Hướng dẫn đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép trong công trình giao thông

Phân này trinh bày các quy định liên quan đên tai trọng, hệ sô tài trọng và tô họp tái trọng.. Các phương pháp phàn tích đe mô hình hóa kết cấu và tính toán hiệu ứng lực trong thiết kế v

KHOA CÕNG TRÌNH - BỘ MÔN KỂT CẤU CÔNG TR1NH

TS NGUYÊN THU NGA (Chù biên)

PGS.TS NGÔ VÁN THUYÉT PGS.TS TRƯƠNG VIỆT HÚNG

KÉT CẨU

BÊ TÔNG CỔT THÉP

BnhàxuXÂY DỰNGAtbản

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THÚY LỢI

KHOA CỐNG TRÌNH

BỘ MÔN KẾT CẪU CÒNG TRÌNH

TS NGUYÊN THU NGA (Chú biên)

PGS.TS NGÔ VÁN THUYẼT - PGS.TS TRƯƠNG VIẸT HÙNG

HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CÂU BÊ TÔNG CỐT THÉP TRONG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

NHẢ XUẢT BẢN XÂY DựNG

MỤC LỤC

Trang

LỜI NÓI ĐÀU 7

BẢNG KÝ HIỆU 9

BANG VIÉT TÁT 13

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VÈ TIÊU CHUẲN THIÉT KÉ CÀU 22 TCN 272-05 15

1.1 CÁC TIÊU CHUÁN THIÉT KÉ CÕNG TRÌNH CÀU BẺ TỎNG CÓT THÉP 15

1.2 CÂU TRÚC TIÊU CHUÂN 22 TCN 272-05 16

1.3 TRIẾT LÝ THIẾT KẾ 17

1.4 CÁC SỐ LIỆU CO BAN CHO THIÉT KÉ CẢU 18

1.4.1 Khấu độ cầu (U) 18

1.4.2 Tĩnh không cầu (khổ giới hạn cua cầu) 18

1.5 TÁI TRỌNG VÀ TÉN TÀI TRỌNG 21

1.5.1 Tãi trọng thưởng xuyên (Permanent Loads) 21

1.5.2 Tái trọng nhất thời (Trasicnt Loads) 22

1.6 HOẠT TẢI XEÔTÔTHIÉT KÉ 23

1.7 Tõ HỌP TÀI TRỌNG 24

1.8 THIẾT KÊ BẢN MẶT CÀU 27

1.8.1 Xác định kích thước ban mặt cầu 27

1.8.2 Tính toán nội lực bán mặt câu 29

1.9 PHÀN PHÓI TAI TRỌNG TRONG KÉT CÁU NHỊP CÀU

BÊ TÔNG CÓT THÉP 31

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU NHIỆM vụ VÀ HƯỚNG DÁN THỤC HIẸN ĐÒ ẤN MÔN HỌC 47

2.1 GIỚI THIỆU VÈ CÔNG TRÌNH CÀU GIAO THÔNG 47

2.1.1 Khái niệm về công trinh cầu giao thõng 47

2.1.2 Phân loại còng trình câu giao thông 47

2.1.3 Các bộ phận cùa công trinh càu dâm nhịp đon gián 50

2.2 GIÓI THIỆU VÈ NHIỆM vụ CỦA ĐÓ ÁN MÒN HỌC 53

Phân thuyết minh do án: 54

Phân bán VC đô ân: 55

2.3 HƯỚNG DÀN THựC HIỆN DÕ ÁN 56

2.3.1 Chọn sơ bộ mặt cắt ngang dam 56

2.3.2 Tính toán và vẽ biêu dô bao nội lực 58

2.3.3 Tinh toán vã bố trí cốt thép dục chịu lực 64

2.3.4 Xác định vị tri cắt cốt thép dọc và biêu dổ bao vật liệu 68

2.3.5 Tinh toán chòng cãt (tính toán côt dai) 75

2.3.6 Tính toán kiềm soát nứt 77

2.3.7 Tính toán kiểm soát độ võng do hoạt tái 82

CHƯƠNG 3: ví DỊI THỤC HÀNH TÍNH TOÁN ĐÓ ÁN MÒN HỌC 85

PHÀN THUYÊT MINH ĐỎ ÁN 86

3.1 CHỌN SO BỌ MẠT CAT NGANG DÁM 86

3.2 TÍNH TOÁN VẢ VẼ BIÊU ĐÕ BAO NỘI Lực 90

3.2 TÍNH TOÁN VẢ BỚ TRÍ CÓT TI IÉP DỌC CHỊU Lực 97

3.4 XÁC ĐỊNH VỊ TRĨ CÁT CÓT THÉP DỌC VẢ BIÊU ĐỎ

BAO VẬT LIỆU 102

3.4.1 Lý do cắt cốt thép 102

3.4.3 Hiệu chinh biêu dò bao mômcn 104

3.5 TÍNH TOÁN CHÓNG CÂT (TÍNH TOÁN CÓT DAI) 109

3.6 TÍNH TOÁN KIÊM SOÁT NÚT 115

3.6.1 Kiêm tra nứt cho dâm 115

3.6.2 Tinh toán kiêm soát nủt khi dâm đã nứt 115

3.7 TÍNH TOÁN KIÊM SOÁT Dộ VÒNG DO HOẠT TẢI 118

PHẦN BÁN VỀ ĐÓ ÁN 119

PHỤ LỤC 123

TÀI LIỆU THAM KHÁO 129

LỜI NÓI ĐÀU

“Đồ án môn học Két cấu bê tông cốt thép trong công trinh giao thòng" là một trong nhùng học phần cùa chương trinh dào tạo kỳ sư ngành Kỹ thuật xây dựng công trinh giao thông Trường Đại học Thúy lợi Đô án môn học giúp sinh viên vận dụng các kiên thức cơ ban cơ

sở ngành từ các môn học Sức bên Vật liệu Cơ học kèt câu Vật liệu xây dựng Kct câu bê tỏng cỏt thép dê thực hành tính toán, thict kê một hạng mục trong công trinh câu giao thòng

Tài liệu "Hướng dân dò án môn học Két câu bê tông côt thép

272-05 nhầm cung cắp lải liệu hướng dần học tập chinh thức cho sinh viên ngành Kỳ thuật xây dựng công trình giao thông Trường Đại hục Thúy lựi Tài liệu được phàn cóng biên soụn như sau:

TS Nguyền Thu Nga - Chú biên và biên soạn Chương III: Vi dụ thực hãnh linh toán đồ án môn học;

PGS.TS Trương Việt Hùng - Thành viên tham gia và biên soạn Chương I: Giới thiệu về tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272-05;PGS.TS Ngò Văn Thuyết - 'Thành viên tham gia và biên soạn Chương II: Giới thiệu nhiệm vụ vã hướng dần thực hiện dồ án môn học.Các tác giã chân thành cam ơn các dong nghiệp trong bộ môn Kốt càu công trình và bộ môn Công trinh Giao thông, khoa Công trinh, Trưởng Đại học Thúy lợi; các thây /cò giáo, các chuyên gia trong và ngoài Trưởng dã có những lời nhận xct dỏng góp ý kiên de nâng cao

chât lượng lải liệu Trong quá trinh bicn soạn, không thê tránh khói những thiêu sót các tác giá mong nhận được những ý kiên phan hói cùa đỏng đào bạn đọc đê tài liệu được hoãn thiện hơn.

CÁC TÁC GIÁ

BÁNG KÝ HIỆU

Ký

A Điện tích tier diện ngang cùa dầm

A Mi Diện tích đường ãnh hưởng A/,;

An Tông dại sô diện tich đường ãnh hưởng Vi cả phàn trên vã

dưới trục hoảnh

A/.n Diện tích đường ãnh hường r, ở phàn trên trục hoành;

A, Diện tích côt thép

a Chiêu cao khôi ứng suât hình chữ nhật cùa tiét diện

c Chiều cao vùng nen trên tiết diện

p Hàm lượng cốt thép

Ec Môdun đàn hồi của bè tông

E, Módun đàn hôi của côt thép

H, Chiều cao cầu

7, Trọng lượng riêng cua bê tông cốt thép

7i Hệ số tái trọng tương ứng với ứng lực thứ i

7? Hộ sô tãi trụng cho lãi trọng thường xuyên

7 Hệ sô điêu chinh tai trọng

Ký

•lo Hệ số liên quan đến tính deo

•1« Hệ số liên quan đền tính dư

7/ Hộ sô liên quan đên tâm quan trụng trong khai thác

LLUt Hoạt tái tương dương ứng với dường anh hưởng M,

n Tỳ sô môđun dãn hồi của cốt thép vả bê tông

mgự Hệ số phân bổ ngang tinh cho lực căt

Ký

fy Cưởng độ kéo nén cùa cốt thép

£ Ưng suàt trong côt thép chịu kéo

Mu Mônien do tai trọng gây ra ơ trạng thái giới hạn cuông độ

M. Mômcn do lai trọng gày ra ờ trạng thái giới hạn sữ dụng

Vu Lực cãt do tái trọng gây ra ớ trạng thái giới hạn cưởng độ

Va Lực căt do tái trọng gây ra ờ trạng thái giới hạn sử dụng

H'oc Trọng lượng bán thân dằm

bv Bề rộng vút

b» Bê rộng sườn dâm

A|. Chieu cao vút

A„. Chiêu cao sườn dâm

A/ Chiều dãy bán cánh

4 Chiều cao có hiệu cùa lici diện

d Chiều cao chịu cất cỏ hiệu

Ký

Mr, Mômen gảy nứt

H'* Mômen chồng uốn cùa mặt cát dằm

/ Mômcn quán linh tính toán

ỉe Mômcn quán tinh cỏ hiệu

'1 Mômen quán tinh cua tiét diện nguyên

Mômen quán tinh cua mặt cát tinh đôi khi dầm đà nứty.7 Khoáng cách từ trục trung hỏa đen thớ chịu kéo ngoài

cùng cùa tiêt diện nguyên

Af„ Mỏmen kháng uốn danh định

Mr Mômcn khảng uốn tinh toán

Bien dụng dọc trong cốt Ihcp chịu kéo

Kc Sức kháng cãt danh định cùa bê tông

z Thông sô bê rộng vèt nứt

4, Độ võng cho phép cũa hoạt tái

vã 1967, có tham kháo thêm tiêu chuẩn cùa Trung Quốc năm 1959 theo quyết định số 166/QĐ ngày 22'01/1975 cua Bộ Giao thông Vận tai.Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN-18.79 được áp dụng một thời gian rất dãi (từ năm 1979) vả đà phát huy được tác dụng chi đạo cùng như thống nhất về quàn lý kỳ thuật ngành cầu trong nước Tuy nhiên do không được cặp nhụt nén bộ tiêu chuẩn này đã bộc lộ nhiều hụn ché, thiếu sót trong tinh toán thiết kề cùng như khá nâng hòa nhập với thõng lộ đầu tư xây dựng quốc tế Khi nước ta bát đầu mở cứa vào đầu thập ký 90, dòng vốn đầu tư quốc tế vào Việt Nam tăng mạnh buộc chúng ta phái có sự sửa đối tiêu chuần thiết kế cầu đê phù hợp với các chi tiêu kỳ thuật do tư vấn quốc tế kiến nghị.

Dựa trên co sờ dó, theo quyết định số QD 3277/2003/QD-BGTVT cúa Bộ Giao thông Vận tái cho phép tiêu chuân thiêt ke câu 22 TCN 272-01 dược phép sử dụng dông thời cùng với 22 TCN-18.79 và áp dụng thư nghiệm cho đèn năm 2005 Đây là tiêu chuân biên soạn dựa trên liêu chuẵn thicl kê câu theo hệ só lai trọng vã hệ sò sức kháng của AASHTO LRFD 1994 và 1998 Den nãm 2005 tiêu chuẩn thiết ke

cảu 22 TCN 272-05 dược chinh thức ban hành dựa trcn lieu chuân thiết ke cầu AASHTO LRFD 1998 và được sử dụng cho den hiện nay.1.2 CÁU TRÚC TIÊU CIIUÂN 22 TCN 272-05

Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 gồm 14 phần như sau:

Phân 1: Giới thiệu chung Nội dung chính cua phân này là giới thiệu

vê phạm vi sử dụng của tiêu chuân các định nghía và trièt lý thiêt kè đtrợc sứ dụng

Phần 2: Thiết kế tống thế và dặc điểm vị tri cầu Phần này trình bày các quy định vê khô giới hạn bão vệ mỏi trường, mỹ quan, khã nãng thông xe và thi công, kiểm tra vã duy lu báo dường công trinh v.v Phân 3: Tái trọng vã hệ sỏ tai trọng Phân này trinh bày các quy định liên quan đên tai trọng, hệ sô tài trọng và tô họp tái trọng

Phần 4: Phàn tích vả đảnh giá kềt cấu Các phương pháp phàn tích

đe mô hình hóa kết cấu và tính toán hiệu ứng lực trong thiết kế và đánh giá các loại câu được trinh bày

Phần 5: Kết cấu bẽ tòng Phần này trinh bày các quy định và hường dần trong việc thiết kế các cấu kiện cằu và tường chăn sứ dụng vặt liệu

bè tông côt thép và bê tông côt thép dự ứng lực

Phần 6: Két cấu thép Phần này trình bày các quy định và hướng dần trong việc thiết kế các cầu kiện cầu sứ dụng băng kim loại không bao gôm kêt câu dâm cong

Phần 7 và Phần 8 dà được lược bò vì không ứng dụng ớ Việt Nam.Phần 9: Mặt cầu vã hệ mặt cầu Phần này bao gồm các quy định và hướng dan liên quan đèn phân tích và thiêt kê mặt câu và hệ mặt câu bãng bè lòng và kim loại

Phần 10: Nen móng Phần này trinh bây các quy định và hướng dần

ve thiết ke móng mớ rộng, móng cọc đóng và mỏng cọc khoan nhồi

Phân 11: Mô trụ và tường chãn Phàn này trinh bày các quy định

vè ycu câu thict kè mô và tường chãn thông thưởng, tường có neo, và các tưởng đàt được gia cô cơ học

Phàn 12: Kct càu vùi và áo hâm Phân nảy trình bày các quy định

vã hướng dần liên quan đến lựa chọn các đặc trưng và kích cờ các kết Cấu vùi như cống vã bân thép dùng để chống khi dào hầm trong đất.Phần 13: Lan can Phẩn này trinh bảy các vấn đề liên quan đển thiết

kế lan can trong công trinh cầu bao gồm cá lan can mới vả cài lạo,Phần 14: Khe co giãn và gối cầu Phần này trình bày các yêu cầu về thiết ke và chọn các gối cầu và khe co giăn mặt cầu

1.3 TRIẾT LÝ THIẾT KÈ

Trict lỷ thièt kê tông quát theo 22 TCN 272-05 là câu phai được thict

kê theo các trạng thái giới hạn quy định dê đạt dược các mục ticu vè thiêt kè thi còng, an toàn và sử dụng, có xét đèn các vàn đê: khã nâng

dễ kiểm tra, tinh kinh tế và mỹ quan Mọi trạng thái giới hạn được coi trụng như nhau vả được biểu diễn bằng công thức tồng quát sau:

7,- hệ sổ điều chinh tái trọng; hệ số liên quan đến linh deo tinh

dư và tầm quan trọng trong khai thác;

7p - hệ sô liên quan đèn tinh deo được ghi ở Điêu 1.3.3;

7í - hệ số liên quan đến tính dư được ghi ớ Điều 1.3.4;

7, - hộ sô liên quan đôn tâm quan trọng trong khai thác dược ghi

ờ Điều 1.3.5;

G - ững lực;

1.4.2 Tinh không cầu (khổ giới hạn của cầu)

Giấy phép dẻ xảy dựng cầu qua đường thủy có thông thuyên phái

do Cục Đường sông Việt Nam hoặc Cục Hàng hai Việt Nam cấp Khỏ giới hạn thông thuyên cá vê chiêu dứng lần chiêu ngang phái dược chú dầu tư xác lập với sự cộng tãc cua Cục Đường sông Việt Nam hoặc Cục Hàng hai Việt Nam Trừ khi có chi định khác, khô giói hạn thông thuyên phai tuân theo Bang l.la (Báng 2.3.3.1.1 lây

(trên toàn chiêu rộng)

Lưu ý rang, theo quy định mới dược áp dụng lữ tiêu chuân TCVN 5664:2009 về phàn cấp kỳ thuật đường thúy nội địa khỗ giới hạn thòng thuyền trên các sông có thông thuyền điều chinh áp dụng như trong Bang 1.1 b.

Báng l.lb Khổ giới hạn thông thuyền trên các sông có thông thuyền

Khò giới hạn tồi thiêu trẽn mức nưức 5%* (m)

(trên toàn chiêu rụng)

Khổ giói hạn đứng cứa các kết cấu dường bộ phái phù hợp với ticu chuân thiêt kẻ dường

Khô giới hạn dửng tử mặt đường dên thanh giăng của kèt câu dãn vượt qua ở phía trên không được nhó hơn 5300 mtn

L4.2.3 Khô giới hạn ngang cùa đường hộ (Lateral clearance)

Chiều rộng cầu không dược nhô hơn chiều rộng cùa đoạn dường dầu cầu hao gồm cá lề hoặc bó Via, rãnh nước và dường người di.Khô giới hạn ngang dưới câu cân thoa mãn các yêu câu bao vệ kêt cấu (Điều 23.2.2.1)

L4.2.4 Tĩnh không câu vượt đường sát (Clearance far Railroads)

Phù hợp với khô giói hạn ticp giáp kiến trúc dược quy định theo QCVN 08:2018/BGTVT ớ Hình 1.1 và tuân theo các ycu cầu dặc biệt cùa Chu dâu tư và Liên hiệp Đường sãi Việt Nam (LHĐS)

Hình 1 la Khò giới hạn đường sát tiểp giúp kiên trúc trên lỉưỡng tháng

trong cầu (đường sát khô 1000 min)

Hình 1 lb Khô giời hạn đường sắt trẽn dường thăng trong cân

(dường sat khò 14ỈS mtn)

1.5 TẢI TRỌNG VÀ TÊN TÁI TRỌNG

1.5.1 Tãi trọng thường xuyên (Permanent Loads)

DD (Down drag) = lái trọng kéo xuông (xét hiện tưạng ma sát âm)

DC (Dead load of structural components) - tái trọng bán thân của các bộ phận két càu và thièt bị phụ phi kêt câu

DW (Dead load of wealing surfaces and utilities) - tái trọng ban thân của lớp phú mặt và các tiện ích cóng cộng

EH (Horizontal earth pressure load) = tái trọng áp lực dảt năm ngang.

ES (Earth surcharge load) = tái trụng đất chất thêm

EV (Vertical pressure from dead load of earth fill) áp lực thăng dứng do lự trọng dat dap

EL = các hiệu ửng bị hàm tích lũy do phương pháp thi còng.1.5.2 Tài trọng nhất thỏi (Trasicnt Loads)

BR (Vehicular braking force) lực hãm xe

CE ( Vehicular centrifugal force) = lực ly tâm

CR (creep) = tử biến

CT (Vehicular collision force) lực va xc

CV (Vessel collision force) = lực va tâu

EQ (Earthquake) = động đất

ER (Friction) - ma sát

IM (Vehicular dynamic load allowance) = lực xung kích

LL (Vclicular live load) = hoạt tài xc

LS (Live load surcharge) = hoạt tãi chất thêm (hoạt tài sau mố)

PL (Pedes train live load) = tai trọng người di

SE (Settlement) = lún

SH (Shrinkage) = co ngót

TG (Temperature gradient) - gradien nhiệt

TL' (Uniform temperature) = nhiệt dộ đêu

WA (Water load and stream pressure) = lãi trọng nước vả áp lực dòng cháy

WL (Wind on live load) = gió trên hoạt tai

ws (Wind load on structure) = tài trụng gió trẽn kct cấu

1.6 HOẠT TẢI XE ÓTÒ THIET KÉ

Hoại tai xc ôtô trên mặt cầu (HL-93) gồm tổ hợp cùa:

- Xc tái thiết kê và tai trọng làn thièt kê, hoặc

• Xe hai trục thiẻt kẻ và tài trọng làn thiêt kê

Xe tài thiết kề (truck):

Trọng lượng và khoáng cách các trục với bánh xc cua xc lai thiết

kế dược qui định trong 22 TCN 272-05 như Hình 1.2 Cự ly giữa hai trục 145 kN phai thay dôi từ 4300 mm đèn 9000 mm dề gây ra ứng lực lớn nhai

35 KN 145 KN 145 KN 4300mm I iaiDơmMKOIm» I

Lán thiẾt ké 3500 mm

Hình 1.2 Dặc trưng cùa xe tài thiẻt kê

Xe hai trục thiết kề (tandem):

Gôm một cặp trục 110 kN cách nhau 1200 mm Cự ly chicu ngang cùa các bánh xc lây bãng 1800 mm

Tải trọng làn thiêt kê:

Gôm tài trọng LLi' = 9.3 N/mm phân bô đêu theo chiêu dọc Theo chiều ngang cầu được già thiết phân bố đều trên chiều rộng 3000 min

Khi xác định ửng lực cúa tài trọng làn thict kê, không xct den lực xung kích.

Lực xung kích IM:

I lệ số áp dụng cho xe tái và xe hai trục thiết kế được lấy băng (I • AW).Lực xung kích không dược áp dụng cho lai trọng bộ hành hoặc tai trụng làn thiết kế

Báng 1.2 Lực xung kích /5/

Mối nồi bán mặt cầu:

Tất ca các trạng thái giới hạn (TTGH) 75%Tất cà các cầu kiện khác:

TTGII mói và giòn

Tất cá các TTGH khác

15%25%1.7 TO HỢP TÁI TRỌNG

Tồng ứng lực tinh tơản phái được lấy như sau:

(1-2)Trong dó:

7, - hệ sỗ diều chinh tái trọng;

ọ - ửng lực do tài trọng thú i gãy ra trong kêt câu;

hộ số tái trọng tương ứng với ứng lục thử /

Các cấu kiện vã các liên kết cùa cầu phai thoả màn phương trình tông quát (1-2) cho các tó họp thích hợp cua ứng lục cực hạn tinh toán được quy định cho từng trạng thái giói hạn sau đày:

- Trạng thái giới hạn cường độ I: Tồ hợp tái trọng cơ ban liên quan đen việc sư dụng cho xe tiêu chuẩn cua cầu không xét đen gió

• Trạng thái giới hạn cưởng dộ 11: Tô hợp tái trọng liên quan đèn cầu chịu giô với vận tốc vượt quá 25 m/s.

- Trạng thái giới hạn cường độ III: Tô hợp tai trọng liên quan đến vice sư dụng xe tiêu chuân cúa câu với gió có vận tôc 25 m/s

TG SE

Củng một lúc chi dùng một trong các tài trọng

EQ CT cv

CƯỜNG

DQI 1.75 1.00 • - 1.00 0.5/1.20 Tro Ys - - CƯỞNG

-DỌ II - 1.00 1.40 - 1.00 0.5/1.20 Yw - - CƯỜNG

-DỌ III 1.35 1.00 0.4 1.00 1.00 0.5/1.20 Tro Ytt - - DẠC BIỆT Y» 0.50 1.00 ■ • 1.00 ■ • • 1.00 1.00 1.00

-Sừ DỤNG 1.0 1.00 1.00 0.30 100 1.00 1.0'1.20 Tro Y« ■ ■ •MOI CHÍ

• Trạng thãi giới hạn sư dụng: Tô hợp tai trọng liên quan den khai thác binh thưởng của cầu với giỏ có vận tốc 25 m/s với lất cá tài trọng

lây theo giá trị danh định Dũng dê kicm tra dộ võng, bê rộng vet nứt trong két cẩu bê tòng cốt thép và bê tòng cốt thcp dự ứng lực sự chây déo của kểt cẩu thép và trượt cùa các liên kết có nguy cơ trượt do tác dụng cua hoạt lài xe Tô hợp tai trọng này cùng cân dược dùng dê khảo sát ôn định mái dôc.

- Trạng thái giới hạn mói: Tố hợp tái trọng gây mói vã dúi gầy liên quan dèn hoạt tái xe cộ trùng phục và xung kích dưới tác dụng cua một xe tãi đon chiêc có cự ly trục được quy định trong Điêu 3.6.1.4.1 tiêu chuẩn 22 TCN 272-05

Hệ sỏ tái trọng tính cho gradien nhiệt và lún cân dược xác định trên cơ

sớ một đò án cụ thè riêng Nêu không có thông tin riêng có thê lây bãng:0.0: ở các trạng thái giới hạn cưỡng độ vả đặc biệt

1.0: ờ trạng thái giói hạn sư dụng khi không xét hoạt tai

0.5: ờ trạng thái giới hạn sứ dụng khi xct hoạt tài

Bàng 1.4 Hệ số tái trọng dùng cho tái trọng thường xuyên Yp

DC: Câu kiện và cãc thiết bị phụ 1.25 0.90DD: kéo xuống (xét ma sát âm) 1.80 0.45DW: Lớp phu mặt cầu và các tiện ich 1.50 0.65EH: Áp lục ngang cùa dat

• Chú dộng

• Nghi

1.501.35

0.900.90EL: Các ứng suat lap ráp bị hãm 1.00 1.00EV: Ap lục dât thăng dửng

Loại tài trọng Hệ sô tái trụng

DC • l)W + EH 4- EV + ES + WA + CR «■ SH • TG + EL (1-3)1.8 THIẾT KE BÁN MẠT CÀU

1.8.1 Xác dinh kích thước bân mặt cầu

1.8.1.1 Chiều rộng hun mặt cầu

Mặt cầu gồm: mặt dưỡng xc chạy, có chiều rộng phụ thuộc vào số làn xc thiết kc moi làn có chicu rộng B = 3500 mm Thông thường, tùy theo yêu câu giao thông, có the thief kê càu có một hai ba hay nhiều làn xe

-B = 4000 mm: cho cầu một làn xe;

-B = 6000, 7000 8000, 9000 mm: cho cầu hai làn xe;

-B = 10500 mm cho cầu ba làn xe

Trừ các trưởng hợp dặc biệt, do yêu câu sứ dụng, chu dâu tư có thê quyết định các khổ cầu (hích hụp

Ngoài ra còn có chiều rộng cùa đường xe thô sơ và đường người đi Đường người di có chiêu rộng mỏi làn là 750 mm Đôi với câu có nhiêu làn xe đòi khi còn phải thiêt kè dài phân cách trên càu

1.8.1.2 Chiều dày bân một cầu

Chicu dày ban mặt câu bê tòng, không kê lớp hao mòn không dược nhò hem 175 mm Ngoài ra chiều dày bàn theo điều kiện chịu lực thường lấy theo Báng 1.5 (Điều 2.5.2.63-1 tiêu chuẩn 22 TCN 272-05).Băng 1.5 Chiều cao tối thiêu thông thường dùng cho các kết cấu

phân trên có chiêu cao không đói

Kết cầu phàn trẽn

Chiều cao tối thiều (gồm cứ mặt cưu) (khi dùng các cừu kiện có chiêu cao thay dôi thì phái hiệu chinh các giã trị

cò tính dèn những thay dõi vê độ cứng tương dồi của các mặt cắt mò men

Trong dó: s - chiều dài nhịp ban (khoang cách giữa các dầm chủ).Mặt cầu bê tông cốt thép có the là mặt cầu trần trong đó bánh xe chạy trực tiếp trên mặt bê tông, khi đó bên trên mặt cầu cần có một lớp chóng hao mòn i 0-15 mm và de dự phỏng cho việc sưa chữa câu trong tương lai thường phù một lớp bè tông nhựa dày 75 mm Các lớp chống hao mòn và bẽ tông phú không được tính tham gia làm việc cùng bán mặt câu.

Hiện nay trong các càu mới xây dựng, mặt câu thường gôm các lớp sau:

- Ban bè tông chịu lực;

- Lóp tạo phăng dày 10-20 mm nêu mặt câu đúc tại chô thì cỏ thê

bó qua lóp này;

-Lớp vái nhựa phòng nước dày 20-30 mm;

• Trên cùng lã lóp phủ bè tỏng nhựa tạo bãng phăng và êm thuận cho cầu dày từ 50-70 mm De tránh sự làm việc bất lựi của các dãi bán biên, các mép cùa ban mặt cầu phái được tăng cường hoặc dờ dưới băng một dâm hoặc kêt cảu tương tự Dâm dở cần dược họp nhât hoặc liên hựp với bán một cầu Ví dự trong các cầu dầm tiết diện 1 T hoặc dầm tiết diện hộp có ban mặt cẩu chú yếu làm việc theo phương ngang thi nhât thict phai có các dâm ngang dâu dâm Dâm ngang dâu dâm vừa có tác dụng tạo độ cứng ngang cho toàn cầu vừa có tác dụng đờ dái bán biên mặt cầu

-Phu bê tông nhựa

1.8.2 Tinh toán nội lực bân inặt cầu

1.8.2 ! Chọn xơ dồ linh

Bàn được kê trên các các cấu kiện đờ: dằm dục dầm ngang -> Bán làm việc một hoặc hai phương

/ 8.2.2 Phương pháp tinh toán

- Phương pháp chinh xác: xct dên sự làm việc không gian cùa bàn: FEM phương pháp biến phân

-Phương pháp gần đúng (áp dụng phổ biến)

-Phương pháp kinh nghiệm: không cân tinh toán

• Phương pháp dái hán:

~ Áp dụng cho bán mặt cầu đúc tại chỗ và đúc lien khối

+ Tách xét ứng lực Im bề rộng bán Thiết kế ban mật cầu được đưa

ve thiết ke như một dầm liên tục trên các gối tựa tại vị tri các dầm như

mô ta trong Hĩnh 1.3

Hình 1.3 Dái bàn thiết kề:

a Dái ban lý tưởng hổa; b Tiết diện ngang chịu lái:

c Mô hình dâm cứng tuyệt dối: d Biền dạng do các dànt chú võng.

- Các câu kiện kê dỡ dược giá ihict là tuyệt dõi cứng.

+ Sư đò tinh (oán nội lực bàn mặt cầu lúc này được chia làm 2 phương pháp cơ bán:

- Phương pháp 1: Tinh toán trực ticp nội lực trên dâm lien lục bảng cách sử dụng phương pháp đường ãnh hướng

- Phương pháp 2 (như mỏ (ã trong Hĩnh 1.4): Đơn gián hóa

mô hình tinh toán nội lực dâm liên tục thành 2 phân: (1) nội lực cho phân hãng nhu một dâm gián đon một dàu ngâm và (2) nội lực cho phần dằm phía trong như một dầm giãn đơn

2 dầu ngàm Phần nội lực cho dầm gian dơn 2 đẩu ngâm tiêp tục dược tính toán thông qua việc đơn gián hóa thành

mỏ hình dằm lình djnh I nhịp

Hình 1.4 Cảc sơ đô tính toán hán mật câu

1.9 PHÂN PHỔI TÁI TRỌNG TRONG KẾT CÁU NHỊP CÀU BÊ TÔNG CÓT THÉP

Công trinh cẩu là hệ không gian phức tạp —> Việc tinh toán chinh xác các phán ứng của hệ không gian sẽ ràt phửc tạp —» Trong phân tích (hiet kế cầu (hường phân tích (heo sơ đồ phằng —> Việc chuyến

dôi phân lích lữ sơ dô không gian VC sơ dô phăng dược thực hiện (hông qua một giá trị hộ số đó lã hộ sổ phân phối ngang cùa tài trọng Đây là một vấn đề cơ bán cần phái giai quyết trong lĩnh vực thiết kế công trinh nói chung.

Khi két cấu nhịp có một dầm chù -> dầm chịu toàn bộ tình tãi và hoụt lái Khi có hai dầm chu -> sự phân bố lãi trụng lên các dầm có (hể xác đinh theo phương pháp đòn bấy

Khi có nhiêu dâm chú kềt câu nhịp là một mạng dâm siêu tỉnh >

sự phân bò tai trọng phụ thuộc vào nhiêu tham sô: chiêu dài nhịp, dộ cứng dâm dọc dâm ngang, ban mặt câu

p

Hình 1.5 Phàn bù tai trọng kém dầm chịu lực lớn hơn

P

Hình 1.6 Phân bò tiu trọng lẽn các dâm đêu hơn

Cỏ nhiêu còng trinh nghicn cứu VC sụ phân bõ tài trọng áp dụng cho các trường hợp khác nhau từ đơn giãn đên phức tạp:

• Phương pháp gằn đúng:

- Phương pháp liêu chuẩn của AASIITO

- Phương pháp đòn bấy

- Phương pháp nén lệch tâm.

- Phương pháp dâm liên tục trên các gôi đàn hôi

• Phương pháp chinh xác:

- Phương pháp mạng dam

- Phương pháp dãi hữu hạn

- Phương pháp phân tư hữu hạn

Hâu hèt các phương pháp đêu dựa trên ba nguyên lý: cân băng, tương thích và vật liệu làm việc trong giai đoạn đàn hồi tuyển tính

Phương phàp hay sừ dụng nhát hì phương pháp xác dinh hệ ,Ỹồ phản

bỏ theo tiêu chuân AASHTO và phương pháp đòn bây.

Gíởi thiệu phương pháp hệ số phân bổ theo tiêu chuẩn AASHTO:Nhu dã nói ớ trẽn, các chiêu không gian cứa hệ có the giam xuống thông qua hệ sô phàn bò Hệ sò này dược thièt lập băng cách phân tích

hộ bằng phương pháp chính xác đề xác định nội lực trong các dằm ký hiệu là MthinhMK riếp theo lấy tái trọng dó tác dụng lên I dằm don và tính toán theo hệ I chiêu, mômcn lớn nhât nhận dược sẽ ký hiệu Mj4|U.

Hẻ số phân bỗ được định nghĩa:

(1-4)Như vậy ta chi cần xét một dằm đơn để đại diện cho tơản cầu nên phương pháp này còn gọi là phương pháp dầm đon

Các nhà nghicn cứu thực hiện hàng trăm phân tích ờ nhiêu loại câu, các kích thước và độ cứng khác nhau Nhiều loại kết cấu này lã cầu thực tế trên toàn liên bang Mỹ Nhiều chưong trinh máy tinh khác nhau dùng dê phân tích và so sánh với kêt qua thực nghiệm Nhiêu chương trinh cho kết quả chinh xác nhất được lựa chọn đẻ phân tích sâu hơn trong việc phát triền các cõng thức AASHTO

-T

VI VI -J * A "

■ỉ

ỉ ii í|i -41 ill

VI VI

VI

iỉì 11

X*

oc e> +

d

Õ lầ" -r: J5

"3 5 lg

s

“2

:3 3

■z

Ì

c

B B = 5 g , V Al V Al

-? ề

-Ĩ = i 5 =

2 o 2 2 o

ĨÌ 2 ? § 'ế sssss

A Vì

Ị

VI -đ VI

O o 1

1 50

pỊI

ề S.

■ O

c II 4*

ỉ

ị

'»f3 Ị 1

H1

« ỉ

II —

00 II o

2 ĨP —

s C g

5

-ă'

ỊỌ C

ặ 1

s -= z

•3

-i

>.

□ Õ

.{■ị

“S? 2

ĩi

•i '1

3 =

3 Ĩ s-

II Z

Ề 1 i

O o '6 A

■?

J '•2 ễ

O

■>

o

"z K.

' C

§ 6Ĩ

i 1

"ì

ó

^3 -J

C 1 re

i

i

-ị 1

I 4- Sf*

2

£ z

-•Ỉ

I 'S

□

•*3 '2

■II

n

11

p Ifi

5P Q Ii

= 1 £

□ f-H

VI p

O 'O

•O

>.

3 Õ

Hi

ề 3

1 Ó

eo 1 o

Hi

£ ■

••re C

rỉ - Ỡ

HI H

« II o

ị ỉ r<ậ M

ỉ Í

íì ỹ

II II

■9

•S-<? 1

if1 c

1 s -E ũ z

■Ỡ 1 f 1

Q It

t -Ĩ

ị

ọp B

•2

11

s'?

s ■§