Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu Extradosed một mặt phẳng dây

Trang 1

KHOA XÂY DỰNG BỘ MÔN CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CẦU EXTRADOSED MỘT MẶT PHẲNG DÂY

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : TS NGUYỄN DUY LIÊM

TP.HỒ CHÍ MINH, 8/2022

Trang 2

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỌC KỲ II – NĂM HỌC: 2021 – 2022

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Công Trình Giao Thông

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

(Ký và ghi rõ họ tên)

TS Nguyễn Duy Liêm

Trang 3

KHOA XÂY DỰNG – NGÀNH CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

Họ tên sinh viên:Tên đề tài:

Thuyết minh

Trình bày thuyết minh không theo format chuẩn, không thống nhất giữa các phần

Trình bày thuyết minh theo format chuẩn, nhưng còn nhiều lỗi như các đề mục không rõ ràng, các bảng biểu, hình vẽ, công thức không được đánh số

Trình bày thuyết minh theo format chuẩn nhưng còn một vài lỗi nhỏ

Trình bày thuyết minh theo format chuẩn, rõ ràng

Bản vẽ

Trình bày bản vẽ không theo format chuẩn, không thống nhất giữa các bản vẽ

Trình bày bản vẽ theo format chuẩn, nhưng còn nhiều lỗi về đường nét, font chữ, bố trí lộn xộn

Trình bày bản vẽ theo format chuẩn nhưng còn một vài lỗi nhỏ

Trình bày bản vẽ theo format chuẩn, rõ ràng, phân bố bản vẽ hợp lý, đẹp

Bản vẽ có song

ngữ Anh-Việt

Có song ngữ Anh – Việt nhưng còn nhiều sai sót từ vựng, ngữ pháp (sai sót trên 30% số lượng bản vẽ)

Có song ngữ Anh – Việt nhưng ít hay không sai sót từ vựng, ngữ pháp (sai sót dưới 30% số lượng bản vẽ)

Thiết kế bản vẽ

phối cảnh màu sắc

Không có phối cảnh Có phối cảnh công trình nhưng không có chèn cảnh quan xung quanh Có phối cảnh công trình và cảnh quan xung quanh nhưng

ở mức độ trung bình

Có phối cảnh công trình và cảnh quan xung quanh nhưng ở mức độ khá trở lên

Nhận xét – ý kiến khác: (GV nêu những nhận xét chung (nếu có), những sai sót trong thuyết minh, bản vẽ hoặc những góp ý cho sinh viên):

Trang 4

KHOA XÂY DỰNG – NGÀNH CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

Họ tên sinh viên:Tên đề tài:

Thuyết minh

Trình bày thuyết minh không theo format chuẩn, không thống nhất giữa các phần

Trình bày thuyết minh theo format chuẩn, nhưng còn nhiều lỗi như các đề mục không rõ ràng, các bảng biểu, hình vẽ, công thức không được đánh số

Trình bày thuyết minh theo format chuẩn nhưng còn một vài lỗi nhỏ

Trình bày thuyết minh theo format chuẩn, rõ ràng

Bản vẽ

Trình bày bản vẽ không theo format chuẩn, không thống nhất giữa các bản vẽ

Trình bày bản vẽ theo format chuẩn, nhưng còn nhiều lỗi về đường nét, font chữ, bố trí lộn xộn

Trình bày bản vẽ theo format chuẩn nhưng còn một vài lỗi nhỏ

Trình bày bản vẽ theo format chuẩn, rõ ràng, phân bố bản vẽ hợp lý, đẹp

Bản vẽ có song

ngữ Anh-Việt

Có song ngữ Anh – Việt nhưng còn nhiều sai sót từ vựng, ngữ pháp (sai sót trên 30% số lượng bản vẽ)

Có song ngữ Anh – Việt nhưng ít hay không sai sót từ vựng, ngữ pháp (sai sót dưới 30% số lượng bản vẽ)

Thiết kế bản vẽ

phối cảnh màu sắc

Không có phối cảnh Có phối cảnh công trình nhưng không có chèn cảnh quan xung quanh Có phối cảnh công trình và cảnh quan xung quanh nhưng

ở mức độ trung bình

Có phối cảnh công trình và cảnh quan xung quanh nhưng ở mức độ khá trở lên

Kết luận: Cho bảo vệ □ Không cho bảo vệ Điểm tổng /10

Nhận xét – ý kiến khác: (GV nêu những nhận xét chung (nếu có), những sai sót trong thuyết minh, bản vẽ hoặc những góp ý cho sinh viên): ………

Câu hỏi: 1.………

2.………

3.………

Trang 5

8/2022

PHẦN I THUYẾT MINH

Trang 6

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I : QUY MÔ VÀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT 1

1.1TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ 1

CHƯƠNG II : ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG 2

2.1ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH ĐỊA MẠO 2

4.1.1 Căn cứ lựa chọn kết cấu nhịp 5

4.1.2 Căn cứ lựa chọn chiều cao tháp 5

4.2 LỰA CHỌN KẾT CẤU NHỊP 5

4.2.1 Kích thước kết cấu nhịp 5

4.2.2 Phương trình đường cong đáy dầm 5

4.2.3 Phương trình đường cong thay đổi chiều dày bản đáy 6

4.2.4 Phân chia đốt dầm : 6

4.5.2 Tính toán đặc trưng hình học của các mặt cắt 6

CHƯƠNG V : MÔ HÌNH HÓA KẾT CẤU 8

5.1 TẢI TRỌNG – TỔ HỢP TẢI TRỌNG 8

5.1.1 Tiêu chuẩn thiết kế 8

5.1.2 Quy mô xây dựng 8

5.1.3 Cấp đường thiết kế 8

5.1.4 Vật liệu thiết kế ( 11823-5-2017) 8

5.1.5 Tổ hợp tải trọng 9

5.2 NỘI LỰC TĨNH TẢI 9

5.2.1 Tĩnh tải giai đoạn 1 9

5.3 NỘI LỰC GIAI ĐOẠN THI CÔNG 10

5.3.1 Nguyên tắc tính toán và tổ hợp tải trọng 10

5.3.2 Xác định tải trọng giai đoạn thi công 11

5.3.3 Trình tự thi công 13

5.4.2 Khai báo tính co ngót-từ biến và cường độ bê tông thép CEB-FIP 2010 15

5.4.3 Khai báo mặt cắt 17

5.4.4 Tạo sơ đồ kết cầu bằng node và element 17

5.4.5 Mô hình hóa kết cấu 18

5.4.6 Khai báo nhóm điều kiện biên cho kết cấu 18

5.4.7 Định nghĩa nhóm kết cấu 18

5.4.8 Khai báo tải trọng tác dụng lên kết cấu 18

5.4.9 Khai báo giai đoạn thi công 19

Trang 7

5.4.10 Khai báo tổ hợp tải trọng 25

6.2 KIỂM TOÁN DẦM CHỦ GIAI ĐOẠN THI CÔNG 31

6.2.1 Lý thuyết kiểm toán: 31

6.2.2 Kiểm toán bằng biểu đồ ứng suất 31

6.2.3 Kiểm toán bằng giá trị tính toán 32

CHƯƠNG 7 : KIỂM TOÁN DẦM CHỦ GIAI ĐOẠN KHAI THÁC 33

7.1 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC DẦM CHỦ GIAI ĐOẠN KHAI THÁC 33

7.1.2 Hoạt tải xe 3 trục HL93K 35

7.2 TỔ HỢP NỘI LỰC 50

7.2.1 Tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn cường độ 50

7.2.2 Tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn sử dụng 54

7.3 TÍNH TOÁN MẤT MÁT ỨNG SUẤT CÁP DỰ ỨNG LỰC 57

7.3.1 Tính toán mất mát ứng suất do ma sát 58

7.3.2 Mất mát ứng suất do tụt đầu neo 58

7.3.3 Tính toán ứng suất do co ngắn đàn hồi 58

7.3.4 Tính toán mất mát ứng suất do co ngót của bê tông 59

7.3.5 Tính toán mất mát ứng suất do từ biến của bê tông 59

7.3.6 Tính toán mất mát ứng suất do chùng nhão của cáp dự ứng lực 59

7.3.7 Tính toán mất mát ứng suất 60

7.3.8 Tính toán phần trăm mất mát ứng suất 60

7.4 KIỂM TOÁN DẦM TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG 60

7.4.1 Lý thuyết kiểm toán 60

7.4.2 Kiểm toán bằng biểu đồ ứng suất 60

7.5 KIỂM TOÁN DẦM TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ 62

7.5.1 Tổ hợp tải trọng 62

7.5.2 Kiểm tra sức kháng uốn 62

7 2.3 Kiểm toán bằng giá trị tính toán 65

7.5.3 Kiểm toán sức kháng cắt của dầm 66

8.2.3 Tải trọng bê tông lệch tâm 76

8.2.4 Tải trọng chênh lệch do tĩnh tải 77

8.3 TÍNH TOÁN NEO LIÊN KẾT 77

CHƯƠNG IX : KIỂM TOÁN CÁP VĂNG 78

9.1 TÍNH CHẤT CÁP VĂNG CẦU EXTRADOSED 78

9.2 THIẾT KẾ CÁP VĂNG 79

9.3 KIỂM TOÁN CÁP VĂNG 80

9.3.1 Kiểm toán cáp văng giai đoạn thi công 80

9.3.2 Kiểm toán tháp văng giai đoạn khai thác 81

9.3.3 Kiểm toán tháp cầu 83

CHƯƠNG X: PHÂN TÍCH KẾT CẤU DẦM THEO PHƯƠNG NGANG 84

10.1 Thông số đầu vào 84

10.1.3 Mô hình bằng Midas 84

10.3.2 Kiểm tra nứt cho moment dương (giữa nhịp) 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

PHỤ LỤC 1 89

PHỤ LỤC 2 98

PHỤ LỤC 3 106

Trang 8

Từ vị trí địa lý cực kỳ thuận lợi, nơi này chính quyền các cấp đang dự kiến xây dựng thành một khu du lịch phức hợp cao cấp, với cảnh quan thơ mộng, hồ nước trong xanh, đảo nhỏ thấp thoáng trong sương mai, từng đàn cò về sinh sống trú ngụ, chiều chiều thuyền đánh cá từ các nơi về đây cập bến Khung cảnh thanh bình cho biết trong tương lai không xa chắc chắn nơi này sẽ là một điểm dừng chân lý tưởng của du khách sau những ngày khám phá đường Hồ Chí Minh huyền thoại

Hình 1.1 : Hồ thủy điện Thác Mơ

CHƯƠNG I : QUY MÔ VÀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT 1.1 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

1.1.3 Quy mô xây dựng

- Cầu được thiết kế vĩnh cửu với tuổi thọ > 100 năm

1.1.4 Cấp đường thiết kế

- Đường cấp III miền núi với vận tốc v = 60 km/h

1.1.5 Tải trọng thiết kế a Sử dụng cấp tải trọng theo quy trình thiết kế cầu TCVN 11823-2017

Hoạt tải thiết kế HL93

1.1.6 Khẩu độ thông thuyền

Sông thông thuyền cấp II, khổ thông thuyền BxH = 60x9m, tính từ mực nước thông thuyền

1.1.7 Tần suất lũ thiết kế

- Tần suất lũ thiết kế cầu : H4%

Trang 9

1.1.8 Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp

- Kết cấu nhịp chính (bao gồm : dầm chủ, cáp, dây văng,…)

- Kết cấu tháp (bao gồm thân tháp,…) - Các kết cấu phụ ( neo tạm, neo tháp,,,)

CHƯƠNG II : ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG 2.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH ĐỊA MẠO

- Địa hình khu vực xây dựng cầu tương đối bằng phẳng, độ chênh cao không lớn , tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình khảo sát và xây dựng

+ Lớp 3 : Lớp đất có thành phần là Sét pha màu xám, trạng thái dẻo mềm Lớp này có bề dày trung bình 3 dến 10m, một số chỉ tiêu cơ lí của lớp 3 như sau :

Trang 10

Giá trị N của SPT (búa/30cm) 7-8 + Lớp 4 : Lớp đất có thành phần là Cát hạt nhỏ, màu xám, kết cấu chặt Lớp này có bề dày trung bình từ 5 đến 12m, một số chỉ tiêu cơ lý của lớp 4 như sau :

+ Lớp 5 : Lớp đất có thành phần là Cát hạt nhỏ lẫn sỏi sạn, màu đỏ, trạng thái cứng Lớp này có bề dày vô hạn, một số chỉ tiêu cơ lý của lớp 4 như sau :

2.2 ĐIỀU KIỆN KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN 2.2.1 Khí hậu

- Vùng Đông nam bộ nói chung và Bình Phước nói riêng nằm trong miền khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, có nền nhiệt cao đều quanh năm, ít gió bão, không có mùa đông lạnh

2.2.2 Nhiệt độ

- Nhiệt độ cao đều, nhiệt độ bình quân 260 , cao nhất là 31.70 và thấp nhất là 21.50

2.2.3 Độ ẩm

- Độ ẩm bình quân là 80.8%/năm , độ ẩm thấp nhất là 53.2%/năm

2.2.4 Các thông số về thủy văn

Giả thiết cao độ mực nước :

+ MNTT : +1.00 m + MNCN : +2.00 m + MNTN : -1.50 m

CHƯƠNG III : PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 3.1 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

- Thiết kế một cây cầu vĩnh cửu vượt sông trên đường ô tô với số liệu sau : + Mặt cắt ngang và số liệu địa chất như hình vẽ, chiều rộng lòng sông khoảng 300 m + Khổ cầu : G = 20.9m

+ Quy trình thiết kế: TCVN 11823-2017 + Tải trọng thiết kế : HL93

+ Tần suất lũ thiết kế P=4% + Vận tốc thiết kế V = 60 Km/h + Sông thông thuyền cấp II

Bề rộng thông thuyền B = 60m Chiều cao thông thuyền H0=9.m

3.2 SƠ LƯỢC VỀ CẦU EXTRADOSED

Dầm cầu Extradosed nhỏ hơn so với cầu dầm nhưng lớn hơn so với cầu dây xiên nên so với cầu dầm thì tĩnh tải nhỏ hơn, chiều cao kiến trúc thấp rất thích hợp cho các cầu vượt trong đô thị, đồng thời trụ tháp thấp rất phù hợp cho các cầu yêu cầu hạn chế chiều cao như cầu vượt trong đô thị, cầu gần sân bay, Chiều cao cột tháp nhỏ và hệ dây cáp thường có cấu tạo và làm việc đơn giản hơn cầu dây xiên cũng giúp cho việc lắp đặt và công tác duy tu bảo dưỡng dễ dàng hơn Điểm khác biệt nữa là cáp văng biên ngoài của cầu Extradosed không cần phải được neo xuống mố hay trụ neo như trong cầu dây xiên, vì hệ dầm cứng của cầu Extradosed có độ cứng rất lớn, hơn nữa trọng lượng bản thân của hệ dầm cứng bên phía nhịp nhỏ cũng đủ lớn để chống lại phản lực âm khi có hoạt tải tác dụng ở trên nhịp giữa, dây cáp ngắn, độ võng bản thân cáp nhỏ nên dao động của cáp không ảnh hưởng lớn đến ổn định của cầu Hệ dầm cầu cứng và hệ dây cáp dự ứng lực treo cùng làm việc dưới tác dụng của hoạt tải, do vậy có sự phân phối nội lực đồng đều hơn giữa hệ dầm cứng và hệ dây treo và tận dụng được khả năng làm việc của vật liệu Hình dáng bên ngoài của cầu Extradosed rất giống cầu dây xiên có cột tháp thấp nhưng kết cấu nhịp cầu lại làm việc giống cầu dầm cứng hơn là cầu dây xiên và khả năng vượt nhịp không được như cầu dây xiên

Về công nghệ thi công Cầu Extradosed thường là kết cấu dầm bê tông cốt thép dự ứng lực kết hợp với hệ dây và tháp thấp cho nên về cơ bản có thể dùng các công nghệ xây dựng tương tự

Trang 11

như của cầu dầm bê tông cốt thép dự ứng lực, ví dụ công nghệ đúc hẫng, lắp hẫng dầm đồng thời căng các cáp treo xiên gần giống như thi công cầu dây văng nhưng đơn giản hơn

3.3 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ 3.3.1 Căn cứ thành lập giải pháp thiết kế

- Khả năng vượt nhịp lớn có thể từ 50-300m - Ưu điểm:

+ Việc đúc hẫng trên đà giáo di động sẽ giảm được chi phí đà giáo, ván khuôn được dùng lại nhiều lần cùng một thao tác lặp lại nên sẻ giảm chi phí nhân lực và nâng cao năng suất lao động

+ Đối với dầm có chiều cao thay đổi thì chỉ việc điều chỉnh cao độ ván khuôn Việc thay đổi chiều cao tiết diện cho phép sử dụng vật liệu kết cấu một cách hợp lý giảm được trọng lượng bản thân kết cấu và cho phép vượt các nhịp lớn

+ Không phụ thuộc vào không gian dưới cầu do đó có thể thi công trong điều kiện sông sâu, thông thuyền hay xây dựng cầu vượt qua thành phố

3.3.2 Bố trí chung cầu

- Sơ đồ toàn cầu 75+120+75 m - Chiều dài toàn cầu L = 270 m - Cầu được bố trí nằm ngang và tiếp nối với đường thẳng - Cầu gồm 3 nhịp

+ Cầu chính gồm 3 nhịp, bố trí theo sơ đồ 75+120+75 m, kết cấu dầm hộp liên tục, thi công theo công nghệ đúc hẫng cân bằng

+ Khe co giản : ∆𝐿= 𝐿 × 10−5× ∆𝑡= 75 × 10−5× 5 = 0.00375(𝑚) = 0.375(𝑐𝑚) → 𝑐ℎọ𝑛 𝑘ℎ𝑒 10 𝑐𝑚

3.3.3 Mặt cắt ngang cầu

Các thông số như sau :

Trang 12

CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ KẾT CẤU NHỊP 4.1 CĂN CỨ LỰA CHỌN

4.1.1 Căn cứ lựa chọn kết cấu nhịp

- Đối với kết cấu nhịp liên tục thì ở khu vực đỉnh trụ đồng thới với trị số moment nội lực còn phát sinh lực cắt có trị số lớn Vì vậy theo tiêu chuẩn, chiều cao mặt cắt dầm tại đỉnh trụ thường chọn là khoảng Hmax = 1/35L; và ở mặt cắt giữa nhịp thường chọn Hmin=1/55L để phù hợp với yêu cầu chịu lực Và chiều cao nhỏ nhất không nhỏ hơn 2m để tạo điều kiện cho công tác thi công lòng hộp

- Chiều rộng cầu B =20.9m nên bố trí dầm hộp 3 khoang - Chiều dày sườn phải thỏa yêu cầu chịu lực cắt, đồng thời thi công dễ dàng và đủ diện tích chứa cáp dự ứng lực uốn cong của sườn dầm chọn khoảng 35cm đến 45cm

- Chiều dày bản đáy thay đổi theo yêu cầu chịu lực Theo yêu cầu cấu tạo nên bố trí chiều dày bản đáy ít nhất 20cm để bố trí cốt thép thường Và bản đáy phải có chiều dày lớn hơn 1/2 chiều dày sườn dầm

- Chiều dày bản mặt cầu theo 7.2.4 TCVN 11923-9:2017 thì không được mỏng hơn 175mm không kể lớp mặt dự phòng tổn thất do mài mòn nếu có

- Tỉ lệ nhịp biên/ nhịp giữa = (0.6-0.8)L

4.1.2 Căn cứ lựa chọn chiều cao tháp

- Đảm bảo liên kết giữa cáp và tháp - Đảm bảo khả năng chịu lực

- Chiều cao tháp thấp hơn ở cầu dây văng, chiều cao kinh nghiệm là H =(1/12-1/13)L

4.2 LỰA CHỌN KẾT CẤU NHỊP 4.2.1 Kích thước kết cấu nhịp

- Dầm chủ là dầm hộp 3 khoang - Dầm chủ được chế tạo bằng BTCT DƯL có :

+ f’c = 50 Mpa + Hệ số poisson: 0.2 theo 4.2.5 TCVN 11823-5:2017 + Hệ số giản nở nhiệt 1.08 × 10−5 1/0𝐶 theo 4.2.2 TCVN 11823-5:2017 + Trọng lượng riêng theo bảng 6 TCVN 11823-3:2017

𝛾𝑐 = 2240 + 2.29 × 𝑓𝑐′ = 2240 + 2.29 × 50 = 2354.5 𝑘𝑁/𝑚3

+ Modun đàn hồi theo 4.2.4 TCVN 11823-5:2017

𝐸𝑐 = 0.0017𝐾1𝛾𝑐2𝑓𝑐′0.33 = 34269.4 𝑀𝑃𝑎 = 34269400 𝑘𝑁/𝑚2

Trong đó : K1 : Hệ số hiệu chỉnh nguồn cốt liệu được lấy bằng 1 trừ khi được xác định bằng các thí nghiệm cơ lý, và được phê duyệt bởi cơ quan có thẩm quyền

Wc : tỉ trọng của bê tông (kg/m3); theo Bảng 6 TCVN 11823-3:2017 f'c : cường độ nén quy định của bê tông (MPa)

→ 𝐸𝑐 = 0.0017𝐾1𝑊𝑐2𝑓𝑐′0.33 = 0.0017 × 1 × 2354.52× 500.33 = 34269.39 𝑀𝑃𝑎

= 34269390 𝑘𝑁/𝑚2 - Chiều dài nhịp chính L =120 m - Chiều dài nhịp biên L = (0.6-0.8)L = 75m - Chiều cao kết cấu nhịp :

+ Chiều cao tại mặt cắt đỉnh trụ : Hmax = 4.5 m + Chiều cao tại mặt cắt hợp long : Hmin = 2 m - Chiều dày thành hộp 600mm

- Chiều dày bản đáy dầm thay đổi:ở vị trí trụ dày 800 mm, ở đốt hợp long 250 mm

4.2.2 Phương trình đường cong đáy dầm

- Đường cong đáy dầm có dạng parapol có phương trình 𝑦 = 𝑎𝑥2+ 𝑏𝑥 + 𝑐

Để đơn giản ta đưa về dạng 2 đường cong parapol đối xứng qua mép đốt hợp long như hình sau

Gốc tọa độ tại mép đốt hợp long Có 3 điểm 0(0,0) , A(53000,2500) và B(-53000,2500)

Trang 13

Thay vào phương trình 𝑦 = 𝑎𝑥2+ 𝑏𝑥 + 𝑐 → 𝑦 = 8.89996 × 10−7

→ Tọa độ các đốt dầm như sau (làm tròn tới đơn vị mm) :

4.2.3 Phương trình đường cong thay đổi chiều dày bản đáy

- Làm tương tự như khi tìm phương trình đường cong đáy dầm Ta có phương trình 𝑦 = 6.94197 × 10−7

→ Tọa độ các đốt dầm như sau (làm tròn tới đơn vị mm) :

Trang 14

+ AI : Diện tích mặt cắt + yi : Khoảng cách trọng tâm mặt cắt đến đáy dầm

+ 𝐼0𝑖 =𝑏𝑖ℎ𝑖3

12 : Moment quán tính đối với trục nằm ngang của bản thân mặt cắt + 𝑦𝑑 =∑ 𝐴𝑖𝑦𝑖

∑ 𝐴𝑖 : Vị trí TTH dầm đến biên dưới dầm + 𝑦𝑡 = 𝐻 − 𝑦𝑑 : Vị trí TTH dầm đến biên trên dầm + 𝐼𝑥 = ∑ 𝐴𝑖(𝑦𝑖− 𝑦𝑑)2+ ∑ 𝐼0𝑖 : Moment quán tính dầm với TTH dầm + 𝑆𝑏 = 𝐼𝑥

𝑦𝑑 : Moment tĩnh thớ dưới dầm + 𝑆𝑡 = 𝐼𝑥

5-5 3.96 23.746 49.012 1.7694 2.1906 27.699 22.374 6-6 3.72 23.037 41.826 1.6689 2.0511 25.061 20.392

8-8 3.15 21.173 27.062 1.3944 1.7556 19.407 15.415 9-9 2.91 20.358 21.889 1.2807 1.6293 17.091 13.434 10-10 2.69 19.524 17.638 1.1661 1.5239 15.125 11.575 11-11 2.51 18.774 14.407 1.0837 1.4263 13.293 10.101 12-12 2.36 18.188 12.079 1.0128 1.3472 11.925 8.9659 13-13 2.23 17.605 10.184 0.9485 1.2815 10.738 7.947 14-14 2.13 17.196 8.8877 0.9019 1.2281 9.8549 7.2367 15-15 2.05 16.85 7.9225 0.8571 1.1929 9.2433 6.6414 16-16 2.01 16.653 7.4413 0.8373 1.1727 8.8869 6.3457

+ f’c = 45 MPa + Hệ số poisson : 0.2 + Hệ số giãn nở nhiệt : 1.08e-5 1/0C + Trọng lượng riêng :𝛾𝑐 = 2240 + 2.29𝑓𝑐′ = 2343 𝑘𝑁/𝑚3+ Modul đàn hồi :

𝐸𝑐 = 0.0017𝐾1𝑊𝑐2𝑓𝑐′0.33 = 32776.8 𝑀𝑃𝑎 = 32776800 𝑘𝑁/𝑚2

Trang 15

- Chiều cao tháp H = 11 m - Cáp dự ứng lực có :

+ E = 197000 MPa = 197000000 kN/m2

+ fy = 1860 MPa + Bố trí mỗi bên 6 cáp văng đôi

CHƯƠNG V : MÔ HÌNH HÓA KẾT CẤU 5.1 TẢI TRỌNG – TỔ HỢP TẢI TRỌNG

5.1.1 Tiêu chuẩn thiết kế

- Quy trình thiết kế đường ô tô : TCVN 4054-2005 - Quy trình thiết kế cầu : TCVN 11823-2017

5.1.2 Quy mô xây dựng

- Cầu được thiết kế vĩnh cửu với tuổi thọ > 100 năm

5.1.3 Cấp đường thiết kế

- Cấp đường thiết kế : Đường cấp IV đồng bằng với vận tốc V = 60 km/h

5.1.4 Vật liệu thiết kế ( 11823-5-2017) a Bê tông dầm

+ Cấp bê tông f’c = 50pa + Hệ số poisson 0.2 + Hệ số giản nở nhiệt 1.08 e-5 1/0C + Trọng lượng riêng : 𝛾𝑐 = 2240 + 2.29𝑓𝑐′ = 2240 + 2.29 × 50 = 2353.5 𝑘𝑁/𝑚2 + Modul đàn hồi:

𝐸𝑐 = 0.0017𝐾1𝑊𝑐2𝑓𝑐0.33 = 0.0017 × 2353.52× 500.33 = 34240.29𝑀𝑃𝑎 =

34240290 𝑘𝑁/𝑚2 + Cường độ chịu phá hoại

Trang 16

5.1.5 Tổ hợp tải trọng a.Sử dụng cấp tải trọng theo quy trình thiết kế cầu TCVN 11823:2017

- Hoạt tải thiết kế : xe tải thiết kế HL93, gồm xe 3 trục (HL93K) và xe 2 trục (HL93M) Xe tải HL93S (2 xe cách nhau 15m trong trường hợp cầu liên tục nhịp).Ở trường hợp này chỉ lấy 90% giá trị hoạt tải

- Tải trọng người : 3 kN/m2.

b Hệ số tải trọng

- Tĩnh tải DC :𝛾𝐷𝐶 = 1.25 - Tĩnh tải DW :𝛾𝐷𝑊 = 1.5 - Hoạttải LL :𝛾𝐿𝐿 = 1.75

93K-SD1 = 1DC+1DW+1HL93K+IM)+1(NGUOI+LAN) 93M-SD1 = 1DC+1DW+1HL93K+IM)+1(NGUOI+LAN) 93S-SD1 = 1DC+1DW+0.9x1(HL93K+IM)+1(NGUOI+LAN)

5.2 NỘI LỰC TĨNH TẢI 5.2.1 Tĩnh tải giai đoạn 1

- Tĩnh tải giai đoạn 1 chỉ có tải trọng bản thân dầm - Nguyên tắc tính toán : để đơn giản ta coi trọng lượng mỗi đốt dầm thay đổi tuyến tính theo chiều dài đốt

Trang 17

𝑞𝑐𝑙𝑐 = 2 × 𝑆𝑐𝑙𝑐 × 𝛾𝑙𝑐 = 2 × 0.13 × 25 = 6.5 𝑘𝑁/𝑚 Trong đó :

0.13 : diện tích mặt cắt chân lan can

d Tổ hợp tải trọng tĩnh tải giai đoạn 2

- Tĩnh tải tiêu chuẩn

𝐷𝐶2𝑡𝑐 = 𝑞𝑙𝑐 + 𝑞𝑐𝑙𝑐 + 𝑞𝑝𝑐 + 𝐷𝑊 = 0.1 + 6.5 + 3.85 + 28.9 = 39.35 𝑘𝑁/𝑚 - Tĩnh tải tính toán

- Độ cứng của tiết diện tính theo kích thước bê tông chưa xét đến bố trí cốt thép - Quá trình tính toán nội lực ta xét tổ hợp theo từng giai đoạn thi công và khai thác để thiết kế và kiểm tra tiết diện ở từng giai đoạn

- Kết cấu thi công bằng phương pháp đúc hẫng phải tính theo các giai đoạn sau:

• Giai đoạn I : Thi công khối K0 trên đỉnh trụ

- Sau khi hoàn tất các công tác thi công mố, trụ và tháp cầu, ta tiến hành lắp đặt đà giáo đúc hẫng neo vào thân trụ T2,T3 để tiến hành thi công khối dầm K0 trên đỉnh trụ T2,T3 - Khi bê tông đủ cường độ sẽ tiến hành căng các bó cáp DUL cho đốt K0 và tiến hành lắp

đặt xe treo chuẩn bị cho công tác đúc hẫng cân bằng ở giai đoạn tiếp theo

• Giai đoạn II : Thi công đúc hẫng đối xứng các đốt qua trụ ( từ đốt K1-K14)

- Kết cấu chịu lực theo sơ đồ console Khi đó moment âm ở đỉnh trụ là lớn nhất - Tải trọng tác dụng bao gồm :

+ Trọng lượng bản thân các đốt bê tông Ở giai đonạ này chúng ta sẽ phân ra hai trường hợp là trọng lượng bản thân bê tông ướt và trọng lượng bản thân sau khi đã thành kết cấu

+ Trọng lượng 2 xe đúc đối xứng ( bao gồm cả ván khuôn) + Các tải trọng thứ cấp như từ biến, co ngót

Trang 18

+ Lực căng cáp DUL + Dự ứng lực xuất hiện dần dần sau khi thi công từng đốt hẫng Các trị số sẽ thay đổi tỏng quá trình đúc hẫng, cần xét đến ảnh hưởng của độ cong các cáp cụ thể

+ Nội dung tính toán của giai đoạn này là phải xác định nội lực theo từng bước đúc hẫng để kiểm tra và bố trí lượng cốt thép cần thiết khi thi công Tính toán kiểm tra độ võng cho từng bước thi công để điều chỉnh đảm bảo đúng cao độ của mút dầm khi hợp long

+ Thi công đồng thời các giai đoạn dầm đúc trên đà giáo theo trình tự thiết kế

• Giai đoạn III : Đổ bê tông xong đốt hợp long ở nhịp biên nhưng bê tông chưa đông

cứng

+ Khi đó bê tông dẻo còn chưa hóa cứng, trọng lượng của ván khuôn hợp long, của hỗn hợp bê tông dẻo, của cốt thép hợp long được coi như chía đôi để tác dụng lên hai sờ đồ hệ thông kết cấu tách biệt nhau, một là sơ đồ đúc trên đà giáo phần nhịp biên, hai là sơ đồ khung cứng T của phần đúc hẫng từ trụ ra nhịp biên.Tuy nhiên các đốt hợp long biên thường không sử dụng xe đúc mà sẽ đúc trên hệ đà giáo hoặc sử dụng hệ đà giáo treo do bị cấn hệ đà giáo của đốt đúc trên đà giáo

+ Các tải trọng tác dụng bao gồm : o Trọng lượng bản thân của đốt hợp long biên o Trọng lượng ván khuôn và hệ đà giáo treo để hợp long biên o Tải trọng thi công rải đều

o Đối với xe đúc: có thể dỡ xe đúc hợp long biên hoặc dời xe đúc lại 1 đốt để thuận tiện trong quá trình thi công, tùy vào chiều dài kết cấu nhịp và chuyển vị của đầu hẫng do tải trọng xe đúc ở phía giữa nhịp gây ra

• Giai đoạn IV : Hợp long xong nhịp biên và bê tông đã hóa cứng

- Trong giaid đoạn này ván khuôn ở thành bên của đốt hợp long đã tháo ra và tiến hành căng cáp DUL nhóm 2 ở bản đáy của nhịp biên, sau đó tháo nốt ván khuôn đáy của đốt hợp long Tiến hành dỡ bỏ xe đúc nếu trước đó chưa dỡ bỏ Như vậy tương ứng với 2 lực tập trung hướng lên trên đặt tại 2 đầu của đốt hợp long Dự ứng lực của cáp nhóm biên sẽ làm cong vồng lên cả nhịp biên khiến cho tĩnh tải bản thân của phần đúc trên đà giáo và phần tải trọng thi công rải đầu mà trước đây đè lên đà giáo thì nay tác dụng lên kết cấu nhịp vừa được nối thành sơ đồ khung siêu tĩnh

• Giai đoạn V : Thi công đốt hợp long giữa nhưng bê tông chưa đông cứng

- Khi đó sẽ lắp các ván khuôn hợp long nhịp giữa và đổ bê tông từng nhịp giữa Sơ đồ kết cấu vẫn là 2 hệ thống riêng biệt Mỗi nhịp sẽ chịu một nữa tải trọng

- Tải trọng tác dụng :

o Trọng lượng ván khuôn và thiết bị hợp long giữa ( xe đúc hoặc hệ đà giáo treo) o Trọng lượng bản thân đốt hợp long

• Giai đoạn VI : Hợp long giữa và bê tông đã hóa cứng

- Trong giai đoạn này ván khuôn thành bên đã được tháo dỡ, các cáp DUL nhịp giữa đã được đặt và căng xong, xe đúc đã rút đi, ván khuôn đáy hợp long đã được tháo dỡ - Lúc này sơ đồ cầu đã được nối cứng ở đốt hợp long trở thành một kết cấu dầm liên tục 3

nhịp

• Giai đoạn VII : Giai đoạn khai thác

- Sơ đồ kết cấu : Dầm liên tục 3 nhịp - Tải trọng tác dụng :

o Tải trọng bản thân o Tĩnh tải giai đoạn 2 (lan can, lớp phủ) o Hoạt tải xe + tải trọng làn

o Hoạt tải người

5.3.2 Xác định tải trọng giai đoạn thi công a Tải trọng xe đúc: Dựa vào khối lượng từng đốt, ta chọn loại xe đúc 130 tấn, độ lệch tâm của

tải trọng xe đúc và điểm đặt lực là e = 2.5m (theo TEDI thì năng lực của xe đúc cho dầm cao 5m và bề rộng dầm lên tới 23.5m).Vậy tải trọng do xe đúc gây ra là :

Fz = -1300 kN My = -1300x2.5 = -3250 kN.m Đối với các đốt hợp long biên trái, phải và giữa ta sử dụng hệ đà giáo treo để thi công ( không dùng xe đúc do bị vướng của hệ đà giáo đoạn đúc trên đà giáo), vì vậy lúc này toàn bộ các xe đúc sẽ được dỡ bỏ.Vậy ta có các loại tải trọng xe đúc như sau :

Trang 19

BẢNG TÔNG HỢP TẢI TRỌNG XE ĐÚC STT TC Đốt NHÓM VỊ TRÍ ĐẶT FZ (Kn) MY (kNm)

b.Tải trọng bê tông ướt

- Tải trọng bê tông ướt là tải trọng của bê tông dầm khi chưa đông cứng, có tải trọng được đặt trên đốt dầm đã thi công trước đó với lực cắt là trọng lượng bản thân dầm và gây ra moment bằng tích của tải trọng và nữa chiều dài đốt

- Đối với các đốt hợp long trái, phải và giữa, tải trọng bê tông được đặt trên 2 đầu cánh hẫng nên sẽ giảm đi một nữa và không gây ra moment lệch tâm

c Tải trọng thi công

- tải phân bố qo = 0.24 kN/m2, đặt lên các đốt trước → tải trọng thi công rải đều qtc = q0xBcau = 0.24x20.9=5.016 kN/m

d Lực căng cáp dự ứng lực trong dầm - Vai trò của cáp DUL trong dầm : vai trò chính là liên kết cứng các đốt dầm thành một khối và

tham gia chịu tải trong giai đoạn thi công và khai thác - Theo Bảng 6 TCVN 11823-5:2017, lực căng cáp trong dầm cho phép đạt tới 0.74fu, ở đây chọn lực căng cáp là :

0.74𝑓𝑢 = 0.74 × 1860 = 1376.4 𝑀𝑃𝑎 - Dựa theo vai trò của cáp DUL trong, ta chia thành 3 nhóm :

+ Nhóm 1 : nhóm cáp chịu moment âm tải đỉnh trụ, được bố trí phía trên bản nắp dầm, gồm 88 bó cáp được bố trí trong bản vẽ, mỗi bó sử dụng 19 tao 15.2 mm có :

𝐴𝑠 = 150 × 19 = 2660 𝑚𝑚2

Với 150 mm2 là diện tích của 1 bó 15.2 mm Lực căng cáp 𝑓1 = 0.74𝑓𝑢𝐴𝑠 = 0.74 × 1860000 × 2660 × 10−6 = 3661 𝑘𝑁 + Nhóm 2 : nhóm cáp chịu moment âm tại phần đúc trên đà giáo và đốt hợp long biên, gồm 28 bó cáp, sử dụng 19 tao 15.2 mm có :As = 2660 mm2 và lực căng cáp là f2 = 3661 kN

Trang 20

+ Nhóm 3 : nhóm cáp chịu moment dương tại giữa nhịp, gồm 20 bó cáp sử dụng 19 tao 15.2 mm có :As = 2660 mm2 và lực căng cáp là f2 = 3661 kN

e Lực căng cáp văng - Khác với cầu dây văng, nơi cáp chịu gần chư 100% tải trọng hoạt tải, cáp của cầu extradosed

được thiết kế chỉ chịu một phần hoạt tải nên các vấn đề liên quan đến tính mỏi không phải là yếu tố không chế, vì vậy lực căng trong cáp văng sau khi kết thúc căng kéo 0.7fu theo Bảng 6 TCVN 11823-5:2017

- Với cầu Extradosed, lực căng cáp văng thường được chọn sẵn : + dây 3 và 3’, 4 và 4’, 5 và 5’,6 và 6’ dùng 19 tao 15.2 mm có As = 19x140 = 2660 mm2➔ Lực căng : 0.5𝑓𝑢𝐴𝑠 = 0.5 × 1860000 × 2660 × 10−6 = 2473.8 𝑘𝑁

+ dây 1 và 1’,2 và 2’ dùng 19 tao 15.2 mm có As = 19x140 = 2660 mm2➔ Lực căng : 0.3𝑓𝑢𝐴𝑠 = 0.3 × 1860000 × 2660 × 10−6= 1484.28 𝑘𝑁

5.3.3 Trình tự thi công

- Quá trình thi công cầu Extradosed theo công nghệ đúc hẫng cân bằng mang tính chất lặp đi lặp lại theo chu kì các bước thi công, tuy nhiên quá tình này còn chịu ảnh hưởng của điều kiện thời tiết và điều kiện thi công thực tế ngoài công trường

- Thi công thân trụ tháp : thường kéo dài 30 ngày - Thi công đốt K0 trên trụ tháp thường kéo dài 12 ngày - Thi công đúc hẫng cân bằng các đốt thường kéo dài 7 ngày theo trình tự :

+ Ngày 1 : Căng cáp DUL và cáp văng đốt trước ( đối với những đốt trước có cáp văng ), và di chuyển lắp dựng xe đúc

+ Ngày 2,3 : Lắp đặt cốt thép, ống ghen, ván khuôn + Ngày 4 : Đổ bê tông đốt dầm

+ Ngày 5,6,7 : Bảo dưỡng bê tông - Tải trọng giai đoạn thi công gồm tải trọng bê tông ướt, tải trọng xe đúc ( bao gồm cả ván

khuôn)

Trình tự các bước thi công như sau : Bước 0 : Thi công trụ cầu, đúc đốt K0, thi công tháp cầu, sau đó tiến hành đúc các đốt tiếp

theo, kéo dài khoảng 42 ngày.Cùng lúc này thi công nhịp dẫn được đúc trên đà giáo

Bước 1 : Thi công đốt K1 (7 ngày) : + Ngày 1 : Căng cáp DUL đốt K0

+ Ngày 2,3 : Di chuyển xe đúc, lắp đặt cốt thép, ống ghen, ván khuôn + Ngày 4 : Đổ bê tông đốt K1

+ Ngày 5,6,7 : Bảo dưỡng bê tông Bước 2 : Thi công đốt K2 (7 ngày):

+ Ngày 1 : Căng cáp DUL đốt K1

+ Ngày 1 : Căng cáp DUL đốt K5, lắp đặt cáp dây văng 1 và 1’

+ Ngày 5,6,7 : Bảo dưỡng bê tông

Trang 21

Bước 7 : Thi công đốt K7 (7 ngày):

+ Ngày 5,6,7 : Bảo dưỡng bê tông

Bước 13 : Thi công đốt K13 (7 ngày):

+ Ngày 5,6,7 : Bảo dưỡng bê tông Bước 15 : Hợp long nhịp biên (7 ngày):

+ Ngày 2,3 : Dỡ toàn bộ xe đúc, lắp đặt cốt thép, ống ghen, ván khuôn và hệ đà giáo treo + Ngày 4 : Đổ bê tông đốt HL biên

+ Ngày 5,6,7 : Bảo dưỡng bê tông Bước 16 : Dỡ bỏ đà giáo cố định nhịp biên (1 ngày):

+ Ngày 1 : Căng cáp DUL nhịp biên, dỡ bỏ đà giáo đỡ nhịp biên

Bước 17 : Hợp long nhịp giữa (7 ngày):

+ Ngày 1,2,3: Lắp đặt cốt thép, ống ghen, ván khuôn và hệ đà giáo treo đốt hợp long nhịp

giữa + Ngày 4 : Đổ bê tông đốt HL giữa + Ngày 5,6,7 : Bảo dưỡng bê tông Bước 18 : Nối liền kết cấu nhịp (1 ngày):

+ Ngày 1 : Tiến hành căng cáp DUL giữa

Bước 19 : Thi công lan can, lớp phủ mặt cầu và khai thác (1000 ngày): 5.4 MÔ HÌNH HÓA KẾT CẤU

5.4.1 Khai báo vật liệu - Vật liệu dầm (f’c = 50 MPa)

Trang 22

- Vật liệu tháp và trụ cầu (f’c = 45 MPa)

Trang 23

Kết quả tính toán

b Tính co ngót-từ biến của bê tông trụ và tháp f’c45

Khai báo thuộc tính

c Sự thay đổi cường độ bê tông dầm f’c50

Trang 24

d Sự thay đổi cường độ bê tông trụ và tháp f’c45

+ Mặt cắt từ 1-1 đến mặt cắt 25-25 thể hiện trong chương IV + Nhóm mặt cắt thay đổi từ K1 đến K14

+ Mặt cắt của trụ cầu,tháp cầu và dây văng

5.4.4 Tạo sơ đồ kết cầu bằng node và element

- Dựa vào vị trí các đốt dầm, các trụ tháp và dây văng ta xác định được tọa đọ các điểm cần thiết để mô hình hóa kết cấu

- Khi tạo điểm và phần tử, cần chú ý đánh số nhóm và phần tử theo nhóm nhất định để thuận tiện cho việc quản lí

- Ở đây ta chia các nhóm điểm như sau:

PHÂN CHIA CÁC NHÓM CÁC ĐIỂM VÀ PHẦN TỬ

Tọa độ từ đầu dầm bên trái đến điểm cách giữa đốt HL giữa -150mm

-150mm và +150mm

Trang 25

TẠO SƠ ĐỒ KẾT CẤU

5.4.5 Mô hình hóa kết cấu

- Sau khi tạo sơ đồ kết cấu, gắn các mặt cắt tương ứng với các phần tử, cần chú ý khi gán mặt cắt phải chọn đúng dạng kết cấu và loại vật liệu của phần tử

+ Các phần tử đáy dầm, trụ và tháp thuộc nhóm Beam + Các phần tử dây văng thuộc nhóm Truss hoặc Tenssion

BG4 Liên kết gối di động tại đoạn đúc trên đà giáo(thay cho đà giáo) khi chưa

hợp long nhịp biên BG5 Gối cố định và gối di động tại 2 trụ T1LKCV(1to6) Liên kết cứng của dây văng tháp 1 vào dầm T2LKCV(1to6) Liên kết cứng của dây văng tháp 2 vào dầm T1CV(1to6) Liên kết cứng của dây văng tháp 1 vào tháp T2CV(1to6) Liên kết cứng của dây văng tháp 2 vào tháp

5.4.7 Định nghĩa nhóm kết cấu - Định nghĩa nhóm kết cấu là chúng ta sẽ tạo ra các nhóm kết cấu ứng với các phần tử dầm

tương ứng ở các giai đoạn thi công khác nhau - Ta có các nhóm kết cấu như sau :

+ Tru1 : phần tử dầm thuộc trụ 1 + Tru2 : phần tử dầm thuộc trụ 2 + T1 : các phần tử thuộc tháp T1 + T2 : các phần tử thuộc tháp T2 + TjKi : đốt dầm thứ i của trụ Tj

+ DGTrai : phần tử dầm thuộc nhóm đà giáo trái + DGPhai : phần tử dầm thuộc nhóm đà giáo phải + T1DV(1to6) : các dây văng thuộc tháp T1 + T2DV(1to6) : các dây văng thuộc tháp T2

5.4.8 Khai báo tải trọng tác dụng lên kết cấu

- Tải trọng do tĩnh tải : tải trọng bản thân và tĩnh tải giai đoạn 2 - Tải trọng giai đoạn thi công, nguyên tắc: tải trọng khi đúc đốt dầm thứ i sẽ được đặt ở nút cuối đốt i-1 , đối với tải trọng tập trung(bê tông ướt) và rải đều trên đốt dầm đã đúc trước đó đối với tải

Trang 26

trọng phân bố(tải thi công).Vị trí đặt của tải trọng xe đúc tùy thuộc vào người thiết kế Các nhóm tải trọng thi công gồm :

+ Tải trọng xe đúc + Tải trọng bê tông ướt + Tải trọng DUL của đốt Ki-1 khi thi công đốt Ki

+ Lực căng cáp văng của đốt Ki-1 khi thi công đốt Ki

+ Tải trọng bản thân là tải trọng của các đốt dầm hiện hữu

5.4.9 Khai báo giai đoạn thi công

- Quá trình thi công cầu Extradosed theo công nghệ đúc hẫng cân bằng mang tính chất lặp đi lặp lại theo chu kì các bước thi công, tuy nhiên quá tình này còn chịu ảnh hưởng của điều kiện thời tiết và điều kiện thi công thực tế ngoài công trường

- Thi công thân trụ tháp : thường kéo dài 30 ngày - Thi công đốt K0 trên trụ tháp thường kéo dài 12 ngày - Thi công đúc hẫng cân bằng các đốt thường kéo dài 7 ngày theo trình tự :

+ Ngày 1 : Căng cáp DUL và cáp văng đốt trước ( đối với những đốt trước có cáp văng ), và di chuyển lắp dựng xe đúc

+ Ngày 2,3 : Lắp đặt cốt thép, ống ghen, ván khuôn + Ngày 4 : Đổ bê tông đốt dầm

+ Ngày 5,6,7 : Bảo dưỡng bê tông - Thi công đốt hợp long nhịp biên : kéo dài 7 ngày như đối với thi công các đốt đúc hẫng - Sau khi thi công đốt hợp long nhịp biên, tiến hành căng cáp DUL nhịp biên, sau đó sẽ tháo các liên kết neo, gối tạm ở đỉnh trụ để bố trí các gối chính theo sơ đồ gối thiết kế

- Thi công đốt hợp long nhịp giữa : kéo dài 7 ngày như đối với hợp long nhịp biên - Sau khi thi công đốt hợp long nhịp giữa, tiến hành căng cáp DUL giữa

- Giai đoạn hoàn thiện : dỡ toàn bộ tải thi công và các công trình phụ trợ, thi công tĩnh tải giai đoạn II

- Kiểm toán dầm và đưa vào sử dụng Chi tiết các bước thi công và tải trọng giai đoạn thi công như sau :

Bước 1 : Thi công đốt K1(7 ngày)

STT

kiện biên

Tải trọng-Active Tải trọng-Deactive

Trang 27

Tải trọng thi công TC1

STT

kiện biên

Trang 28

Tải trọng xe đúc XD5

STT

Phần tử

Điều kiện biên

Tải trọng-Active Tải trọng-Deactive Phần

Trang 29

STT

Phần tử

Trang 30

Tải trọng xe đúc XD14

Bước 15 : Hợp long nhịp biên(7 ngày)

STT

Phần tử

Điều kiện biên Tải trọng-Active Tải trọng-Deactive

Trang 31

Bước 16 : Dở bỏ dàn giáo (1 ngày)

STT

Phần tử

gian Tên Thời gian 1 HLTrai 4 Bỏ BG4 DULBientrai First XDHLTrai First

Tải trọng thi công TCHLGiua

Bước 18 : Nối liền kết cấu nhịp(0 ngày)

STT

Phần tử

gian Tên Thời gian

Trang 32

Tĩnh tải 2

5.4.10 Khai báo tổ hợp tải trọng

Theo tiêu chuẩn thiết kế, dầm được tính toán và kiểm tra theo 2 TTGH, vì vậy ta có các tổ hợp tải trọng như sau :

- TTGHCD :

o TH1 = 1.25DC+1.5DW+1.75(HL93K+IM)+1.75Nguoi o TH2 = 1.25DC+1.5DW+1.75(HL93M+IM)+1.75Nguoi o TH3 = 1.25DC+1.5DW+1.75(HL93S+IM)+1.75Nguoi

- TTGHSD :

o TH4 = DC+DW+(HL93K+IM)+Nguoi o TH5 = DC+DW+(HL93M+IM)+Nguoi o TH6 = DC+DW+(HL93S+IM)+Nguoi

5.4.11 Chạy chương trình và kiểm toán dầm

Sau khi khai báo toàn bộ tải trọng, tiến hành chạy chương trình và xuất kết quả nội lực dầm để kiểm toán

CHƯƠNG VI : KIỂM TOÁN DẦM GIAI ĐOẠN THI CÔNG 6.1 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC DẦM CHỦ GIAI ĐOẠN THI CÔNG

Vì dầm được thi công theo phương pháp đúc hẫng, nên momnet tại đỉnh trụ sẽ lớn nhất và sẽ phát triển theo nguyên lý cộng nội lực Ta có sự phát triển momnet của dầm tại các giai đoạn thi công như sau :

6.1.1 Sự phát triển nội lực dầm chủ giai đoạn thi công - Bước 1 : Thi công đốt K1

- Bước 2 : Thi công đốt K2

Trang 33

- Bước 15 : Hợp long nhịp biên

- Bước 16 : Dở bỏ dàn giáo

- Bước 17 : Hợp long nhịp giữa

- Bước 18 : Nối liền kết cấu nhịp

- Bước 19 : Dỡ tải trọng thi công

- Bước 20 : Thi công lớp phủ mặt cầu và khai thác

Trang 34

6.1.2 Tổ hợp nội lực dầm chủ giai đoạn thi công

Sau khi chạy chương trình, ta có bảng tổng hợp nội lực giai đoạn thi công như sau :

BẢNG TỔNG HỢP NỘI LỰC DẦM CHỦ GIAI ĐOẠN THI CÔNG

Mặt cắt 1-1 đến 5-5 đơn vị : kN.m

Buoc 18: NOI LIEN KET CAU NHIP 0 -31862 -26933 -26986 -32683

Buoc 19: DO TAI TRONG THI CONG 0 -31855 -26988 -27041 -32755

Buoc 20:THI CONG LOP PHU VA KHAI THAC 0 -30591 -24855 -24901 -29959

Buoc 17:HOP LONG GIUA -31265 -15438 -19062 -15239 -19320 Buoc 18: NOI LIEN KET CAU NHIP -30667 -13404 -15629 -11702 -15611 Buoc 19: DO TAI TRONG THI CONG -30759 -13750 -16218 -12311 -16250 Buoc 20:THI CONG LOP PHU VA KHAI

Trang 35

Buoc 15: HOP LONG BIEN 2605.7 1027.2 281.07 -4497 -6730 Buoc 16: DO BO DAN GIAO -4889 -1255 1562.6 950.66 897.4 Buoc 17:HOP LONG GIUA -17748 -16750 -16334 -19362 -21598 Buoc 18: NOI LIEN KET CAU NHIP -13179 -11306 -10122 -12378 -13961 Buoc 19: DO TAI TRONG THI CONG -13959 -12153 -10971 -13150 -14592 Buoc 20:THI CONG LOP PHU VA KHAI

Buoc 10: THI CONG DOT K10 -15967 -19678 -27513 -19257 -25331 Buoc 11: THI CONG DOT K11 -14423 -15838 -20942 -10962 -15042 Buoc 12: THI CONG DOT K12 -34941 -41711 -51917 -46806 -55723 Buoc 13: THI CONG DOT K13 -32385 -37385 -45328 -38710 -45883 Buoc 14: THI CONG DOT K14 -63995 -73757 -86192 -83786 -95158 Buoc 15: HOP LONG BIEN -14001 -16710 -21727 -13169 -18093 Buoc 16: DO BO DAN GIAO -3291 -4244 -278.3 1471.7 -524.1 Buoc 17:HOP LONG GIUA -27995 -30935 -28967 -28955 -32773 Buoc 18: NOI LIEN KET CAU NHIP -19696 -22107 -19614 -19249 -22689 Buoc 19: DO TAI TRONG THI CONG -20108 -22243 -19397 -18630 -21588 Buoc 20:THI CONG LOP PHU VA KHAI

Trang 36

Buoc 4: THI CONG DOT K4 0 -16819.4 -1214 -23894.2 21334 Buoc 5: THI CONG DOT K5 14930 16315.87 46944 26527.51 70132 Buoc 6: THI CONG DOT K6 974.4 -2641.68 19774 -2529.84 40642 Buoc 7: THI CONG DOT K7 31636 31692.29 60802 39215.35 80933 Buoc 8: THI CONG DOT K8 6021.1 1561.07 23392 92.49 41439 Buoc 9: THI CONG DOT K9 24337 21392.68 46141 23034.68 63480 Buoc 10: THI CONG DOT K10 -11843 -18701.2 -215.3 -24858.6 15243 Buoc 11: THI CONG DOT K11 -850.1 -7416.49 11939 -12910 26386 Buoc 12: THI CONG DOT K12 -45913 -55870.5 -41903 -68129.3 -29148 Buoc 13: THI CONG DOT K13 -35171 -44684.9 -29600 -55976.3 -17773 Buoc 14: THI CONG DOT K14 -88143 -100544 -89987 -117596 -79710 Buoc 15: HOP LONG BIEN -6085 -14959 1636.6 -24899.9 12251 Buoc 16: DO BO DAN GIAO 16963 17655.94 45775 19229.53 56355 Buoc 17:HOP LONG GIUA -16898 -17489.6 8692.4 -18311.9 18815 Buoc 18: NOI LIEN KET CAU NHIP -6680 -7149.74 19173 -7766.74 29374 Buoc 19: DO TAI TRONG THI CONG -5075 -5111.8 22018 -4736.97 32402 Buoc 20:THI CONG LOP PHU VA KHAI

Buoc 4: THI CONG DOT K4 -27936 -14967.6 -7203 208.34 -7821 Buoc 5: THI CONG DOT K5 32209 35026.67 40539 42354.33 24956 Buoc 6: THI CONG DOT K6 -9451 5586.75 13000 18143.6 5639.1

Buoc 8: THI CONG DOT K8 -17375 7557.5 15981 21608.22 9248.2 Buoc 9: THI CONG DOT K9 4501.6 30287.85 38520 43105.22 28885 Buoc 10: THI CONG DOT K10 -53327 -17704.8 -7934 -813.23 -11317 Buoc 11: THI CONG DOT K11 -44301 -5672.5 4299.4 11172.84 34 Buoc 12: THI CONG DOT K12 -1E+05 -60649.1 -49304 -40257.7 -48218 Buoc 13: THI CONG DOT K13 -97992 -48016.9 -36533 -27844.3 -36601 Buoc 14: THI CONG DOT K14 -2E+05 -108954 -96248 -85737.9 -91847 Buoc 15: HOP LONG BIEN -28351 20306.83 31103 37816.16 25696 Buoc 16: DO BO DAN GIAO -33822 15716.51 26673 33736.35 22160 Buoc 17:HOP LONG GIUA -74383 -21231.3 -9643 -1495.48 -11423 Buoc 18: NOI LIEN KET CAU NHIP -24396 28096.57 39833 49328.66 41663 Buoc 19: DO TAI TRONG THI CONG -18142 32867.72 44386 53528.18 45381 Buoc 20:THI CONG LOP PHU VA KHAI

Trang 37

Buoc 8: THI CONG DOT K8 13762 -2494.99 2300.1 -7596.15 0 Buoc 9: THI CONG DOT K9 31882 13243.02 13781 -38.16 2213.3 Buoc 10: THI CONG DOT K10 -4418 -18006.9 -12022 -20335.1 -12532 Buoc 11: THI CONG DOT K11 6622.5 -7711.95 -3769 -13852.8 -8828 Buoc 12: THI CONG DOT K12 -38265 -48264.1 -39531 -44795 -34717 Buoc 13: THI CONG DOT K13 -27126 -38089.7 -31170 -38007.9 -30261 Buoc 14: THI CONG DOT K14 -79527 -86859.3 -75809 -78502 -66331 Buoc 15: HOP LONG BIEN 32175 16741.26 18244 6321.17 7934.4 Buoc 16: DO BO DAN GIAO 29166 14450.91 16401 4939.22 6860 Buoc 17:HOP LONG GIUA -2730 -15193.5 -10754 -19744.3 -15149 Buoc 18: NOI LIEN KET CAU NHIP 46615 25651.12 23436 8455.33 8005 Buoc 19: DO TAI TRONG THI CONG 49869 28420.19 25727 10334.59 9519.3 Buoc 20:THI CONG LOP PHU VA KHAI

Buoc 13: THI CONG DOT K13 -25479 -15800.3 -11111 -3748.4 0 Buoc 14: THI CONG DOT K14 -56865 -42131.7 -32341 -19499.2 -10357 Buoc 15: HOP LONG BIEN 7161.8 10861.16 9620.1 10870.98 8240.7 Buoc 16: DO BO DAN GIAO 6386.9 10287.66 9246.9 10625.43 8116.2 Buoc 17:HOP LONG GIUA -12907 -6105.44 -4227 256.19 880.97 Buoc 18: NOI LIEN KET CAU NHIP 2209.9 -2956.94 -11490 -18373.8 -28902 Buoc 19: DO TAI TRONG THI CONG 3408.5 -1984.2 -10670 -17622.1 -28105 Buoc 20:THI CONG LOP PHU VA KHAI

Trang 38

MC45

(GiuaNhip)

Buoc 18: NOI LIEN KET CAU NHIP -31783 -41967.1 -34635 -34635 -34561.9 Buoc 19: DO TAI TRONG THI

- Giới hạn ứng suất: Theo 14.2.3.2 TCVN 11823-5:2017, đối với cầu xây dựng phân đoạn có giới hạn ứng suất sau:

+ Ứng suất kéo: 0.25√𝑓′𝑐 = 0.25 × √50 = 1.768 𝑀𝑃𝑎 + Ứng suất nén: 0.45𝑓′𝑐 = 0.45 × 50 = 22.5 𝑀𝑃𝑎

6.2.2 Kiểm toán bằng biểu đồ ứng suất

Ở đây ta chỉ kiểm toán tại bước thi công có ứng suất lớn nhất, các bước thi công còn lại sẽ được kiểm toán ở phụ lực Dựa vào sự phát triển của biểu đồ moemnt giai đoạn thi công, ta xác định được bước có ứng suất lớn nhất là bước 12: Nối liền kết cấu nhịp

Ứng suất thớ trên

Trang 39

Ứng suất thớ dưới

6.2.3 Kiểm toán bằng giá trị tính toán

Ngoài việc kiểm toán bằng biểu đồ, Midas còn có thể kiểm toán ứng suất từng mặt cắt trong từng giai đoạn thi công.Ở phần kiểm toán này, Midas sẽ kiểm toán dựa trên tiêu chuẩn AASHTO – LRFD 12

Trong đó : - Element : Phần tử kiểm toán - Stage : Bước thi công

- Part (i/J) : Mặt cắt kiểm toán - CHECK : Kiểm toán đặt (OK) hay không đạt (NG) - Compression/Tendon : Mặt cắt chịu ứng suất nén hay kéo - FT : Top Fiber (kN/m2) : Ứng suất thớ trên tại giữa dầm - FB : Bottom Fiber (kN/m2) : Ứng suất thớ dưới tại giữa dầm - FTR : Top Right Fiber (kN/m2) : Úng suất thớ trên biên phải dầm - FTL : Top Left Fiber (kN/m2) : Ứng suất thớ trên biên trái dầm - FBR : Bottom Right Fiber (kN/m2) : Úng suất thớ dưới biên phải dầm - FBL : Bottom Left Fiber (kN/m2) : Ứng suất thớ dưới biên trái dầm - FMAX (kN/m2) : Ứng suất lớn nhất gây ra tại mặt cắt

ALW (kN/m2) : Giới hạn ứng suất được midas tính ra theo tiêu chuẩn ASSHTO – LRFD 12

Trang 40

CHƯƠNG 7 : KIỂM TOÁN DẦM CHỦ GIAI ĐOẠN KHAI THÁC 7.1 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC DẦM CHỦ GIAI ĐOẠN KHAI THÁC

7.1.1 Tĩnh tải giai đoạn 2

- Tĩnh tải tiêu chuẩn

𝐷𝐶2𝑡𝑐 = 𝑞𝑙𝑐 + 𝑞𝑐𝑙𝑐 + 𝑞𝑝𝑐 + 𝐷𝑊 = 0.1 + 6.5 + 3.85 + 28.9 = 39.35 𝑘𝑁/𝑚 - Tĩnh tải tính toán

𝐷𝐶2𝑡𝑡 = 𝛾𝑑𝑐 × (𝑞𝑙𝑐 + 𝑞𝑐𝑙𝑐 + 𝑞𝑝𝑐) + 𝛾𝐷𝑊× 𝐷𝑊

= 1.25 × (0.1 + 6.5 + 3.85) + 1.5 × 28.9 = 56.41 𝑘𝑁/𝑚

a Moment : Mtt = 1.5Mtc (kN.m)

Biểu đồ Moment tĩnh tải giai đoạn 2

MOMENT TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 2