Tài liệu hướng dẫn chi tiết về cách thiết kế mố cầu theo tc asshto có điều chỉnh để phù hợp với điều kiện địa hình của Việt Nam,tài liệu rất chi tiết,lựa chọn các kích thước,tính tải trọng,.....................................
Chương IV TÍNH TOÁN MỐ CẦU MỐ CHỮ U MỐ VÙI 2.1 Kích thước Chọn kết cấu nhịp có mặt cắt ngang hình vẽ, gồm dầm chủ Các kích thước mố xác định sau : 2.1.1 Kích thước mũ mố theo phương dọc cầu B = + b2 + b0 + 20 + b1 (cm) Với : : Khe hở đầu dầm đầu mố = 6.5 cm b2 : Khoảng cách từ tim gối đến đầu dầm b2 = 30 cm b0 : Kích thước thớt gối theo phương dọc cầu b0 = 310 mm = 31 cm 20cm : Khoảng cách từ mép gối đến mép đá kê gối b1 : Khoảng cách từ mép đá kê gối đến mép tường mố b1 = 25 cm ( Do nhịp dài Lnhịp = 33m) Vậy B = 6.5 + 30 + 31/2 + 20 +25 = 97 cm = 0.97 m 2.1.2 Theo phương ngang cầu : A = 2a1 + a0 + (n -1)a2 + 2(15 20) (cm) Trong : a1 : Khoảng cách từ mép đá kê gối đến mép tường mố a1 = 82 (cm) n : Số lượng dầm chủ ( n = số lượng gối cầu) n = a2 : Khoảng cách dầm chủ a2 = 210 cm a0 : Kích thước thớt gối theo phương dọc cầu a0 = 460 mm = 46 cm Vậy A = 82 + 46 + 210 + 20 = 1300 (cm) 2.1.3 Xác định kích thước khác : - Xác định chiều cao tường đỉnh : h1 = hdầm + hđá kê + hgối +hlp h1 = 160 +20 + +10 h1 = 195 cm = 1.95 m - Kích thước tường thân : h2 = Hđ - h1 h2 = - 1.95 = 6.05 (m) - Kích thước tường cánh : + h3 = h1 = 1.95 m + Chiều dài tường cánh : lc = S + (Hđ - 0.25 - HA) n Với S : độ chôn sâu tường cánh vào đường Đối với cầu đường ôtô Hđ = m m => S = 75 cm HA : Khoảng cách từ điểm A đến đỉnh móng, lựa chọn cao MNCN tối thiểu 0.5m để đảm bảo ổn định đất Chọn HA = 195 cm = 1.95 m lc = 0.75 + (8 - 0.25 - 1.95) 1,25 = (m) MÆT §øNG 1/2 MÆT C¾T A-A 1:1 25 1: 1.5 1: 1.5 MÆT B»NG KIỂM TOÁN MẶT CẮT ĐÁY MÓNG 3.1 Tải trọng 3.1.1 Tĩnh tải - DC 1/2 MÆT C¾T B-B 3.1.1.1 Phản lực từ kết cấu phần - Chiều dài nhịp : Lnhịp = 33 m Chiều dài nhịp tính toán Ltt = 32.4 m Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối = 0.3 m Trọng lượng phiến dầm = 527.604 kN Số lượng dầm chủ = dầm Trọng lượng dầm ngang = 6.675 kN Số lượng dầm ngang = dầm Trọng lượng lan can = 114.675 kN Trọng lượng gờ chắn = 94.875 kN Trọng lượng lớp bê tông mặt cầu = 357.489 kN Trọng lượng đỡ BTCT = 495 kN Tổng cộng Tổng tải trọng thẳng đứng = 2230.652 kN Độ lệch tâm e = -0.305 m Mô men dọc cầu My = -680.349 kN.m 3.1.1.2 Trọng lượng thân mố - Trọng lượng đơn vị bê tông = 2.5 T/m3 => gc = 24.525 kN/m3 Trọng lượng đơn vị đất = 1.8 T/m3 => gs = 17.658 kN/m3 Kích thước mố - Chiều cao mố = 8.0 m - Chiều rộng móng = 4.2 m - Chiều rộng tường thân = 1.6 m - Chiều cao móng = m - Chiều cao tường đỉnh = 1.95 m - Chiều dày tường đỉnh = 0.63 m - Chiều dài tường cánh = 8.0 m - Khoảng cách từ tim gối đến mép tường mố = 0.605 m - Chiều dài đặt gối = 0.97 m - Chiều dài mố theo phương ngang = 13 m D E C B A Mô tả Diện tích Chiều ngang Lực Cánh tay MM dọc cầu m mố (m) kN đòn (m) kN.m Mặt A 8.4 13 2678.13 0 Mặt B 5.8685 13 1871.03 -0.185 -346.140 Mặt C 5.04 13 1606.88 -0.985 -1582.775 Mặt D 12.48 1.2 367.286 -4.5 -1652.789 Mặt E 13.653 1.2 401.818 -3.433 -1379.440 Gối 0.1426 2.76 9.652 -0.305 -2.944 Thớt kê 0.142 5.16 17.97 -0.305 -5.481 Tổng 6952.766 -4969.57 3.1.2 Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu - DW - Chiều dày lớp phủ = 0.1 m Trọng lượng lớp phủ = 22.5 kN/m3 Độ lệch tâm e = - 0.305 m Lực thẳng đứng = 464.0625 kN Mô men dọc cầu = - 135,88 kN.m 3.1.3 áp lực thẳng đứng tải trọng đất đắp mố - EV Mô tả Diện tích Chiều ngang Lực Cánh tay MM dọc cầu (m2) mố (m) kN đòn (m) kN.m Mặt F 6.4 13 1469.15 -1.7 -2497.5475 Mặt G 3.51 13 805.735 1.2 966.881 Tổng 2274.88 3.1.4 áp lực đất theo phương ngang cầu - EH 3.1.4.1 Áp lực đất chủ động sau mố - Chiều cao H = 10 m Chiều rộng W = 13 m Trọng lượng đơn vị đất gs = 17.658 kN/m3 Góc ma sát đất s = 30o Hệ số áp lực đất chủ động tính theo công thức Coulumb : sin ' Ka r sin sin -1530.666 sin ' sin ' r 1 sin sin Trong đó: : góc ma sát đất tường, tính độ = : góc mặt đất so với phương nằm ngang, tính độ = : góc lưng tường chắn so với phương nằm ngang tính độ = 900 : góc ma sát có hiệu đất đắp, tính độ = 300 Từ ta rút gọn công thức : k = ka = tg2(45o - - ) = 0.333 Áp lực đất theo phương ngang : EH = 0.5 ka gs H2 W (kN) EH = 0.5 0.3333 17.658 102 13 EH = 3825.517 (kN) Mô men theo phương ngang cầu tác dụng chiều cao 0.4H (Điều 3.11.5.1) : M = EH 0.4H M = 3825.517 0.4 10 = 15302.07 (kN.m) 3.1.4.2 áp lực đất bị động trước mố - Chiều cao H’ = 3.95 m - Hệ số áp lực đất bị động : kp = tg2(45o + ) = 3.0 (chuyển thành công thức quy trình mới) Để đơn giản, coi mái đất trước mố phẳng tính áp lực đất thoả mãn giả thiết áp lực đất Rankine Khi : EH’ = 0.5 kp gc H’2 W EH’ = 0.5 17.658 3.952 13 EH’ = 5372,424 (kN) Mô men M’= 5372,424 x 0.4 x 3,95 = 8488.43 kN.m Vậy tổng áp lực đất : Lực ngang H = -1546.59 kN Mô men M = 6813.64 kN.m 3.1.5 Áp lực đất mố hoạt tải phụ thêm - EL - - Chiều cao lớp đất tương đương lấy từ bảng 3.11.6.2.1 Với H m => heq = 0.61 (m) Vậy H = 10 m m => heq = 0.61 (m) Áp lực đất theo phương thẳng đứng : ELv ELv = 0.61 17.658 11,8 0,88 ELv = 101.682 kN + Độ lệch tâm ev = - 1,7 m + Mô men dọc cầu My = -172.86 kN.m - Áp lực đất theo phương nằm ngang : ELH = ka heq H W gs ELH = 0.333 0.61 10 13 17.658 ELH = 466.76 kN + Độ lệch tâm eH =0.5 H = 0.5 10 = m + Mô men dọc cầu My = 466.76 = 2333.799 kN.m 3.1.6 Hoạt tải - LL Xe hai trục 9,3 kN/m 1.2m 110 kN 110 kN - Tính toán tải trọng điểm : Tung độ ĐAH 0.963 Điểm Tổng Tải trọng (kN) 110 110 Phản lực R (kN) 110 105.926 215.926 Xe ba trục 9,3 kN/m 4.3 m 4.3 m 145 kN 145 kN 35 kN - Tính toán tải trọng điểm : Điểm Tổng Tung độ ĐAH 0.867 0.735 Tải trọng (kN) 145 145 35 Tải trọng xe tải trục gây tác động bất lợi xe tải trục - Tính toán tải trọng : Phản lực R (kN) 145 125.715 25.725 296.44 RWL = 0.5 32.4 9.3 = 150.66 kN + Số : n = + Hệ số triết giảm xe hai : = (Điều A.3.6.1.1.2) - Tổng lực thẳng đứng hoạt tải : P = (296.44 + 150.66) P = 894,2 kN + Độ lệch tâm theo phương dọc cầu : eL = - 0.305 m + Mô men theo phương dọc cầu : My = -233.617 kN.m + Độ lệch tâm theo phương ngang cầu : eH = 1.5 m + Mô men theo phương ngang cầu : Mx = 894.2 1.5 Mx = 1341.3 kN.m 3.1.7 Tải trọng người - PL - Tải trọng tính toán cho người : RPL = 0.5 32.4 1.5 = 72.9 kN Do cầu thiết kế hai người PL = 72.9 1.2 = 145.8 kN - Độ lệch tâm theo phương dọc cầu : e = - 0.305 m - Mô men theo phương dọc cầu : My = - 0.305 145.8 = - 44.469 kN.m - Độ lệch tâm theo phương ngang cầu : e = 6.5 m - Mô men theo phương ngang cầu: Mx = 6.5 x 145.8 = 947.7 kN.m Vậy tổng hợp hoạt tải + Người : + Lực thẳng đứng : 967.1 kN + My : - 278.086 kN.m + Mx : 1341.3 kN.m 3.1.8 Lực hãm xe - BR - Cầu thiết kế với hai xe, lực hãm tính cho xe chạy chiều Lực hãm tính 25% trọng lượng xe thiết kế Gối cố định chịu 100% lực hãm Hệ số xe = 1.2 (A.3.6.1.1.2) Do : + BR = 0.25 (145 + 125.715 + 25.725) BR = 88.932 kN + Độ lệch tâm : e = 10 + 1.8 = 11.8 m (Lực đặt cách mặt cầu 1.8m nằm ngang theo phương dọc cầu A.2.6.2.8) - Mô men theo phương dọc cầu : My = 88.932 11.8 = 1049.398 kN.m 3.1.9 Lực ly tâm - CE Do cầu thẳng nên CE = 3.1.10 Tải trọng nước - WA Vì mố thiết kế mố vùi nên WA = 3.1.11 Tải trọng gió lên kết cấu phần - WS - Tốc độ gió thiết kế : V = VB S Trong : + VB : Tốc độ gió giật giây với chu kỳ xuất 100 năm + S : Hệ sô điều chỉnh Tra bảng ứng với vùng gió cấp II, khu vực lộ thiên VB = 45 m/s S = 1.09 => V = 49.05 m/s - Chiều cao dầm chủ = 1.6 m - Chiều cao lan can = 1.1 m Để đơn giản thiên an toàn coi toàn diện tích chắn gió đặc Diện tích chắn gió; At = 89.1 m2 - Hệ số cản Cd, tra bảng ta Cd = 1.3 Vậy lực gió kết cấu theo phương ngang cầu : PD = 0.0006 V2 At Cd > 1.8At PD = 167.205 kN > 160.38 kN - Độ lệch tâm e = 9.65 m - Mô men theo phương ngang cầu : Mx = e PD = 1613.532 kN.m - Lực gió lên kết cấu theo phương dọc cầu : PD’ = 0.25 PD = 41.8 kN - Mô men theo phương dọc cầu : My = 403.383 kN.m 3.1.12 Tải trọng gió lên hoạt tải - WL Ph EFPh H '2 5.50 2.745 2 20.75kN / m 2 Pv EFPv H '2 1.89 2.745 2 7.12kN / m 2 Hình V.2 : Tải trọng tác dụng lên mố cầu Tổ hợp tải trọng Để thiết kế mố, ta tổ hợp tải trọng cho trạng thái giới hạn cường độ I III Với tải trọng thường xuyên, ta cần xét với trường hợp hệ số tải trọng : lớn nhỏ nhất, đó, ta tổ hợp tải trọng Cường độ I, Cường độ Ia, Cường độ III, Cường độ IIIa với hệ số tải trọng sau : THTT DC EV EH LL BR Cường độ I 1.25 1.35 1.50 1.75 1.75 Cường độ Ia 0.9 1.00 1.50 Cường độ III 1.25 1.35 1.50 WL CR+SH+TU 1.75 0 0.5 1.75 1.75 1.75 0 0.5 0 0.5 LS WS 1.40 Cường độ IIIa 0.9 1.00 1.50 0 1.40 0.5 Giá trị tải trọng chưa nhân hệ số Các giá trị tải trọng chưa nhân hệ số tổng kết bảng sau Vn Cánh tay đòn DC1 = 1830*610*23.6 (mm) DC2 = 690*1525*23.6 (mm) DC3 = 230*915*23.6 (mm) DC4 = 380*2440*18.9 (mm) DL LL Vp kN 26.345 24.833 4.967 17.524 109.400 87.500 2.740 mm 915 1105 1335 1640 990 990 1640 Mômen đến đáy bệ kN.m 24.105 27.441 6.630 28.739 108.306 86.625 4.494 Vl 8.590 1640 14.088 Pv 7.120 1830 13.030 Vn Cánh tay đòn Ph kN 20.720 mm 1098 Mômen đến đáy bệ kN.m 22.751 Hp 4.940 1373 6.783 Hl WS WL BR CR + SH + TU 15.510 2.900 0.700 3.600 10.900 1373 2135 2135 2135 2135 21.295 33.114 6.192 7.686 23.272 Tải trọng thẳng đứng Tải trọng nằm ngang Giá trị tải trọng tính toán (đã nhân hệ số) Tiến hành nhân hiệu ứng tải với hệ số tương ứng cho tải trọng mômen tải trọng tương ứng, ta bảng tổng kết sau Loại tải trọng Vu MVu Hu MHu (xét đến đáy bệ) kN kN.m kN kN.m Cường độ I 412.85 448.32 77.38 106.68 Cường độ Ia 347.82 378.42 77.38 106.68 Cường độ III 244.69 272.06 48.00 64.61 Cường độ IIIa 179.66 202.16 48.00 64.61 2.3 Kiểm tra điều kiện an toàn điều kiện ổn định Ví dụ nêu kết kiểm toán mố cho điều kiện : Độ lệch tâm phản lực (ổn định chống lật), Kiểm toán trượt đáy móng Khả chịu lực đất Các công thức kiểm toán viết dạng tỉ số sau : Dự trữ thiết kế (%) = luongdutru luongsudung 100% luongdutru Kiểm toán độ lệch tâm phản lực : Theo phương pháp LRFD, vị trí phản lực thẳng đứng tổng cộng phải nằm phạm vi nửa bệ, điều kiện phát biểu thành độ lệch tâm phản lực không vượt độ lệch tâm lớn emax =B/4 móng nông đất Công thức kiểm toán cho độ lệch tâm viết sau : %e emax e 100 100% emax Kết kiếm toán bảng sau : VL HL MV MH X0 e emax %e CĐ I 412.85 77.38 448.32 106.68 827.52 87.48 457.50 80.9% CĐ Ia 347.82 77.38 378.42 106.68 781.27 133.73 457.50 70.8% CĐ III 244.69 48.00 272.06 64.61 847.81 67.19 457.50 85.3% CĐ IIIa 179.66 48.00 202.16 64.61 765.61 149.39 457.50 67.3% Kiểm toán chống trượt đáy móng : Kiểm toán chống trượt đáy móng tuân theo công thức : % s Fr H L 100 100% s Fr Kết kiếm toán thể bảng sau : VL tan b Fr s s Fr HL CĐ I 412.85 0.55 227.07 0.8 181.66 77.38 57.40% CĐ Ia 347.82 0.55 191.30 0.8 153.04 77.38 49.44% CĐ III 244.69 0.55 134.58 0.8 107.66 48.00 55.42% CĐ IIIa 179.66 0.55 98.81 0.8 79.05 48.00 39.28% Kiểm toán khả chịu lực đất : Kiểm toán khả chịu lực đất tuân theo công thức : % RL qult qmax 100 100% RL qult Kết kiếm toán thể bảng sau : Hl CĐ I CĐ Ia Vl Hl/Vl Rl qult Rlqult Rl qult qmax % CĐ III CĐ IIIa Chương VI VÍ DỤ TÍNH TOÁN GỐI CAO SU SỐ LIỆU THIẾT KẾ Thiết kế gối cao su theo AASHTO – LRFD (A.14.7.5) Gối cầu dầm BTCT liên tuc, mặt cắt chữ T, sơ đồ nhịp 10.67 + 12.80 + 10.67 (m) Tải trọng HL – 93 Tĩnh tải rải trọng lượng thân dầm lớp phủ W=27.25 N/mm Tải trọng thẳng đứng truyền xuống gối: • Do tĩnh tải VLD = 109.9 kN (Dầm biên), VLD = 90 kN (Dầm trong) • Do hoạt tải (có tính hệ số phân bố, không tính xung kích) • VLL = 228.7 kN (Dầm biên), VLL = 247.8 kN (Dầm trong) Tải trọng thẳng đứng gối: • Với dầm biên V= 109.9+228.7 = 339 kN • Với dầm V= 90+ 247.8 = 337.8 kN CHUYỂN VỊ THEO PHƯƠNG DỌC CẦU LỚN NHẤT TẠI MỐ MAX S DO NHIỆT ĐỘ VÀ CO NGÓT CỦA BÊ TÔNG Cầu xây dựng vùng có biên độ nhiệt 00 đến 400, vùng khí hậu ẩm Giả sử cầu xây dựng mùa có nhiệt độ 200c, thay dổi nhiệt độ T là: T = 200 – 00 = 200C Hệ số giãn nở nhiệt độ bê tông (A.5.4.2.2) = 10.8x10-6 mm/ 0C Biến dạng nhiệt độ t t = T = 10.8x10-6x20 = 0.000216 Biến dạng co ngót s s = 0.0002 28 ngày s = 0.0005 đối voí năm Nếu dầm nâng lắp đặt sau 28 ngày s = 0.0005 - 0.0002 = 0.0003 Chuyển vị theo phương dọc cầu lớn max s Max s = TULe ( t + s ) Trong đó: TU : Hệ số tải trọng nhiệt độ phân bố (bảng 1.2) Le : Tổng chiều dài nhịp co dãn (tính từ gối cố định đến gối di động xa nhất) Le = 12800 + 10670 = 23470 (mm) 10670 12800 10670 Le Hình VI.1 Vậy maxs = 1.2 x 23470.(0.000216 + 0.0003) = 14.5 mm SƠ BỘ CHỌN KÍCH THƯỚC GỐI 3.1 Chọn chiều cao gối Tổng chiều dày phần cao su gói hrt không nhỏ lần biến dạng cắt lớn (max s) để gối không bị lăn qua mép giảm chiều dày mỏi h rt 2 s 2x14.5 29mm (A 14.7.5.3.4) 5mm Chọn tổng chiều dày phần cao su gối hrt= 40 mm, chiều dầy lớp cao su hri= 10 mm (hình …2) hri = 10 mm t Hình VI.2 Gối cao su 3.2 Chọn diện tích gối LxW • L : Chiều dài gối chữ nhật (mm) • W : Chiều rộng gối theo phương ngang cầu (mm) • Cuống dầm T có chiều rộng 350 mm, chọn W = 300mm • Hệ số hình dạng lớp cao su tính theo công thức : Si LW 2h ri L W Si 300L 2x10 L 300 • Ứng suất nén lớp cao su chịu biến dạng cắt (A.14.7.5.1-1) (A 14.7.5.3.2) s 1.66GS 11MPa L 0.66GS Trong đó: s : Ứng suất nén trung bình tổng tải trọng (MPa) l : Ứng suất nén trung bình hoạt tải (MPa) G : Môđun dàn hồi chịu cắt (MPa) GL : Môđun cắt thấp (A.14.7.5.2-1) GH : Môđun cắt cao S: Hệ số hình dạng lớp cao su mỏng gối Giả sử môdun cắt khoảng 0.95 1.2 MPa cao độ cứng 60 Giả sử L đạt đén giới hạn L = 0.66 GS, giải để tìm L L VLL 247800 LW Lx300 Trong đó: VLL = 247.8 KN ( phản lực gối hoạt tải ) Đạt Mặt khác L 0.66G L S 0.66x0.95x 300L 2x10x L 300 247800 300L 0.66x0.95x L.300 2x10x 220 300 Giải phương trình trên, ta L=212 mm, chọn L=220 mm Kích thước gối chọn sau W= 300 mm, L= 220 mm; hri= 10 mm Với kích thước này, kiểm tra ứng suất nén lớp cao su: • Tính hệ số hình dạng S LW 220x300 6.35 2h ri L W 2x10x 220 300 • Ứng suất nén trung bình tổng tải trọng( tĩnh hoạt tải) V 33900 5.14MPa 11MPa LW 220x300 s 5.14MPa 1.66G L S 1.66x0.95x6.35 10MP s • Ứng suất nén trung bình hoạt tải L VLL 247800 3.75MPa 0.66G L S 3.98MPa LW 220X300 CHUYỂN VỊ THẲNG ĐỨNG TỨC THỜI DO NÉN () • Chuyển vị thẳng đứng tức thời nén tính theo công thức Đạt i h ri (A.14.7.5.3.3-1) Trong đó: i : Biến dạng nén tức thời lớp cao su thứ i hri : Chiều dày lớp cao su thứ i (mm) Tra bảng A.14.7.5.3.3-1, với s = 5.14 MPa, S = 6.35 i= 0.033 cao su độ cứng thấp 60 • Chuyển vị nén: = 4x0.033x10 = 1.32 mm GÓC XOAY LỚN NHẤT CHO PHÉP CỦA GỐI Góc xoay lớn cho phép gối tính sau s hri max L Hình VI.3 : Góc xoay lớn tg max 2 2x1.32 0.012rad L 220 max 0.012rad GÓC XOAY TÍNH TOÁN S TẠI TTGH SỬ DỤNG DO TĨNH TẢI CÓ XÉT ĐẾN TỪ BIẾN, HOẠT TẢI VÀ SAI SỐ CHO PHÉP s DC L un Trong đó: DC : Góc xoay độ vồng ( phản ánh độ võng tĩnh tải ) dầm liên tục, dấu âm, có xét đến từ biến L : Góc xoay độ võng hoạt tải un : Sai số cho phép, un 0.005 6.1 Góc xoay tức thời độ võng tĩnh tải Di tính toán( Hình … ) Di D1 D2 Trong đó: D1 : Góc xoay gối mố tĩnh tải Wl3s 27.25x106703 D1 0.0023rad 24EI 24x610x1012 D2 : Góc xoay gối mố mô men gối tĩnh tải D2 M D ls 378x106 x10670 0.0011rad 6EI 6x610x1012 Trong đó: ls : Chiều dài nhịp biên , l = 10670 (mm) EI = 610x1012 Nmm2 ; (EI: độ cứng dầm chủ) W = 27.25 N.mm MD= 378x106 Nmm Di D1 D2 0.0023 0.0011 0.0012rad W = 27.25 N/mm A B ls = 10670 D C ls = 10670 D C D1 ls MD D2 Di D C ls Hình VI Góc xoay tĩnh tải 6.2 Góc xoay tĩnh tải có xét đến từ biến Cùng với góc xoay tức thời tĩnh tải (Di ) có góc xoay lâu dài hiệu ứng từ biến, góc xoay cần quan tâm tính độ vồng Góc xoay từ biến, (DC ) DC Di Di 1 Di Trong đó: : Hệ số từ biến (xem tính kết cấu nhịp), = 2.47 DC 1 2.47 x0.0012 0.0042 rad 6.3 Góc xoay hoạt tải gối mố L L1 L2 L3 145 KN A B P1 = 145 KN 145 KN 35 KN D C ls = 10670 D C L1 b1=2012 a1=8658 P2 = 145 KN D C D C L L1 a2=6402 ML b2=4268 L3 D C ML = -236x10 N.mm Hình VI.5 Góc xoay hoạt tải Trong đó: L1 : Góc xoay độ võng hoạt tải P1 L2 : Góc xoay độ võng hoạt tải P2 L3 : Góc xoay độ võng mômen hoạt tải ML Áp dụng công thức tính L1 P1a1b1 145x103 x8568x2102 8568 2x2102 0.85x103 a1 2b1 12 6x610x10 x10670 6EIls L2 P2 a b 145x103 x4268x6402 a 2b 4268 2x6402 1.73x103 6EIls 6x610x1012 x10670 L3 M L ls 236x106 x10670 0.69x10 3 6EI 6x610x1012 Tổng góc xoay hoạt tải L mg Li 0.772 0.85 1.73 0.69 x103 0.0014 rad Trong đó: mg: Hệ số phân bố hoạt tải dầm biên (Bản tính kết cấu nhịp), m = 0.772 6.4 Góc xoay thiết kế TTGH sử dụng s DC L U 0.0042 0.0014 0.005 0.002rad = 0.0078rad s 0.0078rad (Khống chế) s 0.0078rad max 0.012rad TÍNH GỐI CHỊU LỰC NÉN VÀ GÓC XOAY Gối giả thiết để tránh lực nâng điểm gối ứng suất nén mép gối không vượt trị số giới hạn tổ hợp tải trọng góc xoay 7.1 Lực nâng Yêu cầu lực nâng gối cao su chữ nhật kiểm tra theo điều kiện sau: s up B 1GS n h ri Trong đó: s : Góc xoay thiết kế ; 1= 0.0078rad n: Số lớp cao su bên trong, n=3 (A 4.7.5.3.5.1) B : Chiều dài lớp cao su theo phương xoay B=220mm G: Môduyn cắt = GH : tính lực nhổ = 1.2 MPa = GL : tính lực cắt = 0.95 MPa up 0.0078 220 1.2x6.35x x 9.59MPa 10 up 9.59MPa s 5.14MPa Không đạt Do tiêu chuẩn lực nâng không đạt, kích thuớc gối cần phải thiết kế lại CHỌN LẠI • • • • • L = 240mm; W = 350 mm Số lớp cao su bên n=3 Chiều dầy lớp cao su hri = 15mm Tổng chiêù dày lớp cao su hrt =60mm Hệ số hình dạng S = 4.75 Tiếp tục tính có s V 339000 4.04MPa 11MPa Đạt LW 240x350 smax 1.66x0.95x4.75 7.49MPa s smax Đạt Ứng suất nén hoạt tải L = 2.95 MPa L max 0.66GL S 0.66x0.95x4.75 2.98MPa L L max Đạt Chuyển vị tức thời nén i h ri 1.98mm max=0.0165 rad > s = 0.0078 rad Vậy: góc xoay lớn cho phép > góc xoay thiết kế Đạt Lực nâng: up B 0.0078 240 1GS 1.2x4.75 3.79MPa 15 n h ri up s 4.04MPa Đạt Yêu cầu ứng suất nén gối chữ nhật phải thoả mãn điều kiện s c max cmax 3 B 1.875GS 1 0.2 n h ri (A 14.7.5.3.5-2) 0.0078 240 1.875x0.95x4.75 1 0.2 7.33 MPa 15 ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA GỐI CAO SU (A.14.7.5.3.6) Đối với gối di động s cr G 2AB Trong đó: 1.92xh rt 192X60 L 240 A 0.056 2L 2x240 S 1 4.75 W 350 B 2.67 2.67 0.0711 L 240 S S 2 1 4.75 4.75 4X350 4W cr (A.14.7.5.3.6-3) 0.95 15.81MPa s 4.04MPa Đạt 2x0.0656 0.0711 10 CỐT THÉP Cốt thép để chịu ứng suất kéo gối bị nén, chiều dầy thép hs chọn theo điều (A.14.7.5.3.7) Tại TTGH sử dụng hs 3h max s 2x15x2.95 0.54mm Fy 165 Tại TTGH mỏi hs 2h max L 2x15x2.95 0.54mm FTH 165 Trong đó: hmax : Giá trị lớn chiều dày lớp cao su, hri = 15mm Fy : Giới hạn chảy cốt thép, Fy = 345 MPa FTH : Giới hạn mỏi (tra bảng 6.6 AASHTO), FTH = 165 MPa Do chọn hs = 0.6mm 11 KẾT LUẬN Chiều cao gối cao su là: lớp x15mm = 45 mm lớp x 7.5mm = 15 mm lớp cốt thép x 0.6 mm = 2.4mm Cộng = 62.4mm Kích thước gối: LxWxh = 240x350x62.4 mm [...]... max min dọc cầu Hx max min My max 0 0 17.1564 min ngang cầu Hy max min Mx max min TTGHCD1 1 Tĩnh tải thân mố Áp lực đát ngang 2 EH 3 Hoạt tải thêm ngang Tổng TTGHCD2 1 Tĩnh tải thân mố 2 Áp lực đát ngang 3 Gió lên mố Tổng TTGHCD3 Tĩnh tải thân 1 mố Áp lực đát 2 ngang H.tải thêm 3 ngang 4 Gió lên mố Tổng 1.3 0.9 737.68 531.128 -12.353 0 0 0 0 1.5 3.5 0.9 3.5 1.3 1.5 1.4 0.9 737.68 531.128 17.1564 -12.353... tác dụng lên tường đỉnh (WS) : - Cường độ gió : PD = 0.0006 V2 Cd Với V = 49.05 m/s Cd = 1.8766 (kN/m2) => PD = 1.8766 kN/m2 Mô tả Mặt cắt C Cường độ gió (kN/m2) 1.8766 Diện tích (m) 1.7575 WS (kN) 3.298 M (kN.m) 3.2175 Tay đòn (m) 0.975 Bảng 1 Tải trọng đối với trọng tâm mặt cắt tường đỉnh Số TT 1 2 3 4 Tải trọng Tĩnh tải bản thân mố Áp lực đất nằm ngang H.tải chất thêm p.ngang Gió trên thân mố. .. Đạt MẶT CẮT TƯỜNG ĐỈNH 1 Tải trọng 1.1 Tĩnh tải (DC) : Do trọng lượng bản thân mố : Mô tả Mặt cắt C Vai kê Tổng Diện tích (m2) 1.7575 0.103 Chiều ngang mố (m) 13 11.8 Lực (kN) 560.335 29.8077 590.1427 Tay đòn (m) 0 -0.460455 My (kN.m) 0 -13.725 -13.725 1.2 áp lực đất theo phương ngang cầu (EH) : a áp lực đất chủ động sau mố : - Chiều cao H = 1.95 m - Chiều rộng W = 13 m - Trọng lượng đơn vị của đất... lực đất bị động trước mố : - Chiều cao đất trước mố H = 1.95 m - Chiều rộng W = 13m - Trọng lượng đơn vị đất g s 17.7 kN - Góc ma sát trong của đát m3 s 300 Hệ số áp lực đất : k k p tg 2 (450 ) 3 2 - Áp lực đất bị động theo phương ngang : Giả thiết rằng khi tính áp lực đát thì để đơn giản coi rằng mái đất nằm ngang và bỏ qua ma sát giữa thân tường và đất đắp trước mố (thoả mãn các giả... trọng TT I 1 2 3 4 5 Hệ số Tải trọng TTGH sử dụng Tĩnh tải trụ DC Tĩnh tải nhịp DC Lớp phủ DW Đất trên móng EV V ( KN) 1 1 1 1 1 6952.766 2230.651 464.0625 2274.88 101.682 6 7 8 áp lực đất nằm ngang H.tải chât thêm p.đứng H.tải chât thêm p.ngang Hoạt tải trên nhịp LL +PL 1 1 1 9 Lực hãm BR 1 10 11 12 13 14 Gió trên kết cấu WS Gió trên xe WL Gió trên thân mố Gió thẳng đứng WS Do nhiệt độ UT Cộng 0.3... = 11.8 m + Mô men theo phương ngang cầu : Mx = 282.05 kN.m 3.1.13 Tải trọng gió thẳng đứng - Pv Coi rằng gió thẳng đứng hướng lên, đặt lệch tâm theo phương ngang cầu một khoảng cách bằng 1/4 bề rộng mặt cầu : Chiều rộng mặt cầu B = 13 m Diện tích mặt cầu Av = 429 m2 - Tải trọng gió hướng lên : Pv = 0.00045 V2 Av Pv = 232.23 kN 13 3.25 m 4 - Độ lệch tâm theo phương ngang cầu e = - Mô men ngang... ngang : EH = 0.5 ka gs H2 W EH = 0.5 0.333 17.658 1.952 13 EH = 145.48 (kN) - Mô men theo phương ngang cầu do áp lực đất nằm ngang tác dụng tại mặt cắt I-I : M = EH 0.4H M = 145.48 0.4 1.95 = 113.474 (kN.m) 1.3 áp lực đất trên mố do hoạt tải phụ thêm (EL) : - Chiều cao lớp đất tương đương được lấy từ bảng 3.11.6.2.1 Với H 1.5 m => heq = 1.7 m H=3m => heq = 1.2 m Vậy H = 1.95... cầu mỗi bên : 6 cái Thay số vào ta được : 1000 0.143 0.00495 = 84.7044 kN 0.05 Độ lệch tâm e = 8.3 m Mô men dọc cầu My = 84.7044 8.3 = 703.047 kN.m UT = Hv = 6 - 3.1.15 Tải trọng gió tác dụng lên thân mố - WS - - Cường độ gió : PD = 0.0006 V2 Cd Với V = 49.05 m/s Cd = 1.8766 (kN/m2) Chỉ xét gió theo phương ngang cầu : Mô tả A B C Tổng Cường độ gió (kN/m2) 1.8766 1.8766 1.8766 Diện tích (m)... 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Tĩnh tải bản thân mố Tĩnh tải KCN phần trên Tĩnh tải Lớp phủ mặt cầu Áp lực đất thẳng đứng Áp lực đất nằm ngang H.tải chất thêm thẳng đứng H.tải chất thêm p.ngang Xe 3 trục + làn + người Lực hãm xe Gió trên kết cấu ngang cầu Gió trên kết cấu dọc cầu Gió trên hoạt tải ngang Gió trên hoạt tải dọc cầu Gió trên thân mố Gió thẳng dứng Thay đổi nhiệt độ Áp lực thuỷ động... 737.68 531.128 998.78 911.487 914.097 850.816 1.319 1.319 1.2863 1.2863 Bảng 3 Tổ hợp tải trọng tại mặt cắt tường đỉnh ở TTGHSD : STT Tổ hợp tải trọng 1 2 3 4 TTGHSD Tĩnh tải thân mố Áp lực đát ngang Hoạt tải thêm ngang Gió lên mố Tổng Hệ số 1 1 2 0.3 N (kN) Hx (kN) My (kN.m) 145.48 578.19 -13.7251 113.474 563.734 590.14 590.14 723.67 663.484 Hy (kN) Mx (kN.m) 0.9894 0.9894 0.9647 0.9647 Bảng 4 Kết quả ... tải thân mố Áp lực đát ngang EH Hoạt tải thêm ngang Tổng TTGHCD2 Tĩnh tải thân mố Áp lực đát ngang Gió lên mố Tổng TTGHCD3 Tĩnh tải thân mố Áp lực đát ngang H.tải thêm ngang Gió lên mố Tổng 1.3... tim gối đến mép tường mố = 0.605 m - Chiều dài đặt gối = 0.97 m - Chiều dài mố theo phương ngang = 13 m D E C B A Mô tả Diện tích Chiều ngang Lực Cánh tay MM dọc cầu m mố (m) kN đòn (m) kN.m... 1049.398 kN.m 3.1.9 Lực ly tâm - CE Do cầu thẳng nên CE = 3.1.10 Tải trọng nước - WA Vì mố thiết kế mố vùi nên WA = 3.1.11 Tải trọng gió lên kết cấu phần - WS - Tốc độ gió thiết kế : V = VB