Đồ án tính toán mố cầu.DOC

ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUYÊN TÍNH TOÁN MỐ I. GIỚI THIỆU CHUNG: Mố tính toán: M1 Kết cấu mố: mố nặng BTCT. Quy trình tính toán: Theo tiêu chuẩn 22 TCN - 272 - 05. II. HÌNH DẠNG HÌNH HỌC CỦA MỐ VÀ SỐ LIỆU TÍNH TOÁN: Bảng số liệu về cao độ: Cao độ đỉnh tường đầu 7.789 Cao độ đỉnh gối 7.356 Cao độ đỉnh xà mũ 6.985 Cao độ đỉnh bệ mố 6.500 Cao độ đáy bệ 4.500 Cao độ đất tự nhiên 6.810 Cao độ mực nước cao nhất 1.000 Góc chéo của mố (độ) 90.00 Số liệu tính toán: + Trọng lượng đơn vò bê tông: 3 24.525 / c KN mγ = . + Trọng lượng đơn vò đất: 3 17.658 / s KN mγ = . + Trọng lượng đơn vò đất bão hoà: 3 10.791 / sbo KN mγ = + Cường độ chòu nén của bê tông: , 30 c f MPa= . + Mô đun đàn hồi của bê tông: 1.5 ' 1.5 0.043 0.043 24.525 30 29440= = × = c c E f MPa γ . + Cường độ chảy dẻo của thép: 300 y f MPa= . + Mô đun đàn hồi của thép: 200000Es MPa= . MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 238 ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUYÊN Hình dạng mố: n t b2 b4 w m g d5 j hf d r1 r2 b b2b1 d1d2d3 d4 a bl cl c Hình 100: Hình dạng và kí hiệu kích thước mố. Kích thước mố (m) Hạng mục Ký hiệu Giá trò Hạng mục Ký hiệu Giá trò Chiều cao thân mố h 3.087 Kích thước ngang b 2 2.550 Chiều rộng bệ mố b 5.750 Kích thước ngang b 3 2.550 Chiều dày tường thân a 1.300 Kích thước ngang b 4 1.000 Chiều dày bệ mố d 2.000 Kích thước đứng d 1 1.500 Chiều cao dốc bệ mố f 0.000 Kích thước đứng d 2 1.000 Chiều rộng phần kê gối n 1.000 Kích thước đứng d 3 0.587 Chiều cao tường đầu j 1.950 Kích thước đứng d 4 0.000 Chiều dày tường đầu t 0.300 Kích thước đứng d 5 0.200 Chiều dài tường đầu w 3.850 Kích thước ngang m 0.500 Chiều dày đất trên bệ mố c 0.310 Chiều dày tường cánh u 0.500 K/c từ gối đến mép t/thân g 0.475 K/cách r2 1.000 K/c từ tim cọc đến mép bệ r1 1.000 Mái dốc trước mố cl 0.000 Kích thước ngang b 1 2.000 Mái dốc trước mố bl 0.000 Chiều rộng mố theo hướng ngang: L=14.2m Chiều cao mố: Ht=5.087m Khoảng cách từ trọng tâm bệ đến mép phía trước mố: 2.875m MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 239 ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUYÊN Lớp bê tông đệm dày 100mm 107520122000100100 100 2000 1200 2550 900 300 1000 3750 1000 100 500 4 0 0 0 3550 50150 550 150 475 425 50 6003003001887 15001000587 1 0 % 300 2000 500 250 250 500 500500 300 255012002000 5750 200 5725 1175 100037501000 5750 7100 5300 1800 14200 30030085050 500 6600 7100 Hình 101: Cấu tạo mố . III. MẶT CẮT KIỂM TOÁN: MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 240 ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUYÊN 11 3 6 2 7 5 4 5 2 7 4 6 8 8 3 Hình 102: Các mặt cắt cần kiểm toán . IV. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MỐ: IV.1. Tónh tải: IV.1.1. Tải trọng bản thân mố: Công thức chung để xác đònh tónh tải là i i i P V= γ Trong đó: Pi : trọng lượng cuả cấu kiện Vi : thể tích các cấu kiện i γ : trọng lượng riêng cuả cấu kiện Trọng lượng bản thân của 6 bệ kê gối: = × × × × = 1 6 0.45 0.35 0.15 24.525 85.2P KN Trọng lượng tường đỉnh: = × × × = 2 1.95 0.3 14.2 24.525 203.7P KN Trọng lượng thân mố: ( ) ( ) = − × + × × = 3 3.087 1.95 1 0.3 14.2 24.525 514.7P KN Trọng lượng đá kê bản quá độ: + = × × × = 4 0.3 0.6 0.3 14.2 24.525 47 2 P KN Trọng lượng bản quá độ: = × − × × × = 5 0.3 (14.2 5 0.5) 4 24.525 388.476P KN Trọng lượng tường cánh: MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 241 ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUYÊN 6 2 1.5 2.55 3.087 1 2 0.5 24.525 242.107 2 P KN ×   = × + × × × × =  ÷   Trọng lượng bệ mố: = × × × = 5 5.75 2 14.2 24.525 4004.93P KN Xác đònh nội lực do TLBT mố tại các mặt cắt: Công thức tính: M=P.e Trong đó: e là độ lệch tâm. Ta tính tại mặt cắt (5-5) Nội lực do bản thân 6 bệ kê gối: Khoảng cách từ điểm đặt lực đến mép phía trước mố: X =0.475+2 =2.475m Khoảng cách từ điểm đặt lực đến trọng tâm mặt cắt tính toán: e = 2.875-2.475=0.40m Momen do lực gây ra đối với mặt cắt (5-5): M=85.2x0.40=34.08KNm . Tương tự ta tính momen do các lực khác gây ra tại mặt cắt (5-5): Do tường đỉnh gây ra: ( ) = ⇒ = − ⇒ = × − = −3.15 0.275 203.7 0.275 56.025X m e m M KNm . Do thân mố gây ra: = ⇒ = ⇒ = × = 2.65 0.225 514.7 0.225 115.8X m e m M KNm . Do đá kê bản quá độ gây ra: ( ) = ⇒ = − ⇒ = × − = −3.433 0.558 47 0.558 26.23X m e m M KNm . Do tường cánh gây ra: ( ) = ⇒ = − ⇒ = × − = −4.969 2.051 242.1 2.051 496.602X m e m M KNm . Do bệ mố gây ra: 2.875 0.0 6474.6 0.0 0.0X m e m M KNm = ⇒ = ⇒ = × = . Nội lực tại các mặt cắt khác tính tương tự và lập bảng sau: TỔNG HP NỘI LỰC DO TLBT TẠI MẶT CẮT 5-5 Hạng mục P (KN) X (m) r (m) M (KNm) Bệ kê gối và gối 85.1999 2.475 0.400 34.08 Tường đỉnh 203.729 3.15 -0.275 -56.025 Thân mố 514.756 2.65 0.225 115.82 Đá kê bản quá độ 43.7036 3.433 -0.558 -24.387 Tường cánh 242.107 4.926 -2.051 -496.602 Bệ mố 4004.93 2.875 0.000 0 Tổng 5094.43 -427.114 MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 242 ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUYÊN TỔNG HP NỘI LỰC DO TLBT TẠI MẶT CẮT 1-1 MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 243 ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUYÊN Hạng mục P (KN) X (m) r (m) M (KNm) Tường đỉnh 203.729 3.15 0.000 0 Đá kê bản quá độ 43.7036 3.433 -0.283 -12.368 Tổng 247.433 -12.368 TỔNG HP NỘI LỰC DO TLBT TẠI MẶT CẮT 2-2 Hạng mục P (KN) X (m) r (m) M (KNm) Bệ kê gối và gối 85.1999 2.475 0.175 14.91 Tường đỉnh 203.729 3.150 -0.500 -101.865 Thân mố 514.756 2.650 0.000 0 Đá kê bản quá độ 43.7036 3.433 -0.783 -34.22 Tường cánh 242.107 4.926 -2.276 -551.076 Tổng 1089.5 -672.251 TỔNG HP NỘI LỰC DO TLBT TẠI MẶT CẮT 3-3 Hạng mục P (KN) X (m) r (m) M (KNm) Tường cánh 121.054 4.926 -1.626 -196.853 Tổng 121.054 -196.853 TỔNG HP NỘI LỰC DO TLBT TẠI MẶT CẮT 4-4 Hạng mục P (KN) X (m) r (m) M (KNm) Tường cánh 24.525 6.308 -0.458 -11.241 Tổng 24.525 -11.241 TỔNG HP NỘI LỰC DO TLBT TẠI MẶT CẮT 6-6 Hạng mục P (KN) X (m) r (m) M (KNm) Đá kê bản quá độ 43.7036 3.433 -0.133 -5.813 Bản quá độ 388.476 3.433 -0.133 -51.667 Tổng 432.18 -57.48 TỔNG HP NỘI LỰC DO TLBT TẠI MẶT CẮT 7-7 Hạng mục P (KN) X (m) r (m) M (KNm) Tường cánh 121.054 4.926 -0.351 -42.51 Tổng 121.054 -42.51 MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 244 ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUYÊN TỔNG HP NỘI LỰC DO TLBT TẠI MẶT CẮT 8-8 Hạng mục P (KN) X (m) r (m) M (KNm) Tường cánh 242.107 4.926 -1.626 -393.706 Bệ mố 1706.45 4.525 -1.225 -2090.401 Tổng 1706.45 -2090.401 IV.1.1.2 Tải trọng kết cấu phần trên: Hạng mục Kí hiệu Giá trò Đơn vò Số lượng dầm N 6.000 dầm Chiều dài nhòp Ln 40.000 m Chiều dài nhòp tính toán Lt 39.100 m Diện tích dầm Supper T Ad 0.968 m 2 Diện tích dầm ngang And 0.799 m 2 Số lượng dầm ngang Ndn 2.000 dầm Chiều cao gờ đỡ lan can Hg 0.450 m Chiều cao lan can Hlc 0.815 m Khổ cầu B 11.000 m Bề rộng mặt cầu W 14.200 m Số làn xe thiết kế n 3.000 làn Hệ số làn xe m 0.85 Hệ số xung kích IM 1.250 Trọng lượng riêng bêtông 24.525 KN/m 3 Chiều dày bản mặt cầu 0.200 m Lớp phủ mặt cầu. 0.110 m Tónh tải do dầm chủ: Tải trọng của 1 dầm: = × × × = 1 1 40 0.968 24.525 949.363 DC P KN . Tổng trọng lượng dầm chủ: = = × = 1 1 6 949.363 5696.178 DC DC P nP KN Tónh tải do dầm ngang: Tải trọng của dầm ngang: = × × = 1 0.799 14.2 24.525 278.423 DCn P KN . Tổng trọng lượng các dầm ngang: = = × = 1 2 2 278.423 556.846 DC DCn P nP KN . Tải trọng bản mặt cầu: = × × × = 3 0.2 14.2 39.1 24.525 2723.354 DC P KN . MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 245 ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUYÊN Tải trọng lan can lề bộ hành: 4 6.316 39.1 246.956 DC P KN= × = . Tải trọng lớp phủ: = × × = 1 1.65 14.2 39.1 916.113 DW P KN . Tải trọng do tiện ích công cộng: Tạm lấy tải trọng do tiện ích công công trên một đơn vò: 3 5 / DW P KN m= = × = 2 6.316 39.1 246.956 DW P KN Xác đònh nội lực do TLBT mố tại các mặt cắt: Công thức tính: M=Pxe Trong đó: e là độ lệch tâm. BẢNG TỔNG HP NỘI LỰC DO KCPT TẠI MẶT CẮT (2-2) Hạng mục V (KN) Hx (KN) Hy (KN) Mx (KN) My (KN) Mz (KN) DC (KCPT) 4611.667 0.000 0.000 0.000 807.042 0.000 DW (KCPT) 555.8065 0.000 0.000 0.000 97.266 0.000 BẢNG TỔNG HP NỘI LỰC DO KCPT TẢI TẠI MẶT CẮT (5-5) Hạng mục V (KN) Hx (KN) Hy (KN) Mx (KN) My (KN) Mz (KN) DC (KCPT) 4611.667 0.000 0.000 0.000 1844.667 0.000 DW (KCPT) 555.8065 0.000 0.000 0.000 222.323 0.000 IV.2. Hoạt tải: Hoạt tải HL93: Xe tải thiết kế: Xe tải thiết kế: gồm trục trước nặng 35 KN , hai trục sau mỗi trục nặng 145KN, khoảng cách giữa 2 trục trước là 4300mm, khoảng cách hai trục sau thay đổi từ MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 246 ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUYÊN 4300 – 9000 mm sao cho gây ra nội lực lớn nhất, theo phương ngang khoảng cách giữa hai bánh xe là 1800mm Hình 103: Xe tải thiết kế. Xe hai trục thiết kế: Xe hai trục: gồm có hai trục, mỗi trục nặng 110KN, khoảng cách giữa hai trục không đổi là 1200mm, theo phương ngang khoảng cách giữa hai bánh xe là 1800mm Hình : Tải trọng xe 2 trục thiết kế. Tải trọng làn: Tải trọng làn: bao gồm tải trọng rải đều 9,3N/mm. xếp theo phương dọc cầu, theo phương ngang cầu tải trọng này phân bố theo chiều rộng 3000mm, tải trọng làn có thể xe dòch theo phương ngang để gây ra nội lực lớn nhất. Hình : Tải trọng làn. Hoạt tải người (PL): MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 247 1200mm 110 kN 110 kN 9,3KN/m [...]... trước mố: X=1.0m Khoảng cách từ điểm đặt lực đến trọng tâm mặt cắt tính toán: e=2.875-1.0=1.875m Momen do áp lực đất thẳng đứng (EV) : M = PEV e = 155.46 × 1.875 = 291.48 KNm p lực đất phía sau mố: PEV = V × γs = 2.55 × 13.2 × 3.087 × 17.658 = 1834.8 KN Khoảng cách từ điểm đặt lực đến mép ngoài phía trước mố: X = 2 + 1.3 + 2.55 = 4.575m 2 Khoảng cách từ điểm đặt lực đến trọng tâm mặt cắt tính toán: ... My KN KNm 0.000 -53.138 0.000 -53.138 0.000 -53.138 Ngang cầu Hy Mx KN KNm 107.168 132.330 107.168 132.330 107.168 132.330 0.000 71.445 -42.510 88.220 V TÍNH TOÁN BẢN QUÁ ĐỘ: V.1 Thiết kế cốt thép: Tiết diện tính toán bxh =13.200x300mm Momen kiểm toán: Mu = 244.33 KNm = 244.33 × 106 Nmm Chọn lớp bảo vệ a = 25 mm , ⇒ ds = h - a = 300 – 25 = 275 mm Từ phương trình cân bằng momen : a M  ∑ M / As = 0... 66 Z 23000 ⇒ fsa = =3 = 365.1MPa 3 d A 25 × 10000 c ⇒A= Tính 0,6.fy 0,6 f y = 0.6 × 300 = 180 MPa Vậy: f s = 74.9 MPa ≤ f sa = 365.1 MPa 0, 6 f y = 180 MPa Thoả điều kiện VI KIỂM TOÁN CHO CÁC MẶT CẮT PHẦN MỐ: Mặt cắt tường đỉnh (1-1): Do điều kiện tính chất làm việc của tường đỉnh giống bản quá độ (tiết diện chòu uốn một phương ) nên việc tính toán tương tự như bảng sau: b (mm) 14200 h (mm) 300 Mu(KN.m)... 2.6 Ix (m4) 310.19 F (m²) 18.46 VI.1 Kiểm toán khả năng chòu uốn của tiết diện: Ta kiểm toán theo tính chất mặt chòu uốn hai phương Kiểm tra điều kiện N < 0.1φ.f'c.Ag Trong đó: N : lực nén lớn nhất tác dụng lên mặt cắt φ : hệ số sức kháng, cấu kiện chòu nén: j=0.75 Ag: diện tích mặt cắt Lực nén lớn nhất tác dụng: Nmax=max(CĐI, CĐII, CĐIII, ĐB)=10719.371KN Tính 0.1φ.f'c.Ag=0.1x0.75x30x18.46=41535KN... 200 đai 2 nhánh ⇒ Av = 2 MSSV : CD06081 268 SVTH : NGUYỄN DUY NAM ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUYÊN Sức kháng cắt danh đònh: Vn1 = 0.25.fc' b v d v = 0.25 × 30 × 14200 × 1244 = 1.324 × 10 8 N = 1.324 × 10 5 KN  Vn1 = 1.324 × 10 5 KN  ⇒ Vn = min   Vn2 = Vc + Vs = 16635.4KN  Sức kháng cắt tính toán: Vr = ϕVn = 0.9 × 16635.4 = 14971.8 KN Với ϕ = 0.9 hệ số sức kháng Kiểm tra điều... kiện kiểm tra: fs ≤ fsa 0,6 f y Trong đó: fs: ứng suất trong cốt thép ở TTGH SD với sơ đồ tính đàn hồi nứt fsa: ứng suất cho phép trong cốt thép Kiểm toán khả năng chòu nứt theo phương dọc: Tiết diêïn b x h = 14200 x 1300 mm , d s = 1250 mm b ds x fc fs As Hình 113: Sơ đồ ứng suất khi tính khả năng chòu nứt tiết diện Tính ứng suất trong cốt thép: M f s = s ( d s − x ) n I cr Chiều dày làm việc của bêtông... 50 × 10000 c Tính 0,6.fy 0,6 f y = 0.6 × 300 = 180 MPa Vậy: f s = 88.031 MPa ≤ f sa = 289.8 MPa 0, 6 f y = 180 MPa Thoả điều kiện Mặt cắt đáy móng (5-5): Do tính chất làm việc của mặt cắt (5-5) tương tự mặt cắt (2-2) nên ta tính toán tương tự: 14200.00 h (mm) 5750.00 0,1.j.f'c.Ag 183712.5 0 MSSV : CD06081 n (thanh) 71.00 Φ abv (mm) 16.00 271 50.00 Phương dọc b (mm) ngangPhương KIỂM TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU... VII KIỂM TOÁN CÁC MẶT CẮT PHẦN TƯỜNG CÁNH: Mặt cắt (7-7): Thông số mặt cắt : h (m) 2.550 MSSV : CD06081 b (m) 0.500 272 Iy (m4) 0.69 Ix (m4) 0.027 F (m²) 1.275 SVTH : NGUYỄN DUY NAM ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUYÊN VII.1 Ta kiểm toán theo tính chất mặt chòu uốn hai phương Kiểm tra điều kiện N < 0.1φ.f'c.Ag Trong đó: N : lực nén lớn nhất tác dụng lên mặt cắt φ : hệ số sức kháng, cấu...  Ec x= MSSV : CD06081 263 SVTH : NGUYỄN DUY NAM ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUYÊN Momen quán tính của tiết diện nứt : b.x 3 2 + n As ( d s − x ) 3 13200 × 48.643 2 = + 6.79 ×10159.9 × ( 275 − 48.64 ) = 4.011×109 mm 4 3 I cr = Momen tính toán ở TTGH SD: Ms=195.464KNm ⇒ fs = Tính fsa 195.464 × 106 × 275 − 48.64 × 6.79 = 74.9 MPa 4.011 × 10 9 ( fsa = ) Z 3 d A c Thông số vết nứt : Z...  6.72 ×14275.4  2 × 1250 ×14200  =  1 + − 1÷ = 123.3mm  ÷ 14200 6.72 ×14275.4   x= Momen quán tính của tiết diện nứt : b.x 3 2 + n As ( d s − x ) 3 14200 × 123.33 2 = + 6.72 × 14275.4 × ( 1250 − 123.3) = 1.304 × 1011 mm 4 3 I cr = Momen tính toán ở TTGH SD theo phương dọc: Ms=2087.742KNm ⇒ fs = Tính fsa 2087.742 × 106 × 1250 − 123.3 × 6.72 = 122.474 MPa 1.304 × 1011 ( fsa = ) Z 3 d A c Thông . ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUYÊN TÍNH TOÁN MỐ I. GIỚI THIỆU CHUNG: Mố tính toán: M1 Kết cấu mố: mố nặng BTCT. Quy trình tính toán: Theo tiêu chuẩn 22 TCN - 272. tạo mố . III. MẶT CẮT KIỂM TOÁN: MSSV : CD06081 SVTH : NGUYỄN DUY NAM 240 ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ NGUYÊN 11 3 6 2 7 5 4 5 2 7 4 6 8 8 3 Hình 102: Các mặt cắt cần kiểm toán. đến trọng tâm mặt cắt tính toán: e=2.875-4.575=-1.70m Momen do áp lực đất thẳng đứng (EV) : ( ) = = × − = −1834.8 1.7 3119.2 EV M P e KNm . Các mặt cắt còn lại ta tính toán tương tự: Mặt cắt