HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ MỐ CHỮ U THEO 22TCN272-05

HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ MỐ CẦU

Phụ lục Phần 1: giới thiệu chung

1 Tiêu chuẩn thiết kế

1.1– Tiêu chuẩn thiết kế 4

1.2 – Phương pháp tính toán thiết kế 4

1.3 – Phương trình tổng quát của TTGH 4

1.4 – Các TTGH theo 22TCN 272 – 05 6

1.4.1 – Các TTGH theo tiêu chuẩn 22TCN 272 – 05 6

1.4.2 – Trạng thái giới hạn cường độ 6

1.4.3 – Trạng thái giới hạn sử dụng 6

1.4.4 – Trạng thái giới hạn mỏi và đứt g8y 7

1.4.5 – Trạng thái giới hạn đặc biệt 7

2 – Nội dung tính toán thiết kế 2.1 – Trình tự tính toán thiết kế mố trụ 8

2.2 – Sơ đồ khối 8

2.3 – Nội dung tính toán thiết kế Mố cầu 9

Phần 2: Ví dụ tính toán thiết kế mố chữ U BTCT 1 – Số liệu tính toán thiết kế 1.1 – Số liệu chung 10

1.2 – vật liệu chế tạo mố 10

1.3 – Các hệ số tính toán 11

1.4 – Đất đắp sau mố 11

1.5 – Số liệu về các lớp đất nền 11

2 – cấu tạo kết cấu nhịp 2.1 – Quy mô mặt cắt ngang cầu 12

2.2 – Cấu tạo dầm chủ 12

3 – Kích thước cấu tạo mố 3.1 – Nguyên tắc xác định các kích thước của mố 14

3.2 – Xác định các kích thước cơ bản của mố 15

4 – Xác định tải trọng tác dụng lên mố 4.1 – Các tải trọng tác dụng lên mố 18

4.2 – Các mặt cắt kiểm toán 18

4.3 – Xác định trọng lượng các bộ phận mố 19

4.4 – Xác định áp lực thẳng đứng từ kết cấu nhịp 21

4.5 – Xác định áp lực thẳng đứng do hoạt tải trên bản quá độ 22

4.6 – Xác định áp lực đất tác dụng lên mố 23

4.7 – Lực h8m do hoạt tải trên KCN (BR) 29

4.8 – Lực ma sát gối cầu 29

4.9 – áp lực gió tác dụng lên mố 30

4.9.1 – áp lực gió ngang 30

4.9.2 – áp lực gió dọc 30

4.9.3 – áp lực gió thẳng đứng 31

4.9.4 – áp lực gió tác dụng lên xe cộ 31

4.10 – áp lực nước tác dụng lên mố 32

5 – Tổ hợp tải trọng 5.1 – Hệ số tải trọng 33

- Hệ số tải trọng dùng cho các tải trọng thường xuyên 34

5.2 – Tổng hợp nội lực tại mặt cắt đáy móng (mặt cắt I – I) 34

5.3 – Tổng hợp nội lực tại mặt cắt chân tường thân (mặt cắt II – II) 35

5.4 – Tổng hợp nội lực tại mặt cắt chân tường đỉnh (mặt cắt III – III) 35

5.5 – Tổng hợp nội lực tại mặt cắt tường cánh (mặt cắt IV – IV) 36

6 – tổ hợp tải trọng bất lợi 6.1 – Nguyên tắc thành lập tổ hợp tải trọng bất lợi 37

6.1.1 – Nguyên tắc chung 37

6.1.2 – Tổ hợp tải trọng Ia: Bất lợi ra phía sông 37

6.1.3 – Tổ hợp tải trọng Ib: Bất lợi vào bờ 37

6.2 – Tổ hợp tải trọng đối với mặt cắt đáy bệ (Mặt cắt I-I) 39

6.3 – Tổ hợp tải trọng đối với mặt cắt chân tường thân (MC II-II) 41

6.4 – Tổ hợp tải trọng đối với mặt cắt chân tường đỉnh (MC III-III) 43

7 – Tính toán và bố trí cốt thép 7.1 – Nguyên tắc tính toán và bố trí cốt thép 44

7.2 – Tính toán và bố trí cốt thép mặt cắt đáy móng (Mặt cắt I - I) 48

7.3 – Tính toán và bố trí cốt thép mặt cắt chân tường thân (MC II - II) 50

7.4 – Tính toán và bố trí cốt thép mặt cắt chân tường đỉnh (MC III - III) 52

7.5 – Tính toán và bố trí cốt thép mặt cắt tường cánh (MC IV - IV) 54

8 – Tính toán và bố trí cọc 8.1 – Tính sức chịu tải của cọc 56

8.3 – Sơ bộ kiểm toán nội lực dọc trục cọc trong móng 60

9 – Kiểm toán móng

9.1 – Xác định điều kiện kiểm toán móng cọc 61

9.2 – Kiểm toán bệ cọc theo các TTGH cường độ 61

9.3 – Kiểm toán bệ cọc theo các TTGH sử dụng 64

9.4 – Kiểm toán nền móng theo các TTGH cường độ 64

9.5 – Kiểm toán nền móng theo các TTGH sử dụng 67

10 – Tính toán thi công 10.1 – Xác định khối lượng bêtông chế tạo mô 68

10.2 – Chọn búa đóng cọc 68

10.3 – Tính độ chối lý thuyết của cọc 69

10.4 – Tính chiều dày lớp bêtông bịt đáy hố móng 69

Hướng dẫn thiết kế môn học Thiết kế Mố cầu dầm

Phần 1: giới thiệu chung

1 – tiêu chuẩn thiết kế 1.1– Tiêu chuẩn thiết kế

- Quy trình tính toán thiết kế cầu cống theo các trạng thái giới hạn do Bộ GTVT ban hành:

22TCN 272 - 05

1.2 – Phương pháp tính toán thiết kế

- Tuỳ vào quan điểm tính toán thiết kế mà có các phương pháp tính toán khác nhau như tính theo ứng suất cho phép, tính theo nội lực giới hạn và tính theo các TTGH

ở đây chúng ta tính toán thiết kế theo 22TCN 272 – 05 nên phương pháp tính toán

được áp dụng là tính toán theo các TTGH:

[ ]S gh

S ≤Trong đó:

+ S: Nội lực lớn nhất xuất hiện trong bộ phận kết cấu có xét tới tất cả các yếu

tố làm gia tăng tác động của tải trọng

+ [Sgh]: Khả năng chịu lực giới hạn của bộ phận kết cấu có xét đến tất cả các yếu tố làm giảm khả năng chịu lực của kết cấu

- Hệ số sức kháng φ: Đối với một TTGH nào đó thì hệ số sức kháng được sử dụng

để xét đến tính thất thường trong tính chất của kết cấu, của vật liệu và độ chính xác của các phương trình thiết kế đánh giá khả năng chịu tải, tình huống hư hỏng của công trình

- Hệ số điều chỉnh tải trọng: ηi

+ ηi = ηD ηR ηI ≥0,95 đối với các tải trọng dùng hệ số tải trọng γimax

+ ηi =

I R

1 - ηD≥1,05 cho các cấu kiện và liên kết không dẻo

2 - ηD =1,0 cho các thiết kế thông thường, theo đúng yêu cầu của tiêu chuẩn thiết kế

3 - ηD≥0,95 cho các cấu kiện có dùng các biện pháp để tăng thêm tính dẻo

+ ηR: Độ dư thừa: Độ dư thừa có ý nghĩa đối với giới hạn an toàn của cầu Một

số kết cấu siêu tĩnh được cọi là dư thừa vì nó có nhiều liên kết hơn so với yêu cầu cân bằng tĩnh định Hệ cầu có một được tiếp đất được coi là không dư thừa (không nên dùng loại này)

Trong trạng thái giới hạn cường độ (TTGH cường độ)

1 - ηR≥1,05 cho các bộ phận không dư thừa

2 - ηR=1,0 cho các mức dư thừa thông thường

3 - ηR≥0,95 cho các mức dư thừa đặc biệt

+ ηI: Độ quan trọng:

Dung trong các TTGH cường độ và TTGH đặc biệt

1 - ηI≥1,05 cho các cầu quan trọng

2 - ηI=1,0 cho các cầu điển hình

3 - ηI≥0,95 cho các cầu tương đối ít quan trọng

1.4 – Các TTGH theo 22TCN 272 – 05

1.4.1 – Các TTGH theo tiêu chuẩn 22TCN 272 – 05

Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 272 – 05 (AASHTO 98) phân thành các TTGH:

+ Trạng thái giới hạn cường độ

+ Trạng thái giới hạn sử dụng

+ Trạng thái giới hạn đặc biệt

+ Trạng thái giới hạn mỏi và đứt g8y

1.4.2 – Trạng thái giới hạn cường độ

- Là TTGH đảm bảo về cường độ và ổn định của các bộ phận kết cấu khi chịu tác dụng của các tổ hợp tải trọng tính toán theo kinh nghiệm có thể xảy ra trong thời gian sử dụng Các tải trọng này có thể dẫn đến tình trạng nguy hiểm và hư hỏng kết cấu nhưng toàn bộ kết cấu vẫn còn

+ TTGH cường độ I: Là tổ hợp tải trọng cơ tính toán khi có xe chạy bình thường và trên cầu không có gió

+ TTGH cường độ II: Là tổ hợp tải trọng tính toán khi trên cầu có gió với vận tốc gió V > 25m/s và với vận tốc gió như vậy thì trên cầu không cho phép có

- Tải trọng khi tính theo TTGH cường độ là tải trọng tính toán, tức là có xét đến hệ

số vượt tải và hệ số xung kích, các hệ số này được quy định cụ thể trong bảng

1.4.3 – Trạng thái giới hạn sử dụng

- Là TTGH nhằm hạn chế ứng suất, biến dạng và độ mở rộng vết nứt trong điều kiện sử dụng bình thường Mục đích của TTGH này để đảm bảo thực hiện chức năng của cầu trước tuổi thọ sử dụng

- TTGH sử dụng: Là tổ hợp tải trọng tính toán khi có xe chạy bình thường và trên cầu có gió với vận tốc V = 25m/s

- Tải trọng khi tính theo TTGH sử dụng là tải trọng tiêu chuẩn, tức là không xét đến

hệ số vượt tải và hệ số xung kích

1.4.4 – Trạng thái giới hạn mỏi và đứt g,y

- Là TTGH nhằm hạn chế sự phát triển vết nứt và tránh hiện tượng đứt g8y do xe tải thiết kế Xe tải thiết kế để tính mõi là một xe tải đơn, có khoảng cách các trục xe cố

định

- Trạng thái giới hạn phá hoại giòn phải được xét đến như một số yêu cầu về tính bền của vật liệu theo Tiêu chuẩn vật liệu

1.4.5 – Trạng thái giới hạn đặc biệt

- Là TTGH đảm bảo cầu vẫn tồn tại sau những dưới tác dụng của các tải trọng bình thường phát sinh cùng với các tải trọng đặc biệt như: lực động đất, lực va xô tàu thuyền, tải trọng thi công

- Tải trọng khi tính theo TTGH cường độ là tải trọng tính toán, tức là có xét đến hệ

số vượt tải và hệ số xung kích, các hệ số này được quy định cụ thể trong bảng

2 – Nội dung tính toán thiết kế

2.1 – Trình tự tính toán thiết kế mố trụ

- Quá trình thiết kế kết cấu là một tập hợp các giai đoạn:

+ Phân tích các điều kiện thiết kế

+ Sơ bộ đề xuất các giải pháp kết cấu

+ Phân tích kết cấu dưới tác dụng của tải trọng

+ Tính duyệt và kiểm toán kết cấu theo các điều kiện giới hạn

Bắt đầu

Phân tích kết cấu dưới tác dụng của tải trọng

2.3 – Nội dung tính toán thiết kế Mố cầu

Bước 1: Phân tích các số liệu của bài toán như: Khổ cầu, quy mô tải trọng, chiều dài nhịp, quy mô mặt cắt ngang cầu và vật liệu chế tạo mố

Bước 2: Căn cứ vào phương án cầu cụ thể đ8 được thành lập để xác định các kích thước cơ bản của mố

Bước 3: Tính toán các tải trọng tác dụng lên mố:

+ Trọng lượng các bộ phận mố

+ áp lực thẳng đứng từ kết cấu nhịp truyền xuống mố

+ áp lực thẳng đứng do hoạt tải đứng trên bản quá độ

+ áp lực đất tĩnh và áp lực đất do hoạt tải

+ Các tải trọng khác tác dụng lên mố như: lực ly tâm (chỉ tính với cầu nằm trên đường cong bằng), lực h8m, lực ma sát gối cầu, áp lực gió, lực thuỷ tĩnh Bước 4: Tổng hợp nội lực do tải trọng tác dụng lên từng mặt cắt theo các TTGH Bước 5: Tổ hợp tải trọng bất lợi nhất tác dụng lên từng mặt cắt

Bước 6: Căn cứ vào phương án cầu cụ thể đ8 được thành lập để xác định các kích thước cơ bản của mố, trụ

Bước 7: Tính toán bố trí cốt thép và kiểm toán khả năng chịu mômen, chịu cắt và khả năng chống nứt của từng mặt cắt

Bước 8: Tính toán bố trí cọc trong bệ móng Kiểm toán đất nền dưới đáy móng theo điều kiện về cường độ, khả năng chống lật và chống trượt

Bước 9: Tính toán các công trình phụ trợ phục vụ cho việc thi công mố

- Tính khối lượng bêtông thi công

- Tính ván khuôn

- Tính vòng vây cọc ván thi công

- Tính chiều dày lớp bêtông bịt đáy

Bước 10: Hoàn thiện các bản vẽ thiết kế kỹ thuật và thiết kế thi công

Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị

Cường độ chịu cắt khi uốn R c 53 kG/cm 2

Làn thiết kế 3600 mm

1.3 – Các hệ số tính toán

- Hệ số tải trọng:

+ Tĩnh tải giai đoạn I: ntt1 = 1,25 và 0,9

+ Tĩnh tải giai đoạn II: ntt2 = 1,5 và 0,65

+ Hoạt tải và đoàn Người: nht3 = 1,75

- Hệ số xung kích:

1 + IM = 1,25

- Hệ số làn: Cầu được thiết kế 2 làn nên ta lấy hệ số làn: m = 1,0

1.4 – Đất đắp sau mố

- Trọng lượng riêng của đất: γ = 1,8 T/m3

- Góc nội ma sát của đất: ϕtc = 35o

ϕ

độ

R' kG/cm 2 Lớp 1 Sét pha cát 8.5 0.7 0.4 1.8 0.14 22 1.2 Lớp 2 Cát pha sét 7.5 0.5 0.2 1.7 0.12 25 2.5

+ ϕ: Góc nội ma sát của đất

+ R’: Cường độ tiêu chuẩn của đất nền

2 – cấu tạo kết cấu nhịp 2.1 – Quy mô mặt cắt ngang cầu

- Cấu tạo mặt cắt ngang cầu:

2.2 – Cấu tạo dầm chủ

- Kết cấu nhịp cầu dẫn được sử dụng kết

cấu định hình dầm giản đơn L = 33 m với

các kích thước thiết kế cơ bản như sau :

- Cấu tạo dầm chủ:

- B¶ng c¸c kÝch th−íc thiÕt kÕ KCN:

DiÖn tÝch mÆt c¾t dÇm chñ kÓ c¶ mèi nèi Fdc 7487 cm2

- TÜnh t¶i giai ®o¹n I tiªu chuÈn: DCTC = 9,091 T/m

- TÜnh t¶i giai ®o¹n II tiªu chuÈn: DWTC = 4,418 T/m

- TÜnh t¶i tiªu chuÈn toµn bé: gTT = 13,51 T/m

- TÜnh t¶i giai ®o¹n I tÝnh to¸n: DCTT = 11,36 T/m

- TÜnh t¶i giai ®o¹n II tiªu chuÈn: DWTC = 6,627 T/m

- TÜnh t¶i tÝnh to¸n toµn bé: gTT = 17,99 T/m

+ htd : Chiều cao tường đỉnh

+ hg : Chiều cao gối cầu, phụ thuộc vào loại gối ứng với loại kết cấu nhịp + hdk : Chiều cao của đá kê gối: hdk ≥20cm

- Tường thân:

+ Chiều cao tường thân phụ thuộc vào chiều cao mố :

htt = Hmo - htd + Chiều dày: tường thân thường được cấu tạo có chiều dày không đổi >150cm

- Tường cánh được đổ bêtông thẳng góc và liền khối với tường thân, chiều dày của tường cánh khoảng 40ữ50cm để đảm bảo bố trí các lớp cốt thép chịu lực

Chiều dài tường cánh được xác định theo công thức:

S H n

L c = +Trong đó:

đường người đi bộ sẽ bố trí trên bản công xon BTCT trên tường cánh dọc

- Bệ móng mố có thể đặt trực tiếp trên nền thiên nhiên nếu lớp đất tốt nằm ở độ sâu

≤3m Trong trường hợp lớp đất tốt nằm sâu >3m thì ta có thể đặt bệ móng trên kết cấu móng cọc đóng, cọc khoan nhồi hoặc móng giếng chìm

- Trong mố chữ U BTCT thường có cấu tạo bản quá độ được đổ bêtông tại chỗ hoặc lắp ghép, đặt với độ dốc i =

10% ữ 15% về phía nền

đường Một đầu bản kê lên gờ

kê tại tường đỉnh mố và một

đầu được kê trên dầm kê tại

Tác dụng của bản quá độ:

+ Bản quá độ được bố trí nhằm tăng dần độ cứng từ đường vào cầu do đó đảm bảo êm thuận cho xe chạy

+ Khi có hoạt tải trên bản, áp lực của bản sẽ truyền xuống 2 gối tự do như một dầm giản đơn Phần đất dưới đáy bản do lún và yếu nên coi như không dính vào đáy bản Do đó việc cấu tạo và bố trí bản quá độ hợp lý không những làm giảm mà còn có thể triệt tiêu hoàn toàn áp lực đất do hoạt tải tác dụng lên tường mố

Kích thước của bản quá độ :

+ Bqd: Bề rộng bản quá độ theo phương ngang cầu, phụ thuộc vào bề rộng của lòng mố, thường Bqd = 10 ữ 12m

+ Lqd: Chiều dài bản quá độ, Lqd = 2 ữ 6m

+ δqd: Chiều dày bản quá độ, δqd= 16 ữ 25 cm

φ16 - φ24

+ Bố trí gối cố định hay di động trên mố? Gối Cố định

+ Khoảng cách giữa các gối cầu a g 250 cm

+ Phần tường cánh ngậm vào nền đường S 100 cm

+ Chiều cao đuôi tường cánh h 1c 150 cm + Chiều dài tiết diện chân tường cánh l c 170 cm

+ Chiều cao vát tường cánh H2c 356 cm

Khoảng cách từ mép mố đến mép móng k c 50 cm

+ Chiều rộng bản quá độ bqd 1000 cm

+ Chiều dài gờ kê bản quá độ lgk 1000 cm + Chiều rộng gờ kê bản quá độ b gk 30 cm + Chiều cao gờ kê bản quá độ h gk1 30 cm + Chiều cao gờ kê bản quá độ hgk2 60 cm

4 Phản lực truyền xuống từ bản quá độ

5 áp lực đất tĩnh và áp lực đất do hoạt tải

+ Phần 3: Có tiết diện hình tam giác, tuy nhiên

trong tính toán ta có thể tính đổi về tiết diện hình

chữ nhật nh− hình vẽ và đ−ợc tính toán theo sơ đồ

II IV

I

II I

IV

III III

1 2

3

4.3 – Xác định trọng lượng các bộ phận mố

- Công thức tính trọng lượng các bộ phận mố:

G = V γ Trong đó:

+ V: Thể tích của bộ phận mố trụ

+ γ: Trọng lượng riêng của bêtông, γ = 2,2 ữ 2,5 T/m3

+ Đối với bộ phận mố trụ nằm dưới nước (kể cả mực nước ngầm) khi tính toán

ta phải xét thêm cả áp lực thuỷ tĩnh Khi đó ta có trọng lượng riêng của bêtông là:

γ’ = γ’ - 1 T/m3 + Đối với mố trụ đặt trong đất cát, á sét hoặc phù xa thì áp lực thuỷ tĩnh phải tính trong mọi trường hợp cho dù ảnh hưởng của có là nhỏ hay lớn

- Công thức tính trọng lượng đất đắp trong lòng mố:

G = V γđ Trong đó:

+ V: Thể tích của khối đất đắp trong lòng mố

+ γ: Trọng lượng riêng của đất đắp, γđ = 1,8 T/m3

- Đối với phần đất đắp nằm dưới mực nước thì phải xét đến áp lực đẩy nối của nước Khi đó trọng lượng riêng của đất được tính theo công thức:

) ( 1

+ ε: Hệ số độ rỗng của đất

+ γ: Trọng lượng riêng khô của đất đắp, γđ = 2,7 T/m3

+ γο: Trọng lượng của nước, γo = 1,0 T/m3

+ Khối 1 27.63 -0.85 -23.4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 + Khối 2 16.91 -3.60 -60.8 0.00 0.00 0.00 0.00 2.75 46.50 + Khối 3 14.25 -3.60 -51.3 0.00 0.00 0.00 0.00 2.75 39.19 + Tổng 58.79 -135.6 0.00 0.00 85.69

Bệ móng mố 286.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Bản quá độ 20.00 -0.15 -3.00 -1.00 -20.0 -0.4 -8.00 0.00 0.00

Gờ kê BQĐ 1.35 -0.15 -0.20 -1.00 -1.35 -0.4 -0.54 0.00 0.00

Đất đắp

+ Khối 1 283.1 -1.10 -311.4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 + Khối 2 116.3 -3.85 -447.7 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 + Khối 3 98.01 -3.85 -377.3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 + Tổng 497.4 -1136 0.00 0.00 0.00

- Xếp tải trọng bất lợi lên ĐAH:

+ Nội lực do hoạt tải được lấy với hiệu ứng lớn nhất trong số các hiệu ứng sau:

1 - 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 Người

2 - Hiệu ứng của 1 xe 2 trục tổ hợp với tải trọng làn và tải trọng Người + Tung độ ĐAH khi xếp xe tải

P (T) 14.5 14.5 3.5 P i Y i

x (m) 0 4,3 8,6

Y 1.00 0.87 0.73 29.65 + Tung độ ĐAH khi xếp xe 2 trục

P (T) 11 11 P i Y i

+ Phản lực do hoạt tải gây ra được tính cho trường hợp xếp xe trên cả 2 làn

- Tĩnh tải kết cấu nhịp được tính cho toàn bộ cầu:

- Bảng tính toán áp lực từ KCN truyền xuống mố

+ áp lực thẳng đứng do tĩnh tải giai đoạn I P ttI 147.27 291.45 T + áp lực thẳng đứng do tĩnh tải giai đoạn II P ttII 71.57 107.36 T Tổng áp lực do tĩnh tải và hoạt tải trên KCN P N 328.29 616.28 T

Cánh tay đòn với mặt cắt II ’II e 2 0.15 0.15 m

4.5 – Xác định áp lực thẳng đứng do hoạt tải trên bản quá độ

- Chiều dài bản quá độ : Lqd = 4,0 (m)

- Xếp xe tải và xe 2 trục thiết kế lên ĐAH phản lực gối ta có

+ Tung độ ĐAH khi xếp xe tải

Xếp xe tải thiết kế

1

+ Tung độ ĐAH khi xếp xe 2 trục

Cánh tay đòn với mặt cắt I -I e1 -0.15 -0.15 m

Cánh tay đòn với mặt cắt III -III e 3 -0.4 -0.4 m

4.6 – Xác định áp lực đất tác dụng lên mố

4.6.1 – áp lực đất tĩnh EH

- áp lực đất ngang của đất đắp tác dụng lên tường mố tính theo công thức:

B K

+ EH: Hợp lực của áp lực đất tĩnh

+ γ: Trọng lượng riêng của đất đắp (KN/m3)

+ H: Chiều cao tường chắn (m)

4.6.2 – áp lực đất ngang do hoạt tải sau mố EL

- Khi hoạt tải đứng sau mố trong phạm vi bằng chiều cao tường chắn, tác dụng của hoạt tải có thể thay bằng lớp đất tương đương có chiều cao là heq, tra bảng

Bảng : Chiều cao lơp đất tương đương

Chiều cao tường H (mm) heq (mm)

+ Các giá trị trong bảng đối với heq được xác định từ tính toán lực ngang

đối với tường do sự phân bố áp lực hoạt tải xe thiết kế Sự phân bố áp lực

là kết qủa giải bài toán không gian đàn hồi với hệ số Poatxon bằng 0,5

- áp lực đất ngang do hoạt tải sau mố được tính theo công thức:

B H h K

LS = eq γ Trong đó:

+ LS: Hợp lực của áp lực đất tĩnh

+ γ: Trọng lượng riêng của đất đắp (KN/m3)

+ H: Chiều cao tường chắn (m)

+ heq: Chiều cao lớp đất tương đương

)(sin

2 2

δθθ

ϕθ

).

sin(

) sin(

+

=

β θ δ θ

β ϕ δ ϕ

r

Trong đó :

+ δ : Góc ma sát giữa đất đắp và tường: δ = 24o

+ β : Góc giữa phương đất đắp với phương ngang: β = 2o

+ θ : Gócgiữa phương đất đắp với phương thẳng đứng: θ = 90o

+ ϕ : Góc nội ma sát của đất đắp : ϕ = 35o

+ ϕmin : Góc nội ma sát của đất đắp nhỏ nhất: ϕ = 30o

+ ϕmax : Góc nội ma sát của đất đắp lớn nhất: ϕ = 40o

- Bảng kết quả tính hệ số áp lực đất:

4.6.4 – Tính áp lực đất tại mặt cắt đáy móng (mặt cắt I-I)

heqm

LS T

eLSm

VS T

eVSm

- Bảng kết quả tính áp lực đất mặt cắt chân tường thân

Hình 14: Sơ đồ tính với mặt cắt III – III

- Bảng kết quả tính áp lực đất tại mặt cắt chân tường đỉnh

4.6.7 – Tính áp lực đất tại mặt cắt tường cánh (mặt cắt IV-IV)

- Sơ đồ tính: Để tính được áp lực đất tác dụng lên tường cánh thì ta chia tường cánh thành 3 khối sau đó tính áp lực đất tác dụng lên tường cánh của từng khối:

LS

LS

Biểu đồ áp lực đất khối 1

Biểu đồ áp lực đất khối 2

Biểu đồ áp lực đất khối 3

- Lực h8m xe đặt theo phương dọc cầu, điểm đặt cách mặt đường xe chạy 1,8 m

- Do thiết kế trên mố đặt gối di động nên lực h8m xe theo phương dọc cầu là:

+ fmax : là hệ số ma sát giữa bê tông với gối di động cao su : fmax = 0,3

+ Tổng áp lực lớn nhất do tĩnh tải và hoạt tải trên KCN truyền xuống mố

Ta có: N = 328,29 T Vậy ta có : FR = 0,3 328,29 = 98,49 T

- Cánh tay đòn của lực ma sát FR với các mặt cắt như sau :

+ Với mặt cắt I-I : e1y = hm+htt + hg = 6,85 m

+ Với mặt cắt II-II : e2y = htt + hg = 4,85 m

+ e3y = e4y = 0 m

Ta giả thiết công trình được xây dựng tại khu vực I (tra bảng) ta có :

VB = 38 m/s + S : Hệ số điều chỉnh áp lực gió : S = 0,81 (ứng với độ cao mặt cầu là 9,46m) + At : Diện tích cấu kiện chắn gió ngang

+ Cd : Hệ số cản gió phụ thuộc vào tỷ số b/d

+ b : Chiều rộng toàn bộ của cầu giữa các bề mặt lan can: b = 14 m

+ d : Chiều cao KCPT bao gồm cả lan can đặc nếu có: d = 2,7 m

=> Tỉ số b / d = 2,7 / 14 = 5,185 => Tra bảng ta có: Cd = 1,2

- Ta phải tính áp lực gió ngang tác dụng lên mố và lên KCN

- Bảng tính toán áp lực gió ngang tác dụng lên công trình :

Kí hiệu Vùng

TK

VBm/s

m/s

Vtkm/s

CdGiá trị I 38.00 0.81 30.78 25.00 1.20

mố cho kết cấu nhịp cầu dẫn giản đơn L = 33 m do đó diện tích chắn gió là không

đáng kể vì vậy trong trường hợp này ta có áp lực gió dọc bằng 0

+ V : Tốc độ gió thiết kế ứng với vùng xây dựng công trình

+ AV : Diện tích bề mặt chắn gió

- Do áp lực gió tác dụng thẳng đứng lên bề mặt mố là không đáng kể do đó ở đây ta chỉ tính áp lực gió tác dụng thẳng đứng lên KCN và truyền xuống mố

- Bảng tính toán áp lực gió thẳng đứng tác dụng lên KCN :

S Vtk

m/s

V m/s

Cd hg

m

qgdT/m2

qgnT/m2 Giá trị I 38.00 0.81 30.78 25.00 1.20 1.80 0.075 0.15

Kí hiệu hxe

m

Lxem

bxem

WLdT

WLnT

e1m

e2m

e3m

e4mGiá trị 2.50 14.50 2.00 0.00 5.44 10.30 8.30 0.00 0.00

4.10 – ¸p lùc n−íc t¸c dông lªn mè

- ¸p lùc n−íc t¸c dông theo ph−¬ng ngang h−íng vµo nÒn ®−êng :

n h

WA γ2

MNCN m

MNTN m

KÝ hiÖu hnmax

m

hnminm

WAmax T

emaxm

WAminT

eminm

WVmaxT

WVminT

5 – Tổ hợp tải trọng 5.1 – Hệ số tải trọng

- Các tổ hợp tải trọng và hệ số tải trọng tương ứng

Bảng 1: Bảng tổ hợp và hệ số tải trọng

Cùng một lúc chỉ dùng 1 trong các tải trọng

Đặc biệt γ n 0.50 1.0 - - 1.0 - - - 1.0 1.0 1.0

Sử dụng 1,0 1.00 1.0 0.3 1.0 1.0 1.0/1.2 γ TG γSE - - - Mỏi chỉ có

+ Hệ số tải trọng đối với lún được quy định cụ thể trong các đồ án

+ Hệ số tải trọng đối với gradien nhiệt lấy như sau:

1 Bằng 0 tại TTGH cường độ và đặc biệt

2 Bằng 1 tại TTGH sử dụng khi không có hoạt tải

3 Bằng 0,5 tại TTGH sử dụng khi có hoạt tải

- Hệ số tải trọng dùng cho các tải trọng thường xuyên

Bảng 2 – Hệ số tải trọng dùng cho tải trọng thường xuyên

Hệ số tải trọng STT Kí hiệu Tên tải trọng

0.90 0.90

5 EL ứng suất do quá trình hợp long 1.00 1.00

6

EV áp lực thẳng đứng

+ ổn định tổng thể + Kết cấu tường chắn

1.35 1.35

Không có 1.00

5.2 – Tổng hợp nội lực tại mặt cắt đáy móng (mặt cắt I – I)

- Tổng hợp nội lực theo TTGH cường độ I (Bảng 2)

- Tổng hợp nội lực theo TTGH cường độ II (Bảng 3)

- Tổng hợp nội lực theo TTGH cường độ III (Bảng 4)

- Tổng hợp nội lực theo TTGH sử dụng (Bảng 5)

- Tổng hợp nội lực theo các TTGH (Bảng 6)

Bảng 6 – Bảng tổng hợp nội lực mặt cắt I-I theo các TTGH

TTGH V max V min H xmax H xmin M ymax M ymin H ymax H ymin M xmax M xmin Cường độ I 1868.5 1359.0 421.06 0.00 1018.30 854.79 0.00 0.00 0.00 0.00 Cường độ II 1544.9 1035.4 358.74 0.00 540.77 377.26 5.72 5.72 34.21 34.21 Cường độ III 1795.2 1285.7 406.82 292.40 909.83 746.31 7.07 7.07 65.78 65.78

Sử dụng 1282.2 1282.2 291.88 291.88 710.63 710.63 6.66 6.66 63.34 63.34