Thiết kế dầm cầu bê tông cốt thép nhịp giản đơn , mặt cắt trữ i và t

Hệ số phân bố ngang của dầm biên.. Ta xét cho các trờng hợp tải trọng... Hệ số phân bố ngang của các dầm tại mặt cắt gối : Tại mặt cắt gối ta xác định hệ số phân bố ngang theo phơng phá

THIếT Kế MÔN HọC CầU BÊ TÔNG CốT THéP Nhiệm vụ thiết kế

Thiết kế dầm cầu bê tông cốt thép nhịp giản đơn với các số liệu sau:

 Chiều dài toàn dầm L =28m

 Chiều dài nhịp tính toán L =27.4 m

 Khổ cầu B =8+ 2*1.5 m

 Lề ngời đi T =2*1.5 m

 Tải trọng H30, XB80 và đoàn ngời 300kg/m 2

 Cầu có dầm ngang đổ tại chỗ cốt thép chờ

 Công nghệ thi công: Cốt thép dự ứng lực (DƯL) thi công bằng phơng pháp kéo sau

PhÇn thuyÕt minh

I Lùa chän s¬ bé kÕt cÊu nhÞp-chän kÝch thíc mÆt c¾t dÇm chñ 1.1-Lùa chän s¬ bé kÕt cÊu nhÞp:

Do cÇu cã lÒ cho ngêi ®i bé nªn ph¶i bè trÝ gê ch¾n b¸nh vµ lan can nªn mçi bªn cÇn lÊy thªm 50cm BÒ ngang cÇu B = 8 + 2*(1.5 + 0.5) = 12m

C¨n cø vµo kÝch thíc mÆt c¾t ngang cÇu em s¬ bé chän sè dÇm chñ lµ 6 dÇm

Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c dÇm chñ lµ 1.8m b¶n hÉng hai bªn lµ 1m.

- Líp bª t«ng mui luyÖn t¹o dèc dµy trung b×nh 5cm

1.2-Lùa chän tiÕt diÖn ngang dÇm chñ :

1.2.1.Chän tiÕt diÖn ngang dÇm chñ:

DÇm chñ mÆt c¾t ch÷ I chän víi c¸c th«ng sè sau:

- ChiÒu cao dÇm h=150 cm

- ChiÒu dµy sên dÇm b s =20cm

- ChiÒu cao bÇu dÇm trªn h 2 =15cm

Chiều dày bản h b =18cm Sơ bộ bố trí 5 bó cáp DƯL, khoảng cách giữa các bó 10cm , chiều dày lớp bê tông bảo vệ 5cm.

Cốt thép DUL sử dụng là loại 12tao 12,7,đờng kính ống gen 72 mm F 0 = 203,58(cm 2 )

Hệ số quy đổi từ bê tông sang thép : n =E d /E b = 1970000/350000 = 5.63

1.2.2 Giai đoạn 1 (tiết diện giảm yếu):

- Diện tích giảm yếu:

F 0 = h.b + h 1 (b 1 - b) + h 2 (b 2 -b) +2

2

1

.(h v1 b v1 + h v2 b v2 ) - F 0 = 4255,35 cm 2

- Mô men tĩnh (lấy với mép dới dầm):

6 , 242337 0

1

2 0 2

3 2 1

3 1 3

2

2

.

h b h b b h b b h b h

2 1 1

0 1

1 1

3 1

2 2 0 2

2

3

1

36

1 2

0 2

2 2

3 2

3

1

36

c =     cm

F

a y F n F

S

56 , 3 71

, 4660

16 95 , 56 72 63 , 5

1

0 1

0 1

) = 18.200(60.51+18/2) = 250236 cm 3

- Khoảng các giữa trục 1-1 và 2-2

c’ =

73 , 8260

2

18 51 , 60 200 18 2

,

F

h y b h

J n =

12

1

h 3 b n = 1250000(cm 4 ) II-Tính hệ số phân bố ngang của các tải trọng :

I a d

.

8 , 12 4 3

Trong đó :

 l : Khẩu độ tính toán của nhịp l = 27.4 m

 E d, E n : Mô dun đàn hồi của dầm dọc và dầm ngang (Lấy E d =E n )

 J d , J n : Mô men quán tính của 1 dầm dọc chủ và của 1 dầm ngang

 d : Khoảng cách giữa 2 dầm dọc chủ, d = 2.00 m

 a : Khoảng cách giữa các dầm ngang theo chiều dọc cầu a = 6.85 m

Thay các giá trị tính toán vào ta tính đợc : a = 0.0174

Thấy rằng: a = 0,0174 > 0,005 => tính hệ số phân bố ngang tại mặt cắt L/2 theo phơng pháp gối đàn hồi

trần Văn nghĩa 4 cầu đờng bộ b - K39

2.2 Hệ số phân bố ngang của mặt cắt giữa nhịp :

2.21 Đờng ảnh hởng phản lực gối dầm biên và xác định hệ số phân bố ngang:

Tra bảng phụ lục đợc các tung độ đờng ảnh hởng R theo tim các gối của dầm 5 nhịp (Nội suy giá trị số a = 0,01 và 0,02), ta đợc:

- R noP: phản lực gối n do P=1 tác dụng trên gối biên

- R noP: Phản lực gối n do M=1 tác dụng trên gối biên

- d k ,d :Chiều dài mút thừa và khoảng cách hai dầm chính

Có d k /d = 100/200 = 0,5

Tra bảng ta đợc : d.R 00M = 0.2243

d.R 04M= - 0.0853 => R oRP = 0,5842 + 0,5 * 0,2243 = 0,68425

R 5RR = - 0,1385 + 0,5* (- 0,0853) = - 0.1925

Đờng ảnh hởng phản lực gối của dầm biên nh hình vẽ dới

Hệ số phân bố ngang của dầm biên Ta xét cho các trờng hợp tải trọng

R 12P=0,219 R 15p =- 0,0507

-Tung độ đờng ảnh hởng tại đầu mút thừa xác định theo công thức:

R noP + d k R n0M=R noP + d.R noP.d k /d Trong đó:

- R noP: phản lực gối n do P=1 tác dụng trên gối biên

- R noP: Phản lực gối n do M=1 tác dụng trên gối biên

- d k ,d: Chiều dài mút thừa và khoảng cách hai dầm chính

Do d k /d = 100/200 = 0,5

Tra bảng ta đợc : d.R 01M = 0,0544

d.R 05M= - 0,08526 => R 1RP = 0,3671 + 0,5 * 0,0544 = 0,3943

2.2.3.Đờng ảnh hởng hai dầm giữa:

Tra bảng phụ lục đợc các tung độ đờng ảnh hởng R theo tim các gối của dầm 5 nhịp (Nội suy giá trị số a = 0,01 và 0,02), ta đợc:

- R noP: phản lực gối n do P=1 tác dụng trên gối biên

- R noP: Phản lực gối n do M=1 tác dụng trên gối biên

- d k ,d : Chiều dài mút thừa và khoảng cách hai dầm chính

Do d k /d = 100/200 = 0,5

trần Văn nghĩa 6 cầu đờng bộ b - K39

1.1m 1.9m

1.9m 2.7m

Tra bảng ta đợc : d.R 02M = - 0,0357

d.R 03M= - 0,07354 => R 3RP = 0,3696 + 0,5 * 0,0357 = 0,169

Bảng hệ số phân bố ngang tại mặt cắt giữa nhịp

1.9m 2.7m

2.3 Hệ số phân bố ngang của các dầm tại mặt cắt gối :

Tại mặt cắt gối ta xác định hệ số phân bố ngang theo phơng pháp đòn bẩy(dùng để xác

định lực cắt tại gối ).Đờng ảnh hởng phản lực gối nh hình vẽ dới :

Hệ số phân bố ngang trong khoảng L/3 đến gối đợc xác định theo nội suy từ kết quả tính toán của mặt cắt gối và mặt cắt giữa nhịp :

III-Xác định tĩnh tải giai đoạn I và II(tính cho mặt cắt giữa nhịp):

3.1 Tĩnh tải giai đoạn I ( tính cho toàn bộ mặt cắt ngang):

Trọng lợng dầm dọc chủ (Mỗi đầu mở rộng 1,5m bằng bầu dới dầm và đoạn vuốt dài 1.5m)

= 6,8555(T/m)

- Dầm ngang : Toàn cầu có 5*5 = 25 dầm ngang, tổng trọng lợng toàn bộ dầm ngang là:

Q = 25 * {0,15 * 1,00 * (2,0 - 0,2 )} * 2,5 = 16,875 (T) Trọng lợng dầm ngang rải đều trên một m dài dọc cầu trên một dầm chủ: q

.Tĩnh tải giai đoạn 2

Tĩnh tĩnh tải giai đoạn II bao gồm lan can , gờ chắn bánh , lớp phủ mặt cầu

+ Lớp bê tông mui luyện tạo dốc day trung bình 5cm: 0,05*2,5 = 0,125 (T/m 2 )

ị P lp = 0,016 + 0,115 + 0,125 = 0,256 (T/m 2 )

Ta có tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn 2: qtc2 = P lc y lc +P g y g + P lp w lp

trần Văn nghĩa 10 cầu đờng bộ b - K39

3.2.1.Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn 2(cho dầm biên) :

3.2.2 Xác định tĩnh tải giai đoạn II (cho dầm trong):

Ta xếp tải trực tiếp nên đờng ảnh hởng

- Các tĩnh tải tính toán đã nhân với các hệ số vợt tải tơng ứng

-  H30 ,  xB , ng : Hệ số phân bố ngang của xe H30,XB80 và của ngời

-  M ,  Q : Tổng diện tích đờng ảnh hởng mô men ,lực cắt theo phơng dọc cầu

- q tdM ,q tdQ : Tải trọng tơng đơng khi xếp tải trên đờng ảnh hởng mô men lực cắt

-  : Hệ số làn xe Với H30 thì  = 0,9

Với XB 80  = 1,00

- 1+ : Hệ số xung kích phụ thuộc vào chiều dài đặt tải 

Khi tính toán và thiết kế lấy trị số Max tại các mặt cắt

) 5 , 0 1 (

1

a

Dầm giản đơn lấy a = 0,09

- M: Mô men lớn nhất do tỉnh tải và hoạt tải tính toán, M=52628250 (kG.cm)

- R u : Cờng độ chịu nén khi uốn của bê tông, bê tông mác 400 thì R u = 235(kG/cm 2 )

- b c : Chiều rộng tính toán của bản cánh b c = 200 cm

d

u c

R

R h b

* 200

* 09 ,

47

224 ,

10m

a 3

1 3,4

N22m

Thép sợi DƯL kéo sau đợc bố trí kéo thẳng có vuốt cong tại vị trí đổi hớng Kéo bó 1 trớc sau đó kéo bó 2 kéo đồng thời 2 bó 3 và 4

5.2.2 Xác định các yếu tố và góc của các cốt thép:

Các yếu tố của cung tròn đợc xác định nh sau :

a = a rctg

l h

R = t/tga2

Chiều dài cung tròn c = 0 0

360

* 2

VI Tính duyệt cờng độ mặt cắt giữa dầm theo mô men lớn nhất

trong giai đoạn sử dụng:

Cốt thép thờng chỉ bố trí theo cấu tạo nên ta không đa vào tính toán

Quy đổi TD về TD chữ T

RTa

h

lx

y

h’ 1 = 40 ( )

20 60

20 20 30 1

1

b b

b h

h

c

v v

15

* 15 15 22

b b

b h

h

d

v v

Xác định vị trí trục trung hoà

Giả thiết trục trung hoà cách mép trên dầm 1 khoảng x (cm).Để xác định sơ bộ vị trí của trục trung hoà ta kiểm tra điều kiện sau

- Nếu N c < R d F d thì đờng trung hoà qua sờn

- Nếu N c > R d F d Thì đờng trung hoà qua cánh

tr _ Cờng độ chịu nén dọc trục của bê tông bản cánh

Đối với mác bê tông 300 đổ theo điều kiện B ta có :

R u = 140(daN/cm 2 )

R tr = 115(daN/cm 2 )

Thay số : => N c  115  200  18  414000 (daN/cm2 )

N c < R d F d Vậy trục trung hoà qua cánh

b b h R h b b R b b h R F R

u

b b

c u tr

b b

c tr d d

.

.

5 , 22 30 190 18 20 140 20 200 18 115 02 , 47 12800

trần Văn nghĩa 14 cầu đờng bộ b - K39

R u - Cờng độ chịu nén khi uốn của bê tông làm sờn dầm

R tr Cờng độ chịu nén dọc trục của bê tông làm sờn dầm

) 2 ( )

2

0 2 2 0

0 0

2

h h h b b R

h h b R

h h b b R x

x h b R

m

b

c u

b b

c tr u

7.1.1 .Mặt cắt giảm yếu (Giai đoạn cha kéo cốt thép DƯL):

Diện tích mặt cắt giảm yếu

2

2 2

2 1 1

40 20 60 2

3 , 348555 0

2

3 2 2

2 1 1

1

3 1 1 3 3

2

12

2

12

3

3

.

d d t

d t

38 , 14634

7.1.3 TiÕt diÖn liªn hîp:

- DiÖn tÝch cña mÆt c¾t liªn hîp :

I lh  td  td

2 3

2

12

2 3

2

2

18 368 , 49 200 18 9 , 0 12

18 200 9 , 0 172 , 35 86 , 8616

2

2 2

2 1 1

3 2 2

2 1 1

1

3 1 1 3 3

2

12

2

12

3

3

y h b b h b b y b y

b

t d

t d

1

b b

7.2.3 Tiết diện liên hợp:

- Diện tích của mặt cắt liên hợp :

F lh F td n b.h b.b b  8616 , 86 (cm2 )

- Mô men tĩnh của mặt cắt liên hợp đối với trục 1 –1 :

2

I lh  td  td

) ( 30885592 2

12

.

2 3

cm

h y b h n h

b

t b b b b b

7.3. Xác định các đặc tr ng hình học của dầm tại mặt cắt gần gối (cách gối 1,2m)

7.3.1.Tiết diện giảm yếu :

2

2 2

2 1 1

2

3 2 2

2 1 1

1

3 1 1 3 3

2

12

2

12

3

3

y h b b h b b y b y

b

t d

t d

cm a

7.3.3 Tiết diện liên hợp:

- Diện tích của mặt cắt liên hợp :

- Mô men quấn tính của mặt cắt liên hợp

trần Văn nghĩa 18 cầu đờng bộ b - K39

 2

'

c F I

2

12

.

2 3

cm

h y b h n h b

t b b b b b

ống gen bằng bê tông tạo ra do rút ống cứng ra khỏi bê tông có

k = 0,005

 = 0,55

7.4.1.Mất mát ứng suất trong cốt thép DƯL ở mặt cắt giữa nhịp

a Mất mát ứng suất do ma sát s5(chỉ xảy ra đối với cốt xiên):

Công thức tính : s 5 = sKT(1 – e -(kx + 1,3) ) = A sKT

Trong đó

-  :Tổng các góc uốn của cốt thép từ neo tới mặt cắt đang xét(radian)

- x =18,18(m) :Tổng chiều dài các đoạn thẳng vầ đoạn cong của ống chứa cốt thép kể từ kích tới mặt cắt đang xét

- k : Hệ số xét tới sự sai lệch cục bộ của các đoạn thẳng ,đoạn cong ống gen so với vị trí thiết kế

- E d : Mô đuyn đàn hồi của thép DƯL, E d = 1970000 (kG/cm 2 )

- L: Chiều dài trung bình của cốt thép, L tb = 3033,768 (cm).

I d

a y F

- F td I td yd I : Các đặc trng của TDTĐ đã tính ở trên(Giai đoạn làm việc thứ II của TD)

- a d : Khoảng cánh từ trọng tâm bó cốt thép đang xét đến mép dới của tiết diện

27 , 0

27 , 0

E

E 

s

). (*) Trong đó :

- e c và  t là các giá trị của biến dạng cuối cùng và từ biến

e c = 0,00001

 t = 1,6

-  là hàm số xét đến ảnh hởng của quá trình co ngót và từ biến của bê tông tới trị số ứng suất hao hụt  phụ thuộc vào đặc trng từ biến cuối cùng  x và tích số r.n 1  Đối với mặt cắt giữa nhịp, ta có:

r = 2

2 1

E

 = F d /F b = 0,00845 Trong đó: - r là bán kính quán tính của mặt cắt

86 , 5376

2

1

 )(**)

) ( 557462 02

, 47 ).

75 , 1517 4

, 389 1274 5

, 0 14400 ( ).

5 , 0

s b =219 (daN/cm 2 )

Thay các số liệu đã tính vào công thức tính (s 1 + s 2 ), ta đợc:

s 1 + s 2 =1747 (daN/cm 2 )

7.2.2 Mất mát ứng suất của cốt thép DƯL tại mặt cắt L/4

Các tính toán giống nh trên ta có kết quả sau:

x = 7,5(m)(Do thép đợc kéo dài quá mặt cắt gối 0,15m)

Bó (radian) kx + 1,3 . A sKT(daN/cm2 ) s 5 (daN/cm 2 )

I d

a y F

r = 2

2 1

cm F

2

1

 )(**)

) ( 588684 02

, 47 ).

8 , 728 4 , 389 8 , 1523 5 , 0 14400 ( ).

5 , 0

7.2.3 mÊt m¸t øng suÊt t¹i mÆt c¾t gÇn gèi (c¸ch gèi 1,2 m):

C¸c bíc tÝnh to¸n hoµn toµn t¬ng tù Em chØ ghi kÕt qu¶

I d

a y F

e MÊt m¸t øng suÊt do co ngãt vµ tõ biÕn cña bª t«ng:

s 1 + s 2 = (

b

T d b d c

B¶ng tæng hîp c¸c lo¹i mÊt m¸t øng suÊt t¹i mÆt c¾t L/2 ,L/4 vµ gÇn gèi

7.3 KiÓm to¸n chèng nøt theo øng suÊt ph¸p:

7.3 1 KiÓm to¸n 1 : Chèng nøt thí díi trong giai ®o¹n khai th¸c

- ë thí díi th× mÆt c¾t L/2 lµ dÔ nøt nhÊt v× vËy chØ cÇn kiÓm tra cho mÆt c¾t nµy(DÇm bÊt lîi nhÊt lµ dÇm biªn)

§iÒu kiÖn kiÓm tra:

II d lh

tc tc bt

tc I d td

tc d

tc bt d

y I

M y I

d d

I

F F

y I

e N F

N

.

0

0 0

s s s s

Trong trêng hîp nµy lÊy tèi ®a c¸c mÊt m¸t øng suÊt

8

4 , 29 10 86 , 5376 5 , 2

= 2,5.F b

8

2

tt L

8

4 , 29 36 , 0 5 , 2

2

m T

KiÓm tra øng suÊt t¹i thí trªn cña mÆt c¾t gi÷a nhÞp trong giai ®o¹n khai th¸c kh«ng xuÊt hiÖn øng suÊt kÐo (dÇm bÊt lîi nhÊt lµ dÇm gi÷a)

tc I t td

tc t

tc bt t

M y I

d d t

m

I

e N F

- Trong giai đoạn chế tạo ,vận chuyển ,lao nắp không đợc xuất hiện ứng suất kéo ở thớ trên (kiểm toán tại mặt cắt cách gối 1,2 m)

m b

.

.

t d

I

e N F

1 10 86 , 5376 5 ,

ứng suất nén tại thớ dới của dầm do lực N d tính với mất mát ứng suất tối thiểu và do mô men tải trọng bản thân gây ra đợc kiểm toán theo công thức sau:

N d

td

TC bt d

.

.

d d

I

e N F

Thay vào (**) ta có : s b.md = 281,3(daN/cm 2 )

Để xác định R N cần xác định s max và s min

R N = R tr nếu s min Ê 0,7 s max

R N = R n nếu s min > 0,85 s max ứng suất tại mép trên của mặt cắt giữa nhịp có xét đến các mất mát ứng suất là:

s b.mt = . 0 59 ( / 2 )

0

0 0

cm daN y

I

e N F

N

t d d





Thay vào (*) ta có : s max = s b = 227,88 (daN/cm 2 )

Thay vào (***) : s min = s b = [ 0 ] 1 , 1 32 , 95

K td

K td

d

b I

Q Q Q S b I

Q S b I

Q Q

) (

2 1

1

1

d K

y b

h y b b

40 98 , 66 20 60

b

h 1

bb

h b

 120028 , 2 (cm3 )

2

) ( 2

) (

2 1

1

1

I d I

d

I

K

y b

h y b b

40 18 , 66 20 60

) (

2 1

1

1

II d II

d

II

K

y b

h y b

40 08 , 101 20 60

d d

- Thay vµo (**) ta cã : Q d  24219 , 5 (daN)

=> Thay c¸c gi¸ trÞ vµo (*) ta cã :

) / ( 44 ,

- Kiểm toán ứng suất kéo chủ theo tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn

- ứng suất tiếp và ứng suất pháp cùng đợc xác định trên một sơ đồ tải trọng

- Kiểm toán nén kéo tại thớ tiếp giáp giữa cánh và sờn kiểm toán nén chủ tại thớ tiếp giáp giữa bầu và sờn (Thớ qua A và thớ qua B)

- Khi kiểm toán các giá trị mô men và lực cắt đợc xác định trên cùng một sơ đồ xếp tải

trần Văn nghĩa 28 cầu đờng bộ b - K39

7.2.1 Xếp tải theo sơ đồ mô men max:

7.2.1.1.Tổ hợp tải trọng XB80+TT(Tính cho dầm biên có hê số phân bố ngang max ):

a.Tải tiêu chuẩn :

Mô men tiêu chuẩn tại mặt cắt L/4:

M q (q q tc) M ( 0 , 3256 5 , 003 2 , 42 0 , 518 ) 81 , 03375 370 , 08 (T.m)

II

tc I M tc XB XB

tc

w w

tc I I Q tc XB XB XB

tt

) ( 40 35 , 7 ) 9924 , 0 42 , 2 1 , 1 ( 26875 , 8 003 , 5 3256 , 0 1

a.Tải tiêu chuẩn

Mô men tiêu chuẩn tại mặt cắt L/4

II tc I M NG Ng M

tc H H

tc H H

tc

Q  (  30 30 ( 1   )    ) w   (  )  w

) ( 15 , 33 35 , 7 ) 6443 , 0 42 , 2 ( 26875 , 8 ) 45 , 0 2753 , 0 21 , 1 032 , 2 518

tc XB H

Q NG NG NG

tc H H H

tt

Q  [ 30  30 30 1       ]  w  (  )  w

) ( 43 35 , 7 ) 9645 , 0 42 , 2 1 , 1 ( 26875 ,

8 ] 2753 , 0 45 , 0 4 , 1 21 , 1 032 , 2 518 , 0 4

,

1



7.2.2 Xếp tải theo sơ đồ lực cắt max

7.2.2.1.Tổ hợp tải trọng TT+XB80(Tính cho dầm biên )

a = 0

L =22,05(m) TC

XB

q = 6,6575 (T/m)

a.Tải tiêu chuẩn :

Mô men tiêu chuẩn tại mặt cắt L/4:

M tc  XBq tc XB wM  (q tc I q II tc)  wM  ( 0 , 3256  6 , 6575  2 , 42  0 , 518 )  81 , 03375

a.Tải tiêu chuẩn :

Mô men tiêu chuẩn tại mặt cắt L/4:

tc I M NG Ng M

tc H H tc

tc XB H

Q NG NG NG

tc H H H

tt

Q  [ 30 30 301       ]  w  (  )  w

) ( 43 , 45 35 , 7 ) 9645 , 0 42 , 2 1 , 1 ( 26875 ,

8 ] 2753 , 0 45 , 0 4 , 1 21 , 1 39 , 2 518 , 0 4

tt I A td A

bt A

d d

A

I

M M

M y I

M y

I

M y

I

e N F

0

0 0

0 0

1 , 1 1

, 1

1 , 1

1 ,

N d   d sKT  si  a 

trần Văn nghĩa 30 cầu đờng bộ b - K39

M tt : Mô men tính toán đựoc xác định theo sơ đồ lực cắt lớn nhất do tổ hợp (TT+XB80) và tổ hợp (H30+NG+TT)

M bt và M 1 : mô men tiêu chuẩn do trọng lợng bản thân và bản mặt cầu gây ra tại mặt cắt đang xét (L/4)

) ( 927 , 108 03375 , 81 10 86 , 5376 5

76 , 61 5 , 22 26 , 84

8 , 59 5 , 22 3 , 82

2 2 2 0

y

h y

y

h y

Do kiểm toán tại mặt cắt L/4 nên thành phần sy chỉ có do cốt chủ uốn lên gây ra

b u

( (

1

,

7 5

2 2

5 , 22 19 , 49 50 5 , 22 2

2

h y b

Công thức xác định :

LH bt

tt I A td

A td

d bt

b I

Q Q Q S b I

Q S b I

Q Q

57 , 22 54 ,

2

cm daN

57 , 22 53 ,

cm daN

tt I B td B

bt B d d

B

I

M M M y I

M y I

M y I

e N F

0

0 0

0 0

N d   d sKT  si  a 

8 , 60 40 8 , 100

74 , 25 40 74 , 65

7 , 27 40 7 , 67

2 1 1 0

y

h y

y

h y

Do kiểm toán tại mặt cắt L/4 nên thành phần sy chỉ có do cốt chủ uốn lên gây ra

Công thức tính :

  i

x

d d y

b u

(

7 5

1 1

tc I B td

B td

d bt

b I

Q Q Q S b I

Q S b I

Q Q

B  

Thay các giá trị (4) (5) và (6) vào (I) ta có ứng suất nén chủ tại thớ qua A đối với tổ hợp TT+XB80:

0 , 95 21 , 1 ( / )

2

2 , 21 9 , 35 2

2 , 21 9

,

2

cm daN

2 , 21 56

,

2

cm daN

VIII.Tính duyệt M.c tiết diện nghiêng trong giai đoạn khai thác:

Do lực cắt tại gối ,chỗ thay đổi chiều rộng sờn ,chỗ thay đổi bớc cốt đai có thể gây phá hoại dầm theo mặt cắt nghiêng Do đó ta phải duyệt m.c nghiêng về khả năng chịu mô men

và lực cắt Dầm có chiều cao không đổi và cốt thép kéo hết về gối nên tiết diện nghiêng đã

đủ khả năng chịu lực dới tác dụng của mô men Sau đây chỉ kiểm tra theo lực cắt của mặt cắt nghiêng đi qua mép gối:

Điều kiện kiểm tra là tổng hình chiếu các nội lực trong m/c nghiêng lên trục vuông góc với trục cấu kiện không đợc nhỏ hơn lực cắt do ngoại lực tính toán

IX Tính duyệt kết cấu về độ võng kết cấu nhịp do hoạt tải trong

giai đoạn sử dụng :

Tính duyệt độ võng do hoạt tải tiêu chuẩn

Công thức tính duyệt:

f h =

td

b I E

l P

85 , 0

384

< [f] (*)

P : Tải trọng tơng đơng tiêu chuẩn của tổ hợp bất lợi hơn có xét hệ số phân bố ngang

(Trong TH này lấy tổ hợp XB80)

P = P tđMXB80  XB80 = 5,003.0,29 = 1,45087( T/m ) =14,5087(daN/cm) Thay vào (*) ta có:

13353524

350000

85 , 0

2940 5087 , 14 384

* Do tải trọng ngời đi bộ :g ng = 0,31=0,3 (T/m 2 )

* Trọng lợng của lan can: P lc = 0,23 (T/m)

(Đặt ở trọng tâm của lan can)

* Trọng lợng lớp phủ (tính theo chiều dày trung bình):

g lp = 0,05 2,3 + 0,011,6 + 0,052,5 = 0,256(T/m 2 )

=> Mô men max tại giữa nhịp :

trần Văn nghĩa 34 cầu đờng bộ b - K39

 2

2 2

2

25 1

, 1 2

2

25

5 , 1 2

h

l g

l g

M

) / ( 8015 , 0 75 , 0 3 , 0 4 , 1 875 , 0 23 , 0 1 , 1 2

875 , 0 256 , 0 5 , 1 2

1 45

, 14

1

b a

1

b a

- Diện tích đờng ảnh hởng mô men tại mặt cắt giữa nhịp w M =0,405

- Diện tích đờng ảnh hởng lực cắt tại mặt cắt gối w Q =0,9

h 0

x

RtFt

S ơ đồ bản kê 2 cạnh

a1a

b1

b1

b 0

a0a 1

p

g1+g2Sơ đồ mô men

H H M

M b lp b

bt

) 1 ( 4

, 1 )

5 , 1 1

Do c+b 1 > l b nên tải trọng do H30 rải đều trên toàn bộ bản (Trong sơ đồ Mô men)

Tải trọng rải đều do bánh xe H30 tác dụng nên bản mặt cầu :

) 82 , 0 1 , 1 ( 31 , 1

6 2 )

w 1,1+ 0,82

H30

17,42( / )

82 , 0 42 , 0

1 1

m T b

1

m T b

Trong 3 trờng hợp đặt tải thì trờng hợp tải trọng TT+XB80 có nội lực max ta dùng gía trị này

để bố trí và kiểm tra lợng cốt thép trong bản mặt cầu

M max =4,44(T.m) do tĩnh tải và XB80

Q max = 11,78(T/m) do tĩnh tải và H30 trong trờng hợp hai bánh cùng nằm trên 1 nhịp) Do

bản đợc ngàm chặt vào dầm chủ nên ta phải xét đến mô men âm tại ngàm

Mô men âm tại ngàm đợc xác định theo công thức:

l D n

18 315000 )

1 (

G : Mô đun đàn hồi chống cắt của vật liệu lấy G = 0,435E = 137025(daN/cm 2 )

Mô men quán tính chống xoắn của vật liệu :

40

60 3

1 20 63 , 0 20

5 , 87 3

1 5 , 22 63 , 0 5 , 22

50 3

1 63

, 0 3

- M: Giá trị mô men max

a.Lợng cốt thép chịu mô men âm :

Thay vào công thức trên ta đợc : 13 ( )

2400 2

, 14 8 , 0

, 14 8 ,

Bố trí hai lới cốt thép song song có kích thớc lới 10*10 (cm) (10 thanh trên 1m theo phơng dọc cầu)và bố trí nh nhau trên toàn bộ mặt cầu

Diện tích cốt thép bố trí trên 1 lới F ct =10*1,539= 15,39(cm 2 )

10.2.4.Kiểm tra khả năng chịu mô men và lực cắt của cốt thép đã bố trí :

Vị trí trục trung hoà 2 , 64 ( )

100 140

2400 39

, 15

cm b

R

R F x u

ct ct

h x b R

M gh > M max vậy bố trí thép nh vậy đảm bảo yêu cầu về khả năng chịu mô men âm

Do bố trí hai lới cốt thép song song nên bản cũng đủ khả năng chịu mô men dơng

*

Điều kiện kiểm tra : Q max <R bK.b.h 0

Với:

R bK =11(daN/cm 2 ) :Cờng độ chịu kéo dọc trục của bê tông Mác 300

Q max =10000(daN) < 11.100.14,2=15620(daN)

Do vậy bản mặt cầu dẩm bảo khả năng chịu lực do các tổ hợp tải trọng

XI Xác định nội lực trong dầm ngang :

Trên mặt cắt ngang có 5 dầm ngang các dầm ngang nối 6 dầm dọc lại với nhau và trở thành những dầm ngang liên tục 4 nhịp Các dầm ngang gần gối tính nh dầm liên tục tựa trên gối cứng ( trên các dầm dọc) ,chỉ chịu tải trọng trực tiếp truyền lên nó

Các dầm ngang nằm ở giữa khẩu độ dầm dọc sẽ chịu 2 loại nội lực :

- Một là : Sẽ làm việc nh dầm liên tục nhiều nhịp tựa trên gối cứng chịu tải trong cục bộ dới dạng xe H30 hoặc xe bánh nặng XB80 xếp gần nhau

- Hai là : Do dầm ngang cùng tham gia làm việc vơí toàn bộ kết kấu nhịp, có xét cả sự phân bố tải trọng theo các phơng pháp gần đúng Do vậy tính dầm ngang sẽ lấy nội lực tổng cộng do cả hai ảnh hởng đó gây nên

11.1 Nội lực do tải trọng cục bộ:

Phần bản của kết cấu đợc đổ tại chỗ nên khi xét tới áp lực từ bản truyền xuống dầm ngang Để thiên về an toàn ta giả thiết lực do tải trọng truyền từ bản xuống dầm ngang sau

đó truyền xuống dầm dọc ,Nội lực trong dầm ngang do làm việc cục bô gồm 2 thành phần :Do tĩnh tải và do hoạt tải

Tĩnh tải do lớp phủ và bản mặt cầu (tính cho 1m chiều dài dọc cầu):

- Lớp phủ g lp = 0,256(T/m 2 )

- Trọng lợng bản g b = 0,45(T/m 2 )

- Hệ số vợt tải của lớp phủ n lp = 1,5

- Hê só vợt tải của bản mặt cầu n b = 1,1

áp lực lên dầm do 1 dãy bánh xe gây ra đợc xác định theo công thức :

Mô men do tải trọng cục bộ M r sẽ đợc tính bằng cách xếp các lực P 0’ lên ĐAH mô men dầm ngang vẽ nh dầm giản đơn Sau đó nhân kết quả nhận đợc với các hệ số xét đến sự liên tục của kết cấu Mô men tính toán trong dầm ngang nhiều nhịp liên tục do hoạt tải H30 và XB80 gây ra:

M : Xác định theo đờng ảnh hởng M 0,5 dầm giản đơn

M = (1+)..P o’ y i

* Mặt cắt giữa nhịp :

+ Max M  0 , 05n ig il2  0 , 7 n h M

5 ,