ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU DẦM LIÊN TỤC ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG, CÓ QUY MÔ VĨNH CỬU, TẢI TRỌNG HL93, 22TCN-272-05 BỘ GTVT, SÔNG THÔNG THUYỀN CẤP I H=10M,B=8M, CẦU 4 LÀN XE KHỔ CẦU 2x3,75 + 2x3 ++3x0,2+ 2 x0,5= 15,1 (m)

Phơng trình đờng cong đáy dầm Đờng cong đáy dầm thay đổi theo quy luật đờng cong Parabol bậc 2 có phơng trình tổngquát y=ax +bx+c ,các tham số a,b,c đợc xác định nh sau :2 Chọn hệ trụ tọ

Trang 1

Mục lục Phần 1: Thiết kế sơ bộ

Chơng 1: Phơng án sơ bộ I - Cầu dầm liên tục đúc hẫng cân bằng

1.1 tổng quan vễ công nghệ đúc hẫng cân bằng 13

1.1.1 Lịch sử phát triển 13

1.1.2 Ưu nhợc điểm và phạm vi áp dụng 13

1.2 giới thiệu chung về phơng án 14

1.2.1 Tiêu chuẩn thiết kế 14

1.2.2 Điều kiện tự nhiên tại vị trí xây dựng cầu 14

1.2.2 Sơ đồ kết cấu 14

1.3 số liệu tính toán 15

1.3.1 Khổ cầu 15

1.3.2 Khổ thông thuyền 15

1.3.3 Tải trọng thiết kế 15

1.3.4 Các yếu tố hình học của cầu 15

1.3.5 Vật liệu thiết kế 15

1.4 các hệ số tính toán 16

1.4.1 Hệ số tải trọng 16

1.4.2 Hệ số xung kích 16

1.4.3 Hệ số làn xe 16

1.5 kích thớc cấu tạo dầm chủ 17

1.5.1 Cấu tạo dầm chủ 17

1.5.2 Cấu tạo dầm ngang 22

1.5.3 Cấu tạo bản Bê tông mặt cầu 22

1.5.4 Cấu tạo lớp phủ mặt cầu 22

1.6 xác định tĩnh tảI tác dụng lên dầm chủ 23

1.6.1 Tĩnh tải giai đoạn I 23

1.6.2 Tĩnh tải giai đoạn II 24

1.7 tính toán nội lực 25

1.7.1 Nguyên tắc tính toán 25

1.7.2 Tính toán nội lực 25

1.8 tính toán và bố trí cốt thép cho dầm chủ 33

1.8.1 Tính toán và bố trí cốt thép cho mặt cắt giữa nhịp 33

1.8.2 Tính toán và bố trí cốt thép cho mặt cắt nhịp biên 36

1.8.3 Tính toán và bố trí cốt thép cho mặt cắt trên đỉnh trụ 40

1.9 tính toán mố cầu 44

Trang 2

1.9.1 Cấu tạo kết cấu nhịp cầu dẫn 44

1.9.3 Tính toán áp lực thẳng đứng tác dụng lên bệ móng mố 47

1.9.4 Bố trí cọc trong móng mố 52

1.10 tính toán trụ cầu 58

1.10.1 Kích thớc cấu tạo của Trụ T4 58

1.10.2 Các mặt cắt kiểm toán trụ 59

1.10.2 Tính trọng lợng các bộ phận trụ 59

1.10.3 Tính trọng lợng áp lực thẳng đứng do trọng lợng kết cấu nhịp 59

1.10.4 Tính áp lực thẳng đứng do hoạt tải đứng trên KCN 60

1.10.5 Tính áp lực nớc 60

1.10.6 Tổng hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt đáy bệ 61

1.10.7 Bố trí cọc trong móng trụ 61

Chơng 2: Phơng án sơ bộ II - Cầu dàn thép liên tục 2.1 giới thiệu chung phơng án 67

2.1.1 Bố trí chung cầu 67

2.1.2 Kết cấu phần trên 67

2.1.3 Kết cấu phần dới 67

2.1.4 Tính toán phơng án sơ bộ: 67

2.2 Tính toán kết cấu nhịp chính 69

2.2.1 Xác định kích thớc hình học dàn 69

2.2.2 Tĩnh tải của cầu dàn 70

2.2.4 Hệ số phân bố ngang 73

2.2.5 Tính toán dàn: 73

2.3 Tính mố M1: 78

2.3.1 Cấu tạo kết cấu nhịp cầu dẫn 78

2.3.2 Kích thớc cấu tạo mố 79

2.3.4 Bố trí cọc trong móng 86

2.4 tính toán trụ cầu T4 91

2.4.1 Cấu tạo trụ cầu 91

2.4.2 Xác định tổ hợp tải trọng chính tại mặt cắt đáy bệ 91

2.4.3 Bố trí cọc trong móng 93

2.5 phơng án thi công chỉ đạo 99

2.5.1 Thi công mố 99

2.5.2 Thi công trụ cầu 100

Trang 3

2.5.3 Thi công kết cấu nhịp chính 101

Chơng 3: Phơng án sơ bộ III - Cầu treo dây văng 3.1 tổng quan về cầu treo dây văng 103

3.2 giới thiệu chung về phơng án 104

a Đặc điểm về kinh tế - xã hội 104

3.3.1 Khổ cầu 105

3.3.3 Tải trọng thiết kế: 105

3.3.4 Các yếu tố hình học của cầu: 105

3.3.5 Vật liệu thiết kế: 105

3.5.1 Cấu tạo chung: 108

3.5.2 Phân đoạn đúc kết cấu nhịp cầu chính 108

3.6 xác định tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ 109

3.6.2 Tĩnh tải giai đoạn II: 109

3.7 tính toán nội lực và chọn tiết diện dây văng 110

3.7.1 Chọn loại cáp làm dây văng: 110

3.7.2 Tính góc nghiêng của dây văng so với phơng nằm ngang: 110

3.7.3 Tính toán nội lực trong các dây văng do tĩnh tải giai đoạn I: 111

3.7.4 Tính toán nội lực trong dây văng do tĩnh tải giai đoạn II và Hoạt tải: 113

3.7.5 Tính toán nội lực trong dây văng do Tĩnh tải, Lực căng và Hoạt tải: 115

3.8 tính toán mố cầu 118

3.8.1 Kích thớc cấu tạo mố 118

3.8.4 Bố trí cọc trong móng mố 123

3.9 tính toán tháp cầu 129

3.9.1 Kích thớc cấu tạo của Tháp T1 129

Trang 4

3.9.2 Tính áp lực thẳng đứng tác dụng lên bệ móng trụ 131

3.9.3.Bố trí cọc trong móng trụ 133

Chơng 4: So sánh và lựa chọn phơng án 4.1 nguyên tắc lựa chọn phơng án cầu 138

4.2 so sánh u nhợc điểm của từng phơng án 138

4.2.1 Phơng án 1: Cầu dầm liên tục thi công theo công nghệ đúc hẫng cân bằng 138

4.2.2 Phơng án 2: Cầu dàn thép 139

4.2.3 Phơng án 3: Cầu dây văng 139

4.3 Lựa chọn Phơng án 140

Phần 2: Thiết kế kỹ thuật Chơng 5: Tính toán dầm chủ 5.1 giới thiệu chung về phơng án 141

5.2.1 Khổ cầu 143

5.2.4 Các yếu tố hình học của cầu 143

5.2.5 Vật liệu thiết kế 143

5.4.1 Cấu tạo dầm chủ 146

5.4.2 Tính toán đặc trng hình học tiết diện dầm chủ 149

5.4.3 Cấu tạo dầm ngang 151

5.4.4 Cấu tạo bản Bê tông mặt cầu 151

5.5 xác định tảI trọng tác dụng lên dầm chủ 152

5.5.3 Tải trọng thi công 153

5.5.4 Hoạt tải 153

Trang 5

5.6 các tổ hợp tải trọng 154

5.6.1 Tổ hợp theo TTGH Cờng độ I 154

5.6.2 Tổ hợp theo TTGH Sử dụng 154

5.7 tính toán nội lực 155

5.7.1 Nguyên tắc tính toán 155

5.7.2 Các sơ đồ tính toán nội lực 155

5.7.3 Sơ đồ 1: Thi công đúc hẫng cân bằng các đốt đúc Ki 155

5.7.4 Sơ đồ 2: Thi công hợp long nhịp giữa 159

5.7.5 Sơ đồ 3: Dỡ bỏ tải trọng thi công: 162

5.7.6 Sơ đồ 4: Thi công lớp phủ mặt cầu và các tiện ích 164

5.7.7 Sơ đồ 5: Sơ đồ chịu hoạt tải tải khai thác 166

5.7.8 Tổng hợp nội lực tại các mặt cắt tính toán qua các giai đoạn 169

5.8 tính toán và bố trí cốt thép cho dầm chủ 173

5.8.1 Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu 173

5.8.2 Tính toán và bố trí cốt thép chịu mômen âm 174

5.8.3 Tính toán và bố trí cốt thép chịu mômen dơng 178

5.8.4 Tính toán Đặc trng hình học tại các mặt cắt tính toán 179

5.8.5 Tính toán mất mát ứng suất 182

5.8.5.2 Tính toán mất mát ứng suất 185

5.9 kiểm toán dầm chủ theo ttgh cờng độ I 187

5.9.1 Kiểm toán sức kháng uốn của các mặt cắt chịu mômen âm qua các giai đoạn: .187

5.9.2 Kiểm toán sức kháng uốn của các mặt cắt chịu mômen dơng: 198

5.9.3 Kiểm tra các giới hạn cốt thép 199

5.9.4 Tính toán và kiểm tra điều kiện chịu lực cắt của dầm chủ 202

5.10 kiểm toán dầm chủ theo ttgh sử dụng 208

5.10.1 Tính duyệt mặt cắt theo điều kiện chống nứt: 208

Chơng 6: Tính toán bản mặt cầu 6.1 sơ đồ tính toán bản mặt cầu 224

6.1.1 Sơ đồ tính toán bản mặt cầu: 224

6.1.2 Nguyên tắc tính toán: 225

6.2 tính toán nội lực bản mặt cầu 226

6.2.1 Nội lực bản chịu mô men dơng 226

6.2.2 Xác định nội lực bản hẫng 228

6.3 tính toán bố trí cốt thép bản mặt cầu 230

6.3.1 Đặc trng cơ lý của vật liệu: 230

Trang 6

6.3.2 Tính toán bố trí cốt thép chịu mômen âm tại mặt cắt trên gối 1 231

6.3.3 Tính toán bố trí cốt thép chịu mômen dơng tại mặt cắt giữa nhịp: 232

6.3.4 Kiểm tra điều kiện giới hạn cốt thép: 233

6.3.5 Tính toán và kiểm tra điều kiện chịu cắt: 235

Chơng 7: Tính toán mố cầu 7.1 số liệu tính toán thiết kế mố cầu 226

7.1.2 Chiều dài kết cấu nhịp thiết kế 226

7.1.5 Vật liệu Bê tông mố 226

7.1.6 Vật liệu Bê tông dầm 227

7.1.7 Vật liệu Bê tông dầm ngang + bản 227

7.1.8 Cốt thép thờng 227

7.1.9 Bê tông atphan+ nớc 227

7.1.10 Đất đắp sau mố 227

7.2 cấu tạo kết cấu nhịp cầu dẫn 228

7.2.1 Cấu tạo mặt cắt ngang 228

7.2.3 Kích thớc bản bê tông (Slab) 229

7.2.4 Dầm ngang (Transerve beam) 229

7.2.7 Cấu tạo lan can 230

7.3 Cấu tạo mố cầu 231

7.3.1 Kích thớc cơ bản của mố 231

7.4 tính toán tải trọng tác dụng lên mố 233

7.4.1 Các mặt cắt kiểm toán mố 233

7.4.2 Các tải trọng tác dụng lên mố 233

7.4.3 Trọng lợng các bộ phận của mố 234

7.4.4 áp lực thẳng đứng lên mố do trọng lợng KCN 234

7.4.5 áp lực thẳng đứng từ kết cấu nhịp 235

7.4.6 áp lực thẳng đứng khi hoạt tải đứng trên bản quá độ 236

7.4.7 Tính áp lực ngang của đất 238

7.4.8 Tính lực hãm xe tác dụng mố 244

7.4.9 Tính lực hãm xe tác dụng mố 244

7.4.10 Lực ly tâm (CE): 245

7.4.11 Nội lực do tải trọng nớc WA: 245

7.5 tính toán mặt cắt đáy bệ i-i 246

Trang 7

7.5.1 Các tải trọng tác dụng lên mặt cắt đáy bệ 246

7.5.1 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt đáy bệ (mặt cắt I-I) 247

7.5.2 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt chân tờng thân (mặt cắt II-II) 257

7.5.3 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt chân tờng đỉnh (mặt cắt III-III) 268

7.5.4 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt ngàm tờng cánh (mặt cắt IV-IV) 274

7.6 tính toán bản quá độ 279

7.6.1 Sơ đồ tính toán: 279

7.6.2 Tĩnh toán nội lực lên bản quá độ: 279

7.7 Kiểm toán khả năng chịu tải của cọc khoan nhồi 282

7.7.1 Bố trí cọc trong móng của Mố M0: 282

7.7.2 Tính toán sức kháng đỡ dọc trục của cọc đơn: 282

7.7.3 Sức kháng đỡ dọc trục của nhóm cọc: 283

7.7.4 Tính toán nội lực dọc trục trong các cọc: 285

7.7.5 Kiểm toán theo TTGH Cờng độ I: 286

Chơng 8: Tính toán trụ cầu 8.1 số liệu thiết kế 288

8.1.2 Chiều dài kết cấu nhịp 288

8.1.5 Bêtông trụ 288

8.1.6 Bêtông dầm 288

8.1.7 Bêtông dầm ngang + Bản 289

8.1.8 Bêtông cọc 289

8.1.9 Bêtông atphan + Nớc 289

8.1.10 Cốt thép thờng 289

8.2 Cấu tạo kết cấu nhịp 290

8.2.1 Cấu tạo mặt cắt ngang cầu 290

8.2.2 Kích thớc cấu tạo của dầm chủ (Beam) 290

8.2.4 Cấu tạo lan can 291

8.3 Cấu tạo kết cấu nhịp 292

8.3.1 Kích thớc cơ bản của trụ 292

8.4 tính toán tải trọng tác dụng lên trụ 294

8.4.1 Các mặt cắt kiểm toán trụ 294

8.4.2 Tính trọng lợng các bộ phận trụ 294

Trang 8

8.4.3 Tính áp lực thẳng đứng do trọng lợng kết cấu nhịp 295

8.4.4 Tính áp lực thẳng đứng do hoạt tải trên kết cấu nhịp 295

8.4.4 Tính lực hãm xe tác dụng lên trụ 296

8.4.5 Lực ly tâm (CE): 297

8.4.6 Tính lực ma sát gối cầu 297

8.4.7 Tính áp lực nớc 298

8.4.8 Tính áp lực gió tác dụng lên trụ cầu 299

8.5 tính toán mặt cắt đáy bệ (Mặt cắt I-I): 301

8.5.1 Các tải trọng tác dụng lên mặt cắt đáy bệ 301

8.5.2 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt đáy bệ 302

8.5.3 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt chân thân trụ (Mặt cắt II-II) 310

8.5.4 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt ngàm của bệ trụ (Mặt cắt III-III) 319

8.5.5 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt ngàm của bệ trụ (Mặt cắt IV-IV) 323

8.6 Kiểm toán khả năng chịu tải của cọc khoan nhồi 327

8.6.1 Bố trí cọc trong móng của Trụ T4: 327

8.6.2 Tính toán sức kháng đỡ dọc trục của cọc đơn: 327

8.6.3 Sức kháng đỡ dọc trục của nhóm cọc: 327

8.6.4 Tổ hợp tải trọng bất lợi xét tới mặt cắt đáy móng: 330

8.6.5 Kiểm tra điều kiện làm việc của móng cọc: 330

8.6.6 Tính toán nội lực trong các cọc của móng: 331

8.6.7 Kiểm toán theo TTGH Cờng độ I: 337

Chơng 9: Thiết kế thi công chi tiết 9.1 Tính toán ổn định chống lật khi thi công đúc hẫng 338

9.1.1 Nguyên tắc chung 338

9.1.2 Các thông số tính toán: 338

9.1.4 Mômen lật do các tổ hợp tải trọng bất lợi trong thi công: 339

9.1.5 Tính toán số lợng thanh Cờng độ cao cần thiết: 341

9.2 tính toán chiều dày lớp bê tông bịt đáy 346

9.3 tính toán thiết kế tờng vây cọc ván thép 347

9.3.1 Tính toán theo điều kiện ổn định của vòng vây cọc ván 347

9.3.2 Chọn vòng vây cọc ván thép 347

9.3.3 Tính hệ số áp lực ngang của đất 347

9.3.4 Xác định chiều sâu chôn cọc ván thép 348

9.3.5 Tính vòng vây cọc ván theo sơ đồ 1 349

Trang 9

9.4 Tính toán thiết kế đà giáo mở rộng trụ 354

9.4.1 Cấu tạo đà giáo mở rộng trụ T4: 354

9.4.2 Các tải trọng tác dụng lên đà giáo: 354

9.4.3 Tính toán nội lực 355

Trang 10

Giới thiệu CHUNG

1 Tiêu chuẩn kỹ thuật

- Tải trọng thiết kế : HL93

2 Quy mô công trình

Công trình cầu vĩnh cửu có tuổi thọ > 100 năm

3 Cấp thông thuyền : Sông thông thuyền cấp I

5 Đặc điểm địa chất, thuỷ văn

Điều kiện thuỷ văn ít thay đổi:

Đặc điểm địa chất:

- Lớp 1: Sét hẹt vừa, dày trung bình 4,66 m

- Lớp 3: Sét pha sỏi sạn,trạng thái chặt, dày trung bình 8,42 m

- Lớp 4: Cát hạt vừa,trạng thái chặt, dày trung bình 8,50 m

- Lớp 5: Cát pha sỏi sạn,trạng thái chặt, dày vô hạn

Trang 12

- Hoạt tải thiết kế : HL93

1.3.4 Các yếu tố hình học của cầu

b Bê tông chế tạo dầm ngang và bản mặt cầu

- Bê tông chế tạo dầm ngang và bản mặt cầu của KCN cầu dẫn dùng bê tông có cờng

độ chịu nén ở 28 ngày tuổi là f = 35 MPac'

c Bê tông chế tạo Mố - Trụ - Cọc khoan nhồi

- Bê tông chế tạo Mố - Trụ - Cọc khoan nhồi dùng bê tông có c ờng độ chịu nén ở 28ngày tuổi là f = 30 MPac'

1.4.2 Hệ số xung kích

- Hệ số xung kích xét cho tảI trọng xe thiết kế (1+IM) = 1,25

Trang 13

a CÊu t¹o chung

t¹i vÞ trÝ gi÷a nhÞp cao h = 2,50 (m)

Trang 14

Cấu tạo mặt cắt ngang cầu

b Phơng trình đờng cong đáy dầm

Đờng cong đáy dầm thay đổi theo quy luật đờng cong Parabol bậc 2 có phơng trình tổngquát y=ax +bx+c ,các tham số a,b,c đợc xác định nh sau :2

Chọn hệ trụ tọa độ tại điểm trên đỉnh trụ chính :

Hệ tọa độ tính toán đờng cong đáy dầm

Đờng cong đi qua 3 điểm A,B,C,dựa vào tọa độ của 3 điểm này ta sẽ xác định đ ợc cáctham số a,b,c của phơng trình

+ Điểm A trùng với gốc tọa độ,do đó tọa độ điểm A(0 ; 0) => c=0

Trang 15

Phơng trình đờng cong đáy dầm : 2

c Phơng trình đờng cong thay đổi chiều dày bản đáy

- Phơng trình đờng cong là đờng Parabol bậc 2 có dạng: y = ax2 + bx + c

- Gốc tọa độ tại điểm nằm ngang cách tim gối 1.5m

- Phơng trình đi qua 2 điểm: C(58,5; 3.3), B(117,0) với c = 1,0

d Phân đoạn đúc kết cấu nhịp cầu chính

- Công tác chia đốt dầm tùy thuộc vào năng lực của xe đúc Ta chia nh sau:

+ Đốt K0 có chiều dài 12m

+ Các đốt K1ữK6 có chiều dài 2,5m

+ Các đốt K7ữK12có chiều dài 3,0m

+ Các đốt K13ữK17 có chiều dài 4,0m

+ Đốt hợp long nhịp nhịp biên, nhip giữa có chiều dài 2.0m

+ Đốt đúc trên đà giáo nhịp biên có chiều dài 14m

yc = 1/6.F. (xi - xi+1)(yi2 + yi.yi+1+ yi+12)

+ Mômen tĩnh của mặt cắt đối với trục x :

Sx = 1/6. (xi - xi+1)(yi3 + yi2.yi+1 + yi.yi+12 + yi+13)

+ Mômen quán tính đối với trục trung hòa:

Trang 16

+ x: Khoảng cách từ gốc tọa độ đến mặt cắt đang xét.

+ y1: Khoảng cách từ đáy dầm đến trục y

+ y2: Khoảng cách từ đáy dầm (mép trong) đến trục y

+ y3: Khoảng cách từ đỉnh dầm đến trục y

+ hdam: Chiều cao mặt cắt đang xét, hdam = y3 - y1

+t: Chiều dày bản đáy, t = y2 - y1

- Tính toán chiều cao dầm tại các mặt cắt:

+ d0: Chiều cao của kết cấu nhịp, d0 = 6500mm

+ li: Chiều dài nhịp quy ớc

Trang 17

- Đối với dầm liên tục, li = 0.8l đối với nhịp cuối; li = 0.6l đối với nhịp giữa.

- Đối với mặt cắt trên trụ, ta có li = 0,8.75000 = 60000mm

+ b: Chiều rộng thực của bản cánh tính từ bản bụng dầm ra mỗi phía, nghĩa là b1, b2,

- Nguyên tắc quy đổi:

+ Chiều cao mặt cắt không đổi

Trang 18

- Quy đổi mặt cắt sát đỉnh trụ:

- Quy đổi mặt cắt giữa nhịp:

1.5.2 Cấu tạo dầm ngang

tập trung.Tại vị trí trên đỉnh trụ chính dầm ngang dày d=3,00 (m) ; tại vị đầu hai nhịpbiên dày d=1,00 (m)

1.5.3 Cấu tạo bản Bê tông mặt cầu

1.5.4 Cấu tạo lớp phủ mặt cầu

+ Lớp BTN hạt mịn dày 7 cm

+ Lớp BTN hạt trung dày 5 cm

+ Lớp phòng nớc Recon 7 dày 4 mm

Trang 19

ChiÒucao(m)

Trang 20

K17 57.50 4.00 2.50 11.85 11.71 11.78 47.12 1178.02 294.50 368.13

1.6.2 Tĩnh tải giai đoạn II

a Tĩnh tải rải đều chân lan can bê tông:

- Chiều cao chân lan can bê tông hlc = 0,60 m

- Bề rộng chân lan can bê tông blc = 0,50 m

- Tĩnh tải rải đều chân lan can bê tông : qclc = 2.blcc.hlcc.gc.0,75= 11.25 kN/m

- Tĩnh tải dải đều của tay vịn lan can có thể lấy sơ bộ: qtvlc = 0,1 kN/m

- Trọng lợng dải đều lan can: qlc= qclc+qtvlc= 11,35 kN/m

b Tĩnh tải rải đều lớp phủ mặt cầu :

Trang 21

1.7 tính toán nội lực

1.7.1 Nguyên tắc tính toán

a Nguyên tắc tính toán:

thuộc vào biện pháp công nghệ thi công kết cấu nhịp,cụ thể là trình tự hợp long và thời

điểm hạ KCN xuống gối chính

dụng cũng khác,vì vậy cần thiết phảI lập sơ đồ tính của kết cấu nhịp căn cứ theo trạngthái và thời điểm tác dụng của từng loại tải trọng và xác định nội lực trong từng sơ đồ

riêng theo nguyên lý độc lập tác dụng, sau đó tổ hợp các giá trị nội lực theo nguyên lý

cộng tác dụng.

b Phơng pháp tính toán :

- Đối với các sơ đồ tĩnh đĩnh, từ các sơ đồ tính toán đã lập và tải trọng tác dụng tính toánnội lực và chuyển vị theo các phơng pháp của Cơ học kết cấu

- Đối với sơ đồ siêu tĩnh,thực hiện theo hai bớc sau :

+ Sử dụng các phần mềm phân tích kết cấu nh SAP, Midas để tính toán và vẽ đờng

ảnh hởng nội lực tại các mặt cắt tính toán

+ Chất tĩnh tải và hoạt tải lên đờng ảnh hởng để tính toán nội lực tại các mặt cắt tínhtoán

1.7.2 Tính toán nội lực

Các sơ đồ tính toán nội lực qua các giai đoạn thi công :

+ Sơ đồ 1a : Thi công hẫng tối đa

+ Sơ đồ 1a : Thi công hợp long nhịp biên

+ Sơ đồ 2 : Thi công hợp long nhịp giữa

+ Sơ đồ 3 : Dỡ bỏ tải trọng thi công

+ Sơ đồ 4 : Thi công lớp phủ mặt cầu và các tiện ích

+ Sơ đồ 5 : Sơ đồ chịu hoạt tải khai thác

1.7.2.1 Sơ đồ thi công đúc hẫng cân bằng các đốt đúc Ki :

a Sơ đồ 1a: Thi công hẫng tối đa

Trang 22

Sơ đồ tính giai đoạn thi công hẫng.

 Tải trọng :

+ Trọng lợng bản thân các đốt đúc(DC)

+ Tải trọng thi công rải đều(TC)

+ Tải trọng xe đúc và bộ ván khuôn treo(XD)

+ Tải trọng bê tông ớt của đốt đúc cuối cùng K17

b.Sơ đồ 1b: Thi công hợp long nhịp biên

Sau khi thi công đúc hẫng đốt cuối cùng tiến hành HL nhịp biên, xe đúc nhịp biên di

chuyển ra đốt K17, tại nhịp giữa xe đúc vẫn đứng yên trên K16

Trang 23

+ Tải trọng thi công rải đều(TC).

+ Tải trọng xe đúc và bộ ván khuôn treo(XD)

c.Tổng hợp nội lực giai đoạn 1:

Nội lực lớn nhất trong giai đoạn thi công đợc lấy với giá trị M = max(M1a ,M1b )

1.7.2.2 Giai đoạn khai thác

đồ 2 , 3 , 4 , 5 để tìm ra nội lực cuối cùng trong giai đoạn khai thác

a Sơ đồ 2: thi công hợp long nhịp giữa :

Trang 24

Sau khi đã hợp long nhịp biên,tháo dỡ hệ đà giáo cố định và xe đúc hợp long thi tiếnhành hạ phá bỏ gối tạm,hạ kết cấu nhịp xuống gối chính.

qtc

qbt

1/2P 1/2P

1/2PXD1/2PHL

qtc

qbt

1/2P 1/2P

1/2PXD1/2PHL

Sơ đồ tính giai đoạn thi công hợp long nhịp giữa.

 Tải trọng :

+ Trọng lợng bản thân các đốt đúc

+ Tải trọng thi công rải đều

+ 1/2 Tải trọng xe đúc và bộ ván khuôn treo

Trang 25

+ Tải trọng thi công rải đều.

+ Tải trọng xe đúc và bộ ván khuôn treo

nhất tại mặt cắt đỉnh trụ và mặt cắt giữa nhịp trong quá trình thi công Hợp longnhịp giữa

Biểu đồ Momen trong giai đoạn dỡ bỏ tải trọng thi công.

Trang 26

- Sử dụng phần mềm phân tích kết cấu Midas Civil 7.01 để tính toán nội lực lớnnhất tại mặt cắt đỉnh trụ và mặt cắt giữa nhịp trong quá trình thi công lớp phủ mặtcầu.

Biểu đồ Momen trong giai đoạn thi công lớp phủ mặt cầu.

+ Tổ hợp 1 : Xe tải thiết kế (Truck) + Tải trọng làn (Lane)

+ Tổ hợp 2 : Xe hai trục (Tandem) + Tải trọng làn (Lane)

+ Tổ hợp 3 : 90% ( 2 xe tải thiết kế + tải trọng làn)

 Mômen âm tại mặt cắt đỉnh trụ do Hoạt tải :

tải thiết kế đặt cách nhau 15m và tải trọng làn gây ra

Trang 27

Sơ đồ xếp tải bất lợi lên ĐAH để tính M tại mặt cắt đỉnh trụ

 Mômen dơng tại mặt cắt giữa nhịp do Hoạt tải :

Đờng ảnh hởng Mtại mặt cắt giữa nhịp

Sơ đồ xếp xe tải thiết kế lên DAH

Sơ đồ xếp xe hai trục lên DAH

Trang 29

1.8 tính toán và bố trí cốt thép cho dầm chủ

1.8.1 Tính toán và bố trí cốt thép cho mặt cắt giữa nhịp

a Xác định ĐTHH của mặt cắt

b Lựa chọn loại cỏp DƯL.

- Dựng thép DƯL loại tự chùng thấp theo tiêu chuẩn ASTM A416M grade 270,có cácthông số kĩ thuật nh sau:

- Số tao cáp trong 1 bó cáp : n = 19 tao

c Xác định số bó cốt thép DƯL cần thiết

Trang 30

- Xác định vị trí Trục trung hòa (TTH) của mặt cắt :

+ Giả thiết ban đầu TTH đi qua mép dới của bản cánh trên, khi đó chiều cao vùng bêtông chịu nén sẽ bằng chiều dày bản cánh trên c = htf , khi đó sức kháng uốn danh địnhcủa mặt cắt đợc tính theo công thức:

 Mtt Mn  TTH đi qua bản cánh trên, mặt cắt tính toán là mặt cắt chữ nhật

 M >M  TTH đi qua sờn dầm, mặt cắt tính toán là mặt cắt chữ T.tt n

 β : hệ số quy đổi chiều cao khối ứng suất tơng đơng.1

 f : ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL.ps

+ Lập bảng tính toán :

Khoảng cách từ mép ngoài chịu nén đến trọng tâm

Aps'.fps 0.85.fc'.bt.a



Bê tông chịu nén

Trang 31

Mômen quán tính bản cánh (tính theo (*) ) Mc 404377.63 KN.m

Tính toán cốt thép DƯL

Hng = 2,50 m : Chiều cao mặt cắt ngang giữa nhịp

=> d = 2,50 - 0,17 = 2,330 (m)p

+ Tính toán với mặt cắt quy đổi chữ T,ban đầu giả thiết rằng TTH đi qua mép dới bảncánh trên,khi đó ta có c = htf ,khi đó mặt cắt dầm làm việc nh mặt cắt hình chữ nhật + Xác định chiều cao vùng chịu nén c :

d + Xác định mômen kháng uốn danh định của mặt cắt :

Trang 32

1.8.2 Tính toán và bố trí cốt thép cho mặt cắt nhịp biên.

Trang 33

b Lựa chọn loại cỏp DƯL

 Diện tích một tao cáp As1 = 140 mm2

 Cờng độ kéo đứt fpu = 1860 MPa

 Cờng độ kéo chảy fpy = 0,9 fpu = 1674 MPa

- Số tao cáp trong 1 bó cáp : n = 19 tao

c Xác định số bó cốt thép DƯL cần thiết

+ Giả thiết ban đầu TTH đi qua mép dới của bản cánh trên,khi đó chiều cao vùng bêtông chịu nén sẽ bằng chiều dày bản cánh trên c = htf , khi đó sức kháng uốn danh địnhcủa mặt cắt đợc tính theo công thức:

 Mtt Mn  TTH đi qua bản cánh trên,mặt cắt tính toán là mặt cắt chữ nhật

 M >M  TTH đi qua sờn dầm,mặt cắt tính toán là mặt cắt chữ T.tt n

Trang 34

 β : hệ số quy đổi chiều cao khối ứng suất tơng đơng.1

+ Lập bảng tính toán :

Trang 35

+ Xác định chiều cao vùng chịu nén c :

c 1 tf ps

p

A f +A f -A fc=

f0,85.f b +k.A

Trang 36

1.8.3 Tính toán và bố trí cốt thép cho mặt cắt trên đỉnh trụ

Mặt cắt dầm hộp quy đổi về mặt cắt T.

b Lựa chọn loại cỏp DƯL

c.Xác định số bó cốt thép DƯL cần thiết

Trang 37

+ Giả thiết ban đầu TTH đi qua mép dới của bản cánh trên,khi đó chiều cao vùng bêtông chịu nén sẽ bằng chiều dày bản cánh trên c = htf ,khi đó sức kháng uốn danh địnhcủa mặt cắt đợc tính theo công thức:

 Mtt Mn  TTH đi qua bản cánh dới,mặt cắt tính toán là mặt cắt chữ nhật

 M >M  TTH đi qua sờn dầm,mặt cắt tính toán là mặt cắt chữ T.tt n

 β1: hệ số quy đổi chiều cao khối ứng suất tơng đơng

+ Lập bảng tính toán:

Khoảng cách từ mép ngoài chịu nén đến trọng tâm

Aps'.fps 0.85.fc'.bt.a



Bê tông chịu nén

Trang 38

TÝnh to¸n cèt thÐp D¦L

Trang 39

+ Xác định chiều cao vùng chịu nén c :

c 1 b ps

p

A f +A f -A fc=

f0,85.f b +k.A

1.9 tính toán mố cầu

1.9.1 Cấu tạo kết cấu nhịp cầu dẫn

a Cấu tạo mặt cắt ngang KCN cầu dẫn :

Trang 40

CÊu t¹o mÆt c¾t ngang KCN cÇu dÉn

V¸t 20x20 Chamfer 20x20

MÆt c¾t v¸t dÇm

V¸t 20x20 Chamfer 20x20

Định dạng
Số trang	413
Dung lượng	13,02 MB