đồ án tốt nghiệp công nghệ thi công cầu bê tông cốt thép dự ứng lực thi công đúc hẫng cân bằng

Nguyên lý cơ bản của phương pháp thi công hẫng có thể mô tả như sau : các nhịp được hình thành dựa trên việc thi công các đốt dầm kế tiếp nhau bắt đầu từ các trụ phát triển ra hai phía..

Trang 1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC THI CÔNG ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG

Trang 2

MỤC LỤC

PHẦN 1 : SỐ LIỆU THIẾT KẾ

CHƯƠNG 1 : Giới thiệu công nghệ cầu bê tông cốt thép DUL thi công đúc hẫng cân bằng CHƯƠNG 2 : Các thông số cơ bản của cầu

1Vật liệu 7

2Tiến độ thi công-trình tự thi công 8

CHƯƠNG 3 : Tính toán lan can, lề bộ hành 1Kích thước lan can, lề bộ hành : 11

2Kiểm toán thanh lan can : 11

3Kiểm toán cột lan can : 13

4Tính bản lề bộ hành : 16

5Kiểm toán va xe cho gờ chắn bánh (bó vỉa) 19

6Kiểm tra sức kháng cắt tại vị trí tiếp xúc : 22

CHƯƠNG 4 : Tính toán bản mặt cầu 1.1Tĩnh tải 24

1.2Hoạt tải 26

1.3Tổ hợp nội lực : 35

2Thiết kế cốt thép 36

2.1Thiết kế cốt thép cho bản cánh trên 36

2.2Thiết kế cốt thép cho bản cánh dưới 38

3Kiểm toán ở trạng thái giới hạn sử dụng 39

3.1Kiểm toán cho bản cánh trên 39

3.2Kiểm toán cho bản cánh dưới 41

CHƯƠNG 5 : Thiết kế kết cấu nhịp 1.Chọn các thông số kết cấu nhịp 43

2.Tính các đặc trưng hình học của tiết diện 44

2.1.Công thức xác định các đặc trưng hình học của tiết diện nguyên 42

2.2.Đặc trưng hình học tiết diện nguyên có xét đến giảm yếu do ống gen của cáp 44

2.3.Tính các giá trị đặc tính của bê tông : 47

2.4.Tính đặc trưng hình học ứng với các giai đoạn thi công : 49

3Tính nội lực trong giai đoạn thi công 55

4.Tính mất mát ứng suất : 58

4.1Mất mát ứng suất do ma sát : 58

4.2Mất mát ứng suất do tụt neo : 63

4.3Mất mát ứng suất do nén đàn hồi : 65

4.4Mất mát ứng suất do từ biến : 69

4.5Mất mát ứng suất do co ngót : 72

4.6Mất mát ứng suất do cáp tự chùng : 74

Trang 3

5Kiểm toán giai đoạn thi công 74

5.1Kiểm tra ứng suất trong giai đoạn thi công đúc hẫng cân bằng : 75

5.2Kiểm tra ứng suất trong giai đoạn thi công đúc đốt HLB (chưa kéo cáp HLB) : 86 5.3Kiểm tra trong giai đoạn tháo ván khuôn đoạn đúc trên đà giáo 90

5.3.1Nội lực 90

5.3.2Tính mất mát ứng suất trong cáp chịu momen dương : 91

5.3.3Kiểm toán 93

5.4Kiểm tra trong giai đoạn hợp long nhịp giữa (chưa kéo cáp HLG) 97

5.4.1Nội lực 97

5.4.2Mất mát ứng suất cho cáp HLG 98

5.4.3Kiểm toán 99

5.5Kiểm tra trong giai đoạn hợp long nhịp giữa ( dỡ xe đúc, tải trọng thi công ) 102

6Kiểm tra ổn định lật cánh hẫng 108

7Kiểm tra giai đoạn khai thác 109

7.1Nội lực 109

7.2Tính mất mát ứng suất 111

7.3Sự phân phối lại nội lực do từ biến 114

7.4Nội lực do lún gối tựa (SE) 119

7.5Nội lực do chênh lệch nhiệt độ 120

7.6Nội lực do co ngót 121

7.7Tổ hợp tải trọng 121

7.8Kiểm toán trạng thái giới hạn sử dụng 125

7.9Kiểm toán trạng thái giới hạn cường độ 128

7.10Kiểm tra sức kháng cắt 136

CHƯƠNG 6 : Tính toán độ vồng ván khuôn 1.Biến dạng trong giai đoạn đúc hẫng 140

1.1.Phương pháp tính toán biến dạng 140

1.2Biến dạng do tải trọng bản thân các đốt đúc hẫng 141

1.2.1Biến dạng đàn hồi do tải trọng bản thân các đốt đúc hẫng 142

1.2.2Biến dạng từ biến do tải trọng bản thân các đốt đúc hẫng 145

1.3Biến dạng do tải trọng thi công trên các đốt đúc hẫng 148

1.3.1Biến dạng đàn hồi do tải trọng thi công trên các đốt đúc hẫng 148

1.3.2Biến dạng từ biến do tải trọng thi công trên các đốt đúc hẫng 150

1.4Biến dạng do cáp dự ứng lực trên các đốt đúc hẫng 150

1.4.1Biến dạng đàn hồi do cáp dự ứng lực trên các đốt đúc hẫng 150

1.4.2Biến dạng từ biến do cáp dự ứng lực trên các đốt đúc hẫng 152

2.Biến dạng trong giai đoạn hợp long biên 153

3.Biến dạng trong giai đoạn hợp long giữa 156

4.Biến dạng do tĩnh tải giai đoạn 2 159

5.Biến dạng do xe đúc 159

6.Độ vồng ván khuôn 164

Trang 4

CHƯƠNG 7 : Phụ lục

1.Các bảng liên quan đến tính toán của cáp âm : 1672.Các bảng liên quan đến tính toán của cáp dương : 1703.Phụ lục lập trình Matlab : 173

Trang 5

Nguyên lý cơ bản của phương pháp thi công hẫng có thể mô tả như sau : các nhịp được hình thành dựa trên việc thi công các đốt dầm kế tiếp nhau bắt đầu từ các trụ phát triển ra hai phía Trọng lượng của các đốt dầm thi công tiếp theo, kể cả ván khuôn đà giáo sẽ đượcđỡ bởi các đốt dầm trước đo.ù Từng đốt dầm sẽ được liên kết với phần đã thi công trước đó bằng các bó cáp ứng suất trước ngay khi bản thân đốt dầm đó đã đủ cường độ theo dự kiếnthiết kế Thực hiện nối liên tục lần lượt các nhịp thông qua các đốt hợp long (kể cả các cánh hẫng với đoạn đổ tại chỗ trên đà giáo nhịp biên).

Cầu đúc hẫng do có đặc điểm là hệ đà giáo phần lớn được treo trên dầm và luân chuyển nên tạo ra những ưu điểm cơ bản như : giảm đáng kể khối lượng ván khuôn đà giáo, cơ giới hóa thi công, cho phép triển khai đồng thời nhiều mũi thi công, tăng năng suất lao động, không cản trở giao thông đường thủy, đường bộ phía dưới cầu trong thời gian thi công Kết cấu này rất thích hợp khi phải xây dựng trụ rất cao vượt qua thung lũng sâu Cácnghiên cứu về lý thuyết và đúc kết kinh nghiệm thực tiễn trong và ngoài nước cho thấy phạm vi ứng dụng có hiệu quả của công nghệ đúc hẫng trong khoảng khẩu độ từ 70 m đến

150 m, thông thường từ 70m đến 120m

Trình tự thi công có ảnh hưởng trực tiếp đến sơ đồ chịu lực của kết cấu Đối với các dầm siêu tĩnh nhiều nhịp thì phải dự kiến trình tự hợp long trước khi tính toán Sau mỗi giai đoạn thi công hẫng lại đến một lần hợp long, kết cấu sẽ có bậc siêu tĩnh tăng dần cho đến khi kết thúc sau lần hợp long cuối cùng

Một số hình ảnh thi công của cầu Thủ Thiêm :

Trang 7

CHƯƠNG 2:

CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CẦU

Thiết kế dầm cầu BTCT DUL liên tục 3 nhịp thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng có tổng chiều dài dầm là 168 m có các đặc điểm sau:

Cầu được thiết kế cho 4 làn xe

Bề rộng phần xe chạy B=14 m

Lề bộ hành 2 bên, bề rộng mỗi bên 1000 mm

Chiều dài nhịp giữa tính toán : 72000 mm

Chiều dài nhịp biên tính toán : 48000 – 450 = 47550 m

Mặt cắt ngang thành hộp, hai thành bên xiên, thành giữa thẳng đứng :

1 Vật liệu

 Bê tông dầm hộp :

Sử dụng bê tông có tỉ trọng trung bình, cường độ chịu nén 28 ngày của mẫu hình trụ

150-300 mm là : fc'  50 MPA  , trọng lượng bê tông  3

  , bê tông dầm sau khi đúc được dưỡng ẩm

Ximăng pooclăng mác PC40, loại 1

 Cốt thép thường

Giới hạn chảy

Thép tròn trơn : CI : 240 MPA

Thép có gờ : CII : 300 MPA

Trang 8

Mođun đàn hồi : Ep  197000 MPA  

Cáp : 12T12.7mm, mỗi tao 7 sợi

Giới hạn kéo : fpu  1860 MPA  

Ống gen có dạng nửa cứng và được mạ kẽm toàn bộ, diện tích ống gen theo

22TCN-272-05 ít nhất bằng 2.5 lần diện tích các tao cáp trong bó, chọn , cự ly tim 2 bó cách nhau 130

mm, tim bó cáp cách mép bê tông 125 m

 Xe đúc-ván khuôn

Vì các đốt có trọng lượng là khác nhau Chiều dài các đốt cũng có sự khác nhau vì thế trọng lượng tổng cộng của ván khuôn sẽ khác nhau Tuy nhiên, để đơn giản ta chọn sử dụng xe đúc (kể cả bộ ván khuôn) có trọng lượng CE = 80 T, độ lệch tâm e = 2m so với cuối đốt phía trước Giá trị độ lệch tâm này dùng để tính cho cả momen do trọng lượng bê tông ướt

 Hoạt tải thi công

Gồm các phương tiện thi công, máy móc nói chung CLL 4.8 104 MPA 

hẫng còn cánh kia là CLL 2.4 104 MPA 

  khi tính ổn định lật cánh hẫng

2 Tiến độ thi công-trình tự thi công

2.1 Tiến độ thi công

Nó ảnh hưởng rất lớn sự phân phối lại nội lực trong kết cấu, khi tuổi của bê tông của hai cánh hẫng là khác nhau nhiều trước khi hợp long thì khi hợp long xong, ngoài sự phát sinh nội lực so từ biến ( kết cấu tĩnh định thành kết cấu siêu tĩnh ), còn thêm thành phần nội lực

Trang 9

moãi G

Đ 12 ngày

5 ngày

baûo dưỡng

5 n gày ba

ưỡn g

5 n gày ba

ưỡn g

moãi G

Đ 12 ngày

5 ngày

baûo dưỡng

Đúc K2 Đúc K3 Đúc K4 Đúc K5 Đúc K6 Đúc K7

Đúc K8

Đúc K9

HLG iữa

Đúc K2 Đúc K3 Đúc K4 Đúc K5 Đúc K6 Đúc K7

Đúc K8

Đúc K9

HLB iên

Đúc K2 Đúc K3 Đúc K4 Đúc K5 Đúc K6 Đúc K7 Đúc K8 Đúc K9

HLB iên

Trang 10

Trong trường hợp ngược lại, nếu ta hợp long nhịp giữa trước, nhịp biên sau thì khi tháo gối tạm trên trụ thứ nhất (kết cấu lúc này là siêu tĩnh) cũng làm cho mức độ nguy hiểm của cầu rất cao.

Trong đồ án này ta chọn hợp long nhịp biên trước (đốt hợp long được đúc hoàn toàn trên đà giáo, vì để đảm bảo tính cân bằng ), nhịp giữa được hợp long sau ( bộ ván khuôn gắn lên 2 đầu hẫng)

*Cách căng kéo cáp :

Để đảm bảo cho ứng suất đều nhau ở 2 bên ta dùng tất cả là neo sống

Việc căng kéo cáp phải luôn đảm bảo tính đối xứng

Căng từng đầu một

Mỗi lúc căng 2 bó đối xứng nhau qua tim

K9 K8 K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9

K13 K12 K11 K10

K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K1

K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9

K9 K8 K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9

BƯỚC 1:THI CÔNG ĐỐT K0, K1 TRÊN ĐỈNH TRỤ

- LẮP DÀN GIÁO, VÁN KHUÔN, CỐT THÉP, ỐNG GEN

- ĐỔ BT VÀ BẢO DƯỠNG

- KÉO CÁP CHỊU MOMEN ÂM ĐỐT TRÊN ĐỈNH TRỤ

- SIẾT BULÔNG DỰ ỨNG LỰC KHỐI ĐỈNH TRỤ

BƯỚC 2:THI CÔNG ĐÚC HẪNG CÁC KHỐI CÒN LẠI

- DI CHUYỂN XE ĐÚC, LẮP CỐT THÉP THƯỜNG, ỐNG GEN

- ĐỔ BÊ TÔNG VÀ BẢO DƯỠNG

- KÉO CÁP DUL

BƯỚC 3:THI CÔNG HỢP LONG NHỊP BIÊN

- THÁO XE ĐÚC MỘT BÊN RA KHỎI CÁNH HẪNG NHỊP GIỮA KHI KÉO CÁP XONG ĐỐT K9

- DI CHUYỂN XE ĐÚC KÊ TRÊN NHỊP BIÊN VÀ NHỊP ĐÀ GIÁO CỐ ĐỊNH

- BẢO DƯỠNG VÀ KÉO CÁP CHỊU MOMEN DƯƠNG NHỊP BIÊN , CẮT LIÊN KẾT TẠM TẠI TRỤ, DỠ BỎ XE ĐÚC HỢP LONG BIÊN

e+005,1.26e+005;BƯỚC 4:THI CÔNG HỢP LONG NHỊP GIỮA

- DI CHUYỂN XE ĐÚC ĐẶT TRÊN PHẦN HẪNG CỦA HAI NHỊP

- ĐỔ BÊ TÔNG ĐỐT HƠP LONG NHỊP GIỮA

- BẢO DƯỠNG VÀ KÉO CÁP CHỊU MOMEN DƯƠNG NHỊP GIỮA

K13 K12 K10

K9 K8 K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K9 K8 K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9

K0

K0 K0

Trang 11

CHƯƠNG 3:

TÍNH TOÁN LAN CAN-LỀ BỘ HÀNH

1 Kích thước lan can, lề bộ hành :

Diện tích mặt cắt ngang của phần bê tông của lan can và lê bộ hành

2 Kiểm toán thanh lan can :

Sơ đồ tính toán thanh lan can

Trang 12

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

Tĩnh tải gồm trọng lượng bản thân thanh lan can

Hoạt tải thiết kế gồm lực tập trung P = 890 N và w = 0.37 N/mm phân bố trên chiều dài của thanh lan can (Lth) theo hai phương

Kích thước mặt cắt ngang thanh lan can

Trang 13

Momen tại giữa nhịp trạng thái giới hạn cường độ:

Ta đưa sơ đồ dầm giản đơn về sơ đồ dầm liên tục bằng các hệ số điều chỉnh :

Momen tại giữa nhịp ở trạng thái giới hạn cường độ :

Vậy thanh lan can đảm bảo khả năng chịu lực

3 Kiểm toán cột lan can :

qh

Chọn các hệ số tải trọng

D = 1 cho các thiết kế thông thường

Trang 14

η = 1 cho các mức dư thông thườngR

η = 1 cho các thiết kế thông thường I

 =  D  R I = 1 > 0.95

3.1 Tính trọng lượng cột lan can :

Chiều dài tấm thép T1 :

T1

L =  80 + 2(350 + 350) = 1651.2 mm

Để đơn giản tính toán và dễ thi công chọn chiều dài tấm thép là 1660 mm

Thể tích tấm thép T1 :

3.2 Tính nội lực tại chân cột :

Hoạt tải thiết kế gồm lực tập trung P = 890 N và W = 0.37 N/mm phân bố trên chiều dài của thanh lan can (Lth), ta qui về thành lực Ppw tác dụng lên cột lan can

Tĩnh tải gồm trọng lượng bản thân phân bố dọc theo chiều dài cột lan can qh thay đổi dần từ trên xuống

Ppw = P + WLth = 890 + 0.372000 = 1630 N

Lực dọc tại mặt cắt chân cột lan can :

Lực dọc do tĩnh tải : NDC1 = Qc = 244.09 N

Lực dọc do hoạt tải : NLL = 2Ppw = 21630 = 3260 N

Momen tại mặt cắt chân cột lan can :

Mu =   PL

p

  MLL = 11.751711500 = 2995125 N.mm

Trang 15

3.3 Kiểm tra khả năng chịu lực của tiết diện đường hàn tại chân cột :

3.4 Kiểm tra khả năng chịu lực của bulông tại chân cột :

Dùng 4 bulông 20 CT3

Diện tích tiết diện thân bulông (trừ giảm yếu do ren ) là : F = 2.45cm2= 245mm2

Cường độ kéo nhỏ nhất của bulông : F = 170 MN/mub 2 = 170 N/mm2

* Sức kháng cắt danh định của bulông ở trạng thái giới hạn cường độ

Vì các đường ren bao gồm trong mặt phẳng cắt nên theo (6.13.2.7-1 của 22TCN-272-05) tacó :

Trang 16

l là khoảng cách giữa 2 dãy bulông ngoài cùng, ở đây l = 110 mm1

m là số bulông trên 1 dãy , m = 2

4 Tính bản lề bộ hành :

4.1 Tính nội lực trong bản lề bộ hành :

Chiều dày bản lề bộ hành : 10 cm

Chiều dài nhịp tính toán : Ltt = 750 (mm)

Tải trọng người bộ hành tác dụng lên bản lấy bằng 3.10-3MPA

Xét 1 đơn vị chiều dài theo phương dọc cầu để tính toán ,lấy bề rộng là 1m

Tải trọng người bộ hành tác dụng lên bản lề bộ hành trên một đơn vị chiều dài của bản lề bộ hành:

Trang 17

Chọn các hệ số tải trọng

Để thiên về an toàn ta lấy momen tại giữa nhịp của dầm giản đơn để thiết kế cốt thép

4.2 Thiết kế cốt thép cho bản lề bộ hành :

Chiều cao tiết diện : h = 100 mm

Chiều rộng tiết diện : b = 1000 mm

Bê tông cấp 28

Cường độ chảy của cốt thép f = 280 MPAy

Chọn chiều dày lớp phủ : dc = 25 mm

Chiều cao có hiệu của mặt cắt : ds =h - dc = 100 – 25 = 75 mm

Chọn hệ số sức kháng :  = 0.9

Chiều dày của khối ứng suất tương đương :

c

2 Md

y

0.03 ff

Chọn 10 a200 để bố trí cốt thép chịu momen dương củabản lề bộ hành

Bố trí cốt thép chịu momen âm cũng như momen dương

*Kiểm tra lại điều kiện c/ds < 0.45

Với cốt thép đã bố trí trong phạm vi 1m bố trí được 5 thanh 10 cóA = 392.69 mms 2

Trang 18

4.3 Kiểm tra ở trạng thái giới hạn sử dụng:

Momen tác dụng ở trạng thái giới hạn sử dụng là : 406054.7 N.mm

Diện tích cốt thép chịu kéo : A = 392.69 mms 2

Chiều cao có hiệu của mặt cắt : d = h - s d = 100 -25 = 75 mmc

Giả sử dầm đặt trong điều kiện khí hậu bình thường nên có Z = 30000 N/mm

Với cách bố trí 10 a200 thì trong 1 m theo phương dọc cầu bố trí được 5 thanh

Ứng suất cho phép trong cốt thép :

Lấy f = 0.6sa f = 168 MPAy

Môđun đàn hồi của cốt thép thường : E = 200000 MPAs

Môđun đàn hồi của bê tông : E = c 1.5 '

0.043  f vớic = 2400 kg/m3

= 1.5

0.043 2400  28= 26752.5 MPATỷ số mođun đàn hồi : n = E /s E = 200000/26752.5 = 7.476c

Bề rộng bêtông chịu nén :

Trang 19

Kiểm tra : f = 15 MPA < s f = 168 MPA => Thỏa điều kiện ở trạng thái giới hạn sử dụngsa

5 Kiểm toán va xe cho gờ chắn bánh (bó vỉa)

D12 D12a200

Chọn lan can thiết kế là lan can cấp L-3

Theo bảng 13.7.3.3-1 của 22TCN-272-05 ta có:

Chiều dài phân bố của lực theo phương dọc

Tính sức kháng của bó vỉa

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

* Đối với các va xô trong một phần đoạn tường

Trong đó :R là sức kháng của bó vỉaw

L là chiều dài xuất hiện cơ cấu chảyc

L là chiều dài phân bố của lực theo phương dọct

M là sức kháng của dầm tại đỉnh tườngb

Trang 20

M là sức kháng uốn của thép ngang trên 1 đơn vị chiều dàiw

M là sức kháng uốn của thép đứng trên 1 đơn vị chiều dàic

H là chiều cao của bó vỉa

Trong trường hợp tính cho bó vỉa thì M = 0b

Ta có thể tính sức kháng uốn của cốt thép ngang trên 1 đơn vị chiều dài rồi thay vào công thức trên nhưng do ở đây bề dày bó vỉa không đổi nên ta có thể tính luôn sức kháng của toàn bộ cốt thép ngang trên bó vỉa , tức là ta tính luôn giá trị M Hw

Tính sức kháng uốn của thép ngang trên toàn chiều cao của bó vỉa

Tính sức kháng uốn của thép ngang thực ra là bài toán tính khả năng chịu lực của bài toán cốt đơn tiết diện chữ nhật

3D12

Tiết diện tính toán có kích thước chiều cao bằng B1

chiều rộng bằng chiều cao gờ chắn bánh H1

Chiều cao có hiệu của mặt cắt : ds B1 dc

= 250 – 25 -12 = 213 mm

Số thanh cốt thép ngang dọc theo chiều cao bó vỉa : n = 3n

Diện tích cốt thép dọc trên mặt cắt ngang :

Ta có A = 3.3929 cms 2 > As min = 2.25 cm2 => Thỏa điều kiện As As min

Ta tính sức kháng uốn của thép ngang

Trang 21

5D12a200

Tiết diện tính toán có kích thước chiều cao bằng B1

chiều rộng bằng 1m

Số thanh cốt thép đứng dọc theo chiều dài cầu : n = 5 d

Diện tích cốt thép đứng trong 1m dài theo phương dọc cầu :

A n  d / 4 5  12 / 4 565.49 mm

Chiều cao có hiệu của mặt cắt : ds B1 dc 250 25 225 mm   

Kiểm tra điều kiện As As min

'

2 c

A 750 mm => Thỏa điều kiện As As min

Ta tính sức kháng uốn của thép đứng

*Đối với các va xô trong một phần đoạn tường :

Chiều dài đường chảy

Trang 22

R F => đảm bảo khả năng chịu lực đối với va xô trong một phần đoạn tường

*Đối với các va xô tại đầu tường hoặc mối nối

Ta tính chiều dài đường chảy theo công thức

R F => đảm bảo khả năng chịu lực đối với va xô tại đầu tường hoặc mối nối

6 Kiểm tra sức kháng cắt tại vị trí tiếp xúc :

Tính toán trên 1 đơn vị theo phương dọc cầu (1mm)

Sứckháng cắt danh định của mặt cắt tiếp xúc

Kiểm tra điều kiện : Avf 0.35 b / f v y ( theo 5.8.4.1-4 của 22TCN 272-05)

Trang 23

là hệ số ma sát  0.6,với bê tông tỷ trọng thường lấy  = 1

Lực nén tĩnh thường xuyên xuống mặt phẳng cắt trên một đơn vị chiều dài (mm)

TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU

Bản mặt cầu là phần bản nắp trên của dầm hộp đổ cùng lúc với dầm hộp Làm việc theo phương vuông góc với hướng xe chạy Trong đồ án này sẽ mô hình sự làm việc của bản mặt cầu là sơ đồ khung Xét tại mặt cắt đỉnh trụ vì tại đây chiều cao của các vách dầm là

Trang 24

lớn nhất nên ảnh hưởng đến độ cứng của kết cấu ít nhất Theo dọc cầu, cắt một dải bản dài1m để tính toán

Ta tiến hành qui đổi phần cánh dựa trên sự tương đương về mặt tiết diện

Tiết diện qui đổi :

1 Tải trọng tác dụng

1.1 Tĩnh tải

+ Trọng lượng bản thân kết cấu DC

Thực hiện mô hình hóa trên MiDas, gán tải trọng bản thân vào ta có biểu đồ momen và bảng tổng hợp momen tại các nút

Biểu đồ momen do TLBT

Trang 25

Mặt cắt M(DC1)(N.mm)1-1(-) -659941191-1(+) -31219835

+ Trọng lượng lớp phủ tác dụng lên bản mặt cầu :

Do lớp phòng nước :

Biểu đồ momen do lớp phủ

+ Do lan can, lề bộ hành :

Coi gần đúng tải truyền xuống tại tim mỗi bó vỉa là :

Trọng lượng bê tông của lề bộ hành trong 1 m :

Trang 26

Tải trọng người và HL93

 Do người bộ hành :

Tải trọng người bộ hành tác dụng lên bản lấy bằng 3.10-3MPA

Trang 27

Tính gần đúng tải truyền xuống bản mặt cầu thành 2 lực tập trung

72.5KN

Tải trọng làn

P=72.5KN

p=3,1 N/mm

Chú ý khi xếp xe:

- Bánh xe phải cách bó vỉa - nằm ngoài bản hẫng - ít nhất 0.3m

- Khoảng cách giữa 2 xe ít nhât là 1.2m

Trang 28

- Phạm vi tác dụng của tải trọng bánh xe không phải không đổi trên suốt chiều dài truyền lực mà mở rộng ra, gọi là SW Vì thực chất bản mặt cầu là cấu kiện tấm làm việc 1 phương, nhưng ta qui về gần đúng là cấu kiện dầm Bề rộng ảnh hưởng của bánh xe (SW) được tính như sau :

X là khoảng cách từ vi trí ngàm đến trọng tâm bánh xe

Dầm liên tục :

Trang 29

1800 72.5KN P=72.5KN

1800 72.5KN 72.5KN

1200 -

Trang 31

3160.8527713471.06 Nmm

2153 3703 -

385.296

110.723

60.98 +

+

Trang 32

1250 300

1800 72.5KN 72.5KN

2153 3703

1800 72.5KN 72.5KN

1200

128.89

150.828

+ 168

Trang 34

1800 72.5KN 72.5KN

Trang 35

1800 72.5KN 72.5KN

-399 97

1.3 Tổ hợp nội lực :

Ta có bảng tổng hợp nội lực như sau :

Trang 36

MC Ms- Ms+ Mu- Mu+

1-1(-) -198889866 -104341336 -301481393 -1360214671-1(+) -114956615 -31248476 -181301300 -348120572-2 -7366011 30678713 -14465498 521127683-3 -35479939 12594655 -58556356 255741834-4 27655097 44073870 41607508 703403615-5 21983944 33171968 25306853 448858946-6 -70159480 -50656892 -98103098 -63973569

Ta chọn momen âm lớn nhất, và momen dương lớn nhất của các mặt cắt 1-1(-), 1-1(+),

2-2, 3-3 để thiết kế cốt thép cho bản cánh trên :

Bảncánhtrên

-301481393 52112768

Bảncánhdưới

-98103098 70340361

2 Thiết kế cốt thép

2.1 Thiết kế cốt thép cho bản cánh trên

Thiết kế cốt thép chịu momen âm

Chọn chiều cao tiết diện ttrung bình từ phần hẫng tới vách : 250 550 / 2 400 mm    

Bê tông cấp 50 (cùng cấp bê tông với dầm chủ vì đổ cùng với dầm chủ )

Cường độ chảy của cốt thép : fy 400

Chọn chiều dày lớp phủ dc 50 mm 

Chiều cao có hiệu của mặt cắt : ds  h dc 400 45 355 mm   

Trang 37

Thiết kế cốt thép chịu momen dương

= 0.693

Trang 38

Chiều cao trục trung hoà :

2.2 Thiết kế cốt thép cho bản cánh dưới

Thiết kế cốt thép chịu momen âm

Chiều cao tiết diện : 250 mm

Trang 39

Vì As As min nên lấy A để tính toán diện tích cốt thép s

s

A = 1250 mm2

Chọn 18 a200 có diện tích As = 1272 mm2 để bố trí cốt thép chịu momen âm của bản mặtcầu

*Thiết kế cốt thép chịu momen dương

Chiều cao tiết diện : 250 mm

3 Kiểm toán ở trạng thái giới hạn sử dụng

3.1 Kiểm toán cho bản cánh trên

Đối với momen âm :

Trang 40

Momen tác dụng ở trạng thái giới hạn sử dụng là : 198889866 N.mm

Diện tích cốt thép chịu kéo : As = 2454 mm2

Chiều cao có hiệu của mặt cắt : ds= h - dc= 400 - 45 = 355 mm

Với cách bố trí 25a200 thì trong 1 m theo phương dọc cầu bố trí được 5 thanh

Ứng suất cho phép trong cốt thép :

Môđun đàn hồi của cốt thép thường : Es= 200000 MPA

Môđun đàn hồi của bê tông : Ec= 1.5 '

c c

0.043  f vớic = 2400 kg/m3

= 0.043 2400 1.5 50= 38010 MPA

Tỷ số mođun đàn hồi : n = Es/Ec= 200000/38010 = 5.2617

Bề rộng bê tông chịu nén :

=> Thỏa điều kiện ở trạng thái giới hạn sử dụng

Đối với momen dương :

Momen tác dụng ở trạng thái giới hạn sử dụng là : 30678713 N.mm

Diện tích cốt thép chịu kéo : As = 2454 cm2

Với cách bố trí 25a200 thì trong 1 m theo phương dọc cầu bố trí được 5 thanh

Định dạng
Số trang	257
Dung lượng	10,15 MB