Tính toán thiêt kế cầu BTCT dưl thi công bằng phương pháp đà giáo di động, đại học GTVT

Nội dung chuyên đề: + Tính toán nội lực và kiểm toán kết cấu theo các giai đoạn thi công có xét đên ảnhhởng của co ngót và từ biến ứng dụng chơng trình RM hoặc Midas.. Xác định phơng trì

Mục lục

Trang

Lời nói đầu:……… …… ………5

Phần I : yêu cầu 6

I Chuyên đề 7

I.1 Tên chuyên đề 7

I.2 Nội dung chuyên đề 7

II Phơng án sơ bộ 7

II.1 Số liệu 7

III Các phơng án sơ bộ 8

III.1 Phơng án sơ bộ I 8

III.2 Phơng án sơ bộ II 8

IV Tiêu chuẩn kĩ thuật áp dụng 8

Phần II: Thiết kế sơ bộ hai phơng án cầu 9

Chơng I : Phơng án sơ bộ 1 – Ph Ph ơng án cầu BTCT thi công theo phơng pháp đúc hẫng cân bằng 10

I Giớí thiệu chung vê phơng án ……… 10

I.1 Sơ đồ kết cấu phần trên……… 10

I.2 Kết cấu phần dới……… 10

I.3 Vật liệu……… 11

II Kích thớc hình học……… 13

II.1.Hình học ……… 13

II.1.1.Kích thớc hình học dầm chủ……… 13

II.1.2 Tính toán đặc trng hình học tiết diện… ……… 14

II.1.2.1 Chia đốt dầm ……… 14

II.1.2.2 Xác định phơng trình thay đổi dầm……… … .14

II.1.2.3 Xác định các kích thớc cơ bản của mặt cắt dầm……… 16

II.1.2.4 Tính toán đặc trng hình học của tiết diện 16

III Tải trọng……… 17

III.1.Tĩnh tải giai đoạn I……… 17

III.2.Tĩnh tải giai đoạn II……… 18

III.3 Hoạt tải……… .19

IV Xác định nội lực tại từng mặt cắt theo các sơ đồ khác nhau……… 20

IV.1 Sơ đồ 1……… 20

IV.2 Sơ đồ 2……… 20

IV.3 Sơ đồ 3……… 21

IV.4 Sơ đồ 4……… 21

IV.5 Các tổ hợp tải trọng……… 22

IV.5.1.Tổ hợp theo trạng thái giới hạn cờng độ I 22

IV.5.2 Tổ hợp theo trạng thái sử dụng 23

IV.5.3 – PhTính nội lực theo các sơ đồ .23

IV.5.4 Tính và bố trí cốt thép DƯL 26

IV.5.4.1 Bố trí cốt thép dự ứng lực tại mặt cắt trên trụ trong giai đoạn thi công 26

IV.5.4.2 Bố trí cốt thép dự ứng lực tại mặt cắt giữa nhip chính trong giai đoạn khai thác IV.5.5 Tính toán mất mát ứng suất 30

IV.5.6 Quy đổi mặt cắt 35

IV.2.7 – PhTính duyệt mặt cắt 37

IV.5.7.1 Kiểm toán theo TTGHCĐ I trong giai đoạn thi công 37

IV.5.7.1.1 Kiểm tra sức kháng uốn 37

IV.5.7.1.2.Lợng cốt thép tối đa 40

IV.5.7.1.3 Lợng cốt thép tối thiểu 41

IV.5.7.1.4 Kiểm tra sức kháng cắt 41

IV.5.7.2 Kiểm toán trạng thái giới hạn sử dụng 44

V.Tính bản mặt cầu 47

V.1.Sơ đồ tính toán bản mặt cầu 47

V.2 Nguyên tắc tính toán bản mặt cầu 47

V.3.Xác định các giá trị nội lửctong bản mặt cầu do các tải trọng gây ra 48

V.4: Thiết kế cốt thép cho bản mặt cầu 51

V.4.1: Tính toán và bố trí cốt thép 51

V.4.2.: Kiểm toán bản mặt cầu 53

VI– Ph Tính toán kết cấu phần dới 56

VI.1– Ph Tính toán trụ cầu 56

VI.1.1 Giới thiệu chung 56

VI.1.2 Số liệu kết cấu phần trên 56

VI.1.3– Ph Số liệu trụ 56

VI.1.4– Ph Các kích thớc hình học của trụ 57

VI.1.5– Ph Các loại tải trọng tác dụng lên trụ 58

VI.1.6– Ph Tổ hợp tải trọng 65

VI.1.7 Tính duyệt trụ cầu 67

VI.1.7.1 Tính duyệt mặt cắt chân trụ (B-B) 68

VI.1.7.2 Tính duyệt mặt cắt chân trụ (A-A) 73

VI.1.8– Ph Tính toán, bố trí sơ bộ cọc trong

móng 79

VII.2– Ph Tính toán mố cầu 82

VII.2.1 Giới thiệu chung 82

VII.2.2 Số liệu kết cấu phần trên 82

VII.2.3 Số liệu mố 83

VII.2.4.Xác định tải trọng tác dụng lên kết cấu: 85

VII.2.5 Kiểm toán mố tại các mặt cắt 92

VII.2.5.1.Kiểm toán mặt cắt tờng thân B-B 92

VII.2.5.2.Kiểm toán mặt cắt tờng đỉnh C-C 96

VII.2.5.3.Kiểm toán mặt cắt tờng cánh F-F 99

VII.2.5.4.Kiểm toán mặt cắt đáy bệ A-A 102

VIII Dự kiến công tác thi công 107

VIII.1 Thi công trụ 107

VIII.2 Thi công mố 108

VIII.3 Thi công kết cấu nhịp 108

Chơng I : Phơng án sơ bộ 2 Phơng án Cầu dầm liên tục bê tông cốt thép đúc trên đà

giáo di động 110

I Giới thiệu chung về phơng án 110

I.1 Sơ đồ cầu và kết cấu phần trên 110

I.2 Kết cấu phần dới 110

I 3.Vật liệu 110

II Kích thớc hình học 112

II.1 Hình học 112

II.1.1 Kích thớc hình học dầm chủ 112

II.1.2 Tính toán đặc trng hình học tiết diện 112

III Tải trọng 113

IV Tính toán nội lực 116

V Tính toán kết cấu phần dới 126

V.1 Tính toán trụ cầu 126

V.2 Tính toán mố cầu 132

VI: Trình tự thi công 139

VI.1 Thi công mố 139

VI.2 Thi công trụ 140

VI.3 Thi công kết cấu nhịp 140

Phần III: Chuyên đê 144

I.Giới thiệu chung về Chuên đề 145

II Giới thiệu chung về công nghệ thiết kế cầu dầm liên tục tên đà giáo di động 145

III Xây dựng chơng trinh hỗ trợ nhập số liệu dầu vào cho Midas 150

IV Ngôn ngữ lập trình 155

V Lý thuyết tính toán 156

VI Mô hình hoá đói tợng dầm chủ trong Midas 166

VII Tự động hoá xuất bản vẽ 166

VIII áp dụng chơng trình tính toán cho một cầu cụ thể 171

Lời nói đầu

Sau thời gian học tập tại trờng ĐHGTVT bằng sự nỗ lực của bản thân cùng với sự chỉ bảo dạy dỗ tận tình của các thầy cô trong trờng ĐHGTVT nói chung và các thầy cô trong Khoa Công trình nói riêng

em đã tích luỹ đợc nhiều kiến thức bổ ích trang bị cho công việc của một kỹ s tơng lai.

Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự cố gắng trong suốt 5 năm học tập và tìm hiểu kiến thức tại ờng , đó là sự đánh giá tổng kết công tác học tập trong suốt thời gian qua của mỗi sinh viên Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp này em đã đợc sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn TĐHTKCĐ , đặc biệt là sự giúp đỡ trực tiếp của thầy :

tr-+) KS.Nguyễn Trọng Nghía.

Do thời gian tiến hành làm Đồ án và trình độ lý thuyết cũng nh các kinh nghiệm thực tế còn có hạn nên trong tập Đồ án này chắc chắn sẽ không tránh khỏi nhứng thiếu sót Em xin kính mong các thầy cô trong bộ môn chỉ bảo để em có thể hoàn thiện hơn Đồ án cũng nh kiến thức chuyên môn của mình.

Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội tháng 5 năm 2005.

Sinh viên : Nguyễn Xuân Diệu.

PhÇn I

yªu cÇu

I Chuên đề:

I.1 Tên chuyên đề:

Tính toán thiêt kế cầu BTCT DƯL thi công bằng phơng pháp đà giáo di động

I.2 Nội dung chuyên đề:

+ Tính toán nội lực và kiểm toán kết cấu theo các giai đoạn thi công có xét đên ảnhhởng của co ngót và từ biến ứng dụng chơng trình RM hoặc Midas

+ Xây dựng cấu trúc dữ liệu mô tả đối tợng dầm chủ

+ Tự động hoá vẽ các bản vẽ và tính toán khối lợng cơ bản

II Phơng án sơ bộ:

II.1 Số liệu:

II.1.1 Số liệu địa hình:

Công trình đợc xây dựng qua mặt cát sông có thông thuyền ở khu vực đồng bằng Công trình đợc thiết kế vĩnh cửu

II.1.2 Số liệu địa chất:

Địa chất khu vực xây dựng gồm 5 lớp chủ yếu:

+ Lớp 1: Đất lấp dầy 0,8m

+ Lớp 2: Sét mầu xám đến trạng thái chảy đến dẻo

chảy dày 5.3m

+ Lớp 3: Sét mầu xám vàng, xám nâu trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng dày 8,6m.+ Lớp 4: Cát hạt mịn xám trắng , xám vàng trạng thái xốp dày 1,9m

+ Lớp 5: Cát hạt mịn xám nâu, xám vàng trạng thái chặt vừa dày 13.8m

II.1.3 Số liệu thuỷ văn:

IIi tiªu chuÈn kü thuËt ¸p dông

+ Quy tr×nh thiÕt kÕ : 22TCN – Ph 272 – Ph2001 Bé Giao th«ng v©n t¶i

+ Quy tr×nh thiÕt kÕ cÇu cèng theo tr¹ng th¸i giíi h¹n 22TCN – Ph 18 – Ph 1979 Bé Giao th«ng vËn t¶i

Phần Ii Thiết kế sơ bộ hai phơng án cầu

Chơng I Phơng án sơ bộ I Phơng án Cầu bê tông cốt thép DƯL thi công theo

phơng pháp đúc hẫng cân bằng

I Giới thiệu chung về phơng án:

I.1 Sơ đồ cầu và kết cấu phần trên:

- Khe co giãn: Toàn cầu có 7 khe co giãn bằng cao su

- Mặt cắt ngang dầm tiết diện hình hộp có chiều cao thay đổi 5.0m tại gối và 2.5mtại giữa nhịp và cuối nhịp biên Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol đảm bảoyêu cầu chịu lực và thẩm mỹ

- Mặt đờng xe chạy: Bê tông nhựa hạt mịn (7 cm) + tầng phòng nớc (0.4 cm)

- Mặt cắt ngang cầu tạo độ dốc 2%

- Đờng 2 đầu cầu đợc thiết kế theo tiêu chuẩn 22TCN-4054-98 của bộ GTVT phùhợp với cấp đờng của tuyến

- Lan can: Làm bằng thép (thép mạ kẽm), gờ lan can bằng BTCT

I.2 Kết cấu phần dới:

+ Trụ cầu:

- Dùng loại trụ thân đặc BTCT thờng đổ tại chỗ

- Phơng án móng: Dùng móng cọc khoan nhồi đờng kính 1.5 m

+ Mố cầu:

- Dùng mố chữ U bê tông cốt thép

- Phơng án móng: Dùng móng cọc khoan nhồi đờng kính 1.5m

+ Mô đun đàn hồi của Bê tông: Ec = 31798929 (kN/m3)

+ Hệ số giãn nở nhiệt c = 1,08E- 0,5 (1/C)

2- Cốt thép DƯL của hãng VSL theo tiêu chuẩn ASTM – Ph A416-85:

+ Loại cáp DUL 25T13 (Sử dụng căng kéo bản nắp)

- Số lợng tao trong một bó: 25tao

- Số lợng tao trong một bó: 19tao

- Tôt neo lín nhÊt: 6E-6 (m)

- Lùc kÐo kÝch cho 1 bã c¸p 19T1: 2618 (KN) 3- Cèt thÐp thêng: Sö dông lo¹i cèt thÐp cã gê víi c¸c chØ tiªu:

+ Rs = 300000 (KN/m2)

+ Es = 200000000 (KN/m2)

+ fy = 420000 (KN/m2)

II Kích thớc hình học:

II.1 Hình học:

II.1.1 Kích thớc hình học dầm chủ:

- Chiều dài kết cấu nhịp: đối với kết cấu nhịp liên tục chiều dài nhịp biên Lnb= (0,6

 0,7) chiều dài nhịp giữa Lng để đảm bảo đờng bao mô men đợc hài hoà

+ Chiều dày bản đáy tại gối là 80 cm

+ Chiều dày bản đáy tại giữa nhịp là 30 cm

Các kích thớc còn lại dựa vào công thức kinh nghiệm mối quan hệ, chiều cao của hộp,dàysờn, dày đáy và khổ cầu ta chọn mắt cắt ngang nh hình vẽ Để giảm tĩnh tải giai đoạn

II ta thiêt kế mặt trên bản nắp có độ dốc ngang là 2%

- Sơ đồ kết cấu nhịp : 60 + 90 + 60 m

- Sơ bộ kích thớc mặt cắt ngang: ( Hình vẽ thể hiện mặt cắt ngang ở trên đỉnh trụ

và mặt cắt ngang ở giữa nhịp)

- Mặt cắt hộp dạng thành xiên, bề rộng đáy hộp thay đổi theo chiều cao hộp

+ Chiều dày không đổi bản nắp : tb = 30 cm

+ Chiều dày bản đáy : Tại mặt cắt gối là 80 cm , tại mặt cắt giữa nhịp là 30 cm.+ Chiều dày tại đầu mút cánh hẫng : hc = 30 cm

+ Chiều dày sờn dầm : ts = 55 cm

II.1.2 Tính toán đặc trng hình học tiết diện:

II.1.2.1 Chia đốt đầm:

Công tác chia đốt dầm tuỳ thuộc vào điều kiện thi công xe đúc Ta chia đốt nh sau:+ Đốt Ko: Đốt trên đỉnh trụ dài 12m (thi công lắp đồng thời hai xe đúc trên trụ)+ Còn lại các đốt từ chiều dài mỗi đốt là nh sau:

- Đốt K1, K2, K3,K4,K5,K6 dài 3m

- Đốt K7,K8, K9, K10 , K11 dài 4m

- Đốt hợp long nhịp giữa dài 2m

- Đốt hợp long nhịp biên dài 2m

* Sơ đồ phân chia đốt dầm

II.1.2.2 Xác định phơng trình thay đổi dầm:

- Giả thiết đáy dầm có cao độ thay đổi theo phơng trình parabol bậc 2

- Khichọn đờng cong đáy dầm ta bỏ qua đốt hợp long và đốt đỉnh trụ vì đáy hộp nằm ngang

- Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật Parabol : y= x2+bx+c:

l

).xh-(H

y 2

d

2 d d



Trong đó :

y : Chiều dày bản đáy tại mặt cắt cách mặt cắt giữa nhịp một khoảng x

Hd : Chiều dày bản đáy tại mặt cắt trên trụ

hd : Chiều dày bản đáy tại mặt cắt giữa nhịp

ld : Chiều dài đoạn cánh hẫng có chiều dày thay đồi

II.1.2.2.1 Xác định phơng trình thay đổi cao độ đáy dầm:

- Giải ra ta đợc phơng trình đờng cong cao độ đáy dầm là:

y = 2

5 42

5 2 0

x2

y = 0.00138x2

II.1.2.2.2 Xác định phơng trình thay đổi chiều dày bản đáy:

Bản đáy dầm hộp thay đổi theo hình dạng đờng cong bậc ba nếu đặt hệ trục toạ đọ

L

h

H 

Lk : Là chiều dài thay đổi bản đáy trên nhịp

- Giải ra ta đợc phơng trình thay đổi chiều dày bản đáy là:

y = 0.00000407x3

III.1 Tĩnh tải giai đoạn1:

Tải trọng giai đoạn 1 là giai đoạn thi công bao gồm tự trọng và tải trọng thi côngnhiều loại

Giả thiết trong mỗi đoạn, chiều cao dầm thay đổi tuyến tính

Khi tính ta coi nh trọng lợng dầm trong một đốt phân bố đều và có giá trị theo tiếtdiện giữa đốt ( Lấy giá trị trung bình của 2 mặt cắt 2 bên)

III.1.1 Trọng lợng bản thân của các đốt dầm:

Trọng lợng các đốt tính theo công thức:

qTC = V x 

Bảng tính toán trọng lợng các đốt dầm và tĩnh tải dải đều của từng đốt:

Đốt thứ F1(m2) F2(m2) Ftb(m2) DC(T/m) dài (m) Chiều Khối lợng (T)

III.1.2 Các tải trọng thi công:

III.1.2.1 Tải trọng do trọng lợng xe đúc, ván khuôn:

Tải trọng do trọng lợng xe đúc đợc lấy theo loại xe đúc thực tế Điểm đặt tải trọng

đợc chọn tuỳ laọi xe Khi thiết kế ban đầu có thể coi gần đúng là điểm đặt tải ở lùi 1mphía sau đầu mút hẫng của đốt đúc

Tải trọng xe đúc lấy theo xe đúc, ta chọn loại xe đúc có trọng lợng :P = 60 (T)

III.2 Tĩnh tải giai đoạn 2:

Tĩnh tải giai đoạn 2 chỉ gồm tĩnh tải do trọng lợng của lớp phủ mặt cầu, lan can, gờchắn banh, cột điện.v.v…

III.2.1.Trọng lợng lớp phủ mặt cầu:

+ Lớp bê nhựa hạt mịn 7cm, trọng lợng riêng  = 2.25 T/m3

qa = 2.25*0.07*11 = 1.7325(T/m)+ Lớp phòng nớc dày 0,4mm ( = 1.5 T/m3)

qpn = 1.5*0.004*11 = 0.066(T/m)+ Tổng cộng trọng lợng lớp phủ mặt cầu là:

DWTC

LP = 1.7325 + 0.066 = 1.7985(T/m)

III.2.2.Trọng lợng lan can, tay vịn:

Dùng cột lan can bằng thép ống đờng kính ngoài 10cm, dày 4mm, bố trí cách nhau 3m.Tay vịn cũng là các ống thép đờng kính ngoài bằng 10cm, dày 4mm

Tính toán ta có trọng lợng lan can

+ Xe hai trục thiết kế:

Xe hai trục gồm một cặp trục 110.000N cách nhau 1200mm Cự ly chiều ngangcủa các bánh xe lấy bằng 1800mm Tải trọng động cho phép lấy theo Điều 3.6.2

+ Tải trọng làn thiết kế:

Tải trọng làn thiết kế gồm tải trọng 9,3N/mm phân bố đều theo chiều dọc Theo chiềungang cầu đợc giả thiết là phân bố đều trên chiều rộng 3000mm ứng lực của tải trọng lànthiết kế không xét lực xung kích

IV Xác định nội lực tại từng mặt cắt theo các sơ đồ chịu lực khác nhau.

Trong giai đoạn thi công cầu đúc hẫng, do đặc điểm riêng của công nghệ cần phảixét cụ thể sự kết hợp của các tải trọng trong nhiều tình huống khác nhau.ở đây ta xét 4 sơ

đồ làm việc của kết cấu theo từng giai đoạn

IV.1 Sơ đồ I:

Sau khi thi công xong đốt K0 trên đỉnh trụ, tiến hành đúc hẫng cân bằng các đốt

Ki Sơ đồ trong giai đoạn này là dầm công xon Khi đó mô men âm là lớn nhất

Sơ đồ tính toán trong giai đoạn này dùng để tính và bố trí cốt thép trong giai đoạn

Xét thời điểm bê tông đốt hợp long đã hoá cứng, ván khuôn và xe đúc đã đợc tháo

bỏ, lúc này sơ đồ cầu trở thành một dầm liên tục 3 nhịp

Các tải trọng tác dụng bao gồm:

+ Trọng lợng do tháo xe đúc ,ván khuôn và các thiết bị khác

Sơ đồ tính đợc mô tả nh hình vẽ

IV.4 Sơ đồ 4:

Sơ đồ của giai đoạn khai thác Trong giai đoạn này cầu đã đợc hoàn thiện, đổ lớpphủ mặt cầu, lan can tay vịn và các thiết bị khác.giai đoạn này sơ đồ cầu là một dầm liêntục 3 nhịp

Tải trọng tác dụng trong giai đoạn này là tĩnh tải giai đoạn II và hoạt tải

+ Tĩnh tải giai đoạn II

IV.5.1.Tổ hợp theo trạng thái giới hạn cờng độ I: (Điều 3.4.1)

- Tổ hợp mô men theo trạng thái cờng độ I

Mu = i.p.MDC1 + i.p.MDC2 + i.p.MDW + i.1,75.MLL+IM + i.1,75.MPL

- Tổ hợp lực cắt theo trạng thái cờng độ I

Vu = i.p.VDC1 + i.p.VDC2 + i.p.VDW + i.1,75.VLL+IM + i.1,75.VPLTrong đó:

Mu-Mômen tính toán theo trạng thái giới hạn cờng độ I

Vu-Lực cắt tính toán theo trạng thái giới hạn cờng độ I

MDC1,MDC2- Mômen do tĩnh tải giai đoạn 1

MDW-Mômen do tĩnh tải giai đoạn 2

MPL-Mômen do hoạt tải ngời

MLL+IM-Mômen do hoạt tải xe và lực xung kích do xe

(Hệ số xung kích IM=25% (điều 3.4.1-1)

p-Hệ số đợc xác định (bảng 3.4.1-2)

Đối với DC1,DC2: pmax= 1.25, pmin= 0.9

Đối với DW: pmax= 1.5, pmin= 0.65

i- Hệ số điều chỉnh tải trọng xác định theo điều 1.3.2

+ Đối với hệ số tải trọng cực đại:

i= D.R.l>0.95

Hệ số liên quan đến tính dẻo D=1 (Điều 1.3.3)

Hệ số liên quan đến tính d R =1 (Điều 1.3.4)

Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác l =1 (Điều 1.3.4)

 i= 1

+ Đối với hệ số tải trọng cực tiểu:

i=1/(D.R.l) < 1

Hệ số liên quan đến tính d R =1(Điều 1.3.4)

Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác l =1(Điều 1.3.4)

 i= 1

IV.5.2 Tổ hợp theo trạng thái sử dụng: (Điều 3.4.1)

- Tổ hợp mômen theo trạng thái sử dụng

Mu = MDC1 + MDC2 + MDW + MLL+IM + MPL

- Tổ hợp lực cắt theo trạng thái sử dụng

Vu = VDC1 + VDC2 + VDW + VLL+IM + VPL

IV.5.3 – PhTính nội lực theo các sơ đồ:

Để thực hiện quá trình tính toán, ta tiến hành theo các bớc sau:

- Định nghĩa vật liệu và mặt cắt:

+ Về vật liệu: Bê tông kết cấu nhịp BT mố trụ, cáp DUL

+ Về mặt cắt: Mặt cắt trên đỉnh trụ, mặt cắt giữa nhịp, mặt cắt thay đổi

- Mô hình hoá kết cấu: Mô hình hoá cầu theo sơ đồ kết câu nhịp và phân chia các

đốt dầm

- Định nghĩa các nhóm kết cấu theo các giai đoạn thi công: Giai đoạn thi công trụ,thi công đốt K0 trên đỉnh trụ, thi công các đốt Ki, hợp long nhịp biên, hợp long nhịp giữa,giai đoạn 2

- Định nghĩa các nhóm điều kiện biên: Điều kiện biên mố, trụ, gối cầu

- Định nghĩa các nhóm tải trọng:

- Đặt các tải trọng lên sơ đồ tính theo các giai đoạn thi công và tải trọng trong giai

đoạn khai thác

+ Tải trọng trong giai đoạn thi công: Trọng lợng bản thân các đốt đúc, trọng lợng

bê tông ớt của các đốt đúc, tải trọng do xe đúc, tải trong thi công

+ Tải trọng trong giai đoạn sử dụng: Hoạt tải, tĩnh tải giai đoạn 2

+ Chạy chơng trình Midas xem kết quả

Q (TTGHSD)

Q (TTGHCĐ1)

S0

K0 386560,598 465700,748 12614,347 15767,934S2g 329480,319 371850,399 11189,560 13986,950S3g K1 244399,761 330499,701 10380,846 12976,058S4g K2 161223,388 281529,235 9609,824 12012,280S5g K3 131806,994 224758,743 8875,180 11093,975S6g K4 105724,632 162155,790 7900,012 9875,015

Q (TTGHSD)

Q(TTGHC§1)

M(TTGHSD)

M(TTGHC§1)

Q(TTGHSD)

Q(TTGHC§1)

IV.5.3.4 Sơ đồ 4:

Tổ hợp 1: HL93(TRUCK+LANE) + Ngời + TTGĐ2

Tiếtdiện

M(TTGHSD)

M(TTGHCĐ1)

Q(TTGHSD)

Q(TTGHCĐ1)

S0 -141531,23 -223208,92 -5279,95 -8867,6S14g 39499,26 41822,84 -2840,54 -4697,89

Tổ hợp 1: HL93(TANDEM+LANE) + Ngời + TTGĐ2

Tiếtdiện

M(TTGHSD)

M(TTGHCĐ1)

Q(TTGHSD)

Q(TTGHCĐ1)

S1g -138311,99 -217575,24 -5159,30 -8327,58S14g 36722,82 40364,06 -2739,21 -4509,61

IV.5.4 Tính và bố trí cốt thép DƯL:

IV.5.4.1 Bố trí cốt thép dự ứng lực tại mặt cắt trên trụ trong giai đoạn thi công:

Sử dụng cốt thép cờng độ cao loại bó xoắn 7 sợi của hãng VSL có các chỉ tiêu sau:

- Đờng kính danh định: 12.7 mm

- Giới hạn chảy : fpy= 1670 Mpa

- Giới hạn bền: fpu= 1860 Mpa

- Môđun đàn hồi: E=195000 Mpa

- Diện tích danh định:Aps= 98,7 mm2

M A

P pu

u ps

1=0.85 -

7

28 ' 05

= 0.69+ Chiều cao vùng chịu nén tối đa: c = 0.42dP = 0.424850 = 2037 mm

a = c1 = 20370.69 = 1405.53 mm

fPu- Cờng độ chịu kéo qui định của cốt thép DƯL (Mpa), fpu= 1860MPa

Mn: Giá trị mômen tại đỉnh trụ trong giai đoạn thi công

53 1405 4850

1860

74 465700

A

=

5 2467

8 60372

= 24.46 bóSơ bộ lựa chọn 26 bó trong giai đoạn khai thác

IV.5.4.2 Bố trí cốt thép dự ứng lực tại mặt cắt giữa nhip chính trong giai đoạn khai thác:

Sử dụng cốt thép cờng độ cao loại bó xoắn 7 sợi của hãng VSL có các chỉ tiêu sau:

- Đờng kính danh định: 12.7 mm

- Giới hạn chảy : fpy= 1670 Mpa

- Giới hạn bền: fpu= 1860 Mpa

- Môđun đàn hồi: E=195000 Mpa

- Diện tích danh định:Aps= 98,7 mm2

M A

P pu

u ps

dp:Khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm các bó thép DƯL

dp = 2500-150 = 2350 mm

1:Hệ số quy đổi khối ứng suất: (bảng5.7.2.2)

= 0.69+ Chiều cao vùng chịu nén tối đa: c = 0.42dP = 0.422350 = 987 mm

a = c1 = 9870.69 = 681.03 mm

fPu- Cờng độ chịu kéo qui định của cốt thép DƯL (Mpa), fpu= 1860MPa

Mn: Giá trị mômen tại giữa nhịp trong khai thác

03 681 2350 1860

84 41822

A

=

3 1875

63 11189

= 5.9 bóSơ bộ lựa chọn 8 bó trong giai đoạn khai thác

Tổng mất mát ứng suất trớc trong các cấu kiện kéo sau đợc xác định theo (điều5.9.5.1):

pR pCR pSR

pES pA

- f pA: Mất mát ứng suất do thiết bị neo

- f pES: Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi



pj f pF f

Trong đó:

fpj: ứng suất trong thép dự ứng lực khi kích (Mpa)

x: Chiều dài bó thép dự ứng lực do từ đầu kích đến điểm bất kỳ đang xét.(mm)

k: Hệ số ma sát lắc (Trên mm của bó cáp)

Giá trị trung bình mất mát: 7,21E+01

* Kết quả tính mất mát ứng suất do ma sát tại mặt cắt giữa nhịp:

Số hiệu

Bó cáp

BI-1 1488 6,60E-07 24189 0,22 10 0,1745 7.87E+01

BI -2 1488 6,60E-07 27567 0,22 10 0,1745 8.19E+01

BI -3 1488 6,60E-07 31267 0,22 10 0,1745 8.53E+01

BI -4 1488 6,60E-07 34608 0,22 10 0,1745 8.84E+01

Giá trị trung bình mất mát: 8,36E+01

IV.5.5.2 Mất mát ứng suất do thiết bị neo:

- Độ lớn của mất mát do thiết bị neo phải là trị số lớn hơn yêu cầu để không chếứmg suất trong thép dự ứng lực hoặc đợc kiến nghị bởi nhà sản xuất neo

- Độ lớn của mất mát do thiết bị neo giả thiết để thiết kế và dùng trong tính toánmất mát ứng suất là:

fpA = 20 Mpa

IV.5.5.3– PhMất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi: (TCN 5.9.5.2.3)

cgp NE E N



Trong đó:

-Ep: Mô đun đàn hồi của thép DƯL (Mpa)

-Eci: Mô đun đàn hồi của bê tông lúc truyền lực (Mpa)

-N: Số lợng các bó cáp DƯL

-fcpg: Tổng ứng suất bê tông ở trọng tâm các bó thép DƯL trớc sau kích và

tự trọng của cấu kiện ở các mặt cắt có mômen max (Mpa)

e I

M I

e F A

F

cgp   

2

MBT: Mô men do trọng lợng bản thân kết cấu gây ra

Sử dụng chơng trình Midas tính đợc mô men do trọng lợng bản thân dầm:Tại mặt cắt S0g: MBTtc = 188498,73 KNm

IV.5.5.4– PhMất mát ứng suất do từ biến: (TCN

5.9.5.4.3)

cdp 7ΔΔ cgp 12f pCR

Trong đó:

fcgp: ứng suất bê tông ở trọng tâm các bó thép DƯL lúc truyền lực (Mpa)

fcdp: Thay đổi trong ứng suất bê tông tại trọng tâm thép DƯL do tải trọng thờng xuyên, trừ tải trọng tác động vào lúc thực hiện các lực ứng suất trớc.

I

.e M I

.e M

Δf ds da cdp   

* Kết quả tính mất mát ứng suất do từ biến

- Δff pR1: Mất mát tại lúc truyền lực:

Đối với tao thép tự chùng ít:

pj py

pj

f

f 40,0

Log(24.t) Δf

+ fpy : Cờng độ chảy quy định của cốt thép DUL

- Δff pR2: Mất mát sau khi truyền lực:

Đối với tao thép đợc kh ứng suất, kéo sau:

Δff pR2=138 - 0,3fpF - 0,4fpES - 0,2(fpSR - fpCR) + fpF : Mất mát do ma sát dới mức 0.7fpy ở điểm xét

+ fpES : mất mát do co ngắn đàn hồi

Δf  

.5.5.6 Mất mát ứng suất do co ngót:

Mất mát do co ngót bê tông trong cấu kiện kéo sau đợc xác định theo công thức:

fpSR= 93-0.85H (TCN 5.9.5.4.2-2)Trong đó:

H là độ ẩm tơng đối bao quanh kết cấu, đợc lấy trung bình hàng năm.H= 80%

fpSR= 93 - 0.85*85= 25 Mpa

IV.5.6 Quy đổi mặt cắt :

Mục đích của việc qui đổi là đổi mặt cắt để xây dung các công thức tính duyệt ờng độ thuận lợi Nguyên tắc qui đổi từ tiết diện hình hộp, hình thức phức tạp sang tiết

c-diện chữ I có chiều cao, chiều dày sờn và c-diện tích làm việc không đổi.

Diện tích tham gia làm việc của hộp dầm bao gồm toàn bộ các bộ phận nằm trongphạm vi hộp và một phần của hai cánh hẫng

Phần diện tích cánh hẫng tham gia làm việc có chiều dài 6hc’ tính từ điểm cắt của

đờng kéo thẳng theo mặt ngoài thành hộp với mặt nắp hộp

hc là chiều dày trung bình của cánh hẫng

2

' c ng c

h h

h  

- Chiều dày bản nắp qui đổi: ht’ = (2.Fc+2F2 + F1 + 2Fvt)/(B-2tt)

- Chiều rộng bản nắp qui đổi: bc = B – Ph 2.t1

- Chiều rộng bản đày qui đổi hd’ = (2Fvd + 2Fd)/bd

v t ng v t

ng

t h h b w h h

c Khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ chịu nén (mm)

dp Khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm thép DUL (mm)

* Bảng tính toán tiết diện quy đỏi:

M/c

Chiều cao H (cm)

Chiều rộng

đáy Bb (cm)

Bề rộng nắp hộp Bt(cm)

chiều dày bản đáy

Trong quá trình tính toán, để đơn giản trong quá trình tính và thiên về an toàn nên bỏ qua

không xét đến sự làm việc của cốt thép thờng

IV.5.7.1 Kiểm toán theo TTGHCĐ I trong giai đoạn thi công:

IV.5.7.1.1 Kiểm tra sức kháng uốn: ( điều 5.7.3.2)

Căn cứ vào điều 5.7.3.2 (22TCN-272-01) ta kiểm tra theo công thức:

u

M   Mn 

Trong đó :

 :Hệ số sức kháng,  = 1.0 với các cấu kiện dự ứng lực chịu kéo khi uốn

Mn :Sức kháng uốn danh định của tiết diện, tính theo công thức:

 Đối với tiết diện kiểm tra hình chữ T: (Trục trung hoà qua sờn)

a h β b - b 0.85f 2

a - d f A - 2

a - d f A 2

a - d f A

f 1 w

' c

' s

' y

' s s

y s p

ps ps n

 Đối với tiết diện kiểm tra hình chữ nhật: (Trục trung hoà qua cánh)

a - d f A 2

' s

' y

' s s

y s

a d f A

M n ps ps p

Aps :Tổng diện tích các bó thép ứng suất trớc,

fps : ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL

d

c k - 1 f

f (TCN 5.7.3.1.1-1)Với :

0.38 f

f - 1.04 2

c : Khoảng cách từ trục trung hoà đến mặt chịu nén (mm)

 Đối với tiết diện kiểm tra hình chữ T: (Trục trung hoà qua sờn)

f w c s

s s s pu ps

h d

f kA b f

h b b f f

A f A f A

' 1 '

'

85 0

85 0

s s s s pu ps

h d

f kA b f

f A f A f A

' '

85 0

.

khi 28 MPa  f’c  56 Mpa

hf :Chiều dầy cánh chịu nén (mm)

a :Chiều dày khối ứng suất tơng đơng,

a = c.1

As :Diện tích cốt thép thờng chịu kéo (Bỏ qua không xét đến)

fy :Giới hạn chảy quy định của cốt thép thờng, fy = 420 MPa

ds :K/c từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thép thờng chịu kéo

A’s :Diện tích cốt thép thờng chịu nén (Bỏ qua không xét đến)

f’y :Giới hạn chảy quy định của cốt thép chịu nén, f’y = 420 MPa

d’s :Khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép thờng chịu nén

Ta có các bảng tổng hợp về kiểm toán theo TTGH cờng độ I:

* Kiểm tra sức kháng uốn tại mặt cắt đỉnh trụ:

1581 04

1

dp = 5000-150=4850 mm

1=0.85 -

7

28 ' 05

* 38 0 1100

* 69 0

* 50

* 85 0

800

* ) 1100 12000

(

* 50

* 69 0

* 85 0 1860

* 64115

* 38 0 12000

* 69 0

* 50

* 85 0

1860

* 64115

* 38 0 1 1860

78 227 4850 89 1811

* 64115

* B¶ng kiÓm to¸n søc kh¸ng uèn cho tõng tiÕt diÖn

IV.5.7.1.2.Lợng cốt thép tối đa: (Điều 5.7.3.3.1)

Hàm lợng thép DƯL và thép không DƯL tối đa phải đợc giới hạn sao cho:

42 0



e d c

c- Khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng tới trục trung hoà

de- Khoảng cách hữu hiệu tơng ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo

á

.

.

.

y s ps ps

s y s p ps ps

d f A d f A d







Các kí hiệu còn lại nh trên đã định nghĩa, thay các giá trị vào, ta có:

* Bảng tổng hợp kiểm tra giới hạn cốt thép:

IV.5.7.1.3 Lợng cốt thép tối thiểu: (Điều 5.7.3.3.2)

*Điều kiện kiểm toán:

min(1.2Mcr;1.33Mu) < Mr

Trong đó :

Mr – Ph Mômen kháng uốn của tiết diện S15

Mcr – Ph Mônmen gây nứt tại mặt cắt trên đỉnh trụ, tính theo công thức:

Mct =

t

g r y

I f

p s c n1 n

V d b 0.25f V

V V V V min V

với:

v v ' c

d f A

: Góc nghiêng của ứng suất nén chéo xác định trong điều 5.8.3.4 (độ)

: Góc nghiêng của cốt thép đai đối với trục dọc (độ)  = 900

Av: Diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s (mm2)

Vp: Thành phần lực ứng suất trớc có hiệu trên hớng lực cắt tác dụng, là dơng nếungợc chiều lực cắt (N)

* Xác định V p :

Trong đó :

Astr: Diện tích một bó cáp

fp: ứng suất trong cáp sau mất mát

i: Góc lệch của cáp i so với phơng ngang

Trong phạm vi mặt cắt đỉnh trụ các cáp có i=0 nên ta có Vp= 0

p A f SinγV

n

u V