Đồ Án Thiết Kế Cầu Dầm Đơn Giản BTCT Dự Ứng Lực Căng Sau 7x31m ( Kèm Bản Vẽ Cad, Bảng Tính)

Để phân cách phần lề người đi và làn xe chạy trên cầu, ta vạch sơn gián đoạn20cm Các thông số của vật liệu được chọn tính toán sơ bộ: - Dung trọng của bêtông ximăng là 24 KN/m3... Dầm ch

M.1.4 Điều kiện cung cấp vật liệu, nhân công:

Nguồn nhân công lao động khá đầy đủ, lành nghề, đảm bảo thi công đúng tiến độ côngviệc Các vật liệu địa phương( đá, cát ) có thể tận dụng trong quá trình thi công

M.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật:

- Cầu vượt sông cấp V có yêu cầu khẩu độ thông thuyền là 25m

- Khẩu độ cầu: L0 = 238 m

- Khổ cầu: 9+ 2.1,0 (m)

- Tải trọng thiết kế: 0,65.HL93 + tải trọng đoàn người:4 kN/m2

M.3 Đề xuất các phương án vượt sông:

M.3.1 Giải pháp chung về kết cấu:

M.3.1.4 Móng:

Điều kiện địa chất lòng sông khá tốt nên đề xuất dùng móng cọc đóng ma sátđài thấp hoặc đài cao

M.3.2 Đề xuất các phương án vượt sông:

M.3.2.1 Phương án 1: Cầu dầm đơn giản BTCT dự ứng lực căng sau 7x35m

CHƯƠNG 2:

THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1

2.1 Cấu tạo chung và tính toán khối lượng các hạng mục công trình:

II

II

50 50

50 50

50 50

I I

200

Hình 2-2: Mặt cắt ngang kết cấu nhịp

Sơ đồ phân nhịp là 7x35m Mỗi nhịp gồm có 5 dầm chủ mặt cắt chữ I ứng suấttrước, bêtông dầm có cường độ 28 ngày f’c (mẫu hình trụ) là 40Mpa Trong đó, dầmđược thi công theo phương pháp căng sau

Các lớp mặt cầu: Do các lớp mặt cầu không tham gia chịu sức kháng, ta chọncấu tạo như sau:

- Lớp BTN hạt mịn dày 7.0cm

- Lớp bảo vệ dày 4cm

- Lớp phòng nước dày 0.5cm

- Lớp tạo mui luyện 2% dày trung bình 4.5cm

Để phân cách phần lề người đi và làn xe chạy trên cầu, ta vạch sơn gián đoạn20cm

Các thông số của vật liệu được chọn tính toán sơ bộ:

- Dung trọng của bêtông ximăng là 24 KN/m3

- Dung trọng của bê tông nhựa 2,25 KN/m3

- Dung trọng của cốt thép là 7.85 T/m3

2.1.1.1 Các lớp mặt cầu: DW

Bảng 2-1: Bảng tổng hợp khối lượng các lớp mặt cầu 1 nhịp 35m

TT Tên lớp mặt cầu Diện tích mc

ngang (m2)

Thểtích(m3)

Dungtrọng(KN/m3)

Khốilượng(KN)

Ghichú

2.1.1.2.1 Lan can, tay vịn, gờ chắn bánh: DC1

Kích thước chi tiết:

Hình 2-3: Cấu tạo lan can

Sơ bộ chọn hàm lượng cốt thép theo thể tích bêtông trong bệ đở lan can, gờchắn là 1.5%

Bảng 2-2: Bảng tổng hợp khối lượng lan can, tay vịn, gờ chắn bánh 1 nhịp 35m

Sơ bộ chọn hàm lượng cốt thép theo thể tích bêtông trong dầm ngang là 2%.

2.1.1.1.4 Bản đáy: DC4

G = 5*1.45*0.07*35*24*(1+3%)= 439.089 KNDC4 = 439.089 /(6*35) = 2.091439.089 /(6*35) = 2.091 KN/1m dc

2.1.1.1.5 Dầm chủ: DC5

Mặt cắt ngang dầm chủ có cấu tạo như sau:

Mặt cắt tại giữa nhịp Mặt cắt tại gối

Hình 2-4: mặt cắt dầm chủ 35m

Sơ bộ chọn hàm lượng cốt thép thường theo thể tích bêtông trong dầm chủ là2.11 KN/m3

Thép dự ứng lực theo thể tích bêtông trong dầm chủ là 0.7%

Bảng 2-5: Bảng tổng hợp khối lượng dầm chủ 35m

mặt cắt ngang(m2)

Thể tích(m3)

Tổng khối lượng 1 dầm chủ nhịp 35m là: 473.2367

DC5 =

DC5 = 473.2367/35 = 13.521/35 = 13.521 KN/1mdc

Bảng 2-11: Bảng tổng kết khối lượng của kết cấu phần trên

200

5000 2000

Hình 2-6: Cấu tạo mố cầu

Bêtông mố có cường độ 28 ngày f’c (mẫu hình trụ) là 25Mpa

Sơ bộ chọn hàm lượng cốt thép theo thể tích bêtông trong mố là 0.9%

Vì mố 1 và mố 2 có kích thước như nhau nên ta chỉ tính khối lượng cho 1 mố.

Bảng 2-12: Bảng tổng hợp khối lượng 1 mố

tim cầu (m2)

KT theo phươngngang cầu (m)

Khối lượng(KN)

Ghichú

Chọn loại trụ thân hẹp, thân trụ không giật bậc, kích thước chi tiết như hình vẽ

Có 2 loại trụ theo chiều cao trụ : trụ 8.9m và trụ 6.1m, nên ta chỉ việc tính khốilượng cho 2 trụ

Sơ bộ chọn hàm lượng cốt thép theo thể tích bêtông trong trụ là 1.0%

Bêtông trụ có cường độ 28 ngày f’c (mẫu hình trụ) là 30 Mpa

Hình chiếu trụ có các kích thước như sau:

Chiếu đứng trụ Chiếu bên trụ loại 1 và 2

2500 250

8000/2 7000/2

tiết diện (m2) dày (m) (KN) chú

2.1.3 Tính toán và bố trí cọc trong mố và trụ cầu:

2.1.3.1 Tính toán áp lực tác dụng lên mố và trụ cầu:

+ DCtt bt: Trọng lượng bản thân của mố M1.

+ DCtt 1: Trọng lượng của kết cấu nhịp.

+ DW : Trọng lượng lan can tay vịn, các lớp mặt cầu

DCf = 1.25*4523,452+0.5*(1.25*6975.422+1.5*1461.075)

= 11109.76 (KN)

Hoạt tải đứng trên KCN tác dụng xuống mố:

Chiều dài tính toán của nhịp: Ltt = L – 2a = 35 – 2*0.35 = 34.3m

Ta có đường ảnh hưởng phản lực tại mố như hình vẽ

Phản lực tính toán tại mố do hoạt tải gây ra:

Trường hợp hoạt tải là xe tải thiết kế HL-93

+ QL = 4 KN/m2: Tải trọng đoàn người.

+ ΣP+ = 17.15 m2: Tổng diện tích đ.a.h phản lực lên mố

+ QL = 4 KN/m2: Tải trọng đoàn người.

+ ΣP+ = 17.15 m2: Tổng diện tích đ.a.h phản lực lên mố

R’ =2*1*1.75*(1.25*110*(0.965+1)+9.3*17.15)

+1.75*2*1*4*17.15 = 1217.628 (KN)

So sánh hai loại hoạt tải ta có: Rf > R’ f Hoạt tải HL-93 xe hai trục bất lợi hơn

 Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên mố tính đến đáy đài:

+ DCtt bt: Trọng lượng bản thân của trụ.

+ DCtt 1: Trọng lượng của kết cấu nhịp.

+ DW : Trọng lượng lan can tay vịn, đá vỉa, các lớp mặt cầu

*/ Hoạt tải đứng trên KCN tác dụng xuống trụ:

Trường hợp hoạt tải là xe tải thiết kế HL-93

Ta có đường ảnh hưởng phản lực xuống trụ như hình vẽ

Hình 2-9: Đường ảnh hưởng phản lực tại trụ

Phản lực tính toán tại trụ do hoạt tải gây ra:

Rf = m*n*nh((1+IM)*ΣPPiyi+q1*ΣP+)*0.65 + nh*2*T*QL* ΣP+

Trong đó:

+ m = 2: Số làn xe.

+ QL = 4 KN/m2: Tải trọng đoàn người.

+ ΣP+: Tổng diện tích đ.a.h phản lực lên trụ

=> Rf = 2065.932 KN

Trường hợp hoạt tải là hai trục R’f :

Ta có đường ảnh hưởng phản lực xuống trụ như hình vẽ

Hình 2-9: Đường ảnh hưởng phản lực tại trụ

Phản lực tính toán tại trụ do hoạt tải gây ra:

+ QL = 4 KN/m2: Tải trọng đoàn người

+ ΣP+: Tổng diện tích đ.a.h phản lực lên mố

R’f = 1820.579 KN < Rf = 2065.932 KN Hoạt tải HL-93 xe hai trục bất lợi hơn.Bảng 2-15: Bảng tổng hợp tải trọng thẳng đứng tác dụng lên trụ tính đến đáy đài

TT Loại trụ DC

tt bt(KN)

DCtt 1(KN)

DW(KN)

DCf(KN)

Rf(KN)

Rp(KN)

- Lớp I: Cát hạt nhỏ, chiều dày từ 4-:- 8.5m

- Lớp II: Á sét Có chiều dày trung bình vào khoảng 4-:-6.5 m

- Lớp III: Cát hạt trung lẫn dăm sạn dày 

Từ tính chất của các lớp đất nêu trên ta nhận thấy lớp đất tốt nằm ở độ sâukhông lớn lắm lại phù hợp với cọc ma sát Nên ta chọn cọc ở đây là cọc đóng

Chọn cọc BTCT kích thướt (40x40) cm

Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

Sức kháng dọc trục danh định: Pn= 0.85[0.85*f’c*(Ap-Ast)+fy*Ast]; MN

Trong đó:

+ f’c: Cường độ chịu nén của bêtông cọc (Mpa); f’c=30Mpa

+ Ap: Diện tích mũi cọc (mm2)

+ Ast: Diện tích cốt thép chủ (mm2); dùng 820: Ast = 2027mm2

+ fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa

Thay vào ta được:

Pn= 0.85[0.85*30*(160000-2514)+420*2514] = 4311007 (N)= 4311.007 (KN)Sức kháng dọc trục tính toán: Pr = .Pn;

Với : Hệ số sức kháng mũi cọc,  = 0.55

Pr = 0.55*4311.007 = 2371.054 (kN)

Sức chịu tải của cọc được chia thành sức kháng bên và sức kháng mũi như sau:

Pu = Qf + QpQf: sức kháng bên

+ zi: Chiều dài đoạn phân tố cọc mà trên đó fi được coi là hằng số;

+ uzi: Diện tích xung quanh của đoạn phân tố cọc

*/Xác định sức kháng mũi Qp: QP = qP Ac

+ qP : Sức kháng mũi đơn vị của cọc

+ Ac : Tiết diện ngang mũi cọc

Từ thí nghiệm CPT hiện trường, ta dự báo sức chịu tải của cọc như sau:

và sử dụng tối thiểu giá trị qc1 thu được (MPa)

qc2 = giá trị trung bình của qc trên toàn bộ chiều sau 8D bên trên mũi cọc (đường c-e) sử dụng quy tắc đường tối thiểu như đối với đường b-c trong tính toán qc1.

Bỏ qua đỉnh lõm nhỏ ‘x’ nếu trong cát, nhưng đưa vào đường nhỏ nhất nếu trong sét.b) Ma sát bề mặt:

Sức kháng ma sát bề mặt danh định của cọc có thể tính như sau:

Ks,c = các hệ số điều chỉnh: Kc cho đất sét và Ks cho đất cát

Li = chiều sâu đến khoảng giữa điểm chiều dài tại điểm xem xét (mm)

D = chiều rộng hoặc đường kính cọc xem xét (mm)

fsi = sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy theo CPT tại điểm xem

xét(MPa)

asi = chu vi cọc tại điểm xem xét (mm)

hi = khoảng chiều sâu tại điểm xem xét (mm)

N1 = số khoảng giữa mặt đất và điểm cách mặt đất 8D

N2 = số khoảng giữa điểm cách dưới mặt đất 8D và mũi cọc

*/ Sức kháng mũi cọc:

+/ xác định qc2:

Đoạn e-f f-g g-i 

qc2i z i

22 8

0.52

Từ 0.7B => 4B dưới mũi cọc, giá trị qcx vừa tính là nhỏ nhất ( vì khi xB < 4B cả qcx1,

qcx2 điều lớn hơn) => qc1 = qcx = 23.5 MPa

Đối với mố 1+2, chọn chiều dài cọc là 16.5m, chia cọc thành các đoạn có z i = 1m,

riêng ở mũi cọc thì z i= 0.5m

*/ Kết quả tính toán sức kháng bên ( mố 1+2) được tổng hợp trong bảng sau:

: hệ số kể đến độ lệch tâm của tải trọng,  = 1,5

N: Tổng tải trọng tác dụng lên cọc tính đến đáy bệ móng

Ptt: Sức chịu tải tính toán của cọc Ptt = Pu/1.25

Sức chịu tải cho phép [Q] = 1397.8 kN

Sức chịu tải của cọc theo

*/ Kết quả tính toán sức kháng bên ( trụ) được tổng hợp trong bảng sau:

Đối với trụ, chọn chiều dài cọc là 19.5m, chia cọc thành các đoạn có z i = 1m, riêng ở

á sét 3.8-:-5 0.018 4400 400 1600 1200 43891.2 1.27

5-:-6 0.02 5500 400 1600 1000 40000 1.25

6-:-7 0.022 6500 400 1600 1100 48012.8 1.247-:-8 0.023 7500 400 1600 1000 45264 1.238-:-9 0.035 8500 400 1600 1000 52640 0.949-:-9.3 0.042 9150 400 1600 300 17740.8 0.88

Sức chịu tải huy động Qhd = 1752,6 kN

Sức chịu tải của cọc theo VL có hệ số Pr = 2371 kN

2600 800

+/ bố trí cọc trong trụ:

600 1360 1360 1360 1360 1360 600

+/ HL93M+/ HL93K

2.1.4.1.2

2.1.4.1.2 Xác định hệ số phân bố ngang:

*/ Xác định hệ số phân bố ngang cho dầm trong:

Với trường hợp nhiều làn xe:

Hệ số phân bố về mô men uốn:

1 0 3

2 0 6

0

2900 075

g tt

dg

t L

K L

S S

- tS : Chiều dày của bản bêtông (mm)

Trong thiết kế sơ bộ có thể cho các số hạng

1 0

PL

Hình 2-15: Đường ảnh hưởng tính hệ số phân bố cho dầm biên

Ta tính được các giá trị: Y1=1,25; Y2= 0,95; Y3=0,75; Y4= 0,05

Với một làn thiết kế, ta lấy hệ số làn: m = 1.2

+/ Khi hai làn thiết kế chịu tải:

Hệ số về momen uốn: (0.77 )





+/ Xác định hệ số xung kích:

Theo tiêu chuẩn 22 TCN 272-05, tác động tĩnh học của xe hai trục thiết kế hay

xe tải thiết kế không kể lực ly tâm và lực hãm, phải được tăng thêm một tỉ lệ phần trămcho lực xung kích Hệ số xung kích được lấy bằng: (1+IM/100)

Với IM: Lực xung kích tính bằng phần trăm Tất cả các trạng thái giới hạn kháctrừ trạng thái giới hạn mỏi và giòn lấy IM = 25%

100

25 1

DC DW

).(

i

i

i y

P = 145*6.44 + 145*8.575+35*6.44 = 2402.575 (kN.m)

Vậy giá trị momen do các loại hoạt tải gây ra:

Với các dầm giữa:

Xe tải thiết kế:

MXTTKtt = MXTTK* MI

momen

mg *(1+IM) = 2402.575 * 0.528*1.25 = 1585.7 (kN.m).Tải trọng làn: MTTLtt = MTTL * MI

momen

mg = 1367.67 *0.528= 722.13 (kN.m).Vậy giá trị mômen do hoạt tải gây ra ở dầm giữa:

Tải trọng người đi:

Coi như dầm biên chịu toàn bộ tải trọng người đi: PL = 4kN/m2

MPLtt = PL** mg =4*147.06*1.2 = 705.888 (kN.m) PL

Vậy giá trị mômen do hoạt tải gây ra ở dầm biên :

Mb = MXTTKtt + MTTLtt + MPLtt = 1801.93 +820.602 +705.888 = 3328.42 (kN.m)

Tổ hợp nội lực theo các trạng thái giới hạn:

Trạng thái giới hạn cường độ xem xét để đảm bảo yêu cầu giới hạn về độ bền và

độ ổn định Mỗi bộ phận kết cấu hoặc liên kết sẽ phải thoả mãn công thức sau ứng vớimỗi trạng thái giới hạn:  i Q i  R n R r

+ I =1.05: Hệ số liên quan đến tầm quan trọng khi khai thác

Tổ hợp các hệ số:  = 0.95* 0.95 * 1.05 = 0.95.

Đối với trạng thái giới hạn sử dụng thì tất cả tải trọng lấy theo giá trị danh định.Theo qui trình 22 TCN 272-05 đối với các trạng thái giới hạn khác (ngoài trạng tháigiới hạn cường độ) thì các hệ số: D, R, I lấy bằng 1

Do vậy hệ số điều chỉnh tải trọng:  = 1

Trạng thái giới hạn cường độ I:

Tổ hợp cơ bản có xe trên cầu không xét gió Hiệu ứng lực do nhiệt độ, co ngót

và từ biến trong dầm giản đơn coi như bằng 0

+ Hệ số tải trọng: Tĩnh tải DC : p = 1.25

Tĩnh tải DW : p = 1.5Hoạt tải : LL = 1.75+ Hiệu ứng tải: Q = (i.Qi)

- Giới hạn chảy của cốt thép dự ứng lực: fpy = 0,9fpu = 1674 MPa.

- Môđun đàn hồi: EP = 197000 MPa

- Ứng suất khi căng tại đầu kích: fpj = 0,75fpu = 1395 MPa

- Ứng suất trong thép DƯL ngay sau khi truyền lực: fpt = 0,74fpu = 1376 MPa

- Ứng suất ở trạng thái giới hạn sử dụng fpe = 0,8fpy = 1339 Mpa

- Hệ số sức kháng đối với cấu kiện BTCT chịu uốn và chịu kéo DƯL  1

- Diện tích của 1 tao cáp Aps = 98.7mm2

- Bê tông dầm f c' 45MPa

- Mô men uốn tính toán theo TTGH cường độ 1 Mu = 12077.68 KN.m

- Diện tích cốt thép:

6

2 3

12077.68 10

4715.6

u psg

psg

ps

A n A

- Chọn 1 bó thép DƯL gồm 7 tao, số bó = 47.78/7 = 6.83

- Chọn số bó thép DƯL bố trí trong dầm là 7 bó, số tao = 7*7 = 49 tao

- Diện tích thép DƯL trong dầm

- Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến biên chịu nén:

dp = 180-22.86 = 157.14 (cm)

f phân bố trên một vùng giới hạn bởi mặt

ngoài cùng chịu nén của mặt cắt và đường thẳng song song với trục trung hoà, cách thớchịu nén ngoài cùng một khoảng: a = 1.c Khoảng cách c phải tính vuông góc với trụctrung hoà

Với bêtông có cường độ chịu nén khi uốn /

0 2

f w c

p ps ps

h a h b b f a

d f

(giả thiết As, A' s =0)

Với cốt thép DƯL có dính bám với bêtông (với mặt cắt chữ T)

c =

p

pu ps w

c

f w c

pu ps

d

f kA b f

h b b f f

A

85

, 0

.

85 , 0

/ 1

/ 1

+ fpu: Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của thép dự ứng lực, fpu = 1860 MPa

+ As: Diện tích cốt thép thường chịu kéo, có thể chọn As = 0

+ A' s: Diện tích cốt thép thường chịu nén, có thể chọn A ' s = 0.

+ 1 = 0,73

+ b: Bề rộng cánh chịu nén, b = 2000 mm

+ dp: Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng tới trọng tâm cốt thép dự ứng lực,

dp = 157.14cm+ fps: Ứng suất trung bình trong bó thép ứng suất trước ở sức kháng danh định

PS

d

c k f

'

/ 1

18600.85*0.73* 45* 200 0.28* 4836.3 *

157.14185

18600.85*0.73* 45* 2000 0.28 4836.3

0.85

1571.4156.59( )

f

f b k A

d mm

Chương 3:

THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 2

( CẦU DẦM THÉP LIÊN HỢP 5X50)

3.1 Cấu tạo chung và tính toán khối lượng các hạng mục công trình:

200200

Hình 3-2: Mặt cắt ngang kết cấu nhịp

Sơ đồ phân nhịp là 5x50m Mỗi nhịp gồm có 6 dầm thép hàn tổ hợp từ thép bảnliên hợp với bản bêtông cốt thép đổ tại chổ thông qua các neo cứng Hệ liên kết ngangbằng thép hình và thép bản

Kích thước của các lớp mặt cầu, gờ chắn bánh, lan can tay vịn giống nhưphương án 1 Ta có thể thống kê khối lượng theo các bảng sau:

Thể tích (m 3 )

Dung trọng (T/m 3 )

Khối lượng (T)

Ghi chú

1 Bêtông nhựa dày 7.0cm 0.77 38.5 2.25 86.625

Tổng khối lượng các lớp mặt cầu 1 nhịp 50m là: 202.125

3.1.1.2 Lan can, tay vịn, gờ chắn bánh:

Bảng 3-2: Bảng tổng hợp khối lượng lan can, tay vịn, gờ chắn bánh 1 nhịp 48m

Tổng khối lượng lan can, tay vịn 1 nhịp 50m là: 66.749

3.1.1.3 Bản mặt cầu:

Trọng lượng bản mặt cầu trên 1m dài cầu: gmc = γ.Ag

+ γ = 2.4 (T/m3): Trọng lượng riêng của bản mặt cầu

+ Ag = 2.4 (m2): Diện tích mặt cắt ngang của bản mặt cầu

Chiều dày sườn dầm: s = 1.8cm

Chọn chiều cao sườn dầm: hs = 209cm

Chọn chiều cao vút 15cm

Chọn chiều rộng vút 15cm

Chiều rộng phần tiếp xúc giữa BT và biên trên dầm thép: bs = 40cm

Kích thước bản biên trên dầm thép (b1xh1): 40x2cm

Kích thước bản biên dưới dầm thép (b2xh2): 60x2cm+40x2cm

Chọn các thanh thép của hệ liên kết ngang là thép góc đều cạnh 125x125x12

Tính khối lượng sơ bộ thép trong nhịp theo công thức của GS.Xtrelexki:

Khối lượng thép trên 1 m dài được xác định theo công thức:

n k n g n g

al R

+ nh = 1.75 hệ số vượt tải của hoạt tải

+ n1 = 1.25 hệ số vượt tải của khối lượng bản mặt cầu

+ n2 = 1.5 hệ số vượt tải của khối lượng các lớp mặt cầu và thiết bị trên cầu+ γ: Trọng lượng riêng của thép Ở đây ta dùng thép hợp kim thấp cường độ cao(γ=7850kG/m3)

+ gc1: Trọng lượng bản mặt cầu trên 1m dài dầm = 0.96T/m

+gmc: Trọng lượng các lớp phủ mặt cầu + lan can tay vịn trên 1m dài dầm

gmc = (202.125+66.749)/(6*50)=0.896T/m

+ k0: Tải trọng tương đương của tất cả các loại hoạt tải (ô tô + người đi bộ) kể

cả hệ số phân bố ngang, hệ số làn xe và hệ số xung kích

+ mgHL93;mgPL: hệ số phân phối ngang đối với HL93 và tải trọng bộ hành

+ ω: Diện tích đah mo men tại ¼ nhịp

+ a: đặc trưng trọng lượng đối với dầm đơn giản a = 5

+ Ru: Cường độ chịu kéo của thép làm dầm; sử dụng thép M270 cấp 250 để làmdầm thép kết cấu nhịp Tra bảng 6.4.1.1 (22 TCN 272-05) có Fu = 400MPa

+  : Hệ số xét đến trọng lượng hệ liên kết; lấy = 0.11

Xác định hệ số phân bố ngang bằng phương pháp đòn bẫy:

Ta sử dụng phương pháp đòn bẩy để tính toán:

y1 y2 y3 y4

145/2KN145/2KN

PL

Hình 3-3: Đường ảnh hưởng tính hệ số phân bố cho dầm biên

Ta tính được các giá trị: Y1=1,25; Y2= 0,95; Y3=0,75; Y4= 0,05

Với 1 làn thiết kế, ta lấy hệ số làn: m = 1.2

Đường ảnh hưởng momen tại ¼ nhịp



Khối lượng thép trong 6 dầm chủ nhịp 50m là: 0.445*50*6 = 133.48(T)

Khối lượng thép hệ liên kết trong nhịp: 0.12*133.48 = 16(T)

Bảng 3-3: Bảng tổng hợp khối lượng của kết cấu phần trên

Hình 3-4: Cấu tạo mố cầu

Bêtông mố có cường độ 28 ngày f’c (mẫu hình trụ) là 25MPa

Sơ bộ chọn hàm lượng cốt thép theo thể tích bêtông trong mố là 0.9%

Vì mố 1 và mố 2 có kích thước như nhau nên ta chỉ tính khối lượng cho 1 mố

Bảng 3-4: Bảng tổng hợp khối lượng 1 mố

TT Chi tiết Cách tính Thể tích (m3) Khối lượng

T

Ghichú1

Sơ bộ chọn thể tích thép trong mố chiếm 0.9%

=> Vthép trong mố = 0.9%*Vmố = 0.9%*182.96 = 1.65 m3Khối lượng thép trong mố G = 1.65*7.85 = 12.93 T

Tổng khối lượng mố: = 439.19 + 12.93 = 452.12 T

3.1.2.2 Trụ:

Chọn loại trụ đặc thân hẹp, thân trụ không giật bậc, kích thước chi tiết như hình vẽ

Có 4 trụ giống nhau đôi một nên ta chỉ việc tính khối lượng cho 2 trụ

Sơ bộ chọn hàm lượng cốt thép theo thể tích bêtông trong trụ là 1.0%

Bêtông trụ có cường độ 28 ngày f’c (mẫu hình trụ) là 25MPa

Hình chiếu trụ có các kích thước như sau:

Ở đây theo chiều cao ta có 2 loại trụ 6.5m và 9m

2500 250

8000/2 7000/2

Bảng 3-5: Bảng tổng hợp khối lượng một trụ

mcn

Chiềucao(dày)

Khốilượng T

Bảng 3-6: Bảng tổng hợp khối lượng của kết cấu phần dưới

lượng bêtông T

Tổng khốilượng thép T

Tổng cọng

3.1.3 Tính toán và bố trí cọc trong mố và trụ cầu:

3.1.3.1 Tính toán áp lực tác dụng lên mố và trụ cầu:

3.1.3.1.1 Mố cầu:

Ở đây hai mố ở hai đầu cầu có chiều cao và tải trọng tác động như nhau, nên tachỉ tính cho một mố, còn mố kia tương tự

*/ Tĩnh tải tác dụng xuống mố: DCf = 1.25*DCbt+0.5*(1.25*DC1+1.5*DW) Trong đó:

+ DCbt: Trọng lượng bản thân của mố M1

+ DC1: Trọng lượng của kết cấu nhịp dầm chủ

+ DW : Trọng lượng bản mặt cầu, lan can tay vịn, đá vỉa, các lớp mặt cầu.+ DCf = 1.25* 452.12 + 0.5*(1.25*149.48+452.12

1.5*(288+202.125+66.749)) =1076.23(T)

*/ Hoạt tải đứng trên KCN tác dụng xuống mố:

Ta có đường ảnh hưởng phản lực tại mố như hình vẽ

Hình 3-6: Đường ảnh hưởng phản lực tại mố

Phản lực tính toán tại mố do hoạt tải gây ra:

+ PL = 4 KN/m2: Tải trọng đoàn người

+ ΣP+ = 24.65 m2: Tổng diện tích đ.a.h phản lực lên mố

*/ Trường hợp hoạt tải 0.65HL93M

Tĩnh tải tác dụng xuống trụ: DCf = 1.25*DCbt+(1.25*DC1+1.5*DW)

Trong đó:

+ DCbt: Trọng lượng bản thân của trụ

+ DC1: Trọng lượng của kết cấu nhịp

+ DW: Trọng lượng lan can tay vịn, đá vỉa, các lớp mặt cầu

Hoạt tải đứng trên KCN tác dụng xuống trụ:

Ta có đường ảnh hưởng phản lực xuống trụ như hình vẽ

Hình 3-7: Đường ảnh hưởng phản lực tại trụ

Phản lực tính toán tại trụ do hoạt tải gây ra:

+ PL = 4 KN/m2: Tải trọng đoàn người

+ ΣP+: Tổng diện tích đ.a.h phản lực lên mố

*/Trường hợp HL93M:

RfHL93M = 2*1*1.75*(1.25*(145*(0.912+1)+35*0.912)+9.3*49.3)

- Lớp I: Cát hạt nhỏ, chiều dày từ 4-:- 8.5m

- Lớp II: Á sét Có chiều dày trung bình vào khoảng 4-:-6.5 m

- Lớp III: Cát hạt trung lẫn dăm sạn dày 

Từ tính chất của các lớp đất nêu trên ta nhận thấy lớp đất tốt nằm ở độ sâukhông lớn lắm lại phù hợp với cọc ma sát Nên ta chọn cọc ở đây là cọc đóng

Chọn cọc BTCT kích thướt (40x40) cm

Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

Sức kháng dọc trục danh định: Pn= 0.85[0.85*f’c*(Ap-Ast)+fy*Ast]; MN

Trong đó:

+ f’c: Cường độ chịu nén của bêtông cọc (Mpa); f’c=30Mpa

+ Ap: Diện tích mũi cọc (mm2)

+ Ast: Diện tích cốt thép chủ (mm2); dùng 820: Ast = 2027mm2

+ fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa

Thay vào ta được:

Pn= 0.85[0.85*30*(160000-2514)+420*2514] = 4311007 (N)= 4311.007 (KN)Sức kháng dọc trục tính toán: Pr = .Pn;

Với : Hệ số sức kháng mũi cọc,  = 0.55

Pr = 0.55*4311.007 = 2371.054 (kN)

Sức chịu tải của cọc được chia thành sức kháng bên và sức kháng mũi như sau:

Pu = Qf + QpQf: sức kháng bên

Qp: sức kháng mũi

*/Xác định sức kháng bên Qf: Qf = u*fi*zi

Trong đó:

+ fi: Ma sát bên đơn vị của cọc;

+ u: Chu vi thân cọc; u = 1.6 m;

+ zi: Chiều dài đoạn phân tố cọc mà trên đó fi được coi là hằng số;

+ uzi: Diện tích xung quanh của đoạn phân tố cọc

*/Xác định sức kháng mũi Qp: QP = qP Ac

+ qP : Sức kháng mũi đơn vị của cọc

+ Ac : Tiết diện ngang mũi cọc

Từ thí nghiệm CPT hiện trường, ta dự báo sức chịu tải của cọc như sau:

Ở đây:

qc1 = giá trị trung bình của qc trên toàn bộ chiều sau yD dưới mũi cọc (đường a-b-c) Tổng giá trị qc theo cả hướng xuống (đường a-b) và hướng lên (đường b-c) Dùng các giá trị qc thực dọc theo đường b-c Tính toán qc1 cho các giá trị từ 0.7 => 0.4

và sử dụng tối thiểu giá trị qc1 thu được (MPa)

qc2 = giá trị trung bình của qc trên toàn bộ chiều sau 8D bên trên mũi cọc (đường c-e) sử dụng quy tắc đường tối thiểu như đối với đường b-c trong tính toán qc1

Bỏ qua đỉnh lõm nhỏ ‘x’ nếu trong cát, nhưng đưa vào đường nhỏ nhất nếu trong sét.b) Ma sát bề mặt:

Sức kháng ma sát bề mặt danh định của cọc có thể tính như sau:

Ks,c = các hệ số điều chỉnh: Kc cho đất sét và Ks cho đất cát

Li = chiều sâu đến khoảng giữa điểm chiều dài tại điểm xem xét (mm)

D = chiều rộng hoặc đường kính cọc xem xét (mm)

fsi = sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy theo CPT tại điểm xem

xét(MPa)

asi = chu vi cọc tại điểm xem xét (mm)

hi = khoảng chiều sâu tại điểm xem xét (mm)

N1 = số khoảng giữa mặt đất và điểm cách mặt đất 8D

N2 = số khoảng giữa điểm cách dưới mặt đất 8D và mũi cọc

*/ Kết quả xuyên tĩnh CPT được thể hiện theo sơ đồ sau: