp dẫn, tập trung trí tuệ gây được niềm say mê và cảm xúc sáng tạo cho các nhà khoa học, các nhà kiến trúc và đông đảo nhân dân như cầu treo đây văng. Trong vòng hơn 40 năm, kể từ ngày xây dựng chiếc cầu đầu tiên Stromsund tại Thụy Điển năm 1955 cho đến nay, cầu treo dây văng đã được xây dựng ở hầu hết các nước trên thế giới, từ các công trình có chiều dài vài chục đến hàng nghìn mét, đảm bảo giao thông an toàn cho ôtô và xe lửa. Nhiều cây cầu với kết cấu và kiến trúc độc đáo đã trở thành biểu tượng kiến trúc, di sản văn hóa của thời đại. - Đặc điểm cở bản có sức hấp dẫn của cầu dây văng là tính đa dạng. Tính đa dạng của cầu dây văng thể hiện ở số lượng và chiều dài nhịp, số mặt phẳng và các sơ đồ phân bố dây... Hình thái và tầm cao của tháp cầu cũng như tính độc đáo của các loại tiết diện ngang tạo cho công trình có đủ tầm cao, tầm xa để thể hiện hoài bão và trí tưởng tượng của con người. - Cầu dây văng với ưu thế về khả năng chịu lực, hợp lý về công nghệ thi công, tính đa dạng về sơ đồ kết cấu đang trở thành các công trình trọng điểm của nhiều nước và cũng đang trở thành công trình đặc trưng của thế kỷ 20 và tương lai. - ở nước ta , CDV đầu tiên được xây dưng vào năm 1976 tại Đak’rông (Quảng Trị) nhưng đến tháng 2 năm 1999 cầu bị sập do gỉ và đứt neo, sau đó đến năm 2000 cầu được sủa lại với dầm băng BTCT.Tiếp theo đó là việc xây dựng cầu Mỹ Thuận (Tiền Giang – Vĩnh Long) bắc qua sông Tiền từ năm 1998 – 2001 , cầu sông Hàn (Đà Nẵng) , hiện nay vẫn đang tiếp tục xây dựng và hoàn thiện các cây cầu dây văng lớn và hiện đại như : cầu Cần Thơ bắc qua sông Hậu (Cần Thơ ), cầu Kiền bắc qua sông Cấm (Hải Phòng ) , cầu Bãi Cháy (Quảng Ninh), cầu Bính (Hải Phòng) ... và hàng loạt các CDV cho nông thôn , miền núi và đồng bằng sông Cửu Long. 3.2– Giới thiệu chung về phương án 3.2.1 – Tiêu chuẩn thiết kế - Quy trình thiết kế : 22TCN.272 – 05 Bộ Giao thông vân tải - Tải trọng thiết kế : HL93 , đoàn Người bộ hành 3kN/m2 3.2.2 – sơ đồ kết cấu 3.2.2.1 – Kết cấu phần trên - Sơ đồ bố trí chung toàn cầu 40+82+170+82+40 - Kết cấu cầu đối xứng gồm 1 nhịp dẫn 40 m và hệ cầu dây văng ba nhịp . - Chiều cao cột tháp dự tính : 60.5 m tính từ đáy bệ tháp - Mặt cắt ngang dầm có chiều cao không đổi dạng TT . - Chiều dài một khoang sơ bộ chọn 8 m . - Số lượng dây cho một cột tháp 20 dây - Các dầm ngang được bố trí trên suốt chiều dài dầm dọc với khoảng cách 4m một dầm ngang . - Vật liệu chế tạo kết cấu nhịp : + Bê tông có f’c= 40Mpa + Cốt thép cường độ cao dùng các loại tao đơn 7 sợi . + Thép cấu tạo dùng thép CT3 3.2.2.2 – Kết cấu phần dưới a. - Cấu tạo tháp cầu : - Tháp cầu dùng loại thân hộp đặc đổ BT tại chỗ . Bê tông chế tạo có f’c= 30Mpa - Phương án móng : Móng cọc đài cao ,cọc khoan nhồi đường kính f2.0m. b. - Cấu tạo trụ cầu : - Trụ cầu dùng loại trụ thân hẹp , đổ bê tông tại chỗ có f’c =30Mpa - Trụ cầu P1,P4 : được xây dựng trên móng cọc khoan nhồi d = 2.0 m - Phương án móng : Móng cọc đài cao . c. - Cấu tạo mố cầu - Mố cầu dùng loại mố U BTCT , đổ tại chỗ mác bê tông chế tạo có f’c =30Mpa. - Mố cầu được đặt trên móng cọc khoan nhồi f1.5m. 3.3 – Tính toán kết cấu nhịp cầu dây văng 3.3.1 – Chọn sơ đồ nhịp cầu Với cầu dây văng có thể có các sơ đồ một, hai, ba và nhiều nhịp, trong đó hệ ba nhịp là hệ đặc trưng của cầu dây văng, nó có ưu điểm về kết cấu, khả năng chịu lực cũng như công nghệ thi công . Nghiên cứu các đặc điểm địa chất - địa hình - thủy văn và kiến trúc cảnh quan xung quanh, điều kiện kinh tế - xã hội - chính trị của các vùng mà tuyến đi qua. Ta quyết định chọn phương án cầu dây văng ba nhịp có hai mặt phẳng giàn dây đối xứng qua tháp cầu. Sơ đồ phân nhịp 82 + 170 + 82 m. Từ những phân tích đã nêu ở trên ,áp dụng cụ thể cho phương án cầu ở đây ,chọn : - Chiều dài khoang dầm d=8 m. - Chiều dài khoang dầm giữa nhịp chính dg= 6 m - Chiều dài khoang dầm cạnh tháp dt= 1.1d = 10m 3.3.2 – hình dạng và chiều cao dầm cứng Mỗi một loại tiết diện dầm đa năng hoặc đơn năng đều có ưu điểm và nhược điểm khác nhau. Xong theo xu hướng thi công hiện nay thì việc sử dụng loại tiết diện nào ngoài việc đảm bảo được điều kiện chịu lực đồng thời đảm bảo công nghệ thi công đơn giản nhất phù hợp với trình độ thi công và đã được sử dụng trong nước. Theo thống kê các cầu dây văng trên thế giới và trong nước đã và đang xây dựng, tỉ số chiều cao dầm chủ = á . Vậy sơ bộ ban đầu chọn dầm chủ có mặt cắt ngang gồm hai chữ T có kích thứơc như hình vẽ . 3.3.3 – Lựa chọn các thiết bị phụ cho cầu dây văng Hiện nay, các tao cáp đơn được sử dụng rộng rãi cho kết cấu BTCT Ư.S.T và cầu dây văng vì các tao đơn dễ vận chuyển, dễ lắp đặt và thích hợp với hệ neo thông dụng nhất hiện nay là neo kẹp. Sử dụng loại tao đơn gồm 7 sợi thép f5 đường kính ngoài 15.2 mm. Đồng thời sử dụng dây văng được tổ hợp từ các tao thép giảm được độ giãn của dây ( do độ võng của trọng lượng bản thân gây ra khi chịu tác dụng của hoạt tải ). Các tao thép được căng kéo riêng biệt và được ghép thành bó lớn trong các khối neo ở ngay hiện trường. Công tác lắp đặt dây văng rất đơn giản vì dây được lắp từng tao nhỏ lên không cần giàn dáo. Hệ neo dùng với loại dây văng này là neo kẹp 3 mảnh giống hệ neo dùng trong cầu BTCT - ƯST. Khối neo là khối thép hình trụ có khoan các lỗ hình côn để luồn các tao thép và các tao thép này được kẹp chặt bằng nêm 3 mảnh hình côn có ren răng. Bên ngoài khối neo được ren răng và dùng một êcu đủ lớn để xiết neo theo nguyên tắc vặn bu - lông. Phương án dùng dây văng tổ hợp từ các tao thép 7 sợi và hệ neo kẹp là phương án tối ưu nhất vì so với các dây văng sử dụng cáp xoắn ốc hay cáp kín thường phải dùng neo đúc, loại neo này cần được đổ ở nhiệt độ 4500á 5000 là yêu cầu khó đảm bảo ở ngay tại công trường. Đồng thời việc vận chuyển lắp đặt các bó cáp lớn và dài sẽ gặp khó khăn hơn và việc điều chỉnh nội lực dây văng bằng cách thay đổi chiều dài dây cũng rất hạn chế. 3.3.4 – Hình dạng và tiết diện của tháp cầu - Chiều cao tháp cầu được chọn sao cho đảm bảo các yêu cầu sau : +) Đảm bảo liên kết giữa dây văng và tháp +) Đảm bảo cho goc nghiêng của dây văng hơp lý trong quá trình chịu lực Góc nghiêng của dây văng giữa a = 20 25 o - Từ các phân tích trên ta chọn tháp cầu có các thông số như sau +) Chiều cao toàn bộ của tháp h th = 60.5 m +) Chiều cao từ bệ tháp đến đáy dầm : hct= 18.0m +) Chiều cao từ đáy dầm đến dây văng thấp nhất : htt = 25 m +) Chiều cao bố trí dây văng : hdv =13.5 m +) Khoảng cách từ điểm neo dây trên cùng đến đỉnh tháp : hdt = 4.0 m 1 - Bảng tính toán góc nghiêng dây văng nhịp biên : Dây văng nhịp biên Dây văng nhịp giữa Dây x h ai (độ) Ldây(m) Dây x h ai (độ) Ldây(m) S1 10 25 67.20 23.55 S1’ 10 25 67.20 23.55 S2 18 26.5 54.81 29.06 S2’ 18 26.5 54.81 29.06 S3 26 28 46.12 35.6 S3’ 26 28 46.12 35.6 S4 34 29.5 39.95 42.69 S4’ 34 29.5 39.95 42.69 S5 42 31 35.43 50.1 S5’ 42 31 35.43 50.1 S6 50 32.5 32.02 57.71 S6’ 50 32.5 32.02 57.71 S7 58 34 29.38 65.45 S7’ 58 34 29.38 65.45 S8 66 35.5 27.27 73.27 S8’ 66 35.5 27.27 73.27 S9 74 37 25.56 81.16 S9’ 74 37 25.56 81.16 S10 82 38.5 24.15 89.07 S10’ 82 38.5 24.15 89.07 3.3.5 – Tính toán nội lực 3.3.5.1 – Tính tĩnh tải a- Tính tĩnh tải giai đoạn I - Tĩnh tải giai đoạn I gồm có các bộ phân sau : +) Trọng lượng bản thân dầm chủ : DCdc +) Trọng lượng dầm ngang : DCdn +) Trọng lượng tai đeo dây văng : DCtd DCITC = DCdc+ DCdn+ DCtd - Tính trọng lượng dầm chủ: DCdc Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Chiều cao dầm T H 200 cm Bề rộng mặt cầu Bcau 1500 cm Chiều rộng bản cánh dầm chủ bc 400 cm Bề rộng sườn dầm bs 135 cm Chiều dày bản cánh (bản mặt cầu) hc 25 cm Chiều dày bản cánh tính đổi hc' 26.88 cm Diện tích mặt cắt thực của dầm chủ A 43528.1 cm2 Trọng lượng dầm chủ dải đều DCdc 108.82 kN/m - Tính trọng lượng dầm ngang và tai đeo dây văng: DCdc, DCtd Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Chiều cao dầm ngang hdn 175 cm Chiều dày dầm ngang ddn 30 cm Chiều dài dầm ngang Ldn 285 cm Trọng lượng 1 dầm ngang Pdn 37.4 kN Số dầm ngang trên toàn cầu ndn 84 dầm Khoảng cách giữa các dầm ngang adn 400 cm Chiều cao tai đeo htd 80 cm Chiều dày tai đeo dtd 80 cm Chiều dài tai đeo Ltd 100 cm Khoảng cách giữa các tai đeo atd 800 cm Trọng lượng 1 tai đeo Ptd 16 kN Số tai đeo trên toàn cầu ntd 40 chiếc Trọng lượng dầm ngang dải đều DCdn 9.41 kN/m Trọng lượng dầm tai đeo dải đều DCtd 2.0 kN/m - Tĩnh tải dải đều tiêu chuẩn giai đoạn I DCITC = DCdc+ DCdn+ DCtd = 108.82+9.41+2.0 = 120.23kN/m - Tĩnh tải giai đoạn I tính toán : DCITT = g.DCITC = 1.25 x 120.23 = 150.29 kN/m b - Tính tĩnh tải giai đoạn II - Tĩnh tải giai đoạn II gồm có các bộ phận sau : +) Trọng lượng gờ chắn bánh +) Trọng lượng phần chân lan can +) Trọng lượng lan can tay vịn +) Trọng lượng lớp phủ mặt cầu +) Trọng lượng phần lề Người đi bộ DWIITC = DWgc+ DWclc+ DWlc+tv+ DWng - Tính trọng lượng lớp phủ mặt cầu Tên gọi các đại lượng Chiều dày h (cm) DWtc Đơn vị Lớp bê tông Atphan 5 1.15 kN/m2 Lớp bê tông bảo vệ 3 0.69 kN/m2 Lớp chống thấm 3 0.69 kN/m2 Lớp bê tông mui luyện dày 1.03 0.24 kN/m2 Chiều dày lớp phủ mặt cầu hmc 12.03 cm Trọng lượng lớp phủ mặt cầu DWmcTC 2.77 kN/m2 Trọng lượng dải đều lớp phủ mặt cầu tính cho 1 làn : DWmctc= 2.77x4.00 = 11.08 (kN/m) - Tính trọng lượng của lan can + tay vịn +gờ chắn bánh + lề Người đi bộ Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị 1- Tính trọng lượng chân lan can Chiều rộng chân lan can ngoài Blcn 50 cm Chiều cao chân lan can ngoài Hlcn 30 cm Chiều rộng chân lan can trong Blct 25 cm Chiều cao chân lan can trong Hlct 20 cm Trọng lượng dải đều phần chân lan can DWlc 5 kN/m 2- Tính trọng lượng cột lan can và tay vịn Trọng lượng 1 cột lan can Pclc 0.276 kN Khoảng cách bố trí cột lan can Aclc 2 m Trọng lượng dải đều của cột lan can Pclc 0.138 kN/m Trọng lượng dải đều phần tay vịn Ptv 0.7 kN/m Trọng lượng dải đều lan can và tay vịn Plv 0.838 kN/m 3- Tính trọng lượng gờ chắn bánh Chiều rộng chân gờ Bg 25 cm Chiều rộng đỉnh gờ Hg 20 cm Trọng lượng dải đều của gờ chắn bánh DWg 1.25 kN/m 4 - Tính trọng lượng lề ngời đi bộ Bề rộng lề người đi bộ Ble 200 cm Chiều dày trung bình lề người đi bộ Hle 10 cm Trọng lượng lề người đi bộ DWNG 4.6 kN/m - Tính tĩnh tãi giai đoạn II +) Tính tải giai đoạn II tiêu chuẩn DWIITC = DWgc+ DWclc+ DWlc+tv+ DWng = 11.08 + 5 + 0.838 + 1.25 + 4.6 = 22.768 kN/m +) Tĩnh tải giai đoạn II tính toán DWIItt = g . DWIITC = 1.5x 22.768 = 34.15 kN/m c - Tổng hợp tĩnh tải 2 giai đoạn - Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn I : DCTCI = 120.23 kN/m - Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn II : DWTCII = 22.768 kN/m - Tĩnh tải tiêu chuẩn tổng cộng : DTC = 142.998 kN/m - Tĩnh tải tính toán giai đoạn I : DCTCI = 150.29 kN/m - Tĩnh tải tính toán giai đoạn II : DWTCII = 34.15 kN/m - Tĩnh tải tính toán tổng cộng : DTT = 184.44 kN/m 3.3.5.2 – Tính hoạt tải a- Hoạt tải xe tính toán theo quy trình 22TCN.272 - 05 - Hoạt tải xe HL 93 lấy theo quy trình 22TCN. 272 – 05 . Tuỳ thuộc vào dạng ĐAH mà xếp tải sao cho đạt được hiệu bất lợi nhất. +) Hệ số điều chỉnh tải trọng : hi = 1 +) Hệ số tải trọng của hoạt tải : gi = 1.75 +) Hệ số xung kích 1+IM/100 = 1+25/100 = 1.25 2 - Tính hệ số phân bố ngang - Nguyên tắc tính hệ số phân bố ngang. - Nội dung tính hệ số phân bố ngang +) Coi bản mặt cầu là dầm hẫng kê trên các gối cứng là các dầm chủ +) Vẽ ĐAH phản lực gối. +) Xếp tải trọng bất lợi theo phương ngang cầu +) Xác định tung độ ĐAH +) Tính hệ số phân bố ngang theo công thức. - Tính hệ số phân bố ngang . +) Xe tải thiết kế : gXT = =1.207 +) Xe 2 trục thiết kế : g2T = =1.207 +) Tải trọng làn : gL = =1.814 +) Tải trọng Người : gNG = =1.391 3.3.6 – Tính toán nội lực và chọn tiêt diện dây văng 3.3.6.1 – Chọn loại cáp làm dây văng - Sử dụng loại cáp CĐC loại bó xoắn 7 sợi của hãng VSL có các chỉ tiêu như sau : +) Đường kính danh định : 15,2 mm +) Giới hạn chảy : fpy = 1674 Mpa +) Giới hạn bền : fpu = 1860 Mpa +) Cường độ sử dụng : f = b.fpu b = 0.45 với tổ hợp tải trọng chính b = 0.5 với tổ hợp tải trọng phụ b = 0.56 với tổ hợp tải trọng thi công => Cường độ sử dụng của cáp với tổ hợp tải trọng chính là : fsa = 0.45x1860x102 = 873 Mpa 3.3.6.2 – Tính nội lực trong dây văng 1 – Tính nội lực trong dây văng do tĩnh tải giai đoạn I a- Công thức tính nội lực dây văng do tĩnh tải giai đoạn I - Nội lực dây văng do tĩnh tải giai đoạn I được tính với sơ đồ của giai đoạn thi công - Công thức tính nội lực trong dây văng do tĩnh tải giai đoạn I +) Nội lực trong dây thứ i +) Nội lực trong dây giữa b- Bảng tính nội lực dây văng do tĩnh tải giai đoạn I Dâyi ai (độ) Sinai SiI tĩnhkN Dây i ai (độ) Sinai SiI tĩnhkN 1 67.20 0.922 1304.20 1' 67.20 0.922 1304.20 2 54.81 0.817 1471.07 2' 54.81 0.817 1471.07 3 46.12 0.721 1667.96 3' 46.12 0.721 1667.96 4 39.95 0.642 1872.50 4' 39.95 0.642 1872.50 5 35.43 0.580 2073.90 5' 35.43 0.580 2073.90 6 32.02 0.530 2267.28 6' 32.02 0.530 2267.28 7 29.38 0.491 2450.70 7' 29.38 0.491 2450.70 8 27.27 0.458 2623.58 8' 27.27 0.458 2623.58 9 25.56 0.432 2786.05 9' 25.56 0.432 2786.05 10 24.15 0.409 2938.57 10' 24.15 0.409 2938.57 2 – Tính nội lực trong dây văng do tĩnh tải giai đoạn II và hoạt tải a- Công thức tính nội lực dây văng do tĩnh tải giai đoạn II và hoạt tải - Nội lực trong dây văng do tĩnh tải giai đoạn II và hoạt tải được tính với sơ đồ KCN cầu hoàn chỉnh trong giai đoạn khai thác. - Để tính nội lực trong dây văng do tĩnh tải gd2 và hoạt tải thì ta sử dụng chương trình Midas 6.3.0 vẽ ĐAH nội lực trong dây văng sau đó xếp tải trọng lên ĐAH để tính nội lực - Nội lực trong các dây được tính với sơ đồ xếp tải trọng trên toàn cầu , riêng dây neo được tính với sơ đồ xếp hoạt tải tại nhịp giữa . - Nội lực do tĩnh tải giai đoạn II SttII = qttII . - Nội lực do hoạt tải +) Do tải trọng làn : SLantt = glan. qlan . v+ +) Do tải trọng Người : SNGtt = gNG. qNG . v+ +) Nội lực do xe tải : Tiến hành đặt 1 xe tải lên ĐAH ở vị trí bất lợi nhất (với khoảng cách các trục sau của xe thay đổi từ 4,3 – 9 m ) PttXT = gxt . m.IM. +) Nội lực do xe 2 trục : Tiến hành đặt 1 xe tải lên ĐAH ở vị trí bất lợi nhất Ptt2T = gxt . m.IM. b- Đường ảnh hưởng nội lực trong dây văng - Đường ảnh hưởng nội lực dây 1 và 1’ - Đường ảnh hưởng nội lực dây neo (xếp tải trên nhịp giữa) c - Bảng tính toán nội lực trong dây văng do tĩnh tải giai đoạn II và hoạt tải A - Nội lực dây văng nhịp biên Dây thứi St II(kN) S hoạt tải(kN) Xetải+Làn Xe 2 trục+ Làn Người Si h max (kN) 1 157.19 150.01 130.47 105.80 574.31 2 271.71 190.76 166.59 112.24 676.05 3 346.47 198.35 173.44 120.79 712.89 4 386.74 197.83 175.04 121.92 714.54 5 403.37 190.94 172.41 124.88 707.19 6 403.98 175.65 162.92 127.17 680.47 7 393.81 182.49 168.48 131.50 705.45 8 377.03 209.91 192.16 147.90 803.28 9 425.11 295.93 270.76 205.29 1124.63 10 467.48 372.51 340.83 258.49 1415.84 B - Nội lực dây văng nhịp giữa Dây thứi St II(kN) S hoạt tải(kN) Xetải+Làn Xe 2 trục+ Làn Người Si h max (kN) 1’ 181.07 142.51 123.46 114.40 579.39 2’ 315.01 196.14 172.25 123.72 715.35 3’ 405.18 222.94 197.43 136.60 803.30 4’ 455.80 233.98 208.53 147.34 852.76 5’ 476.61 235.71 211.25 152.14 868.09 6’ 473.95 231.12 208.24 151.23 856.18 7’ 451.77 220.28 199.42 146.00 820.56 8’ 413.10 204.82 186.13 137.79 767.93 9’ 429.12 223.29 203.32 151.65 840.67 10’ 370.82 213.43 194.41 145.21 804.17 3 – Tổng hợp nội lực trong dây văng Nhịp biên Nhịp giữa Dây i S tĩnh I(kN) St II(kN) S hoạtmax (kN) S tổng(kN) Dây i St I(kN) St II(kN) S hoạtmax (kN) S tổng(kN) 1 1304.20 157.19 574.31 2035.70 1' 1304.20 181.07 579.39 2064.66 2 1471.07 271.71 676.05 2418.83 2' 1471.07 315.01 715.35 2501.43 3 1667.96 346.47 712.89 2727.33 3' 1667.96 405.18 803.30 2876.45 4 1872.50 386.74 714.54 2973.78 4' 1872.50 455.80 852.76 3181.06 5 2073.90 403.37 707.19 3184.46 5' 2073.90 476.61 868.09 3418.60 6 2267.28 403.98 680.47 3351.73 6' 2267.28 473.95 856.18 3597.42 7 2450.70 393.81 705.45 3549.96 7' 2450.70 451.77 820.56 3723.03 8 2623.58 377.03 803.28 3803.88 8' 2623.58 413.10 767.93 3804.60 9 2786.05 425.11 1124.63 4335.78 9' 2786.05 429.12 840.67 4055.83 10 2938.57 467.48 1415.84 4821.89 10' 2938.57 370.82 804.17 4113.56 3.3.6.3 – Chọn tiết diện trong dây văng - Tiết diện của các dây văng được xác định theo công thức Trong đó : +) S : Nội lực tĩnh tải và hoạt tải trong dây văng xác định với các hệ số tương ứng theo qui phạm hiện hành . +) ful : Cường độ tính toán của vật liệu làm dây ful = 8370(KG/cm2)=83.7 (kN/cm2) Các công thức trên xuất phát từ điều kiện tận dụng hết khả năng làm việc của dây ( trường hợp dây nhiều khoang nhỏ ) . Theo đó tiết diện của tất cả các dây văng khác nhau . Tuy nhiên trong tính toán thiết kế khi sự khác biệt không lớn thì ta có thể chọn tiết diện của một số dây giống nhau hoặc do một số mục đích nào đó trong quá trình thiết kế thì ta cũng có thể tăng hoặc giảm tiết diện của một số dây. - Bảng chọn tiết diện dây văng Nhịp biên Nhịp giữa Dâyi Si  max (kN) Aicm2 Số taon Chọn n tao Aichọn Dây i Si  max (kN) Aicm2 Số taon Chọn n tao Aichọn 1 2035.70 24.32 17.37 24 33.6 1' 2064.66 24.67 17.62 24 33.6 2 2418.83 28.90 20.64 24 33.6 2' 2501.43 29.89 21.35 24 33.6 3 2727.33 32.58 23.27 24 33.6 3' 2876.45 34.37 24.55 24 33.6 4 2973.78 35.53 25.38 24 33.6 4' 3181.06 38.01 27.15 24 33.6 5 3184.46 38.05 27.18 32 44.8 5' 3418.60 40.84 29.17 32 44.8 6 3351.73 40.04 28.60 32 44.8 6' 3597.42 42.98 30.70 32 44.8 7 3549.96 42.41 30.29 32 44.8 7' 3723.03 44.48 31.77 32 44.8 8 3803.88 45.45 32.46 37 51.8 8' 3804.60 45.46 32.47 37 51.8 9 4335.78 51.80 37.00 48 67.2 9' 4055.83 48.46 34.61 37 51.8 10 4821.89 57.61 41.15 48 67.2 10' 4113.56 49.15 35.10 37 51.8 3.3.6.4 – Điều kiện làm việc tốt của dây văng - Để dây văng làm việc tốt trong quá trình chịu tác dụng của tải trọng thì dây văng phải thoả mãn các điều kiện sau : +) Đảm bảo điều kiện về độ bền : đảm bảo khả năng chịu lực +) Đảm bảo điều kiện về độ cứng : tức là dây văng cần phải được kiểm tra theo điều kiện biến dạng cho phép của hệ - Độ võng của nút dây thứ i do hoạt tải được xác định theo công thức sau Trong đó : +) E : Mô đun đàn hồi của vật liệu dây +) Soh, Sih : Nội lực tiêu chuẩn trong dây neo và dây thứ i do hoạt tải +) Ao,Ai : Diện tích dây neo và dây thứ i +) lo , li : Hình chiếu của dây neo và dây thứ i ên mặt bằng - Điều kiện đảm bảo về độ cứng : yi < {y} 3.4 – Tính toán kết trụ tháp 3.4.1 – Cấu tạo tháp và trụ tháp - Do điều kiện địa hình và địa chất tại khu vực đặt tháp ở 2 phía cầu là tương tự như nhau do đó để thuận tiện cho công tác tính toán và thiết kế thì ta thiết kế tháp cầu 2 bên là như nhau , do vậy ta chỉ cần tính toán cho 1 tháp - Tháp cầu dùng loại thân hộp đặc đổ BT tại chỗ . Bê tông chế tạo M300 - Phương án móng : Móng cọc đài cao ,cọc khoan nhồi đường kính f1,5m. - Tháp cầu được cấu tạo như sau : +) Chiều cao toàn bộ của tháp h th = 60.5 m +) Chiều cao từ bệ tháp đến đáy dầm : hct= 18.0 m +) Chiều cao từ đáy dầm đến dây văng thấp nhất : htt = 25 m +) Chiều cao bố trí dây văng : hdv =13.5 m +) Khoảng cách từ điểm neo dây trên cùng đến đỉnh tháp : hdt = 4.0 m 3.4.2 – Tính toán thiết kế 3.4.2.1 - Tính trọng lượng của tháp : - Bảng tính toán trọng lượng tháp Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Chiều cao chân tháp hct 18.0 m Chiều cao phần thân tháp htt 25 m Chiều cao phần đỉnh tháp hdt 4.0 m Chiều cao toàn bộ của tháp hth 60.5 m Trọng lượng phần chân tháp Pct 5037.5 kN Trọng lượng phần thân tháp Ptt 6462.5 kN Trọng lượng phần đỉnh tháp Pdt 1000 kN Trọng lượng dầm ngang trên Pdnt 656.25 kN Trọng lượng dầm ngang dưới Pdnd 1312.50 kN Trọng lượng toàn bộ tháp Pth 14468.75 kN 3.4.2.2 - Tính trọng lượng của bệ tháp - Bảng tính toán trọng lượng tháp Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Chiều cao bệ tháp Hbt 4 m Bề rộng của bệ tháp Bbt 39 m Chiều dài của bệ tháp Lbt 13 m Trọng lượng bệ tháp Pbt 25350.00 kN 3.4.2.3 - Tính áp lực nước đẩy nổi ứng với mực nước thấp nhất - Theo như bố trí cấu tạo thì ta chỉ tính áp lực nước đẩy nổi tác dụng lên phần bệ tháp ngập trong nước. - Công thức tính kN 3.4.2.4 - Tính phản lực của kết cấu nhịp và hoạt tải truyền lên trụ tháp - Để tính được phản lực của kết cấu nhịp lên móng trụ tháp thì trong phương án sơ bộ ta tính gần đúng như sau : bằng phản lực của dầm liên tục (tĩnh tải + hoạt tải ) cộng với hình chiếu của nội lực trong dây văng theo phương thẳng đứng. a. - Tính phản lực của dầm liên tục - Dùng chương trình Midas/civil 6.3.0 vẽ ĐAH phản lực gối của dầm liên tục ta có : - Phản lực do tĩnh tải . Ptttt =15130.790 (kN) - Phản lực do hoạt tải : Khi tính phản lực tác dụng lên gối trụ thì ta tính như sau : +) Sử dụng 2 xe tải thiết kế đặt cách nhau 15 m ( khoảng cách trục sau lấy bằng 4,3 m ) +) Hiệu ứng của hoạt tải thiết kế được lấy bằng 90% giá trị phản lực tính được cộng với hiệu ứng của 90% tải trọng làn + hiệu ứng của tải trọng Người - Tính phản lực do tải trọng làn PLantt = 1.75 x2388.34= 4179.59 kN - Tính phản lực do tải trọng Người PNGtt = 1.75x1540.863 = 2696.51 kN - Tính phản lực do xe tải thiết kế : xếp 2 xe lên ĐAH phản lực gối ( 2 xe đặt cách nhau 15 m , khoảng cách trục sau bằng 4,3m) PttXT = gxt . m.IM. +) Xếp xe 1 : P (kN) 35 145 145 Pi . Yi Y 1.021 1.032 1.042 336.46 +) Xếp xe 2 : P (kN) 35 145 145 Pi . Yi Y 1.043 1.035 1.024 335.06 => PttXT = 1.75 x 1 x 1.25 x (336.46 + 335.06 ) = 1468.96 (kN) - Tính tổng phản lực do hoạt tải thiết kế : PttHT = 0.9 x 1468.96 + 0.9x 4179.59 + 2696.51 = 7780.21 (kN) b. - Tính phản lực xét đến nội lực trong dây văng Trong đó : +) Si : Tổng nội lực trong các dây văng do tĩnh tải và hoạt tải - Bảng tính toán phản lực truyền lên trụ tháp khi xét đến nội lực trong dây văng Nhịp biên Nhịp giữa Dâyi ai (độ) Sinai Si max(kN) Si.Sinai Dây i ai (độ) Sinai Si max(kN) Si.Sinai 1 67.20 0.922 2035.70 1876.92 1' 67.20 0.922 2064.66 1903.62 2 54.81 0.817 2418.83 1976.18 2' 54.81 0.817 2501.43 2043.67 3 46.12 0.721 2727.33 1966.4 3' 46.12 0.721 2876.45 2073.92 4 39.95 0.642 2973.78 1909.17 4' 39.95 0.642 3181.06 2042.24 5 35.43 0.580 3184.46 1846.99 5' 35.43 0.580 3418.60 1982.79 6 32.02 0.530 3351.73 1776.42 6' 32.02 0.530 3597.42 1906.63 7 29.38 0.491 3549.96 1743.03 7' 29.38 0.491 3723.03 1828.01 8 27.27 0.458 3803.88 1742.18 8' 27.27 0.458 3804.60 1742.51 9 25.56 0.432 4335.78 1873.06 9' 25.56 0.432 4055.83 1752.12 D neo 24.15 0.409 4821.89 1972.15 10' 24.15 0.409 4113.56 1682.45 Tổng 18682.5 Tổng 18957.9 => Tổng phản lực truyền lên trụ tháp khi xét đến nội lực trong dây văng là : Pdv = 18682.5 + 18957.9 = 37640.44 (kN) c.- Tính tổng phản lực từ KCN truyền lên móng trụ tháp PKCN=2 x(Ptttt + PHTtt) + PDV = 2x(15130.790 + 7780.21)+37640.44 = 83462.44 (kN) 3.4.3 – Tính duyệt mặt cắt chân tháp - Trong phương án sơ bộ ta chỉ tiến hành kiểm toán mặt cắt chân tháp theo điều kiện chịu nén đúng tâm . - Tổng phản lực thẳng đứng tác dụng lên chân tháp : P = PTH + PKCN = 14468.75 + 83462.44 = 97931.19 kN - Tổng diện tích chân tháp : ATH = 2* 3.5 *2 = 14 (m2 ) - ứng suất pháp tại mặt cắt chân tháp (kN/m2) < Rn = 11500 (kN/m2 )Bêtông có f’c =30Mpa 3.4.4 – Tính duyệt mặt cắt đáy bệ - Tổng phản lực thẳng đứng tác dụng lên đáy bệ cọc P = PTH + PBT + Pdn + PKCN = = 14468.75 +25350 + (-20287) + 83462.44 = 102994.190kN - Diện tích mặt cắt bệ tháp : Abe = 39x13 = 507 m2 - ứng suất pháp tại mặt cắt đáy bệ kN/m2 < Rn = 11500 kN/m2 Bê tông có f’c=30Mpa 3.4.5 – Tính và bố trí cọc trong móng - Móng bệ tháp được thiết kế với móng cọc khoan nhồi D = 200cm 3.4.5.1 - Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu - Công thức tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu Bảng tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Mác bê tông chế tạo cọc f’c= 30 Mpa Đường kính cọc thiết kế D 2.0 m Đường kính cốt thép d 28 mm Số thanh thép thiết kế nthanh 36 Thanh Diện tích phần bê tông Ac 3.1412 m2 Diện tích phần cốt thép As 0.022 m2 Hệ số uốn dọc j 0.9 Cường độ chịu kéo của thép fy 420 Mpa Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Qvl 3242.633 kN 3.4.5.2 - Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền STT Loại đất H (m) e B g (kN/m3) C  KG/cm2 s KG/cm2 j (độ) R'  KG/cm2 Lớp 1 Sét dẻo cứng 5.61 0.7 0.4 18 0.14 2.6 22 1.2 Lớp 2 Sét 5 0.5 0.2 18 0.12 2.2 25 1.2 Lớp 3 Cát hạt vừa Vô hạn 17 0.06 1.8 38 2.5 - Công thức tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền - Bảng tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền Loại đất D m Li m As m2 N Su kN/m2 a qskN/m2 QskN jqs Sức kháng thân cọc Sét dẻo cứng 2.0 2.54 15.96 10 62.5 0.55 34.4 548.5 0.65 Sét 2.0 5 31.42 15 68.0 0.55 37.4 1174.2 0.65 Cát hạt vừa 2.0 22.46 141.12 50 201.3 0.5 100.7 14205.4 0.45 Sức kháng thành cọc Qthan 7512.14 kN Sức kháng mũi cọc Loại đất D m Ap m2 N qp kN/m2 Qp kN jqp Cát hạt thô 2.0 3.142 50 3200 10053.1 0.65 Sức kháng mũi cọc Qmui 6534.5 kN Q cọc theo đất nền Qr 14046.7 kN Q cọc theo vật liệu Qvl 32426 kN Qi tính toán của cọc Qcoc 14046.7 kN Chiều dài cọc Lcoc 30 m 3.4.5.3- Tính toán số cọc trong móng Trong đó : +) b : Hệ số xét đến loại móng và độ lớn của mô men với móng cọc đài cao ta lấy b = 1,5 +) Qcoc : Sức chịu tải tính toán của cọc : Qcoc= 14046.7 kN +) P : Tổng áp lực thẳng đứng truyền lên bệ cọc : P = 102994.190kN => Số cọc bố trí trong móng là n = 24 (cọc) . Bố trí thành 3 hàng mỗi hàng 8 cọc - Chiều dài cọc bố trí là 30 m 3.5 – Tính toán thiết kế mố cầu 3.5.1 – Kích thước thiết kế mố Mố sử dụng là mố chữ U BTCT. Toàn cầu có 2 mố A0, A1. Phương án cầu bố trí đối xứng do đó sự làm việc của hai mố là như nhau ở đây ta tính mố đại diện là mố A0 Quy trình tính toán: Theo tiêu chuẩn 22 TCN.272 - 05. Vật liêu sử dụng: Bêtông có f’c= 30Mpa, Tải trọng tác dụng lên mố gồm: + Trọng lượng bản thân mố + Tĩnh tải kết cấu nhịp + Tải trọng lớp phủ mặt cầu và các tiện ích công cộng + Hoạt tải trên kết cấu nhịp + Hoạt tải trên lăng thể trượt Tên gọi các kích thước Kí hiệu Giá trị Đơn vị Chiều cao mố hmo 600 cm Chiều rộng mố bmo 1300 cm Loại gối Gối Cao su Hệ số ma sát gối với bê tông f 0.5 Chiều cao tường đỉnh htd 223 cm Bề dầy tường đỉnh dtd 50.0 cm Chiều cao tường thân htt 377 cm Bề dầy tường thân dtt 210 cm Chiều dài tường cánh ltc 577.5 cm Chiều cao đuôi tường cánh h1c 180 cm Chiều dài tiết diện chân tường cánh lcc 227.5 cm Bề dầy cánh dtc 50.0 cm Chiều dài bản quá độ lqd 500 cm Chiều dày bản quá độ dqd 30.0 cm Chiều rộng bản quá độ bqd 1200 cm Chiều cao bệ móng hm 200 cm Chiều dài bệ móng lm 650 cm Bề rộng bê móng bm 1600 cm V.2 – Kích thước Cơ bản của nhịp dẫn Kết cấu nhịp cầu dẫn sử dụng super – T chiều dài 40m bằng BTCT DƯL, lắp ghép bằng giá Long Môn. Bảng kích thước KCN cầu dẫn: Tên gọi các kích thước Kí hiệu Giá trị Đơn vị Chiều dài nhịp thiết kế L 40 m Chiều dài nhịp tính toán Ltt 39 m Chiều cao dầm chủ hdc 195 cm Chiều rộng nắp hộp Bc 1300 cm Diện tích mặt cắt ngang dầm chủ Fdc 10015.97 cm2 Trọng lượng KCN Pdc 6009.58 kN Chiều dày lớp phủ mặt cầu hmc 12 cm Tĩnh tải giai đoạn I tiêu chuẩn DCtc 150.24 kN/m Tĩnh tải KCN cầu dẫn trên mố: + Tĩnh tải giai đoạn I tiêu chuẩn : DCTC = 150.24 kN/m + Tĩnh tải giai đoạn II tiêu chuẩn : DWTC = 40.51 kN/m + Tĩnh tải giai đoạn I tính toán : DCTT = 187.80 kN/m + Tĩnh tải giai đoạn II tính toán : DWTC = 60.77 kN/m 3.5.3.Tải trọng tác dụng lên mố: 3.5.3.1. Nguyên tắc chung khi tính toán mố: a - Khái quát: Mố ở trên mực nước thông thuyền và hầu như không ngập nước nên không tính tải trọng va xô tầu bè và cũng không tính tải trọng gió. Đất đắp sau mố sử dụng đất tốt đầm chặt có g = 18 kN/m3 , j = 350. Tải trọng tác dụng lên mố gồm: 1 Trọng lượng bản thân mố 2 Phản lực thẳng đứng do trọng lượng KCN 3 Phản lực thẳng đứng do hoạt tải đứng trên KCN 4 Lực hãm dọc cầu 5 Ma sát gối cầu 6 áp lực của đất sau mố 7 Phản lực truyền xuống từ bản quá độ b - Tải trọng tác dụng lên mố: Trọng lượng bản thân mố. Tên các bộ phận của mố Gtc (kN) Mặt cắt I - I e1 (m) M1(kN.m) Tường thân 2573.03 0.700 1801.12 Tường đỉnh 362.38 -0.100 -36.24 Tường cánh +) Khối 1 341.25 -0.613 -209.02 +) Khối 2 122.50 -3.500 -428.75 +) Khối 3 157.50 -3.500 -551.25 Tường cánh 621.25 -1189.02 Bệ móng mố 5200.00 0.000 0.00 Bản quá độ 450.00 -0.500 -225.00 Gờ kê bản quá độ 15.00 -0.500 -7.50 Đất đắp sau mố +) Khối 1 4892.40 -1.625 -7950.15 +) Khối 2 604.80 -4.250 -2570.40 +) Khối 3 777.60 -4.250 -3304.80 Đất đắp sau mố 6274.80 -13825.35 Phản lực do hoạt tải trên kết cấu nhịp. Xếp tải bất lợi lên sơ đồ kết cấu ta có hiệu ứng tải do các tải trọng gây ra như sau. Hoạt tải trên kết cấu nhịp được tính cho cả 2 làn: Nội lực do hoạt tải được lấy với hiệu ứng lớn nhất trong số các hiệu ứng sau: +) Hiệu ứng 1: Xe tải thiết kế (với cự ly trục sau thay đổi từ 4,3 đến 9 m ) tổ hợp với tải trọng làn và tải trọng đoàn Người. +) Hiệu ứng của 1 xe 2 trục tổ hợp với tải trọng làn và tải trọng Người. Xếp xe tải thiết kế và xe 2 trục thiết kế lên ĐAH phản lực gối ta có: * Do xe 3 trục: Điểm ĐAH P (kN) Ri (kN) 1 1.000 145.000 145.000 2 0.890 145.000 129.013 3 0.779 35.000 27.282 Tổng 301.29 * Do xe 2 trục: Điểm ĐAH P (kN) Ri (kN) 1 1.000 110.000 110.000 2 0.969 110.000 106.615 Tổng 216.615 * Do tải trọng làn: R = 0.5x39x1x9.3 = 181.350kN * Do tải trọng xe thô sơ (người): R = 0.5x39x1x3x2 =117 kN Bảng tổ hợp phản lực do hoạt tải trên KCN: Số làn 2.000 Hệ số triết giảm 1.000 Tổ hợp: Xe 3trục + làn + người 1206.31 kN Tổ hợp: Xe 2trục + làn + người 1036.95 KN Phản lực do hoạt tải trên bản quá độ. - Chiều dài bản quá độ : Lqd = 5.0 (m) - Bề rộng bản quá độ : Bqd = 12.0 (m) - Vẽ ĐAH phản lực gối trên bản quá độ tại vị trí vai kê +) Tổng diện tích ĐAH : S = 2.5 +) Diện tích ĐAH dương : S+ = 2.5 +) Diện tích ĐAH âm : S- = 0 - Xếp xe tải và xe 2 trục thiết kế lên ĐAH phản lực gối ta có +) Tung độ ĐAH khi xếp xe tải P (kN) 145 145 35 Pi.Yi Y 0.140 1.000 0.000 165.30 +) Tung độ ĐAH khi xếp xe 2 trục P (kN) 110 110 Pi.Yi Y 0.760 1.000 193.60 Bảng tính toán áp lực truyền lên vai kê khi hoạt tải trên bản quá độ Tải trọng Tiêu chuẩn Tính toán Đơn vị áp lực thẳng đứng do tải trọng làn Plan 23.70 41.48 kN áp lực thẳng đứng do tải trọng Người PNg 15.00 26.25 kN áp lực thẳng đứng do xe tải PXT 165.30 361.59 kN áp lực thẳng đứng do xe 2 trục P2T 193.60 423.50 kN Tổ hợp : Xe tải + Làn + Người P1 408.00 858.64 kN Tổ hợp : Xe 2 trục + Làn + Người P2 464.60 982.45 kN Tổng áp lực do hoạt tải trên bản qua độ (2 làn) Pht bqd 464.60 982.45 kN 3.5.3.2. Bảng tổ hợp tải trọng thẳng đứng dưới đáy móng: Tên tải trọng Kí hiệu Vtc(kN) Hệ số tải trọng Vtt (kN) a - Trọng lượng các bộ phận mố Tường thân Gtt 2573.03 1.25 3216.28 Tường đỉnh Gtd 362.38 1.25 452.97 Tường cánh Gtc Khối 1 Gtc1 341.25 1.25 426.56   Khối 2 Gtc2 122.50 1.25 153.13   Khối 3 Gtc3 157.50 1.25 196.88 Bệ móng mố Gm 5200.00 1.25 6500.00 Bản quá độ Gqd 450.00 1.25 562.50 Gờ kê bản quá độ Gk 15.00 1.25 18.75 b - áp lực đất áp lực đất thẳng đứng EV Khối 1 EV1 4892.40 1.35 6604.74 Khối 2 EV2 604.80 1.35 816.48 Khối 3 EV3 777.60 1.35 1049.76 c - áp lực do tĩnh tải kết cấu nhịp Do tĩnh tải giai đoạn I DC 2929.67 1.25 3662.09 Do tĩnh tải giai đoạn II DW 789.95 1.50 1184.92 d - áp lực do hoạt tải Do hoạt tải trên KCN LL(kcn) 1206.31 1.75 2638.80 Do hoạt tải trên bản quá độ LL(bqd) 464.60 1.75 1016.31 Tổng 28500.17 Vậy tải trọng tập trung lớn nhất xuất hiện ở đáy móng là 28500.17kN V.4.Xác định số lượng cọc: V.4.1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Mác bê tông chế tạo cọc f’c 30 Mpa Đường kính cọc thiết kế D 1.5 m Đường kính cốt thép d 28 Số thanh thép thiết kế nthanh 24 thanh Diện tích phần bê tông Ac 1.767 m2 Diện tích phần cốt thép As 0.015 m2 Hệ số uốn dọc j 0.9 Cường độ chịu kéo của thép fy 420 Mpa Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Qvl 18738.6 kN V.4.2. Sức chịu tải của cọc theo đất nền: - Công thức tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền - Bảng số liệu các lớp địa chất STT Loại đất H (m) e B g (kN/m3) C KG/cm2 s KG/cm2 j (độ) R' KG/cm2 Lớp 1 Sét dẻo cứng 2.98 0.7 0.4 18 0.14 2.6 22 1.2 Lớp 2 Sét 4 0.5 0.2 18 0.12 2.2 25 1.2 Lớp 3 Cát hạt vừa Vô hạn 17 0.06 1.8 38 2.5 Bảng tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền: Loại đất D m Li m As m2 N Su kN/m2 a qskN/m2 QskN jqs Sức kháng thân cọc Sét dẻo cứng 1.5 2.98 14.04 10 62.5 0.55 34.4 482.6 0.65 Sét 1.5 4 18.85 15 68.0 0.55 37.4 704.5 0.65 Cát hạt vừa 1.5 18.02 84.92 50 201.3 0.5 100.7 8547.9 0.45 Sức kháng thành cọc Qthan 4618.18 kN Sức kháng mũi cọc Loại đất D m Ap m2 N qp kN/m2 Qp kN jqp Cát hạt thô 1.5 1.767 50 3200 5654.9 0.65 Sức kháng mũi cọc Qmui 3675.7 kN Q cọc theo đất nền Qr 8293.8 kN Q cọc theo vật liệu Qvl 18738.6 kN Qi tính toán của cọc Qcoc 8293.8 kN Chiều dài cọc Lcoc 25 m 3.5.4.3. Tính toán số cọc trong móng: Số cọc trọng móng được tính theo công thức sau: Trong đó : +) b : Hệ số xét đến loại móng và độ lớn của mômen với móng cọc đài cao: b = 1,5 +) Qcoc : Sức chịu tải tính toán của cọc: Qcoc =8293.8kN +) P : Tổng áp lực thẳng đứng truyền lên bệ cọc : P = 28500.17kN => Số cọc bố trí trong móng là n = 8cọc. Bố trí thành 2 hàng mỗi hàng 4 cọc Chiều dài cọc bố trí là 25 m 3.6 – Dự kiến công tác thi công 3.6.1 – Thi công trụ - Phương pháp thi công các trụ giống nhau giống nhau, với mực nước thấp nhất là -0.4 m , ta chọn mực nước thi công 1m. - Với MNTC như vậy ta tiến hành thi công trụ như sau : +) Đắp đảo, làm đường công vụ vào đảo, khi đắp gạt bỏ lớp đất yếu dày 2m. +) Lắp dựng máy khoan, đưa máy lên đảo và tiến hành khoan cọc, giữ thành ống vách bằng vữa sét. Thi công đổ bê tông cọc khoan bằng phương pháp rút ống thẳng đứng. +) Hạ vòng vây cọc ván thép.Tiến hành đào đất trong hố móng. +) Đổ bê tông bịt đáy bằng phương pháp vữa dâng. +) Hút nước trong hố móng. Đập đầu cọc ,lắp dựng đà giáo ván khuôn đổ bê tông bệ cọc . +) Đổ bê tông thân trụ bằng ván khuôn trượt . 3.6.2 – Thi công mố - Mố cầu được bố trí đối xứng và được thi công trong điều kiện không ngập nước do đó ta đề xuất biện pháp thi công mố như sau : +) Gạt lớp đất yếu, đắp đến cao độ thiết kế +) Lắp dựng, đưa máy đóng cọc lên đảo và tiến hành đóng cọc. +) Đào đất hố móng, đập BT đầu cọc, đổ lớp BT tạo phẳng, lắp dựng đà giáo ván khuôn, đổ BT bệ cọc +) Lắp dựng đà giáo ván khuôn,.đổ BT thân mố, +) Tường đỉnh, tường cánh được thi công sau khi thi công xong kết cấu nhịp 3.6.3 – Thi công kết cấu nhịp 3.6.3.1 – Thi công kết cấu nhịp cầu dần Nhịp cầu dẫn được lắp ghép bằng giá long môn tại công trường. 3.6.3.2 – Thi công kết cấu nhịp cầu chính - Kết cấu nhịp cầu chính là kết cấu cầu treo dây văng 3 nhịp đối xứng , được thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng . - Trình tự các bước thi công như sau : +) Mở rộng trụ tại bằng hệ thống đà giáo thép . +) Tiến hành đổ bê tông đốt KO trên đỉnh trụ . +) Đợi cho đốt KO đạt cường độ thì tiến hành căng sơ chỉnh 2 dây văng số 1 và 1’ , sau đó lắp 2 xe đúc lên đốt KO . +) Tiến hành đúc cân bằng các đốt tiếp theo về 2 phía , đúc đốt nào thì ta tiến hành kéo cốt thép DƯL ngay đồng thời căng sơ chỉnh dây văng của đốt đó. +) Tiến hành hợp long nhịp giữa . - Công tác hoàn thiện cầu : +) Tháo dỡ hệ thống xe đúc trên KCN. +) Hạ KCN xuống gối ,và neo đầu kết cấu nhịp xuống gối neo trên trụ và mố +) Đổ bê tông phần chân lan can và gờ chắn bánh. +) Thi công lớp phủ mặt cầu. +) Lắp dựng hệ thống lan can , tay vịn và hệ thống đèn chiếu sáng trên cầu. +) Căng chỉnh từng dây văng trên toàn cầu để đạt được độ võng mong muốn. +) Hoàn thiện cầu và đưa vào sử dụng.