đề tài thiết kế một cầu bê tông cốt thép dự ứng lực với số liệu cho trước theo tiêu chuẩn thiết kế 22tcn 272 05

Trang 1

Bộ môn CTGŒTTT&CTT TKMH Cầu BTCT Mục lục

PHAN I: DE BAI VA SO LIEU GIA DINH N18 Ả Ă ố 4 1.2 SĨ LIỆU GIẢ ĐỊNH -¿ ©22+22+2t2231222112711122112 271112112111 1.cce 4

62091000777 :-L(dAL15gR 4

1.3.1 Thuyết minh .-cc xe 2EEx2221512215271112211 22.1121 pH ng re 4

I6: 1a Ö354Ÿ5: 4 PHẢN II: NỘI DUNG THỰC HIỆN

IL1 CHỌN TIẾT DIỆN MẶT CẮT DÀM CHỦ 2: c©scSEceEEeExerExerree 5

ILI.1 Bố trí chung mặt cắt ngang cầu . ¿-©ccc22EkcEExcEEEEEEtrrrkrrrrrrrire 5

11.1.2 Chon mat cat ngang dam chu IL1.3 Chiều cao kết cấu nhịp tối thiểu

11.1.4 Xác định chiều rộng bản cánh hữu hiệu - - c5 St sxssvevxskrexee 7

IIL1.4.1 Đối với dầm giỮa -52 St th Hngt gH ng g k 7

ILI.42 Đối với dầm biên 7

I.2 TINH TOAN BAN MAT CAU oievecessccsssssessssesssssessssessssesssiesssecssssessssesssieeesseeess 8

II2.1 Phương pháp tính (Oán - cv vn HH nh Hà HH Hệ 8

11.2.2 Xác định nội lực bản mặt cầu do fimh tai cccceecccecssssesssseeecsseesssessssseeesseeees 8 TL.2.2.1 NGi lite Mat Cat Av ẽ ẽ .::.-23A IS 10

1.2.2.2 Noi lurc tai gitra mip a- boo 11

11.2.2.3 NGi lure tại mặt cắt gối b cty 12

2.2.4 Nội lực tại giữa nhịp Ð-C ch ch HH Hi ket 13

IIL2.2.5 - Nội lực tại mặt cắt gối c c¿- ke 2t tt rên 13

IIL2.2.6 Nội lực tại giữa nhịp c-d

IL2.2⁄7 Nội lực tại mặt cắt gói d

IL2.3 Xác định nội lực do hoạt tải và người đi bộ 55c 5S scxexsxss+s 13

II2.3.1 - Nội lực do Truek Load (xe tải thiết kế) :-c¿555cc2c5sccscscc+ei 15 IL2.3.2 NOI lute do ngudi di DO cceeccceecssesssssesssseessssesssseessseesssteessseeesseessssecsseeee 19 11.2.4 Vật liệu thiết kế cho ban Mat CaU scccsecsssssssssesssssessssecsssesesssessssesesseesesses 20

Trang 2

Bộ môn CTGTTT&C TT TKMH Cầu BTCT

11.2.5 Tính tốn cốt thép chịu lực 20

I.2.5.1.- Bố trí cốt thép chịu mơ men âm của bản mặt cầu (Cho Im dài bản mặt câu) và kiêm toán theo TTGH cường độ Ì .- Sex sssskseeexee 21 1.2.5.2 Bồ trí cốt thép dương cho bản mặt cầu (Cho 1 mét dài bản mặt cầu) và

kiêm toán theo TTGH cường độ Í, tk Sky 23 11.2.5.3, Bồ trí cốt thép âm cho phần hãng của bản mặt cầu(Cho Im dài bản mặt

câu) và kiêm toán theo TTGH cường độ Í - óc 6S *sxssvrsxseeevevee 25

11.2.5.4 Bố trí cốt thép co ngót và nhiệt độ - se ctecctcerkerrrtrrrrerres 26 11.2.5.5 Kiém tra bản mặt cầu theo trạng thái giới hạn sử dụng (kiểm toán nứU

26

IIL2.5.6 _ Kiểm tra bố trí thép theo thiết kế kinh nghiệm -: : 29 IL3 TÍNH TỐN NỘI LỰC DÀM CHỦ . -22:225+ v+cc2cxzvvvxrsrrvrrrrrvee 30 IL3.1 Nội lực dầm chủ do tĩnh tải -2s:252c222x+t2EExtSEExrrrkkerkrrsrrkrrrrrree 30 IIL3.1.1 - Tĩnh tải rải đều lên 1 dầm chủ . ¿-©+¿c22xxccxzceerkersrrkcre 30 II.3.1.2 - Các hệ số cho tĩnh tải s:25c+222Stc222tt22ExEEEEEEkrrrrrkrrrrrree 33 11.3.1.3 Xác định nội lực dầm chủ

IL3.2 Ndi lực dầm chủ do hoạt tải

II3.2.1 _ Tính hệ số phân bố hoạt tải theo lần sc©e xcevxzccexserrsres 36

II3.2.2 Tính hệ số phân bồ tải trọng của người đi bộ cscccc is 39 II.3.2.3 Xác định nội lỰC c1 11 11111 1111111111101 1181111 tt Hy tràn 40 11.4 CAC DAC TRUNG CUA VAT LIEU DÀM CHỦ - -: 46 In e 46

IIL4.2 CỐt thếp ccc2222c 221 2221 C221 221.21 E.errrrrrrre 47

II.4.2.1 Thép ứng suất trước :-c-©+t++t+Skt2kEEkEE2E1E211221211211 11 Ee tre 47

IIL4.2.2 Thép thường „.47

I5 CHỌN VÀ BĨ TRÍ CÁP DỰ ỨNG LỰC - c:c5cccccccsscxvvveeeesrre 48 IILS.I Chon cap dự ứng lỰC tk KH KT nh th nh KH Hành Hhg 48

TL.5.2 Bố trí cáp dur tng Ie voscecssccssssesssssessssecssssesssssessssscssssccssscssseccsssessssesesseesesees 50

1.5.3 Tính các đặc trưng hình học

IL6 TÍNH TỐN MÁT MÁT ỨNG SUÁT ccccscccxecccesseee 53

TL.6.1 Xác định thơng số của bó cáp ¿c+xc2ck£EkceEkterkkerkrrrrkrerrerree 53

11.6.2 Mat mat trng suat do ma Sat cccccecccesssssessesssesssssssessseessecssesssesssesssessseeesseess 54

11.6.3 Mất mát ứng suat do tut ne0 cccccsccssssesssseesssseessseessssesessesssseessssecssseesssseessee SD

Trang 3

11.6.4 Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi 56

IL6.5 Mat mat tng suat do CO NGOb ccccssesssssessssesssssessssscssssccsssssssuessssessssesesssesesees 56

11.6.6 Mat mat trng suất do từ biến ¿2c 2k2 tt kEEktEEkErkrrrrtrerkrrree 57

IL6.7 Mất mát ứng suất do dao thép ứng suất trước -‹-:-c‹c++cxzz+cxxe+ 57

I7 KIỀM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ I 58 IL7.1 Tinh toén cường độ chịu UOM ce ccccccccsecsessesseceessesucsucsucsucsucsesscsussuseesueesecenerees 58 1.7.1.1 Tai mat cat g1Ữa nÌỊP Sàn TH HH TH HH Hit 61 IIL7.2 Kiểm tra hàm lượng cốt thép ứng suất trưỚC cc©+c+cxscxecres 61

IL7.3 Tinh cét dai va kiém ton cat theo TTGH cường độ l 62

11.7.3.1 Tại đoạn dầm gần gối .62 IL8 KIEM TOAN DAM THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG 65

IL8.I - Các giới hạn ứng suất trong bê tông s- 2c k2x+tcEEvEEzcrrkerrkerrkx 65

IL8.2 _ Tính tốn các ứng suất mép trên (nén là âm) ¿+ +z+c+z+zxxez 66 TI.8.2.1 - Lúc căng kéo ch HH HH Hàng HH HH HH tiệt IIL8.2.2 Lúc khai thác

1.8.3 Tính tốn các ứng suất mép dưới (nén là âm) . -‹ + «x+xs+xsxsxesxs 67

TI.8.3.1 - Lúc căng kéo .- th HH TH HT HH HH HH ti 67 IL8.3.2 Lúc khai thác cv S921 011111 1tr 68

IL9 TÍNH TOÁN ĐỘ VÕNG .68

IL9.1 Độ võng do lực DƯU TH HT HT TT TH TT TH TH HT ng TH HT Hy 69 11.9.2 Độ võng do tải trọng thường xuyên (tĩnh tả]) 5s +55 Ssx+ssxsxcse 69

11.9.2.1 Độ võng do tải trọng bản thân dầm 2:©ccxcecxecrrtesrrrrres 69

II9.2.2 Độ võng do trọng lượng bản mặt cầu, dầm ngang, tắm đỡ, lớp phủ, lan

can 69

IIL9.3 Độ vống do hoạt tải, có xét tới lực xung kích - c«s«+s+x+s+x£sxx 70

11.10 TINH TOAN DAM NGANG

II.10.1 Nội lực do tải trọng cục bộ (hoạt tải) gây raError! Bookmark not defined Error! Bookmark not defined

IL.10.2 Nội lực do tĩnh tải dầm ngang Error! Bookmark not defined II.11 DUYỆT DÀM NGANG c-cccscxsc+e Error! Bookmark not defined II.12 VẬT LIỆU LÀM DẦM - -: Error! Bookmark not defined 1.12.1 Tính toán cốt thép chịu lực Error! Bookmark not defined

PHAN III: BAN VE

Trang 4

Bộ môn CTGŒTTT&CTT TKMH Cầu

THIET KE MON HOC

CAU BE TONG

Giáo viên hướng dẫn _: Nguyễn Danh Huy

Sinh viên thực hiện : Lê Thị Vân Mã sinh viên ; 0812503

Lớp : Tự động hóa thiết kế cầu đường K49 I PHAN I: DE BAI VA SO LIEU GIA DINH

1.1 DE BAI

BTCT

Thiết kế một cầu bê tông cốt thép Dự ứng lực với số liệu cho trước, theo tiêu chuẩn

thiết kế 22TCN 272-05 12 SỐ LIỆU GIÁ ĐỊNH

TT Thông số Đơn vị Giá trị

1 Chiêu dài nhịp m 33

2 Khô câu m O t6 742 x 1.5

3 Tải trọng thiết kê Mpa HL93 và người đi 3.10” 4 Dạng kết cầu nhịp Cau dam

5 Dạng mặt cắt ngang Chữ T

6 Vật liệu kết câu BTCT dự ứng lực

7 Công nghệ tạo DƯL Căng sau

8 Cấp BT dam Mpa 35

9 Loai thép DUL Tao(mm) 15,2

10 Số liệu khác Tự chọn

1.3 YEU CAU

1.3.1 Thuyét minh

Trinh bay trén khổ giấy A4, nếu sử dụng chương trình tính tốn phải có file đi kèm

- Chon cau tạo kết cau các bộ phận kết cau nhịp

-_ Thiết kế tính duyệt dầm và bản mặt cầu (nếu có) theo TTGHTCD1, TTGHSD cho cac mat cat tai goi va gitta nhip theo tiéu chuan 22TCN 272-05

1.3.2 Ban vé

- Cau tao chung két cau nhip - _ Các mặt cắt ngang điên hình

Trang 5

Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT

- Bồ trí cáp DƯL trên cắt đọc và cất ngang dầm chủ - Bo tri cot thép thường

- Cau tao neo

Il PHAN II: NOI DUNG THUC HIEN

II | CHON TIET DIEN MAT CAT DAM CHỦ

II.1.1 Bồ trí chung mặt cắt ngang cầu

Tông chiều dài toàn dầm là 33m Do đề thừa 2 đầu 0.3m đề kê gối nên phần chiều

đài nhịp tính tốn còn 32.4 m

Bản mặt cầu rong: 7+2x1,5+2x0,5=11 m Bồ trí 5 dầm chủ, mặt cắt chữ T, làm

bằng BTCT có fc=35 Mpa

Lớp phủ mặt cầu gồm có 2 lớp:

-_ Lớp phịng nước có chiều dày 40mm

-_ Lớp bê tơng asphalt phía trên có chiều dày 70mm - Lớp phủ được tạo độ dốc bằng cách kê cao các gói cầu -_ Khoảng cách giữa các dầm chủ là S=2200mm

II.1.2 Chọn mặt cắt ngang dầm chú

Dam chủ có tiết diện chữ T, với kích thước như sau:

1 Chiều cao dầm h mm 1700

2 | Chiéu rong bau dam b, mm 650

3 _¡ Chiều cao bầu dằm hy mm 350

4 Bè rộng sườn dằm by mm 200

5 _ Chiêu rộng bản cánh bị mm 1800

6 | Chiều dày bản cánh t, mm 200

7_| Chiéu rong vat canh mm 200

8 Chiều cao vát cánh mm 100

9 | Chiéu rong vat bau mm 225

10 Chiêu cao vat bau mm 200

11 Phan hang mm 1100

Hình vẽ minh họa các kích thước trên:

Trang 6

Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT >< 1800 | 200 , of 1700 200- +225: —3p

MAT CAT DAM CHU

Ñ 1800 | p70" 1700 - 60 4 |

MAT CAT TAI GOI (MO RONG SUON DAM) TI.1.3.Chiều cao kết cấu nhịp toi thiểu

Kiểm tra về điều kiện chiều cao kết cầu nhịp tối thiểu theo TCN 2.5.2.6.3-1

Công thức kiểm tra: — h>h„;=0.045L

Trong đó:

Trang 7

- L: Chiéu dai nhịp tính tốn, L=32400mm

- h:Chiều Cao dầm - - - ‹

Amin? Chieu cao nhịp tôi thiêu của kết câu nhịp, kê cả bản mặt câu

hn¡n=0.045L=0.045x32400=1458 mm

Ta có:

h=1700mm

=>h>h„¿ >TM

hư =1458mm

TI.1.4.Xác định chiều rộng bản cánh hữu hiệu

H141 Đối với dầm giữa

Bè rộng bản cánh có hiệu có thé lay giá trị nhỏ nhất của:

à 32400

- 1⁄4 chiêu dài nhịp =—1— =8100mm

- 12 14n dé dày trung bình của bản cộng với số lớn nhất của bề dày bản bụng dầm

hoặc 1/2 bề rộng bản cánh trên của dầm

200

=12x200 + max “00/2 3300mm

- Khoang cách trung bình của các dầm kề nhau S=2200

=> bị = 2200mm

1.1.42 Đối với dầm biên

Bè rộng bản cánh dầm hữu hiệu có thể được lay bang 1/2 bề rộng hữu hiệu của dầm

x 2200 A he ok > £ >

ké trong = 37 1100mm , céng v6i trị số nhỏ nhất của:

32400 = 4050mm

- 1/8 chiéu dai hữu hiệu =

-_ 6 lần chiều dày trung bình của bản cộng với số lớn hơn giữa 1/2 độ dày bản bụng hoặc 1⁄4 lần bề dày bản cánh trên của dầm chính:

Trang 8

Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT 200/2 1800/47 1650 mm = 6x200 + mac| - Béréng phan hang =1100 mm => b, = 1100 + 1100= 2200 mm

11.2 TINH TOAN BAN MAT CAU

TZ ZZ 2200 | 2200 | 1100—~ —1100 | 2200 | 2200 a b 1I.2.1.Phương pháp tính tốn

Áp dụng phương pháp tính gần đúng theo điều 4.6.2 của 22TCN 272-05, mặt cầu có thê phân tích như một dâm liên tục trên các dâm

II.2.2 Xác định nội lực bản mặt cầu do tĩnh tái

Tiến hành đặt tải tại các vùng có mơ men cực trị, để xác định nội lực lớn nhất trong

dầm Nội lực lớn nhất trong dầm liên tục thường là ở mặt cất gối hoặc mặt cắt giữa

nhịp

Theo điều A.4.6.2.1.6, các cấu kiện đỡ được giả thiết là cứng vô hạn

Trong bản tính này, coi tải trọng bánh xe như tải trọng tập trung

Kết cấu đối xứng, do vậy ta sẽ tính nội lực ở nửa bản mặt cầu Phần cịn lại có giá trị

tương tự phần đôi xứng của nó

Do phần đải phân cách giữa làn xe chạy và làn người đi bộ có trọng lượng khơng

đáng kế nên trong tính tốn nội lực ta bỏ qua tác dụng của phần giải phân cách này với bản mặt cầu

#* Nội lực do tĩnh tải

Trang 9

Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT Ty trọng của các cấu kiện lấy theo Bảng A.3.5.1.1 của tiêu chuẩn

Tĩnh tải tác dụng lên bản mặt cầu gồm các tĩnh tải rải đều do TTBT của bản mặt cầu, TTBT của lớp phủ, lực tập trung do lan can tác dụng lên phan hang

Đối với tĩnh tải, ta tính cho I mét đài bản mặt câu

Thiết kế bản mặt cầu dày 200mm, tĩnh tải rải đều do TTBT bản mặt cầu: ÊDC@®mc) = 200x1000x24x10° = 4,8 kNÑm

Thiết kế lớp phủ dày 74 mm, tĩnh tải rải đều do TTBT lớp phủ: gpw = 74x1000x22,5x10° = 1,665 kN/m

Tai trong do lan can cho phan hãng: Thực chất lực tập trung quy đổi của lan can

không đặt ở mép bản mặt cầu nhưng để đơn giản tính tốn và thiên về an toàn ta coi

đặt ở mép

ÊDC(an can) — 4,564 kN/m

Để tính nội lực cho các mặt cắt a, b, c, d, e, f, g, h, ta vé đường ảnh hưởng của các

mặt cắt rồi xếp tải lên đương ảnh hưởng Do sơ đồ tính tốn bản mặt cầu là hệ siêu

tĩnh bậc cao nên ta sẽ dùng chương trình Midas để vẽ ĐAH và từ đó tính toán nội lực tác dụng lên bản mặt cầu

Công thức xác định nội lực tính toán:

Mụ=n Œ.M pẹi +Yp Mpc; +yp M pw )

1: He số liên quan đến tính dẻo, tính dư, và sự quan trọng trong khai thác xác

định theo Điều 1.3.2

TỊ=TI¡.T|p.TỊa > 0,95

-_ Hệ số liên quan đến tính dẻo rịp = 0,95 (theoTCN 1.3.3)

-_ Hệ số liên quan đến tính dư Nr = 0,95 (theo TCN 1.3.4)

- Hé số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác rị¡ = 1,05 (theo TCN 1.3.5) =>r) =0,95

- Tp: Hệ số tĩnh tải (22TCN 272-05, bảng A.3.4.1-2)

Loại tải trọng TTGH Cường TTGH Sử

dol dung

DC: Cau kiện và các thiết bị phụ 1,25/0,9 1

Trang 10

DW: Lop phu mat cầu và các tiện 1,5/0,65 1 ích IL2.2.1 Nội lực mặt cắt a

Mô men tại mặt cắt a là mô men phần hãng Sơ đồ tính dạng cơng xon chịu uốn

Lớp phủ 1.665kN/m Lan can 24 | Bản mặt cầu 4.8kN/m ATT ATMS = 600 4 1100

Đường ảnh hưởng tại mặt cat a:

Lan can Lớp phủ LrriLEU LH bản mặt cầu #ocu„›-1100.1100_ gpy.600.600.1,5 3 2105 Vp 798 1100.1,25.10°} Y p-8 DeWancan)* M, =/7, Ở THGH CĐI : M, =-0,9511,25 SO #15, 2600S +1,25.4,564.1100.10°°] =-9.84(kNm) O THGH SD:

Trang 11

Bộ môn CTGTTT&C TT TKMH Cầu BTCT 4,8.1100.1100 41 1,665.600.600

M, =-0, 951

2.10° 2.10° +1.4,564.1100.10°]=~7,81(kNWm)

HL2.2.2 Nội lực tại giữa nhịp a- b

Đường ảnh hưởng tại giữa nhịp a-b:

Aah

he "

py RIL ~s

Dé tạo ứng lực lớn nhất tĩnh tải, trên phần đường ảnh hưởng dương ta xếp tĩnh tải với

hệ số lớn hon I, trên phần đường ảnh hưởng âm ta xếp tĩnh tải với hệ số nhỏ hon 1

Cụ thể xếp như sau: ĐAH MCab Bán ngteáu LHTTTHTL paang Bản mặt cầu >Bản mặt cầu TETTTTEEEr== —— nụ em coca

l Xếp tải trên phần đường ảnh hưởng dương

ĐAH MCab oe Bản mặt cầu Ìị ¬ li 7 SPE ee

Trang 12

Bộ môn CTGTTT&C TT TKMH Cầu BTCT Xếp tải trên phần đường ảnh hưởng âm

Tính nội lực theo công thức:

Mv=n (yp.M pci + yp M pcạ +p M pv )

Trên phần đường ảnh hưởng dương:

- _ Với bản mặt cầu lấy hệ số yy= 1,25 trong THGH CD1, bang 1 trong THGH SD -_ Với lớp phủ lấy hệ số y,= 1,5 trong THGH CD1, bang 1 trong THGH SD

Trên phần đường ảnh hưởng âm:

- V6i bản mặt cầu lấy hệ số p= 0,9 trong THGH CĐI, bằng 1 trong THGH SD - Với lớp phủ lây hệ sô y,= 0,65 trong THGH CĐI, bằng I trong THGH SD

Ta có kết quả tính tốn mơ men tại giữa mặt cắt a-b:

Phin Dah TTGHCDI TTGHSD

ưa Bản mặt cầu Lớp phủ Bản mặt cầu Lớp phủ

Dương 3.5956 1.4967 2.8764 0.9978

Âm -1.6506 -0.2392 - 1.8340 -0.3681

> 1.9449 1.2574 1.0424 0.6297

Tông nội luc 3.2023 1.6721

I2.2.3 Nội lực tại mặt cất gối b

i 1 ï [7 TF yr COC —

Uy [I

Lam tuong ty nhu trén ta co bang két qua sau:

Phin Dah TTGHCĐI TTGHSD

ana Ban mat cau Lớp phủ Bản mặt cầu Lớp phủ

Dương 0.8544 0.1110 0.6835 0.0740

Trang 13

Âm -1.9580 -0.4905 -2.1756 -0.7547

> -1.1036 -0.3795 -1.4920 -0.6806

Tông nội lực -1.4831 -2.1727

IL2.2.4 Nội lực tại giữa nhịp b-c

lui, TCT LH DNG

Phin Dah TIGHCDI TTGHSD

_ Bản mặtcầàu | Lớpphủ | Banmatcau] Lop pha

Dương 3.3396 1.3673 2.6717 0.9116

Âm -1.0420 -0.2610 -1.1578 -0.4016

> 2.2976 1.1063 1.5139 0.5100

Tong noi luc 3.4039 2.0239

1.2.2.5 N6i luc tại mặt cắt gói c

“TH ee 4 oo aco

5 Te UEP

Phin Dah TIGHCDI TTGHSD

in x x

ana Ban mat cau Lop phu Ban mat cau Lớp phủ

Dương 0.4366 0.1817 0.3493 0.1212

Âm -1.8078 -0.4530 -2.0087 -0.6969

» -1.3712 -0.2713 -1.6594 -0.5758

Tông nội lực -1.6424 -2.2351

II.2.3 Xác định nội lực do hoạt tải và người đi bộ Tải trọng thiết kế dùng cho bản mặt cầu và quy tắc xếp tải

Share by LucKaKa - aluc.utc@gmail.com Page 13

Trang 14

Áp dụng quy định của Điều 3.6.1.3.3 (TCN - 272-05) :

Khi bản mặt cầu và bản nắp của cống hộp được thiết kế theo phương pháp dải gần đúng theo Điều 4.6.2.1 thì các ứng lực phải được xác định trên cơ sở sau:

- Khi các đải cơ bản là ngang và nhịp không vượt quá 4600 mm- các dải ngang

phải được thiết kế theo các bánh xe của trục 145000 N

- Do nhip cua ban $ =2300 < 4600 mm phải được thiết kế theo các bánh xe của trục 145KN

Xe tải thiết kế hoặc xe hai bánh thiết kế phải bố trí trên chiều ngang sao cho tìm của

bất kỳ tải trọng bánh xe nào cũng không gần hơn (3.6.1.3.1) : - 300mm tính từ mép đá vía hay lan can: Khi thiết kế ban hang

- 600mm tinh từ mép làn xe thiết kế : Khi thiết kế các bộ phận khác Do cầu khơng có đải phân cách xe thiết kế có thể đi vào phần bộ hành

Khi xếp xe lên đường ảnh hưởng sao cho gây ra hiệu ứng lực cực hạn cả âm và dương

Bè rộng dải tương đương :áp dụng Điều 4.6.2 1.3

-_ Mô men dương M*: SW = 660 + 0,55S = 660+0,55.2300=1925 mm - Mémen 4m M™ : SW = 1220 + 0,258 =1220+40,25.2300=1795 mm

- Phan hang: SW = 1140 + 0,833X

X =1100 -500- 300 = 300 mm SW=1140+0,083.300 =1431,55 mm

Trong đó

X = Khoang cach từ tải trọng dén diém gối tựa (mm), X=350 mm 5= Khoảng cách của trục cầu kiện đỡ

SW = Bề rộng đải tương đương

P_ = Tải trọng trục xe (N)

Trang 15

Tải trọng bộ hành : Theo Điều 3.6.1.5 lẫy tải trọng người đi bộ 3x10” Mpa và phải

tính đồng thời cùng hoạt tải xe thiết kế

IL2.3.1 Nội luc do Truck Load (xe tải thiết kế

Do Truck Load và Tendom Load có khoảng cách 2 trục theo chiều ngang cầu như

nhau(1800mm) nhưng Truck Load có trục sau(145 KN) nặng hơn Tendom Load (110 KN) nên ta chỉ tính nội lực trong bản mặt cầu do Truck Load

Vẽ đường ảnh hưởng và xếp tải

Đường ảnh hưởng tại mặt cắt giữa nhịp a-b

Ih |

om mE

_ —

Đường ảnh hưởng mặt cắt tại gối b

Trang 16

Bo mon CTGTTT&CTT TKMH Cau BTCT

— i

iM Ih ,

eli,

ETL TEP? TỊTT[TTEEE

0.048

Đường ảnh hưởng tại mặt cắt giữa nhịp b-c

ue _— TH 1 MP =rrrrD II pm i ( = I +1 = = =

Đường ảnh hưởng mặt cắt tại gối c

P=72,5/2

Sơ đồ tính mô men phần hãng của bản mặt cầu

e_ Công thức xác định mômen trong THGH CĐI cho I mét dài bản mặt cầu:

Trang 17

Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT Mryucktoad = 7 EM) DY, +5 ”: =0,95 175.72,5.1,25.29;,

SW 1,925

n z(P.+IM).3 y, 1,75.72,5.1,25 ` y,

M†nuckL cau = =0,95

SW 1,795

a AP +IM) 1,75.1,25.72,5

Moyucktoad = n YAR + IM) x _ 0,95 1,75.1,25.72,5.x

2.SW 2.1,432

Trong đó:

-_ y=l,75 (Xem phần 7), n=0,95

-_y¡: Tung độ đường ảnh hưởng

Tính tốn nội lực tại các mặt cắt:

1, 75x72, 5x1, 25x0,30 _ M, =-0.95 2x1,432 ~15.78(KN.m) 1,75.72,5.1,25.(0,47—0,067) M,¿ =0,95 =31,5416(KN.m) 1,925 M, = 0,95 1,75.72,5.1,25.(0,0235 —0,1041—0,0768 +0,0134) _ -24.0866(KN.m) 1,795 M,.= 0,osL7Š.72.5.1,25.(0,401 ~ 0,048) = 27.8630(KN.m) 1,925 M, =0,95 1,75.72,5.1,25.(0.0145 —0,0878 — 0.0787 + 0,0135) =-116250(KNm) 1,795

Bảng kết quả mômen tại các mặt cắt do TruckLoad (xe tải thiết kế)

Bảng 4.3.1-a

Mặt cắt ` Trạng thái giới hạn cường độ I

Giá a a-b b › / c

tri(KNm) | -15,78 | 31,5416 | -22,087 27.863 | -11,625

Trang 18

Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT e Công thức xác định mômen trong THGH SD cho 1 mét dài bản mặt cầu:

(PB +IM).> y, 1.72,5.1,25.> y,

Moucktoad = LE TIM) hy it 2 Xi =0,0sL7225.1.25.3», 5 Xi

SW 1,925 Mowektoad= 7 y(P.+ JM).> Yi — 005 1.72,5.1,25.> y, SW 1,795 MinaaaaahfS= n yZ(P.+IM).x =0.95 1.1,25.72,5.x 2.9W' ; 2.1,432 Trong đó: - y=1(Bang A3.4.1-2) - =0,95

- yi: tung d6 duong anh huong

1.72,5.1,25 M,=-0, 95 1:72,5.1,25.0,30 = -9,01(KN.m) 2.1,432 1.72,5.1,25.(0,47— 7 M,, =0,95 172,5.1,25.(0,47-0,067) = 18.0238(KN.m) 1,925 M,=0,95 1.72, 5.1,25.(0,0235—0,1041—0,0768+0,0134) _ -16.9066(KN.m) 1,795 M,,, = 0,95 172,5.1,25.(0,404— 0,048) =o = 0,048) =15.9217(KN.m) M, = 0,95 1.72,5.1,25.(0.0145 TA 0.0787+0,0135) =-16.6428(KN.m)

Bảng kết quả mômen tại các mặt cắt do TruckLoad ở trạng thái sử dụng

Bang 4.3.1-b

Mat cat Trang thái giới hạn Sử dụng

Gia tri(KNm) a: a-b b : b-c :ï c

Trang 19

9,01 180238 -16.9066) 15.9217 -16.6428

Bảng kết quả mô men tại các mặt cắt đo TruckLoad ở cả hai trạng thái là :

Mặt Cắt TU Ea [ áp | b | bé ịc Cường đội | -15/78j| 31,5416) -24.0866 | 27.8630; -11.6250 Sử dụng -9,01 | 18,0238} -16.9066| 15.9217| -16.6428

11.2.3.2 Noi luc do nguoi di bé

° Xếp tải trọng người lên Dah cac mat cat a, a-b, b, b-c, c, c-d, d, ta có bảng kết

quả sau: Bảng 4.3.2 Mat Cat HGH ape b = c _ Cườngđội JiQ9[/ 01999 -13186, 00991 -00634 Sử dụng -0.6338 0.1142 -0.7535 0.0566 -0.0363

e_ Tổng hợp nội lực do các tải trọng tác dụng lên bản mặt cầu được cho trong bảng

sau dây : Mặt Cắt THGH / a ¬ a a-b cosy | : b b-c c TTGHCD 1 -26,7291 | 34.9438 ị -26.8883 31.3660 | -13.3308 — TTGHSD | -17,454 | 19.8101 -19.8328| 18.0022 | -18.9142 Bang 4.a

Vậy nội lực đề thiết kế ban mặt cầu là:

Bảng 4.b

| Mômen (KNm) | Duong Am Hang |

Trang 20

TTGH Cường đội 34.9438 -26.8883 -26,7291 TTGH Sử dụng 19.8101 -19.8328 -17.454

II.2.4 Vật liệu thiết kế cho bán mặt cầu

se Bê tông bản mặt cầu:

-_ Ýc =35 Mpa Cường độ nén quy định ở tuổi ở tuổi 28 ngày

- R,=0043y'2J/ (A5.4.2.4-1)

=> E.= 29910,2 (Mpa)

e Cốt thép

-_ f=420 Mpa : Giới hạn chảy tối thiểu quy định của thanh cốt thép - E= 200000 MPa

TI.2.5 Tính tốn cốt thép chịu lực

e® Lớp bảo vệ

Theo bang (A.5.12.3-1)

- Mép trên bản : a = 60 mm vi bản chịu mài mon cua vau lop xe

- Mép dưới bản : a= 25 mm

e Sức kháng uốn của bản: M, Trong đó:

ÿ.M›

- : Hệ số sức kháng quy định theo Điều (A.5.5.4.2.1) ta có ò= 0,9 Đối với

trạng thái giới hạn cường độ I (Cho BTCT thường) -_M,: Sức kháng uốn tính tốn

- M,: sức kháng uốn đang định

Đối với cấu kiện chịu uốn khi sự phân bố ứng suất gần đúng theo hình chữ nhật như quy định của Điều 5.7.2.2 thì M„ xác định Điều 5.7.3.2.3

Trang 21

a a oa, fp a ‘ ah,

M, = s,12|4,-5)* asa, -3) -AJV) (4 -5)*085/ (b -8,)8/,|S~ 2)

Vì khơng có cốt thép ứng suất trước ,b=bw và coi A, = 0

>w.=a/(4-5) 2

Trong đó:

- As = Dién tich cét thép chịu kéo không ứng suất trước (mm?) - f = Giới hạn chảy qui định của cốt thép (Mpa)

- ds = Khoảng cách tải trọng từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép

chịu kéo không ứng suất trước (mm)

- A's = Dién tich cét thép chiu nén (mm?)

- fy = Giới hạn chảy qui định của cốt thép chịu nén (Mpa)

- dị; =_ Khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thép

chịu nén (mm)

- f, = Cường độ chịu nén qui định của bê tông ở tuổi 28 ngay (Mpa)

- b = Bề rộng của mặt chịu nén của cấu kiện (mm)

- by = Chiều dày của bản bụng hoặc mặt cắt tròn (mm)

- Bị =_ Hệ số chuyên đổi biểu đồ ứng suất qui định trong điều (A.5.7.2.2)

- he Chiéu dày cánh chịu nén của cầu kiện dam I hoặc T(mm)

- a= cB, ; chiéu dày của khối ứng suất tương đương (mm) điều (A.5.7.2.2)

Af„+A TA 8= Af,

0.85f Bb, 0.85 f/b

a=cf, =

Theo trạng thái giới hạn cường độ I Cốt thép phải bó trí sao cho mặt cắt đủ khả năng

chịu lực

1L2.5.1 Bo tri cot thép chịu mô men âm của bản mặt cau (Cho Im dai ban mat cau) va kiém todn theo TTGH cuong do 1

- Khong xét dén cét thép chiu nén (sé bé tri cho mémen dương của bản mặt cầu) -_- Mơmen tính tốn cho mômen âm của bản mặt câu

M,= 26.8883 (KNm) (Bang 4.b)

Trang 22

- Ta chọn trước số thanh rồi kiểm toán cường độ

- Bố trí 6 thanh cốt thép ÿ16 Ộ 3,1416x16? , => Diện tích cốt thép A,= 6 —— = 1205/76 (mm?) d,= t- 60-2 = 200 - 60-45 = 132 (mm) 35-28 | B ,=0,85-0,05£ 2 =085~0,05 0,8(Mpa)

B, = 0,8 > 0,65 thỏa mãn theo (A5.7.2.2)

Af, 1205,76.420

= = 9,25 (mm)

C= 5

0,85/./b, 0,85.35.0,8.2300

a= f,.c=0,8 9,25= 7,4(mm),

Mô men kháng danh định của mặt cat :

Mn=Ag.f.(dy- 3) =I 2056.420132 <4) 106= 64,98 (KN.m)

Mô men kháng tính tốn của mặt cắt:

M,=.M,=0,9 65,4759 =58,476(KNm) > M,= 26.8883 (KN.m) (Thoả mãn) => Vay mat cắt thoả mãn về mặt cường độ

x c

Phải thoả mãn điều kign 7~ $ 0.42

d = dp =132 mm (Do coi A,, = 0 (A.5.7.3.3.1-2))

c: khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục TH, c = 9,25 (mm)

Trang 23

Bộ môn CTGTTT&C TT TKMH Cầu BTCT c

a =3 = = 0,007< 0,42 = Thoả mãn

e

Vậy mặt cắt giữa nhịp thoả mãn về hàm lượng thép tối đa e Hàm lượng cót thép tối thiêu

fe’

Phải thoả mãn Pmin >0.0-

y

Trong đó Ø„„„ = Tỉ lệ giữa cốt thép chịu kéo và diện tích nguyên

min =_—1205:76_ _ 0 00548 1000x200

0, 03/2 — =0,03—— = 0,0025 35

iy 420

fe’ => omin >0,03—

= Vậy mặt cắt thoả mãn về hàm lượng thép tối thiểu e Cự ly tối đa giữa các thanh cốt thép

Theo Điều (A.5.10.3.2) Trong bản cự ly giữa các cốt thép không được vượt quá 1,5

chiều dày cầu kiện hoặc 450mm

Smax $ 1,5 x200 = 300 (mm)

1.2.5.2 Bo trí cốt thép dương cho bản mặt cầu (Cho 1 mét dài bản mặt cau) và kiêm toán theo TTCH cường độ 1

-_ Không xét đến cốt thép chịu nén (bố trí cho mơmen âm của bản mặt cầu)

- Mômen tính tốn cho mơmen dương của bản mặt câu

M,= 34.9438(KNm) (Xem bảng 4.b)

Trang 24

-_ Ta chọn trước số thanh rồi kiểm toán cường độ

- Bé tri 5 thanh cốt thép 616 = 1004,8(mm’ ) ¬ ge 3,1416.16” = Diện tích cơt thép As = 5 d,=t,- 25 - “= 200- 25 - 18 = 167 (mm) 35-28 | =- 8.,=0.85-0,05 f 7 Š —0.85—0,05 0,8(Mpa) Bi = 0.8 >0,65 thỏa mãn theo (A5.7.2.2)

Af, 1004,8.420 c= 0.85/./b, 0,85.35.0,8.2300 = = 7,71(mm) a=B1.c=0,8 7,71= 6,17( mm) 6,17 Ma = Af (dục) = 1004,8.420.(167 - 2 ).10%= 69,17 (KNm) Mr= ¢.Mn= 0,9 69,17=62,/258 KN.m > M,= 34.9438 KN.m = (Thoả mãn) = Vậy mặt cắt thoả mãn về cường độ

e Kiểm tra lượng cốt thép tối đa (A.5.7.3.3.1) Phải thoả mãn điều kiện T <0.42

d, =dp =167 mm (Do coi A), = 0 (A.5.7.3.3.1-2))

c: khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục TH, c= 7,71(mm)

£ = 471 —0.046 < 0,42 Thoả mãn d, 167

Vay mat cắt thoả mãn về hàm lượng thép tối đa

Trang 25

Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT e Hàm lượng cốt thép tối thiểu

Phải thoả mãn ømin>0,03Pˆ

Trong đó ømin = Tỉ lệ giữa cốt thép chịu kéo và diện tích nguyên

1004,8 pmin in = = 0,00457 1000 200 0,03 = =0,032%= 0,0025 fy 420 fe' => pmin = 0,03 — fy

= Vậy mặt cắt thoả mãn về hàm lượng thép tối thiểu

Theo Điều 5.10.3.2 Trong bản cự ly giữa các cốt thép không được vượt quá 1.5

chiều dày cầu kiện hoặc 450mm Smax < 1,5x200=300 (mm)

1.2.5.3 Bo trí cốt thép âm cho phan hang cia ban mat cau(Cho Im dai ban mặt câu) và kiêm todn theo TTGH cuwong do 1

Để thận tiện cho thi công: Bố tri 2 mặt phăng lưới cốt thép cho bản mặt cầu nên cốt thép âm cho phần hãng được bố trí giống cốt thép âm(6 thanh $16) Chỉ tiến hành

kiểm tốn

¢ Momen tính tốn cho mơmen âm của bản mặt cầu

Mụ= 26,7291 (KN.m) (Xem bang 4.b)

Do mơmen tính tốn Mạ < Mơmen tính tốn của mơmen âm của bản mat cau nên chắc chăn các kiêm toán trong kiêm toán về cường dộ thoả mãn

Trang 26

IL2.5.4 Bồ trí cốt thép co ngói và nhiệt độ

Theo Điều A.5.10.8 cốt thép cho các ứng suất co ngót và nhiệt độ phải được đặt gần bề mặt bê tông lộ ra trước các thay đổi nhiệt độ hàng ngày Đối với các cấu kiện mỏng hơn 1200mm diện tích cốt thép mỗi hướng không được nhỏ hơn:

A

As = 0,75—

1

A;:= Tông diện tích mặt cắt

Chiều dày có hiệu 200mm = Chiều dày thực = 200+30 =230mm = A,=230x1 = 230 (mm’)

A, 20,75 4 =075 00 = 041 mm” !mm

3

Cốt thép do co ngót và nhiệt độ không được đặt rộng hơn hoặc 3.0 lần chiều dày cầu kiện (3.200=600mm) hoặc 450 mm Cốt thép co ngót và nhiệt độ theo phương dọc cầu 0.5As =0.2065

Sử dụng No10 @450 có A,=0,22mm”/mm

2.5.5 Kiểm tra bản mặt cầu theo trạng thải giới hạn sử dụng (kiểm toán nut)

Theo Điều A.5.5.2 các vấn đề phải kiểm tra theo trạng thái giới hạn sử dụng 1a nut ,

biến dạng và ứng suất trong bê tông

Do nhịp của bản nhỏ và khơng có thép dự ứng lực nên trong đồ án này chỉ kiểm toán

nứt đối với bản mặt cầu theo Điều 5.7.3.4

Các cấu kiện phải được cấu tạo sao cho ứng suất kéo trong cót thép ở trạng thái giới

hạn sử dụng f không được vượt quá

fSf„=— s06 (A5.734-1)

(4.4)

Trang 27

Bộ môn CTGTTT&C TT TKMH Cầu BTCT Trong đó :

- d, =Chiéu cao phần bê tơng tính từ thớ ngoài cùng chịu kéo cho đến tâm của thanh hay sợi đặt gần nhất ; nhằm mục đích tính tốn phải lấy chiều dày tĩnh của lớp bê tông bảo vệ d, không lớn hơn 50 mm

- Z = Thông số bề rộng vết nứt (N/mm)

Lấy Z.= 23000 N/mm đối với các câu kiện trong môi trường khắc nghiệt và khi thiết kế theo phương ngang

- fq = Ung suat kéo trong cốt thép ở trạng thái giới hạn sử dụng

-_ A = Diện tích phần bê tơng có cùng trọng tâm với cốt thép chủ chịu kéo và được bao bởi các mặt cắt cuả mặt cắt ngang và đường thăng song song với trục trung

hoà, chia cho số lượng của các thanh hay sợi (mm?)

IL2.5.5.1 Kiếm tra nứt đối với mô men dương

Mô men dương lớn nhất là M = 19.8101(KN.m) (Xem bảng 4-b)

= 75 5@170=850 r7 aa | c68¬ 200 “100 4@200=800 100—

Mô men quán tính nguyên tiết diện hình chữ nhật là :

3 3

c= = = _— = 666666666, 7(mm4)

- Hés6 quy déi từ cốt thép sang bê tong

_ Es _ 200000

n=—= = 6,6867 Ec 29910,2

- Tinh f,:

Xac dinh vi tri truc trung hoa :

Trang 28

+ Lấy mômen fĩnh với trục qua cạnh dưới của mặt cắt:

h toe

S=bh, 23 t+nA,.d +n.A,'.d

= 1000x200 +6,6867 x 1004,8 x (25+8)+6,6867 x1205,76 x(200 —68)

= 21322255,48(mm’)

+ Dién tich mat cat

A=bh-+mAs.+mAy = 1000% 200+ 6,6867 x 1004.8 + 6,6867 x 1205,76 = 216125,067( mm’ )

+ Khoảng cách từ THH đến mép dưới của mặt cất:

_— § _ 21322255.48 ==98,657 mm

A 216125,067

+ Khoảng cách thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm mặt cắt là : X= hr— y = 200 — 98,657 = 10,343 mm

+ Xác định mô men quán tính của mặt cắt bi mit tinh déi ra bé tong

bh hy ¬

le = +bh bT +nA,(d—y) +nA,(d —y)

l„= 710747268 mm*

+ Ung suất trong cốt thép ở mép dưới bản :

f -:(P)- TP am =122,354Mpa

I 299 10,2 710747268 d, = 25 +16/2 = 33mm < 50 mm

2.33.1000 2 ma à A sk

= ——s— =13200 mm (Diện tích phân bê tơng có cùng trọng tâm với côt thép chủ chịu kéo và được bao bởi các mặt cắt cuả mặt cắt ngang và đường thăng song

song với trục trung hoà, chia cho sô lượng của các thanh hay sợi )

Trang 29

: Z 23000

= fa= (aay? = 3.13200)" = 303Mpa > 0,6 f, =0.6x420 = 252Mpa

=Do vậy lay f,.=0.6f, =252 Mpa > fs = 122,354 Mpa (Thoa man)

IIL2.5.5.2 Kiểm tra nứt đối với mô men âm

Mô men âm lớn nhất là M= -19.8328 KNm/m

-_ Khoảng cách từ TTH đến mép trên của mặt cắt: y=200-98,657=101,34 mm

- _ Ứng suất trong cót thép ở mép trên bản :

6 t=n My =6,6867 19.8328.(101, 34 —68).10 =62,213Mpa ; 1 cr 710747268 - d,= 60 +16/2 = 68mm <50 (mm) = dc=50 (mm) (theo diéu trén) 2.50.1000 - A= 6 = 16666,667 (mm?

=>f,= aay = Gostoooe oan = 244Mpa < 0,6f,, = 0.6420 = 252Mpa

Do vay lay fa=244 Mpa > fs = 62,213 Mpa -> Thoa man

=> Vay ban mat cầu thoả mãn điều kiện kiểm toán nứt ở trạng thái giới hạn sử dụng

1.2.5.6 Kiểm tra bó trí thép theo thiết kế kinh nghiệm

Phải đặt lớp cốt thép đăng hướng, fy 2 400Mpa Cốt thép phải càng gần các mặt ngoài càng tốt

Trang 30

Lớp đáy : Số lượng thép tối thiểu cho mỗi lớp bằng 0,57 mm”/mm Theo thiết kế trên cốt thép theo phương chính 1,1 Imm”/mm và theo phương dọc là 0,8 mm”/mm > 0,57mm/mm ( thoả mãn)

Lớp đỉnh : Số lượng thép tối thiểu cho mỗi lớp bằng 0,38 mm/mm Theo thiết kế trên cốt thép theo phương chính 1,1 Imm /mm và theo phương dọc là 0,22 mm”/mm

< 0.38mm”/mm =>phải bố trí cốt thép theo phương dọc, chọn Nol0 @200 A,=

0.5mm”/mm

Khoảng cách lớn nhất giữa cốt thép là 450mm

113 TÍNH TỐN NOI LUC DAM CHU TI.3.1 Nội lực dầm chú do tĩnh tái

Tải trọng tác dụng nên dầm chủ

Tĩnh tải : Tĩnh tải giai đoạn 1 DC1va tĩnh tải giai đoạn 2 (DC2+ DW) Hoạt tải gồm cả lực xung kích (IL+IM) : Xe HL 93

Nội lực do căng cáp ứng suất trước

Ngoài ra còn các tải trọng: Co ngót, từ biến, nhiệt độ, lún, gió, động đất

1.3.1.1 Tinh tải rải đêu lên 1 dam chit

Tỷ trọng của các cấu kiện lấy theo bang (A.3.5.1.1) AASHTO, gia thuyét tinh tinh tai phân bố đều cho mỗi dầm, riêng lan can thì một mình dầm biên chịu

+ Tải trọng bản thân dam DC4,

Thanh phan tĩnh tải DC bên trên bao gồm toàn bộ tĩnh tải kết cấu trừ tĩnh tải lớp mặt

hao mòn dự phòng và tải trọng dự chuyên dụng Do mục đích thiết kế 2 phần của

tĩnh tải được định nghĩa như sau:

Trang 31

Tĩnh tải rải đều lên dầm chủ xuất hiện ở giai đoạn căng ứng suất trước

Lpci(de) = Y-Ag

Trong do:

- y: Trọng lượng riêng của dầm, y = 24 KN/m*

-A,: Diện tích mặt cắt ngang của dầm khi chưa mở rộng Với kích thước đã

chọn như trên, ta tính được Ag = 897500(mm”)

=> Spcide) = 21,54(KN/m)

e Tai trong do dam ngang: DCI an

Theo chiều dọc cầu bố trí 5 dầm ngang (xem bản vẽ), theo chiều ngang cầu bố trí 4

dầm ngang, suy ra tổng số dầm ngang = 4.5 = 20

2000 20 1200—— | 1200————=

Trọng lượng một dầm ngang: DCl„y= 2,0x1,2x0,2x24 = 11,52 KN Tĩnh tải rải đều lên 1 dầm chủ do dầm ngang:

20x11,52

n= ————— = 1.4222 KN/

EDCH a 39 4x5 m

e Tai trong do mdi noi ban mat cau:

Môi nối bản mặt cầu dày 200(mm) , rộng 500 (mm)

Trang 32

TKMH Cầu BTCT

Bộ môn CTGTTT&CTT

~6 ~6

gDC,,,, = 4x 200 x 400x10 ~ x " 200 x 500 x10 ~ x 24 _ 2,016(KN/m)

Ban mặt cầu đày 200mm, rộng 10000mm

-6

te.) —2001180032.810' 21, 2s Km

e Tait ai trong do lan can do lan ca w=300 kg/m

DC2 : Trong luong lan can xuất hiện ở giai đoạn

khai thác sau các mất mát 300

Ta su dụng loại lan can theo tiêu chuẩn AASHTO

§ 200

= Tĩnh tải DC2 tác dụng cho dầm biên p09

150) |

e Tai trong cua lop phủ

Lớp phủ dày 74 mm ty trong 22,5 KN/m3

#pw = (11-2x0,5) x 0,074 x 22,5 = 16,65(KN/m)

= phan bé cho 1 dam: pw = == =3,33(KN/m)

Bảng tông kết Bang 5.1

Do TLBT dầm chủ #DClqe) 21,54 | KN/m

Do TLBT dam ngang ẾDCI(an) 1,4222 ị c— _KN/m

Do ban mat cau Zc1come) 14,256 KN/m

Do mối nối BMC DClim) 2016 | _ KN/m

Do lan can £pc2 4,564 KN/m

Do lớp phủ mặt câu pw 3,33 KN/m

Trang 33

1I.3.1.2 Các hệ số cho tĩnh tải

Loại tải trọng TTGH Cường TTGH Sử

dol dung

DC: Cấu kiện và các thiết bị phụ 1,25/0,9 1

DW: Lop phu mat cau va cac tién

ích 1,5/0,65 1

1.3.1.3 Xác định nội lực dầm chủ

Ta tính tốn nội lực dầm chủ tại 4 mặt cắt: MC giữa nhịp, MC 1⁄4 nhịp, MC cách gối

1,5m và MC gối

Để xác định nội lực, ta vẽ đường ảnh hưởng cho các MC cần tính rồi xếp tĩnh tải rải đêu lên đường ảnh hưởng Nội lực được xác định theo công thức:

-_ Mômen: M,= 1Ị.yp.@.g

-_ Lực cắt: Vụ=1Ị.g(,.@`- Yp.0)

(Tương tự như tính tốn bản mặt cầu với mục đích tạo ra hiệu ứng tải lớn nhất)

Trong đó:

- @ : Dién tích đường ảnh hưởng mômen tại mặt cắt đang xét

- @* : Dién tích đường ảnh hưởng lực cắt dương tại mặt cắt dang xét -œ ; Diện tích đường ảnh hưởng lực cắt âm tại mặt cat đang xét

- 4 : Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư, và sự quan trọng trong khai thác xác

định theo Diéu (A.1.3.2)

Ti=ninpns 3 0,95

-_ Hệ số liên quan đến tính dẻo rịp = 0,95 theo Điều (A.1.3.3) -_ Hệ số liên quan đến tính dư yp = 0,95 theo Điều (A.1.3.4)

-_ Hệ số liên quan đến tầm quan trọng khi khai thác rị; = 1,05 theo Điều (A.1.3.5)

Vậy: 1 =0,95

Trang 34

IIL3.1.3.1 Tính mô men

s* Đường ảnh hưởng mômen mặt cắt giữa nhịp @ = 131,22(m”)

e Trang thai gidi han cường độ 1:

- Dam trong (khéng có tĩnh tải do lan can)

My = 0,95.(1,25 Øbctœme +1,25.ðpcie) + 1,25.ðpciqan + 1.25.ðpci(mm + 1,5.gpw ).@

= 0,95.(1,25.14,256+1,25.21,54+ 1,25.1,4222 + 1,25.2,016+ 1,5.3,33).131,22

= 6736,2953(KN.m)

- Dam ngoài (chịu toàn bộ tải trọng do lan can)

Mu =0,95(1,258pcIœme +1,258pcidœ) +1,258pctvan +1,258pc1my†T,58#pw +1,258pc2)@

= 7447,7449(KN.m)

e Trang thai gidi han su dụng:

- Dam trong (khéng cé finh tai do lan can)

M¿ =0,95.( 1: Epciwme +Í.ðbciqae + Í.ðbciam + Ì.8ðpcl(mm + Ì.ðpw).@

=5306,0134(KN.m)

- Dam ngoai (chịu toàn bộ tải trọng do lan can)

M,=0,95.( 1 EpcIeme) +Í.#pciae + Í.Epcian + Í.gpciama + Ì.gpw + Ì.gpc2).@ = 5874,9571(KN.m)

11,3.1.3.2 Tính lực cắt

s* Đường ảnh hưởng lực cắt mặt cắt giữa nhịp

Trang 35

e Trạng thái giới hạn cường độ I

- Dam trong (khéng có tinh tai do lan can)

Vu = 0,95 [1,25 (gpcigrmey + Sdcrde) + Scr dn) + LOCH mn )O™

- 0,9(gpc1 me + Bpc1de) + #Dcidan + #pclmm)@ + (l,5.gpw.@ˆ - 0,65.gpw.@)]

= 127,448 (KN)

Vụ = 0,95 [1,25 (Ebcieme + Epcidae # EDelden + Lc1imn # #pc2)(9ˆ

~0,9(Epcime) + Epcide) #ÊDpclen) #8pciema) #Epc2)@' + (1,5.gpw.@ˆ - 0,65.gpw.@)]

= 139,740(KN)

e Trang thái giới hạn sử dụng

- Dam trong (khơng có tĩnh tải do lan can)

Vụ = 0,95 [Í.( Epcime) # #pciae) † #pCl(an) + #DClum))@ˆ

~ ].( EDeibme) * #pclqe) ® #pcidn) + Epciem))@ + (l.Øpw.@` - Ï.#pw.@ )]

Vụ=0(KN)

Vu = 0,95 [.( Epciwme) + Epciqee) + Epcidn) + #pClama) + #pc2)(ˆ

và + - ~ L.( EDcIœme + #pciwe) + #pcidan) † #pcIemn) £ #pc2)@ + (l.Øgpw.@` - |.#gpw.@)]

Vụ =0KN

Trang 36

s* Đường ảnh hưởng lực cắt mặt cắt gối

Làm tương tự như trên, ta có bảng tơng kết sau:

Mômen do tĩnh tải Bảng 5.3.1 1⁄2 Goi TTGHCĐI TTGHSDTTGHCĐI i —————} [Dam trong 67362953 5433166 ' 0000 0.000 Dằm ngoài ' 7447.7449 6002,110 ( 0.000 ¡0.000 Lực cắt do tĩnh tải Bảng 5.3.2 L2 TTGH CĐI | TTGH SD TTGH SD Dam trong 127,448 0.000 806,017 Dam ngoai | 139/740 0.000 919,441 893,817

I1.3.2.N6i lure dam chi: do hoat tai

11.3.2.1 Tinh hệ số phân bó hoạt tải theo làn

Tiêu chuẩn 22TCN 272-05 đề cập đến phương pháp gần đúng được dùng đề phân bó

hoạt tải cho từng dầm (điều 4.6.2.2.2) Không dùng hệ số làn của Điều 3.6.1.1.2 với phương pháp vì các hệ số đó đã được đưa vào trong hệ só phân phối, trừ khi dùng

phương pháp mô men tĩnh hoặc các phương pháp đòn bẩy

Những kích thước liên quan:

Chiểu cao dam: H = 1700mm Khoang cach của các dầm: ŠS = 2200mm; Chiều dài

nhịp: L = 32400 mm Khoảng cách từ tim của dâm biên đên mép trong của lan can: đ, = 1100 — 500 =600 (mm)

Dằm T thuộc phạm vi áp dụng những công thức gần đúng của 22TCN 272-05 (bảng

4.6.2.21 và 4.6.2.2a-L) Hệ sô phân bô hoạt tải được tính như sau:

Trang 37

11.3.2.1.1 Hệ số phân phối hoạt tải theo làn đối với mô men uốn Kiểm tra phạm vi áp dụng: (bảng 4.6.2.2a-1)

1100 <S < 4900

110 <t,< 300 6000 < L < 73000

N, 24

=> Thoa man

¢ Déi voi dam gitta (AASHTO bang 4.6.2.2.2b-1): - Mot lan thiét ké chiu tai :

04 03 K 01 z, =0,06+{—] 4300) [Š (x) (ue s 04 03 =006+ 2200 mm 1 4300) \32400 =0,401

- Hai lan thiết kế chịu tải:

‹ 06 ‹ 02 K 01 g„ =0,075+ 2900) | [Š \Lj _— (1 06 02 =0,075 + 2200 2200 1 2900 32400 =0,570 > Khéng ché

e Đối với dầm biên (AASHTO Bang 4.6.2.2.2.c-1)

~-_ Một làn thiết kế chịu tải, sử dụng quy tắc đòn bẩy

Do cự ly theo chiều ngang cầu của xe Truck và Tendom đều là 1800mm nên ta có sơ

đô xếp tải như hình vẽ cho cả 2 xe

Theo tiêu chuẩn 272 - 05 Điều 4.6.2.2.1 khi dùng phương pháp đòn bẩy phải đưa vào hệ số làn m Đối với 1 làn chịu tải m=1,2 Mô hình nguyên tắc don bay cho dam

biên được chỉ ra trên hình vẽ

Trang 38

Bộ môn CTGTTT&C TT TKMH Cầu BTCT | | ` | | - _4o00— | - J } E 2200 1100: 0,545 1 1,364 _ 1/2.0,545+1,364) Zn 5 =1,145 Khéng ché

- Hai lan thiét ké chiu tai

d 600

m= € damuong trong d6 e =0,77 + =0,77 +——— =0,9843

=> Em = 0,9843x 1,145 = 1,127

IH.3.2.1.2 Hệ số phân phối hoạt tải theo làn đối với lực cắt Kiểm tra phạm vi áp dụng: (bảng 4.6.2.2.2c-1)

-300 <d, <1700 = Thỏa mãn

e Đối với dầm giữa (ASSHTO Bảng 4.6.2.2.3a-I): -_ Một làn thiết kế chịu tải

Bu= 0,36 + = 0,36 +220 = 0,649

7600 7600 > Khong ché

Trang 39

- Hai lan thiết kế chịu tải

g„=02+- 2 =| ổn 7600 | 10700

0.2420 (2) = 0,447 7600 | 10700

Sử dụng quy tắc đòn bẩy, tương tự như tính hệ số phân bố cho mômen ở trên, ta

c6g,=1,1415 Khong ché - Hai lan thiét ké chiu tai

d =0,6+ 600 =0,8 3000 3000

Em = € Ldamtrong trong đó e=0,6 +

=#m= 0,8 x 1,1415 = 0,9163

11.3.2.2 Tinh hé sé phan bé tai trọng của người đi bộ

Sử dụng phương pháp địn bây, tính cho cả mômen và lực cắt Coi tải trọng phân

bồ người là lực tập trung:

Trang 40

Bộ môn CTGTTT&C TT TKMH Cầu BTCT 2200 1100 0.4545 0,92 1 1,2 g= l5 0,92 = 1,38

Vậy hệ số phân phối của hoạt tải và người đi bộ:

Bảng 6.2

Dâm giữa Dâm biên

Mô men uốn 0,57 1,1415

Lựccắt 0,648 1,1415

Người đi bộ 1,38 ị 1,38

1L3.2.3 Xác định nội lực

Hoạt tải xe ôtô thiết kế và quy tắc xếp tải (Điều 3.6.1.3)

e Hoạt tải xe HL93

Định dạng
Số trang	71
Dung lượng	7,99 MB