- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM Trờng Đại học giao thông vận tải Khoa công trình bộ môn cầu hầm =========== đề tài tính toán & thiết kế cầu dầm btct dl GIáO VIêN Hớng DẫN : NGUYễN VăN VĩNH NHóm Sinh viên thực hiện : NHóM 05 NG HIU Lí TRNG QUANG MNH NG VINH MINH NÔNG TH MINH Lớp : Cầu Đờng bộ b - K51 -NHểM 05 - 1 -Lớp cầu đờng bộ b k51- - Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM Mục lục Phần I 9 Thiết kế sơ bộ 9 I. giới thiệu chung 9 1.1. Quy mô và tiêu chuẩn kĩ thuật 9 - Quy mô thiết kế: cầu đợc thiết kế vĩnh cửu bằng dầm BTCT DƯL mặt cắt chữ I 9 1.2.Điều kiện tự nhiên tại vị trí xây dựng cầu 10 a. Điều kiện về địa chất 10 10 b. Điều kiện về thủy văn 10 - Theo số liệu khảo sát điều tra nhiều năm cho thấy : 10 a. Kết cấu phần trên 10 b. Kết cấu phần dới 10 1.4. Vật liệu sử dụng 10 a. Bê tông 10 b. Cốt thép 11 1.5. Các hệ số tính toán 11 a. Hệ số tải trọng: (hệ số vợt tải) đợc đa vào trong quá trình tính toán nhằm xét dến sự vợt tải bất thờng của hoạt tải 11 b. Hệ số xung kích (1+IM): Hệ số xung kích đợc đa vào trong tính toán nhằm xét đến tính động của hoạt tải 11 c. Hệ số làn: đợc đa vào trong tính toán nhằm xét đến sự giảm lu lợng xe trên mỗi làn khi số làn tăng lên 12 II. Cờu tạo kết cấu nhịp 12 2.1. Chiều dài nhịp tính toán 12 2.2. Chọn số dầm chủ trên MCN: 12 2.3. Quy mô thiết kế và mặt cắt ngang cầu 12 1.4.6.Xác địnhbề rộng bản cánh có hiệu 14 a.Xác định b1 :Lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau: 14 b.Xác định b2 : Lấy nhỏ nhất trong các giá trị sau: 15 1.4.7. Cấu tạo dầm ngang 15 1.4.8 Cấu tạo chân lan can 15 1.4.9. Quy mô thiết kế của mặt cắt ngang cầu 15 1.5. Xác định tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ 16 1.5.1. Tĩnh tải giai đoạn I 16 a. Tĩnh tải do trọng lợng bản thân dầm chủ 16 b.Tĩnh tải do trọng lợng bản thân dầm ngang gây ra 16 c. Trọng lợng phần ván khuôn mặt cầu 16 d. Tĩnh tải do trọng lợng tấm bê tông mặt cầu: 17 1.5.2. Xác định tĩnh tải giai đoạn II (DW) 17 +Trọng lợng của lớp phủ ngời đi bộ 17 1.6. xác định hệ số phân bố ngang 18 1.6.1. Tính hệ số phân bố ngang đối với dầm biên 18 1.6.2. Tính hệ số phân bố ngang đối với dầm trong 19 1.6.3. Tính hệ số phân bố ngang đối với tải trọng HL_93 19 a. Tớnh tham số độ cứng dọc 19 b. Tớnh hệ số phân bố ngang tính cho moomen: 19 c. Tính hệ số phân bố ngang tính cho lc cắt 20 1.6.4. Tổng hợp hệ số phân bố ngang tại các mặt cắt 20 a. Hệ số phân bố ngang tính cho dầm biên 20 b Hệ số phân bố ngang tính cho dầm trong 20 1.6.5. Xác định hệ số phân bố ngang tính toán 21 1.7. TNH TON Nội lực 21 1.7.1. Mặt cắt tính toán 21 1.7.2. Vẽ đờng ảnh hởng nội lực 22 a. Vẽ đờng anh hởng moomen 22 b. Vẽ đờng ảnh hởng lực cắt 22 c. Tính diện tích đờng ảnh hởng 22 1.7.3. Xác định nội lực tại các mặt cắt 23 a. Tính nội lực do tĩnhtải 23 b.Tính nội lực do tảI trọng là và tảI trọng ngời 23 c. Tính nội lực do xe tảI và xe hai trục thiêt kế 24 1.7.4. Tổng hợp nội lực 26 1.8. Tính toán và bố trí cốt thép cho dầm chủ 27 -NHểM 05 - 2 -Lớp cầu đờng bộ b k51- - Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM 1.8.1. ĐTHH của mặt cắt giai đoạn I.(Tại mặt cắt giữa nhịp) 27 1.8.2. Tính số bó cốt thép cần bố trí 29 1.8.3. Bố trí cốt thép trên mặt cắt dầm 30 a. Bố trí trong mặt phẳng đứng 30 1.9. kiểm toán sức kháng uốn của dầm theo TTGH cờng độ 30 1.9.1. Xác định vị trí trục trung hoà của mặt cắt 30 1.9.2. Kiểm toán khả năng chịu uốn 32 1.10.Tính toán mố 32 1.10.1 Cấu tạo mố: 32 1.10.2. Các tải trọng tác dụng: 35 a. Tĩnh tải kết cấu nhịp 35 b. Tĩnh tải mố 35 c. Hoạt tải (LL,IM) 36 d. Tải trọng ngời(PL) 37 e. áp lực đất thẳng đứng 37 e. áp lực đất do hoạt tải chất thêm(LS) 37 f. Tổ hợp tải trọng mặt cắt đáy móng 37 1.10.3 Tính toán sức chịu tải của cọc 38 a. Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu 38 b) Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền: 38 c. Tính toán số cọc trong móng 40 1.11. Tính toán trụ 40 1.11.1. cấu tạo và kích thớc cơ bản trụ cầu 40 1.11.2. Các loại tải trọng tác dụng lên trụ 41 a. Tĩnh tải 41 b . Hoạt tảI (LL) 42 c. Tải trọng ngời đi (PL) 43 d.TảI trong cua nuoc 43 1.11.3. tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt 43 1.11.4. Tính và bố trí cọc trong móng 45 a. Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu 45 b) Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền: 45 c. Tính toán số cọc trong móng 46 2.1. giới thiệu phơng án 48 2.1.1. Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN 272 05 48 2.1.2.Điều kiện tự nhiên tại vị trí xây dựng câu 48 a. Điều kiện về địa chất 48 b. Điều kiện về thủy văn 48 2.1.3. Sơ đồ kết cấu 48 a. Kết cấu phần trên 48 b. Kết cấu phần dới 48 2.2. số liệu tính toán 48 2.2.1. Khổ cầu 48 2.2.2. Khổ thông thuyền 48 2.2.3. Tải trọng thiết kế 48 2.2.4. Quy mô thiết kế 49 2.2.5. Tần suất lũ thiết kế: P = 1% 49 2.2.6. Vật liệu sử dụng 49 a. Bê tông 49 b. Thép 49 c. Tính chất vật liệu dầm 49 2.3. các hệ số tính toán 50 2.3.1. Hệ số tải trọng 50 2.3.2. Hệ số xung kích: 50 2.3.3 Hệ số làn: 50 2.4. kích thớc cơ bản của dầm chủ 50 2.4.1 Chiều dài tính toán KCN 50 2.4.2 Lựa chọn số dầm chủ trên mặt cắt ngang 50 2.4.3. Quy mô mặt cắt ngang cầu 50 2.4.4 Chiều cao dầm chủ 51 2.4.5. Cờu tạo bản bê tông mặt cầu 51 2.4.6. Tổng hợp kích thớc dầm chủ 52 2.5. XC định đặc trng hình học của các mặt cắt 53 2.5.1 Các giai đoạn làm việc của cầu dầm liên hợp 53 a. Trờng hợp 1: 53 b. Trờng hợp 2: 53 2.5.2. Xác định ĐTHH mặt cắt giai đoạn I 54 -NHểM 05 - 3 -Lớp cầu đờng bộ b k51- - Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM 2.5.4. Xác định ĐTHH mặt cắt giai đoạn II 56 a. Mặt cắt tính toán 56 b. Xác địnhh bề rông tính toán của bản bê tông 56 c. Xác định hệ số quy dổi từ bê tông sang thép 57 d. Xác định đặc trung hình hoạc mặt cắt ngắn hạn 57 e. Xác định ĐTHH mặt cắt liên hợp dài hạn (Long-term section) 60 f. Kết quả ĐTHH của mặt cắt dầm chủ giai đoạn II 60 2.5.5. Xác định ĐTHH mặt cắt giai đoạn chảy dẻo 61 a. Mặt cắt tính toán: 61 b. Xác định vị trí trục trung hoà chảy dẻo(PNA) 62 c. Xác định chiều cao phần sờn dầm chịu nén 63 d. Xác định mô men chảy dẻo My 64 e. Xác định mômen dẻo MP 65 2.6. xác định tĩnh tải tác dụng lên kết cấu nhịp 66 2.6.1.Tĩnh tảI do hệ liên kết ngang 66 a. Hệ liên kết ngang tại mặt cắt gối 66 b. Hệ liên kết ngang trung gian 67 2.6.2. Tĩnh tảI do hệ sờn tăng cờng dầm chủ 69 2.6.3. Tĩnh tảI do hệ liên kết dọc cầu 71 2.6.4. Tổng hợp tĩnh tảI giai đoạn I tác dụng lên kết cấu nhịp 72 2.6.5. Tổng hợp tĩnh tảI tác dụng lên kết cấu nhịp 73 2.7. xác định hệ số phân bố ngang 74 2.7.1. Tính hệ số phân bố ngang theo phơng pháp đòn bảy 74 a. Tính hệ số phân bố ngang đối với dâm biên 74 b. Tính hệ số phân bố ngang đối vơi dầm trong 75 2.7.2. Tính hệ số phân bố ngang đối voi hoạt tảI HL_93 75 a .Tính tham số độ cứng dọc 75 b. Tính hệ số phân bố ngang moomen: 76 c. Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt 76 2.7.3. Tổng hợp hệ số phân bố ngang 77 a. Hế số phân bố ngang tính cho dầm biên 77 b.Hế số phân bố ngang tính cho dầm trong (dam trong) 77 c. Xác định hế số phân bố ngang tính toán 77 2.8. TNH toán nội lực 78 2.8.1. Các mặt cắt cần tính nội lực 78 2.8.2. Vẽ đờng ảnh hởng nội lực 78 a.Vẽ đờng ảnh hởng mô men 78 b. Đờng ảnh hởng lực cắt 78 2.8.3. Tính diện tích đờng ảnh hởng 78 2.8.4. Xác định nội lực tại các mặt cắt 79 a. Tính nội lực do tĩnh tải 79 b. Tính nội lực do tảI trọng làn và tảI trọng ngời 79 c. Tính nội lực dp xe tẩi thiết kế và xe hai trục thiết kế 80 e. Tổng hợp nội lực 82 2.9. KIểm toán dầm chủ theo trạng thái giới hạn cờng độ I 83 2.9.1. Kiểm toán sức kháng uốn của dầm chủ 83 a. Xác định mô men chảy My 83 b. Xác định mô men dẻo Mp 85 2.9.2. Sức kháng uốn của mặt căt liên hợp đặc trắc 86 a. Xác định sức kháng uốn danh định 86 b. Xác định sức kháng uốn tính toán 87 2.9.3. Kiểm toán khả năng chịu lực của dầm 87 2.9.4. Kiểm toán sức kháng cắt của dầm chủ 87 a.Xấc định hệ só C 87 b. Tính hệ số K: 88 2.9.5. Sức kháng cắt của dầm chủ 88 a. Điều kiện kiểm toán 88 b.Sức kháng cắt của mảnh sờn dầm phía trong 88 2.9.6 .Kiểm toán khả năng chịu cắt của dầm 89 2.10. KIểm toán dầm chủ theo tTgh Mỏi 90 2.10.1. Nguyên tắc tính toán 90 2.10.2. Kiểm toán theo điều kiện ứng suất do uốn 90 a. Công thức kiểm toán 90 b. Xac định ứng suât trong dầm do tảI trọng mỏi 90 c. Kiểm toán ứng suất do uốn 91 2.10.3. Kiểm toán theo điều kiện ứng suất do cắt 92 a. Công thức kiểm toán 92 -NHểM 05 - 4 -Lớp cầu đờng bộ b k51- - Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM b. Kiểm toán ứng suất mỏi do cắt 92 2.11. kiểm toán dầm chủ theo trạng thái giới hạn 92 2.11.1. Kiểm toán dầm theo trạng tháI giới hạn cờng độ I 92 a. Xác định mô men chảy My 92 b. Xác định mô men dẻo Mp 94 2.11.2 Sức kháng uỗn của mặt cắt liên hợp đặc trắc 95 a. Xác định sức kháng uốn danh định 95 b. Xác định sức kháng uốn tính toán 96 2.11.3. Kiểm toán sức kháng cắt của dầm chủ 96 a.Xác định hệ số C 96 2.11.4 Sức kháng cắt của dầm chủ 97 a. Điều kiện tính toán 97 b.Sc kháng cắt của mảnh sờn dầm phía trong 97 2 11.5 . Kiểm toán khả năng chịu cắt của dầm 98 3.1.Phơng án I: Cầu dầm BTCT DƯL L = 33m 99 3.1.1.Ưu điểm 99 3.1.2.Nhợc điểm 99 3.2.Phơng án II: Cầu dầm liên hợp thép - BTCT L = 33m 99 3.2.1.Ưu điểm 99 3.2.2.Nhợc điểm 99 3.3. Kết luận - lựa chọn phơng án 100 Phần II 100 Thiết kế kỹ thuật 100 4.1 cấu tạo dầm chủ 101 4.1.1. Chiều dài nhịp: 101 4.1.2. Chiều dài nhịp tính toán 101 4.1.3. Chọn số dầm chủ: 101 4.1.4. Khoảng cách giữa các dầm chủ: 101 4.1.5. Cấu tạo dầm chủ: 101 4.1.6. Xác địnhbề rộng bản cánh có hiệu 102 a.Xác định b1: Lấy nhỏ nhất trong các giá trị sau: 103 b.Xác định b2: Lấy nhỏ nhất trong các giá trị sau 103 4.1.7. Cấu tạo dầm ngang 103 4.1.8. Cấu tạo chân lan can 104 4.1.9. Cấu tạo bản bê tông mặt cầu: 104 4.1.10. Cấu tạo lớp phủ mặt cầu 104 4.1.11. Quy mô thiết kế của mặt cắt ngang cầu 104 4.2. Xác định tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ 105 4.2.1. Tĩnh tải giai đoạn I 105 a. Tĩnh tải do trọng lợng bản thân dầm chủ 105 b.Tĩnh tải do trọng lợng bản thân dầm ngang gây ra 105 c. Trọng lợng phần ván khuôn mặt cầu 105 d.Tĩnh tải do chân lan can: 105 e. Tĩnh tải do trọng lợng tấm bê tông mặt cầu: 106 4.2.2. Xác định tĩnh tải giai đoạn II (DW) 106 4.3. xác định hệ số phân bố ngang 106 4.3.1. Tính hệ số phân bố ngang đối với dầm biên 106 4.3.2. Tính hệ số phân bố ngang đối với dầm trong 107 4.3.3. Tính hệ số phân bố ngang đối với tải trọng HL_93 107 a. Tớnh tham số độ cứng dọc 107 b. Tớnh hệ số phân bố ngang moomen: 108 c. Tính hệ số phân bố ngang lực cắt: 108 4.3.4. Tổng hợp hệ số phân bô ngang 109 a. Hệ số phân bố ngang tínhcho dầm biên 109 b.Hệ số phân bố ngang đối với dầm giữa 109 4.3.5. Xác định hệ số phân bố ngang tính tóan 109 4.4. Tính toán nội lực: 110 4.4.1. Mặt cắt tính toán 110 4.4.2. Vẽ đờng ảnh hởng lực cắt 111 a. Vẽ đờng ảnh hởng mômen 111 b. Vẽ đờng ảnh hởng lực cắt 111 c. Tính diện tích đờng ảnh hởng 111 4.4.3. Xác định nội lực tại các mặt cắt 112 a. Tính nội lực do tĩnh tải 112 b. Tính nội lực đối với tải trọng làn và tqải trọng ngời 113 c. Tính nội lực do xe tải thiết kế và xe hai trục thiết kế 114 4.4.4. Tổng hợp nội lực 119 4.5. Tính toán và bố trí cốt thép cho dầm chủ 120 -NHểM 05 - 5 -Lớp cầu đờng bộ b k51- - Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM 4.5.1. ĐTHH của mặt cắt giai đoạn I.(Tại mặt cắt giữa nhịp) 120 4.5.2. Bố trí cốt thép trên mặt cắt dầm 122 a. Chọn số bó cáp cần bố trí 122 b. Bố trí trong mặt phẳng đứng 124 c. Bố trí cốt thép DƯL trên mặt bằng của dầm 125 4.6. kiểm toán sức kháng uốn của dầm theo TTGH cờng độ 127 4.6.1. Xác định vị trí trục trung hoà của mặt cắt 127 4.6.2. Kiểm toán khả năng chịu uốn 128 4.7. ĐTHH của CáC mặt cắt 129 4.7.1. ĐTHH của mặt cắt giai đoạn I 129 4.7.2. ĐTHH của mặt cắt giai đoạn II 131 4.7.3. ĐTHH của mặt cắt giai đoạn III 133 4.8. Tính các mất mát ứng suất trong cốt thép DƯL 135 4.8.1.Tổng mất mát ứng suất 135 4.8.2. Mất mát do ma sát (Theo 5.9.5.2.2b) 136 a. Tại mặt cắt gối 136 b. Tại mặt cắt cách gối một đoạn x = 1.2m 136 c. Tại mặt cắt L/4 136 d. Tại mặt cắt L/3 137 e. Tại mặt cắt giữa nhịp 137 4.8.3. Mất mát do thiết bị neo (Theo 5.9.5.2) 137 4.8.4. Mất mát do co ngắn đàn hồi của thép (Theo 5.9.5.2.3b) 137 4.8.5. Mất mát do co ngót (Shrinkage) (5.9.5.4.2) 138 4.8.6. Mất mát do từ biến (Creep) (5.9.5.4.3) 138 4.8.7. Mất mát do tự trùng của cốt thép DƯL (5.9.5.4.4) 139 4.9. Xác định ứng suất trong dầm Bêtông do DƯL gây ra 140 4.9.1.Giả thiết tính toán 140 4.9.2. Tính ứng suất trong bêtông do DƯL gây ra 140 a. Công thức tính toán 140 b. ứng suất do DƯL gây ra trong dầm 141 4.10. Kiểm tra Độ bền chống nứt của dầm theo điều kiện ứng suất pháp 143 4.10.1. Giả thiết tính toán 143 4.10.2. Kiểm toán 1 (Kiểm toán ứng suất bêtông thớ dới trong giai đoạn khai thác) 143 a. Nguyên tắc kiểm toán 143 b. Nội dung kiểm toán 144 4.10.3. Kiểm toán 2 (Kiểm toán ứng suất bêtông thớ trên trong giai đoạn khai thác) 144 a. Nguyên tắc kiểm toán 144 b. Nội dung kiểm toán 145 4.10.4. Kiểm toán 3 (Kiểm toán ứng suất bêtông thớ trên trong giai đoạn chế tạo) 145 a. Nguyên tắc kiểm toán 145 b. Nội dung kiểm toán 146 4.10.5. Kiểm toán 4 (Kiểm toán ứng suất bêtông thớ dới trong giai đoạn chế tạo) 146 a. Nguyên tắc kiểm toán 146 b. Nội dung kiểm toán 147 4.11. Kiểm tra độ võng theo TTGH sử dụng. (Điều 6.10.5) 147 4.11.1. Nguyên tắc kiểm tra 147 4.11.2. Công thức kiểm toán 147 4.11.3. Xác định độ võng do hoạt tải 148 a. Độ võng do tảI trọng làn 148 b.Tĩnh độ võng do tảI trọng ngời 148 b.Tĩnh độ võng do hoạt tải 148 5.1. Cấu tạo bản mặt cầu 149 5.2. Tính nội lực trong bản mặt cầu 149 5.2.1 Diện tích tiếp xúc của bánh xe 149 5.2.2.Chiều dài tính toán của dải bản 150 5.2.3. Bề rộng tính toán của dải bản 150 5.2.3.Tính toán nội lực phần cánh hẫng 150 a.Sơ đồ tính 151 b.TảI trọng tác dụng 151 5.2.4. Xác định nội lực của bản dầm trong 151 a. Nội lực bản chiụ mô men dơng 151 b. Khi tính moomen âm 153 c. Lực cắt tại đầu ngàm 154 5.3 kiểm toán bản mặt cầu 154 5.3.1.Chọn và bố trí cốt thép 154 5.3.2. Kiểm toán theo điều kiện sức kháng uốn 154 a.Mô men tính toán 154 -NHểM 05 - 6 -Lớp cầu đờng bộ b k51- - Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM b. Kiểm toán bản theo giới hạn cốt thép 155 c. Kiểm toán theo điều kiện sức kháng cắt 155 6.1.cấu tạo mố cầu 157 6.1.các kích thớc cơ bản 158 6.3. xác định tải trọng tác dụng lên kết cấu 159 6.3.1. Tĩnh tải DC 159 6.3.2. Hoạt tải xe ô tô (LL) và tải trọng ngời đi (PL) 160 a. Hoạt tải xe ô tô trên kết cấu nhịp (LL) 160 6.3.3 Tải trong bộ hành (PL) 161 6.3.4. Lực hãm xe (BR) 161 6.3.5. Lực ma sát (FR) 161 6.3.6. Lực ly tâm (CE) 161 6.3.7. Tải trọng gió tác động lên công trình (WS) 162 a. Tải trọng gió ngang: 162 b. Tải trọng gió dọc 162 6.3.8. Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ (WL) 162 a. Tải trọng gió ngang: 162 b. Tải trọng gió dọc: 162 6.3.9. Tải trọng gió thẳng đứng 163 6.3.10. Nội lực do trọng lợng đất đắp 163 6.3.11. Nội lực do áp lực đất EH, LS 163 a Ap lực ngang đất EH 164 b.Ap lực ngang do hoạt tải sau mố LS 164 6.4. Tổ hợp tảI trọng 165 6.4.1 Mặt cắt đáy bệ 165 6.4.2 Mặt cắt tờng thân (B B) 166 6.4.3 Mặt cắt tờng đỉnh (c - c) 167 6.4.4 Các mặt cắt khác 168 6.4.5 Phân tích và tính toán tờng cánh 170 6.5.Kiểm toán mặt cắt 172 6.5.1 Kiểm toán mặt cắt tờng thân 172 a.Kích thớc mặt cắt kiểm toán 172 b .Kiểm tra cấu kiện chịu uốn theo 2 phơng 173 c. Kiểm tra cấu kiện chịu cắt 174 d .Kiểm tra nứt 174 6.5.2 . Kiểm toán mặt cắt tờng đỉnh 174 a. Dữ liệu ban đầu 175 b.Kiểm tra cấu kiện chịu uốn 175 c .Kiểm tra cấu kiện chịu cắt 175 6.5.3 . Kiểm toán mặt cắt D - D 175 a.Dữ liệu ban đầu 176 b.Kiểm tra cấu kiện chịu uốn 176 c.Kiểm tra cấu kiện chịu cắt 176 7.1. cấu tạo và kích thớc cơ bản trụ cầu 177 7.2. Các loại tải trọng tác dụng lên trụ 178 7.2.1. Tĩnh tải 178 7.2.2 . Hoạt tảI (LL) 179 7.2.3. Tải trọng ngời đi (PL) 180 7.2.4. Lực hãm xe (BR) 180 7.2.5. Lực ly tâm (ce) 180 7.2.6. Tải trọng của gió 181 7.2.6. Tải trọng của gió tác động lên công trình (WS) 181 a. Tải trọng gió ngang PD 181 b. Tải trọng gió dọc PD 182 c. Tải trọng gió ngang PD 182 d. Tải trọng gió dọc PD 184 7.2.6.2. Tải trọng tác dụng lên xe cộ (WL) 184 a Tải trọng gió ngang 184 b Tải trọng gió dọc 184 7.1.7.TảI trong cua nuoc 184 a. Ap lực nớc tĩnh (WA) 184 b. lực đẩy nổi B 184 7.2.8 .Ap lực dòng chảy P 185 a. Ap lực dòng chảy theo phơng dọc 185 7.3. tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt 185 7.3.1 Mặt cắt xà mũ trụ 185 7.3.2. Mặt cắt đỉnh móng 186 -NHểM 05 - 7 -Lớp cầu đờng bộ b k51- - Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM 7.2.3. Mặt cắt đáy móng 188 7.4. Kiểm toán các mặt cắt 190 7.4.1. Kiểm toán các mặt cắt xà mũ (a-a) 190 a. Kiểm toán sức kháng uốn theo TTGH cờng độ 190 b. Kiểm toán sức kháng cắt theo TTGH cờng độ 192 c. Kiểm toán khả năng chống nứt theo TTGH sử dụng 194 7.4.2. Kiểm toán mặt cắt đỉnh móng 195 a.Dữ liệu ban đầu 195 b.Tính khả năng chịu lực của cấu kiện chịu uốn, nén đồng thời: 195 c.Xác định khả năng làm việc của tiết diện theo các hớng : 196 d.Xác định khả năng kháng uốn của thân trụ theo các hớng 198 e.kiểm tra cấu kiện chịu cắt của thân trụ 199 f. Kiểm toán khả năng chống nứt theo TTGH sử dụng 200 7.4.3. Kiểm toán mặt cắt đáy bệ 201 a. D liệu ban đầu: 201 b. Kiểm toán sức kháng uốn theo TTGH cờng độ 203 c. Kiểm toán sức kháng cắt theo TTGH cờng độ 205 d. Kiểm toán khả năng chống nứt theo TTGH sử dụng 206 Phần III 209 Thiết kế thi công 209 Chơng:8 Đề xuất và lựa chọn phơng án thi công 210 8.1.Các số liệu: 210 8.2. Đề xuất và lựa chọn phơng án thi công: 210 8.2.1. Phơng án thi công mố, trụ: 210 8.2.2. Phơng án thi công kết cấu nhịp: 210 8.3. công tác chuẩn bị thi công 210 8.4. thi công mố: 211 8.4.1. Trình tực thi công mố: 211 8.4.2. Chọn máy khoan và biện pháp khoan tạo lỗ 212 8.4.3. Tính toán chiều sâu hạ ống vách khi thi công mố: 212 a. Vai trò của ống chống vách 212 b. Cấu tạo của ống chống vách 212 c. Chiều sâu hạ ống chống vách 212 d. Xác định chiều dài đoạn ống vách chống khi thi công mố 213 8.5. Thi công trụ: 214 8.5.1. Trình tự thi công trụ: 214 8.5.2. Chọn máy khoan và biện pháp khoan tạo lỗ 215 8.5.3. Tính chiều sâu hạ ông vách 215 8.5.4. Tính chiều dày lớp bê tông bịt đáy 216 8.5.5. Tính toán vòng vây ngăn nớc bằng cọc ván thép 216 8.6. Thi công kết cấu nhịp: 217 -NHểM 05 - 8 -Lớp cầu đờng bộ b k51- - Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM Phần I Thiết kế sơ bộ Chơng1: Phơng án sơ bộ 1 Cầu dầm BTCT Dự ứng lực I. giới thiệu chung 1.1. Quy mô và tiêu chuẩn kĩ thuật. - Quy mô thiết kế: cầu đợc thiết kế vĩnh cửu bằng dầm BTCT DƯL mặt cắt chữ I - Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN 272 05 - Chiều dài nhịp: L = 28 m - Hoạt tải thiết kế: + Tải trọng HL93 Tổ hợp HL93K: Tổ hợp của xe tải thiết kế (truck) + Tải trọng làn (lane). Tổ hợp HL93M: Tổ hợp của xe 2 trục thiết kế (Tandem) + Tải trọng làn (Lane). + Ngời đi bộ: 3.10 -3 Mpa = 3 kN/m 2 - Khổ cầu: G8 + 2x2.0 + 2x0.5 + Bề rộng phần xe chạy: B xe = 8 (m). + Lề ngời đi bộ: 2x2.0 (m) b le = 2.0 (m). + Chân lan can: 2x0.5 (m) b clc = 0.5 (m). -NHểM 05 - 9 -Lớp cầu đờng bộ b k51- - Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM + Bề rộng toàn cầu: B cau = 8 + 2x2.0 +2x0.5 = 13 (m). 1.2.Điều kiện tự nhiên tại vị trí xây dựng cầu. a. Điều kiện về địa chất. - Qua số liệu thăm dò tạ lỗ khoan ở khu vực xây dựng cầu địa chất có cấu tạo nh sau: + Lớp 1: Sét hạt vừa, N = 3 + Lớp 2: Cát chảy dẻo, N = 6 + Lớp 3: sét pha cát, N = 12 + Lớp 4: Cát hạt vừa, N = 28 + Lớp 5: Cát pha sỏi sạn, N = 46 Cát pha sỏi sạn, N = 46 Cát hạt v?a, N = 28 S?t pha cát, N = 12 Cát chảy dẻo, N = 6 S?t hạt v?a, N = 3 b. Điều kiện về thủy văn. - Tàn suất thiết kế: P = 1% - Theo số liệu khảo sát điều tra nhiều năm cho thấy : + MNCN: 7.0m + MNTT: 4.0m + MNTN: 2.5m - Điều kiện thông thuyền: Sông thông thuyền cấp V: => Tra bảng cấp thông thuyền ta có: + Bề rộng thông thuyền: B tt = 25 (m) + Tĩnh không thông thuyền: H tt = 3.5 (m) 1.3. Sơ đồ kết cấu a. Kết cấu phần trên. - Cầu gồm 7 nhịp giản đơn Lnh = 28 m bằng BTCT DƯL, mặt cắt ngang gồm 6 dầm BTCT với chiều cao dầm h = 1,50m, khoảng cách giữa các dầm chủ S = 2,20m. - Độ dốc dọc cầu thay đổi từ 0%, 0.5%, 1.0% và 1,5%, độ dốc ngang cầu 2,0 %. - Chiều dài toàn cầu Lc = 205,3m. - Kết cấu nhịp là dầm BTCT DƯL mặt cắt chữ I. Dầm BTCT đợc đổ tại chỗ trên bãi đúc đầu cầu, có cờng độ chịu nén f c = 40 Mpa. Chiều cao dm không thay đổi trên suốt chiều dài nhịp. - Bản bê tông mặt cầu đợc thiết kế có chiều dày t s = 20cm và có cờng độ chịu nén f c = 30 Mpa. Bản mặt cầu đợc đổ tại chỗ sau khi lắp ghép xong dầm chủ. b. Kết cấu phần dới. - Gồm 2 mố chữ U và đặt trên móng cọc đóng BTCT có fc = 28 Mpa. Cọc có đờng kính D = 40x40 cm. Chiều dài cọc L = 20m. - Trụ gồm 6 trụ đặc thân hẹp BTCT đặt trên móng cọc đóng bằng BTCT có fc = 28 Mpa, cọc có đờng kính D = 40x40cm. Chiều dài cọc L = 20m. 1.4. Vật liệu sử dụng. a. Bê tông - Phần bê tông dầm + Tỷ trong của bê tông c =2500 kg/m3 = 25 kN/m 3 . -NHểM 05 - 10 -Lớp cầu đờng bộ b k51- [...]... mm2 - Cèt thÐp thêng + Giíi h¹n ch¶y fpy = 420 Mpa + M« dun ®µn håi Es = 2.105 Mpa 1.5 C¸c hƯ sè tÝnh to¸n a HƯ sè t¶i träng: (hƯ sè vỵt t¶i) ®ỵc ®a vµo trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n nh»m xÐt dÕn sù vỵt t¶i bÊt thêng cđa ho¹t t¶i +TÜnh t¶i giai ®o¹n I: γ 1 = 1.25 vµ 0.9 => lÊy γ 1 = 1.25 + TÜnh t¶i giai ®o¹n II: γ 2 = 1,5 vµ 0,65 => lÊy γ 2 = 1,5 + Ho¹t t¶i HL93 vµ ®oµn ngêi: Khi tÝnh to¸n theo TTGH cêng... MƠN CẦU HẦM mỈt c¾t ®Çu dÇm mỈt c¾t gi÷a nhÞp 800 600 100 100 200 200 800 600 300 1650 1650 1450 600 900 200 250 200 200 600 600 1.4.6.X¸c ®ÞnhbỊ réng b¶n c¸nh cã hiƯu Xác định bề rộng tính tốn của bản bêtơng bs b2 b2 b2 Hb b1 s de a.X¸c ®Þnh b1 :LÊy gi¸ trÞ nhá nhÊt trong c¸c gi¸ trÞ sau: 1 1 LTT = * 2740 = 342.5cm 8 8 = MIN 1 1 bc = x80 = 20cm 4 6t + max 4 = 6 * 20 + 20 = 140cm ... THIẾT KẾ MƠN HỌC CẦU BTCT - BỘ MƠN CẦU HẦM 1.6.2 TÝnh hƯ sè ph©n bè ngang ®èi víi dÇm trong g= 2 2 = = 0.4 n 5 Với n: là sè dÇm chđ, nd =6 dÇm 1.6.3 TÝnh hƯ sè ph©n bè ngang ®èi víi t¶i träng HL_93 a Tính tham sè ®é cøng däc - C«ng thøc tÝnh E 2 K g = n(I + Aeg ) với n = B ES Trong đó: EB: ES: I: A: eg : Mơđun ®µn håi cđa vËt liƯu cho tao dÇm (MPa) Mơđun ®µn håi cđa vËt liƯu cho tao b¶n(MPa) Mơmen... mođun đµn hồi bản ndc 1.15 MMQT của mặt cắt dầm It 21472697000 mm4 Diện tÝch mặt cắt ngang dầm At 620000 mm2 KC từ trọng t©m dầm hép đến trọng t©m bản eg 906 mm Tham số độ cứng dọc Kg 832192080000 mm4 b Tính hƯ sè ph©n bè ngang tÝnh cho moomen: - §iỊu kiƯn ¸p dơng c«ng thức : +1100 . do tự trùng của cốt thép DƯL (5.9.5.4.4) 139 4.9. Xác định ứng suất trong dầm B tông do DƯL gây ra 140 4.9.1.Giả thiết tính toán 140 4.9.2. Tính ứng suất trong b tông do DƯL gây ra 140 a. Công. đờng kính D = 40x40cm. Chiều dài cọc L = 20m. 1.4. Vật liệu sử dụng. a. Bê tông - Phần bê tông dầm + Tỷ trong của bê tông c =2500 kg/m3 = 25 kN/m 3 . -NHểM 05 - 10 -Lớp cầu đờng bộ b k51- . toán 2 (Kiểm toán ứng suất b tông thớ trên trong giai đoạn khai thác) 144 a. Nguyên tắc kiểm toán 144 b. Nội dung kiểm toán 145 4.10.4. Kiểm toán 3 (Kiểm toán ứng suất b tông thớ trên trong giai