THIẾT kế kỹ THUẬT mố m1 (PAI)

ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) GVHD : Th.S MAI LỰU CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN MỐ M1 I. Kích thước hình học 900900900900900 150 194 239 194 150 853 350 265 6203 110022202220222022201100 11080 2000 2950 50 1203 i=2%i=2% 375 425 2000 814 12502000 7001500 300 2877 300 300 689 5500500800 35001300 2000 7000 MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 251 ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) GVHD : Th.S MAI LỰU 8300 650 650 650 650 650 50 300 110022202220222022201100 1500 800 500 5500 11080 50010080500 II. Các điều kiện cơ bản Tiêu chuẩn thiết kế : 22-TCN-272-05 Mực nước tính toán : 2.5 tt H m= + Mực nước thấp nhất : min 1,6H m= + Mực nước cao nhất : max 3,7H m= + Cao độ đỉnh tường đầu : 6,314m+ Cao độ đỉnh gối : 5,314m+ Cao độ đỉnh xà mũ : 5,00m+ Cao độ đỉnh bệ mố : 2,00m+ Cao độ đáy bệ : 0,00+ Cao độ đất tự nhiên : 1,724m+ Góc chéo của mố so với tim cầu 0 90 III. Vật liệu sử dụng Cường độ chòu nén của bêtông : ' 28 c f MPa= Khối lượng riêng của bêtông 3 2500 /KG m γ = , khi tính cường độ 3 2400 /KG m γ = Môđun đàn hồi của bêtông : 1,5 0,043.2400. 28 26750 c E MPa= = Cường độ chảy dẻo của cốt thép : 280 y f MPa= Giới hạn ứng suất ở trạng thái sử dụng : Giới hạn ứng suất nén : ' 0,45. 0,45.28 12.6 c f MPa= = Giới hạn ứng suất kéo : ' 0,5. 0,5. 28 2,645 c f MPa= = Trọng lượng đơn vò đất đắp : 3 17,7 / s KN m γ = MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 252 ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) GVHD : Th.S MAI LỰU IV. Số liệu kết cấu phần trên • Loại dầm Dầm super T Đơn vò • Số lượng dầm N 5 Dầm • Chiều dài dầm L 33.00 m • Chiều dài nhòp tính toán Ltt 32.30 m • Khổ cầu B 8.00 m • Chiều rộng toàn cầu W 11.08 m • Số làn xe n 2 Làn • Số lề người đi nng 2 Lề •Bề rộng lề người đi bộ bng 1.2 m •Tải trọng bộ hành q 3 KN/m 2 • Hệ số làn xe m 1.00 • Hệ số xung kích IM 0.25 •Trọng lượng riêng của bê tông wc 24.50 kN/m 3 •Số lượng dầm ngang ng 8 Dầm •Diện tích trung bình của một dầm ngang Fng 0.813 m 2 •Chiều rộng dầm ngang dọc cầu b 0.80 m V. Tải trọng tónh của kết cấu phần trên Tại mỗi vò trí gối có các lực tồn tại theo 3 phương vuông góc tác dụng + Lực theo phương dọc cầu: 1 5 Hx Hx÷ + Lực theo phương ngang cầu: 1 5 Hy H + Lực theo phương đứng: 1 5 V V÷ MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 253 ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) GVHD : Th.S MAI LỰU a) Dầm chủ: + Đoạn dầm cắt khấc: Diện tích tiết diện 2 1 0,796 g A m= Tỷ trọng bêtông dầm chủ 3 3 2,45.10 / c KG m γ = Trọng lượng đoạn dầm: 3 1 1 . . .2 2,45.10 .0,796.0,8.2 3120,32 d c g ck DC A L KG γ = = = + Đoạn dầm đặc: Diện tích tiết diện 2 2 1,6 g A m= Trọng lượng đoạn dầm: 3 2 2 . . .2 2,45.10 .1,6.1, 2.2 9408 d c g dac DC A L KG γ = = = + Đoạn dầm còn lại: Diện tích tiết diện 2 3 0,56 g A m= Trọng lượng đoạn dầm: ( ) ( ) 3 3 3 . . 2. 2, 45.10 .0,56. 33 2. 0,8 1, 2 39788 d c g ck dac DC A L L L KG γ = − + = − + =        + Tónh tải dầm chủ coi là tải trọng rải đều suốt chiều dài dầm: MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 254 ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) GVHD : Th.S MAI LỰU 1 2 3 3120,32 9408 39788 1585,34 / 33 d d d dc DC DC DC DC KG m L + + + + = = = b) Bản mặt cầu: + Dầm giữa: 2 . . . 2450.2,22.0,2 1087,8 / g bmc c bmc c DC A S h KG m γ γ = = = = + Dầm biên: 2 . . . 2450.2,22.0,2 1087,8 / b bmc c bmc c DC A S h KG m γ γ = = = = c) Dầm ngang: ( ) ( ) . . 0,813.0,8 .8 . 2450. 77, 26 / . 5.33 dn dn n dn c b A t N DC KG m N L γ = = = d) Ván khuôn lắp ghép: . . 2450.0,86.0,025 52,675 / vk c vk vk DC b h KG m γ = = = e) Vách ngăn: Với dầm có chiều dài 33m, ta dùng 2 vách đứng mỏng dày 15cm chia dầm làm 3 khoang, mỗi khoang dài 11m. Vách ngăn này có tác dụng tăng độ ổn đònh khi cẩu lắp dầm. . . . / 2450.(1,6 0,56).0,15.2 / 33 23,16 / vn c vn vn vn DC A t N L KG m γ = = − = f) Lan can: Từ thực tế ta có thép phần lan can tay vòn có khối lượng: 63 m/KN Ta giả thiết tải trọng lan can, lề bộ hành được qui về bó vỉa và truyền xuống dầm biên và dầm giữa là khác nhau , phần nằm ngoài bản hẩng sẽ do dầm biên chòu ,còn phần nằm trong sẽ chia cho dầm biên và dầm trong chòu theo tỉ lệ khoảng cách từ diểm đặt lực đến mỗi dầm. - Phần nằm ngoài bản hẩng: 1 0,52.0, 25. 0,08.0, 475. 63 0,52.0, 25.2450 0, 08.0, 475.2450 63 483 / c c P KG m γ γ = + + = + + = - Phần nằm trong: 2 0,27.0,25. 0,08.0, 475. 0,27.0,25.2450 0,08.0, 475.2450 263,75 / c c P KG m γ γ = + = + = Suy ra: Dầm giữa: 2 2 0,125 0,44 0,125 . .263, 75 37, 423 2,22 e g n d P P KG S − − = = = Dầm biên: 2 2 0,125 2,22 0, 44 0,125 . .263,75 226,33 / 2, 22 n e b n S d P P KG m S − + − + = = = Vậy MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 255 ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) GVHD : Th.S MAI LỰU Dầm biên: 3 1 2 483 226,33 709,33 / b b DC P P KG m= + = + = Dầm giữa: 3 2 37, 423 / g g DC P KG m= = g) Lớp phủ mặt cầu và tiện ích công cộng: Lớp phủ bêtông Atfan: 1 1 1 DW h . . 0,07.2400.2,22 372,96 / n S KG m γ = = = Lớp phòng nước: ' ' 2 DW h . . 0,004.1800.2, 22 15,984 / n S KG m γ = = = Tiện ích và trang thiết bò trên cầu: m/KG5DW 3 = Vậy 1 2 3 372,96 15,984 5 393,944 / 3,864 / DW DW DW DW KG m KN m = + + = + + = = h) Phản lực gối không có hệ số do một dầm chủ tác dụng lên xà mũ Dầm biên: ( ) 1585,34 1087,8 52,675 23,16 709,33 393.944 .32,3 1593,48 .0,5 63010,56 618,13KG KN + + + + + +    = = Dầm giữa: ( ) 1585,34 1087,8 52,675 23,16 37,423 393,944 .32,3 3186,96 .0,5 52956 519,5KG KN + + + + + +    = = i) Hoạt tải xe ô tô và tải trọng người đi  Hoạt tải xe trên kết cấu nhòp a. Xe tải thiết kế MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 256 ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) GVHD : Th.S MAI LỰU 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 4300 – 9000 mm sao cho gây ra nội lực lớn nhất, theo phương ngang khoảng cách giữa hai bánh xe là 1800mm b. 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 c. 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 MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 257 1200mm 110 kN 110 kN ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) GVHD : Th.S MAI LỰU 3000mm, tải trọng làn có thể xe dòch theo phương ngang để gây ra nội lực lớn nhất. d. Sơ đồ xếp tải Nhận xét : xe ô tô 3 trục cho nội lực lớn hơn xe 2 trục Đối với tính toán mố, ta có 2 trường hợp đặt tải : - Đặt cả hai làn xe trên 1 nhòp để gây ra phản lực gối V và mômen My lớn nhất. Tải trọng Vò trí Tung độ đường ảnh hưởng Tải trọng trục Phản lực Đơn vò Xe tải HL93 thiết kế 3 0.734 35 25.69 KN 2 0.867 145 125.715 KN 1 1 145 145 KN Tải trọng làn WL 16.5 9.3 150.195 KN Tổng LL 893.2 KN Phản lực tại gối do người đi bộ đi 2 bên lề bộ hành gây ra: 3.2.32,3.1.0,5 96,9 PL R KN= = Phản lực gối do hoạt tải gây ra : 893.2+96.9=990.1 KN MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 258 9,3KN/m ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) GVHD : Th.S MAI LỰU - Đặt 1 làn xe để mômen Mx lớn nhất . . . 3000 lane lane LL m R V γ Ω = ( ) (1) (1) . . 1 . .0,5. TR TR LL i V m IM R y γ = + ∑ . . . 1200 PL PL PL m R V γ Ω = 1 0,9.( ) TH lane TR PL V V V V= + + ( ) 3 .0,5 TH TR lane PL V V V V= + + Xét trạng thái giới hạn sử dụng: Gối 1: 1 . . . 1.1,2.300,39.712 85,55 3000 3000 lane lane LL m R V KN γ Ω = = = ( ) (1) (1) 1 . . 1 . .0,5. 1.1,2.1, 25.296, 405.0,5.0,53 117,82 TR TR LL i V m IM R y KN γ = + = = ∑ 1 . . . 1.1,2.96,9.1308 126,745 1200 1200 PL PL PL m R V KN γ Ω = = = ( ) ( ) 2 (1) 1 1 1 1 .0,5 117,82 85,55 126,745 .0,5 223,97 TH TR lane PL V V V V KN= + + = + + = Gối 2: MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 259 17801200 0,53 0,8 0,82 1,36 1 40 600 1800 3000 1200 0,18 0,198 0,468 0,721 0,45 V2 V1 12201780400 1 V2 V3 0,279 0,55 1220 ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) GVHD : Th.S MAI LỰU 2 . . . 1.1,2.300,39.1950,72 234,4 3000 3000 lane lane LL m R V KN γ Ω = = = ( ) ( ) (1) (1) 2 . . 1 . .0,5. 1.1,2.1, 25.296, 405.0,5. 0,468 0,721 264,32 TR TR LL i V m IM R y KN γ = + = + = ∑ 2 . . . 1.1,2.96,9.36 3,5 1200 1200 PL PL PL m R V KN γ Ω = = = ( ) ( ) 2 (1) 2 2 2 2 .0,5 264,32 234, 4 3,5 .0,5 383,27 TH TR lane PL V V V V KN= + + = + + = Gối 3: 3 . . . 1.1,2.300,39.335,5 40,3 3000 3000 lane lane LL m R V KN γ Ω = = = ( ) (1) (1) 3 . . 1 . .0,5. 1.1,2.1, 25.296, 405.0,5.0, 279 62 TR TR LL i V m IM R y KN γ = + = = ∑ ( ) ( ) 2 (1) 3 3 3 .0,5 62 40,3 .0,5 82,15 TH TR lane V V V KN= + = + = j) Lực hãm xe (BR) Lực hãm xe đựơc truyền từ kết cấu trên xuống trụ qua gối đỡ. Tuỳ theo từng loại gối cầu và dạng liên kết mà tỉ lệ truyền của lực ngang xuống trụ khác nhau. Do các tài liệu tra cứu không có ghi chép về tỉ lệ ảnh hưởng của lực ngang xuống trụ nên khi tính toán, lấy tỉ lệ truyền bằng 100%. Có nghóa là toàn bộ lực ngang gây ra do lực hãm xe được truyền hết xuống gối cầụ. Điểm đặt của lực hãm xe tại cao độ gối cầu của trụ thiết kế. Lực hãm được lấy bằng 25% trọng lượng của các trục xe tải hay xe hai trục thiết kế cho mỗi làn được đặt trong tất cả các làn thiết kế được chất tải theo quy trình và coi như đi cùng một chiều. Các lực này được coi như tác dụng theo chiều nằm ngang cách phía trên mặt đường 1800mm theo cả hai chiều dọc để gây ra hiệu ứng lực lớn nhất. Tất cả các làn thiết kế phải được chất tải đồng thời đối với cầu và coi như đi cùng một chiều trong tương lai. Phải áp dụng hệ số làn quy đònh trong điều 3.6.1.1.2. Lực hãm do 2 làn xe tác dụng. 25%. . . 0,25.(35 145 145).1.2 162,5 tr BR P m n KN= = + + = k) Lực ma sát (FR) Do tại mố ta sử dụng gối cao su nên bỏ qua lực ma sát. l) Lực li tâm (CE) Do ở đây ta thiết kế mố của cầu thẳng nên không có lực li tâm MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 260 [...]... 2,1.3000   ÷=  ÷ = 16, 79 > 22  r   375, 28  Trong đó: K : là hệ số phụ thuộc vào điều kiện liên kết 2 đầu cột ( K = 2,1 ) L : chiều dài thân trụ Thiết kế cột không xét đến ảnh hưởng độ mảnh MSSV : CD02087 285 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) GVHD : Th.S MAI LỰU Thiết kế như bài toán cột ngắn có : Pu = 4928, 47 KN , M u = 672, 48 KN m Chiều cao có hiệu của tiết diện d... 1.525 0.000 20.261 Phần che 10.282 1.575 0.000 16.194 MSSV : CD02087 269 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) Tường đỉnh 178.349 0.950 GVHD : Th.S MAI LỰU 0.000 169.432 0.000 1429.237 0.551 0.000 18.370 Tường cánh 492.426 -1.487 0.000 -732.237 0.000 0.000 Thân mố Đá kê BQĐ Móng mố Tổng 1058.694 1.350 33.340 3800.440 0.000 5586.817 921.257 MẶT CẮT 6-6 DO TLBT DC VÀ PHẢN LỰC GỐI... 0.373 0.370 1.865 0.058 0.108 4116 0.367 Tổng MSSV : CD02087 37.475 274 93.311 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) GVHD : Th.S MAI LỰU e) p lực nằm ngang (EH) và thẳng đứng (V) lên các mặt cắt Để an toàn áp lực nằm ngang phía trước mố có thể bỏ qua p lực nằm ngang sau mố được tính như sau : E = 0,5.Ka.gs.H 2 W M = E.0, 4 H Trong đó : H : chiều cao (m) W : chiều rộng (m) Ka :... phận nằm dưới mực nước thiết kế p lực tónh được xác đònh theo công thức : B= γ w V0 Trong đó: V0 : Thể tích phần ngập nước γw: Trọng lượng riêng của nước p lực nước tónh tại mặt cắt đáy bệ: B =10x124,096 = 1241 KN Trong đó: Vo =11,08.7.1,6=124,096m3(Thể tích phần trụ được tính từ mực nước thấp nhất đến đáy bệ) MSSV : CD02087 263 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) GVHD : Th.S MAI... 341.03 1494.76 0.00 Tổng 66.520 186.730 341.030 3340.050 3526.009 VIII Nội lực do TLBT Mố gây ra (DC) a) Trọng lượng bản thân 5 gối Gối 1 : 0,15.0,9.0, 65.24,5 = 2,15KN Gối 2 : 0,194.0,9.0, 65.24,5 = 2, 78KN Gối 3 : 0, 239.0,9.0, 65.24,5 = 3, 43KN MSSV : CD02087 267 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) GVHD : Th.S MAI LỰU 5 ⇒ ∑ Gi = G3 + ( G1 + G2 ) 2 = 13, 29 KN i =1 b) Trọng lượng... CD02087 13.286 Hướng dọc x (m) Hx (KN) My (KN.m) 0.175 268 0.000 2.325 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) Phần che 0.225 0.000 2.313 Tường đỉnh 178.349 -0.400 0.000 -71.340 1058.694 0.000 0.000 0.000 33.340 -0.800 0.000 -26.672 Tường cánh 492.426 -2.632 0.000 -1296.065 Thân mố Đá kê BQĐ Tổng 10.282 GVHD : Th.S MAI LỰU 1786.377 -1389.438 MẶT CẮT 3-3 DO TẢI TRỌNG BẢN THÂN DC... m Thành phần mômen này tạo các phản lực hướng lên cho 2 gối tựa 1, 2 và hướng xuống cho 2 gối tựa 4, 5 MSSV : CD02087 261 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) GVHD : Th.S MAI LỰU Xác đònh các phản lực này thông qua việc giả thiết mặt cắt ngang có độ cứng lớn vô cùng dưới tác dụng mômen xoắn M red Khi đó phản lực tại gối thứ i được xác đònh như sau: Vi = M red xi ∑ xi 2 Trong... IX Tính toán bản quá độ a) Cấu tạo hình học bản quá độ 500 250 500 ĐÁ DĂM ĐẦM CHẶT 4116 ph 250 2116 500 MSSV : CD02087 270 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) GVHD : Th.S MAI LỰU b) Hoạt tải quy đổi Hoạt tải xe đặt sau lưng mố được quy thành tải trọng đất đắp có chiều cao heq (chiều cao tương đương của đất dùng cho tải trọng xe Bảng 3.11.6.2-1) Đối với đường ô tô cường độ tải... qua việc giả thiết mặt cắt ngang có độ cứng lớn vô cùng dưới tác dụng mômen xoắn M perp Khi đó phản lực tại gối thứ i được xác đònh như sau: Vi = M perp xi ∑x 2 i Trong đó: xi là khoảng cách hai tim dầm thứ i với quy tắc đánh số đối xứng ∑x i 2 = 4, 442 + 8,882 = 98,568m 2 V1 = −V5 = 139, 25.8,88 = 12,55 KN 98,568 MSSV : CD02087 262 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) V2 = −V4... Mx(KN.m) My(KN.m) MSSV : CD02087 275 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) 2633.045 904.009 82.600 GVHD : Th.S MAI LỰU 66.070 -326.540 MẶT CẮT 7-7 ÁP LỰC ĐẤT V(KN) Hx(KN) Hy(KN) Mx(KN.m) My(KN.m) 0.000 0.000 286.589 659.156 0.000 X Tổng hợp nội lực tại các mặt cắt a) Mặt cắt 1-1 MẶT CẮT 1-1 TRƯỜNG HP ĐẶT 2 LÀN XE TRÊN KẾT CẤU NHỊP Tên tải trọng Ký hiệu V(KN) Hx(KN) My(KN.m) Hy(KN) . người đi  Hoạt tải xe trên kết cấu nhòp a. Xe tải thiết kế MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 256 ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) GVHD : Th.S MAI LỰU Xe tải thiết kế: gồm trục trước nặng. THIỆN 251 ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) GVHD : Th.S MAI LỰU 8300 650 650 650 650 650 50 300 110022202220222022201100 1500 800 500 5500 11080 50010080500 II. Các điều kiện cơ bản Tiêu chuẩn thiết kế. ĐATN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ M1 (PAI) GVHD : Th.S MAI LỰU CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN MỐ M1 I. Kích thước hình học 900900900900900 150 194 239 194 150 853 350 265 6203 110022202220222022201100 11080 2000