TÍNH TOÁN SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN

Gồm 5 nhịp 33m bê tông cốt thép ứng suất trước, trụ đặc thân hẹp, mố tường BTCT

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÂN SƠ BỘ PHƯƠNG ÂN II4.1 Phương ân 2:

(Gồm 5 nhịp 33m bí tông cốt thĩp ứng suất trước, trụ đặc thđn hẹp, mố tường BTCT)

4.1.1 Tính khối lượng của nhịp dầm 33m

a.Tính toân khối lượng câc bộ phận kết cấu nhịp:

Sơ đồ mặt cắt ngang dầm

Sơ đồ bố trí lan can tay vịn

Tính toán khối lượng kết cấu nhịp :

20

42 , 0 2 ,

.0,22.2 +

2

37 , 0 12 ,

.0,3.2 + 0,08.0,12.2)]:2}.1.2 + (0,18.1,7 + 0,2+20,42.0,22.2 + 2

37 , 0 12 ,

.0,3.2 + 0,08.0,12.2 ).28

1.0,22.0,22.2).0,2

Khối lượng bê tông dùng cho

) 200 10 10 2 (

15 2

25 3300 20 2 2 16 ).

20 20 90 (

+

Tổng khối lượng bê tông làm

lan can tay vịn

7 Lớp phòng nước dày 1(cm) T gn = 0,01.7,0.33,0.1,5 3,47

8 Lớp bảo vệ dày 3 (cm) T gbv = 0,03.7,0.0.33,0.2,4 16,63

b.Tính toán khối lượng mố ,trụ cầu

Mặt cắt tính khối lượng trụ cầu

Mặt cắt tính khối lượng mố cầu

LƯỢNG

GHI CHÚ

I Khối lượng trụ cầu Tính

II Tính toán khối lượng mố

bên trái sông

(2,86 2,5)].0,3

6,69

2 Khối lượng Tường đỉnh : m3 V2 =2,16.0,4.7,2 6,22

5 Khối lượng đá kê : m3 V5= 4.0,25.0,8.0,4 0,32

khối lượng bêtông của mố m3 Vm= 6,69 + 6,22 + 28,8 + 27 + 0,32 69,03Trọng lượng của mố T Gtc =Vm.2,5 = 69,03.2,5 172,57

T Gtt =Gtc.1,1 = 172,57.1,1 189,83

III Tính toán khối lượng mố

bên phải sông

2,5)].0,3

7,74

2 Khối lượng Tường đỉnh : m3 V2 =2,16.0,4.7,2 6,22

5 Khối lượng đá kê : m3 V5= 4.0,25.0,8.0,4 0,32

khối lượng bêtông của mố m3 Vm= 7,74 + 6,22 + 28,8 + 27 + 0,32 79,08 Trọng lượng của mố T Gtc =Vm.2,5 = 79,08.2,5 197,70

T Gtt =Gtc.1,1 = 197,7.1,1 217,47

4.1.2 Tải trọng tính toán ở cao trình đáy mố :

Tải trọng truyền xuống cao trình đáy mố gồm :

- Tỉnh tải :Tải trọng bản thân mố , và tải trọng do kết cấu nhịp truyền xuống

- Hoạt tải :Tải trọng do đoàn xe tiêu chuẩn H30 ,đoàn người q=400kg/m2 hoặc hoạt tải do

xe đặc biệt HK80 truyền xuống

+Tải trọng do kết cấu nhịp truyền xuống :

- ω : Diện tích đường ảnh hưởng ,có ω = 16,2m2

⇒ Tải trọng do đoàn xe tiêu chuẩn truyền xuống mố là :

Pôtô = 1,4.1,094.2.0,9.2,452.16,2 = 109.5 (T)

+ Tải trọng do đoàn người truyền xuống

qn : Tải trọng đoàn người ; qn = 400kg/m2

⇒ Tải trọng do hoạt tải truyền xuống đáy mố :

Ph = max { Pôtô , PHK , Png} = Pôtô = 109.5(T)

Vậy tải trọng tính toán ở cao trình đáy mốbên trái sông :

Trong đó : m = 0,9 :hệ số điều kiện làm việc

RBT= 130 (kg/cm2): Cường độ chịu nén của bê tông M300

FBT= 35 × 35 = 1225 (cm2)

RCT= 2400 (kg/cm2) : Cường độ chịu nén của cốt thép

FCT= 25,2 cm2(dùng 8φ20)

=>Thay vào công thức ta có Pvl = 197,757(T)

- Sức chịu tải của cọc theo đất nền :

Pdn= 0,7.m.[α1.u.∑

−

n i i

l

1 τi + α2 F.Ri

Trong đó : m là hệ số điều kiện làm việc (m = 1)

α1, α2: Hệ số kể đến điều kiện làm việc của đất nền ở mặt bên và mũi cọc

u : Chu vi tiết diện ngang cọc : u = 4.0,35 = 1,4 m

F : Diện tích tiết diện ngang cọc : F = 0,35.0,35 = 0,1225 m2

τi : Lực ma sát đơn vị quanh thân cọc

Ri : Cường độ đất nền tại mũi cọc

a,Tại mố 1 : Chiều dài của cọc là 12,0 m

SẸT

CẠT HẢT MIN

CẠT HẢT TRUNG

- Tính Ri: Lo = 13 m => Tra bảng ta được Ri = 424 (T/m2)

Ap dụng cơng thức trên ta tính được :

Pđn = 0,7x [1x1 x 1.4 x 76,87 + 1x 0,1225 x 424] = 111,6(T)

Ta thấy Pđn = 111,6 < Pvl = 197,75 T Do đĩ ta chọn Pđn = 111,6 T để tính cọc cho mố 1+ Số cọc cho mố :

Sẹt daìy 4,42 m

Cạt hảt min daìy 3,48 m

Cạt hảt trung daìy 2,56 m

- Tính Ri: Lo = 9,6 m => Tra bảng ta được Ri = 396 (T/m2)

Áp dụng công thức trên ta tính được :

Pđn = 0,7x [1x1 x 1.4 x 39,44 + 1x 0,1225 x 396] = 72,6 (T)

Ta thấy Pđn = 72,6 < Pvl = 197,75 T Do đó ta chọn Pđn = 72,6 T để tính cọc cho mố 1+ Số cọc cho mố :

4.1.3 Tải trọng tính toán ở cao trình đáy trụ :

Tải trọng do kết cấu nhịp truyền xuống trụ : do các trụ bằng nhau nên áp lực truyền xuống trụ sẽ bằng :

N = 2.( Gkcn + Ph ) + Gtru = 2.( 238,15 + 109,5 ) + 207,88 = 903,18 T

-Sức chịu tải của cọc theo đất nền :

Ta chọn quy cách và cấu tạo cọc cho trụ như cho mố

Tính toán tương tự như phân mố ta có bảng sau :

a, Trụ 1

SẸT

CẠT HẢ T MIN

CẠT HẢ T TRUNG

Ap dụng cơng thức trên ta tính được :

SẸT DAÌY 2,99 m

CẠT HẢ T TRUNG DAÌY 7,23 m

- Tính Ri: Lo = 12,79 m => Tra bảng ta được Ri = 422,32(T/m2)

Ap dụng cơng thức trên ta tính được :

SẸT DAÌY 3,25

CẠT HẢ T TRUNG DAÌY 7,31 m

- Tính Ri: Lo = 13,15 m => Tra bảng ta được Ri = 425,2 (T/m2)

Ap dụng cơng thức trên ta tính được :

SẸT DAÌY 2,3 m

CẠT HẢ T TRUNG DAÌY 6,23 m

- Tính Ri: Lo = 11,55 m => Tra bảng ta được Ri =412,4 (T/m2)

Ap dụng cơng thức trên ta tính được :

SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CỌC CHO TRỤ SỐ 4

TÍNH TOÁN KIỂM TRA KẾT CẤU NHỊP

1.Kiểm tra cường độ dầm :

Std = [ bb.hb2/2 + bs.hs.(hb + hs/2) + bc.hc.(h - hc/2)

=

2

81,27

+ 16.130,78.(27,81 +

2

18,130

) + 180.27,41.(186 -

2

41,27

) = 1068435,74 cm3

+Vị trí tâm tiết diện :

74,1068435

d

∆

3

Trong đó :

d = 1,8m : khoảng cách giữa 2 dầm chủ

E : mô đuyn đàn hồi của bê tông M400

J, : mô men quán tính của bản mặt cầu ( do dầm ngang bố trí cấu tạo nên ta bỏ qua

mô men quán tính của dầm ngang )

J, = b.h3/12 = 100.27,813/12 = 179234,55 cm4 ∆p : là độ võng của dầm chủ do P = 1 t/m gây ra :

∆p =

J E

l p

384

l = 32,4 m : chiều dài tính toán của dầm chủ

J = 0,372 m4 : mô men quán tính của dầm chủ Thay số vào ta tính được : α = 0,024

-Tung độ đ.a.h tại gối : được xác định bằng cách tra bảng nội suy giữa các giá trị α = 0,02 và α

o 1 2 3 k k

1,9 2,7

Từ kết quả tính toán ta chọn trường hợp bất lợi nhất cho dầm để thiết kế kỹ thuật như sau :

75,196

= 1,49 T/mTrọng lượng bản mặt cầu và tấm đan dày 8 cm :

4

75,3

+Tĩnh tải giai đoạn 2 :

Trọng lượng các lớp mặt cầu tác dụng lên 1 dầm xét cho 1m dài :

gmc =

4

92 , 1 = 0,48 T/mTrọng lượng lan can tay vịn :

XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT GIỮA NHỊP

Đường ảnh hưởng mô men tại giữa nhịp

+Mô men do tĩnh tải giai đoạn 1 :

Vậy mô men lớn nhất tạigiữa nhịp :

R b

M

5,01

,0.5,01.09,0

R

R h b

F′ =α = 0,09.180.169,01

9800

190 = 53,08 cm2

Với cốt thép diện tích cần thiết xác định theo phương pháp này thường lấy dự trữ thêm khoảng 4-8% ⇒ Chọn 6% ⇒ diện tích cần thiết :

FT = 53,08 + 0,06.53,08 = 56,26 cm2 Vậy số bó cốt thép cần thiết :

Gọi a là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép dưới của dầm ,

f

f a

i

i i

i

f

f f

f

.7

31 120 39

7

31 20 3 9 3

cm

= + +

⇒ ho = 186 - 16,86 = 169,14 (cm) >h o′= 169,01 (cm)

⇒ Số bó cốt thép và bố trí như đã chọn có thể chấp nhận được.Tính duyệt cường độ của dầm trong giai đoạn sử dụng theo mô men của mặt cắt thẳng (Bỏ qua phần cốt thép thường dùng cấu tạo và không bố trí cốt thép ứng suất trước ở phần chịu nén)

⇒ Kiểm tra điều kiện tại giữa nhịp :

T T

b R

F R

Vậy x = 17,87(cm) < 0,55.ho=0,55.169,14 = 93,03(cm)

⇒ Thỏa mãn điều kiện phá hoại dẻo

⇒ Mô men giới hạn của tất cả các lực đối với trọng tâm cốt thép chịu kéo FT

2

x h x b R m

4.2 Tổng hợp khối lượng phương án 2

Bảng :khối lượng phương án 2 Cầu BTCT Ứng suất trước 5x33m

SốLượng

K.lượngĐơn vị

K.lượngToàn bộ

Ghichú

22222222

62,1276,2228,87,210,327,620,048

124,25412,4457,614,430,6415,230,096

4444444

84,6437,4416,220,831,124,460,168

338,56149,7664,883,324,4817,880,672

555

77,1011,576,09

385,5157,8630,47

34,6511,5534,6557,75

m3

m3

m3

55 222

5,6250,678 1751384.1

28,263,39

105 35026168.2

4.3 Bảng tính khai toán của phương án 2