Thiết kế cầu bê tông cốt thép - Chương 9

Ch Ch −¬ −¬ ng 9 ng 9 TÝnh to TÝnh to ¸ ¸ n n M M è è & trô c & trô c Ç Ç u u 9.1. TÍNH TOÁN TRỤ CẦU I. Các loại tải trọng tác dụng: + Tỉnh tải: . Trọng lượng bản thân mố trụ . Trọng lượng KCN. . Trọng lượng đất đắp (nếu có) . áp lực đẩy ngang của đất, . Lực đẩy nổi của nước + Hoạt tải: . Trọng lượng xe, người đi bộ . Áp lực ngang của đất do hoạt tải đứng trên lăng thể trượt. . Lực ly tâm (đối với cầu cong). + Các tải trọng phụ: -Theo phương dọc cầu: *Lực hãm xe *Lực gió dọc cầu *Lực va tàu bè *Lực ma sát gối cầu *Áp lực thủy tỉnh. -Theo phương ngang cầu: *Lực gió ngang cầu *Lực lắc ngang *Lực va tàu bè *Áp lực thủy động. Ngoài ra, cón có các tác dụng đặc biệt khác như lực động đất, lực do qúa trình thi công gây ra. II. Tính toán nội lực trụ cầu: 1. Phản lực tỉnh tải của KCN: a. Nhịp trái: -Phản lực do trọng lượng dầm, đường người đi, lan can, các lớp mặt cầu: l 1 l 2 1 Đah R trụ t tt n t tc n wgngnR wggR *) ( *)( 2211 21 += += Mô men dọc cầu đối với trọng tâm của mặt cắt : 1 1 * * eRM eRM tttt d tctc d Σ= Σ= Trong đó: e1: k/c từ gối cầu đến trọng tâm mặt cắt tính toán b. Nhịp phải: tính tương tự. 2. Trọng lượng bản thân trụ: Trọng lượng bản thân trụ tính từ mặt cắt đang xét trở lên -Trọng lượng tiêu chuẩn: R tc = γ.V -Trọng lượng tính toán: R tt = n t .R tc Mô men dọc cầu do tĩnh tải KCN kê lên trụ cầu : 2211 2211 ** ** eReRM eReRM tttttt d tctctc d −= −= 3. Phản lực do hoạt tải ôtô trên kết cấu nhịp: a. Khi hoạt tải đứng trên hai nhịp ở tất cả các làn xe: Có thể xác định bằng hai cách: . Xếp xe trực tiếp lên đường ảnh hưởng. . Dùng tải trọng tương đương. l 1 l 2 1 y i P i THDBRR THPRR THCRR KmyPmR tctt tctt tctt tdii tc :98.0 :12.1 :4.1 ***.** 00 00 00 0 = = = ==→ ∑ ωββ Với K tđ tra ứng với λ = L 1 + L 2 →Mô men dọc cầu: THDBMM THPMM THCMM eeKmM tctt tctt tctt td tc :98.0 :12.1 :4.1 ) (** 00 00 00 22110 = = = −=→ ωωβ b. Hoạt tải đứng trên một nhịp (lớn) ở tất cả các làn xe: Ω+= Σ+= Ω= Σ= ****)1( ****)1( *** *** 0 0 0 0 tdh tt iih tt td tc ii tc KmnR yPmnR KmR yPmR βμ βμ β β l 1 l 2 1 y i P i Với K tđ tra ứng với λ = L 1 →Mô men dọc cầu: THDBMM THPMM THCMM eKmM tctt tctt tctt td tc :98.0 :12.1 :4.1 ** 00 00 00 110 = = = =→ ωβ c. Hoạt tải đứng trên hai nhịp, xe chạy lệch tâm: Trường hợp này ô tô chạy sát mép đávĩa theo quy định và số làn xe chạy lệch lấy như sau: +Bcầu ≤ 10.5m : Xếp 1 làn xe chạy lệch +Bcầu > 10.5m : Xếp 2 làn xe chạy lệch Ngoài việc xác định M dọc cầu còn phải xác định M ngang cầu THDBMM THPMM ZRM tc ng tc ng tc ng tc ng tctc ng :98.0 :12.1 * 00 00 100 = = = >=0.5 Z1 Thượng lưu Hạ lưu Chú ý: Xếp xe lệch tâm về phía hạ lưu 4. Phản lực của xe xích trên kết cấu nhịp: Có thể xác định bằng hai cách: . Xếp xe trực tiếp lên đường ảnh hưởng. . Dùng tải trọng tương đương. Áp lực của xe xích lên KCN: Mô men theo phương dọc cầu: y 2 w 1 w 2 l 1 l 2 y 1 tctt tc RR wwKR *1.1 )(* 21 = += tc d tt d tc d MM ewewKM 1.1 ) ( 2211 = −= Trong đó: K: áp lực trên 1m dài của xe xích [...]... Dọc theo tim cầu Ngang cầu Có thông thuyền Không thông thuyền Thượng lưu Hạ lưu( không có nước) 12000 100 50 125 100 8000 70 40 90 70 4000 65 35 80 65 2000 55 30 70 55 500 25 15 30 25 250 15 10 20 15 100 10 5 15 10 Chú ý: với mố trụ có bố trí hệ thống chống va thì không xét tải trọng này 12 Lực ma sát gối cầu: - Khi KCN chuyển vị dưới tác dụng của nhiệt độ, cũng như của hoạt tải Trong gối cầu sẽ xuất... hướng dọc cầu, truyền cho cả hai gối di động và cố định có trị số là: T = f*N Trong đó: N: phản lực gối do tỉnh và hoạt tải (không xét 1+μ) f: hệ số ma sát trong của gối • Chú ý: - Lực ma sát chỉ tính khi mố trụ đặt trên nền đá và các bộ phận của mố trụ liên kết trực tiếp với gối cầu - Lực ma sát coi như tác dụng tại trung tâm của khớp gối cố định cũng như đỉnh của khớp gối dưới trong gối di động - Lực... đây: -Lực ly tâm không xét với lực lắc ngang, động đất -Lực lắc ngang không xét với lực hãm, gió, ly tâm, đ.đất -Lực hãm không xét với lực lắc ngang, va, ma sát, đ.đất -Lực va không xét với lực hãm, gió, ma sát, động đất +Các tổ hợp được tính với hai giá trị nội lực tiêu chuẩn và tính toán +Trong THP & THĐB thì không xét đến tải trọng xe xích và xe đặc biệt E0' ω E0 e0 h1 e0' H 9. 2 TÍNH TOÁN MỐ CẦU... như sau: Rgiàntc = 0.6*γ*Rntc Trong đó: Rtrụtc : Lực gió theo phương ngang xđ theo mục 9 +Lực gió tác dụng lên trụ: Rtc = wgió.Strụdọccầu →Lực gió tổng cộng tác dụng lên trụ cầu: Rtc = Rgiàntc + Rtrụtc →Mô men theo phương dọc cầu: M tc = hgian R tc gian + htru R M = 1.2M : THP tt tc tc tru 11 Lực va chạm tàu bè: - Tải trọng này đặt vào giữa chiều rộng hay dài của mố trụ ở cao độ MNTT tính toán, phụ...5 Phản lực do người đi bộ trên kết cấu nhịp: a Người đi trên hai lề ở cả hai nhịp: áp lực xuống mố trụ cầu: Mô men theo phương dọc tc Rn = 2.d qn ( w1 + w2 ) tc M d = 2.d qn ( w1 * e1 − w2 * e2 ) R = 1.4 R :THC tt tc M d =1.4.M d :THC tt n tc n tc = 1.12 Rn :THP tt tc M d =1.12.M d :THP tc = 0 .98 Rn :THDB tt tc M d = 0 .98 .M d :THDB l1 l2 qn w1 w2 b Người đi trên hai lề ở một... w1 w2 b Người đi trên hai lề ở một nhịp (nhịp lớn hơn): Mô men theo phương dọc áp lực xuống mố trụ cầu: R = 2.d qn w1 tc tc M n = Rn e1 R = 1.12 R :THP tt tc M n = 1.12M n :THP R = 0 .98 R :THDB M = 0 .98 M :THDB tc n tt n tc n tt n tc n tt n tc n c Người đi trên hai nhịp xếp lệch tâm: áp lực xuống mố trụ cầu: R = d qn ( w1 + w2 ) tc n tt tc Rn = 1.12 Rn :THP Mô men theo phương ngang tc tc M n = Rn * Z... với H13, H10 : g = 0.2 (T/m) → Lực lắc ngang tác dụng lên trụ cầu: RLNtc = g.(L1 + L2)/2 +Đối với xe xích, xe đặc biệt: lực xem như lực tập trung +Đối với HK80 : RLNtc = 5 (T) +Đối với xe xích: RLNtc = 4 (T) → Mô men theo phương ngang cầu: M tc LN = R h M tt LN = 1.12 M tt LN tc LN : THP ht=h3 h2 h1 hd hl 9 Tải trọng gió theo phương ngang cầu: Gió tác động lên diện tích chắn gió → Lực gió *Xác định... Sdầm=hdầm(l1+l2)/2 bt +Trụ cầu: Strụ=btrụ.htrụ Lực gió tác dụng lên trụ: Rgiótc = S.wgió Mô men do lực gió gây ra: M tc = ω gio ( S LC + S dam + S tru ) M = 1.2 M : THP tt tc Chú ý: W gió = 50kg/m2: khi không có xe W gió = 180kg/m2: khi có xe 10 Tải trọng gió theo phương dọc cầu: Tải trọng gió theo phương dọc chỉ xét đối với cầu giàn rỗng Lực gió tác dụng lên giàn theo phương dọc cầu lấy như sau: Rgiàntc... toán của mố cầu: H h1 +Mố có nhiều hàng cọc (mố chân dê): h2 b B'2 B1 Chiều rộng tính toán của mố: B1 h1 + B2 h2 B= H Trong đó: B2=2Σb : nếu 2Σb < B2’ B2=B2’ : nếu 2Σb ≥ B2’ Chiều rộng tính toán B tại mặt cắt 1-1 : B1.h1 + B2 h2 + B3 h3 B= H B2 B3 1 1 2 2 Bm Chiều rộng tính toán B tại mặt cắt 2-2 : B1.h1 + B2 h2 + Bm hm B= Hm hm +Mố vùi, mố tường: h3 h1 H h2 Hm B1 Chiều rộng B tại mặt cắt 1-1 : B1 h1 +... T = 0.3 * P * m * γ : khi λ ≤ 25m = 0.6 * P * m * γ : khi λ = 25 ÷ 50m = 0 .9 * P * m * γ : khi λ > 50m Trong đó: P: trong lượng xe nặng nhất trong đoàn xe m: số làn xe γ=1 : gối cố định γ = 0.5 : gối trượt, tiếp tuyến γ = 0.25: gối con lăn Mô men theo phương dọc cầu: h T M tc = T *h M = 1.12 * M tt tc 7 Lực ly tâm: Đối với cầu nằm trên đường cong có R ≤ 600m, cần phải xét đến lực ly tâm: (c) ⎧ 0.15