THIẾT KẾ DẦM CẦU ÔTÔ NHỊP GIẢN ĐƠN BẰNG BTCT DƯL KÉO TRƯỚC MẶT CẮT SUPERT LẮP GHÉP

Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị THIT K DM CU ễTễ NHP GIN N BNG BTCT D L KẫO TRC MT CT SUPER-T LP GHẫP. 1.Các số liệu ban đầu: + Chiều dài toàn dầm: L td = 28 m + Chiều dài tính toán: L tt =27.4 m (Chọn a =30cm) +Khổ cầu B =8 + 2x1,5 +Chiều rộng vỉa hè:3m +Tải trọng H30, XB80, ngời 300KG/m 2 . +Mác Bê tông 500 Bài làm: 2. Lựa chọn hình dạng kích th ớc mặt cắt . Dơng Thành Long Đờng Bộ B k-43 - 1 - Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị 2.1 Kích th ớc mặt cắt ngang tính đổi : 2.1.1 Kích th ớc bầu dầm - Diện tích bầu dầm: )(16750250*25 2 1 *2275*50* 2 1 *2250*)50700( 2 mmF =+= b 1 =700(mm 2 ) h 1 = 1 b F =240(mm) 2.1.2 Kích th ớc cánh dầm: -Diện tích cánh dầm: F=417000 (mm 2 ) b c =2190(mm) h c =215 (mm) 2.1.3.Kích th ớc s ờn dầm: h s =1295 (mm) b s =193 (mm). Dơng Thành Long Đờng Bộ B k-43 - 2 - Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị -Ta có mặt cắt ngang tính đổi: 3. Tính hệ số phân bố ngang (xét cho dầm biên). Sơ đồ không gian của kết cấu nhịp gồm các phiến dầm Super-T liên kết với nhau bởi bản mặt cầu và các dầm ngang ở gối.Do các dầm chính chỉ liên kết với nhau bằng bản mặt cầu là chủ yếu nên kết cấu ngang đợc coi nh một kết cấu liên tục kê trên gối đàn hồi là các dầm chính. Trong trờng hợp này có thể coi đờng ảnh hởng của áp lực xuống dầm chính nh đờng ảnh hởng phản lực gối của dầm liên tục kê trên các gối đàn hồi. -Tính hệ số : = pn IE d ***6 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 , dầm ngang ( E d = E n ) d : khoảng cách 2 dầm dọc chủ d=2.19(m) I : Độ cứng của kết cấu ngang trên 1m dài kết cấu nhịp. p :Độ võng của dầm chính do tải trọng p=1T/m phân bố đều trên chiều dài dầm dd p IE lq **384 **5 4 = Thay vào công thức tính ta có: = 4 3 4 3 * **8.12 *5***6 **384* lI Id lIE IEd d n dd = Dơng Thành Long Đờng Bộ B k-43 - 3 - Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị */ Tính I d : -Diện tích tiết diện ngang của dầm dọc chủ : F= 2190*215+1295*193+700*240=888785(mm 2 ) - Mô men tĩnh của tiết diện đối với trục Oxy S=2190*215*1642.5+1295*193*887.5+700*240*120=1015348438(mm 3 ) -Vị trí trọng tâm tiết diện: = = F S 1142.4 (m m) -Mô men quán tính của tiết diện tính đổi đối với trục đi qua trọng tâm dầm dọc chủ: )(10*4716.3 )1205.1142(*240*700 12 240*700 )5.8875.1142(*193*1295 12 1295*193 )5.11425.1642(*215*2190 12 215 *2190 411 2 3 2 3 2 3 mm I d = =+++ +++= I d =0.34716(m 4 ) */Tính I : Đối với cầu không có dầm ngang,I chính là mô men quán tính của bản mặt cầu có mặt cắt hình chữ nhật và rộng 1 m -Chọn bản mặt cầu có chiều dày bằng150 mm I = )(10.28125 12 150*1000 44 3 mm= I =0.00028125(mm 4 ) *Thay các trị số này vào ta có: = 294.0 00028125.0*4.27 34716.0*19.2*8.12 4 3 = -Tra bảng phụ lục đợc các đờng ảnh hởng R theo tim các gối của dầm 5 nhịp Với =0.294 nội suy từ trị số =0.1 và =0.5 ta có: R p 00 =0.775 R p 01 =0.285 R p 02 =0.0504 R p 03 =-0.0587 R p 04 =-0.035 R p 05 =-0.019 Tung độ ảnh hởng của R 0 tại đầu mút thừa xác định theo công thức: R p nk = R p n0 +d k * R M n0 Với R p n0 : Phản lực gối n do P =1 tác dụng trên gối biên R M n0 : Phản lực gối n do M=1 tác dụng trên gối biên d k =1.075 m , d=2.19 d k /d=0.49 Tra bảng ta có : d* R M 00 =0.543 và d* R M 05 =0.016 R p 0k =0.775+0.49*0.543=1.041 R p 5k =-0.019+0.49*0.016=-0.0126 Dơng Thành Long Đờng Bộ B k-43 - 4 - Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị Đờng ảnh hởng phản lực của dầm biên: Hệ số phân bố ngang cho dầm biên: K= i y 2 1 +Với H30: K= ( ) 219.0105.0333.0* 2 1 =+ +Với XB80: K= ( ) 1648.003.02995.0* 2 1 =+ +Với ngời: K= ( ) ( ) 523.1075.1*532.0775.0* 2 1 925.0*775.01* 2 1 =+++ Dơng Thành Long Đờng Bộ B k-43 - 5 - Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị 4.Xác định tĩnh tải giai đoạn I và II. 4.1 Tĩnh tải giai đoạn I: -Tĩnh tải dầm dọc chủ q 1 =0.5603*2.5*1=1.4008 T/m. -Dầm ngang:ở dầm super-T chỉ có dầm ngang ở hai đầu gối nên cả cầu có 10 dầm ngang Trọng lợng toàn bộ:=10*(2.19-0.75)*0.15*1.2*2.5=6.48 T Trọng lợng rải đều trên một mét dài cầu, trên một dầm chủ: q 1 =6.48/27.4*6 = 0.0394T/m -Trọng lợng vách ngăn ( mỗi dầm đợc ngăn bởi 2vách ngăn nên toàn bộ cầu có 12 vách ngăn).p vn =3.828 T q 1 = 3.828/27.4*6 = 0.0233 T/m. -Ván khuôn vĩnh cửu: q 1 = 0.03*0.45*2.5=0.03375 T/m. Do đó q 1 = 1.4008 + 0.0394 + 0.0233 + 0.03375 =1.49725 T/m 4.2-Tĩnh tải giai đoạn II : Gồm lan can, lớp phủ mặt cầu, gờ chắn bánh. +Trọng lợng gờ chắn bánh trên một mét dài cầu: F=250*500 +150*150*0.5 +100*150=151250(mm 2 )=0.15125 (m 2 ). P g = 0.15125*27.4*2.5/27.4 = 0.37813 T/m +Trọng lợng lớp phủ mặt cầu và bản mặt cầu :Lớp phủ mặt cầu có bề dày 11 cm ,tĩnh tải tiêu chuẩn trên 1 m 2 bản: Lớp bê tông át phan dày 5 cm: 0.05*2.3=0.115 T/m 2 Lớp bê tông xi măng bảo hộ dày 3 cm: 0.03*2.5=0.075 T/m 2 Lớp phòng nớc dày 2 cm: 0.02*1.5=0.03 T/m 2 Lớp mui luyện dày 1 cm: 0.01*2.52=0.0252 T/m 2 +Bản mặt cầu: 0.15*2.5= 0.375 T/m 2 Tộng cộng: P mc = 0.6202 T/m 2 +Trọng lợng lan can, tay vịn :Bố trí lan can cách nhau 3 m ta có mỗi bên 10 cột Thể tích phần cột lan can và tay vịn V 1 =0.8*0.2*0.2*10+0.2*0.2*27.4=1.416 m 3 Thể tích phần đỡ lan can V 2 =(0.5*0.2*0.4+0.2*0.2+0.4)*10=0.56 m 3 V 1 Trọng lợng lan can trong một mét dài cầu: V 2 P lc =(1.416+0.56)*2.5/27.4=0.1803 T/m. Tính q 2 =P lc *y lc +P g *y g +P mc *w mc Với y lc =1.0284m y g = 0.4804 m w mc =2.3209 m 2 q 2 =0.1803*1.0284+0.37813*0.4804+0.6202*2.3209=1.8065 T/m Dơng Thành Long Đờng Bộ B k-43 - 6 - Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị 5.Xác định nội lực dầm chủ ở các mặt cắt đặc tr ng. Cần xét 5 mặt cắt đăc trng ở các vị tại gối,cách gối 1.5m ,l/2, l/3, l/4. Tính nội lực theo công thức:S=q* Với q:tải trọng rải đều tơng đơng :diện tích đờng ảnh hởng. 5.1Hệ số xung kích : 132.11 =+ 5.2Tải trọng t ơng của H30 và XB80. Tra bảng tải trọng tơng đơng của ôtô và xe bánh XB80 từ phụ lục đối với đờng ảnh h- ởng mô men và đờng ảnh hởng lực cắt ta có bảng tổng hợp số 3. 5.3 Nội lực tiêu chuẩn và nội lực tính toán lớn nhất do các tổ hợp tải trọng.(T/m) Trong bảng tổng hợp số 4 ta tính toán các nội lực Q và M do các tổ hợp tải trọng Tiêu Chuẩn gây ra Trong bảng tổng hợp số 5 ta tính toán các bảng nội lực Q và M do các tổ hợp tải trọng tính toán gây ra. Dơng Thành Long Đờng Bộ B k-43 - 7 - Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị nội lực Các trị số để tính ĐAH Diện tích đờng ảnh hởng l(m) x(m) l-x(m) y=x*(l-x)/l y 1 =(l-x)/l y 2 =1-y 1 1 (m 2 ) 2 (m 2 ) 3 (m 2 ) (m 2 ) 1 M 1 27.4 1.5 25.9 1.4178832 19.425 19.425 2 M 2 27.4 6.85 20.55 5.1375 70.38375 70.38375 3 M 3 27.4 9.13 18.27 6.0877774 83.40255 83.40255 4 M 4 27.4 13.7 13.7 6.85 93.845 93.845 5 Q 0 27.4 0 27.4 0 1 0 13.7 0 13.7 6 Q 1 27.4 1.5 25.9 0.9452 55 0.05474 12.2411 -0.04105839 12.2 7 Q 2 27.4 6.85 20.55 0.75 0.25 7.70625 -0.85625 6.85 8 Q 3 27.4 9.13 18.27 0.666788 0.33321 6.09111 -1.52111131 4.57 9 Q 4 27.4 13.7 13.7 0.5 0.5 3.425 -3.425 0 Nội lực do tĩnh tải (tiêu chuẩn và tính toán). Dòng Nội Diện tích Tĩnh tải TC Hệ số vợt tải Tĩnh tải tiêu chuẩn Tổng Tĩnh tải tính toán Tổng Lực ĐAH q 1 (T/m) q 2 (T/m) n 1 n 2 q 1 * q 2 * n 1 *q 1 * n 2 *q 2 * 1 M1 19.425 1.49725 1.8065 1.1 1.5 29.08408 35.09126 64.17534 31.99249 52.63689 84.6294 2 M2 70.3838 1.49725 1.8065 1.1 1.5 105.3821 127.1482 232.5303 115.9203 190.7224 306.643 3 M3 83.4026 1.49725 1.8065 1.1 1.5 124.8745 150.6667 275.5412 137.3619 226.0001 363.362 4 M4 93.845 1.49725 1.8065 1.1 1.5 140.5094 169.531 310.0404 154.5604 254.2965 408.857 5 Q0 13.7 1.49725 1.8065 1.1 1.5 20.51233 24.74905 45.26138 22.56356 37.12358 59.6871 6 Q1 12.2 1.49725 1.8065 1.1 1.5 18.26645 22.0393 40.30575 20.0931 33.05895 53.152 7 Q2 6.85 1.49725 1.8065 1.1 1.5 10.25616 12.37453 22.63069 11.28178 18.56179 29.8436 8 Q3 4.57 1.49725 1.8065 1.1 1.5 6.842433 8.255705 15.09814 7.526676 12.38356 19.9102 9 Q4 0 1.49725 1.8065 1.1 1.5 0 0 0 0 0 0 Dơng Thành Long Đờng Bộ B k-43 - 8 - Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị -Nội lực do hoạt tải H30, XB80, ngời. Dòng Nội lực Tải trọng tơng đơng DT dah Hệ số phân bố ngang Nội lực do TTTC P H30 P ngời P XB-80 P H30 P ngời P XB-80 H30 Ngời XB-80 1 M 1 2.513 0.3 5.4232 19.43 0.219 1.523 0.1648 10.69049 8.875283 17.36096 2 M 2 2.1235 0.3 5.328 70.38 0.219 1.523 0.1648 32.73174 32.15836 61.80081 3 M 3 2.069 0.3 5.328 83.4 0.219 1.523 0.1648 37.79064 38.10665 73.23202 4 M 4 1.96 0.3 5.328 93.85 0.219 1.523 0.1648 40.28203 42.87778 82.40102 5 Q 0 2.6225 0.3 5.45 13.7 0.219 1.523 0.1648 7.868287 6.25953 12.30479 6 Q 1 2.6788 0.3 5.752 12.24 0.219 1.523 0.1648 7.181329 5.592959 11.6037 7 Q 2 2.8535 0.3 7.1123 7.706 0.219 1.523 0.1648 4.815763 3.520986 9.03255 8 Q 3 3.03 0.3 7.9028 6.091 0.219 1.523 0.1648 4.041878 2.783028 7.932949 9 Q 4 3.692 0.3 10.157 3.425 0.219 1.523 0.1648 2.769277 1.564883 5.733017 -Nội lực lớn nhất do hoạt tải và tĩnh tải tiêu chuẩn Dòng Nội lực Nội lực tổng cộng do tải trọng tiêu chuẩn Nội lực lớn nhất do Tĩnh tải+H30+ngời Tĩnh tải +XB 80 ht và tt tiêu chuẩn 1 M1 83.7411 101.9903 101.99 2 M2 297.42 368.4434 368.443 3 M3 351.438 436.594 436.594 4 M4 393.2 491.2579 491.258 5 Q0 59.3891918 71.991925 71.9919 6 Q1 53.080038 64.755746 64.7557 7 Q2 30.9674359 38.876116 38.8761 8 Q3 21.9230435 27.843182 27.8432 9 Q4 4.3341594 5.7330171 5.73302 Dơng Thành Long Đờng Bộ B k-43 - 9 - Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị Nội lực lớn nhất do tĩnh tải và hoạt tải tính toán dòng Nội lực hệ số xk Hệ số vợt tải Nội lực tổng cổng do tải trọng tính toán Nội lực tinh toán +1 n h30 n ng n xb80 tt+H30+ng tt+ XB80 lớn nhất 1 M 1 1.132 1.4 1.4 1.1 113.9971 103.7264 113.9971 2 M 2 1.132 1.4 1.4 1.1 403.5376 374.6235 403.5376 3 M 3 1.132 1.4 1.4 1.1 476.6019 443.9172 476.6019 4 M 4 1.132 1.4 1.4 1.1 532.7247 499.498 523.7247 5 Q 0 1.132 1.4 1.4 1.1 80.920135 73.2224 80.9201 6 Q 1 1.132 1.4 1.4 1.1 72.363158 65.91612 72.3632 7 Q 2 1.132 1.4 1.4 1.1 42.404967 39.77937 42.405 8 Q 3 1.132 1.4 1.4 1.1 30.212041 28.63648 30.212 9 Q 4 1.132 1.4 1.4 1.1 6.5795855 6.306319 6.57959 Dơng Thành Long Đờng Bộ B k-43 - 10 - [...]... hàng đối xứng nhau qua tim dầm: +Hàng 1 cách đáy dầm 60 mm gồm 13 tao +Hàng 2 cách đáy dầm 110 mm gồm 13 tao +Hàng 3 cách đáy dầm 160 mm gồm 12 tao Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông + Hàng 4cách đáy dầm 210 mm gồm 2 tao Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị Trong đó để giảm ứng suất kéo ở đầu dầm nên sẽ thiết kế các đoạn cáp không dính bám với bê tông bằng cách bọc cáp trong.. .Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị 6.Bố trí cốt thép và chon kích thớc mặt cắt 6.1Xác định lợng cốt thép cần thiết theo công thức gần đúng: -Chiều cao làm việc ho của dầm: ' ho = Với dầm giản đơn ta lấy =0.09 1 (1 0.5 * ) M bc * Ru Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị M: Mô men lớn nhất do tĩnh tải và... với tim dầm Chiều dài đoạn không dính bám gồm 4 loại : 2 m , 4m , 6 m , 8m Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị -Ta lần lợt bọc cáp đối xứng qua tim dầm từ trên xuống Và số cáp đợc kéo về đầu dầm là 14 bó (Số cáp làm việc tại các mặt cắt đợc thể hiện trong bản vẽ ) 6.2 Bố trí cốt thép ở mặt cắt giữa nhịp nh hình vẽ Gọi aT:Khoảng cách từ trọng tâm đám cốt thép đến đáy dới của dầm aT =... I: Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị a/Mất mát do ma sát giữa cốt thép với thành ống hoặc với liên kết định vị chỗ uốn gãy khúc của cốt thép trong dầm kéo trớc khi đổ bê tông :5 -Do công nghệ chế tạo dầm Super-T là thi công kéo trớc, các cốt thép dự ứng lực đợc kéo thẳng nên 5 =0 b/ Mất mát do sự truyền nhiệt giữa cốt thép và bệ khi hấp hơi nóng dỡng hộ bê tông trong dầm có cốt thép kéo. .. ( 70 19.3) * 243 + ( 70 19.3) * 24 * 110.549 24 2 + 4.8 * 39.52 * (110.549 11.375) 2 + 12 2 =36702703.95 (cm4) -Mặt cắt cách gối 1.5 m: Số thanh cốt thép DƯL qua mặt cắt là 14 Diện tích cốt thép là: Fd =14*0.988=13.832 cm2 Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông */Diện tích của mặt cắt tính đổi: Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị Ftđ=b*h + (bc-b)*hc + (b1-b)*h1 + n1* F1 +Tiết diện nguyên: Ftđ=18.5*160 + (139-18.5)*11.7... kG.cm Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông =874.684 (T.m) >Mmax=523.7247 (T.m) Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị Đạt 8 Tính duyệt nứt 8.1 Xác định các đặc trng hình học của mặt cắt dầm Đặc trng hình học đợc xác định cho hai tiết diện , tiết diện ở giữa nhịp và tiết diên cách gối 1.5 m - Mô đun đàn hồi của bê tông : Eb=380000 kG/cm2 - Mô đun đàn hồi của cốt thép: Et=1.8*106 kG/cm2 Hệ số: n=Et/Eb=4.8 Thiết Kế Môn Học Cầu Bê... cm Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị 7 Tính duyệt cờng độ dầm trong giai đoạn sử dụng theo mô men của mặt cắt thẳng góc ở đây bỏ qua phần cốt thép thờng và cốt DƯL ở phần chịu nén -Kiểm tra trờng hợp tính toán: Gọi N1=Ru*bc*hc=255*219*21.5=1200667.5 kG N2=Rd2*Fd=13950*40*0.988=551304 kG Với: Ru-Cờng độ tính toán chịu uốn của Bê tông =255kG/cm2 Rd2- Cờng độ tính toán của cốt thép DƯL... Sx/Ftđ=111.92 (cm) Y1t = h- Yd1= 63.08 (cm) -Mô men quán tính của mặt cắt quy đổi: Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông (b b ) * hc + ( b b ) * h * y 1 hc + (b1 b ) * h1 + b * yt b * yd + + c t c c 3 3 12 2 12 3 I td = Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị 3 2 3 2 ( ) 2 1 h 1 + ( b1 b ) * h1 * yd 1 + n1 * Ft * yd at 2 +Tiết diện nguyên: 3 Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị 18.5 * 77.183 3 18.5 * 82.817... nguyên và tiết diện liên hợp: -Mặt cắt L/2: */Diện tích của mặt cắt tính đổi: Ftđ=b*h + (bc-b)*hc + (b1-b)*h1 + n1* F1 +Tiết diện nguyên: Ftđ=18.5*160 + (139-18.5)*11.7 + (70-18.5)*24 + 4.8*39.52 Ftđ= 5783.69 cm2 +Tiết diện liên hợp: Ftđ =19.3*175 + (219-19.3)*21.5 + (70-19.3)*24 + 4.8*40*0.988 = 9077.546 cm 2 */Mô men tĩnh của tiết diện tính đổi với đáy dầm: Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà... + 2 2 2 =1003513.032 cm3 -Các khoảng cách từ trục quán tính chính của tiết diện tới đáy dầm và tới đỉnh dầm: +Tiết diện nguyên: Yd1 = Sx/Ftđ=81.456 (cm) Y1t = h- Yd1 =78.544 (cm) +Tiết diện liên hợp: Yd1 = Sx/Ftđ=110.549 (cm) Y1t = h- Yd1= 64.451 (cm) -Mô men quán tính của mặt cắt quy đổi: Thiết Kế Môn Học Cầu Bê Tông (b b ) * hc + ( b b ) * h * y 1 hc + (b1 b ) * h1 + b * yt b * yd + + c t . Môn Học Cầu Bê Tông Trờng ĐH GTVT-Hà Nôị THIT K DM CU ễTễ NHP GIN N BNG BTCT D L KẫO TRC MT CT SUPER-T LP GHẫP. 1.Các số liệu ban đầu: + Chiều dài toàn dầm: L td = 28 m + Chiều dài tính toán:. Tính hệ số phân bố ngang (xét cho dầm biên). Sơ đồ không gian của kết cấu nhịp gồm các phiến dầm Super-T liên kết với nhau bởi bản mặt cầu và các dầm ngang ở gối.Do các dầm chính chỉ liên kết. 4.1 Tĩnh tải giai đoạn I: -Tĩnh tải dầm dọc chủ q 1 =0.5603*2.5*1=1.4008 T/m. -Dầm ngang:ở dầm super-T chỉ có dầm ngang ở hai đầu gối nên cả cầu có 10 dầm ngang Trọng lợng toàn bộ:=10*(2.19-0.75)*0.15*1.2*2.5=6.48