Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu liên tục tại Quận 7, TP. Hồ Chí Minh

Trang 1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP NHỊP LIÊN TỤC

SINH VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN VĂN NAM MSSV : 15127077

NGÀNH : KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

Kết luận:

HCM, Ngày….Tháng….Năm…… Giảng viên hướng dẫn

( Kí và ghi rõ họ tên)

Trang 2

PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

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

Chỉ có tiếng Việt Chỉ có tiếng Anh

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):

Giảng viên hướng dẫn

Trang 3

PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

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

Chỉ có tiếng Việt Chỉ có tiếng Anh

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): ………

Trang 4

PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CỦA THÀNH VIÊN HỘI ĐỒNG

Họ tên sinh viên: _ MSSV: _ Tên đề tài: _

Trình bày đề

tài

Giọng nói nhỏ, không rõ ràng; trình bày không logic, phong thái không tự tin

Giọng nói to, rõ ràng; nhưng trình bày thiếu logic, phong thái thiếu tự tin

Giọng nói to, rõ ràng; cách trình bày logic, phong thái tự tin

Giọng nói to, rõ ràng; trình bày logic, phong thái tự tin, trình bày lôi cuốn

Khối lượng

đề tài

Nhiều số liệu không trùng khớp giữa bản vẽ và thuyết minh

Có vài số liệu không trùng khớp giữa bản vẽ và thuyết minh

Các giải pháp thiết kế hợp lý nhưng còn một vài lỗi nhỏ

Các giải pháp thiết kế tối ưu

Trả lời câu

hỏi

Không trả lời được hoặc trả lời đúng tối đa 1/3 tổng số câu hỏi của của GVPB và hội đồng

Trả lời đúng trên 1/3 đến 2/3 tổng số câu hỏi của của GVPB và hội đồng

Trả lời đúng trên 2/3 tổng số câu hỏi của của GVPB và hội đồng với sự giải thích hợp lý, chính xác

Trả lời đúng các câu hỏi với sự giải thích hợp lý, chính xác, thể hiện sự nắm vững kiến thức và có sự liên hệ thực tế của sinh viên

………

Thành viên hội đồng

Trang 5

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CẦU LIÊN TỤC TẠI QUẬN 7, TP HỒ CHÍ MINH

Trang 6

PHẦN 1: THUYẾT MINH

Trang 7

SVTH: NGUYỄN VĂN NAM MSSV:15127077 1

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3

SỐ LIỆU THIẾT KẾ 4

CHƯƠNG I: QUY MÔ VÀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT 4

1.1 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ 4

CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG 5

2.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH , ĐỊA MẠO 5

4.1.1 Thanh lan can 7

4.1.1.1 Tải trọng tác dụng lên thanh lan can: 7

4.2.4 Kiểm toán ở trạng thái giới hạn sử dụng 11

4.2.5.Kiểm tra bó vỉa chịu tải trọng va xe 12

4.2.5.1.Xác địnhMc: (tính trên 1m dài) 13

4.2.5.2.Xác định M HW 13

4.2.5.3.Chiều dài đường chảy Lc 14

4.2.6.Kiểm tra trượt của lan can và bản mặt cầu: 14

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN BẢNG HẪNG 16

5.1 Sơ đồ tính 16

5.2 Bố trí cốt thép cho bản hẫng: 17

5.3 Kiểm toán sức kháng uốn của tiết diện: 17

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN DẦM CHỦ 19

6.3.2 Biện pháp thi công chi tiết 19

6.4 Mặt cắt ngang tiết diện dầm hộp: 20

6.5 Tải trọng tác dụng: 20

6.6 Mô hình hóa kết cấu 22

6.6.1 Khai báo vật liệu 22

6.6.2 Khai báo tính co ngót- từ biến và cường độ bê tông côt thép CEB-FIP(2010) 22

6.6.3 Khai báo mặt cắt 23

6.6.5 Mô hình hoá kết cấu 24

6.6.6 Khai báo tổ hợp tải trọng 24

6.6.7 Chạy chương trình và kiểm toán dầm 25

6.7.Tính toán thiết kế sơ bộ số lượng cáp DUL 25

6.7.1 Tính sơ bộ nội lực phục vụ cho việc tính toán số lượng cáp: 25

6.7.2 Tính toán sơ bộ số lượng bó cáp dự ứng lực: 28

Trang 8

6.10.1 Kiếm toán khả năng chịu uốn của dầm trong giai đoạn truyền lực: 35

6.10.2 Kiểm toán khả năng chịu uốn của dầm trong giai đoạn khai thác: 35

6.10.3 Kiểm tra khả năng chịu uốn của dầm ở trạng thái giới hạn cường độ: 36

6.10.4 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tại mặt cắt V-V: 38

6.10.5 Kiểm tra về lực cắt: 39

CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ TRỤ CẦU 42

7.1 Giới thiệu chung: 42

7.2.2.1 Tải trọng gió tác dụng lên công trình 43

7.2.2.2 Tải trọng gió tác dụng lên hoạt tải 44

7.2.3 Hoạt tải 45

7.2.3.1 Xe tải thiết kế 45

7.2.3.2 Xe hai trục thiết kế 45

7.2.3.3 Tải trọng làn 45

Đối với mặt cắt đáy bệ 48

7.3 Kiểm toán trụ cầu 49

7.3.1 Đặc trưng hình học 49

7.3.2 Kiểm toán khả năng chịu cắt của thân trụ 51

7.3.3 Kiểm tra điều kiện nứt theo phương dọc cầu 51

7.3.4 Kiểm tra điều kiện nứt theo phương ngang cầu 52

Trang 9

LỜI MỞ ĐẦU

Công trình cầu vượt suối thuộc địa phận Quận 7, thành phố Hồ Chí Minh Công trình nằm ở Quận 7 trên đường D50 Cây cầu nằm trong khu vực đông dân cư Cây cầu góp phần giúp cho việc lưu thông được thuận lợi hơn Hơn nữa cây cầu giúp cho cảnh quan của khu vực được nâng tầm Quận 7 được xem là quận được quy hoạch trong trường xây dựng thành phố mới Trong hoàn cảnh đó việc xây dựng cây cầu là cần thiết để cho việc lưu thông , nâng tầm mỹ quan của Quận 7, thành phố Hồ Chí Minh

Khu vực xây dựng cây cầu là vùng đồng bằng , tương đối bằng phằng , khu vực đông dân cư Cây cầu nằm trên tuyến đường chiến lược được ủy ban nhân dân Quận 7 dựa vào chủ trương chính sách xây dựng đổi mới năm 2022

THƯ CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đồ án tốt nghiệp em luôn được sự quan tâm, hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của thầy , cô giáo trong Khoa Xây Dựng với sự động viên giúp đỡ của anh chị , bạn bè đồng môn

Lời đầu tiên em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm khoa Xây Dựng đã tận tình giúp đỡ cho em trong suốt thời gian học tại trường

Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy giáo TS Nguyễn Duy Liêm đã trực tiếp giúp đỡ, hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Em xin trân thành cảm ơn!

HCM, tháng 8 năm 2022 Nguyễn Văn Nam

Trang 10

SỐ LIỆU THIẾT KẾ

Toàn bộ nhịp được chia làm 1 phân đoạn thi công, phân đoạn thi công xong sẽ đẩy ván khuôn tới để thi công phân đoạn tiếp theo Thời gian thi công phân đoạn là 14 ngày

CHƯƠNG I: QUY MÔ VÀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT

1.1.1 Quy trình thiết kế

- Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô: TCVN 4054-05 - Tiêu chuẩn thiết kế cầu – đường bộ: TCVN 11823-2017

1.1.2 Nguyên tắc thiết kế

- Công trình được thiết kế với tuổi thọ 100 năm, có kết cấu thanh thoát phù hợp với quy mô

của tuyến đường - Đáp ứng được yêu cầu quy hoạch , phân tích tương lai của tuyến đường - Thời gian thi công ngắn

- Thuận tiện cho công tác duy tu bảo dưỡng - Giá thành xây lắp thấp

1.1.3 Quy mô xây dựng

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

c Hệ số xung kích - IM=1+33/100=1.33

1.1.6 Khẩu độ thông thuyền

- Vì là cầu vượt cạn nên ta xem như không có khẩu độ thông thuyền

Trang 11

CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG

2.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH , ĐỊA MẠO

− Mặt cắt ngang khu vực cầu đi qua tương đối đối xứng , hai bên mố trụ địa hình bằng phẳng

, thuận lợi cho việc tạo mặt bằng phục vụ thi công

− Khu vực cầu có một số nhà dân nằm đường hiện hữu , quy mô nhà chủ yếu là nhà tạm , cấp

4, có một vài nhà vừa xây dựng − Có thể bố trí công trường ở 2 bên đầu cầu − Việc vận chuyển vật tư, thiết bị thi công đến công trường thực hiện bằng đường bộ

2.2 ĐỊA CHẤT Lớp 1(L1): Đất sét lẫn hữa cơ,trạng thái mềm dẻo:

Lớp 2(L2): Đất sét màu xâm xanh,trạng thái nửa cứng:

Lớp 3(L3): Đất sét màu xám xanh xám nâu,trạng thái nửa cứng:

Trang 12

− Mùa khô trùng với gió mùa Đông vốn là luồn gió tín phong ổn định , mùa mưa trùng với gió mùa Hạ mang lại những khối không khí nhiệt đới và xích đạo nóng ẩm với những nhiễu động khí quyển thường xuyên

− Thiết kế một cầu vĩnh cửu vượt cạn trên đường ô tô với các số liệu như sau

3.2 SƠ LƯỢC VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐÚC TẠI CHỖ TRÊN ĐÀ GIÁO CỐ ĐỊNH

❖ Đặc điểm của biện pháp: − Đà giáo cố định bằng gỗ hoặc bằng thép bố trí ngay bên dưới của nhịp cần đổ bê tông =>

không đảm bảo tĩnh không dưới cầu, chịu ảnh hưởng bởi điều kiện tự nhiên ( địa hình , địa chất, thủy văn…) Khi muốn di chuyển tới vị trí khác phải tháo dỡ hoàn toàn => thi công bằng đà giáo cố định đòi hỏi lượng chi phí và nhân công

− Thi công đúc trên đà giáo cố định rất nhạy cảm với biến dạng của đà giáo, dễ phát sinh các vết nứt trong quá trình bê tông ninh kết do biến dạng đà giáo=> khi thi công phải có biện pháp tạo độ võng cho đà giáo

− Khi thi công kết cấu ứng suất trước phải áp dụng biện pháp kéo sau − Sau khi bê tông đã đủ khả năng chịu được trọng lượng bản thân mới được tiến hành hạ

giáo=> thời gian thi công kéo dài − Ưu điểm: thi công khá thuận lợi , không cần tay nghề công nhân bậc cao ❖ Phạm vi áp dụng:

− Thi công đổ bê tông trên đà giáo cố định có thể áp dụng cho tất cả các dạng kết cấu, mặt cắt và chiều dài nhịp tuy nhiên cần xem xét tới vấn đề kinh tế trong quá trình thi công Phổ biến áp dụng chủ yếu cho các cầu có kết cấu tĩnh định , có tiết diện ngang không phức tạp, bề ngang hẹp với khẩu độ nhịp hợp lý < 35m và cầu ít nhịp

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

− Khả năng vượt được khẩu độ nhịp < 35m => phù hợp với nhịp cầu thiết kế − Ưu điểm:

cấu bê tông đúc tại chỗ thấp hơn so với kết cấu bê tông đúc sẵn

cao Các nhà thầu địa phương cũng có thể xây dựng cấu trúc Bê tông đúc tại chỗ không

yêu cầu thiết bị hiện đại

Trang 13

tốt hơn Các phần tử không thể được sử dụng trước Các phân tử không được thiết kế cho bất kỳ tải trọng hoặc ứng suất nào như vậy Có ràng buộc về chiều dài và hình dạng của

phân tử Bê tông tại chỗ mang đến một đặc điểm kiến trúc nguyên khối

công theo công nghệ đúc tại chỗ trên đà giáo cố định

3.3.3 Mặt cắt ngang cầu

❖ Các thông số về mặt cắt ngang cầu:

Bề rộng lan can và lề bộ hành

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN LAN CAN VÀ LỀ BỘ HÀNH

4.1.1 Thanh lan can

- Chọn thanh lan can thép ống:

- Khoảng cách 2 cột lan can là 2000 mm

4.1.1.1 Tải trọng tác dụng lên thanh lan can:

- Tĩnh tải: trọng lượng tính toán của bản thân lan can

- Sơ đồ truyền tải:

Hình 4.1: sơ đồ tính thanh lan can

❖ TTGHCĐ (trạng thái giới hạn cường độ)

Trang 14

- Theo phương x-x (phương đứng):

4.1.1.3 Kiểm tra tiết diện thanh

- Dùng nội lực TTGHCĐ để kiểm tra - S là mô men kháng uốn của tiết diện

Hình 4.2: chi tiết lan can - Tỉnh tải:

P= 890 N W= 0.37x2000=740N - Tiết diện được quy về như sau: là tiết diện chữ I có

+ Cánh: - rộng 150 mm, dày 10 mm + Sườn: - cao 160 mm, dày 10 mm - Chọn thép M270 cấp 250 có fy= 250 Mpa có mô đun đàn hồi E= 200000 Mpa - Chiều cao cột thép: 720 mm

- Tổng nội lực tính toán: + Mô men:

300350

Trang 15

SVTH: NGUYỄN VĂN NAM MSSV:15127077 9 + Mô men quán tính lấy đối với trục X-X:

+ Mô men kháng uốn đối với trục Y-Y:

Fk l

Trong đó: K: hệ số chiều dài có hiệu K = 2 vì có đầu tự do

l: chiều dài không liên kết l = 720 mm

P =P = 1 58525.3 = 58525.3 N Pr > Pu = 1922.71N thoả mãn

* Sức kháng uốn được tính theo công thức:

bt = 75 7.5=

− Đối với cánh

Trang 16

Vậy thoả mãn cho độ mảnh

* Chọn bu lông có đường kính d = 20mm để liên kết trụ lan can với tường bê tông − Tính bu lông

Bố trí bu lông như hình vẽ

Hình 4.5: Bố trí bu lông Đảm bảo khoảng cách mép như hình vẽ

+ Sức kéo danh định của bu lông Sức kéo danh định của bu lông được tính theo công thức

Sức kéo danh định của bu lông

Với M là mô men tại mặt cắt nối tấm thép và cột

Kiểm toán bu lông

4.2 LỀ BỘ HÀNH: 4.2.1 Chọn kích thước lề bộ hành:

− Bề rộng lề bộ hành 1250 mm

4.2.2.Tính nội lực cho bản lề bộ hành (tính trên 1m dài):

Lề bộ hành làm việc theo bản kê 2 cạnh vì vậy khi tính nội lực cho bản ta xem là dầm đơn giản được kê lên gối là bó vỉa:

Tĩnh tải : tải trọng phân bố bản thân lề bộ hành:

Trang 17

1/2u

goiu

* TTGHSD

1/2s

gois

− Khoảng cách trọng tâm cột thép đến mép trên của bản là:

d 100 25 75 mms = − = − Chiều cao vùng nèn:

Ta bố trí thép ∅10 mm khoảng cách a =200 mm, trong 1000 mm ta bố trí 5 thanh * Kiểm tra hàm lượng cốt thép nhỏ nhất:

Ta có diện tích cốt thép bố trí trên 1m dài là:

2s

Ta bố trí thép chịu lực theo phương ngang cầu cho 1m như hình vẽ:

Hình 4.7: Bố trí cốt thép lề bộ hành

4.2.4 Kiểm toán ở trạng thái giới hạn sử dụng

− Tiết diện kiểm: tiết diện chữ nhật có b x h = 1000 mm x 100 mm − Bê tông có mô đun đàn hồi:

* Kiểm tra điều kiện nứt :

Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép chịu nén của bê tông là :

Trang 18

Ứng suất cho phép trong cốt thép là :

3c

Vậy thoả điều kiện chống nứt

4.2.5.Kiểm tra bó vỉa chịu tải trọng va xe

Giả thiết ta bố trí cốt thép cho bó vỉa như hình: Ta tiến hành kiểm tra khả năng chịu lực của bó vỉa dạng tường như sau: Sơ đồ tính toán của lan can dạng tường là sơ đồ dẻo

Theo 22TCN 272_05 ta chọn cấp lan can là cấp 3 dùng cho cầu có xe tải

dụng(mm)

Khi xe va vào giữa tường

Theo 22TCN 272_05 Biểu thức kiểm toán cường độ của lan can có dạng

Ct

M L2

Trang 19

t

Tiết diện tính toán và bố trí cốt thép : bxh = 1000 mm x 200 mm

Hình4.8: Tiết diện và bố trí cốt thép bó vỉa theo phương đứng

Tính toán với bài toán cốt đơn, tính cốt thép cho 1 bên rồi bên còn lại bố trí tương tự:

Sy'c

0.85 35 10000.85 f b

Khoảng cách từ thớ chịu nén đến trục trung hoà:

1a7.24

Tiết diện tính toán và bố trí cốt thép: bxh = 300 mm x 200 mm

Hình4.9: tiết diện và bố trí cốt thép theo phương dọc cầu

Sy'c

0.85 35 3000.85 f b

Khoảng cách từ thớ chịu nén đến trục trung hoà

1a7.093

0.8

Trang 20

SVTH: NGUYỄN VĂN NAM MSSV:15127077 14 Kiểm tra hàm lượng cốt thép lớn nhất, tương đương với điều kiện sau:

Vậy thoả mãn điều kiện cốt thép min

Chiều cao bó vỉa: H =300 mm

CT

M L2

Với trường hợp xe và đầu tường

Ct

M L2

4.2.6.Kiểm tra trượt của lan can và bản mặt cầu:

Biểu đồ phân tích lực truyền từ lan can xuống bản mặt cầu :

trở thành lực kéo T trên 1 đơn vị chiều dài trên bản mặt cầu :

wCT

CCVCV

0.2 f ' A5.5 Aldh

PCPCVCT

MCTMCT

VCT

Trang 21

SVTH: NGUYỄN VĂN NAM MSSV:15127077 15 Trong đó :

2Vf

0.2 f ' A 0.2 30 200 1200 N / mm5.5 A 5.5 200 1100 N / mm

Diện tích tiết diện ngang tối thiểu của chốt trong mặt cắt chịu cắt:

Vf

Vfy

Kết luận : bố trí thép từ bó vỉa âm vào bản mặt cầu để đảm bảo lan can không bị trượt ra khỏi bản mặt cầu khi va xe : 2∅14 a200

Hình 4.10: bố trí cốt thép lề bộ hành

Trang 22

Trang 23

là: (Theo bảng 5.12.3-1 trong 22TCN 272 – 05 quy định về lớp bê tông bảo vệ đồi với bản mặt

- Chiều cao vung bê tông chịu nén của bê tông

- Diện tích cốt thép chịu kéo cần thiết là

Trang 24

=> Thoả mãn hàm lượng cốt thép tối thiểu

= 795.6 (KN.m) - Hệ số kháng uốn :(φ) φ = 0.9 - Kiểm toán sức kháng uốn của tiết diện A của bản mặt cầu :

Trong đó :

• Kiểm tra nứt cho bản hẫng

Sở đồ bố trí thép đồi bản hẫng chịu momen âm

- Mô men quán tính chính trung tâm:

Trang 25

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN DẦM CHỦ

6.1 Số liệu thiết kế

Chọn kết cấu nhịp thiết kế

Tải trọng thiết kế

Hệ số sức kháng

Vật liệu chế tạo dầm

So với dầm I , dầm hộp bê tông cốt thép có cường độ cao hơn vì vậy phù hợp với khẩu độ nhịp lớn hơn

Sơ đồ kết cầu nhịp: 24m-24m Bề rộng cầu: B= 16m

Chiều dài toàn cầu: L= 48100 mm(tính đến đuôi tường cánh mố)

6.3.2 Biện pháp thi công chi tiết

• Tiến hành đào đất và làm sạch khu vực thi công + Bước 2: Lắp dựng đà giáo, ván khuôn,…

• Lắp dựng đà giáo, khử lún • Lặp ván khuôn dầm

• Bố trí cốt thép thường, ống ghen, ống tạo lỗ + Bước 3: Đổ bê tông dầm:

• Tiến hành đổ bê tông dầm • Căng kéo cáp dự ứng lực khi bê tông đủ cường độ + Bước 4: Hoàn thành:

• Hạ giàn giáo và tháo ván khuôn • Dọn dẹp mặt bằng

• Thi công lớp phủ , lan can, gờ chắn,… − Bản mặt cầu:

Trang 26

SVTH: NGUYỄN VĂN NAM MSSV:15127077 20 + Sau khi dầm bê tông cốt thép hoàn tất, tiến hành lắp đà giáo phần cánh hẫng ( hệ khung K)

lắp ván khuôn đáy, rải thép, lắp ván khuôn thành bên Thi công đổ bản mặt cầu + Mặt cầu được đổ theo từng phân đoạn theo nguyên tắc đổ phân đoạn giữa nhịp trước ( dài ½

nhịp), sau đó đổ phân đoạn trên đỉnh trụ để hạn chế ứng suất kéo trong bản mặt cầu trên đỉnh trụ do tĩnh tải phân đoạn giữa nhịp gây ra

+ Trước tiên thực hiện công tác gia công cốt thép, vệ sinh sạch sẽ mối nối Lắp đặt cốt thép theo bản vẽ thi công Ván khuôn đảm bảo đúng kích thước phẳng, kín khít không để vữa chảy ra ngoài Chuẩn bị vật liệu , máy trộn, đầm dùi và các thiết bị khác phục vụ công tác đổ bê tông Đổ bê tông mặt cầu bằng máy bơm kết hợp với thủ công Đầm bê tông bằng đầm dùi Sau khi đổ bê tông tiến hành bảo dưỡng bê tông bằng cách giữa ấm liên tục trong vòng 5 ngày

− Lan can: Lan can thép của cầu được sản xuất gia công trong xưởng , sau đó chở đến công trường và lắp đặt thưo kích thích trong bản vẽ thi công

− Hoàn thiện: Thi công lớp phủ mặt cầu, khe co giãn

6.4 Mặt cắt ngang tiết diện dầm hộp:

Đối với việc áp dụng công nghệ ĐGDĐ, do dầm BTCT được đúc trong một bộ ván khuôn cố định liên kết cứng với hệ thống ĐGDĐ Vì vậy dầm BTCT có chiều cao cố định trên suốt chiều dài từ đầu đến cuối Theo kinh nghiệm của các nước đã thi công theo phương pháp này thì chiều cao hợp lý so với chiều dài nhịp cầu được thể hiện bảng sau:

hộp lấy theo kết quả tính toán cục bộ, nhưng thường không nhỏ hơn 20cm

218,11

L2

t4

t2

Trang 27

Sơ đồ xếp tĩnh tải lên chiều dọc cầu

Trọng lượng bản thân dầm chủ (DC1) :

Trong đó : bt

Tỉnh tải lớp phủ bản mặt cầu(DW):

- Cấu tạo lớp phủ mặt cầu:

- Bề rông phần xe chạy: 13(m) Vậy trọng lượng lớp phủ mặt cầu là: DW= 2.55*13 = 33.15 Kn/m

Tỉnh tải lan can:

Tổ hợp tải trọng tĩnh tải giai đoạn II:

- Tĩnh tải tiêu chuẩn:

49.5(kN/m) - Tĩnh tải tính toán:

1) + 1.5 ∗ 33.15 = 70.4(kN/m)

Hoạt tải xe HL93:

Tổ hợp 1 : xe 2 trục + tải trọng làn Tổ hợp 2 : xe tải 3 trục + tải trọng làn Tổ hợp hoạt tải xe theo phương dọc cầu bằng Midas với hệ số làn :

Xếp 1 làn xe : m=1.2

Xếp 3 làn xe : m =0.85 Xếp 4 làn xe : m =0.65 Tải trọng trục xe được nhận thêm hê số xung kích (IM) để xét tới tính chất quán tính của tải trọng xe Lấy theo 22TCN272-05 : Đối với TTGH khác (khác mỏi và đứt gãy):IM=33% Tải trọng làn không có hệ số xung kích

Xe tải thiết kế:

Xe tải thiết kế: gồm trục trước nặng 35 KN , hai trục sau mỗi trục nặng 145KN, khoảng cách giữa 2 trục trước là 4300mm, khoảng cách hai trục sau thay đổi từ 4300 – 9000 mm sao cho gây ra nội lực lớn nhất, theo phương ngang khoảng cách giữa hai bánh xe là 1800mm

Hình 6.2 : Xe tải thiết kế theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05

Xe hai trục thiết kế:

Xe hai trục thiết kế gồm một cặp trục 110 KN cách nhau 1.2m, cự ly của các bánh xe theo chiều ngang lấy bằng 1.8m

Trang 28

Hình 6.3: Xe 2 trục thiết kế theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05

Hình 6.6.1 Thơng số vật liệu bê tơng dầm Hình 6.6.2 Thơng số cáp dư ứng lực

6.6.2 Khai báo tính co ngĩt- từ biến và cường độ bê tơng cơt thép CEB-FIP(2010) a) Tính co ngĩt-từ biến của bê tơng fc 50

18001200

DỌC CẦUNGANG CẦU

Trang 29

Hình 6.6.3 Khai báo thuộc tính

Trang 30

Hình 6.6.6 Khai báo thuộc tính

6.6.4 Tạo sơ đồ kết cấu bằng node và element - Dựa vào vị trí và chiều dài của dầm ta chia phần tử dầm thành nhưng đoạn 1 (m) để dễ dàng xác

định toạ độ các điểm (node) cần thiết để mô hình hoá kết cấu - Khi tạo điểm và phân tử , cần chú ý đánh số phần tử theo nhưng nhóm nhất định để thuận tiện cho việc quản lý

Hình 6.6.7 Tạo sơ đồ kết cấu

6.6.5 Mô hình hoá kết cấu

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

+ Các phần tử dầm thuộc nhóm beam

Hình 6.6.8 3D toàn dầm

Hình 6.6.9 Tĩnh tải giai đoạn 2

6.6.6 Khai báo tổ hợp tải trọng

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

• Trạng thái giới hạn cường độ:

Trang 31

SVTH: NGUYỄN VĂN NAM MSSV:15127077 25 • Trạng thái giới hạn sử dụng:

Tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn cường độ , với các hệ số tải trọng :

Biểu đồ lực cắt do DC gây ra

Biểu đồ moment do DW gây ra

Trang 32

Trang 33

Trang 34

Biểu đồ lực cắt do THSD3 gây ra Dựa trên biểu đồ momen và bảng thống kê só liệu từng vị trí ở 2 dầm, ta biết được giá trị momen lớn nhất trên dầm(chỉ là gần đúng)

Sử dụng giá trị này để chọn số lượng cáp DUL cần thiết cho dầm Momen dương lớn nhất :

Mô hình hoá Midas

6.7.2 Tính toán sơ bộ số lượng bó cáp dự ứng lực: Vật liệu cáp dự ứng lực:

Cáp sử dụng là loại tao cáp cường độ cao theo tiêu chuẩn : ASTM A416-99 Grace 270 độ chùng thấp, có các chỉ tiêu sau :

I = 60mm N = 7

h=1660 mm : Chiều cao dầm Thay vào :

633396 10

Mn 1,1

0,855.F h=

Trang 35

SVTH: NGUYỄN VĂN NAM MSSV:15127077 29 Các thông số cáp DUL:

+ Hệ số qui đổi thép DUL sang BT :

puc

En

E=

Modun đàn hồi của bê tông:

2 3 '3 2 3

E =0,0017 f =0,0017.(2,5.10 ) 50=38007 Mpa

3pu

Trang 36

Trang 37

(kết quả xuất ra từ Midas)

y =x'C =956.6+0.7=957.3yhy1660957.3702.7

Trang 38

Giai đoạn Thông số Mặt cắt

I-I II-II III-III IV-IV V-V giai đoạn

1

ytb810 229.92 150 810 1470 dps 850 1430.08 1510 850 190

A013267168 13267168 13267168 13267168 13267168 Kx’ -9211171.2 -45658758 -50680291 -9211171 32257949 C -0.69 -3.44 -3.82 -0.69 2.43 ybo957.294 960.04 960.42 957.29 954.16 yto 702.70 699.95 699.58 702.70 705.83 Io3.22E+12 3.22E+12 3.22E+12 3.22E+12 3.22E+12 giai đoạn

2

K0-016079586.63 79704734 88470631 16079587 -5.6E+07 Ag 13288448 13288448 13288448 13288448 13288448 C' 1.21 5.99 6.65 1.21 -4.23 Ytg 703.92 705.96 706.24 703.92 701.59 Ybg 956.08 954.04 953.76 956.08 958.41 Ig 3.22E+12 3.22E+12 3.22E+12 3.22E+12 3.22E+12

Nhóm cáp 1

Trang 39

SVTH: NGUYỄN VĂN NAM MSSV:15127077 33 Gọi x là chiều dài ảnh hưởng của ứng suất ép sát neo, tại mặt cắt II-II được xác định theo công

Mất mát ứng suất do nén đàn hồi trên dải bản được xem là bằng nhau và bằng mất mát tại mặt cắt V-V và được xác định theo công thức:

12

P

Ci

EN

trị cần tìm * Tiến hành lặp lần thứ nhất:

Trang 40

Ci

fE

2

cdpC

Ci

fE

và lớp phủ bản mặt cầu , thì các hệ số quy đổi có xét đến tính từ biến của bê tông được xác định

c Mất mát ứng suất do chùng nhảo của cáp:

Được xác định như sau:

1380.4 0.75-0.2 (-24.88 +33.5)136 =− − + 