thiết kế kết cấu nhịp cầu chuyên ngành ktxd công trình giao thông

ĐAMH Thiết Kế Cầu NHÓM 04Để khống chế nứt, khoảng cách cốt thép thường trong lớp gần nhất với mặt cắt chịu kéo phải thỏa điều kiệnBề dày lớp bê tông bảo vệ d =c 57 mmChiều cao cắt hữu hi

BỐ TRÍ CHUNG VÀ SỐ LIỆU

Bố trí chung và kích thước sơ bộ

Bề rộng khổ cầu: Bkc = 7.5 m

Khoảng cách giữa 2 tim dầm chính: S = 2.1 m

Khoảng cách giữa 2 tim dầm ngang: S = 6 m

Số làn xe thiết kế: NL = 2

Bề rộng 1 làn xe: wL = 3.75 m

Khoảng cách từ mép trong lan can đến tim dầm biên: de = 0.6 m

Chiều dài dầm chính: Ldc = 33 m

Chiều dài nhịp tính toán dầm chính: Lttdc = 33 m Khoảng cách từ đầu dầm đến gối: = 0 m

Chiều dài nhịp tính toán dầm ngang: Lttdn = 2.1 m

11 ĐAMH Thiết Kế Cầu NHÓM 04

Thông số vật liệu

Trọng lượng riêng: Wc = 2500 kg/m 3

Trọng lượng riêng: Wc = 2250 kg/m 3

Cường độ chịu nén: fc ' = 30 MPa

Trọng lượng riêng có cốt thép: Wc = 2500 kg/m 3

Trọng lượng riêng không cốt thép: Wc = 2320 kg/m 3

Mô đun đàn hồi: Ec = 28111 MPa

Cường độ chịu nén sau 28 ngày: fc ' = 42 MPa

Cường độ chịu nén khi cắt cáp: fc ' = 38 MPa

Trọng lượng riêng không cốt thép (f '_42):c Wc = 2336.18 kg/m 3 Trọng lượng riêng không cốt thép (f '_38):c Wc = 2327.02 kg/m 3

Mô đun đàn hồi (f '_42):c Ec = 31851.8 MPa

Mô đun đàn hồi (f '_38):c Ec = 30575.8 MPa

Cường độ chịu nén: fc ' = 30 MPa

Trọng lượng riêng không cốt thép: Wc = 2320 kg/m 3

Mô đun đàn hồi: Ec = 28111 MPa

Cốt thép thường (JIS G3112 - SD390) Đường kính: D = 13 mm

Giới hạn chảy: fy = 400 MPa

Giới hạn bền: fu = 570 MPa

Trọng lượng riêng: Ws = 7850 kg/m 3

12 ĐAMH Thiết Kế Cầu NHÓM 04 Để khống chế nứt, khoảng cách cốt thép thường trong lớp gần nhất với mặt cắt chịu kéo phải thỏa điều kiện ĐK phơi lộ bề mặt cấp 1 ge = 1

Bề dày lớp bê tông bảo vệ d =c 57 mm Ứng suất kéo f =ss 240 MPa

Hệ số qui đổi bs = 1.66 MPa

Tổng chiều cao h = 0 mm ĐIỀU KIỆN 123000 s ≤ ge

Kiểm tra sức kháng cắt

Bề rộng bản hữu hiệu b =v 1 m

Chiều cao cắt hữu hiệu d =v 129.6 mm

Hệ số chỉ khả năng của bê tông bị nứt b = 2

Góc nghiêng của ứng suất nén chéo q = 45 o

Góc nghiêng của cốt thép ngang đối với trục dọc a = 90 o

Cự ly cốt ngang/ cốt đai theo phương dọc cầu @ = 400 Diện tích cốt thép chịu cắt trong khoảng rãi s A =v 0.455 mm2/m Cường độ kháng cắt danh định của bê tông

Vc = 0.083b(fc ') 1/2 bv vd V =c 117.83 kN/m Phần DUL hữu hiệu trên hướng lực cắt tác dụng V =p 0

V =s2 177.46 kN/m Sức kháng cắt danh định

V =u 115.35 kN/m ĐIỀU KIỆN Vu < fVn

THỐNG KÊ BỐ TRÍ THÉP CHO BẢN MẶT CẦU

Số lượng cốt thép tối thiểu cho lớp trên Bản Mặt Cầu

Cốt thép chịu moment âm thớ trên mặt cầu Đường kính a = 14 mm

Khoảng cách bố trí @ = 250 mm

Diện tích thép trên bề rộng dải bản A =s 0.616 mm2/mm ĐIỀU KIỆN As > 0.380 mm 2 /mm OK

Số lượng cốt thép tối thiểu cho lớp dưới Bản Mặt Cầu

Cốt thép chịu moment dương thớ dưới mặt cầu

Diện tích cốt thép chính yêu cầu trên 1 đơn vị dải bảng

Chiều dài nhịp có hiệu S = 1.9 mm

Hàm lượng cốt thép giới hạn ρ = 0.67%

Diện tích cốt thép cần thiết 67% A =yc 0.413 mm2/mm Đường kính a = 14 mm

Khoảng cách bố trí @ = 250 mm

Diện tích thép trên bề rộng dải bản A =s 0.616 mm2/mm ĐIỀU KIỆN As > 0.570 mm 2 /mm OK

As > 67%Ayc mm 2 /mm OK

- Bản mặt cầu thiết kế với các thông số trên thỏa các điều kiện kiểm toán

Khoảng cách giữa các dầm ngang theo phương dọc cầu L =1 6 m

Khoảng cách giữa hai dầm chính S =dn 2.1 m

Chiều dày bản mặt cầu ts = 0.18 m

Chiều dày lớp phủ tLP = 0.074 m

Cường độ chịu nén của bê tông fc ' = 30 MPa

Khố lượng riên của bê tông gc = 25 kN/m 3

Trọng lượng riêng không cốt thép W =c 2320 kg/m3

Mô đun đàn hồi của bê tông Ec = 28111 MPa

Giới hạn chảy cốt thép chịu kéo fy = 400 MPa

Giới hạn chảy cốt thép chịu nén f ' y = 400 MPa

4.2 Xác định nội lực dầm ngang:

4.2.1 Nội lực do tĩnh tải gây ra:

4.2.1.1 Tải trọng do bản thân cấu kiện:

Bảng 4-16 Nội lực cấu kiện

STT Cấu kiện Kí hiệu CT tính Giá trị Đơn vị

1 - Tải trọng BMC DC1 gc×t ×Ls 1 29.25 kN/m

2 - Tải trọng lớp phủ DW gc×t ×LLP 1 12.025 kN/m

3 - Tải trọng dầm ngang DC2 gc×b×L1 32.5 kN/m

4.2.1.2 Diện tích đường ảnh hưởng momen tại giữa nhịp và lực cắt tại gối:

Bảng 4-17 Diện tích đường ảnh hưởng

STT Diện tích đường ah Kí hiệu CT tính Giá trị Đơn vị

1 - Momen tại giữa nhịp WM S /8 2 0.2625 m dn 2

2 - Lực cắt tại gối WQ S /2 dn 1.05 m

4.2.1.3 Momen do tĩnh tải gây ra tại mặt cắt giữa nhịp:

Bảng 4-1 Moment tĩnh tải giữa nhịp

1 - Momen do BMC MDC1 DC ×1 WM 7.68 kN/m

2 - Momen do lớp phủ MDW DW×WM 3.16 kN/m

3 - Momen do dầm ngang MDC2 DC ×2 WM 8.53125 kN/m

4.2.1.4 Lực cắt do tĩnh tải gây ra tại mặt cắt gối

Bảng 4-2 Lực cắt tại gối

1 - Lực cắt do BMC QDC1 DC ×1 WQ 30.71 kN

2 - Lực cắt do lớp phủ QDW DW×WQ 12.63 kN

3 - Lực cắt do dầm ngang QDC2 DC ×2 WQ 34.13 kN

4.2.2 Xác định nội lực do hoạt tải gây ra:

Hình 4-1 Sơ đồ xếp xe lực cắt Bảng 4-3 Lực cắt hoạt tải STT Tải trọng Vị trí Tung độ ả/h Tải trọng Phản lực Ri Đơn vị

Phản lực do xe gây ra R =LL 102.96 kN

Phản lực do tải trọng làn gây ra R =Làn 20.15 kN/m

Xét ba trường hợp đặt tải riêng biệt tính momen như sau:

+ Trường hợp 1: 1 bánh xe đặt giữa nhịp tính toán cho 1 làn chất tải

+ Trường hợp 2: 2 bánh xe đặt lên nhịp tính toán cho 1 làn chất tải

Hình 4-2 Sơ đồ xếp xe moment Bảng 4-4 Moment hoạt tải

STT Trường hợp Phản lực

Ri Tung độ đường ả/h Momen, MLL Đơn vị

Momen do xe gây ra M =LL 54.05 kN m

Diện tích đường ảnh hưởng momen WM = 0.55125 m2

Momen do làn gây ra M =Làn 11.11 kN m Xét hai trường hợp đặt tải riêng biệt tính lực cắt như sau:

+ Trường hợp 1: 1 bánh xe đặt tại gối nhịp tính toán cho 1 làn chất tải

Hình 4-3 Xếp xe lực cắt một nhịp Bảng 4-18 Lực cắt trên một nhịp

STT Trường hợp Phản lực Ri Tung độ đường ả/h Lực cắt, QLL Đơn vị

Lực cắt do xe gây ra Q =LL 147.09 k

Diện tích đường ảnh hưởng momen WQ = 1.05 m

Lực cắt do làn gây ra Q =Làn 21.1575 k

Hệ số điều chỉnh xét đến momen dương hs = + 0.7

Hệ số điều chỉnh xét đến momen âm hs = - 0.8

Bảng 4-19 Hệ số tải trọng

Công thức tổ hợp nội lực của M và Q được xác định như sau:

STT TTGH Momen (kNm) Lực cắt

4.3 Kiếm toán và bố trí thép

4.3.1 Kiểm toán tại mặt cắt giữa nhịp

4.3.1.1 Chọn cốt thép và bố trí

Chọn và bố trí cố thép

STT Vị trí bố trí Thép Tiết diện (mm 2 ) abv (mm)

4.3.1.2 Kiểm toán theo TTGH CD1

Kiểm tra sức kháng uốn: ĐIỀU KIỆN:

As - Diện tích cốt thép thường chịu kéo, mm 2

A's - Diện tích cốt thép thường chịu nén, mm 2 ds - Khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo, mm ds = 1013 mm d's - Khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu nén,

45 ĐAMH Thiết Kế Cầu NHÓM 04 mm d's = 50 mm fy - Giới hạn chảy cốt thép chịu kéo, MPa f ' y - Giới hạn chảy cốt thép chịu nén, MPa a - Chiều dày khối ứng suất tương đương, mm

Sức kháng uốn danh định M =n 199.43 kNm

Sức kháng uốn tính toán M =r 179.49 kNm

Mr = 179.49 kNm > M + CĐ1 = 143.01 kNm OK

4.1.2.2 Kiểm tra lượng thép tối đa:

Khoảng cách từ TTH - nén c = 18.82 Ứng biến chịu kéo giới hạn etl = 0.005 ĐIỀU KIỆN:

KIỂM TOÁN c/ds = 0.02 kNm < VP = 0.38 kNm OK

Kiểm tra lượng thép tối thiểu:

Cường độ bền chịu kéo của cốt thép f =u 570 MPa

Hệ số tỉ lệ cường độ chảy và cường độ bền g3 = 0.70

Hệ số biến động momen nứt do uốn g1 = 1.6

Môđun phá hoại của bê tông f =r 3.45 MPa

Công thức tính momen nứt Mcr

46 ĐAMH Thiết Kế Cầu NHÓM 04 ĐIỀU KIỆN:

Mr = 179.49 kNm > VP = 147.86 kNm OK

4.3.1.3 Kiểm toán theo TTGH SD: (Kiểm toán nứt) Để khống chế nứt, khoảng cách cốt thép thường trong lớp gần nhất với mặt cắt chịu kéo phải thỏa điều kiện ĐK phơi lộ bề mặt cấp 1 ge = 1

Bề dày lớp bê tông bảo vệ d =c 50 mm Ứng suất kéo f =ss 240

Hệ số qui đổi bs = 1.070 ĐIỀU KIỆN: s ≤ 123000 ge

4.3.2 Kiểm toán tại mặt cắt gối (Momen âm):

4.3.2.1 Chọn cốt thép và bố trí:

Bảng 4-21 Bố trí cốt thép

4.3.2.2 Kiểm tra sức kháng uốn: ĐIỀU KIỆN:

A's - Diện tích cốt thép thường chịu nén, mm 3 ds - Khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo, mm ds = 1011 mm d's - Khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu nén, mm d's = 50 mm fy - Giới hạn chảy cốt thép chịu kéo, MPa f ' y - Giới hạn chảy cốt thép chịu nén, MPa a - Chiều dày khối ứng suất tương đương, mm

Mr = 179.12 kNm > M - CĐ1 = 163.44 kNm OK

Kiểm tra lượng thép tối đa:

Momen nứt M =cr 147.86 kNm ĐIỀU KIỆN:

Bề dày lớp bê tông bảo vệ d =c 50 mm Ứng suất kéo f =ss 240 kN/m2

4.3.3 Kiểm tra cấu kiện chịu cắt:

Kiểm toán theo điều kiện

Vu - Lực cắt tính toán, kN

Vu = 479.36 kN f - Hệ số sức kháng f = 0.9

Vn - Sức kháng cắt danh định của bê tông, kN

4.3.3.1 Sức kháng cắt danh định của bê tông, Vn:

Vc - Sức kháng danh định do ứng suất kéo trong bê tông, kN

Vs - Sức kháng cắt của cốt thép chịu cắt, kN

Vp - Thành phần DUL hữu hiệu trên hướng lực cắt tác dụng, kN

Vp = 0 bv - Bề rộng bản bụng hữu hiệu lấy bằng bề rộng nhỏ nhất trong dv, mm bv = 200 mm dv - Chiều cao chịu cắt hữu hiệu, mm d = max(0.9d ; 0.72h; dv e s-a/2) = 1003 mm

4.3.3.2 Sức kháng cắt danh định do ứng suất kéo trong bê tông:

Trong đó: b - Hệ số chỉ khả năng của bê tông chịu nứt chéo truyền lực kéo b = 2

Sức kháng danh định do ứng suất kéo trong bê tông Vc = 182.41 kN

4.3.3.3 Sức kháng cắt của cốt thép chịu cắt:

Av - Diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s, mm 2

Av = 153.9 mm 2 q - Góc nghiêng của ứng suất nén chéo, độ q = 45 độ a - Góc nghiêng của cốt thép ngang đối với trục dọc, độ a = 90 độ s - Cự ly cốt đai, được xác định như sau:

Xác định ứng suất cắt trong bê tông theo công thức:

Vậy cự ly tối đa của cốt thép ngang: s < 600 mm

Chọn cự ly cốt thép ngang: s = 150 mm

Sức kháng cắt của cốt thép chịu cắt V =s 411.7802 kN

Sức kháng cắt danh định của bê tông theo điều kiện 1 V =n1 594.19 kN Sức kháng cắt danh định của bê tông theo điều kiện 2 V = 1504.673n2 kN Vậy sức kháng cắt danh định của bê tông V =n 594.19 kN

4.3.4 Kiểm toán lượng cốt thép ngang tối thiểu:

Av = 153.9 mm 2 > VP = 34.10 mm 2 OK

Nhịp tính toán dầm chính Ltt = 33 m

Khoảng cách giữa 2 tim dầm chính S = 2.1 m

Khoảng cách từ mép trong lan can đến tim dầm biên de = 0.6 m

Hệ số làn cho các trường hợp

Bảng 5-7Hệ số phân bố

5.1.1 HỆ SỐ PHÂN BỐ HOẠT TẢI CHO MOMENT

Hai hoặc hơn hai làn chịu tải

Tim bánh xe đặt ở vị trí cách mép lan can 1 đoạn 600mm tính từ mép làn xe thiết kế

Qui tắc đòn bẩy: → mg = 0.600

Khoảng cách từ tim dầm biên đến mép lan can de = 0.6 m

5.1.2 HỆ SỐ PHÂN BỐ HOẠT TẢI CHO LỰC CẮT

Khoảng cách từ tim dầm biên đến mép lan can: de = 0.6 m

5.1.3 BẢNG TỔNG HỢP HỆ SỐ PHÂN BỐ HOẠT TẢI

Bảng 5-8 Hệ số phân bố cho lực cắt và moment

Hạng mục M V max (mg , mg ) 1làn 2làn max (mg , mg ) 1làn 2làn

Mặt cắt ngang dầm tại L/2

Chiều cao gờ trên cùng h6= 0.08 m

Bề rộng gờ trên cùng b4= 0.65 m

Mặt cắt ngang dầm đầu dầm

Chiều rộng phần cánh trên B2= 0.85 m

Khoảng cách giữa các dầm S = 2100 mm

Bề dày BMC ts = 180 mm

Diện truyền tải dầm trong 2.1 m

Diện truyền tải dầm biên (1 nửa nhịp + phần hẫng) 2.15 m

Tải trọng phân bố lên dầm trong 9.45 kN/m

Tải trọng phân bố lên dầm biên 9.675 kN/m

Diện truyền tải dầm biên (1 nửa nhịp +de) 1.65 m

Chiều dài nhịp tính toán 33 m

Số lượng dầm ngang giữa 2 dầm chính 4

Diên tích mắt cắt ngang dầm ngang 2.064 m 2

Tải trọng dầm ngang lên dầm chính 51.61 kN

Tải phân bố của dầm ngang trên dầm trong 1.56 kN/m

Tải phân bố của dầm ngang trên dầm biên 0.78 kN/m

Diện tích mặt cắt ngang mặt cắt giữa dầm 0.632 m 2

Diện tích mặt cắt ngang mặt cắt đầu dầm 0.9374 m 3

Chiều dài phần đầu dầm 0 m

Chiều dài tính toán của dầm 33 m

Chiều dài đoạn thay đổi tiết diện 5 m

Thể tích phần thay đổi tiết diện 11.808 m 3

Trọng lượng dầm chính 816.815 kN

Tải trọng dầm chính 15.36 kN/m

5.3 Tĩnh tải Đường ảnh hưởng cho moment xk Ltt-xk

Hình 5-4 ĐAH moment ĐAMH Thiết Kế Cầu NHÓM 04

Khoảng cách từ đầu dầm đến gối (mút thừa) 0 m

Diện tích đường ảnh hưởng:

Bảng 5-9 Diện tịch ĐAH moment

(m) 0 4.125 8.25 12.375 16.5 x k (m) 0 4.125 8.25 12.375 16.5 y k (m) 0 3.61 6.19 7.73 8.25 w ww w w+ (m 2 ) 0 59.55 102.09 127.62 136.13 y- (trái) 0 0.00 0.00 0.00 0.00 y- (phải) 0 0.00 0.00 0.00 0.00 w-w- w- w- w- (m 2 ) 0 0.00 0.00 0.00 0.00 w w w w w (m 2 ) 0 59.55 102.09 127.62 136.13 Đường ảnh hưởng cho lực cắt x k L tt -x k

Diện tích phần đường ảnh hưởng dương:

Diện tích phần đường ảnh hưởng âm:

Tổng diện tích tại các mặt cắt:

Bảng 5-10 Diện tích ĐAH lực cắt (m)

Moment tĩnh tải lên dầm trong

Bảng 5-11 Moment tĩnh tải dầm trong

Lực cắt tĩnh tải dầm trong

Bảng 5-12 Lực cắt tĩnh tải dầm trong

Moment tĩnh tải lên dầm biên

Bảng 5-13 Moment tĩnh tải dầm biên

Lực cắt tĩnh tải dầm biên

Bảng 5-14 Lực cắt tĩnh tải dầm biên

Min Max Min Max LL

Tổng hợp moment tĩnh tải

Bảng 5-16 Tổng hợp moment tĩnh tải

Bảng 5-17 Tổng hợp lực cắt

5.4 Hoạt tải Đường ảnh hưởng cho moment

Xe 2 trục y1 (m) 0 3.61 6.19 7.73 8.25 y2 (m) 0 3.46 5.89 7.28 7.65 y3 (m) 0 2.56 5.29 6.98 7.65 Đường ảnh hưởng cho lực cắt

Xe tải thiết kế TH1 0 1057.5 1779.8 2167 2219

Lực cắt cho hoạt tải

TỔ HỢP TẢI TRỌNG MOMENT

5.5 Bố trí cáp dự ứng lực

5.5.1 Ước lượng Aps theo ứng suất ở TTGH cường độ 1

Diện tích cốt thép theo công thức kinh nghiệm Apsg = 5289 mm 2

Số lượng tao cáp nps = 37.45 tao

Chọn số lượng tao cáp 45 tao

Chọn số lượng bó cáp 5 bó

Diện tích 1 bó cáp A12C = 1411 mm 2

Diện tích tổng 5 bó cáp DUL As = 7057 mm 2

Lực kéo căng cáp DUL F =pj 10500.39 kN

Moment lớn nhất ở TTGH SD1 MCĐ1 max = 10597.85 kN m

Lớp bê tông bảo vệ a = 50 mm

Khoảng cách bố trí tối thiểu Chọn

Hình 5-6 Bố trí cáp DUL

Phương trình đường cong parabol y = 4f(L-x)x

Bảng 5-18 Tạo độ bó cáp

63 ĐAMH Thiết Kế Cầu NHÓM 04 y 0 0.164 0.281 0.352 0.375

Bảng 5-19 Tạo độ các bó cáp trên dưới

Bảng 5-20 Chiều dài bó cáp

Bó aD aL/2 f,fv bD bL/2 fh S

Bảng 5-21 Bó cáp đại điện

Ký hiệu x0 x1 x2 x3 x4 x 0 4.125 8.25 12.375 16.5 y 0.560 0.455 0.380 0.335 0.320 f 0.240 0.240 0.240 0.240 0.240 tan(aaaaa) 0.029 0.022 0.015 0.007 0.000 aaaaa 0.029 0.022 0.015 0.007 0.000 aaaaatotal 0 0.00727 0.01454 0.02181 0.02908

5.5.2 Đặc trưng hình học của dầm ở các giai đoạn làm việc

Là giai đoạn tiết diện dầm chưa liên hợp (chưa có kể đến diện tích cốt thép qui đổi) Đặc trưng hình học

Bảng 5-22 Đặc trung hình học GĐ 1

Là giai đoạn tiết diện dầm chưa liên hợp (có kể đến diện tích cốt thép qui đổi)

Hệ số quy đổi từ cốt thép sáng bê tông Eps = 6.184896

Diện tích quy đổi của 1 bó cáp DUL Aqđ,1 = 0.0073 m2 Đặc trưng hình học

Bảng 5-23 Đặc trưng hình học GĐ 2

Là giai đoạn tiết diện dầm liên hợp với bản mặt cầu

Hệ số quy đổi từ cốt thép sáng bê tông EBMC = 0.882554

Diện tích bản mặt cầu ABMC = 0.35 m 2

Trọng tâm bản mặt cầu yBMC = 1.4875 m

Moment quán tính của bản mặt cầu IBMC = 0.000893 m 4 Đặc trưng hình học

Bảng 5-24 Đặc trưng hình học GĐ3

66 ĐAMH Thiết Kế Cầu NHÓM 04 e cd 0.409 0.578 0.675 0.720 0.734

5.6.1.1 Mất mát ứng suất tức thời

Mất mát ứng suất do ma sát Ứng suất trong cáp DUL khi kích fpj = 1488 MPa

Hệ số ma sát lắc K = 6.6E-07

Ký hiệu x0 x1 x2 x3 x4 x 0 4.125 8.25 12.375 16.5 aaaaatotal 0 0.00727 0.01454 0.02181 0.02908 kx+mamamamama 0 0.001456 0.002913 0.004370 0.005827 e -(kx+ma ma ma ma ma ) 1.000000 0.998545 0.997091 0.995639 0.994190

Mất mát ứng suất do tụt thiết bị neo

0.5L Độ tụt neo tại mỗi neo DL= 6 mm

Tổng chiều dài mỗi bó cáp tính từ các đầu neo

Bảng 5-26 MMUS tuột thiết bị neo

Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi

Dự ứng lực kéo sau

Bảng 5-27 MMUS do co ngắn đàn hồi

5.6.1.2 Mất mát ứng suất theo thời gian ở giai đoạn thi công

Mất mát ứng suất do co ngót Độ ẩm tương ứng môi trường khu vực, trung bình năm H%= 80 % Cường độ nén của bê tông tại thời điểm căng DUL f ' =ci 33.6 MPa

Tuổi bê tông sau khi truyền lực t =i 7 ngày

Thời gian cẩu dầm t =1 10 ngày

Thời gian thi công dầm ngang t =2 16 ngày

Tuổi bê tông ở thời điểm cuối t =final 10000 ngày

Thời gian thi công từ lúc truyền lực đến khi đổ bê tông bản t =td 26 ngày Tuổi bê tông để phân tích tác động về ứng suất t =hd 9993 ngày

Hệ số ảnh hưởng của tỷ lệ giữa thể tích vs bề mặt k =s 1

Hệ số ảnh hưởng của cường độ bê tông k =f 0.862069

Hệ số độ ẩm cho từ biến k =hc 0.92

Hệ số phụ thuộc thời gian k =td 0.400958

Hệ số phụ thuộc thời gian k =hd 0.996128

Hệ số từ biến y = 1.1931 Ứng biến do co ngót e = 0.000146

Bảng 5-28 MMUS do co ngót ngắn hạn

Mất mát ứng suất do từ biến

Bảng 5-29 MMUS do từ biến ngắn hạn

Mất mát ứng suất do tự chùng

Do cáp có độ tự chùng thấp:

Từ lúc truyền DUL tới khi đổ bê tông BMC DDDDDf pR1 = 8 MPa

Từ thời điểm đổ bê tông đến thời điểm cuối DDDDfD pR2 = 8 MPa Mất mát ứng suất theo thời gian ở giai đoạn khai thác

Mất mát ứng suất do co ngót Độ ẩm tương ứng môi trường khu vực, trung bình năm H%= 80 %

Cường độ nén của bê tông tại thời điểm căng DUL f ' =ci 33.6 MPa Tuổi bê tông sau khi truyền lực t =i 7 ngà

70 ĐAMH Thiết Kế Cầu NHÓM 04 y

Thời gian cẩu dầm t =1 10 ngà y

Thời gian thi công dầm ngang t =2 16 ngà y

Tuổi bê tông ở thời điểm cuối t =final 10000 ngà y Tuổi bê tông để phân tích tác động về ứng suất t =d 33 ngà y Tuổi bê tông để phân tích tác động về ứng suất t =td 26 ngà y Tuổi bê tông để phân tích tác động về ứng suất t =hd 9993 ngà y

Hệ số ảnh hưởng của cường độ bê tông k =f

Hệ số phụ thuộc thời gian k =td

Hệ số phụ thuộc thời gian k =hd

Hệ số từ biến y = 1.1931 Ứng biến do co ngót ở giai đoạn 2 ebid 0.00014 6 Ứng biến do co ngót ở giai đoạn 3 ebif 0.00036 3 Ứng biến do co ngót ebdf 0.00021 7

Bảng 5-30 MMUS do co ngót dài hạn

Modun đàn hồi Eps= 197000 MPa

Module đàn hồi Ec 0.0017K1Wc 2f MPa c '0.33 = 31851.79 Modun lúc truyền lực

Diện tích 4 bó cáp As = 6774.447 mm 2

Hệ số từ biến ở giai đoạn 2 y(td,ti) = 0.480243

Hệ số từ biến ở giai đoạn 3 y(tf,ti) = 1.1931

Hệ số từ biến y(tf,td) = 0.993605

Bảng 5-31 MMUS do từ biến dầm dài hạn

Mất mát ứng suất do từ biến của bê tông bản mặt cầu

Hệ số từ biến yb(tf,td) = 0.9936 Độ ẩm tương ứng môi trường khu vực, trung bình năm H = 80 % Cường độ nén của bê tông tại thời điểm căng DUL f'ci deck = 24 MPa t = 9958 ngày

Hệ số ảnh hưởng của tỷ lệ giữa thể tích vs bề mặt k =s 1 khs = 0.88 kf = 1.1290 ktdesk = 0.9956 edff = 0.00047

ABMC = 0.35 m 2 72 ĐAMH Thiết Kế Cầu NHÓM 04 yBMC = 1.4875 m khc = 0.92 yd(tf,td) = 1.9649

Bảng 5-32 MMUS do từ biến của bản

TỔNG MẤT MÁT ỨNG SUẤT

T = DfpF + DfpA + DfpES + DfpLT + Dfp

5.7.1.1 Kiểm toán các giới hạn ứng suất trong bê tông

Theo [5].9.4.1.1, ứng suất nén đối với các cấu kiện căng sau phải thỏa điều kiện: fb ≤ 0.6f'ci

Theo [5].9.4.1.2, giới hạn ứng suất kéo (thớ trên) đối với vùng có cốt thép cường độ cao, đủ để chịu lực kéo, được tính toán với giả định mặt cắt không nứt, cốt thép được bố trí theo câu tạo theo ứng suất 0.5f'y là: ft ≥ -0.63(f'ci) 0.5 Ứng suất nén thớ dưới trong bê tông Ứng suất kéo thớ trên trong bê tông

Cường độ nén quy định của bê tông tại thời diểm căng DUL cho cấu kiện căng sau f'ci = 0.8f'c 4MPa

Tổng lực kéo trong các bó cáp DUL sau khi đã trừ đi các mất mát f = nAps(fpj - fpLT) yt , yb khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ trên và thới dưới của dầm

MDC1 momen do trọng lượng bản thân e độ lệch tâm giữa trọng tâm cốt thép DUL và trọng tâm mặt cắt dầm ứng với từng giai đoạn đang xét

Bảng 5-34 Kiểm toán TTGH SD I

= - ĐAMH Thiết Kế Cầu NHÓM 04

Giai đoạn ngay sau khi căng cáp DUL

Kết luận Thỏa Thỏa Thỏa Thỏa Thỏa ft MPa 7.71 6.70 12.22 12.25 12.25

Kết luận Thỏa Thỏa Thỏa Thỏa Thỏa

Giai đoạn ngay sau khi đổ bê tông BMC (bản mặt cầu chưa làm việc)

5.7.1.2 Kiểm toán các giới hạn ứng suất trong bê tông giai đoạn khai thác

Theo [5].9.4.2.1 TCVN 11823:2017, giới hạn ứng suất nén (thớ trên) trong bê tông đối với các cầu thi công phân đoạn và do tổng dự ứng lực có hiệu và các tải trọng thường xuyên xảy ra : Đối với giới hạn ứng suất ứng suất kéo (thớ dưới):

A diện tích mặt cắt của dầm giai đoạn liên hợp

I momen quán tính của dầm ở giai đoạn liên hợp

MTTGH SD tổ hợp momen dầm chính theo TTGH SD

Bảng 5-35 Kiểm toán THGH SD trong khai thác Ứng suất trong dầm (tổng dự ứng lực + tải trọng thường xuyên)

Kết luận Thỏa Thỏa Thỏa Thỏa Thỏa Ứng suất trong dầm (tổng dự ứng lực + tải trọng thường xuyên + hoạt tải)

M SD III kNm 0 2090 5548 4478 4777 fb MPa 11.00 12.87 8.77 11.40 11.04

5.7.2 Kiểm tra độ võng của dầm Ứng suất ban đầu fpj 1506.6 MPa

Phần cáp dự ứng lực

Lực kéo còn lại sau khi trừ mmus Fps 8059.64438 kN

Khoảng cách trọng tâm cáp tại mc L/2 đến trọng tâm dầm epsI 0.63575341 m

Module đàn hồi của dầm chính Ec 31851.7861 Mpa

Moment quán tính tiết diện liên hợp Ic 0.56019542 m4 Độ võng fvps -39.090311 mm

Phần tĩnh tải (DC+DN+BMC+LP)

Module đàn hồi lúc truyền lực Eci 29182.1209 Mpa

Module đàn hồi bmc Edeck 28111 Mpa

Do BMC và dầm ngang BMC + DN 0.00896536 m

Do lớp phủ LP 0.00235909 m Độ võng sau khi hoàn thành D -0.0132525 m Độ võng của dầm khi khai thác dưới tác dụng của hoạt tải

Khoảng cách từ gối đến mặt cắt giữa dầm x 16.5 m

Trục trước của xe cách gối trái b1 20.8 m

Tải trọng trục trước P1 35 kN Đặt trục giữa tại vị trí giữa nhịp b2 16.5 m

Tải trọng trục giữa P2 145 kN

Trục sau cách gối phải b3 20.8 m

Tải trọng trục sau P3 145 kN Độ võng do trục trước Dx1 0.00131 m Độ võng do trục giữa Dx2 0.00608 m Độ võng do trục sau Dx3 0.00541 m

Tổng độ võng do xe 3 trục (có xét đến xung kích) DXT 0.01702 m

Tổng độ võng do tải trọng làn DXL 0.00805 m

25% võng do xe tải và võng do tải trọng làn DXTL 0.01230 m Độ võng 1 làn xe DX 0.01702 m

Số dầm chính nb 4 Độ võng tính cho dầm chủ tại mặt cắt giữa nhịp DLL+IM 0.0085 m Độ võng giới hạn L/800 0.04125 m

OK 5.7.3 Kiểm toán theo TTGH CD1

Diện tích cáp DUL Aps 7057 mm2

Giới hạn bền: fpu 1860 MPa

Giới hạn chảy fpy 1674 MPa

Bề dày bmc hf 0.18 m b1 0.75 dt = a 0.85

Chiều rộng của cấu kiện chịu nén được xét khi tác dụng lên 1 dầm b =2.1

Bảng 5-36 Kiểm toán kháng uốn

Mặt cắt Gối L/8 L/4 3L/8 L/2 bw m 0.65 0.2 0.2 0.2 0.2 dp m 1.20 1.31 1.38 1.43 1.44 c m 0.186 0.112 0.114 0.115 0.116 c m 0.221 0.222 0.223 0.223 0.223 a m 0.140 0.167 0.167 0.167 0.167 fps Mpa 1763.92 1771.28 1775.89 1778.43 1779.24

Kiểm tra OK OK OK OK OK

5.7.3.2 Kiểm toán khống chế kéo

Bảng 5-37 Kiểm toán khống chế kéo

78 ĐAMH Thiết Kế Cầu NHÓM 04 dp m 1.20 1.31 1.38 1.43 1.44 c/dp 0.1845 0.1703 0.1615 0.1566 0.1551

Kiểm tra Ok Ok Ok Ok Ok

5.7.3.3 Kiểm toán hàm lượng cốt thép tối thiểu

Hệ số biến động moment nứt do uốn g1 1.6

Hệ số biến động dự ứng lực g2 1.1

Tỷ lệ CĐ chảy danh định với CĐ bền chịu kéo của cốt thép g3 1

Module phá hoại của bê tông fr 4.083 MPa

Bảng 5-38 Kiểm toán hàm lượng cốt thép tối thiểu

Bảng 5-39 Kiểm toán chịu cắt DUL

Mặt cắt Gối L/8 L/4 3L/8 L/2 b m 0 4.125 4.125 4.125 4.125 h m 0 0.105 0.075 0.045 0.015 a 0.0291 0.0218 0.0145 0.0073 0.0000 fps Mpa 1214.3 1177.0 1159.8 1157.8 1155.9

Bảng 5-40 Kiểm toán chịu cắt cốt thép thường 1

Diện tích thép chịu lực 131.113 67.238 107.580 107.580 107.580 Đường kính thép 12.920 9.253 11.704 11.704 11.704 fy= 400 Mpa

Chọn thép d= 14 mm fpo= 1302 MPa

Mu kNm 0.000 4711.621 8030.956 9984.275 10597.85 es mm 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 q rad 0.506 0.506 0.506 0.506 0.506

THIẾT KẾ LAN CAN

THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU

Kết luận