ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC DẦM SUPER T CĂNG SAU

XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TẠI ĐẦU CỌC THEO PHƯƠNG NGANG CẦU CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN MỐ...Trang 97 A.. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TẠI ĐẦU CỌC THEO PHƯƠNG DỌC CẦU... XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TẠI ĐẦU CỌC THEO PHƯƠNG NGAN

PHẦN I NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên của em trong Đồ án này em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Đốc cùng tất cả quý thầy cô của Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải – Tp.HCM đã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành chương trình học.

Sau bốn năm học tập và hơn 3 tháng làm Đồ án tốt nghiệp, được sự tận tình giúp đỡ của Giáo viên hướng dẫn và sự nổ lực của bản thân em đã hoàn thành Đồ án tốt nghiệp này.

Em xin được gởi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Phạm Ngọc Sáng và các Thầy Cô trong Bộ môn Cầu Đường khoa Công trình đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành Thiết kế tốt nghiệp trong thời hạn được giao

Cuối cùng em xin cám ơn đến mọi người thân trong gia đình, bạn bè, đã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ Thiết kế tốt nghiệp.

Tuy nhiên, kiến thức thực tế còn nhiều hạn chế, chắc chắn rằng Đồ án tốt nghiệp này không tránh khỏi những sai sót, rất mong được sự góp ý, phê bình chỉ dẫn của Giáo viên hướng dẫn và Giáo viên đọc duyệt để em có thêm kinh nghiệm cho công tác sau này.

Em xin chân thành cám ơn !

TP.Hồ Chí Minh, ngày … tháng 02 năm 2011 Sinh viên: Võ Hồng Sơn

MỤC LỤC PHẦN 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG Trang 1

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

SỐ LIỆU THIẾT KẾ

PHẦN 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ Trang 7 CHƯƠNG 1:TÍNH TOÁN LAN CAN VÀ LỀ BỘ HÀNH Trang7 I CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC LAN CAN VÀ LỀ BỘ HÀNH

II TÍNH TOÁN THANH LAN CAN

III TÍNH TOÁN BĨ VĨA

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU Trang 11 I BỐ TRÍ CHUNG MẶT CẮT NGANG CẦU

II TÍNH TOÁN NỘI LỰC BẢN MẶT CẦU

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH Trang 20 I SỐ LIỆU THIẾT KẾ

II THIẾT KẾ CẤU TẠO

III TÍNH TOÁN ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA DẦM SUPER T

IV XÁC ĐINH HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG

V XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TẠI CÁC MẶT CẮT ĐẶC TRƯNG

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN II Trang 44 I KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA DẦM CHÍNH

II XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN

III XÁC ĐỊNH HỆ THỐNG PHÂN BỐ TẢI TRỌNG NGANG CẦU

IV TĨNH TẢI TÁC DỤNG

V NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN DẦM BIÊN

VI NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN DẦM GIỮA

VII KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ĐẶC CHẮC

VIII THIẾT KẾ LỰC CẮT

IX KIỂM TRA CÁC YÊU CẦU VỀ CẤU TẠO

X KÍCH THƯỚC VÀ YÊU CẦU CẤU TẠO

XI THIẾT KẾ SƯỜN TĂNG CƯỜNG ĐỨNG TRUNG GIAN

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ TRỤ Trang 79 A THIẾT KẾ TRỤ Trang 79 I SỐ LIỆU ĐẦU VÀO

II TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU

III HOẠT TẢI TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU

IV.THIẾT KẾ XÀ MU Õ B THIẾT KẾ MÓNG CỌC CHO TRỤ Trang 93 I TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU

II SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN

III TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC

IV XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TẠI ĐẦU CỌC THEO PHƯƠNG DỌC CẦU

V XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TẠI ĐẦU CỌC THEO PHƯƠNG NGANG CẦU CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN MỐ Trang 97 A THIẾT KẾ MỐ Trang 97 I.TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU

II HOẠT TẢI TÁC DỤNG LÊN MỐ

III.NỘI LỰC TẠI CÁC MẶT CẮT KHÁC

IV.THIẾT KẾ CỐT THÉP THÂN MỐ

V THIẾT KẾ CỐT THÉP BỆ CỌC

VI THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO CÁC MẶT CẮT KHÁC

B THIẾT KẾ MÓNG CỌC CHO MỐ Trang 108 I TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU

II SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN

III TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC

IV XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TẠI ĐẦU CỌC THEO PHƯƠNG DỌC CẦU

V XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TẠI ĐẦU CỌC THEO PHƯƠNG NGANG CẦU PHẦN 3: SO SÁNH HAI PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Trang 112 PHẦN 4: THIẾT KẾ KỸ THUẬT Trang 114 CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN LAN CAN VÀ LỀ BỘ HÀNH Trang 114 I CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC LAN CAN VÀ LỀ BỘ HÀNH

II TÍNH TOÁN THANH LAN CAN

III TÍNH TOÁN CỘT LAN CAN

IV TÍNH TOÁN BÓ VĨA

V TÍNH TOÁN LỀ BỘ HÀNH

CHƯƠNG2: TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU Trang 126 I BỐ TRÍ CHUNG MẶT CẮT NGANG CẦU

II TÍNH TOÁN NỘI LỰC BẢN MẶT CẦU

III TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO BẢN MẶT CẦU

CHƯƠNG3: TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH Trang 142 I SỐ LIỆU THIẾT KẾ

II THIẾT KẾ CẤU TẠO

III TÍNH TOÁN ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA DẦM SUPER T

IV XÁC ĐINH HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG

V XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TẠI CÁC MẶT CẮT ĐẶC TRƯNG

 TÍNH TOÁN CÁP DỰ ỨNG LỰC Trang 166 I TÍNH DIỆN TÍCH CỐT THÉP

II TÍNH TOÁN MẤT MÁT ỨNG SUẤT

 KIỂM TOÁN DẦM CHÍNH Trang 187 I TÍNH DUYỆT THEO MOMEN

II KIỂM TRA ĐỘ VỒNG, ĐỘ VÕNG CỦA DẦM

III TÍNH DUYỆT THEO CƯỜNG ĐỘ

IV TÍNH DUYỆT THEO LỰC CẮT

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TRỤ Trang 118

A THIẾT KẾ TRỤ Trang 118

I SỐ LIỆU ĐẦU VÀO

II TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU

III HOẠT TẢI TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU

IV THIẾT KẾ XÀ MŨ

V THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO TRỤ

B THIẾT KẾ MÓNG CỌC CHO TRỤ Trang 251 I TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU

II SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN

III TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC

IV XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TẠI ĐẦU CỌC THEO PHƯƠNG DỌC CẦU

V XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TẠI ĐẦU CỌC THEO PHƯƠNG NGANG CẦU VI TÍNH LÚN KHỐI MÓNG QUY ƯỚC

VII THIẾT KẾ CỐT THÉP CHỊU UỐN CHO CỌC KHOAN NHỒI

VIII THIẾT KẾ CỐT THÉP ĐÁY BỆ

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MỐ Trang 267 A THIẾT KẾ MỐ Trang 267 I TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU

II HOẠT TẢI TÁC DỤNG LÊN MỐ

III NỘI LỰC TẠI CÁC MẶT CẮT KHÁC

IV THIẾT KẾ CỐT THÉP THÂN MỐ

V THIẾT KẾ CỐT THÉP BỆ CỌC

VI THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO CÁC MẶT CẮT KHÁC

B THIẾT KẾ MÓNG CỌC CHO MỐ Trang 299 I TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU

II SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN

III TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC

IV XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TẠI ĐẦU CỌC THEO PHƯƠNG DỌC CẦU

V XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TẠI ĐẦU CỌC THEO PHƯƠNG NGANG CẦU VI TÍNH LÚN KHỐI MÓNG QUY ƯỚC

VII THIẾT KẾ CỐT THÉP CHỊU UỐN CHO CỌC KHOAN NHỒI

VIII THIẾT KẾ CỐT THÉP ĐÁY BỆ

PHẦN 5 : THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG Trang 315 I PHƯƠNG ÁN THI CÔNG CÁC BỘ PHẬN CẦU

II THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ

III LAO DẦM SUPER TEE

IV THI CÔNG DẦM NGANG

V THI CÔNG BẢN MẶT CẦU

VI THI CÔNG LỀ BỘ HÀNH

VII THIẾT KẾ VÁN KHUÔN THÂN TRỤ

SỐ LIỆU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPĐề tài : THIẾT KẾ CẦU BÊTÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC

DẦM SUPER TEE CĂNG SAU.

I QUI MÔ THIẾT KẾ

Cầu được thiết kế với quy mô vĩnh cửu

Tải trọng thiết kế : HL93, Người 300KG/m2

Cấp đường thiết kế: cấp IV

Cấp sông thiết kế: cấp V

Khổ thông thuyền

Chiều cao thông thuyền : 3.5 m

Bề rộng thông thuyền : 25 m

II ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT

Lỗ khoan địa chất khu vực xây dựng cho kết quả như sau:

+ Lớp 1: Lớp bùn sét lẫn bùn thực vật màu xám nâu, xám xanh, dày khoảng 0.2m ÷3.5 m Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu sau:

Dung trọng ướt w (g/cm3)=1.6

Hệ số rỗng e0=1.728

Giới hạn chảy WL (%) = 59.1

Giới hạn dẻo WP (%) = 30.7

Heä soá roãng e0=0.74

PHẦN 2 THIẾT KẾ SƠ BỘ

 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

1 Phương án I

- Quy mô công trình: Cầu vĩnh cửu BTCT dự ứng lực

- Dạng dầm: Super T dự ứng lực căng sau

- Tải trọng thiết kế: Đoàn xe tiêu chuẩn HL93, tải trọng làn, người đi bộ

- Khổ cầu: B = 3.5x3 +2x1.5 + 0.4 x2 = 14.3m (3 làn xe)

- Cầu gồm 6 nhịp BTCT DUL, mỗi nhịp dài 35.7m

- Khổ thông thuyền: B = 25m, H = 3.5m

- Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 272 – 05

- Mặt cắt ngang kết cấu nhịp gồm 6 dầm Super Tee, khoảng cách các dầm là 2.3m

- Chiều cao mỗi dầm là 1.7m Bản mặt cầu dầy 20cm

1/2MẶT CẮT NGANG CẦU PHƯƠNG ÁN I

- Mố cầu

Mố cầu là mố chữ U bằng bêtông cốt thép

Móng mố là móng cọc khoan nhồi đường kính cọc khoan là 1.2m, có 8 cọc

- Trụ cầu

Trụ cầu là trụ đặc bằng bêtông cốt thép, thân hẹp

Móng trụ là móng cọc khoan nhồi có đường kính cọc là 1.2m, 8 cọc

2 Phương án II

- Dạng dầm: dầm thép liên hợp bêtông cốt thép

- Chiều dài toàn dầm: 33.7m

- Tải trọng thiết kế: HL93, tải trọng làn, người đi bộ

- Sơ đồ kết cấu nhịp: 33.7+33.7+ 33.7+33.7+33.7+33.7

- Khổ cầu: B = 3.5×3 + 2×1.5 + 2×0.4 = 14.3 m

- Khổ thông thuyền: BxH = 25mx3.5m

- Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN 272 – 05

- Mặt cắt ngang kết cấu nhịp gồm 8 dầm thép liên hợp

- Chiều cao dầm thép: 1.6 m

- Bản mặt cầu dầy: 20 cm

- Liên kết ngang sử dụng là L100x100x10

- Mố cầu

Mố cầu là mố chữ U bằng bêtông cốt thép

Móng mố là móng cọc khoan nhồi đường kính cọc khoan là 1.2m, có 8 cọc

- Trụ cầu

Trụ cầu là trụ đặc bằng bêtông cốt thép, thân hẹp

Móng trụ là móng cọc khoan nhồi có đường kính cọc là 1.2m, 8 cọc

1/2 MẶT CẮT NGANG CẦU PHƯƠNG ÁN II

CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN LAN CAN VÀ LỀ BỘ HÀNH

I CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC LAN CAN & LỀ BỘ HÀNH

Bề rộng lan can: Lc = 400 mm

Bề rộng lề bộ hành: K = 1.5 m = 1500 mm

CỘT LAN CAN

THANH LAN CAN

II TÍNH TOÁN THANH LAN CAN

Điều kiện kiểm tra khả năng chịu lực của lan can:

n u

Trong đó:

 = 0,9 là hệ số sức kháng uốn ở TTGH cường độ

Mn = My là sức kháng danh định của vật liệu

My: momen chảy của thanh lan can

Mu: Momen lớn nhất do ngoại lực tác dụng

Tiết diện thanh lan can:

D = 110 mm

d = 100 mm

Cường độ chảy của thép thanh lan can:

Fy = 280 Mpa

III TÍNH TOÁN BÓ VỈA

Do cầu có lề bộ hành nên bó vỉa phải được thiết kế với tải trọng va đập của xe cộ, tảitrọng này phụ thuộc vào cấp lan can

Chọn cấp độ thiết kế L3 (được chấp nhận chung áp dụng cho hầu hết các đường có tốcđộ cao với hỗn hợp các xe tải và các xe nặng)

Ta tính toán lực va theo TTGH đặc biệt

Bó vỉa thiết kế phải thoả mãn điều kiện:

W t

R F (*)

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU

I BỐ TRÍ CHUNG MẶT CẮT NGANG CẦU

Chiều dài toàn dầm là 35.7m Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối là 0.35m Như vậychiều dài nhịp tính toán của nhịp cầu là 35m

LỚP MUI LUYỆN DÀY TRUNG B?NH 5.25mm

LỚP BÊTÔNG BẢO VỆ DÀY 40mm LỚP PHÒNG NƯỚC DÀY 5mm LỚP BÊTÔNG ATPHAN DÀY 70mm

1/2 MẶT CẮT NGANG GIƯ?A NH?P

200 CHI TIẾT 1

1/2 MẶT CẮT NGANG CẦU

Lớp phủ mặt cầu gồm có 4 lớp:

+ Lớp bêtông atfan dày: 70mm

+ Lớp phòng nước dày: 40mm

+ Lớp bêtông bảo vệ dày: 5mm

+ Lớp mui luyện dày trung bình: 52.5mm

Vậy bề dày lớp phủ là: 167.5 mm

Mặt xe chạy B1 = 10.5m

Dãy phân cách B2 = 0m

Lề người đi B3 = 1.5m

Lan can B4 = 0.4m

Tổng bề rộng cầu

B = B1+ 2 × (B2 + B3 + B4) = 10.5 + 2 × 0 +1.5 + 0.4 = 14.3m

* Kích thước sơ bộ dầm chủ

Chiều dày bản: hf = 200 mm

Chiều cao dầm chủ: H = 1700 mm

Khoảng cách các dầm chủ:S = 23000 mm

Phần hẫng: Sk = 1400 mm

Số lượng dầm chủ: n = 6 dầm

II TÍNH TOÁN NỘI LỰC BẢN MẶT CẦU

II.1 Tính phần bản congsol

Do có lề bộ hành nên bản hẫng chịu tác dụng của tĩnh tải và người bộ hành

II.1.1 Tĩnh tải tác dụng lên phần congsol

Các bộ phận kết cấu được tính theo 1m bề rộng bản (theo phương dọc cầu)

Hệ số vượt tải tĩnh:

Loại tải trọng hiệuKí Dạng tác dụng

Hệ số tải trọng p

Cường độ I dụngSửTrọng lượng bản thân DC1 Phân bố 1.25 1

Lan can & lề bộ hành DC2 Tập trung 1.25 1

* Do trọng lượng bản thân bản mặt cầu

Chiều dày bản tại đầu congsol: hf = 200 mm

II.1.2 Hoạt tải tác dụng lên phần congsol

Hoạt tải tác dụng lên bản congsol là tải trọng người bộ hành

Chiều rộng lề bộ hành:

B = 1.5 m = 1500 mm

Tải trọng người đi: 3 kN/m2

Lực tập trung của tải trọng người tác dụng lên bản congsol là:

3×1.5

2

II.1.3 Nội lực tại mặt cắt ngàm

Xét hệ số điều chỉnh tải trọng

    

Hệ số liên quan đến tính dẻo: D = 0.95

Hệ số liên quan đến tính dư: R = 0,95

Hệ số liên quan đến tầm quan trọng khai thác:i =1,05

= 0.95× 0.95×1.05 = 0.95

II.1.3.1 Momen tại mặt cắt ngàm ở TTGH cường độ I

Momen tại mặt cắt ngàm

L2: khoảng cách từ vị trí đặt tĩnh tải tập trung của lan can đến mặt cắt ngàm

Thực chất lực tập trung quy đổi của lan can không đặt ở mép bản mặt cầu nhưng đểđơn giản tính toán và thiên về an toàn ta coi đặt ở mép

L2 = 1400 mm = 1.4 m

L3: khoảng cách từ ngàm đến mép ngoài của lề bộ hành

L3 = 1000 mm = 1 m

2 -

L2: khoảng cách từ vị trí đặt tĩnh tải tập trung của lan can đến mặt cắt ngàm

Thực chất lực tập trung quy đổi của lan can không đặt ở mép bản mặt cầu nhưng đểđơn giản tính toán và thiên về an toàn ta coi đặt ở mép

II.2 Tính phần bản dầm kề phần bản congsol

Sơ đồ tính như hình vẽ:

DC bv +DC bh

DW

2300

II.2.1 Tĩnh tải tác dụng lên phần bản dầm kề phần bản congsol:

Phần bản dầm chịu tác dụng của tĩnh tải gồm:

+ Trọng lượng bản thân của bản mặt cầu:

DCbm = 4.8 kN/m

Chiều dài phân bố:

L1 = 2.17 m

+ Trọng lượng lớp phủ mặt cầu:

* Momen do tĩnh tải tác dụng ở TTGH cường độ I

γQ DCγDCLγDCLγPLL L γQ DW Lη

II.2.2 Hoạt tải tác dụng lên phần bản dầm kề phần bản congsol

Tải trọng thiết kế dùng cho bản mặt cầu và quy tắc xếp tải:

Áp dụng quy định của TCN 3.6.1.3.3 (22TCN 272-05)

Do nhịp bản S = 2.3 m < 4.6 m phải được thiết kế theo các bánh xe của trục 145 kN

Xe tải thiết kế hoặc xe 2 bánh thiết kế phải bố trí trên chiều ngang sao cho tim củabất kỳ tải trong bánh xe nào cũng không gần hơn (TCN 3.6.1.3.1):

+ 300 mm tính từ mép đá vỉa lan can: Khi thiết kế bản mút thừa

+ 600 mm tính từ mép làn thiết kế: khi thiết kế các bộ phận khác

Bề rộng dải tương đương TCN 4.6.2.1.3

+ Momen dương M+: SW+ = 660 + 0,55S = 660 + 0,55 x 2300 = 1925 mm

+ Momen dương M-: SW -= 1220 + 0,25S = 1220 + 0,25 2300 = 1795 mm

LL

500 678 PL

2300

Hoạt tải tác dụng gồm:

* Tải trọng người bộ hành

Theo TCN 3.6.1.5 lấy tải trọng người đi bộ: 3 kN/m2

Chiều rộng lề bộ hành:

B = 1.5 m = 1500 mm

Lực tập trung của tải trọng người tác dụng lên bản dầm là:

* Momen do hoạt tải tác dụng ở TTGH cường độ

_ Momen hoạt tải xe thiết kế

* Momen do hoạt tải tác dụng ở TTGH sử dụng

_ Momen hoạt tải xe thiết kế

LL+PL LL PL

S S S

M M +M = 0.0881732765625 + 0.5625

= 0.6506733kN.m

* Xét tính liên tục của bản mặt cầu

_ Momen ở TTGH cường độ I

LL+PL goi DCγDCLγDCLγPLL+DW U

II.3 Tính phần bản dầm giữa

II.3.1 Tĩnh tải tác dụng lên phần bản dầm giữa

Momen tại giữa nhịp ở TTGH cường độ I

2 LL

2

71.078 2.31.25

858.60712103 kN.m = 58607.12103 kN.mm





* Xét tính liên tục của bản mặt cầu

_ Momen ở TTGH cường độ I

LL goi DCγDCLγDCLγPLL+DW U

1.795-26.73866594 kN.m -26.73866594 kN.mm

Momen ở TTGH cường độ được dùng để thiết kế cốt thép

Momen ở TTGH sử dụng được dùng để kiểm tra nứt

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH

I SỐ LIỆU THIẾT KẾ

LỚP MUI LUYỆN DÀY TRUNG B?NH 5.25mm

LỚP BÊTÔNG BẢO VỆ DÀY 40mm LỚP PHÒNG NƯỚC DÀY 5mm LỚP BÊTÔNG ATPHAN DÀY 70mm

1/2 MẶT CẮT NGANG GIƯ?A NH?P

200 CHI TIẾT 1

1/2 MẶT CẮT NGANG CẦU

Chiều dài toàn dầm: L = 35.7 m

Khoảng cách đầu dầm đến tim gối: a = 0.35 m

Khẩu độ tính toán: Ltt = L – 2a = 35m

Tải trọng thiết kế: + HL93

+ Người đi: 3kPa

Dãy phân cách B2 = 0 m

Dạng kết cấu nhịp: Cầu dầm

Dạng mặt cắt: Super T

Vật liệu kết cấu: BTCT dự ứng lực

Công nghệ chế tạo: Căng sau

Cấp bêtông: fc’ = 50 Mpa

Tỉ trọng bêtông c = 2400 kG/m3

Loại cốt thép DƯL: tao thép 7 sợi xoắn đường kính: D = 15.2 mm

Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn fpu = 1860 MPa

Thép thường: fu = 620 MPa, fy = 420 MPa

Quy trình thiết kế: 22TCN 272 - 05

II THIẾT KẾ CẤU TẠO

I.1 Kích thước mặt cắt ngang cầu

Số lượng dầm chủ nb = 6 dầm

Khoảng cách giữa hai dầm chủ S = 2.3 m

Bố trí dầm ngang tại vị trí hai gối

Số lượng dầm ngang

b k

B - n -1 × S

2

Chiều dày của bản mặt cầu: hf = 20 cm

I.2 Thiết kế dầm chủ

Chiều cao dầm (cm): H=170 cm

H’ = 80 cmChiều cao cánh dầm: h1 = 10 cm

Chiều cao vút trên: h2 = 10 cm

Chiều cao bầu dầm dưới: h6 = 25 cm

Bề rộng vút trên: b8 = 10 cm

Chiều cao sườn h3 = 95 cm

Chiều cao vút dưới: h4 = 25 cm

h5 = 5 cmBề rộng bầu dầm dưới: b1 = 65cm

b1’ = 83 cm

b4 = 8cmBề rộng của sườn: b3 = 10 cm

Bề rộng bản cánh trên: b6 = 71 cm

b7 = 83 cm

b2 = 225 cm

Tỉ lệ vút sườn: 1/10

Chiều cao toàn dầm(cả bản mặt cầu):

f

h = H + h = 170 + 20 = 190 cm

Đoạn cắt khấc Lck : Lck = 80 cm

Đoạn dầm đặc L đặc: Lđ = 150 cm

MẶT CẮT DẦM TẠI GIỮA NHỊP

MẶT CẮT DẦM ĐẶC

710

MẶT CẮT KHẤC

I.3 Cấu tạo dầm ngang

Chiều cao dầm ngang Hdn = H’ = 70 cm

Bề dầy dầm ngang tdn = Lck = 80 cm

Chiều dài dầm ngang a’dn = 115 cm

and = 145 cmBề rộng vút trên avdn = b8 = 10 cm

Cao vút trên hvdn = h2 = 10 cm

III TÍNH TOÁN ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA DẦM SUPER T

Xét các mặt cắt đặc trưng gồm

+ Mặc cắt tại vị trí 0.72h (để kiểm tra lực cắt): x2 = 1.368 m

+ Mặt cắt tại vách ngăn (dầm xem như đặc) x4 = 11.67 m

III.1 Xét mặt cắt trên gối

Ta qui đổi thành mặt cắt chữ T như sau

b0 2 x0 x0

2'

H - hh

x0 '

80 1515

x0 '

 

3 2

III.2 Xét mặt cắt tiết diện đặc

Ta qui đổi thành mặt cắt chữ T như sau:

b1 2 x1 x1

H - hh

H - hh

2 3

Bề rộng qui đổi

7.6cm

2b 2b

BẢNG ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC TẠI TỪNG MẶT CẮT

IV XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG

IV.1 Tính cho dầm giữa

IV.1.1 Hệ số phân bố cho momen

+ Khi xếp 1 làn xe trên mặt cầu:

0.25 0.35

gmg1:Hệ số phân bố momen cho dầm trong trường hợp chỉ xếp 1 làn xe trên cầu

S: Khoảng cách giữa các dầm chủ

gmg2:Hệ số phân bố momen cho dầm trong trường hợp xếp >1 làn xe trên cầu

Chọn giá trị cực đại làm hệ số phân bố momen cho các dầm giữa

mg3 mg1 mg2

IV.1.2 Hệ số phân bố cho lực cắt

+ Khi xếp 1 làn xe trên mặt cầu:

gvg1 Hệ số phân bố lực cắt cho dầm trong trường hợp xếp 1 làn xe trên cầu

+ Khi xếp >1 làn xe trên mặt cầu

Chọn giá trị cực đại làm hệ số phân bố lực cắt cho các dầm giữa

vg3 vg1 vg2

IV.2 Tính cho dầm biên

IV.2.1 Hệ số phân bố cho momen

+ Khi xếp 1 làn xe tren cầu: tính theo nguyên tắc đòn bảy

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

HL93 1.9m 0.6m 1.8m

y + y

2

=

gmb_LL: hệ số phân bố momen của tải trọng xe đối với dầm biên

gmb_lan: hệ số phân bố momen của tải trọng làn đối với dầm biên

gmb_bh: hệ số phân bố momen của tải trọng người bộ hành đối với dầm biên

+ Khi xếp tải lớn hơn một làn xe thì ta áp dụng công thức ở bảng 4.6.2.2.2c-122TCN272_05

de là khoảng cách giữa tim bụng (bản ngoài nếu dầm có hai sườn đứng) dầm biên vàmép trong của đá vỉa hoặc rào chắn giao thông (4.6.2.2.1)lấy giá trị dương nếu bụngdầm biên nằm phía trong của mặt trong gờ chắn bánh (bụng dầm biên nằm dưới phầnmặt đường xe chạy )và âm nếu ngược lại (4.6.2.2.2c).

de = -500 mm Ngoài phạm vi áp dụng

Vậy gmb2 = 0

IV.2.2 Hệ số phân bố cho lực cắt

+ Khi xếp một làn xe lên mặt càu :tính theo nguyên tắc đòn bẩy :

Như kết quả tính ở mục trên ta có

g : hệ số phân bố lực cắt của tải trọng người bộ hành đối anh2

+ Khi xếp tải lớn hơn một làn xe thì ta áp dụng công thức ở bảng 4.6.2.2.2b-122TCN272_05

de = -500 mm Ngoài phạm vi áp dụng

Vậy gvb2 = 0

BẢNG TỔNG HỢP HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG

Xe tải thiếtkế

Xe hai trục thiết

kế

Tải trọnglàn

Người bộhành Dầm

V Xác định nội lực tại các mặt cắt đặc trưng

V.1 Xác định tĩnh tải

V.1.1 Tĩnh tải dầm chủ

+ Xét đoạn dầm cắt khấc

Diện tích tiết diện: A0 = 911.5 cm2 = 0.9115 m2

Tỷ trọng bêtông dầm chủ: c = 24 kN/m3

Trọng lượng đoạn dầm

d0 c 0 ck

+ Xét đoạn dầm đặc

Diện tích tiết diện: A1 = 15726.67 cm2 = 1.573 m2

Tỷ trọng bêtông dầm chủ: c = 24 kN/m3

Trọng lượng đoạn dầm

d1 c 1 dac

+ Xét đoạn dầm còn lại

Diện tích tiết diện: A2 = 6329.23cm2 = 0.633m2

Tỷ trọng bêtông dầm chủ: c = 24 kN/m3

Trọng lượng đoạn dầm

d0 d1 d2 dc

V.1.5 Tĩnh tải vách ngăn

Chiều dày trung bình của vách ngăn:

V.1.6 Tải trọng lan can và lề bộ hành

+ Tĩnh tải lan can tay vịn

V.3 Xác định nội lực tại các mặt cắt đặc trưng

V.3.1 Nội lực dầm giữa tại mặt cắt giữa nhịp: x = 17.5 m

Chiều dài nhịp tính toán Ltt = 35 m

Tải trọng người bộ hành (PL): wPL = 4.5 kN/m

Tải trọng làn: wlan = 9.3 kN/m

Hệ số phân bố tải trọng theo phương ngang:

Xe tải thiết kế Xe hai trục thiết kế Tải trọnglàn Người bộhành

V.3.1.1 Vẽ đường ảnh hưởng M, V

Đường ảnh hưởng M có: y = 8.75

Diện tích đường ảnh hưởng mômen

V.3.1.2 Xếp tải lên vị trí bất lợi nhất, xác định nội lực:

* Xếp xe tải thiết kế

Tải trọng tập trung của xe tải thiết kế tại các trục là:

Vị trí bất lợi nhất khi xếp tải tính M:

- Xếp xe quay đầu sang phải

Vị trí bất lợi nhất khi xếp tải tính V: Trục sau bánh xe đặt tại mặt cắt đang xét.

Trục sau xe đặt tại vị trí cách gối đoạn x = 17.5 m

Vị trí bất lợi nhất khi xếp tải tính M: Trục bánh xe đặt tại mặt cắt đang xét

Trục sau xe đặt tại vị trí cách gối đoạn x = 17.5 m

+ Xếp tải tính V

P2 P1

Vị trí bất lợi nhất khi xếp tải tính V: Trục bánh xe đặt tại mặt cắt đang xét

Trục sau xe đặt tại vị trí cách gối đoạn x = 17.5

Momen do tải trọng làn gây ra tại mặt cắt giữa nhịp

Lực cắt do tải trọng làn gây ra tại mặt cắt giữa nhịp

lan lan V +

V = w  = 9.3 4.375 = 40.69 kN

Lực cắt do tải trọng người bộ hành gây ra tại mặt cắt giữa nhịp

* Nội lực do hoạt tải

+ Momen do hoạt tải HL93 + tải trọng làn + tải trọng người bộ hành

* Nội lực do hoạt tải

+ Momen do hoạt tải HL93 + tải trọng làn + tải trọng người bộ hành

BẢNG TỔNG HỢP NỘI LỰC CÁC MẶT CẮT TRÊN DẦM GIỮA