TKMH CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP - DẦM SUPER T

Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị Thiết Kế Dầm Cầu ÔtÔ nhịp giản đơn Bằng btct d l kéo trớc mặt cắt super-t lắp ghép. 1.Các số liệu ban đầu: + Chiều dài toàn dầm: L td = 28 m + Chiều dài tính toán: L tt =27.4 m (Chọn a =30cm) +Khổ cầu B =8m +Chiều rộng vỉa hè:2m +Tải trọng H30, XB80, ngời 300KG/m 2 . +Mác Bê tông 500 +Số dầm: 6 + Cáp : 12,7mm Bài làm: 2. Lựa chọn hình dạng kích th ớc mặt cắt. Đỗ Văn Tân Cầu Đờng Anh -K39 - 1 - Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị 2.1 Kích th ớc mặt cắt ngang tính đổi : 2.1.1 Kích th ớc bầu dầm - Diện tích bầu dầm: )(16750250*25 2 1 *2275*50* 2 1 *2250*)50700( 2 mmF =+= b 1 =700(mm 2 ) h 1 = 1 b F =240(mm) 2.1.2 Kích th ớc cánh dầm: -Diện tích cánh dầm: F=417000 (mm 2 ) b c =2190(mm) h c =215 (mm) 2.1.3.Kích th ớc s ờn dầm: h s =1295 (mm) b s =193 (mm). -Ta có mặt cắt ngang tính đổi: Đỗ Văn Tân Cầu Đờng Anh -K39 - 2 - Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị 3. Tính hệ số phân bố ngang (xét cho dầm biên). Sơ đồ không gian của kết cấu nhịp gồm các phiến dầm Super-T liên kết với nhau bởi bản mặt cầu và các dầm ngang ở gối.Do các dầm chính chỉ liên kết với nhau bằng bản mặt cầu là chủ yếu nên kết cấu ngang đợc coi nh một kết cấu liên tục kê trên gối đàn hồi là các dầm chính. Trong trờng hợp này có thể coi đờng ảnh hởng của áp lực xuống dầm chính nh đờng ảnh hởng phản lực gối của dầm liên tục kê trên các gối đàn hồi. -Tính hệ số : = pn IE d ***6 3 Trong đó: l : khẩu độ tính toán của nhịp l=27.4(m) E d , E n : mô dun đàn hồi của dầm dọc , dầm ngang ( E d = E n ) d : khoảng cách 2 dầm dọc chủ d=2.19(m) I : Độ cứng của kết cấu ngang trên 1m dài kết cấu nhịp. p :Độ võng của dầm chính do tải trọng p=1T/m phân bố đều trên chiều dài dầm dd p IE lq **384 **5 4 = Thay vào công thức tính ta có: = 4 3 4 3 * **8.12 *5***6 **384* lI Id lIE IEd d n dd = */ Tính I d : -Diện tích tiết diện ngang của dầm dọc chủ : F= 2190*215+1295*193+700*240=888785(mm 2 ) - Mô men tĩnh của tiết diện đối với trục Oxy S=2190*215*1642.5+1295*193*887.5+700*240*120=1015348438(mm 3 ) -Vị trí trọng tâm tiết diện: = = F S 1142.4 (m m) -Mô men quán tính của tiết diện tính đổi đối với trục đi qua trọng tâm dầm dọc chủ: Đỗ Văn Tân Cầu Đờng Anh -K39 - 3 - Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị )(10*4716.3 )1205.1142(*240*700 12 240*700 )5.8875.1142(*193*1295 12 1295*193 )5.11425.1642(*215*2190 12 215 *2190 411 2 3 2 3 2 3 mm I d = =+++ +++= I d =0.34716(m 4 ) */Tính I : Đối với cầu không có dầm ngang,I chính là mô men quán tính của bản mặt cầu có mặt cắt hình chữ nhật và rộng 1 m -Chọn bản mặt cầu có chiều dày bằng150 mm I = )(10.28125 12 150*1000 44 3 mm= I =0.00028125(mm 4 ) *Thay các trị số này vào ta có: = 294.0 00028125.0*4.27 34716.0*19.2*8.12 4 3 = -Tra bảng phụ lục đợc các đờng ảnh hởng R theo tim các gối của dầm 5 nhịp Với =0.294 nội suy từ trị số =0.1 và =0.5 ta có: R p 00 =0.775 R p 01 =0.285 R p 02 =0.0504 R p 03 =-0.0587 R p 04 =-0.035 R p 05 =-0.019 Tung độ ảnh hởng của R 0 tại đầu mút thừa xác định theo công thức: R p nk = R p n0 +d k * R M n0 Với R p n0 : Phản lực gối n do P =1 tác dụng trên gối biên R M n0 : Phản lực gối n do M=1 tác dụng trên gối biên d k =1.075 m , d=2.19 d k /d=0.49 Tra bảng ta có : d* R M 00 =0.543 và d* R M 05 =0.016 R p 0k =0.775+0.49*0.543=1.041 R p 5k =-0.019+0.49*0.016=-0.0126 Đờng ảnh hởng phản lực của dầm biên: Đỗ Văn Tân Cầu Đờng Anh -K39 - 4 - Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị Hệ số phân bố ngang cho dầm biên: K= i y 2 1 +Với H30: K= ( ) 219.0105.0333.0* 2 1 =+ +Với XB80: K= ( ) 1648.003.02995.0* 2 1 =+ +Với ngời: K= ( ) ( ) 523.1075.1*532.0775.0* 2 1 925.0*775.01* 2 1 =+++ Đỗ Văn Tân Cầu Đờng Anh -K39 - 5 - Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị 4.Xác định tĩnh tải giai đoạn I và II. 4.1 Tĩnh tải giai đoạn I: -Tĩnh tải dầm dọc chủ q 1 =0.5603*2.5*1=1.4008 T/m. -Dầm ngang:ở dầm super-T chỉ có dầm ngang ở hai đầu gối nên cả cầu có 10 dầm ngang Trọng lợng toàn bộ:=10*(2.19-0.75)*0.15*1.2*2.5=6.48 T Trọng lợng rải đều trên một mét dài cầu, trên một dầm chủ: q 1 =6.48/27.4*6 = 0.0394T/m -Trọng lợng vách ngăn ( mỗi dầm đợc ngăn bởi 2vách ngăn nên toàn bộ cầu có 12 vách ngăn).p vn =3.828 T q 1 = 3.828/27.4*6 = 0.0233 T/m. -Ván khuôn vĩnh cửu: q 1 = 0.03*0.45*2.5=0.03375 T/m. Do đó q 1 = 1.4008 + 0.0394 + 0.0233 + 0.03375 =1.49725 T/m 4.2-Tĩnh tải giai đoạn II : Gồm lan can, lớp phủ mặt cầu, gờ chắn bánh. +Trọng lợng gờ chắn bánh trên một mét dài cầu: F=250*500 +150*150*0.5 +100*150=151250(mm 2 )=0.15125 (m 2 ). P g = 0.15125*27.4*2.5/27.4 = 0.37813 T/m +Trọng lợng lớp phủ mặt cầu và bản mặt cầu :Lớp phủ mặt cầu có bề dày 11 cm ,tĩnh tải tiêu chuẩn trên 1 m 2 bản: Lớp bê tông át phan dày 5 cm: 0.05*2.3=0.115 T/m 2 Lớp bê tông xi măng bảo hộ dày 3 cm: 0.03*2.5=0.075 T/m 2 Lớp phòng nớc dày 2 cm: 0.02*1.5=0.03 T/m 2 Lớp mui luyện dày 1 cm: 0.01*2.52=0.0252 T/m 2 +Bản mặt cầu: 0.15*2.5= 0.375 T/m 2 Tộng cộng: P mc = 0.6202 T/m 2 +Trọng lợng lan can, tay vịn :Bố trí lan can cách nhau 3 m ta có mỗi bên 10 cột Thể tích phần cột lan can và tay vịn V 1 =0.8*0.2*0.2*10+0.2*0.2*27.4=1.416 m 3 Thể tích phần đỡ lan can V 2 =(0.5*0.2*0.4+0.2*0.2+0.4)*10=0.56 m 3 V 1 Trọng lợng lan can trong một mét dài cầu: V 2 P lc =(1.416+0.56)*2.5/27.4=0.1803 T/m. Tính q 2 =P lc *y lc +P g *y g +P mc *w mc Với y lc =1.0284m y g = 0.4804 m w mc =2.3209 m 2 q 2 =0.1803*1.0284+0.37813*0.4804+0.6202*2.3209=1.8065 T/m 5.Xác định nội lực dầm chủ ở các mặt cắt đặc tr ng. Cần xét 5 mặt cắt đăc trng ở các vị tại gối,cách gối 1.5m ,l/2, l/3, l/4. Tính nội lực theo công thức:S=q* Với q:tải trọng rải đều tơng đơng :diện tích đờng ảnh hởng. 5.1Hệ số xung kích : 132.11 =+ 5.2Tải trọng t ơng của H30 và XB80. Đỗ Văn Tân Cầu Đờng Anh -K39 - 6 - Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị Tra bảng tải trọng tơng đơng của ôtô và xe bánh XB80 từ phụ lục đối với đờng ảnh h- ởng mô men và đờng ảnh hởng lực cắt ta có bảng tổng hợp số 3. 5.3 Nội lực tiêu chuẩn và nội lực tính toán lớn nhất do các tổ hợp tải trọng.(T/m) Trong bảng tổng hợp số 4 ta tính toán các nội lực Q và M do các tổ hợp tải trọng Tiêu Chuẩn gây ra Trong bảng tổng hợp số 5 ta tính toán các bảng nội lực Q và M do các tổ hợp tải trọng tính toán gây ra. Đỗ Văn Tân Cầu Đờng Anh -K39 - 7 - Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị nội lực Các trị số để tính ĐAH Diện tích đờng ảnh hởng l(m) x(m) l-x(m) y=x*(l-x)/l y 1 =(l-x)/l y 2 =1-y 1 1 (m 2 ) 2 (m 2 ) 3 (m 2 ) (m 2 ) 1 M 1 27.4 1.5 25.9 1.4178832 19.425 19.425 2 M 2 27.4 6.85 20.55 5.1375 70.38375 70.38375 3 M 3 27.4 9.13 18.27 6.0877774 83.40255 83.40255 4 M 4 27.4 13.7 13.7 6.85 93.845 93.845 5 Q 0 27.4 0 27.4 0 1 0 13.7 0 13.7 6 Q 1 27.4 1.5 25.9 0.9452 55 0.05474 12.2411 -0.04105839 12.2 7 Q 2 27.4 6.85 20.55 0.75 0.25 7.70625 -0.85625 6.85 8 Q 3 27.4 9.13 18.27 0.666788 0.33321 6.09111 -1.52111131 4.57 9 Q 4 27.4 13.7 13.7 0.5 0.5 3.425 -3.425 0 Nội lực do tĩnh tải (tiêu chuẩn và tính toán). Dòng Nội Diện tíchTĩnh tải TC Hệ số vợt tải Tĩnh tải tiêu chuẩn Tổng Tĩnh tải tính toán Tổng Lực ĐAH q 1 (T/m) q 2 (T/m) n 1 n 2 q 1 * q 2 * n 1 *q 1 * n 2 *q 2 * 1 M1 19.425 1.49725 1.8065 1.1 1.5 29.08408 35.09126 64.17534 31.99249 52.63689 84.6294 2 M2 70.3838 1.49725 1.8065 1.1 1.5 105.3821 127.1482 232.5303 115.9203 190.7224 306.643 3 M3 83.4026 1.49725 1.8065 1.1 1.5 124.8745 150.6667 275.5412 137.3619 226.0001 363.362 4 M4 93.845 1.49725 1.8065 1.1 1.5 140.5094 169.531 310.0404 154.5604 254.2965 408.857 5 Q0 13.7 1.49725 1.8065 1.1 1.5 20.51233 24.74905 45.26138 22.56356 37.12358 59.6871 6 Q1 12.2 1.49725 1.8065 1.1 1.5 18.26645 22.0393 40.30575 20.0931 33.05895 53.152 7 Q2 6.85 1.49725 1.8065 1.1 1.5 10.25616 12.37453 22.63069 11.28178 18.56179 29.8436 8 Q3 4.57 1.49725 1.8065 1.1 1.5 6.842433 8.255705 15.09814 7.526676 12.38356 19.9102 9 Q4 0 1.49725 1.8065 1.1 1.5 0 0 0 0 0 0 -Nội lực do hoạt tải H30, XB80, ngời. Dòng Nội lực Tải trọng tơng đơng DT dah Hệ số phân bố ngang Nội lực do TTTC Đỗ Văn Tân Cầu Đờng Anh -K39 - 8 - Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị P H30 P ngời P XB-80 P H30 P ngời P XB-80 H30 Ngời XB-80 1 M 1 2.513 0.3 5.4232 19.43 0.219 1.523 0.1648 10.69049 8.875283 17.36096 2 M 2 2.1235 0.3 5.328 70.38 0.219 1.523 0.1648 32.73174 32.15836 61.80081 3 M 3 2.069 0.3 5.328 83.4 0.219 1.523 0.1648 37.79064 38.10665 73.23202 4 M 4 1.96 0.3 5.328 93.85 0.219 1.523 0.1648 40.28203 42.87778 82.40102 5 Q 0 2.6225 0.3 5.45 13.7 0.219 1.523 0.1648 7.868287 6.25953 12.30479 6 Q 1 2.6788 0.3 5.752 12.24 0.219 1.523 0.1648 7.181329 5.592959 11.6037 7 Q 2 2.8535 0.3 7.1123 7.706 0.219 1.523 0.1648 4.815763 3.520986 9.03255 8 Q 3 3.03 0.3 7.9028 6.091 0.219 1.523 0.1648 4.041878 2.783028 7.932949 9 Q 4 3.692 0.3 10.157 3.425 0.219 1.523 0.1648 2.769277 1.564883 5.733017 -Nội lực lớn nhất do hoạt tải và tĩnh tải tiêu chuẩn Dòng Nội lực Nội lực tổng cộng do tải trọng tiêu chuẩn Nội lực lớn nhất do Tĩnh tải+H30+ngời Tĩnh tải +XB 80 ht và tt tiêu chuẩn 1 M1 83.7411 101.9903 101.99 2 M2 297.42 368.4434 368.443 3 M3 351.438 436.594 436.594 4 M4 393.2 491.2579 491.258 5 Q0 59.3891918 71.991925 71.9919 6 Q1 53.080038 64.755746 64.7557 7 Q2 30.9674359 38.876116 38.8761 8 Q3 21.9230435 27.843182 27.8432 9 Q4 4.3341594 5.7330171 5.73302 Nội lực lớn nhất do tĩnh tải và hoạt tải tính toán dòng Nội lực hệ số xk Hệ số vợt tải Nội lực tổng cổng do tải trọng tính toán Nội lực tinh toán Đỗ Văn Tân Cầu Đờng Anh -K39 - 9 - Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị +1 n h30 n ng n xb80 tt+H30+ng tt+ XB80 lớn nhất 1 M 1 1.132 1.4 1.4 1.1 113.9971 103.7264 113.9971 2 M 2 1.132 1.4 1.4 1.1 403.5376 374.6235 403.5376 3 M 3 1.132 1.4 1.4 1.1 476.6019 443.9172 476.6019 4 M 4 1.132 1.4 1.4 1.1 532.7247 499.498 523.7247 5 Q 0 1.132 1.4 1.4 1.1 80.920135 73.2224 80.9201 6 Q 1 1.132 1.4 1.4 1.1 72.363158 65.91612 72.3632 7 Q 2 1.132 1.4 1.4 1.1 42.404967 39.77937 42.405 8 Q 3 1.132 1.4 1.4 1.1 30.212041 28.63648 30.212 9 Q 4 1.132 1.4 1.4 1.1 6.5795855 6.306319 6.57959 Đỗ Văn Tân Cầu Đờng Anh -K39 - 10 - [...]... I: Thi t Kế Môn Học Cầu Bê T ng Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị a/M t m t do ma s t giữa c t thép với thành ống hoặc với liên k t định vị chỗ uốn gãy khúc của c t thép trong dầm kéo trớc khi đổ bê t ng :5 -Do công nghệ chế t o dầm Super- T là thi công kéo trớc, các c t thép dự ứng lực đợc kéo thẳng nên 5 =0 b/ M t m t do sự truyền nhi t giữa c t thép và bệ khi hấp hơi nóng dỡng hộ bê t ng trong dầm có c t thép. .. 3000 d/M t m t dự ứng su t do t chùng của c t thép :3 Thi t Kế Môn Học Cầu Bê T ng Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị 3 =(0.27*d / Rdtc- 0.1)*d Trong đó:d- ứng su t c t thép có t nh đến m t m t ứng su t xu t hiện trớc nén bê t ng d = KT - 5 - 6 = KT = 12537 kG/cm2 với KT-ứng su t kiểm tra trong cố thép dự ứng lực =(0. 8-0 .9)R d1 Rd1-Cờng độ cáp dự ứng lực trong giai đoạn chế t o =13930kG/cm 2 Rdtc Cờng độ tiêu chuẩn...Thi t Kế Môn Học Cầu Bê T ng Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị 6.Bố trí c t thép và chon kích thớc m t c t 6.1Xác định lợng c t thép cần thi t theo công thức gần đúng: -Chiều cao làm việc ho của dầm: ' ho = 1 (1 0.5 * ) Với dầm giản đơn ta lấy =0.09 M: Mô men lớn nh t do t nh t i và ho t tải t nh toán M = 523.7247 T. m =52372470 kg.cm M bc * Ru Thi t Kế Môn Học Cầu Bê T ng Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị bc=219... của m t c t dầm Đặc trng hình học đợc xác định cho hai ti t diện , ti t diện ở giữa nhịp và ti t diên cách gối 1.5 m Thi t Kế Môn Học Cầu Bê T ng Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị - Mô đun đàn hồi của bê t ng : Eb=380000 kG/cm2 - Mô đun đàn hồi của c t thép: Et=1.8*106 kG/cm2 Hệ số: n=Et/Eb=4.8 +/ Đặc trng hình học của ti t diện nguyên và ti t diện liên hợp: -M t c t L/2: */Diện t ch của m t c t tính đổi: Ftđ=b*h... Cầu Bê T ng Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị ở đây bỏ qua phần c t thép thờng và c t DƯL ở phần chịu nén -Kiểm tra trờng hợp t nh toán: Gọi N1=Ru*bc*hc=255*219*21.5=1200667.5 kG N2=Rd2*Fd=13950*40*0.988=551304 kG Với: Ru-Cờng độ t nh toán chịu uốn của Bê t ng =255kG/cm2 Rd 2- Cờng độ t nh toán của c t thép DƯL ở giai đoạn sử dụng =13950kG/cm 2 Fd-Diện t ch của c t thép DƯL=40*0.988 cm2 Ta thấy rằng N1>N2 Trục trung... c, x:Trị số giới hạn của biến dạng co ng t tơng đối và của đặc trng t biến phụ thuộc vào tuổi bê t ng lúc bị nén trớc ,mác bê t ng và điều kiện hoá rắn Lấy c =0.0001, x=1.6 b:ứng su t của bê t ng của c t thép đang x t do DƯL đã x t các m t m t ứng su t sau đây: 4 , 3, 5 ,6 Nd = (KT- 3- 5 - 6 - 4)* Fd = (12537 - 1040.23 0 0 240 )* 39.52 = 444867.55 kG Thi t Kế Môn Học Cầu Bê T ng Trờng ĐH GTVT-Hà... Cầu Bê T ng Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị -Vậy số tao cáp cần thi t là: n=Fd/F1tao=37.635/0.988=38.09 tao chọn 40 tao -Ta bố trí c t thép nh sau:40 tao bố trí ở phía dới gồm 4 hàng, các tao trong hàng đối xứng nhau qua tim dầm: +Hàng 1 cách đáy dầm 60 mm gồm 13 tao +Hàng 2 cách đáy dầm 110 mm gồm 13 tao +Hàng 3 cách đáy dầm 160 mm gồm 12 tao + Hàng 4cách đáy dầm 210 mm gồm 2 tao Thi t Kế Môn Học Cầu Bê T ng Trờng... 36702763.95 td td b kG/cm :Hàm số x t tới ảnh hởng của quá trình co ng t và tf biến kéo dài của bê t ng t i trị số ứng su t hao h t đợc xác định nh sau bằng cách tra bảng: phụ thuộc vào đặc trng t biến cuối cùng x và t ch số * n1* à E F y2 n 1 = d =4.8 à = d = 1 + 2 Eb Fb r Với:y- khoảng cách t trục m t c t đến trọng t m c t thép F d Thi t Kế Môn Học Cầu Bê T ng Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị y=110.54 9-1 1.375=99.174... đầu dầm là 14 bó (Số cáp làm việc t i các m t c t đợc thể hiện trong bản vẽ ) 6.2 Bố trí c t thép ở m t c t giữa nhịp nh hình vẽ Gọi aT:Khoảng cách t trọng t m đám c t thép đến đáy dới của dầm aT = St f * yi 13 * 6 + 13 * 11 + 12 * 16 + 2 * 21 = = = 11.375(cm) ft f *n 40 aT=11.375 cm ho=17 5-1 1.375=163.625 cm 7 T nh duy t cờng độ dầm trong giai đoạn sử dụng theo mô men của m t c t thẳng góc Thi t. .. (bc-b)*hc + (b1-b)*h1 + n1* F1 +Ti t diện nguyên: Ftđ=18.5*160 + (13 9-1 8.5)*11.7 + (7 0-1 8.5)*24 + 4.8*39.52 Ftđ= 5783.69 cm2 +Ti t diện liên hợp: Ftđ =19.3*175 + (21 9-1 9.3)*21.5 + (7 0-1 9.3)*24 + 4.8*40*0.988 = 9077.546 cm 2 Thi t Kế Môn Học Cầu Bê T ng Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị */Mô men t nh của ti t diện t nh đổi với đáy dầm: Sx=b*h2/2 + (bc-b)*hc*(h-0.5*hc) + (b1-b)*h12/2 + n1*F1*at Với at : Trọng t m cốt . Văn T n Cầu Đờng Anh -K39 - 10 - Thi t Kế Môn Học Cầu Bê T ng Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị 6.Bố trí c t thép và chon kích th ớc m t c t. 6.1Xác định l ợng c t thép cần thi t theo công thức gần đúng: -Chiều. kích th ớc m t c t. Đỗ Văn T n Cầu Đờng Anh -K39 - 1 - Thi t Kế Môn Học Cầu Bê T ng Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị 2.1 Kích th ớc m t c t ngang t nh đổi : 2.1.1 Kích th ớc bầu dầm - Diện t ch. Thi t Kế Môn Học Cầu Bê T ng Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị Thi t Kế Dầm Cầu t nhịp giản đơn Bằng btct d l kéo trớc m t c t super- t lắp ghép. 1.Các số liệu ban đầu: + Chiều dài toàn dầm: L td