Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế kết cấu cầu dầm Super - T căng trước

HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION

BỘ MÔN CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

SVTHMSSV

NGÀNHGVHD

:::::

18127006K18-181270B

MỤC LỤC

PHẦN 1) THIẾT KẾ DẦM CHỦ - 4 -

1 SỐ LIỆU ĐỒ ÁN THIẾT KẾ - 4 -

1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - 4 -

1.2 KHÍ TƯỢNG – THỦY VĂN - 4 -

1.3 Các yếu tố thủy văn - 5 -

1.4 CÁC ĐỊNH HƯỚNG ĐỐI VỚI GIẢI PHÁP KỸ THUẬT - 6 -

1.5 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CƠ BẢN - 6 -

2 THIẾT KẾ LAN CAN VÀ LỀ BỘ HÀNH - 7 -

2.1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ - 7 -

2.2 THIẾT KẾ LAN CAN TAY VỊN THÉP - 7 -

2.2.1 Tải tác dụng lên thanh lan can: - 7 -

2.2.2 Nội lực của thanh lan can: - 7 -

2.2.3 Khả năng chịu lực thanh lan can: - 8 -

2.2.4 Kiểm tra khả năng chịu lực của cột lan can: - 8 -

2.2.5 Kiểm tra tỉ lệ cấu tạo cột lan can: - 9 -

2.2.6 Thiết kế bu lông neo: - 9 -

2.3 THIẾT KẾ LAN CAN BÊ TÔNG: - 10 -

2.3.1 Số liệu thiết kế lan can: - 10 -

2.3.2 Tính sức kháng của tường đối với trục thẳng đứng MwH: - 11 -

2.3.3 Tính sức kháng uốn của tường đối với trục ngang Mc: - 12 -

3.3 KIỂM TOÁN BẢN MẶT CẦU - 19 -

3.3.1 Bố trí thép chịu moomen âm của bản mặt cầu và kiểm toán theo TTGH cường độ I - 19 -

3.3.2 Bố trí thép chịu moomen dương của bản mặt cầu và kiểm toán theo TTGH cường độ I - 20 -

3.3.3 Kiểm toán ở TTGH sử dụng - 22 -

4 THIẾT KẾ DẦM SUPER - T - 24 -

4.1 GIỚI THIỆU CHUNG - 24 -

4.2 SỐ LIỆU THIẾT KẾ - 24 -

4.3 THIẾT KẾ CẤU TẠO - 24 -

4.4 TÍNH TOÁN ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC VÀ HỆ SỐ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG - 25 -

4.4.1 Tính toán đặc trưng hình học mặt cắt dầm Super - T - 25 -

4.4.2 Hệ số làn - 29 -

4.4.3 Hệ số phân bố hoạt tải theo làn đối với moment - 29 -

4.4.4 Hệ số phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt - 30 -

5.1.3 Tính nội lực do tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên - 34 -

5.1.4 Xác định nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên - 38 -

5.2 Nội lực do hoạt tải xe thiết kế - 38 -

5.3 Xác định nội lực do tải trọng làn - 42 -

5.4 Xác định nội lực do tải trọng người đi gây ra ở dầm biên - 43 -

5.5 Tổ hợp nội lực do hoạt tải - 44 -

5.5.1 Tổ hợp đối với dầm biên - 44 -

5.5.2 Tổ hợp đối với dầm giữa - 45 -

10.1.1 Điều kiện kiểm toán ứng suất trong bê tông - 61 -

10.1.2 Kiểm tra ứng suất nén trong bê tông khi khai thác - 64 -

10.1.3 Kiểm tra ứng suất kéo trong bê tông khi khai thác - 67 -

10.1.4 Kiểm toán ứng suất trong bê tông giai đoạn thi công - 67 -

10.1.5 Kiểm tra đồ vồng, độ võng dầm - 68 -

10.2 Tính duyệt theo TTGH cường độ - 70 -

10.2.1 Tính duyệt theo moment uốn - 70 -

10.2.2 Kiểm tra hàm lượng cốt thép dự ứng lực - 72 -

11 TÍNH DUYỆT THEO LỰC CẮT VÀ XOẮN - 75 -

11.1 Xác định sức kháng cắt danh định - 75 -

11.2 Tính duyệt lực cắt theo TTGH cường độ - 77 -

11.3 Kiểm tra lại bố trí cốt đai - 77 -

11.4 Tính duyệt cốt thép dọc chịu xoắn - 77 -

14.1.1 Tĩnh tải (DC) và lớp phủ (DW): kết cấu phần trên - 79 -

14.1.2 Tĩnh tải do trọng lượng bản thân mố: Kết cấu phần dưới - 80 -

14.1.3 Tĩnh tải do trọng lượng bản thân mố - 82 -

14.1.4 Nội lực do trọng lượng bản thân mố - 83 -

14.2 Hoạt tải xe ô tô (LL) và tải trọng người đi (PL) - 84 -

14.2.5 Hoạt tải xe trên kết cấu nhịp (LL): - 84 -

14.6.7 Tải trọng gió tác dụng lên công trình (WS) - 86 -

14.6.8 Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ (WL) - 87 -

20.1.1 Tĩnh tải (DC) và lớp phủ (DW): kết cấu phần trên - 108 -

20.1.2 Tĩnh tải do trọng lượng bản thân trụ: kết cấu phần dưới - 108 -

20.2 Hoạt tải xe ô tô (LL) và tải trọng người đi (PL) - 110 -

20.2.1 Hoạt tải xe trên kết cấu nhịp (LL) - 110 -

20.6.1 Tải trọng gió tác dụng lên công trình (WS) - 115 -

20.6.2 Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ (WL) - 116 -

20.6.3 Tải trọng gió thẳng đứng - 117 -

20.7 Tải trọng nước - 117 -

20.7.1 Áp lực nước tĩnh (WA) - 117 -

20.7.2 Lực đẩy nổi (B) - 118 -

20.7.3 Áp lực dòng chảy: tương ứng với MNTT - 118 -

21 TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÁC MẶT CẮT TÍNH DUYỆT - 119 -

23.2 Lựa chọn thông số cơ bản cho cọc: 138

23.3 Tính sức chịu tải cọc khoan nhồi: 138

23.4 Tính toán số lượng cọc trong đài: 141

23.5 Tính nội lực cọc bằng phần mềm fb-Multipier: 141

PHẦN 4) TỔ CHỨC THI CÔNG 144

24 MỤC ĐÍCH – Ý NGHĨA 144

24.1 Công tác khảo sát thủy văn 144

24.2 Công tác đảm bảo giao thông 144

24.3 Yêu cầu vặt liệu chủ yếu và tổ chức vận chuyển 144

25 THI CÔNG MỐ 144

25.4 Thi công móng mố 144

25.4.1 Thông số kỹ thuật 144

25.4.2 Đề xuất phương án thi công 144

25.5 Thiết kế thi công chi tiết 145

25.5.3 Chọn thiết bị thi công 145

25.5.4 Định vị hố móng 145

25.5.5 Công tác thi công cọc khoan nhồi 145

25.5.6 Tính toán ván khuôn 146

26 THI CÔNG TRỤ 148

26.6 Các thông số kỹ thuật của móng trụ cầu 148

26.7 Đề xuất phương án thi công 148

26.8 Thiết kế thi công chi tiết 148

26.8.1 Định vị hố móng 148

26.8.2 Công tác thi công cọc khoan nhồi 148

27 THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP 152

28 TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 152

PHẦN 1) THIẾT KẾ DẦM CHỦ

1 SỐ LIỆU ĐỒ ÁN THIẾT KẾ

1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

một trong các tuyến đường huyết mạch nối Long An và TP HCM, trong đợt này có 7 tuyến đường nối Long An – HCM được nâng cấp, mở rộng từ 4 làn xe lên 6 làn xe, tổng kinh phí trên 24 000 tỷ đồng, bắt đầu triển khai từ năm 2021 và dự kiến hoàn thành vào năm 2025

rộng để thông thương hàng hóa, phát triển kinh tế xã hội

Cầu Lớn nằm trên đường Nguyễn Văn Bứa: Cầu Lớn hiện nay có bề rộng ngang cầu là 8.8m, chiều dài là 88m

Địa chất

Địa chất tại khu vực phân lớp khá rõ ràng Địa tầng chủ yếu tương ứng với chiều sâu khoan 10 – 25m bao gồm các lớp như sau:

1.2 KHÍ TƯỢNG – THỦY VĂN

1.2.1 Các yếu tố khí tượng đặc trưng

Kết quả các yếu tố khí tượng được thống kê như sau:

1.2.2 Nắng

Khu vực có rất nhiều nắng Trong các thánh mùa khô từ tháng XI đến tháng V số giờ nắng vượt quá 200 giờ/tháng Các tháng ít nắng là tháng VI và tháng IX ứng với 2 cực đại của lượng mưa và lượng mây

Số giờ nắng trung bình trên khu vực:

Số giờ 244 246 272 239 195 171 180 172 162 182 200 223

1.2.3 Chế độ ẩm

Biến trình độ ẩm trong năm tương ứng với biến trình mưa và ngược lại với biến trình nhiệt độ Thời kì mưa nhiều, độ ẩm lớn và ngược lại vào thời kì mùa khô độ ẩm nhỏ

Độ ẩm tương đối (%) tháng và năm trên khu vực:

ThángIIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIINăm

Nhiệt độ không khí (oC) tháng vào năm trên khu vực:

Biến trình mưa trong khu vực thuộc loại biến trình của vùng nhiệt đới gió mùa: lượng mưa tập trung vào mùa hè, chênh lệch lượng mưa giữa mùa mưa và mùa khô rất lớn Trong biến trình có một cực đại chính và một cực tiểu chính Cực đại chính thường xuất hiện vào tháng IX, X với lượng mưa tháng trên 300mm Cực tiểu chính xảy ra vào tháng I hoặc tháng II với lượng mưa tháng cực tiểu chỉ dưới 10mm

Biến trình của số ngày mưa trong tháng tương đối phù hợp với biến trình lượng mưa tháng, theo đó tháng có nhiều ngày mưa nhất là tháng IX và tháng có ít ngày mưa nhất là tháng II

Lượng mưa (mm) và số ngày có mưa trên khu vực:

Lượng mưa ngày trong khu vực không lớn, lượng mưa một ngày lớn nhất theo các tần suất thiết kế tại một số trạm chính trong khu vực

Lượng mưa ngày lớn nhất (mm) theo các tần suất thiết kế trên khu vực:

Tần suất thiết kế P%

Vào mùa hè, hướng gió thịnh hành là Tây Nam với tần suất từ 30 đến 55%, tốc độ gió trung bình thay đổi từ 1.4 đến 1.8m/s Hoa tốc độ gió trung bình trong khu vực lấy theo trạm Tân Sơn Nhất

Tốc độ gió trung bình và lớn nhất tại trạm Biên Hòa (m/s): Đặc

1.3 Các yếu tố thủy văn

Theo hồ sơ Báo cáo thủy văn, số liệu mực nước tại khu vực cầu như sau:

1.3.1 Số liệu điều tra

Trong dãy số liệu điều tra nêu trên, nhìn chung mực nước lớn nhất điều tra vào các năm 1978 và năm 2001 đều thấp hơn cao độ tự nhiên tại khu vực; còn với cao độ mực nước lớn nhất vào năm 1952 đã làm cho khu vực này bị ngập rất nghiêm trọng, với chiều cao ngập khoảng 2m đến 3m, thời gian ngập khoảng 24 giờ

1.3.2 Cao độ mực nước thiết kế

1.4 CÁC ĐỊNH HƯỚNG ĐỐI VỚI GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

1.4.1 Lựa chọn khẩu độ nhịp và chủng loại dầm

Việc lựa chọn khẩu độ nhịp dựa trên những định hướng sau:

hiệu qủa ở khu vực phía Nam

tiên xem xét sử dụng kết cấu dầm liên tục thi công theo công nghệ đúc hẫng cân bằng (đang phát triển mạnh ở Việt Nam) Điều này giúp giải quyết tốt một số vấn đề cốt lõi sau:

+ Tạo được hiệu quả kiến cao, hạn chế tính đơn điệu trong kết cấu nhờ việc sử dụng kết cấu nhịp liên tục có tiết diện thay đổi phù hợp đặc điểm sông nước bao la trên khu vực

+ Đưa các trụ đỡ nhịp thông thuyền vào gần bờ tối đa, tăng tĩnh ngang thông thuyền, tránh cản trở và thắt hẹp dòng chảy vì vậy giảm được đáng kể nguy cơ va đập của các phương tiện giao thông thủy vào trụ cũng như giảm mức độ xói lở cục bộ đáy lòng sông quanh trụ

+ Đưa các trụ lên bờ, nhờ đó giúp giảm được phức tạp trong thi công, khối lượng phụ trợ thi công (khung vây cọc ván thép, bêtông bịt đáy, v v.) và thời gian thi công

1.4.2 Tổng chiều dài cầu

Tổng chiều dài cầu được xác định phụ thuộc vào các yếu tố sau: - Đặc điểm loại hình kết cấu nhịp ở nhịp thông thuyền

- Độ dốc dọc tối đa của nền đường đầu cầu khống chế bằng 4% - Không thắt hẹp dòng chảy nhằm tránh làm cho hiện tượng xói lở lòng sông thêm nghiêm trọng

- Chiều cao đất đắp sau mố - Tổng thể cảnh quan kiến trúc công trình

1.4.3 Chủng loại mĩng mố trụ cầu

Với đặc điểm địa chất và địa hình như đã trình bày tại chương I, cũng như loại hình kết cấu nhịp dự kiến chọn dùng như đã nêu ở trên, chỉ có giải pháp móng cọc cho kết cấu mố trụ là thích hợp, các loại cọc có thể là loại cọc đóng BTCT tiết diện nhỏ hay cọc tròn đường kính lớn thi công theo phương pháp khoan nhồi Việc thi công các loại cọc này hiện nay khá phổ biến, không gặp trở ngại gì về công nghệ, thiết bị cũng như trình độ tay nghề của đội ngũ xây dựng cầu

1.5 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CƠ BẢN

Với các định hướng đã nêu, mục này sẽ đưa ra giải pháp kỹ thuật cho các phương án kết cấu Bao gồm các nội dung sau:

+ Tổng chiều dài cầu là 102.3 (tính đến mép sau tường mố)

2.2 THIẾT KẾ LAN CAN TAY VỊN THÉP

2.2.1 Tải tác dụng lên thanh lan can:

Hình 2.1: Sơ đồ tải trọng tác dụng lên thanh lan can

Chọn thanh lan can thép ống đường kính ngồi D = 100mm và đường kính trong d = 90mm Khoảng cách giữa 2 cột lan can là: L = 2000mm

+ Tĩnh tải: Trọng lượng tính tốn của bản thân lan can

2.2.2 Nội lực của thanh lan can:

P=890N

2000

w=0.37N/mmy

x

w+g

wP2000

Kiểm tra khả năng chịu lực cột lan can:

 

2

+ Lực tác dụng: (chỉ có hoạt tải)

Hình 2.2 Chi tiết cột lan can và mặt cắt chân cột

Lực phân bố: w = 0.37 N/mm ở 2 thanh lan can ở hai bên cột truyền vào một lực tập trung:

mặt phẳng của bản bụng, tính như sau:

3

4yc

Vậy thỏa yêu cầu cấu tạo chung

2.2.6 Thiết kế bu lông neo:

P'P'

Hình 2.3 Chi tiết vị trí bu lông neo

+ Số lượng bu lông: 4 bu lông

+ Bề dày bản đế: 10 mm

Kiểm tra sức kháng cắt bu lông:

+ Sức kháng cắt của mỗi bu lông tinh tại vị trí có ren theo TCVN 11823-2017 là:



Kiểm tra sức kháng kéo của bu lông:

Sức kháng kéo danh định của Bu lông được tính theo 11823-2017 như sau:



Trong đó:

- lmax 80 mm là khoảng cách xa nhất giữa các hàng bu lông



kéo

2.3 THIẾT KẾ LAN CAN BÊ TÔNG:

2.3.1 Số liệu thiết kế lan can:

Thiết kế lan can bê tông cốt thép chống va xe, cấp lan can cấp 4 (TL-4) với các thông số sau:

Kích thước và bố trí thép trong lan can như Hình 2.4

Các thông số thiết kế tương ứng:

Hình 2.4 Kích thước và bố trí cốt thép lan can bê tông

2.3.2 Tính sức kháng của tường đối với trục thẳng đứng MwH:

2c

L2

dài)

dài) Chia lan can thành 2 đoạn có chiều dài tường thay đổi như sau:

Kiểm toán:

nên sức kháng uốn dương và âm của đoạn I bằng nhau

0.85 30 6550.85f b

nhau nên sức kháng uốn dương và âm của đoạn I bằng nhau

s

'

s y'c

2.3.3 Tính sức kháng uốn của tường đối với trục ngang Mc:

trí khoảng cách 100mm Khi đó, diện tích thép chịu kéo trên 1 đơn vị chiều dài

1c

1c

Vậy lan can bê tông đảm bảo khả năng chịu lực

Hình 2.5 Sơ đồ tính khi xe va giữa tường

đan lát gạch dày 30mm và lớp vửa lát gạch dày 10mm

Tải trọng tác dụng lên lề bộ hành (xét trên 1000mm theo phương dọc cầu):

+ Tải trọng bản thân: ta xem trọng lượng riêng của lớp gạch lát và tấm đan là như nhau:

2.4.2 Thiết kế thép cho tấm đan lề bộ hành:

c

f 30 MPa

- Chiều cao vùng bê tông chịu nén:

Chọn 10a2001000mm có 5 thanh thép diện tích  2



 

2.4.4 Kiểm tra độ mở rộng vết nứt theo TTGH sử dụng:

+ Tiết diện kiểm toán:

+ Diện tích trung bình của bê tông bọc quanh 1 thanh thép:

st

3.2 TÍNH TỐN NỘI LỰC BẢN KIỂU DẦM

Chiều dài nhịp tính toán là: S = 1.24m

- Hoạt tải:

Vì các dải bản chịu lực chính theo phương ngang cầu có chiều dài nhịp S=1.22m < 4.6m Nên các dải bản phải được thiết kế theo các bánh xe của trục nặng xe tải 145kN Khi thiết kế, vị trí ngang của xe được bố trí hiệu ứng lực trong dải phân tích đạt giá trị lớn nhất Tải trọng bánh xe được mô hình hóa như tải trọng tập trung mà chiều dài dọc theo nhịp sẽ là chiều dài của diện tích tiếp xúc lốp bánh xe với mặt đường

- Diện tích tiếp xúc của lốp xe với mặt đường: + Chiều rộng (phương ngang cầu): b = 510mm

100IM110

.28,2l3 n



 

Trong đó:

IM: lực xung kích (%) P: tải trọng bánh xe: P = Ptr =145/2 =72.5kN - Diện tích phân bố của bánh xe lên bề mặt bản: + Chiều rộng (phương ngang cầu): b+hf = 510mm + 180mm = 690mm

100IM110.28,2



 

Theo trạng thái giới hạn cường độ I:

Theo trạng thái giới hạn sử dụng:

- Chiều rộng dải tương đương E (mm):

E = 660+0.55S= 660 + 0.55 1220 = 1331mm > 1000mm

đương nên cường độ của tải trọng băng do bánh xe gây ra bằng:

3

72.5

0.077 10 /( ) (510 200) 1331

trf

DW l

- Nội lực do xe tải thiết kế:

+ Mômen dương tại giữa nhịp:

=1.0 1.75(1+ 0.33)1.52572.5 0.305= 33.75kNm + Lực cắt tại gối:

+ TTGH cường độ:

+ TTGH sử dụng:

3.3 KIỂM TỐN BẢN MẶT CẦU

+ Bê tông bản mặt cầu:

3.3.1 Bố trí thép chịu moomen âm của bản mặt cầu và kiểm tốn theo TTGH cường độ I

41614,

28072.1406b

f85.0

fAc

1w'cys









705.085.0)28f7

05.085.

Chiều dày của khối ứng suất tương đương:







2adfAMn s y s

Vậy mặt cắt thỏa mãn về cường độ

Kiểm tra giới hạn cốt thép:

- Lượng cốt thép tối đa:

e

cd 

- Lượng cốt thép tối thiểu:

định ở đây có thể coi là thỏa mãn nếu:

'0.03 c

y

fP

f



gs

2001240

72.1406A

A





y'

2803003.0ff03.0

y

fP

f

3.3.2 Bố trí thép chịu moomen dương của bản mặt cầu và kiểm tốn theo TTGH cường độ I

=> Diện tích cốt thép: As = 7

41614,

28072.1406b

f85.0

fAc

1w'c

y







705.085.0)28f7

05.085.

c







2adfAMn s y s

Vậy mặt cắt thỏa mãn về cường độ

Kiểm tra giới hạn cốt thép:

- Lượng cốt thép tối đa:

0.42

e

cd 

147

e

c

- Lượng cốt thép tối thiểu:

định ở đây có thể coi là thỏa mãn nếu:

y

fP

f’c là cường độ của bê tông(MPa)

min

1406.72

6.41 101220 180

sg

AP

2803003.0ff03.0

y

fP

f

3.3.3 Kiểm tốn ở TTGH sử dụng

Tiết diện kiểm toán: chữ nhật có b x h = 1000 x 180 (mm)

a Kiểm toán nứt đối với moment âm

Khoảng cách từ mép bêtông chịu kéo đến trọng tâm cốt thép:

216aa1 

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

Diện tích phần bêtông bọc quanh thép là:

21

sc

En

Ứng suất cho phép trong cốt thép:

Thông số bề rộng vết nứt: Z=23000 N/mm

MPa06.2331657158

23000A

dZ

3c



Mặt khác ta lại có:

1682806.0f6.0 y  MPa Theo điều kiện khả năng chịu nứt:



MPa168f

6.0

MPa06.233f

MPa3.104f

ysa

b Kiểm toán nứt đối với moment dương

Khoảng cách từ mép bêtông chịu kéo đến trọng tâm cốt thép :

216aa1 

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

Diện tích phần bêtông bọc quanh thép là:

21

A

Tỷ số môđun đàn hồi thép trên môđun đàn hồi bêtông:

79.629440200000E

En

Ứng suất cho phép trong cốt thép:

Thông số bề rộng vết nứt: Z=23000 N/mm

MPa339942833

23000A

dZ

3c



Mặt khác ta lại có:

1682806.0f6.0 y  MPa Theo điều kiện khả năng chịu nứt:





MPa168f

6.0

MPa339f

MPa94.53f

ysa

Vậy bản mặt cầu thoả mãn điểu kiện kiểm toán nứt ở trạng thái giới hạn sử dụng

4 THIẾT KẾ DẦM SUPER - T

4.1 GIỚI THIỆU CHUNG

4.2 SỐ LIỆU THIẾT KẾ

- Cấp bê tông:

- Thép thường : G60

MPa620fu  ; fy 420MPa.

- Tải trọng thiết kế: + Hoạt tải HL93 + Tải trọng người đi bộ 3 kPa

4.3 THIẾT KẾ CẤU TẠO

Lựa chọn kích thước mặt cắt ngang cầu

- Khoảng cách giữa 2 dầm chủ: S = 2200 mm - Bố trí dầm ngang tại các vị trí gối cầu: 2 mặt cắt

- Phần cánh hẫng :

(1)2 150

10001 2

bk

BNSS     mm m

- Lớp bê tông atphan: t = 70 mm - Lớp phòng nước: Sử dụng lớp phòng nước ngoại nhập Radcom#7

Kích thước hình học dầm chủ

- Chiều cao dầm Super T: H = 155 cm ; H' = 80 cm

- Đoạn dầm đặc: Lđặc = 1700 mm

Cấu tạo dầm ngang

- Diện tích mặt cắt dầm ngang:

.m94.0)hH(2

aaah)aa(

vdndndnvdn'

dnvdnvdn

'dn

4.4 TÍNH TỐN ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC VÀ HỆ SỐ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG

4.4.1 Tính tốn đặc trưng hình học mặt cắt dầm Super - T

Xét các mặt cắt đặc trưng sau:

- Mặt cắt giữa nhịp L/2 : x5 = 18.815 m

a Tính đặc trưng hình học của dầm giữa Bảng kết quả tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt tại giữa nhịp:

Bảng tổng hợp đặc trưng hình học của mặt cắt tại giữa nhịp:

Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến

Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến

Moment tĩnh đối với thớ trên dầm: St 0.228 m3

Bảng kết quả tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt dầm đặc cách gối 1 đoạn dv:

Bảng tổng hợp đặc trưng hình học của mặt cắt cách gối 1 đoạn dv:

Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến

Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến

Moment quán tính đối với trục trung

Moment tĩnh đối với đáy dầm: Sb 0.357 m3

Bảng kết quả tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt dầm cắt khấc:

Bảng tổng hợp đặc trưng hình học của mặt cắt khấc tại gối:

Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến

Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến

Moment quán tính đối với trục trung

Moment tĩnh đối với đáy dầm: Sb 0.086 m3

4.4.2 Hệ số làn

4.4.3 Hệ số phân bố hoạt tải theo làn đối với moment

a Hệ số phân bố hoạt tải đối với moment trong các dầm dọc giữa

Với dầm Super – T, hệ số phân bố ngang được tính theo công thức sau: - Với một làn thiết kế chịu tải:

0.25

22002200 1550910()91033300

mg

tt

SSHg

mg

tt

SSHg









3N

m7.1Hm45.0

m43Lm6

m5.3Sm8.1

btt

+ Với xe tải thiết kế:

0.545

0.27322

iHL

yg   

+ Với tải trọng làn: Thiên về an toàn coi tải trọng làn theo phương ngang cầu là tải trọng tập trung

Vậy hệ số phân bố hoạt tải đối với moment của dầm dọc giữa như sau:

b Hệ số phân bố hoạt tải đối với moment của dầm dọc biên

- Một làn thiết kế chịu tải: dùng phương pháp đòn bẩy Phương trình tung độ đường ảnh hưởng:

Sx)x(ydb  Một làn thiết kế, hệ số làn = 1.2 ( Điều 3.6.1.1.2)

Vì: S 2200mmB3B2Sk150mm2400mm300 1200 1025 150 2400    

S = 2200mm < 2725 mm => y4 = 0 + Với xe tải thiết kế:

2.1gLan2 2 k 3 2

2

1.21

0.723 (2.2 1.025 0.15 0.25 1.5)32

0.5750.970.5290.97

e

dgg

 

được tính theo phương pháp đòn bẩy

Vậy hệ số phân bố hoạt tải đối với moment của dầm dọc biên như sau:

4.4.4 Hệ số phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt

a Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt trong các dầm dọc giữa

- Với một làn thiết kế chịu tải:

0.1

1

220015503050305033300

vg

tt

SHg

vg

tt

SHg









3N

m7.1Hm45.0

m43Lm6

m5.3Sm8.1

btt

Với chiều cao dầm H = 1.75m thì thỏa mãn điều kiện trên + Với xe tải thiết kế:

0.545

0.27322

iHL

yg  

+ Với tải trọng làn: Thiên về an toàn coi tải trọng làn theo phương ngang cầu là tải trọng tập trung

Vậy hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt của dầm dọc giữa như sau:

b Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt của dầm dọc biên

- Một làn thiết kế chịu tải: dùng phương pháp đòn bẩy Phương trình tung độ đường ảnh hưởng:

Sx)x(ydb 

+ Với tải trọng người đi bộ:

242.12

)756.0314.1(2.1B)yy(21B

2.1

22

+ Với tải trọng làn:





21m3

2.1gLan2 2 k 3 2

246.0)2.13.015.0825.015.2(756.0213

2.1gLan2 

- Hai hoặc nhiều làn thiết kế: Khoảng cách giữa tim bản bụng phía ngoài của dầm biên và mép trong bó vỉa hoặc lan can chắn xe:

0.5750.80.720.8

30503.05

e

dgg

tính theo phương pháp đòn bẩy

Vậy hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt của dầm dọc biên như sau:



4.4.6 Hệ số xung kích

IM = 33% => (1+IM) = 133%

5 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC

5.1 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TẠI CÁC MẶT CẮT ĐẶC TRƯNG

- Tải trọng tác dụng trên dầm chủ:

+ Hoạt tải: HL - 93 và người đi bộ PL + Nội lực do căng cáp ứng suất trước + Ngoài ra còn các tải trọng: Co ngót, từ biến, nhiệt độ, lún, gió, động đất( không xét)

5.1.1 Xác định tĩnh tải

a Tĩnh tải dầm chủ

 

- Xét đoạn dầm cắt khấc:

DC    AL    kg

- Xét đoạn dầm đặc:

DC    AL    kg

- Xét đoạn dầm còn lại:

- Xét đoạn dầm cắt khấc:

+ Diện tích mặt cắt ngang: A1 = 1.468 m2

DC    AL    kg

- Xét đoạn dầm còn lại:

SShm

N

N)tS(DC

ttb

ndndnc



d Tĩnh tải ván khuôn lắp ghép

m/kg325.94cm5bDCvk c 7 

e Tĩnh tải vách ngăn

m/kg423.0DCvn 

f Lan can có tay vịn

g Trọng lượng lớp phủ mặt cầu và tiện ích công cộng



- Lớp phòng nước: Dùng lớp phòng nước ngoại nhập Racom#7

kb

5.1.3 Tính nội lực do tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên

Để xác định nội lực, ta vẽ đường ảnh hưởng cho các mặt cắt cần tính rồi xếp tĩnh tải rải đều lên đường ảnh hưởng

 Phương trình đường ảnh hưởng:

ttktt

Lx)xL

Lx

tttt



tt

Lx1

Dưới dạng phương trình có thể viết:

 Diện tích đường ảnh hưởng:

21

kkMtt



- Diện tích đường ảnh hưởng lực cắt:

21

kkVktt



21

kkVk



 Đường ảnh hưởng tại các mặt cắt đặc trưng:

- Tại mặt cắt gối:

- Tại mặt cắt cắt khấc:

- Tại mặt cắt giữa nhịp:

Bảng kết quả tính diện tích đường ảnh hưởng: Mặt Cắt Chiều Dài Dầm Diện Tích đ.a.h

1.3.1.5 a Moment do tĩnh tải tác dụng lên dầm biên

- Giai đoạn 1: chưa đổ bê tông bản mặt cầu:

- Giai đoạn 2: đổ bê tông bản mặt cầu:

Mb

GĐ 2 DCb 31.28 4335.72 2561.83 1421.68 788.57 0.00 406.64

2.3.1.5 b Moment do tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa

- Giai đoạn 1: chưa đổ bê tông bản mặt cầu:

- Giai đoạn 2: đổ bê tông bản mặt cầu:

Mg

Bảng kết quả tính toán môment do tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa

Giai đoạn

Tải trọng

3.3.1.5 c Lực cắt do tĩnh tải tác dụng lên dầm biên

- Giai đoạn 1: chưa đổ bê tông bản mặt cầu:

Tải trọng

4.3.1.5 d Lực cắt do tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa

- Giai đoạn 1: chưa đổ bê tông bản mặt cầu:

Tải trọng

Nội lực tính toán

điều chỉnh



Nội lực

tiêu chuẩn

Nội lực

tiêu chuẩn

Nội lực

tiêu chuẩn

Nội lực

tiêu chuẩn

Vdb1 12.43 31.28 2.33 1.05 388.81 28.96 408.25 30.41

Vgối 16.65 31.28 2.33 1.05 520.81 38.79 546.85 40.73

5.1.4 Xác định nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên

5.2 Nội lực do hoạt tải xe thiết kế

 Mômen do hoạt tải xe tác dụng tại các mặt cắt dầm:

lợi nhất lên đường ảnh hưởng momen của mặt cắt đó như hình vẽ sau:

Nội lực do xe thiết kế sẽ được lấy bằng giá trị max của 2 trường hợp trên:

+ Trường hợp 1:

4M3

M1

M1

+ Trường hợp 2:

'4M'

3M'

1M2

Mtruck(x) = max (Mtruck1(x), Mtruck2(x))

dầm:

ttktt

Lx)xL

Lx

tttt

M

tt

Lxyx

M

tt

Lxyx

Bảng kết quả tính mômen MHL do đặt xe tải 3 trục thiết kế

Xếp tải theo trường hợp 1