Thiết Kế Cầu Vượt Sông Cấp IV Khẩu Độ Thông Thuyền 40m, Khẩu Độ Cầu L0=146 M (Có Bản Vẽ, Sap, Bảng Tính)

TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh PHN I THIT K S B CHNG M U: NH GI CC IU KIN VT SễNG V XUT CC PHNG N VT SễNG c im ca khu vc xõy dng cu: 1.1 a hỡnh: Khu vc ven sụng khỏ bng phng, mt ct ngang sụng gn nh i xng 1.2 a cht: a cht lũng sụng tng i tt, s liu kho sỏt a cht lũng sụng cho thy cú lp t + lp 1: Lp Sột + lp 2: Sột + lp 3: Lp Cỏt 1.3 Thu vn: S liu kho sỏt thu cho thy: + Mc nc cao nht: + 15.0 m + Mc nc thụng thuyn: + 11.0 m + Mc nc thp nht: + 6.0 m 1.4 iu kin cung cp vt liu, nhõn cụng: Ngun nhõn cụng lao ng khỏ y , lnh ngh, m bo thi cụng ỳng tin cụng vic Cỏc vt liu a phng( ỏ, cỏt ) cú th tn dng quỏ trỡnh thi cụng Cỏc ch tiờu k thut: - Cu vt sụng cp IV cú yờu cu khu thụng thuyn l 40m - Khu cu: L0 = 146 m - Kh cu: 7+ x 1.25 (m) - Ti trng thit k: HL93 v on ngi PL = 3.9 KN/m2 Trang TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh xut cỏc phng ỏn vt sụng: 3.1 Gii phỏp chung v kt cu: 3.1.1 Kt cu nhp: Do sụng cp IV yờu cu khu thụng thuyn 40m, nờn b trớ nhp gia ti thiu 40m 3.1.2 M: Ta dựng m ch U ci tin 3.1.3 Tr: Chiu cao tr khụng ln lm, ta dựng tr c thõn hp, khụng git bc 3.1.4 Múng: iu kin a cht lũng sụng khỏ tt nờn xut dựng múng cc úng ma sỏt i thp hoc i cao 3.2 xut cỏc phng ỏn vt sụng: 3.2.1 Phng ỏn 1: Cu Bờ Tụng Ct Thộp UST ( mt nhp 42 m+ nhp 27.5m=152m ) Khu tớnh toỏn: L0tt = 152-2*1-4*1.5=144m 144 146 Kim tra iu kin: = 146 = 1.37% < 5% t 3.2.2 Phng ỏn 2: Cu dm thộp liờn hp : 50+50+50 m Khu tớnh toỏn: L0tt =50*3-2.1-2.1.5 = 145 m Kim tra iu kin: = 145 146 146 = 0.68% < 5% t Trang TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh CHNG 1: CU DM GIN N BấTễNG CT THẫP D NG LC CNG SAU ( NHP 27.5m + NHP 42m + NHP 27.5m) I Tớnh toỏn kt cu nhp 42+4x27.5m 1.NHP GIA 42m : 1.1 Cỏc s liu ban u: Mt ct ngang MT CT NGANG CU 250 250 1250 7000/2 7000/2 250 1250 250 900 Lồùp bó tọng atphan daỡy 7cm Lồùp phoỡng nổồùc daỡy 0.4cm 200 Lồùp mui luyóỷn daỡy 4cm 300 200 250 1400 150 1200 150 250 150 200 2100 200 200 300 200 300 200 300 2100 600 600 2100 1050 1000 1000 2100 2100 Chiu rng phn xe chy (m) Chiu rng phn ngi i b 2x1,25 (m) B trớ l ngi i b cựng mc vi mt ng xe chy ta dựng phõn cỏch cng Chiu rng ct lan can l : 15 cm Chiu rng bn mt cu xỏc nh : Bmc = + 2x1,25+ 2x0,25 + 2x0,25 = 10.5 (m) 1.2 Bn mt cu : a S liu chn: Theo 22TCN272-05 chiu dy ti thiu bn mt cu khụng c nh hn 175 mm õy ta chn 200 mm (chiu dy lp chu lc) Chiu dy cỏc lp cũn li chn nh sau: + lp phũng nc chn 0,4 cm (dựng redcon 7) Trang TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh + lp bờtụng nha dy cm (bt atphan mac 15) + lp mui luyn dy cm gia MCN cu to dc ngang to dc dc nc chy 2% ca bn mt cu cú th c tin hnh bng vic cho chờnh gi ca cỏc dm T kờ lờn tr hoc m m khụng cn to chờnh trờn bn mt cu b Tớnh toỏn cỏc thụng s s b : Dung trng ca bờtụng ximng l 2,4 T/m3 Dung trng ca bờtụng nha l 2,25 T/m3 Dung trng ca ct thộp l 7,85 T/m3 TT Th Tớch ( m3 ) 0.07*10*42=29.4 0.004*10*42=1.68 0.04*10*42=16.8 Hng mc Lp Bờ tụng nha Lp phng nc Lp mui luyn Tng Khi lng (T) 29.4*2.25=66.15 1.68*1.5=2.52 16.8*2.4=40.32 109 1.3 Lan can : Vỡ cú dói phõn cỏch cng nờn ta thit k lan can tay cú cỏc thụng s k thut cho nh trờn hỡnh v: 200 900 170 250 +Vi din tớch mcn phn b Ab =0.25*0.2=0.05 m2 ,liờn tc bờn cu +din tớch phn tr :At = 0.15*0.15=0.025m2 ,cỏc tr cỏch 2m, tng s lng l 22 tr Trang TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh +din tớch ca lan can tay : A tv =0.1*0.1=0.01 m2 ,gm 21 on, di 1.85m,b trớ bờn +th tớch bờ tụng Vbt =0.05*42*2+0.0225*0.9*22*2+0.01*1.85*21*2*2=6.634m3 +Vy, lng ton b lan can l: Gp = 6.634*2.5=16.585 T 1.4 Dm ngang : Dm ngang c b trớ ti v trớ : hai dm ngang u dm, hai dm v trớ 1/4L v mt dm ngang chớnh gia dm 50 1800 1900 150 1500 1300 1600 1300 150 Dm ngang c b trớ ti v trớ : hai u dm cu, L/4, L/2 S lng dm ngang : Nn= (Nb - 1)ì4 = 20 dm Nn : l s dm ngang Nb : l s dm ch (chn =5 dm ) 50 1.4.1 Dm ngang gia nhp: Cỏc thụng s ca dm ngang ny: Chiu cao dm ngang: Hhn 2 d = ì2100=1400 mm Ta chon Hhn = 1500 mm 3 B rng dm ngang: bhn = 20 cm = 200 mm Din tớch mt ct dc mt dm ngang : Ahn = 2.825 m2 Th tớch mt on dm ngang : 0,2ì2.285 =0,565 m3 Th tớch mt dm: V1hn= 4ì0,565 = 2.26 m3 Th tớch ton b dm ngang kiu ny l : Vhbb = 3ì2.26 = 6.78 m3 1.4.2 Dm ngang ti hai u nhp: Chiu cao dm ngang: Hhbs = 1,9 m Chiu rng dm ngang : Bhbs = 20 cm Trang TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh Din tớch mt ct dc mt dm ngang : Ahbs = 1.5*1.9=2.85 m2 Th tớch mt on dm ngang : 0,2ì2.85 =0.57 m3 Th tớch mt dm ngang: V1hbs = 4ì0.57 = 2.28 m3 Th tớch dm ngang loi ny: Vhbs = 2ì2.28= 4.56 m3 Tớnh tng cng dm ngang: Vy, tng th tớch dm ngang: Vdn = Vg + Vb = 6.78 + 4.56 = 11.34 m3 Khi lng BT dm ngang : Gdn = Vdn.bt= 11.34ì2,5 =28.35 T 1.5 Dm ch : 1.5.1 Cu to dm: i vi nhp 42 m chn dm ch Tcú bu: Chn s dm ch l Nb =5dm, khong cỏch cỏc dm ch tớnh theo cụng thc sau : S = = = 2,1 m chn S=2,1 m Suy : chn phn cỏch hng Sk = S = 2.1 = 1,05 m Chiu cao dm ch c xỏc nh theo tiờu chun AASHTO : ddc = chn ddc = 2.1m L: chiu di mt nhp 42 m Kớch thc dm ch c th hin nh sau: n v (mm) Phn mi ni thi cụng gia dm ch : 300 mm 1800 150 1800 150 2100 2100 200 150 600 250 200 200 600 Trang GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh 2100 1300 200 TM ỏn: TK cu BTCT 1500 1500 - Din tớch mt ct ngang gia dm : Ag = 0.903 m2 - Din tớch mt ct ngang ti u dm : Ag = 1.5 m2 Th tớch mt dm T cha k on vỳt u dm : V 1g = 0.903*36+1.5*1.5*2 = 37.008/ m3 Tớnh toỏn on vỳt u dm: Chiu di on vỳt nguyờn : Lvut= (1:1.5)m chn Lvut =1.5m Th tớch mt ct ngang on vỳt hai bờn dm : Vbhgr = (0.903+1.5)/2=1.2015 m3 Th tớch on vỳt mt dm : Vvut = 2*1.5*Vbh = 2*1.5* 1.2015 =3.6 m3 Th tớch ton b mt dm T l: V1tg = V1g + Vvut = 37.008+3.6 = 40.608 m3 1.5.2 Tớnh lng ca dm ch: Khi lng dm ch : 40.608*2.5 = 101.52 T Khi lng dm ch : 101.52*5=507.6 T Phn mi ni thi cụng,cú mi ni : 0.3*0.2*42*2.5*5=31.5 T Phn cỏch cng : Din tớch mt ct ngang :0.3*(0.2+0.25)/2=0.0675 Th tớch phõn cỏch cng ton nhp:0.0675*42*2=5.67 (m3) Khi lng phõn cỏch cng ton nhp: 5.67*2.5=14.18 (T) Bng tng kt lng vt liu cho kt cu phn trờn ca nhp 42m: STT Hng mc S lng Tng lng (T) Lan can Lp ph Dm ngang 16.585 114.97 28.35 Dm ch ni thi cụng 5 507.6 31.5 Trang TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh phn cỏnh cng Tng cng 14.18 713.185 2.CC NHP 27.5m 2.1 Bn mt cu : a S liu chn: Theo 22TCN272-05 chiu dy ti thiu bn mt cu khụng c nh hn 175 mm õy ta chn 200 mm (chiu dy lp chu lc) Chiu dy cỏc lp cũn li chn nh sau: + lp phũng nc chn 0,4 cm (dựng redcon 7) + lp bờtụng nha dy cm (bt atphan mac 15) + lp mui luyn dy cm gia MCN cu to dc ngang to dc dc nc chy 2% ca bn mt cu cú th c tin hnh bng vic cho chờnh gi ca cỏc dm T kờ lờn tr hoc m m khụng cn to chờnh trờn bn mt cu b Tớnh toỏn cỏc thụng s s b : Dung trng ca bờtụng ximng l 2,4 T/m3 Dung trng ca bờtụng nha l 2,25 T/m3 Dung trng ca ct thộp l 7,85 T/m3 TT Th Tớch ( m3 ) 0.07*10*27.5=19.25 0.004*10*27.5=1.1 0.04*10*27.5=11 Hng mc Lp Bờ tụng nha Lp phng nc Lp mui luyn Tng Khi lng (T) 19.25*2.25=43.31 1.1*1.5=1.65 11*2.4=26.4 71.36 2.2 Lan can : Vỡ khụng cú dói phõn cỏch nờn ta thit k lan can tay vin cng cú kh nng chng li lc va ca xe, cỏc thụng s k thut cho nh trờn hỡnh v: Trang TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh 200 900 170 250 +Vi din tớch mcn phn b Ab =0.25*0.2=0.05 m2 ,liờn tc bờn cu +din tớch phn tr :At = 0.15*0.15=0.025m2 ,cỏc tr cỏch 2m, tng s lng l 22 tr +din tớch ca lan can tay : A tv =0.1*0.1=0.01 m2 ,gm 21 on, di 1.85m,b trớ bờn +th tớch bờ tụng Vbt =0.05*27.5*2+0.0225*0.9*15*2+(0.01*1.85*13+0.01*1.2)*2*2=4.365m3 +Vy, lng ton b lan can l: Gp = 4.365*2.5=10.91 T 2.3 Dm ngang : Dm ngang c b trớ ti v trớ : hai u dm cu, L/2 S lng dm ngang : Nn= (Nb - 1)ì3 = 12 dm Nn : l s dm ngang Nb : l s dm ch (chn =5 dm ) Trang GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh 150 1000 1500 1500 50 200 600 1600 1200 150 TM ỏn: TK cu BTCT 2.3.1 Dm ngang gia nhp: Cỏc thụng s ca dm ngang ny: Chiu cao dm ngang: Hhn 2 d = ì1400 =0.93 mm Ta chon Hhn = 1000 mm 3 B rng dm ngang: bhn = 20 cm = 200 mm Din tớch mt ct dc mt dm ngang : Ahn = 1.8175 m2 Th tớch mt on dm ngang : 0,2ì1.8175 =0.3635 m3 Th tớch mt dm: V1hn= 4ì0.3635 = 1.454 m3 Th tớch ton b dm ngang kiu ny l : Vhbb = 1.454 m3 2.3.2 Dm ngang ti hai u nhp: Chiu cao dm ngang: Hhbs = 1,2 m Chiu rng dm ngang : Bhbs = 20 cm Din tớch mt ct dc mt dm ngang : Ahbs = 1.5*1.2=1.8 m2 Th tớch mt on dm ngang : 0,2ì1.8 =0.36 m3 Th tớch mt dm ngang: V1hbs = 4ì0.36 = 1.44 m3 Th tớch dm ngang loi ny: Vhbs = 2ì1.44= 2.88 m3 Tớnh tng cng dm ngang: Vy, tng th tớch dm ngang: Vdn = Vg + Vb = 1.454 + 2.88 = 4.334 m3 Khi lng BT dm ngang : Gdn = Vdn.bt= 4.334*2,5 =10.835 T 2.4 Dm ch : 2.4.1 Cu to dm: i vi nhp 27.5 m chn dm ch T cú bu: Chn s dm ch l Nb =5 dm, khong cỏch cỏc dm ch tớnh theo cụng thc sau : S = = = 2,1 m chn S=2,1 m Suy : chn phn cỏch hng Sk = S = 2.1 = 1,05 m Trang 10 TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh fpCR = 12.fcgp - 7.fcdp Vi fcgp = 14.88Mpa gia nhp, e=74.16cm fcdp: Thay i ng sut bờ tụng ti trng tõm ct thộp d ng lc tnh ti DC(gm dm ngang, mi ni, lan can tay v lp ph mt cu l cỏc ti trng tỏc dng sau cng ct thộp f cdp = M DC + DW e Itd Vi mt ct gia nhp giai on ta cú: MDC1+DC2+DW = (DC1+DC2+ DW).L/2=(0.77+1.44+5.09)*90.52 = 660.796 KN.m e = 74.16cm Itd = 19965659,6cm4 f cdg = 660.796*100*74.16 = 0.25( KN / cm ) = 2.5( MPa ) 19965659, => fpCR = 12*14.88- 7*2.5 = 161.06 (MPa) Vi mt ct gi giai on ta cú: fcgp = 8.8Mpa ; e = 39.91cm MDC1+DC2+DW = KN.m Tớnh tng t ta c : f cdp = (MPa) => fpCR = 12*8.8 7*0 = 105.6(MPa) 2.7.6 Mt mỏt ng sut chựng ct thộp: fpR = fpR1 + fpR2 Vi : fpR1 - Mt mỏt ng sut chựng cng fpR2 - Mt mỏt ng sut chựng sau cng a Ti thi im truyn lc: Vi tao thộp cú chựng thp: f pR1 = log ( 24.t ) f pj 0,55 ữ f pj f py ữ 40 Trong ú: t l thi gian tớnh theo ngy t cng n truyn lc, gi thit t = ngy fpy: Cng chy ca thộp dng ng lc fpy = 0,9.1860 = 1674 MPa Trang 96 TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh fpj: ng sut ban u bú ct thộp cui giai on cng fpj = fpt -fpES = 0,74.fpu -fpES (Mpa) b Sau truyn lc : i vi tao cú chựng thp cng sau: fpR2 = 138- 0,4 fpES - 0,3..fpF - 0,2(.fpSR + .fpCR)) Kt qu tớnh toỏn c th hin bng sau: Mt ct Ti gi L/2 fpES (Mpa) 23,04 38,97 fpj (Mpa) 1353.36 1337.43 t ( ngy) 4 fpR1 (Mpa) 17,33 16,50 fpF (Mpa) 25.47 fpSR (Mpa) fpCR (Mpa) 33,500 33,500 105.6 161.06 fpR2 (Mpa) 93,32 72,15 fpR (Mpa) 110,65 88.65 37.85 2.7.7 Tng hp mt mỏt ng sut : Mt ct Ti gi L/2 fpA(MPa) fpES (Mpa) 42.94 42.94 23.04 38.97 fpF(Mpa) 25.47 37.85 fpSR (Mpa) fpCR (Mpa) 33,5 33,5 105.6 161.06 fpR (Mpa) 110,65 88.65 Tng 341,2 402.97 2.8 KIM TON THEO TRANG THI GII HN CNG I : Trng thỏi gii hn cng phi c xem xột n m bo cng v s n nh c v cc b v ton th c d phũng chu c cỏc t hp ti trng quan trng theo thng kờ c nh cu chu c tui th thit k ca nú Trang 97 TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh Trng thỏi gii hn cng dựng kim toỏn cỏc mt cng v n nh 2.8.1 Kim toỏn cng un: Cụng thc kim toỏn i vi trng thỏi gii hn cng 1: Mu .Mn Mụmen tớnh toỏn Mu trng thỏi gii hn cng 1: Mu i M i Kt qu Mu ca dm gia c tng kt mc IV.3.3 Sc khỏng un tớnh toỏn Mr = .Mn Trong ú: : h s khỏng un c quy nh 22TCN272-05 mc 5.5.4.2, dựng cho un v kộo bờ tụng ct thộp ng sut trc = 1,0 Mn : Sc khỏng un danh nh(tớnh toỏn sc khỏng un danh nh 22TCN272-05 mc 5.7.3.2) Phõn b ng sut theo hỡnh ch nht (22TCN272-05 mc 5.7.2.2) Quan h t nhiờn gia ng sut bờ tụng chu nộn v cú th coi nh mt hỡnh ch nht tng ng bng 0,85.f c phõn b trờn mt gii hn bi mt ngoi chu nộn ca mt ct v ng thng song song vi trc trung ho cỏch th chu nộn ngoi cựng mt khong cỏch a = 1.c Khong cỏch c phi tớnh vuụng gúc vi trc trung ho H s ly bng 0,85 i vi bờ tụng cú cng khụng ln hn 28 MPa vi bờ tụng cú cng ln hn 28 MPa, h s gim theo t l 0,05 cho tng MPa vt quỏ 28 MPa, nhng khụng nh hn tr s 0,95 Vi bờ tụng cú cng chu nộn un f C/ = 40 ( MPa ) > 28(MPa) thi h s: f 28 c = 0,76 = 0,85 0,05 ì Sc khỏng un danh nh:( i vi mt ct ch T theo 22TCN272-05 mc 5.7.3.2.2.1) a a a a ' ' ' / Mn = A ps f ps d p + As f y d s + As f y d s + 0.85 f c ( b bw ). h f hf Trang 98 TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh Coi mt ct chi co cụt thep ng suõt trc chiu lc o: Mn = a hf a A ps f ps d p + 0.85 f c/ ( b bw ).1 h f Trong ú : + Aps : Din tich ct thộp d ng lc vung chu kộo, A ps = 4145.4( mm2 ) =41.45 cm2 + fpu : Cng chu kộo tiờu chun ca thộp d ng lc, fpu = 1860 MPa + As : Din tớch ct thộp thng chu kộo, cú th chn As = + A's: Din tớch ct thộp thng chu nộn, cú th chn A's = + = 0,764 + b : B rng canh chu nộn, b = 210cm + dp : Khong cỏch t th chu nộn ngoi cung ti trng tõm ct thộp d ng lc, dp = d-aps (cm) + fps : ng sut trung binh bo thộp ng sut trc sc khỏng danh nh c f PS = f Pu k dP + hf : Chiu dy cỏnh chu nộn ca cu kin, l chiu dy quy i t cỏnh trờn ca dm, hf = 21,18 cm + bW : Chiu rng bn bng, bW = 20 cm ng sut trung bỡnh tao cỏp ng sut trc fps cú th ly nh sau : c fps = fpu.(1- k d ) < fpu = 1860000 ( KN/m2 ) p k = 2.(1,04 - f py f pu ) = 0,28 + Gii hn chy ca tao thộp cp 270; fpy = 0,9.fpu(22TCN272-05 mc5.4.4.1-1) c= Aps f pu + As f s As' f y' 0,85.1 f c' ( b bw ).h f f 0,85.1 f c' bw + k Aps pu dp Trang 99 TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh Sau tớnh c c, nu c < hf tc trc trung ho i qua cỏnh Khi ú cú th coi l mt ct hỡnh ch nht Theo 22TCN272-05 5.7.3.2.3 chiu dy cỏnh chu nộn h>c xỏc nh theo phng trỡnh trờn thỡ sc khỏng un danh nh M n cú th xỏc nh theo cỏc phng trỡnh trờn Trong ú phi thay b bng bw Cụng thc xỏc nh c vit li: Aps f pu + As f s As' f y' c= f pu 0,85.1 f c' b f + k Aps dp c= 4145.4*1860 0,85*0, 764* 40.(2100 200)* 211,8 1860 =-394(mm) 0,85* 40*0.764* 200 + 0, 28* 4145.4* 1225 Ta thy c < h, suy trc trung ho qua cỏnh Khi ú cú th coi l mt ct hỡnh ch nht Theo TCN 5.7.3.2.3 chiu dy cỏnh chu nộn h>c xỏc nh theo phng trỡnh trờn thỡ sc khỏng un danh nh Mn cú th xỏc nh theo phng trỡnh: c= c= Aps f pu + As f y A 'c f ' y f 0,85.1 f 'c b f + k Aps dpup 4145.4*1860 + 0,85* 40*0, 764* 2100 + 0, 284145.4* c fps = fpu.(1- k d ) = 1860.(1- 0, 28 p 1860 =137(mm) 1225 137 ) = 1801,76( MPa ) 1225 a = 1.c = 0,764*137= 104.67(mm) a 104.64 M n = Aps f pu (d p ) =4145.4* 1860.(1225).10-6=9041.88 kNm 2 M r = M n =1*9041.88 =9041.88 kNm > Mu =6864.39 kNm Vy mt ct gia nhp thoó v cng Ta ch cn kim tra ti mt ct gia nhp vỡ ti ú cú moment ln nht Tớnh toỏn tng t ụi vi mt ct gi cú kt qu: Mt Aps ct (cm2) Mu Kt fps a = c*1 ap dp (cm) c Mr = .Mn (cm) = d-aps (mm) (Mpa) (mm) Mn (KN.m) (KN.m) (KN.m) Lun Trang 100 TM ỏn: TK cu BTCT L/2 GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh 41.45 0,764 17.5 122.5 137 1801,76 104.67 9041.88 9041.88 6864.39 2.8.2 Kim tra hm lng ct thộp ng sut trc: a) Lng ct thộp ti a (22TCN272-05 5.7.3.3.1) Phi tho iu kin: c 0,42 dc dc = dp = 1225 (mm); (do coi As = 0) c : khong cỏch t th chu nộn ngoi cựng n trc trung ho,c = 153,806 (mm) c 137 = = 0,112 0, 42 (tho món) d c 1225 Vy mt ct gia nhp thoó v hm lng ct thộp ti a Tớnh toỏn tng t ụi vi cac mt ct lai cú kt qu: Kt lun: M ct gia nhp hm lng ct thộp ti a b) Lng ct thộp ti thiu (22TCN272-05 5.7.3.3.2) Phi tho iu kin: Mr > min(1,2Mcr,1,33Mu) Trong ú Mcr: L sc khỏng nt c xỏc nh trờn c s phõn b ng sut n hi v cng chu kộo un fr: fr = 0,63 f 'c = 0, 63 40 = 3,98MPa Theo TCN 5.7.3.6.2-2: Mcr=fr.Ig/yd Trong ú: yd: khong cỏch t th chu kộo ngoi cựng n trc trung ho: yd=110,249 cm Ig: mụ men quỏn tớnh ca dm ch Ig= 19928427.4 cm4 Suy ra: Mcr=3.98* 19928427.4 *10^-3/89.51 kNm, Mu=886.10 KN.m min(1,2Mcr; 1,33Mu) = min(1063.32; 9129.63) =1063.32 kNm Vy Mr = .Mn =9041.88 > 6864.39 kNm, cho nờn mt ct gia nhp tho iu kin lng thộp ti thiu 2.8.3 Tớnh ct v kim toỏn ct trng thỏi gii hn Cng I: < Lc ct ti u gi ln nht,nờn õy ta ch xột gi> *Xỏc nh sc khỏng ct danh nh:(TCN 5.8.3.3) Trang 101 t TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh Cụng thc tớnh sc khỏng ct: Vr=.Vn Trong ú: : H s sc khỏng quy nh TCN 5.5.4.2, =0,9 Vn: sc khỏng ct danh nh quy nh theo TCN 5.8.3.3 Sc khỏng ct danh nh, Vn, phi c xỏc nh : Vn1 =Vc +Vs +Vp Vn = ' Vn2 =0,25.f c b v d v +Vp Sc khỏng ct cú th chia thnh: Vc = 0,083. f ' c bv d v - sc khỏng ct ng sut kộo bờ tụng: - sc khỏng ct ct thộp chu ct: Vs = Av f y d v (cot g + cot g ).sin Trong ú: s bv:b rng bn bng hu hiu ly bng b rng bn bng nh nht chiu cao dv c xỏc nh iu 5.8.2.7(mm) dv: chiu cao chu ct hu hiu (mm), l khong cỏch t trng tõm ct thộp chu kộo n trng tõm vựng nộn v (0,9d e hoo,72hd ) s: c ly ct thộp (mm) : ch s ch kh nng ca bờ tụng b nt chộo truyn lc kộo c quy nh iu 5.8.3.4 : gúc nghiờng ca ng sut nộn chộo c xỏc nh iu 5.8.3.4( ) Av: din tớch ct thộp chu ct c ly s (mm) - sc khỏng ct danh nh thnh phn d ng lc thng ng vi ng sut tao cỏp sau tr i mt mỏt: Vp=F.sin ( l gúc hp bi phng nm ngang v hng cỏp) Mt ct gi l mt ct cú lc ct ln nht, ú ta xỏc nh dv theo mt ct ny: dp a / d v = max 0, 9d p 0, 72h Ta cú : dp= 935.3 mm Trang 102 TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh A ps f pu + As f y A' s f ' s 4145.4*1860 f C = 0,85 f ' b + k A pu = 0,85* 40*0, 76* 2100 + 0, 28* 4145.4* 1860 =136.29( mm) c f ps dp 935.3 c = 136.29mm a = c.1 = 136.29*0,764 = 104.12 mm Ta cú: dp- a/2 =935.3 104.12 /2 = 883.24 mm; 0,9dp=0,9*883.24 = 794.916 mm 0,72h = 0,72*1400 = 1008 mm Vy : dv = 1008 mm Ly bv=600 mm gi.Vy mt ct gi l mt ct dựng kim tra iu kin v lc ct Lc ct ti mt ct l : Vu =1183.05 kN + Xỏc nh VP: V p = Aps f p sin Trong ú: Aps: din tớch bú cỏp(mm2), Aps= 4145.4 mm2 fp: ng sut cỏp sau mt mỏt, giỏ tr ng vi mi mt ct f p = 0,74 f pu matmat Ti u dm: fp=0,74*1860- 341,2=1035.2 MPa : gúc lch ca cỏp theo phng ngang Mt ct Gi fp Mpa 1035.2 Vp KN Aps mm 4145 bú1 0.086 bú 0.100 bú bú bú 5,bú 798.185 0,2 + Xỏc nh c ly ct thộp ai: C ly ct thộp ngang khụng c vt quỏ tr s sau : Nu Vu < 0,1 fc bv dv thỡ : s 0,8 dv 600mm (5.8.2.7-1) Nu Vu 0,1 fc bv dv thỡ : s 0,4 dv 300 mm (5.8.2.7-2) Cú 0,1*40*600*1008 = 2419200 N = 2419.2 kN > Vu = 1183.05 kN Chn s 0,8.dv = 0,8*1008 = 806.4 mm v s 600 chn thộp 12 +Tớnh Vs Trang 103 TM ỏn: TK cu BTCT Vs = GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh Av f y d v (cot g + cot g ).sin s Trong ú: Av l din tớch ct thộp chu ct c ly S, u dm b trớ ct 12, nhỏnh nờn Av = 4**122/4=452,39 mm2 fy gii hn chy ca ct thộp ngang., fy =420MPa s: c ly ct thộp ai, u dm s=100 mm =6,75 gúc nghiờng ca ng sut nộn chộo gúc nghiờng ca ct thộp so vi trc dc, =900 ti mt ct gi: thay cỏc giỏ tr vo tỏ c: Vs =3758.87 KN + Xỏc nh Vc: Vc = 0, 083. f c' bv d v Vc = 0, 083*6.75* 40 * 200*1008*10 =2143 KN { Vn = Vn1 = Vc + VS + V p ;Vn = 0,25 f c'bv d v + V p } Ta cú : Vn1 = 2143+ 3758.87 +798.185= 6700 kN Vn2 = 0,25*40*600*1008*10-3 + 798.185= 6846.19 kN Vy:Vn = Vn2 = 6846.19 kN.Vr =0,9.Vn =0,9*6846.19 =6161.57 > Vu =1183.05kN Kt lun: dm m bo cng chu ct B trớ ct dm theo cu to : -on t u dm n vut b trớ thộp nhỏnh 12@100 -on tip n mt ct L/4 b trớ thộp nhỏnh 10@150 -on gia nhp b trớ thộp nhỏnh 10a200 2.9 KIấM TOAN DM THEO TRANG THAI GII HAN S DUNG: 2.9.1.Kim tra ng sut bờ tụng(TCN A.5.9.4): Kim tra ng sut bờ tụng nhm m bo khụng phỏt sinh vt nt bờ tụng ng sut kộo hoc nộn quỏ ln quỏ trỡnh khai thỏc fc [fc] Gi thit rng ng sut l õm chu nộn v dng chu kộo fc : ng sut kộo bờ tụng ti trng gõy ti tit din tớnh toỏn [fkc] ng sut kộo gii hn ca bờ tụng ly theo TCN272-05 iu 5.9.4.2.2-1 v 5.9.4.2.1-1 - Gii hn ng sut cho bú ct thộp: fpu=1860 MPa, chựng thp 12,7 mm tao si, Aps=98.7mm2; EP=197000MPa ng sut bú thộp trc thi im kớch: fpj=0,74fpu=1376.4(MPa) Trang 104 TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh Sau truyn lc: Fi =(0,75.fpu - fpES - fpF - fpA).Aps fpy=0,9fpu=1674 MPa Sau mt mỏt: fpe=0,8fpy=1339MPa - Gii hn ng sut cho bờ tụng: Cng chu nộn BT tui 28 ngy: fc=40 MPa Cng lỳc cng ct thộp: fci=0,9ì40=36 MPa 2.9.1.1 Giai oan thi cụng Giai oan Dm t tr l ( cng ct thộp, bm va nhng va cha ụng cng) + gii hn ng sut kộo: [ ft ] = 0, 25 f ci' = 0, 25 36 = 1,5 < 1,38 MPa, [ ft ] = 1,38 MPa + gii hn ng sut nộn: [ f c ] = 0,6ìfci= 0,6.36 = 21.6 MPa Cỏc lc tỏc dng gm: + Ti trng bn thõn DC1 DC1 = 22,22 kN/m + Lc cng trc Fps ( Sau ó tr cỏc mt mỏt tc thi) - ng suõt tai th biờn di : Fps f = d Ao Fps eo Sod + SD M DC Sod - ng suõt tai th biờn trờn : ft = Fps Ao + Fps eo Sot SD M DC Sot Trong ú Fps: tng lc kộo cỏc bú cỏp ng sut trc ó tr i mt mỏt tc thi (KN) +Mt ct Gi: Fgi = (0,74ìfpu - fpF - fpA - fpES) ìAps =(0,74*1860-25.47-42.94-23.04)ì4145.4=5326.63 kN +Mt ct l/2: Fl/2 = (0,74ìfpu - fpF - fpA - fpES) ìAps =(0,74*1860-37.85-42.94-38.97)ì4145.4=5209.28 kN MDC1: mụ men trng lng bn thõn dm ti tit din tớnh toỏn TTGHSD SD +Mt ct l/2: M DC = DC1.l /8 = 22.22*50.92 = 2011.354 kN.m = 201135 kN.cm SD +Mt ct gi: M DC1 = DC1.l / = kN.m = kN.cm Ao: din tớch ca mt ct dm I giai on Sod , Sot : Mụ ment khang uụn cua th di va th trờn e0: lch tõm ca trng tõm cỏc bú cỏp d ng lc n trc trung ho tit din giai on Mt ct gia nhp eo = yd0 a ps = 91.66 17.5 = 74.16 mm Mt ct gi: eo = yd0 a ps = 86.38 46.47 =39.91mm Mt ct F (kN) M (kN.cm) A0 (cm2) Gi 5326.632 11230.36 l/2 5209.275 201135.4 8054.56 Trang 105 TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh S0d (cm3) 249066.54 203814.92 S0t (cm3) e0 (cm) d f (Mpa)) ft (MPa) 401237.74 386464.12 39.91 -13,27836912 0,55518809 74.16 -15,55339707 -1,67572284 Bang 2.2.16: Kt qu tớnh toỏn kiờm tra ng suõt giai oan So sanh vi iờu kiờn ta co : - Mt ct gi : Th trờn chiu keo th di chi nen ft = 0.56 MPa < [ f c ] = 1,38MPa at f d = 13.278MPa < [ f c ] = 21,16 MPa at - Mt ct l/2 : Ton b tit din chu nộn f t = 1.6757 MPa < [ f c ] = 21,16 MPa at f d = 15,553MPa < [ f c ] = 21,16MPa at 2.9.1.2 Giai oan khai thac s dung Giai oan 2: Tiờt diờn liờn hp + gii hn ng sut kộo: [ ft ] = 0,5 fci' = 0,5 40 = 3,162 MPa + gii hn ng sut nộn: [ f c ] = 0,45ìfci= 0,45.40 = 18 MPa Cac tai tac dung Ngoi cỏc ti trng ó cú giai on I thỡ cũn cú cỏc ti trng tỏc dng them giai on ny l: + Tai ban thõn lan can tay vin DC2 = 1,44 kN/m + Tai ban thõn CLPMC DW= 5,09 kN/m + Tai hoat tai PL+LL + Lc cng trc Fps sau ó tr i tt c mt mỏt +Mt ct Gi: Fgi= (0,74ìfpu - fPT) ìAps =(0,8*1674-341.2)ì4145.4=4137.109 kN +Mt ct l/2: Fl/2 = ((0,74ìfpu - fPT) ìAps =(0,8*1674-402.97)ì4145.4=3881.047 kN - ng suõt tai th biờn di : f = d Fps Ao Fps eo Sod + SD M DC Sod + SD M DC + DW Stdd + SD M PL + LL Stdd - ng suõt tai th biờn trờn : f = t Fps Ao + Fps eo Sot SD M DC Sot SD SD M DC M PL + DW + LL Stdt Stdt Trong ú Trang 106 TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh MDC1: mụ men trng lng bn thõn dm (a tinh trờn) MDC2: mụ men trng lng bn thõn cu lan can tay vn, g chn bỏnh xe ti tit din tớnh toỏn TTGHSD MDW: mụ men trng lng bn thõn cu lp ph mt cu ti tit din tớnh toỏn TTGHSD SD +Mt ct gi: M DC 3+ DW = ( DC3 + DW ). g = kN.cm = SD +Mt ct l/2: M DC 2+ DW = ( DC + DW ).l /2 = (1.44 + 5, 09)*90.52 = 591.0956 kN.m =59109.56kN.mm MPL+LL: mụ men trng lng bn thõn +Mt ct gi: MPL+LL = kN.cm +Mt ct l/2: MPL+LL = 1997,79 kN.m = 199779 kN.cm Ao: din tớch ca mt ct dm I giai on Sod , Sot : Mụ ment khang uụn cua th di va th trờn cua tiờt diờn giai oan Stdd , Stdt : Mụ ment khang uụn cua th di va th trờn cua tiờt diờn giai oan e0: (a tinh trờn Mt ct F (kN) MDC1 (kN.cm) Gi 4137.109 l/2 3881.048 201135.4 MDC2+DW (kN.cm) 59109.56 Mll+pl (kN.cm) 199779 A0 (cm2) 11230.36 8054.56 d o 249066.54 203814.92 t o S (cm3) 401237.74 386464.12 Stdd (cm3) 255828.47 223055.07 Stdt (cm3) 401949.04 395437.9 e0 (cm) 39.91 74.16 Fd (Mpa) -2,50399514 2,53500694 Ft (Mpa) -5,24965453 -9,12235126 S (cm3) Bang 2.2.18: Kt qu tớnh toỏn kiờm tra ng suõt giai oan khai thac s dung So sanh vi iờu kiờn ta co : - Mt ct gi : Toan bụ tiờt diờn chiu nen f t = 2,50399514MPa < [ f c ] = 18MPa at f d = 5, 24965453MPa < [ f c ] = 18MPa at - Mt ct l/2 : Th trờn chu nộn cũn th di chu kộo f t = 9,12235126MPa < [ f c ] = 18MPa at Trang 107 TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh fd = 2,53500694MPa < [ f c ] = 3.16MPa at 2.9.2 Kiờm tra ụ vong Biờn dang tai khai thac qua ln gõy h hong cac lp mt cõu, nt cuc bụ ban mt cõu Gõy cam giac khụng an toan cho ngi lai xe han chờ iờu nay, quy trinh kiờn nghi nh sau: ụ vong hoat tai cua dõm, ban n gian l 800 Xet tai mt ct gia nhip Khi tinh ụ vong hoat tai ta xet trng hp: + Mụt xe thiờt kờ (co xet IM) + 25% xe thiờt kờ va tai lan l / = max(1 , ) l 800 a Trng hp xe thiờt kờ Ta co : x = Pb i ix ( L2 bi2 x ) EI * L Vi mt ct gia nhip : x = L M Pi = g LL (1 + IM ) *145(hoac35) Trong o gMLL la hờ sụ phõn bụ ngang cua hoat tai ụ tụ tinh ụ vong M g LL = n solan = = = 0.4 N b sodam IM la hờ sụ xung kich : IM = 0,25 I = Itd = 1,99.1011 (mm4) (Moment tinh cua tiờt diờn giai oan 2) E = 31975,35 MPa = 31,975 kN/mm2 => EI = 1,99.1011*31,975 =6,36*1012 Kn.mm2 Pi (N) x (mm) bi (mm) (mm) 145 13450 9150 7.979 145 35 13450 13450 13450 17750 9.2454 1.853 19.077 Bang 2.2.19: ụ vong chiờc xe truc gõy tai gia dõm b Trng hp 25% Xe tai thiờt kờ va Tai lan Trang 108 TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh = 21 + 22 Vi 21 = 0, 251 = 0, 25 ì19.077 = 4, 769mm 22 = ql (mg LL 9,3).l (0, 4.9,3.10 ).26900 = = = 3,99mm 384 EI 384 EI 384 6,361012 => = 4, 769 + 3,99 = 8.759mm Võy ụ vong hoat tai gõy tai gia nhip : l /2 = max(19, 077;8, 759) = 19, 077 mm < l 26900 = = 33, 625mm at 800 800 TI LIU THAM KHO Tiờu chun thit k cu 22TCN-272-05 Nhng chung v m tr cu- Nguyn Nh Khi Cu bờtụng ct thộp trờn ng ụtụ, GS.TS Lờ ỡnh Tõm Thit k cu BTCT v cu thộp trờn ng ụtụ-GS.Polivanov Cỏc vớ d tớnh toỏn cu dm ch I,T,Super T-GS.TS Nguyn Vit Trung Giỏo ỏnThit k cu BTCT-ThS Lờ Vn Lc, ThS Nguyn Duy Tho Thớ nghim t hin trng v ng dng phõn tớch nn múngGS.TS V Cụng Ng-ThS Nguyn Thỏi Trang 109 TM ỏn: TK cu BTCT GVHD: ThS Nguyn Hong Vnh Trang 110 [...]... giữa MCN cầu để tạo độ dốc ngang Sơ đồ bản m t cầu giống như phương án I Ta có thể t m tắt chi tiết khối lượng các bộ phận thuộc phần bản m t cầu ở bảng sau TT 1 2 3 Hạng m c Lớp phủ m t cầu Lớp bản m t cầu Lan can tay vịn Số lượng 1 1 2 Khối lượng (T) 129.75 309.38 19.73 2.3 D m chủ 2.3.1 Cấu tạo d m chủ Bmc = 10,5 m Chọn số lượng d m chủ là:n = 5d m Do đó khoảng cách giữa các d m chủ: B 10,5 = = 2, 1m. .. rộng bản m t cầu xác định : Bmc = 7,0 + 2x1,25+ 2x0,25 + 2x0,25 = 10,5 (m) 2.Tính toán khối lượng thép d m 50 (m) 2.1 Bố trí chung: - Kết cấu nhịp: cầu d m thép liên hợp 3x5 0m - Sử dụng d m thép chữ I không đối xứng - Cấu tạo bản m t cầu, cách bố trí lan can như trong cầu d m BTCT ứng suất trước nhịp giản đơn 2.2 Bản m t cầu: tính cho 1 nhịp a Số liệu chọn: Theo 22TCN272-05 chiều dày tối thiểu bản m t cầu. .. 145KN145KN 9.3 KN /m (DC+DW) KN /m 1.0 đah (T1) 0.840 0.840 26. 9m 26. 9m TH2:Xét xe tandem: 3.9(kN /m2 ) 1. 2m 110KN 110KN 9.3 KN /m (DC+DW) KN /m đah (T1) 0.955 1.0 26. 9m 26. 9m Trang 22 TM đồ án: TK cầu BTCT GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh TH3:Xét 90% xe tải 3 trục cách nhau 1 5m +tải trọng làn: 4. 3m 4. 3m 4. 3m4 . 3m 3.9(kN /m2 ) 15. 0m 26. 9m 0.123 0.283 35KN 145KN145KN 0.840 0.840 9.3 KN /m (DC+DW) KN /m 1.00 35KN 145KN145KN... từ d m chủ ngoài cùng đến cánh hẫng Sk = 1,0 5m Chiều cao d m thép: 1 D ... 200 mm Din tớch mt ct dc mt dm ngang : Ahn = 2.825 m2 Th tớch mt on dm ngang : 0,2ì2.285 =0,565 m3 Th tớch mt dm: V1hn= 4ì0,565 = 2.26 m3 Th tớch ton b dm ngang kiu ny l : Vhbb = 3ì2.26 = 6.78 m3 ... BTCT 2.3.1 Dm ngang gia nhp: Cỏc thụng s ca dm ngang ny: Chiu cao dm ngang: Hhn 2 d = ì1400 =0.93 mm Ta chon Hhn = 1000 mm 3 B rng dm ngang: bhn = 20 cm = 200 mm Din tớch mt ct dc mt dm ngang :... 1,2 m Chiu rng dm ngang : Bhbs = 20 cm Din tớch mt ct dc mt dm ngang : Ahbs = 1.5*1.2=1.8 m2 Th tớch mt on dm ngang : 0,2ì1.8 =0.36 m3 Th tớch mt dm ngang: V1hbs = 4ì0.36 = 1.44 m3 Th tớch dm ngang