tĩnh tải và điều chỉnh nội lực

Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án tốt nghiệp-Phần thuyết minh chơng 4 Tính toán cầu dây văng chịu tĩnh tải và điều chỉnh nội lực Sv:phạm văn tình-19284.46-46CĐ3 Trang 1 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án tốt nghiệp-Phần thuyết minh dữ liệu đầu vào .i Sơ đồ kết cấu: dầm 38 dầm 37 dầm 35 dầm 36 dầm 33 dầm 34 dầm 27 dầm 28 dầm 30 dầm 29 20700 60000 1750 2725 800 7502725 250 13700 7506750 2000 250 d â y 4 0 d â y 3 6 d â y 3 5 d â y 3 4 d â y 3 3 d â y 3 2 d â y 3 1 d â y 3 9 d â y 3 8 d â y 3 7 d â y 2 4 d â y 2 3 d â y 2 2 d â y 3 0 d â y 2 9 d â y 2 8 d â y 2 7 d â y 2 6 d â y 2 5 d â y 2 1 d â y 2 0 d â y 1 6 d â y 1 5 d â y 1 4 d â y 1 3 d â y 1 2 d â y 1 1 d â y 1 9 d â y 1 8 d â y 1 7 d â y 0 4 d â y 0 3 d â y 0 2 d â y 1 0 d â y 0 9 d â y 0 8 d â y 0 7 d â y 0 6 d â y 0 5 d â y 0 1 n14n13n12n11 n20n19n18n17n16n15 n02 n04 n10n09n08n07n6n05n03n01 dầm 01 dầm 02 dầm 03 dầm 04 dầm 05 dầm 06 dầm 07 dầm 08 dầm 09 dầm 10 dầm 11 dầm 12 dầm 13 dầm 14 dầm 15 dầm 16 dầm 17 dầm 18 dầm 19 dầm 20 dầm 21 H.Long dầm 23 dầm 26 dầm 25 dầm 24 dầm 22 dầm 31 dầm 32 dầm 40 dầm 39 Với dầm chủ có dạng hai nhánh nh trên, liên kết ngang giữa các nhánh dầm là yếu nên hai nhánh gần nh làm việc độc lập. Do đó, cầu dây văng làm việc nh một cầu giàn có biên dới cứng chịu nén uốn là dầm chủ, Sv:phạm văn tình-19284.46-46CĐ3 Trang 2 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án tốt nghiệp-Phần thuyết minh biên trên chịu kéo là các dây văng; các số liệu tính toán thiết kế sẽ đợc lập cho một mặt phẳng giàn. .ii Đặc trng hình học của các tiết diện Dầm chủ: Dầm chủ có tiết diện không đổi trên chiều dài cầu: 575575 800 2550 250 300 300 250300 300 750 1450 2000 Tháp cầu: Tiết diện tháp thay đổi, đợc chia làm 3 đoạn với các đặc trng hình học trung bình trong bảng sau: Tiết diện Y(m) A (m 2 ) I (m 4 ) 1 -20.7 5.20 10.408 2 0 4.93 8.757 3 30 4.10 4.762 Y 0 X 1 2 3 Dây văng: Dây văng đợc làm từ các bó cáp 7 tao, đờng kính 15.2 mm, đạt tiêu chuẩn ASTM A416, grade 270. Tiết diện các dây cho trong bảng sau: Sv:phạm văn tình-19284.46-46CĐ3 Tiết diện X(m) A (m 2 ) I (m 4 ) 1 - 1 -90 2.0912 0.972 Trang 3 Khoa cÇu ®êng Bé m«n CÇu - HÇm §å ¸n tèt nghiÖp-PhÇn thuyÕt minh x y Y 0 X D©y X Y Sè tao A (m 2 ) 1 -131.5 64 70 0.009621 2 -122.5 62.5 35 0.004811 3 -113.5 61 35 0.004811 4 -104.5 59.5 35 0.003436 5 -95.5 58 25 0.003436 6 -86.5 56.5 25 0.003436 7 -77.5 55 25 0.003436 8 -68.5 53.5 25 0.003436 9 -59.5 52 25 0.003436 10 -50.5 50.5 25 0.003436 11 -41.5 49 25 0.003436 12 -32.5 47.5 25 0.003436 13 -23.5 46 25 0.003436 14 -14.5 44.5 25 0.003436 15 14.5 44.5 25 0.003436 16 23.5 46 25 0.003436 17 32.5 47.5 25 0.003436 18 41.5 49 35 0.004811 19 50.5 50.5 35 0.004811 20 59.5 52 35 0.004811 Sv:ph¹m v¨n t×nh-19284.46-46C§3 Trang 4 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án tốt nghiệp-Phần thuyết minh .iii Vật liệu sử dụng: Tên vật liệu Cấu kiện sử dụng w (T/m 3 ) E (T/m 2 ) à Bê tông M500 Dầm chủ 2.4 3 800 000 0.2 Bê tông M400 Tháp cầu 2.4 3 500 000 0.2 Cáp cờng độ cao Dây văng 7.85 19 500 000 0.3 .iv Tải trọng: Tĩnh tải 1: g 1 = 8.0 T/m Tĩnh tải 2 : g 2 = 1.93 T/m Tải trọng thi công : trọng lợng xe đúc P = 40 T .v Lập phơng án ĐCNL: Biện pháp ĐCNL: bằng cách căng kéo các dây văng trên dầm liên tục. Mục tiêu ĐCNL đợc chọn là cao độ của các nút dây đợc căng. Nguyên tắc lập và chọn phơng án ĐCNL: Phù hợp với biện pháp thi công. Đảm bảo đạt đợc mục tiêu đ đề ra.ã Đảm bảo tính đơn giản của công tác căng chỉnh. Đảm bảo điều kiện biên về nội lực: - Không có dây nào bị nén trong quá trình thi công ( N > 0 ). - Nội lực thi công (đặc biệt là mô men uốn trong dầm) là hợp lý. Nh vậy, để lập phơng án ĐCNL, ta cần chỉ rõ trình tự thi công kết cấu nhịp, cụ thể gồm các bớc sau: Đúc K 0 trên giàn giáo. Đúc hẫng các đốt dầm, lắp và căng các dây văng tơng ứng. Hợp long nhịp biên, lắp gối cầu trên trụ biên, neo dầm vào trụ. Hợp long nhịp giữa: - Hợp long 1: bê tông đốt hợp long cha làm việc. - Hợp long 2: hai nửa cầu đợc nối liên tục. Loại bỏ liên kết tạm của dầm trên tháp (cắt ngàm). Chất tĩnh tải 2. Căng chỉnh lần cuối các dây văng để đạt trắc dọc mong muốn. Đề xuất các phơng án: Việc đề xuất phơng án ĐCNL trớc tiên dựa trên yếu tố đảm bảo tính đơn giản cho công tác căng chỉnh, tiếp đó, sử dụng chơng trình Sap 2000 tính nội lực, biến dạng của hệ do tĩnh tải và ĐCNL, kiểm tra các điều kiện biên về nội lực; nếu không thoả m n sẽ phải thay đổi phã ơng án điều chỉnh. Ph ơng án điều chỉnh: Với trình tự thi công nh trên, phơng án ĐCNL đơn giản nhất gồm có 3 đợt căng chỉnh: Đợt1: (thờng gọi là sơ chỉnh): căng chỉnh các dây văng ngay sau khi thi công hẫng các đốt dầm, đa đầu dầm về cao độ mong muốn, cụ thể là Yc = [0]. Việc căng chỉnh đợc tiến hành đồng thời cho cả 2 dây ở 2 bên tháp. Đợt 2: căng chỉnh 2 dây: 1 (ở nhịp biên) và 20 ( ở nhịp giữa). Mục tiêu là cao độ của các nút dây sau khi căng có trị số bằng nhng ngợc dấu với độ võng của chính các nút đó trong quá trình hợp long 1. Riêng với dây 1 (dây neo), mục tiêu độ võng của nút dây đợc thay bằng chuyển vị ngang của đỉnh tháp. Đợt 3 (thờng gọi là vi chỉnh): căng chỉnh các dây văng trên sơ đồ cầu hoàn thiện (sau khi hợp long, loại bỏ liên kết tạm), nhằm đạt trắc dọc mong muốn sau khi thi công (Yc = [0]). Do điều kiện về thiết bị, mỗi lần chỉ căng 2 dây, đối xứng nhau qua trục đối xứng của cầu. Sử dụng Sap 2000 cho phơng án này, kết quả thu đợc nh sau: Sv:phạm văn tình-19284.46-46CĐ3 Trang 5 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án tốt nghiệp-Phần thuyết minh Bảng cao độ mục tiêu ứng với các đợt căng Căng sơ chỉnh Bổ xung Vi chỉnh Dây/ Lực căng S1 0 -0.0398 0 S2 0 0 S3 0 0 S4 0 0 S5 0 0 S6 0 0 S7 0 0 S8 0 0 S9 0 0 S10 0 0 S11 0 0 S12 0 0 S13 0 0 S14 0 0 S15 0 0 S16 0 0 S17 0 0 S18 0 0 S19 0 0 S20 0 0.218 0 Lực điều chỉnh cho các dây văng ứng với từng giai đoạn thi công: Sv:phạm văn tình-19284.46-46CĐ3 Trang 6 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án tốt nghiệp-Phần thuyết minh tổng hợp lực căng dây văng khi sơ chỉnh và vi chỉnh 65.00 15.00 50.00 33.00 34.00 30.00 26.00 24.00 17.00 27.00 7.00 22.00 23.00 27.00 30.00 33.00 37.00 33.00 70.00 25.00 143.225 0.164 143.061 154.039 0.179 153.860 144.508 0.170 144.338 132.325 0.146132.179 114.319 0.132 114.187 119.933 0.110 120.043 107.172 0.240 107.412 95.517 1.873 93.644 80.226 4.814 85.040 82.877 4.144 87.021 0.170 144.338 0.179 153.860 0.164 143.061 0.211 114.107 4.814 80.226 82.877 Dây 09 Dây 10 Dây 20 lực vi chỉnh (T) nghiệm S, S'* theo sơ đồ Dây 06 Dây 08 Dây 07 Dây 05 Dây 04 Dây 01 Dây 03 Dây 02 số hiệu S*, S'* lực sơ chỉnh (T) thực tế Dây 17 Dây 18 Dây 19 Dây 16 Dây 15 Dây 12 Dây 13 Dây 14 nghiệm S, S'* theo sơ đồ số hiệu S*, S'* lực sơ chỉnh (T) thực tế 114.318 143.225 154.039 144.508 132.325 120.043 107.412 95.517 85.040 87.021 Dây 11 lực vi chỉnh (T) 4.144 1.873 93.644 0.240 107.172 0.110 119.933 0.146132.179 Sv:phạm văn tình-19284.46-46CĐ3 Trang 7 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án tốt nghiệp-Phần thuyết minh .vi sơ đồ thi công cầu : Với phơng án ĐCNL đ chọn, sơ đồ thi công cầu có trình tự nhã sau: dầm 34 dầm 33 dầm 36 dầm 35 dầm 37 dầm 38 dầm 39 dầm 40 dầm 32 dầm 31 dầm 22 dầm 24 dầm 25 dầm 26 dầm 23 dầm 21 dầm 20 dầm 19 dầm 18 dầm 17 dầm 16 dầm 15 dầm 14 dầm 13 dầm 12 dầm 11 dầm 10 dầm 09 dầm 08 dầm 07 dầm 06 dầm 05 dầm 04 dầm 03 dầm 02 dầm 01 điều chỉnh nội lực đợt 2 Lắp gối cầu trên trụ biên, căng chỉnh các dây 1, 2, 19, 20 dầm 12 dầm 11 n09n08 n10 n11 n12 n13 n13 n12 n11 n10 n08n09 dầm 11 dầm 12 n12n11n10n09 dầm 11 dầm 12 n10 dầm 12 dầm 11 n09n10n11n12 n11n11n10 Di chuyển xe đúc, giàn giáo, đổ bê tông dầm Lắp và căng chỉnh dây văng tiếp tục thi công hẫng hết 10 đốt dầm, rồi lắp gối cầu trên trụ biên b%ớc 10 dầm 01 dầm 02 dầm 03 dầm 04 dầm 05 dầm 06 dầm 07 dầm 08 dầm 09 dầm 10 dầm 11 dầm 12 dầm 13 dầm 14 dầm 15 dầm 16 dầm 17 dầm 18 dầm 19 dầm 20 dầm 21 H.Long dầm 23 dầm 26 dầm 25 dầm 24 dầm 22 dầm 31 dầm 32 dầm 40 dầm 39 dầm 38 dầm 37 dầm 35 dầm 36 dầm 33 dầm 34 dầm 27 dầm 28 dầm 30 dầm 29dầm 29 dầm 30 dầm 28 dầm 27 chuẩn bị hợp long Dỡ bỏ các xe đúc, lắp giàn giáo cho đốt hợp long b%ớc 1 Đúc K0 trên đà giáo Lắp và căng chỉnh dây văng b%ớc 2 b%ớc 3 Lắp và căng chỉnh dây văng Lắp xe đúc, giàn giáo, đổ bê tông dầm Sv:phạm văn tình-19284.46-46CĐ3 Trang 8 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án tốt nghiệp-Phần thuyết minh đcnl đợt 2 Căng chỉnh các dây từ 1 - 20 Căng cốt thép DƯL, tháo xe đúc Đổ bê tông đốt hợp long hợp long cắt ngàm + chất tĩnh tải2 kết thúc thi công dầm 26 dầm 25 dầm 24 dầm 31 dầm 32 dầm 40 dầm 39 dầm 38 dầm 37 dầm 35 dầm 36 dầm 33 dầm 34 dầm 27 dầm 28 dầm 30 dầm 29 dầm 01 dầm 02 dầm 03 dầm 04 dầm 05 dầm 06 dầm 07 dầm 08 dầm 09 dầm 10 dầm 11 dầm 12 dầm 13 dầm 14 dầm 15 dầm 16 dầm 17 dầm 18 dầm 19 dầm 20 dầm 23 dầm 21 dầm 22 5.2 Kết quả tính toán: Các số liệu trên đợc đa vào Sap 2000, sau đây là kết quả lực điều chỉnh của các dây văng và biểu đồ nội lực, biến dạng của hệ trong quá trình thi công. (Các bảng biểu kết quả chi tiết đợc trình bày trong phụ lục). Sv:phạm văn tình-19284.46-46CĐ3 Trang 9 Khoa cầu đờng Bộ môn Cầu - Hầm Đồ án tốt nghiệp-Phần thuyết minh -106.092 -31.375 -12.837 -50.480 -144.303 17.576 88.460 103.164 61.688 -35.968 43.689 67.766 36.382 -50.460 37.769 70.419 47.609 -30.661 64.457 103.995 88.073 16.691 115.952 159.632 147.853 80.614 179.499 222.805 210.650 143.036 235.047 271.478 252.449 177.960 255.600 277.659 244.259 155.399 279.116 347.253 359.930 317.147 357.251 294.114 175.037 0 -182.673 -106.030 -84.967 -119.364 -209.221 -58.943 35.756 74.994 58.773 163.470 164.926 110.443 Sau sơ chỉnh 43.295 67.923 36.371 -51.360 30.817 57.415 28.552 -55.771 25.307 50.805 20.843 -64.580 14.054 37.108 4.702 -83.164 -7.039 13.505 -21.410 -111.786 -37.291 -18.376 -54.922 -146.927 -72.584 -53.820 -90.516 0.000 -37.291 -111.786 -21.410 13.505 -7.039 -83.164 4.702 37.108 14.054 -64.580 20.843 50.805 25.307 -55.771 28.552 57.415 30.817 -51.360 36.371 67.923 43.295 -37.514 0.000 110.443 164.926 163.470 58.773 74.994 35.756 -58.943 -209.221 -119.364 -84.967 -106.030 -182.673 -90.516 -53.820 -72.584 -146.927 -54.922 -18.376 Biểu đồ mômen Đơn vị : Tm Tỉ lệ trục X 1 : 250 -18.376 -54.922 -146.927 -72.584 -53.820 -90.516 -182.673 -106.030 -84.967 -119.364 -209.221 -58.943 35.756 74.994 58.773 163.470 164.926 110.443 0.000 -37.514 43.295 67.923 36.371 -51.360 30.817 57.415 28.552 -55.771 25.307 50.805 20.843 -64.580 14.054 37.108 4.702 -83.164 -7.039 13.505 -21.410 -111.786 -37.291 0.000 -90.516 -53.820 -72.584 -146.927 -54.922 -18.376 -37.291 -111.786 -21.410 13.505 -7.039 -83.164 4.702 37.108 14.054 -64.580 20.843 50.805 25.307 -55.771 28.552 57.415 30.817 -51.360 36.371 67.923 43.295 110.443 164.926 163.470 58.773 74.994 35.756 -58.943 -209.221 -119.364 -84.967 -106.030 -182.673 98.797 0 175.037 294.114 357.251 317.147 359.930 347.253 279.116 155.399 244.259 277.659 255.600 177.960 252.449 271.478 235.047 143.036 210.650 222.805 179.499 80.614 147.853 159.632 115.952 16.691 88.073 103.995 64.457 -30.661 47.609 70.419 37.769 -50.460 36.382 67.766 43.689 -35.968 61.688 103.164 88.460 17.576 -144.303 -50.480 -12.837 -31.375 -106.092 -15.222 20.068 -0.102 -75.732 12.770 50.804 23.153 -54.846 32.816 64.898 41.519 -37.319 49.915 81.569 57.762 -21.504 64.429 94.783 69.676 -10.891 71.743 70.391 -13.475 63.679 85.252 51.366 -37.980 99.866 182.131 208.937 180.283 254.602 225.682 140.821 0.000 Sau CĂNG TRƯớC Tỉ lệ trục X 1 : 250 Đơn vị : Tm Biểu đồ mômen 0.000 140.821 225.682 254.602 180.283 208.937 182.131 99.866 -37.980 51.366 85.252 63.679 -13.475 70.391 71.743 -10.891 69.676 94.783 64.429 -21.504 57.762 81.569 49.915 -37.319 41.519 64.898 32.816 -54.846 23.153 50.804 12.770 -75.732 -0.102 20.068 -15.222 98.797 Sv:phạm văn tình-19284.46-46CĐ3 Trang 10 [...]... -1.12E-02 7.94E-04 -4.28E-03 6.39E-06 8.45E-04 -1.26E-02 -8.89E-04 -2.67E-02 -1.17E-03 -7.90E-04 -4.26E-02 -5.30E-05 -5.91E-02 9.24E-04 -7.65E-02 BIểU Đồ Độ VõNG Sau KHI RảI TĩNH TảI 2 -9.32E-02 1.67E-03 BIểU Đồ Độ VõNG Sau VI chỉnh 1.75E-03 9.88E-04 -1.08E-03 -4.06E-03 -8.97E-04 -8.97E-04 -4.06E-03 -1.08E-03 9.88E-04 1.75E-03 1.67E-03 -1.09E-01 -1.24E-01 -1.36E-01 -1.36E-01 -1.36E-01 -1.36E-01 -1.36E-01... -32.385 51.701 80.206 53.252 -17.138 -119.753 -12.878 -29.163 51.188 75.959 45.270 -6.408 -106.693 -40.880 33.856 53.011 16.707 -85.901 -75.057 -7.520 21.918 60.603 30.275 4.438 -69.067 -71.438 Sau rải tĩnh tải 2 33.188 -71.438 Sau cắt ngàm -39.065 -138.027 -78.031 -73.616 -124.660 -231.165 -109.326 -43.067 -32.268 -76.929 -13.008 -52.327 -147.586 -250.805 33.951 67.835 32.705 90.859 184.022 208.172 163.309... 2.69E-03 -2.50E-02 -1.93E-02 8.73E-04 -1.27E-02 -3.10E-04 -1.34E-03 -6.59E-03 -3.13E-04 9.26E-03 -1.34E-03 3.11E-03 1.59E-02 8.67E-04 2.45E-02 2.68E-03 3.63E-02 4.19E-03 5.60E-03 BIểU Đồ Độ VõNG Sau KHI SƠ CHỉNH BIểU Đồ Độ VõNG Sau KHI CĂNG TRƯớC 5.43E-02 7.97E-02 1.14E-01 1.57E-01 2.18E-01 2.18E-01 1.57E-01 1.14E-01 7.97E-02 5.43E-02 5.04E-03 1.69E-03 -3.70E-03 -1.23E-06 -1.23E-06 -3.70E-03 1.69E-03 5.04E-03... 128.732 97.602 Sv:phạm văn tình-19284.46-46CĐ3 -92.283 -76.115 -67.688 -57.936 -43.727 -69.652 -87.200 -27.935 -16.170 -2.541 98.100 129.608 92.102 -14.418 77.735 100.755 54.761 21.899 34.911 -60.245 Sau vi chỉnh -21.092 -146.107 -82.181 -87.388 -161.609 -304.843 -163.437 -91.164 -87.904 -153.658 -114.487 -192.109 -339.224 -467.747 -468.699 34.911 21.899 54.761 100.755 77.735 -467.747 -339.224 -192.109 -114.487