ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU THÉP VÕ BÁ NGUYÊN K2009 ĐẠI HỌC GTVT TP.HCM

Sơ đồ tính toán: Hình 2.1: Sơ đồ tải trọng tác dụng lên thanh lan can  Thanh lan can được xem như dầm liên tục, để đơn giản trong tính toán ta đưavề sơ đồ dầm giản đơn để tính rồi sau

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM KHOA CÔNG TRÌNH

(1.8 2.5)

tc

B n S

GIỚI THIỆU CHUNG

1 Các số liệu thiết kế:

- Loại dầm thép liên hợp có tiết diện chữ I

- Chiều dài toàn dầm (L) : 30 m

- Chiều dài nhịp tính toán : Ltt = 30 - 2x0.3 = 29.4 m

- Bề rộng phần xe chạy (B) : 10 m

- Bề rộng lề bộ hành (K) : 2x0.9 m

- Tải trọng thiết kế : 0,65HL93

2 Thiết kế mặt cắt ngang cầu:

2.1 Khoảng cách giữa 2 dầm chính:

Chiều rộng tồn cầu: B tc = B + 2K + 2a = 10 + 2*0.9 + 2*0.25= 12.3m

Số dầm chủ; S: khoảng cách tim giữa 2 dầm chủ, S h : Chiều dài cánh hẫng.

Theo kinh nghiệm: S 2Sh

=> B tc =(n –1)*S+2.S h =n *S =>

 Chọn n = 6 => S = 2100 mm

12300

( 1)2

(6 1) 2100

9002

tc hc

b Kích thước cánh trên:

- Bề rộng cánh trên : b c = (250÷300)mm

=> Chọn b c =300mm

- Bề dày cánh trên : t c = (18÷30)mm

=> Chọn t c =20mm

c Kích thước cánh dưới:

- Bề rộng cánh trên: b f  bc => Chọn b f =400mm

- Bề rộng cánh dưới: b’ f  bf +100 =>

Bề dày sườn (12÷16)mm Chọn tw 15mm.

e Kích thước bản bêtông

Bản làm bằng bê tông có: f C' 30 MPa

Bề dày bản bê tông: t s 200mm

Chiều cao đoạn vút bêtông: t h 100mm

Góc nghiêng phần vút:

2.3 Kích thước sườn tăng cường:

- Số dầm chính : 6 dầm

- Khoảng cách 2 dầm : 2.1 m

- Số sườn tăng cường đứng (một dầm): 50

- Khoảng cách các sường tăng cường: 1.5 m

- Số liên kết ngang: 11 (2 dầm ngang ở đầu dầm, 9 Liên kết ngang)

- Khoảng cách 2 liên kết ngang: 3 m

- Khoảng cách 2 trụ lan can: 2m

3 Phương pháp thiết kế:

- Bản mặt cầu tính theo bản hẫng và làm việc theo phương ngang cầu

- Dầm chính: Tính như dầm giản đơn Tiết diện dầm thép liên hợp, khoảngcách - giữa các dầm 2m

- Kiểm toán

4 Vật liệu dùng trong thi công

- Thanh và cột lan can (phần thép):

s 7.85 10 N / mm

  

- Dầm chính, sườn tăng cường, liên kết ngang

Thép tấm M270M cấp 345:Fy 345 MPa; 5 3

s 7.85 10 N / mm

  Thép góc: L 100 x 100 x 10:Fy 240 MPa ; 5 3

s 7.85 10 N / mm

  

0

45

CHƯƠNG II

LAN CAN – LỀ BỘ HÀNH

2.1 TÍNH TOÁN LAN CAN:

2.1.1 Thanh lan can:

Chọn thanh lan can thép ống đường kính ngoài D =100 mm và đường kínhtrong d = 92 mm

 Khoảng cách giữa các trụ lan can là: L = 2000 mm

 Khối lượng riêng thép lan can: 5 3

s 7.85 10 N / mm

  

 Thép Cacbon số hiệu CT3: f = 240 MPay

Vì các trụ và thanh lan can giống nhau và tải trọng tác dụng như nhau nên ta chỉcần tính toán và kiểm toán cho nhịp 2000mm

Tải trọng tác dụng lên Lan can:

a Sơ đồ tính toán:

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

 Thanh lan can được xem như dầm liên tục, để đơn giản trong tính toán ta đưavề sơ đồ dầm giản đơn để tính rồi sau đó điều chỉnh bằng các hệ số

b Tải trọng tính toán:

* Theo phương thẳng đứng (y):

+ Tĩnh tải gồm trọng lượng bản thân thanh lan can.

+ Hoạt tải thiết kế gồm:

- Lực tập trung P = 890 N theo 2 phương

- Tải trọng phân bố đều trên chiều dài thanh lan can: W = 0.37 N/mm

* Theo phương ngang (x):

+ Hoạt tải:

+ Tĩnh tải:

- Lực tập trung : P = 890 N

- Tải trọng phân bố: W = 0.37 N/mm

2.1.2 Cột lan can:

Ta tính toán với cột lan can ở giữa, với sơ đồ tải trọng tác dụng vào cột lan

Hình 2.2 Sơ đồ tải trọng tác dụng vào cột lan can

Để đơn giản tính toán ta chỉ kiểm tra khả năng chịu lực của lực xô ngangvào cột và kiểm tra độ mảnh, bỏ qua lực thẳng đứng và trọng lượng bản thân

2.2 LỀ BỘ HÀNH:

2.2.1 Tải trọng tác dụng lên lề bộ hành gồm:

* Ta xét trên 1000 mm dài (Theo phương dọc cầu)

* Chiều dày bản hb = 100 mm

* Bề rộng lề bộ hành lb = 1500 mm

- Hoạt tải người: PL = 0.003 x 100 = 3N/mm

- Tĩnh tải: DC = 1000 x 100 x 0.25 x 10-4 = 2.5 N/mm

Hình 2.3 Sơ đồ tính nội lực lề bộ hành

Phương lực tác dụng Lực tác dụng (KN) Chiều dài lực tác dụng(mm)

Phương mằm ngang Ft = 240 Lt = 1070

Phương thẳng đứng FV = 80 LV = 5500

- Khi tính lực va vào bó vỉa là xét vào trạng thái giới hạn đặt biệt

- Trong các cầu thông thường thì lực Fv, FL không gây nguy hiểm cho bó vỉanên việc tính toán ở đây chỉ xét lực phân bố FT trên chiều dài LT.

F T T

- Tính sức kháng của bó vỉa

- Sức kháng của bêtông được xác định theo phương pháp đường chảy

+ Biểu thức kiểm toán cường độ của lan can có dạng: RW Ft

M : sức kháng của dầm đỉnh

H : chiều cao tường

c

L : chiều dài đường chảy

t

L : chiều dài phân bố của lực theo phương dọc cầu

Ft : lực xô ngang quy định ở bảng 2.1

2.3.1 Xác định Mc: (Tính trên 1000 mm dài)

- Tiết diện tính toán b x h = 1000 mm x 100 mm và bố trí cốât thép (Hình 2.8)

Hình 2.4 Tiết diện và bố trí cốt thép bó vỉa theo phương đứng

- Cốt thép dùng 14@200 mm, 1000 mm dài có 5 thanh

- Tính toán với bài toán cốt đơn, tính cốt thép cho 1 bên rồi bên còn lại bố trítương tự

- Diện tích cốt thép As:

2 s

A f 769.3 280

0.85 28 10000.85 f b

- Khoảng cách từ thớ chịu nén đến trục trung hoà:

- M HW : Là sức kháng mômen trên toàn chiều cao tường đối với trục đứng:

- Tiết diện tính toán b x h = 300 mm x 200 mm và bố trí cốt thép (Hình 2.9)

Hình 2.5 Tiết diện và bố trí cốt thép theo phương ngang cầu

- Cốt thép dùng 214mm

- Tính toán với bài toán cốt đơn, tính cốt thép cho1 bên rồi bên còn lại bố trítương tự

- Diện tích cốt thép As:

2 s

A f 307.72 280

0.85 28 3000.85 f b

- Khoảng cách từ thớ chịu nén đến trục trung hoà:

Vậy thoả mãn điều kiện cốt thép nhỏ nhất.

2.3.3 Chiều dài đường chảy (L )c

Chiều cao bó vỉa: H=300 mm, vì không bố trí dầm đỉnh nên Mb 0

* Với trường hợp xe va vào giữa tường:

- Chiều dài đường chảy:

393860.55 N

 F 240000 N Rt   W 393860.55N => Đảm bảo khả năng chịu lực va xô

* Với trường hợp xe va vào đầu tường:

CHƯƠNG III

THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU

 Mặt cầu là bộ phận trực tiếp chịu tải trọng giao thông và chủ yếu quyết địnhchất lượng khai thác của cầu vì vậy mặt cầu cần bằng phẳng, đủ độ nhám, đảmbảo thoát nước, khai thác thuận tiện, ít hư hỏng nhất và an toàn tối đa cho cácphương tiện tham gia giao thông

3.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN:

- Khoảng cách giữa 2 dầm chính là: L2 = 2100 mm

- Chiều dày bản bêtông: t s 200mm

- Bản mặt cầu làm việc theo một phương

Cấu tạo bản mặt cầu:

 Độ dốc ngang cầu: 1.5 %

LỚP MUI LUYỆN DÀY TRUNG BÌNH 35MM LỚP PHÒNG NƯỚC DÀY 5MM

LỚP BTN NÓNG DÀY 50MM

BẢN BTCT DÀY 200MM LỚP BTXM BẢO VỆ DÀY 40MM

3.2 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU

- Bản mặt cầu sẽ được tính toán theo 2 sơ đồ: Bản Congsol và bản loạidầm

Hình 3.1 Sơ đồ tính bản mặt cầu

3.3 TÍNH NỘI LỰC CHO BẢN CONGSOL (bản hẫng)

Hình 3.2 Sơ đồ tính cho bản congxon

3.3.1 Tải trọng tác dụng lên bản Congsol:

3.3.1.1 Tĩnh tải:

Xét tĩnh tải tác dụng lên dải bản rộng 1000 mm theo phương dọc cầu:

Hình 3.3 Tĩnh tải tác dụng lên bản congxon

- Trọng lượng bản thân: 

       5

DC b h 1000 200 2.5 10 5 N / mm

- Trọng lượng lớp phủ mặt cầu:

 Trọng lượng lan can, lề bộ hành:

+ Trọng lượng tường bêtông:

5

P 1000 b h 1000 250 650 2.5 10 4062.5 N

Trong đó:

b1 = 250 mm: bề rộng của lan can phần bê tông

h1 = 650 mm: chiều cao của lan can phần bê tông

- Trọng lượng lề bộ hành người đi: (tải này được chia đôi bó vỉa nhận mộtnửa và lan can phần bê tông chịu một nửa)

- Trên toàn chiều dài cầu có 15 nhịp:

 Trọng lượng toàn bộ thanh lan can:

      

P ' 15 2 P ' 15 2 190 5700 N3 3

- Trọng lượng cột lan can: Một cột lan can được tạo bởi 3 tấm thép

T ; T ; T và 2 ống thép liên kết Ф 90 dày 4mm, dài 120 mm (Hình 3.3)

* Trọng lượng tấm thép T 1:122.46 N

* Trọng lượng tấm thép T 2: 51.92 N

* Trọng lượng tấm thép T 3: 19.39 N

* Trọng lượng ống thép Ф90: 2.04 N+ Trọng lượng một cột lan can:

Hình 3.4 Chi tiết cột lan can

Khoảng cách giữa hai cột lan can 2000mm, trên chiều dài nhịp 30m có 16 cột.+ Trọng lượng toàn bộ cột lan can:



3 PL

CHƯƠNG IV

DẦM CHÍNH

4.1 KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA DẦM CHÍNH:

4.1.1 Phần dầm thép:

- Số hiệu thép dầm: M270M cấp 345 (A709M cấp 345 – ASTM) Thép hợpkim thấp cường độ cao (Hình 4.1)

- Chiều rộng cánh trên: bc 300 mm

- Bề dày cánh trên: tc 20 mm

- Chiều cao dầm thép: d 1280 mm

- Chiều cao sườn dầm: D 1220 mm

- Chiều dày sườn: tw 15 mm

- Chiều rộng cánh dưới dầm: bf 400 mm

- Bề dày cánh đưới dầm: tf 20 mm

- Chiều rộng bản phủ: '

4.1.2 Phần bản bê tông cốt thép:

- Bản làm bằng bê tông có: '

38 92 50 180

50 92 38 180

Hình 4.2: Kích thước sườn tăng cường

- Sườn tăng cường:

+ Sườn tăng cường giữa: kích thước như Hình 4.2:

Một dầm có: 16 x 2 = 32 sườn tăng cường giữa

Khoảng cách các sườn: do = 1500 mm

Khối lượng một STC: gs1 289.73 N

+ Sườn tăng cường gối: kích thước như hình vẽ

Một dầm có: 6 x 2 = 12 sườn tăng cường gối

Khoảng cách các sườn: 150 mm

Khối lượng một sườn: gs1 401.3 N

- Liên kết ngang:

+ Khoảng cách giữa các liên kết ngang 3000 mm

+ Dùng thép L102 x 76 x 12.7 (cho cả thanh xiên và thanh ngang)

+ Trọng lượng mỗi mét dài: glk 164 N

Thanh ngang dài: 1624 mm

Thanh xiên dài: 1020mm

+ Mỗi liên kết ngang có: 2 x 2 = 4 thanh liên kết ngang 2 x 2 = 4 thanh liênkết xiên

+ Mỗi dầm có 9 liên kết ngang, 2 Dầm ngang

4.2 XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN DẦM:

4.2.1 Xác định đặc trưng hình học của tiết diện dầm giai đoạn 1:

(Tiết diện dầm thép)

4.2.1.1 Diện tích mặt cắt ngang phần dầm thép:

4.2.1.2 Xác định mômen quán tính của tiết diện đối với trục trung hòa:

+ Chọn trụcX – X’ đi qua mép trên của tiết diện như hình vẽ:

Hình 4.3: Chọn trục trung hòa cho dầm thép

+ Môđun tĩnh của dầm thép đối với trục X - X’:

10368314018.91 12790671.65mm8

3

10368314018.91 22089130.35mm4

+ Trong tiết diện dầm liên hợp thép -BTCT có hai loại vật liệu chính:

- Thép: Thép dầm chủ + Cốt thép dọc trong bản mặt cầu

- Bê tông: Bản bê tông mặt cầu

Hai loại vật liệu này có môđun đàn hồi khác nhau, Khi dầm biến dạng, dokhác modul đàn hồi nên ứng suất khác nhau Khi tính phải quy đổi bê tông về théplàm dầm, dùng hệ số quy đổi n

Ở đây bản làm bằng bê tông có '

c

f 30 MPa Theo điều 6.10.3.1.1.b-22TCN272-05 ta có giá trị tỉ số môđun đàn hồi n = 8

4.2.2.1 Xác định bề rộng có hiệu của bản cánh đối với dầm giữa (bi ):

- Chiều rộng của bản bê tông tham gia làm việc với dầm thép Theo điều4.6.2.6.1 - 22TCN 272-05 qui định:

- Đối với dầm giữa: Bề rộng bản cánh hữu hiệu là trị số nhỏ nhất của:

4.2.2.2 Tiết diện liên hợp ngắn hạn (ST):

* Xác định mặt cắt ngang dầm:

- Diện tích mặt cắt ngang dầm liên hợp ngắn hạn:

c' TTH1

* Xác định vị trí trục trung hòa:

+ Mômen tĩnh của diện tích tiết diện liên hợp lấy đối với trục TH1:

+ Khoảng cách từ trục trung hoà đến các mép dầm :

- Mép trên dầm thép: YSTs,t YNCs,t  c810.6 591.83 218.7  8mm

- Mép dưới dầm thép: YSTs,b YNCs,b c469.4 591.83 1061.  23mm

- Mép dưới bản bêtông: YSTc,b YSTs,t 218.77 mm

- Mép trên bản bêtông: YSTc,t  H YSTs,b 1580 1061.23 518.79 mm. 

Hình 4.4: Tiết diện liên hợp ngắn hạn.

- Mômen quán tính của tiết diện liên hợp I ST:

35648390876.08 162936259.41 mm218.787

IS

ST

35648390876.08 33592127.42 mm1061

4.2.2.3 Tiết diện liên hợp dài hạn (LT):

* Xác định diện tích mặt cắt ngang dầm:

- Diện tích mặt cắt ngang dầm liên hợp dài hạn:

8

)tnA

* Xác định vị trí trục trung hòa:

+ Mômen tĩnh của diện tích tiết diện liên hợp lấy đối với trục TH1:

KcA+ Khoảng cách từ trục trung hoà đến các mép dầm :

- Mép trên dầm thép: YLTs,t YNCs,t  c810.6 354.11 456.4  9 mm

c' TTH1

TTH2 c

- Mép dưới dầm thép: YLTs,b YNCs,b c469.4 354.11 823.5  1mm

- Mép dưới bản bêtông: YLTc,b YLTs,t 456.49 mm

- Mép trên bản bêtông:

Hình 4.5: Tiết diện liên hợp dài hạn.

- Mômen kháng uốn đối với mép trên và mép dưới tiết diện dầm thép:

IS

y

4.2.3.1 Xác định chiều rộng có hiệu của bản cánh (b e):

- Chiều rộng của bản bê tông tham gia làm việc với dầm thép Theo điều4.6.2.6.1 22TCN 272-05 qui định:

- Đối với dầm giữa: Bề rộng bản cánh hữu hiệu là trị số nhỏ nhất của:

tt

hang

6 t M ax(t / 2,b / 4)

6 200 Max(15 / 2;300 / 4)b

4.2.3.2 Tiết diện liên hợp ngắn hạn (ST):

* Xác định mặt cắt ngang dầm:

- Diện tích phần dầm thép:

- Xác định mômen quán tính của tiết diện liên hợp đối với trục trung hòa của nó:

* Xác định vị trí trục trung hòa:

+ Mômen tĩnh của diện tích tiết diện liên hợp lấy đối với trục TH1:

c' TTH1

TTH2 c

Hình 4.4: Tiết diện liên hợp ngắn hạn.

+ Khoảng cách từ trục trung hoà đến các mép dầm :

- Mép trên dầm thép: YSTs,t YNCs,t  c810.6 574.38 236.2  2 mm

- Mép dưới dầm thép: YSTs,b YNCs,b c469.4 574.38 1043.  77mm

- Mép dưới bản bêtông: YSTc,b YSTs,t 236.22 mm

- Mép trên bản bêtông: YSTc,t H Y STs,b 1580 1043.77 536.23 mm. 

- Mômen quán tính của tiết diện liên hợp I ST:

4.2.3.3 Tiết diện liên hợp dài hạn (LT):

* Xác định diện tích mặt cắt ngang dầm:

- Diện tích mặt cắt ngang dầm liên hợp dài hạn:

* Xác định vị trí trục trung hòa:

+ Mômen tĩnh của diện tích tiết diện liên hợp lấy đối với trục TH1:

+ Khoảng cách từ trục TH1 đến TH2:   TH1  

d

21519466.57 337.12mm.63833.95

KcA+ Khoảng cách từ trục trung hoà đến các mép dầm :

- Mép trên dầm thép: YLTs,t YNCs,t  c810.6 337.12 473.4  98mm

c' TTH1

TTH2 c

- Mép dưới dầm thép: YLTs,b YNCs,b c469.4 337.12 806.5  02mm

- Mép dưới bản bêtông: YLTc,b YLTs,t 473.498 mm

- Mép trên bản bêtông:

16

18 673.5 24706975223.09mm

4

Hình 4.5: Tiết diện liên hợp dài hạn.

- Mômen kháng uốn đối với mép trên và mép dưới tiết diện dầm thép:

24706975223.09 52179647.55 mm473.49

LT

24706975223.09 30634747.2 mm806.502

IS

Bảng 4.1: Tổng hợp các đặc trưng hình học của dầm chủ

DẦM GIỮA (DẦM TRONG)

ĐẶC TRƯNG

Tiết diện dầm thép

Tiết diện Dầm liên hợp

Tiết diện Dầm liên hợp

Giai đoạn 1 Ngắn hạn – GĐ 2 Dài hạn – GĐ3

Diện tích tiết diện (mm 2) 423000 103819.2 65485.87Mômen kháng uốn thớ

trên dầm thép (mm 3) 12790681.65 162936259.41 55730676.62Mômen kháng uốn thớ

dưới dầm thép (mm 3) 22089130.35 33592127.42 30894749.87Mômen kháng uốn tại

mép trên bản bê tông (

3

549718747.38 807124949.07

Mômen kháng uốn tại

mép dưới bản bê tông (

dầm thép Dầm liên hợp Dầm liên hợp

Giai đoạn 1 Ngắn hạn – GĐ 2 Dài hạn – GĐ3

Diện tích tiết diện (mm 2) 42300.00 99667.28 63833.95 Mômen kháng uốn thớ

trên dầm thép (mm 3) 12790681.65 147639687.09 52179647.55 Mômen kháng uốn thớ

dưới dầm thép (mm 3) 22089130.35 33414914.02 30634747.20 Mômen kháng uốn tại

mép trên bản bê tông (

3

520331640.59 766604649.84

Mômen kháng uốn tại

mép dưới bản bê tông (

4.3.1.1 Theo phương pháp dầm đơn (22TCN 272-05)

* Hệ số phân bố cho mômen:

a Khi xếp 1 làn xe trên cầu:

Kiểm tra phạm vi áp dụng: (Bảng 4.6.2.2.2a-1)

1100 < S=2100 < 49000 : Khoảng cách 2 dầm chính.

110 < t s =200 < 300 : Bề dày bản bêtông.

6000<L tt =29400<73000 : Chiều dài nhịp tính toán.

N b = 6> 4 : Số dầm dọc chính.

(Thỏa mãn điều kiện áp dụng công thức trên)

0.4

g SI

+ L tt: Chiều dài tính toán của kết cấu nhịp

+ t s: Chiều dày bản bê tông mật cầu

+ Kg: Tham số độ cứng dọc Xác định theo 22TCN-272-05 4.6.2.2.1

 2

K  n I A eVới: + n: Tỷ số giữa mô đun dàn hồi của vật liệu dầm (EB) và mô đun đàn hồivật liệu bản mặït cầu (ED)

* Bản mặt cầu làm bằng bê tông cóf 'c30 MPa, mô đun đàn hồi được xácđịnh theo công thức:

INC : Mômen quán tính của tiết diện phần dầm cơ bản

As : Diện tích của tiết diện phần dầm cơ bản

0.6

g MI

g : Hế số phân bố mômen cho dầm trong trường hợp xếp nhiều làn xe trên cầu

* Xác định hệ số phân bố cho lực cắt:

Kiểm tra phạm vi áp dụng: (Bảng 4.6.2.2.2a-1)

1100 < S=2100 < 49000 : Khoảng cách 2 dầm chính.

110 < t s =200 < 300 : Bề dày bản bêtông.

6000<L tt =29400<73000 : Chiều dài nhịp tính toán.

N b = 6 > 4 : Số dầm dọc chính.

(Thỏa mãn điều kiện áp dụng công thức trên)

a Khi xếp 1 làn xe trên cầu:

SI luccat

+ gSI

lựccắt: Hệ số phân bố lực cắt cho dầm trong trường hợp xếp 1 làn xe trên cầu

b Khi xếp nhiều làn xe trên cầu:

3600 10700 3600 10700 + gMI

lựccắt: Hệ số phân bố lực cắt cho dầm trong trường hợp xếp >1 làn xe trên cầu

4.3.1.2 Tính theo phương pháp đòn bẩy:

- Tính các tung độ đường ảnh hưởng

+ Với tĩnh tải lan can tay vịn và lề bộ hành (DC3)

Tĩnh tải lan can tay vịn và lề bộ hành được qui về 2 lực DC31 và DC32 như hình vẽ

 Với tĩnh tải DC31 xem như dầm biên chịu hồn tồn

4.3.1.3 Tính theo phương pháp nén lệch tâm: Xem mục b -4.5.3

Điều kiện sử dụng của phương pháp này là:

tt

3 4 tt

B

0 5 L 12,8.S I

- B: Bề rộng hệ dầm (khoảng cách tim hai dầm biên) B= 10500mm

- Ltt: Chiều dài tính toán dầm chính Ltt= 29400mm

- S : Khoảng cách giữa hai dầm chủ S= 2100mm

- I : Momen quán tính dầm chủ I = 10368314018.91mm4

- I’: Độ cứng của kết cấu ngang trên 1m dài kết cấu nhịp:

900 2100

2100 2100

Số thứ tự dầm được đánh dấu như hình, ta có tung độ Đ.a.h của dầm số 2 tại

vị trí dầm số 1 và 1’ là :

+ y 1 là tung độ Đ.a.h của dầm số 2 tại vị trí dầm biên số 1

+ y 1 ' là tung độ Đ.a.h của dầm số 2 tại vị trí dầm biên số 1’

+ a ilà khoảng cách từ các dầm thứ i với dầm thứ i’

Như vậy ta có Đ.a.h của dầm số 2 như hình vẽ sau:

Hình 4.6: Sơ đồ tính theo phương pháp nén lệch tâm cho dầm giữa

- Tính các tung độ đường ảnh hưởng như trên:

- Tính hệ số phân bố ngang

 Với hoạt tải người đi:

 Với tĩnh tải lan can tay vịn và lề bộ hành (DC3)

Tỉnh tải lan can tay vịn và lề bộ hành được qui về 2 lực DC31 và DC32 như hình vẽ

 Với tĩnh tải DC31 gIDC31 0.429 0.1 0.329 

 Với tĩnh tải DC32 2

I DC3

g 0.386 0.049 0.337 

4.3.2 Tính cho dầm biên:

* Hệ số phân bố cho mômen:

Ta có: de = -250mm > -300 mm => Có thể tính HSPB theo PP đòn bẩy hoặc PPnén lệch tâm

4.3.2.1 Phương pháp đòn bẩy:

Hình 4.7: Phương pháp đòn bẩy (chất tải xe 2 trục và xe 3 trục)

a Khi xếp 1 làn xe trên cầu: m = 1.2

Xét cho xe tải thiết kế và xe 2 trục thiết kế:

* Xét cho tải trọng làn:

Hình 4.8: Chất tải trọng làn và người bộ hành lên bản mặt cầu.

Vì xếp 1 làn nên m = 1.2: => m.gMEMomen Lan 1.2 0.623 0.98 

* Xét cho tải trọng người đi bộ: Chỉ xét cho LBH lên 1 lề bên trái để gây bất lợi nhất cho

dầm biên: MEMomen PL   i   

1

2 => m.gMEMomen PL 1.215

b Khi xếp 2 làn xe trên cầu: m = 1

Áp dụng công thức ở bảng 4.6.2.2.2c TC 22TCN 272-05

Ở đây ta có e = 0.67 <1 Vậy chọn e = 1

Với: de: Khoảng cách giữa tim bụng (Bản ngoài nếu dầm có 2 sườn đứng)dầm biên và mép trong của bó vỉa hoặc rào chắn giao thông (4.6.2.2.1) Lấygiá trị dương nếu bụng dầm biên name phía trong mặt trong gờ chắn bánh(Bụng dầm biên nằm dưới phần mặt đường xe chạy) và âm nếu ngược lại(4.6.2.2.2c) Với cấu tạo như trên ta có de 250

4.3.2.2 Hệ số phân bố cho lực cắt:

a Khi xét 1 làn xe trên mặt cầu: Tính theo nguyên tắc đòn bẩy

Như kết quả đã tính ở mục trên ta có:

* Với tĩnh tải lan can tay vịn và lề bộ hành (DC3)

 Tỉnh tải lan can tay vịn và lề bộ hành được qui về 2 lực DC31 và DC32

như hình vẽ

 Với tĩnh tải DC31 1

I DC3

g 1.55

 Với tĩnh tải DC32 2

I DC3

XE TẢI THIẾT KẾ

Si LL

m.g

DẦM BIÊN Mômen

SE momen

Lực cắt SI

Luccat

4.4 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC DO HOẠT TẢI TẠI CÁC MẶT CẮT:

Kiểm tra dầm chủ tại các mặt cắt sau:

- Tại mặt cắt gối (I-I): cách gối một khoảng L1 = 0:

- Tại mặt cắt ¼ dầm (II-II): cách gối một khoảng: L = 7350 mm1

- Tại mặt cắt mối nối (III-III): cách gối một khoảng: L = 9400 mm2

- Tại mặt cắt liên kết ngang gần mặt cắt giữa nhịp (IV-IV): cách gối mộtkhoảng: L = 11200 mm3

- Tại mặt cắt giữa dầm (V-V): cách gối một khoảng: L = 14700 mm4

4.4.1 Hoạt tải tác dụng lên cầu:

Hoạt tải tác dụng lên cầu gồm có: 0.65x HL93 + Tải người,

0.5xHL93 gồm có: + Tải xe 3 trục và tải trọng làn

+ Tải trọng xe 2 trục và tải trọng làn

- Tải trọng làn: q = 1 9.3 = 9.3 N/mm 

- Tải trọng người bộ hành: PL= 3 0.9 = 2.7 KN/m = 2.7 N/mm

4.4.1.1 Mặt cắt V-V:

Vì các mặt cắt điều tính theo phương pháp tương tự nhau nên ta chỉ cần tínhtoán chi tiết trên 1 mặt cắt đại diện sau đó lập bảng số liệu cho mặt cắt còn lại

a Vẽ đường ảnh hưởng M:

* Trường hợp xe 3 trục: M3trục 0.65 (P y 1 1 P y2 2 P y )3 3

Trong đó: + y1 = 5200; + y2 = 7350 ; + y3 = 5200

 M3trục 0.65 (35000 5200 145000 7350 145000 5200) 1301137500 mm      

Đah Mômen tại vị trí giữa nhịp.

* Trường hợp xe 3 trục mỏi gây ra: M3trục 0.5 (P y P y 1 1 2 2P y )3 3

Trong đó: + y1 = 5200 ; + y2 = 7350 ; + y3 = 2850

 M3trục 0.65 (35000 5200 145000 7350 145000 2850) 1079650000.mm      

* Trường hợp xe 2 trục: M2trục 0.65 (P y' P y' ) 1 1 2 2

Trong đó: + y’1 = 7350 ; + y’2 = 6750

b Vẽ đường ảnh hưởng V:

Đah lực cắt tại vị trí giữa nhịp.

* Trường hợp xe 3 trục: V3trục 0.65 (P y 1 1 P y2 2 P y )3 3

* Trường hợp xe 2 trục: V2trục 0.65 (P y' P y' ) 1 1 2 2

Trong đó: + y’1 = 0.5 ; + y’2 = 0.459

 V 0.65 (110000 0.5 110000 0.459) 68569N    

* Trường hợp tải trọng làn: 

4.4.1.2 Mặt cắt IV- IV: (Cách gối một khoảng L3=11200mm)

a Vẽ đường ảnh hưởng M:

b Vẽ đường ảnh hưởng V:

4.4.1.3 Mặt cắt III- III: (Cách gối một khoảng L2= 9400mm)

a Vẽ đường ảnh hưởng M:

b Vẽ đường ảnh hưởng V:

4.4.1.4 Mặt cắt II- II: 1/4 Ltt (Cách gối một khoảng L2=7350mm)

a Vẽ đường ảnh hưởng M:

b Vẽ đường ảnh hưởng V:

4.4.1.5 Mặt cắt I- I:

a Vẽ đường ảnh hưởng M=0:

b Vẽ đường ảnh hưởng V:

MÔMEN DO CÁC HOẠT TẢI GÂY RA TẠI CÁC MẶT CẮT

MC I-I

Xe tảiTK

MC II-II

Xe tảiTK

y1 145000 5513

y2 145000 4438y3 35000 3363

Xe tảimỏi

y1 145000 3263

y2 145000 5513y3 35000 2288

y1 145000 6395

y2 145000 5020y3 35000 3645

Xe tảimỏi

y1 145000 3517

y2 145000 6395y3 35000 3469

y1 145000 5295

M3trục 1249717857y2 145000 6933

y3 35000 4271

Xe tảimỏi

y1 145000 3505

M3trục_mỏ

i 1080965476

y2 145000 6933y3 35000 4271

Xe 2 trục y'1 110000 6933

M2trục 958780952.4y'2 110000 6476

TT Làn  9.3 101920000 Mlàn 947856000

TT Người  2.7 101920000 Mngười 275184000

MC V-V

Xe tảiTK

y1 145000 5200

y2 145000 7350y3 35000 5200

Xe tảimỏi

y1 145000 2850

y2 145000 7350y3 35000 5200

Xe 2 trục y'1 110000 7350 M2trục 1008150000

y'2 110000 6750

y1 145000 1.00

y2 145000 0.85y3 35000 0.71

Xe tảimỏi

y1 145000 1.00

y2 145000 0.69y3 35000 0.55

y1 145000 0.75

y2 145000 0.60y3 35000 0.46

Xe tảimỏi

y1 145000 0.75

y2 145000 0.44y3 35000 0.30

Xe tải y1 145000 0.68 V3trục_mỏi 104526.5