Thiết kế mố chữ U cầu BTCT trên đường ôtô chiều dài nhịp L= 30m

Nguyễn Hồng Quân Page 3 Cầu Hầm K47  Chiều dài nhịp tính toán: 1.2.Kích thước dầm chủ: Đầu dầm chủ ở gối mở rộng như hình vẽ phía trên... Nguyễn Hồng Quân Page 7 Cầu Hầm K47 2.Tính to

Trang 1

Nguyễn Hồng Quân Page 1 Cầu Hầm K47

Phụ lục Phụ lục 1

PHẦN I: SỐ LIỆU CHUNG 2

PHẦN II : NỘI DUNG TÍNH TOÁN 2

1.Lựa chọn các kích thước: 2

1.1.Kích thước kết cấu tầng trên: 2

1.2.Kích thước dầm chủ: 3

1.3.Kích thước và số lượng dầm ngang: 4

1.4.Xác định các kích thước cơ bản của mố: 4

2.Tính toán tải trọng,tổ hợp tải trọng 7

2.1.Tĩnh tải 7

2.1.1.Trọng lượng bản thân mố 7

2.1.2.Tĩnh tải từ kết cấu tầng trên 8

2.2Áp lực đất nằm ngang EH: 12

2.3 Áp lực ngang do hoạt tải sau mố LS: 13

2.4.Áp lực đất thẳng đứng EV: 13

2.5 Hoạt tải xe ôtô (LL): 14

2.6 Tải trọng người(PL): 15

2.7.Lực li tâm(CE): 16

2.8.Lực hãm xe(BR): 17

2.9.Lực ma sát(FR): 17

2.10.Tải trọng gió(WS,WL) 17

3.Tính toán tại mặt cắt đỉnh bệ và đáy móng: 19

3.1.Mặt cắt đỉnh bệ : 20

3.2.Mặt cắt đáy móng 22

3.3.Tính duyệt theo trạng thái giới hạn cường độ I: 24

3.3.1Tính sức kháng đỡ của đất (khả năng chịu tải của đất nền) 24

3.3.2Tính độ ổn định lật 25

3.3.3 Tính độ ổn định trượt 25

4.Tính toán các bộ phận: 25

4.1.Tính toán tường thân 25

Trang 2

4.2.Tính toán tường cánh 28 4.3Xác định số lượng cốt thép chịu lực: 31 PHẦN III : BẢN VẼ 38

+Kích thước gối cao su:

-Gối cố định 410(dọc cầu)x460(ngang cầu)x50 mm(cao)

+Nền móng :Móng trên nền thiên nhiên (trên tầng đá gốc)

PHẦN II : NỘI DUNG TÍNH TOÁN

Trang 3

 Chiều dài nhịp tính toán:

1.2.Kích thước dầm chủ:

Đầu dầm chủ ở gối mở rộng như hình vẽ phía trên

Trang 4

1.3.Kích thước và số lượng dầm ngang:

Chọn số lượng dầm ngang : 3 dầm , bề dày d=150 mm tổng số dầm ngang

hb=20 cm: Chiều cao bản mặt cầu

hđk=20 cm: Chiều cao đá kê gối

h1=160 + 20 +20 +5=205 (cm)

b1=50 (cm)

 Kích thước tường thân:

Trang 5

Chiều dài của tường cánh:

Trang 6

Trang 7

2.Tính toán tải trọng,tổ hợp tải trọng

2.1.Tĩnh tải

Tĩnh tải bao gồm:

-Trọng lượng bản thân mố -Trọng lượng kết cấu phần trên 2.1.1.Trọng lượng bản thân mố

Trang 8

2.1.2.Tĩnh tải từ kết cấu tầng trên

Tĩnh tải của kết cấu phần trên gồm các phần sau:

a)Trọng lượng bản thân dầm chữ I:

Trang 9

b)Trọng lượng bản thân của bản mặt cầu:

Diện tích mặt cắt ngang bản mặt cầu:

S=0.074 x 11.4 = 0.84 m2

Trọng lượng trên 1 m dài:

c)Trọng lượng dầm ngang

Trang 10

Để thiên về an toàn đồng thời dễ tính toán coi dầm ngang là hình chữ nhật kích thước 2.3 x 1.6 m

Khi đó diện tích 1 dầm ngang: S=2.3 x1.5 =3.68 m2

Bề dày 1 dầm ngang là d = 0.15 m

Trọng lượng của 12 dầm ngang :

P=12 x S x d x =12 x 3.68 x 0.15 x25 =165.6 (kN)

d)Trọng lượng lan can

Chọn lan can như hình vẽ

Để thiên về an toàn đồng thời dễ tính toán coi toàn bộ lan can là đặc và

bằng bêtông

Trang 11

Diện tích mặt cắt ngang của lan can:

Bảng tính tĩnh tải kết cấu phần trên:

Trang 12

Bđ-Chiều rộng của đất đắp ,Bđ =bề rộng mố -bề dày tường cánh

Trang 13

Vị trí đặt hợp lực tại 3.6 (m)

2.3 Áp lực ngang do hoạt tải sau mố : LS

Khi hoạt tải đứng sau mố trong phạm vi bằng chiều cao tường chắn ,tác

dụng của hoạt tải có thể thay bằng lớp đất tương đương có chiều cao heq ,với

heq tra theo bảng

Khi đó áp lực ngang đất do hoạt tải tính theo công thức:

LS=Kh eq H B đ

Trong đó: LS-Hợp lực áp lực ngang đất do hoạt tải sau mố(kN)

+Với chiều cao tường H=7000 mm thì tra bảng và nội suy tuyến tính :

heq=710 (mm)=0.71 (m) +Với chiều cao tường H = 9000 mm tra bảng

Chiều rộng mố chịu tác dụng của các lớp: 11.4-2x0.4=10.6 m

Trang 14

Trang 15

Mpa và phải lấy đồng thời cùng xe tải thiết kế,lực xung

kích không áp dụng cho tải trọng bộ hành

Trang 16

Lực li tâm được lấy bằng tích số của các trọng lực trục của các xe tải

hay xe hai trục với hệ số C lấy như sau:

Trong đó:v –là tốc độ thiết kế

g-Gia tốc trọng trường

R-Bán kính cong của làn xe, R= ∞(do mặt đường xe chạy

thẳng)

Trang 17

2.8.Lực hãm xe(BR):

-Cầu được thiết kế với 2 làn xe,lực hãm tính cho một làn xe chạy cùng chiều

-Lực hãm lấy bằng 25% trọng lượng xe thiết kế,xe thiết kế là xe tải

Lực nằm ngang theo phương dọc cầu ,cách mặt cầu 1.8 m

Để thiên về an toàn ta cho lực hãm xe hướng ra phía sông

2.9.Lực ma sát(FR):

Lực ma sát chung gối cầu phải được xác định trên cơ sở của giá trị cực đại của hệ số ma sát giữa các mặt trượt.FR được xác định như sau:

FR=f max N (kN)

Trong đó :-fmax là hệ số ma sát giữa bêtông và gối cầu fmax =0.3

-N là phản lực gối do tĩnh tải và hoạt tải(không kể xung kích gây ra):

N=1663.05+310.02+1074.53+132.3=3179.9 (kN)

FR = 0.3 x 3179.9 = 953.97 (kN)

Lực ma sát có chiều hướng ra sông

2.10.Tải trọng gió(WS,WL)

2.10.1.Tải trọng gió tác động lên công trình(WS)

a)Tải trọng gió ngang:

tại trọng tâm của các phần thích hợp,được tính như sau:

Trong đó:

V-Tốc độ gió thiết kế =38m/s V=VB.S

VB-Tốc độ gió giật cơ bản trong 3 giây với chu kì xuất hiện 100 năm thích hợp với vùng gió tại vị trí cầu đang nghiên cứu

Trang 18

S-Hệ số điều chỉnh đối với khu đất chịu gió và độ cao mặt cầu theo

+Chiều cao bản mặt cầu: 0.2 m

b : Chiều rộng toàn bộ của cầu giữa các bề mặt lan can =11400(mm)

d : Chiều cao KCPT bao gồm cả lan can đặc nếu có=1874(mm)

Tra bảng ta được C d =1.2

Vậy P D = 0.0006 x 38 2 x 85.26 x 1.2 = 88.64 (kN)

b)Tải trọng gió dọc:

-Đối với mố, trụ,kết cấu phần trên là giàn hay các dạng kết cấu khác có một

bề mặt cản gió lớn song song với tim dọc kết cấu thì phải xét tải trọng gió dọc.Vì vậy ở đây ta không phải tính tải trọng gió dọc

2.10.2.Tải trọng gió thẳng đứng

-Chỉ tính tải trọng này cho các trạng thái giới hạn không liên quan đến gió trên hoạt tải và chỉ tính khi lấy hướng gió vuông góc với trục dọc của cầu -Phải lấy tải trọng gió thẳng đứng Pv tác dụng vào trọng tâm của diện tích thích hợp theo công thức:

Pv=0.00045xV2xAv

Trị số tải trọng thẳng đứng: P v =0.00045 x 38 2 x 335.16 =217.79 (kN)

Pv đặt tại giữa nhịp

Trang 19

3.Tính toán tại mặt cắt đỉnh bệ và đáy móng:

Công thức kiểm toán:V=

Trong đó:

-Sức kháng đỡ của đất dưới đáy móng(Mpa)

Do dưới đáy móng là đá có cường độ là 30 Mpa nên ta có :

=30 Mpa

:Hệ số sức kháng dùng cho địa kĩ thuật

Với móng nông tra bảng A.10.5.5-1 ta có:

=0.6

:Diện tích có hiệu của móng

B,L :Chiều rộng và dài của đáy móng

e B,e L:Độ lệch tâm của tải trọng theo hai phương của móng

Trang 20

Gió lên công

Trang 21

Bảng tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt 1-1

tải trọng

Tường cánh(phần đuôi)

Tường cánh(phần thân)

Trang 22

Gió lên công

trình(WS)

Trang 23

Tường cánh(phần đuôi)

Tường cánh(phần thân)

Trang 24

3.3.1Tính sức kháng đỡ của đất (khả năng chịu tải của đất nền)

Kiểm toán cho mặt cắt đáy móng(mặt cắt 2-2):

Tải trọng tại mặt cắt kiểm toán:

Trang 25

= 4.8 – 2 x 1.2 = 2.4 m =12.16 x 2.4 = 29.18m2 V=

=0.6 x 30 x 103 x 29.18=525240 kN

3.3.2Tính độ ổn định lật

Thay cho việc kiểm tra tỉ số giữa mômen ổn định và mômen lật ,để đảm bảo

ổn định lật cần kiểm tra độ lệch tâm của hợp lực đối với đáy móng hữu hiệu

 Sơ đồ tính :Thanh 1 đầu ngàm, một đầu tự do

a)R b :Phản lực gối trên bản quá độ sinh ra do:

+Tĩnh tải:

Gồm:

Trang 26

Vbản quá độ =4 x 0.25 x(11.4 -2 x 0.4 ) =10.6 m3

Pbản quá độ =10.6 x 25 = 265 kN

EV =4 x 2.05 x 10.6 x 18 = 1564.56 kN

+Hoạt tải trên bản quá độ:

Xếp tải trên đường ảnh hưởng phản lực gối tại bản quá độ như hình vẽ

Trang 27

+ Áp lực ngang của đất do tĩnh tải E0: e3 = 0.4 x 2.05 = 0.82 m

+ Áp lực ngang của đất do hoạt tải trên bản quá độ Eb :e4 = 0.5 x 2.05=

Trang 28

e)R h :Phản lực gối do hoạt tải trên nhịp

 Độ lệch tâm của các lực so với trọng tâm mặt cắt 2-2:

-Trọng lượng tường thân:N02 : e3=0

-Áp lực ngang của đất do tĩnh tải E0: e6 = 0.5 x 7 =3.5 m

-Áp lực ngang của đất do hoạt tải trên bản quá độ Eb: e7=0.4 x 7=2.8m

Nội lực tổng cộng tại tiết diện 2-2:

Chia tường cánh thành 4 phần A, B ,C ,D như hình vẽ

Trang 29

Phần A và D được thiết kế như một dầm mút thừa ngàm vào ab và ef.Hợp lực áp lực đất tác dụng vào phần A và D coi như tải trọng phân bố đều tác dụng vào tiết diện ngàm ab và ef

Phần B và C được thiết kế như các dầm mút thừa ngàm vào bc và cd.Trên hình vẽ phần B được tính theo 2 dầm mút thừa có chiều dài bd’ và

rải đều.Phần C được tính theo 2 dầm mút thừa dd’ và c’o,ngàm tại d và c’.Tính mômen tại mặt cắt ngàm Md và Mc’,chịu tải trọng hình thang

-Với kích thước của mố đã chọn ta có:

Trang 30

Trang 31

4.3Xác định số lượng cốt thép chịu lực:

4.3.1.)Bố trí thép cho tường thân:

Giả thiết cốt thép chảy dẻo:fs = fy =420 MPa

Trang 32

Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu:

2.15 x 10-3

2.14 x 10-3

ĐẠT

Kiểm tra mômen uốn:

Giả thiết tiêt diện ở trạng thái cân bằng ứng suất khi đó fs = fy Xác định chiều cao vùng nén :

Chọn chiều cao hữu hiệu của tiết diện ds = 0.5 x 3700 =1850 mm

Từ điều kiện về cường độ Mu Mr = Mn,ta lấy với trường hợp tối thiểu :

Mu = 0.9 [0.85abf c(ds - )]

Trang 33

Giả thiết tiêt diện ở trạng thái cân bằng ứng suất khi đó fs = fy.Xác định

chiều cao vùng nén :

Trang 34

Chọn chiều cao hữu hiệu của tiết diện ds = 0.5 x 4700 =2350 mm

Trang 35

Giả thiết tiêt diện ở trạng thái cân bằng ứng suất khi đó fs = fy.Xác định

Trang 36

Giả thiết tiêt diện ở trạng thái cân bằng ứng suất khi đó fs = fy.Xác định chiều cao vùng nén :

= 540.223 kNm

Trang 37

2.76 x 10-3

ds :Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến thớ trên của mặt cắt

2.14 x 10-3

Trang 38

ĐẠT

Giả thiết tiêt diện ở trạng thái cân bằng ứng suất khi đó fs = fy.Xác định chiều cao vùng nén :

Định dạng
Số trang	38
Dung lượng	1,08 MB