ĐỒ án cầu BTCT dư ứng lực, Công trình cầu Hợp Châu, Trường ĐH công nghệ GTVT

ĐỒ án cầu BTCT dư ứng lực, Công trình cầu Hợp Châu, Trường ĐH công nghệ GTVT ĐỒ án cầu BTCT dư ứng lực, Công trình cầu Hợp Châu, Trường ĐH công nghệ GTVT ĐỒ án cầu BTCT dư ứng lực, Công trình cầu Hợp Châu, Trường ĐH công nghệ GTVT ĐỒ án cầu BTCT dư ứng lực, Công trình cầu Hợp Châu, Trường ĐH công nghệ GTVT ĐỒ án cầu BTCT dư ứng lực, Công trình cầu Hợp Châu, Trường ĐH công nghệ GTVT ĐỒ án cầu BTCT dư ứng lực, Công trình cầu Hợp Châu, Trường ĐH công nghệ GTVT

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC MỤC LỤC MỤC LỤC .1 PHẦN I LỜI MỞ ĐẦU PHẦN II: THIẾT KẾ CƠ SỞ Chương I.NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1.Giới thiệu công trình Quy trình quy phạm sử dụng Mục tiêu dự án Sự cần thiết phải đầu tư 4.1 Điều kiện tự nhiên 4.2 Điều kiện địa chất 4.3 Điều kiện thủy văn Quy mô-kỹ thuật- Cấp hạng công trình cầu 5.1 Vị trí cầu, quy mô, khổ cầu, tĩnh không thông thuyền 6Các số liệu thiết kế 6.1Các kích thước 6.2Lựa chọn kích thước dầm chủ dầm ngang 6.3Các đặt trưng vật liệu 6.4 Các kích thước mặt cắt ngang 6.4 Tải trọng thiết kế 6.5 hệ số điều chỉnh tải trọng Chương II TÍNH LAN CAN TAY VỊN .10 1.Lựa chọn kích thước bố trí thép lan can .10 Xác định khả chịu lực tường lan can .11 2.1 Khả chịu lực dầm đỉnh Mb 11 2.2 Khả chịu lực tường quanh trục thẳng đứng MwH .11 2.3 Khả chịu lực tường theo trục nằm ngang Mc 12 Xác định khả chịu lực cột lan can 13 3.1 Cột lan can Pp .13 3.2 Thanh lan can MR 14 Tổ hợp va xe 14 4.1 Va xe vị trí tường .14 4.1.1 Vị trí va cột 15 4.1.2 Vị tri va lan can 16 4.2 Va đầu tường 16 4.3 Va xe khe giãn nở nhiệt .17 4.4 Kiểm tra chống truợt lan can .17 Chứng minh công thức sử dụng phần tính lan can .17 Chương III TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU .19 Chọn lớp phủ mặt cầu: 19 Tính toán hẫng 20 2.1Số liệu tính toán 20 SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC 2.2Xác định nội lực .20 2.2.2Tổ hợp tải trọng 23 2.3Thiết kế cốt thép .24 2.4Kiểm tra vết nứt 25 3.Tính toán loại dầm 26 3.1 Số liệu tính toán .26 3.2 Xác định nội lực tĩnh tải 26 3.3 Nội lực hoạt tải .27 3.4 Nội lực có xét đến tính liên tục bản: 28 3.5 Thiết kế cốt thép: 29 3.6 Kiểm tra nứt : .30 Chương IV TÍNH TOÁN DẦM NGANG 30 Số liệu tính toán 30 Xác định nội lực tĩnh tải tác dụng lên dầm phụ : 31 2.1 Xác định lưc tác dụng 31 2.2 Xác định momen 31 2.3 Xác định giá trị lực cắt .31 Xác định nội lực hoạt tải gây ra: 32 3.1 Hoạt tải qui từ sàn lân cận dầm phụ: 32 3.1.1 Xe trục ( Truck ) .32 3.1.2 Xe trục (Tandom) 32 3.1.3 Tải trọng làn: .33 3.2 Xác định Momen hoạt tải tác dụng lên dầm phụ : .33 3.2.1 Tổ hợp 1: xe Truck + tải trọng 33 3.2.2 Tổ hợp 2: xe Tandom trải trọng (Lnae) 34 3.3 Xác định lực cắt hoạt tải tác dụng lên dầm phụ 34 3.3.1Tổ hợp : Xe Truck tải trọng 34 3.3.2 Tổ hợp : xe Tandom tải trọng .35 4.Thiết kế cốt thép .35 4.1 Thép dọc chịu Momen 35 4.2 Thép đai chịu lực cắt .37 4.2.1 Số liệu tính toán : .37 4.2.2 Tính bước cốt dai S 37 4.2.2.1 Xác định dv 37 4.2.2.2 Xác định ứng suất mặt cắt trung bình .38 4.2.2.3 Giả sử θ = 400 38 4.2.2.4 Xác định giá trị θ 38 4.2.2.5 Xác định Vc .39 4.2.2.6 Bước cốt đai 39 4.2.2.7 Kiểm tra điều kiện cấu tạo: 39 4.2.2.8 Kiểm tra thép dọc 40 Kiểm tra vết nứt .40 Chương V : TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH DƯL 42 1Lựa chọn kích thước hình học dầm 42 2Tính toán hệ số phân bố ngang 43 SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC 2.1 Hệ số phân bố ngang momen dầm 43 2.1.1Một xe .43 2.1.2Hai xe 44 2.2 Hệ số phân bố lực cắt dầm .44 2.3 Hệ số phân bố momen dới với dầm 45 2.4 Hệ số phân bố lực cắt cho dầm bên 46 3Xác định nội lực 46 3.1 Đối với dầm 46 3.1.1 Tải trọng tác dụng 46 3.1.2 Nội lực mặt cắt .47 3.3 Tổ hợp nội lực mặt cắt theo trạng thái giới hạn 55 3.3.1 Trạng thái giới hạn cường độ .55 4.Lựa chọn số lượng cáp bố trí cáp 56 Tính toán mát ứng suất .63 5.1 Mất mát ứng suất tức thời .63 5.2Mất mát ứng suất theo thời gian 66 5.2.1Mất mát ứng suất co ngót .66 5.2.2Mắt mát ứng suất từ biến 66 5.2.3Mất mát ứng suất chùng nhão giai đoạn khai khác 66 5.3Bảng tổng hợp mát ứng suất 66 6.Tính toán giai đoạn truyền lực căng .67 6.1Tại mặt cắt gối .67 6.2Tại mặt cắt nhịp 67 7.Tính toán chịu nén trạng thái giới hạn sử dụng 68 7.1Kiểm tra mặt cắt nhịp 68 7.1.1Ứng suất thớ tiết diện .68 7.1.2Ứng suất thớ tiết diện 69 8.Tính toán chịu uốn trạng thái giới hạn cường độ 70 8.1Xác định momen kháng uốn danh định tiết diện dầm: 70 8.2Kiểm tra hàm lượng cốt thép : max 71 8.3Kiểm tra hàm lượng cốt thép 71 8.4Chọn cốt thép thường 72 8.5Thiết kế lực cắt 72 8.6 Mặt cắt gối .73 8.6.1Xác định dv 73 8.6.2Tìm ứng suất cắt trung bình 73 8.6.3Tính εx không kể cốt thép thường chịu lực .73 8.6.4Kể bêtông chịu nén 74 8.6.5Tính khoảng cách thép đai 75 8.6.6Kiểm tra cốt thép dọc 76 9.Mặt cắt tiết diện thay đổi .76 9.1Xác định dv .76 9.2Tính ứng suất cắt trung bình 76 9.3Xác định εx .76 9.4Nội suy : θ 77 SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC 9.5Xác định khả chịu cắt bê tông 78 9.6Kiểm tra cốt đai theo điều kiện cấu tạo .78 9.6.1Kiểm tra cốt thép dọc 78 Phầm III BẢN VẼ .79 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC THEO TIÊU CHUẨN 22TCN-272-05 PHẦN I LỜI MỞ ĐẦU Trong mục tiêu phát triển đến năm 2050, nước ta trở thành nước công nghiệp Do đó, nhu cầu xây dựng sở hạ tầng đặc biệt phát triển mạng lưới giao thong vận tải trở nên cấp thiết hết nhằm phục vụ cho phát triển nhanh tróng bền vững đất nước Sau thời gian học tập môn Thiết kế cầu trường Đại Học Công Nghệ GTVT, em giao nhiệm vụ thực đồ án thiết kế môn học(TKMH) là: “ THIẾT KẾ CẦU BTCTDƯL-DỰ ÁN CẦU HỢP CHÂU hướng dẫn thầy giáo Phạm Ngọc Trường Tuy đồ án TKMH hoàn thành song thân em tự nhận thấy đồ án TKMH có nhiều thiếu sót chưa chịu đầu tư khoảng thời gian thích hợp để tìm hiểu quy trình 22TCN 272-05, nghiên sâu vấn đề đồ án TKMH Em mong đóng góp ý kiến quý giá thầy cô trình chấm đồ án TKMH này, để từ em rút học để phục vụ trình làm đồ án tốt nghiệp tới Em xin cảm ơn! Kết cấu đồ án em gồm phần: - Phần 1: Mở đầu - Phần 2:Thiết kế kỹ thuật - Phần 3:Thiết kế SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC Vĩnh Yên, ngày 05 tháng 05 năm 2014 SINH VIÊN THỰC HIỆN TRẦN CAO CƯỜNG PHẦN II: THIẾT KẾ CƠ SỞ Chương I.NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1.Giới thiệu công trình Cầu Hợp Châu thuộc xã Hợp Châu, Huyện Tam Đảo, Tỉnh Vính Phúc, ciều dài toàn cầu 41.1m cầu gồm nhịp dẫm chữ I dài 33m khổ cầu 10.5+2.2=14.5m cầu gồm đầm I khoảng cách dầm 2.4m xe(tổng cộng xe), khổ cầu 10.5+2*2=14.5 m, tốc độ thiết kế 60Km/h.Tại nút giao thông tuyến đường, quan sát hàng ngày cho thấy dòng xe có nhiều chuyển động khác với lưu lượng lớn Xuất phát từ thực tế đó, em giao nhiệm vụ thực đồ án là: “ THIẾT KẾ CẦU BTCTDƯL- DỰ ÁN CẦU HỢP CHÂU Đây hội tốt để em củng cố, trau dồi kiến thức lý thuyết thiết kế cầu, thực hành lực chuyên môn, biết kiến thức lý thuyết thành lực thực tế, giúp em làm quen với công việc thiết kế đảm bảo yêu cầu kế hoạch đào tạo trường phục vụ thiết thực cho công việc thiết kế sau Quy trình quy phạm sử dụng Trong trình làm đồ án em sử dụng quy trình: - Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05 - Tiêu chuẩn thiết kế đường TCVN-4054-2005 SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC Mục tiêu dự án Nhằm khắc phục tình trạng ùn tắc giao thông tuyến đường, tạo điều kiện cho phương tiện giao thông lưu thông vũng thuận lợi, góp phần vào việc phát triển kinh tế cho vùng miền, đặc biệt kinh tế vận tải du lịch Sự cần thiết phải đầu tư Cùng với phát triển ngày cao kinh tế quốc dân, đô thị lớn ta, người phương tiện giao thong nút giao cắt ngã ba, ngã tư, đặc biệt vào cao điểm trở nên tải thường xuyên ùn tắc kéo dài Vì để giả vấn đề , biện pháp hiệu xây dựng cầu vượt điểm giao cắt lớn 4.1 Điều kiện tự nhiên Vĩnh Phúc có địa hình có hướng thấp dần từ đông sang tây bắc Khí hậu toàn tỉnh chia thành hai tiểu vùng Vùng phía tây bắc có khí hậu nắng nóng, khô hanh mùa khô, vùng phía đông phía nam có khí hậu mát mẻ, ôn hòa Thời tiết chia thành mùa rõ rệt mùa mưa mùa khô Mùa mưa thường tháng đến tháng 10 kèm theo gió tây nam thịnh hành Mùa khô từ tháng 11 đến tháng năm sau, mùa độ ẩm giảm, gió đong bắc thổi mạnh, bốc lớn, gây khô hạn nghiệm trọng.lượng mưa trung bình toàn tỉnh đạt từ 1600-1800mm 4.2 Điều kiện địa chất Địa tầng lớp vị trí xây dựng cầu gồm lớp sau: + Lớp 1: Sét pha, màu xám nâu, dăm sạm , xám dẻo ,dẻo mền + Lớp 2: sét pha lẫn sạm nâu , vàng trạng thái dẻo cứng + Lớp 3: cát pha trạng thái xám vàng nâu trạng thái dẻo + Lớp 4: sỏi sạm cát vàng sáng trắng trạng thái rời rạc + Lớp 5: sét pha sám vàng sám trắng sám nghi lẫn sạn trạng thái chặt + Lớp 5a: sét pha sám vàng sám vàng trạng thái chặt 4.3 Điều kiện thủy văn Quy mô-kỹ thuật- Cấp hạng công trình cầu 5.1 Vị trí cầu, quy mô, khổ cầu, tĩnh không thông thuyền • Chọn vị trí xây dựng cầu Việc lựa chọn vị trí xây dựng cầu cần đáp ứng yêu cầu sau đây: - Phù hợp với quy hoạch phát triển giao thông khu vực, tác động đến môi trường dân sinh xã hội - Thuận lợi cho hoạt động giao thông SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC - Thỏa mãn tiêu chuẩn yếu tố hình học tuyến cầu -Thỏa mãn yêu cầu thủy văn, thủy lực - thuận lợi cho thi công tổ chức thi công - có giá thành xây lắp hợp lý Đối với cầu nhỏ(L100m), vị trí tuyến đường phụ thuộc vào vị trí cầu, yêu cầu người thiết kế phải có tầm nhìn tổng quát mặt kỹ thuật, quy hoạch kinh tế chọn vị trí cầu Vị trí cần đáp ứng yêu cầu sau: + phù hợp với yêu cầu chung mặt tuyến quy hoạch chung dự án khu vực + Vị trí cầu vuông góc không vuông góc với dòng chảy( sai lệch bình đồ không ) Việc lựa chọn ảnh hưởng tới chiều dài cầu nhằm đảm bảo đọ thoát nước, tính toán xói lở Nên đặt đoạn sông thẳng để tránh xói lở đoạn hẹp( cần lưu ý vấn đề xói lở thắt hẹp dòng chảy) + trắc dọc cầu phải đảm bảo êm thuận theo toàn tuyến, bố trí đường cong đứng, cong nằm theo quy định + Cầu phải đặt long sông có dòng sông ổn định, nơi có nước chảy đều, không xoáy, bị bồi lắng, nằm cách vị trí giao sông tối thiểu 1,5 lần chiều dài nhịp thoát nước cầu +Vị trí kết cấu nhịp phải đặt trùng với trục dòng chảy, sở cần tính đến khả biến đổi long song trình khai thác + Phải đảm bảo trục dòng chảy song song với nhau( lệch không ) trụ thiết kế cho hướng dòng chảy hướng vào phía nhịp thoát nước Không để trụ cầu hướng dòng chảy làm xói lở mố cầu • Quy mô khổ cầu - Xây dựng cầu vĩnh cửu - Vận tốc thiết kế : v=60Km/h - Cấp sông : cấp V - Độ dốc dọc cầu: Độ dốc dọc lớn 2% - Độ dốc ngang cầu: Dốc ngang mái 2% 6Các số liệu thiết kế Cầu Hợp Châu thuộc xã Hợp Châu, Huyện Tam Đảo, Tỉnh Vính Phúc, ciều dài toàn cầu 41.1m cầu gồm nhịp dẫm chữ I dài 33m khổ cầu 10.5+2.2=14.5m cầu gồm đầm I khoảng cách dầm 2.4m 6.1Các kích thước Hình khích thước mặt cắt cầu SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC 2% 2% Chiều dài nhịp tính toán L=32.5 m Chiều dài toàn dầm Ld=33 m Khổ cầu B= 10.5+2*2 m 6.2Lựa chọn kích thước dầm chủ dầm ngang Hình mặt cắt ngang dầm chủ 850 325 301 140 3x245=735200 120 200 890 325 147 100 127 650 250 200 1650 110 80 100 650 - Tổng chiều cao dầm 1650 mm Chiều cao dầm ngang 1075 mm Bề dày dầm ngang 200mm 6.3Các đặt trưng vật liệu Lan can bê tông sử dụng M300 Cường độ f´c = 30 MPA Trọng lượng riêng SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC Thép dần sử dụng loại CT3 có Cường độ Trọng lượng riêng Modun đàn hồi Es= 200 GPa 6.4 Các kích thước mặt cắt ngang Khoảng cách dần chủ S=2400 mm Chiều dài đoạn hẫng SK= 1250 mm Số lượng dầm chủ Nb= dầm Bề dày bê tông ts= 200 mm Bê tông aspham dày 50 mm dùng mui luyện với độ dốc 2% dày trung bình hDW=79 mm Trọng lượng riêng 6.4 Tải trọng thiết kế Tải trọng xe HL 93 Tải trọng người PL = 0.003 MPa 6.5 hệ số điều chỉnh tải trọng Hệ số điều chỉnh tải trọng dùng cho trạng thái giới hạn cường độ trạng thái giới hạn đặc biệt Hệ số dẻo kết cấu thong thường Hệ số dư thừa cho phận thong thường Hệ số quan trọng cầu quan trọng Hệ số điều chỉnh SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC Chương II TÍNH LAN CAN TAY VỊN 1.Lựa chọn kích thước bố trí thép lan can Lựa chọn bố trí thép hình vẽ: Chọn lớp bảo vệ cốt thép là: 30(mm) Sử dụng thép AII có: fy = 280(MPa) Sử dụng bêtông cấp 30 MPa có: fc’ = 30(MPa) SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG 10 LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC f cgp = − M DC1 Pi Pie − e + e A I0 I0 Với: M DC1 = 2060731563 ( N.mm ) e = d ps − y0 = 1291 − 77,84 = 513,16 pi = f pi A ps f pi = f pj − ∆f pES − ∆f pF − ∆f pA f pj = 1358 ( Mpa ) Ta giả thuyết biến dạng co giản đàn hồi dầm mặt cắt ta tính mặt cắt dầm Lặp lần 1: Lấy fpi = 0,7.fpu = 0,7.1835 = 1284,5 (MPa) ⇒ pi = f pi A pS = 1284,5.5505,5 = 7071814, 75(1Mpa) ⇒ f cgp = − 7071814, 75 7071814, 75 2060731563 − 513,162 + 513,16 11 521660, 68 1,33.10 1,33.1011 = -19,61 (Mpa) 8,51.109 ⇒ đạt Ta có bảng tổng hợp tính toán trạng thái giới hạn cường độ mặt cắt sau: Giá trị Gối Tiết diện thay đổi L/4 L/2 hf qui đổi 200 400 400 400 bf qui đổi 1181,27 890,63 890,63 890,63 bw 600 225 225 225 dps 863,62 983,15 1246,9 1291 c 320,71 242,18 258,8 261,09 a 221,29 167,1 178,57 180,15 fps 1644,2 1708,44 1728,36 1731,09 9 Mn 6,87.10 8,46.10 1,1.10 1,15.109 c/dps 0,37 0,25 0,21 0,2 fr 4,45 4,45 4,45 4,45 9 M 4,49.10 4,35.10 6,08.10 2,57.109 Mcr 4,49.109 5,41.109 7,72.109 6,81.109 Dựa vào bảng ta kiểm tra mặt cắt đạt 8.4Chọn cốt thép thường Lượng cốt thép dọc cốt thép thường lựa chọn sau: 0,15 As = 0,9.b.h 100 Với b = 600mm bề rộng bầu dầm h = 1700 chiều cao dầm liên hợp 0,15 ⇒ As = 0,9.600.1700 = 1377 ( mm ) 100 Chọn 8φ16 với diện tích As = 1608,5(mm2) 8.5Thiết kế lực cắt Nhận xét: Trong dầm bêtông cốt thép dự ứng lực ta có hai phần lực cắt Một ngoại lực tác dụng bao gồm tĩnh tải giai đoạn 1, giai đoạn 2, hoạt tải lực cắt đ cáp dự ứng lực tạo có xu chống lại lực cắt Với giá trị lực cắt ngoại lực ta dã tổng hợp phần Bảng tống hợp giá trị lực cắt cáp dự ừng lực: Vị trí Mặt cắt gối Mặt cắt thay đổi Mặt cắt L/4 Mặt cắt L/2 Bó 24050,8 24002,56 0 Bó 75521,63 75370,15 14304,36 Bó 24050,8 24002,56 0 Bó 79484,74 79325,3 44938,24 Bó 89277,81 89098,73 63639,85 SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG 72 LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC Vp 292385,78 291799,3 122882,44 8.6 Mặt cắt gối 8.6.1Xác định dv Ở ta không kể cốt thép thường tham gia vào chịu lực cắt Vì kể cốt thép thường vào chiều cao vùng nén thay đổi không giống với trạng thái giới hạn cường độ mà ta tính dv = dps – 0,5a = 863,62 -0,5.211,3 =757,97 (mm) So sánh với : 0,9.dps = 0,9 863,62 = 777,26 (mm) Và 0,72h = 0,72.1700 = 1224 (mm) chọn : dv = 1224 (mm) 8.6.2Tìm ứng suất cắt trung bình Vu − Vp V − φv Vp φv v= = u b w d v φv b w d v = 1294367,83 − 0,9.292385, 78 0,9.600.1224 = 1,56 ( N / mm ) ⇒ v 1,56 = = 0, 03 < 0, 25 ⇒ Tiết diện hợp lý để chịu lực cắt f c' 50 8.6.3Tính ε x không kể cốt thép thường chịu lực Giả sử θ = 400 εx = V  Mu 0,5.N u + + 0,5  u − Vp ÷.cot gθ − A ps f po φf d v φα  φv  A s E s + E p A ps Mu = Nu = Vu = 124367,83 (N) φv = 0,9 Vp = 292385,78 (N) Aps = 5505,5 (mm2) Ep = 180.103 (Mpa) As = bỏ qua cốt thép thường tham gia chịu lực SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG 73 LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC f po = f pf + f pc Ep Ec E c = 0, 043.γ1,5 f c' = 0, 043.24501,5 50 = 36872,5 ( Mpa ) fpf = 1000,31 (Mpa) f pc = f pf A ps Ac + f pf A ps e Ic e = dps –ytc Ở ta dùng ytc dầm làm việc giai đoạn dầm làm việc liên hợp với mặt cầu ⇒ e = 929,1 – 587,82 =341,28 (mm) ⇒ f pc = 1000,31.5505,5 1000,31.5505,5.501,562 + 1141030,52 3.1011 = 9,44 (MPa) ⇒ f po = 1000,31 + 9, 44 180.103 = 1046,39 ( MPa ) 36872,5  1294367,83  + + 0,5  − 292385, 78 ÷.cot g40 − 5505,5.1046,39 0,9   ⇒ εx = 180.10 5505,5 = -5.10-3 Vậy εx < chứng tỏ bêtông chịu nén nên phải kể tham gia chịu nén bêtông 8.6.4Kể bêtông chịu nén Fε = As E s + E p A ps As E s + E p A ps + E c A c 1700 200 = 510000 mm 2 + 180.103.5505,5 ⇒ Fε = = 0, 05 + 180.103.5505,5 + 36872,5.510000 ( với A c = ) ε x = −5.10−3.0, 05 = −0, 25.10−3 Do εx < -0,2.10-3 nên ta lấy εx = -0,2.10-3 Và tỉ số v = 0, 03 < 0, 05 f c' ⇒θ =270 Lặp lần với θ = 270 SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG 74 LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC ⇒ εx = -3.10-4 chọn εx = -0,002 ⇒ θ = 270 với giá trị trước nên chọn θ = 270 Với v = 0, 03 εx = -0,002 ta có β = 6,78 f c' Xác định khả chịu cắt bê tông Vc = 0, 083.β f c' b w d v = 0, 083.6, 78 50.600.1224 = 2922304, 43 ( N ) Khả chịu cắt thép đai Vs = = Vu − Vc − Vp φ 1294367,83 − 2922304, 43 − 292385, 78 0,9 = −1776503, 73 ( N ) 8.6.5Tính khoảng cách thép đai Chọn thép đai thép AI có cưoờng độ chảy fy = 240(MPa) Dùng thép đai nhánh φ12 ⇒ Av = 2.π.122 = 226,19 mm ( ) Do Vs < nên không kể cốt đai tham gia chịu cắt mà lực cắt toàn bêtông chịu hết Vậy cốt đai ta đặt cốt đai theo điều kiện cấu tạo sau: Kiểm tra cốt đai theo cấu tạo Ta có: V 1294367,83 = = 0, 04 < 0,1 f b w d v 50.600.1224 ' c A v f vy  226,19.240 = = 154,16 ( mm )  ' ⇒ S ≤  0, 083 f c b w 0, 083 50.600   ( 0,8.d v ,300 ) = ( 0,8.1224, 600 ) = 600 ( mm ) ⇒ S ≤ 154,16 ( mm ) Vậy chọn S = 150 mm Do cốt đai đặt theo cấu tạo nên không tính lại khả chịu lực cốt đai SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG 75 LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC 8.6.6Kiểm tra cốt thép dọc  Mu 0,5N u  Vu + + − 0,5Vs − Vf ÷.cot gθ φf d v φα  φv   1294367,83  ⇔ 1164,19.5505,5 ≥ + +  − 0,5.0 − 292385, 78 ÷.cot g27 0,9   A ps f ps ≥ ⇔ 9052088, 05 ≥ 2248760, 49 Vậy cốt dọc đủ khả chịu lực 9.Mặt cắt tiết diện thay đổi 9.1Xác định dv Tương tự mặt cắt đầu dầm d v = d ps − a 166, 41 = 886, 67 ( mm ) = 969,87 − So sánh với 0,9dps = 0,9.969,87 = 872,88 (mm) 0,72.h = 0,72.1700 = 1224 (mm) chọn dv = 1224 (mm) 9.2Tính ứng suất cắt trung bình v= Vu − φv Vp φ.b w d v 1152865,92 − 0,9.291863, 49 0,9.225.1224 = 3,59 v 3,59 ⇒ ' = = 0, 07 fc 50 = 9.3Xác định ε x Giả sử θ = 300 V  Mu 0,5N u + + 0,5  u − Vp ÷cot gθ − A ps f po φ d φα  φv  εx = f v E s A s + E p A s f po = f ps − f pc Ep Ec f pf = 998,53 ( MPa ) f pc = f pf A ps Ac SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG 76 + f pf A ps e Ic LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC Với e= dps -ytc +hf = 969,87 -529,19 +200 = 640,98 (mm) ⇒ f pc = 998,53.5505,5 9998,53.5505,5.707, 412 + = 15, 24 ( MPa ) 784780,52 2, 74.1011 ⇒ f po = 998,53 + 15, 24 180.103 = 1072,93 ( MPa ) 36872,5 239414209  1152865,92  + + 0,5  − 291863, 49 ÷.cot g300 − 5505,5.1072,93 1.1224 0,9   ⇒ εx = 180.10 5505,5 = -0,003 ⇒ chịu nén Kể tham gia bê tông chịu lực Fε = E s As + E p A ps E s As + E p A ps + E c A c 1700 200 + ( 600 − 225 ) 350 = 322500 mm 2 180.103.5505,5 ⇒ Fε = = 0, 08 180.103.5505,5 + 36872,5.322500 ( Ac = ) ⇒ ε x = −0, 003.0, 08 = −2, 4.10 −4 < −0, 2.10 −3 ⇒ ε x = −0, 2.10−3 9.4Nội suy : θ với εx = -0,2.10-3 v = 0, 075 ⇒ θ = 27 f c' v = 0,1 ⇒ θ = 23,50 f c' ⇒ v 0,1 − 0, 07 = 0, 07 ⇒ θ = 23,50 + ( 27 − 23,5 ) ' fc 0,1 − 0, 075 = 27,70 Lặp lần với θ = 27,70 ⇒ εx = -2,4.10-4 < -0,2.10-3 ⇒ εx = -0,2.10-3 ⇒ θ = 27,70 Xác định giá trị β với εx = -0,2.10-3 SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG 77 LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC v = 0, 075 ⇒ β = 6, 78 f c' v = 0,1 ⇒ β = 6,5 f c' v 0,1 − 0, 07 = 0, 07 ⇒ β = 6,5 + ( 6, 78 − 6,5 ) ' fc 0,1 − 0, 075 = 6,84 9.5Xác định khả chịu cắt bê tông Vc = 0, 083.β f c' b w d v = 0, 083.6,84 50.200.1260 = 11055, 6207 ( N ) Khả chịu cắt thép đai là: Vs = Vu 1152865,92 − Vc − Vp = − 1105562, 07 − 291863, 49 φ 0,9 = -116463,43 (N) Do Vs[...]... trượt 5 Chứng minh công thức sử dụng trong phần tính lan can Công thức chứng minh ở đây chỉ dành cho phần cột và thanh lan can ở đầu tường: Gọi: Khoảng cách giữa hai cột là: L Số cột tham gia chịu lực là : n Ta có hình vẽ bên: n 1 δ 2 xi θ Lt Ft nL ∗ Ta có công của ngoại lực: SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG 17 LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC Lt    nL − 2 ÷  W = Ft δ  nL ∗ Công của... can Pp Ta có Pp = Mp Y Với: Y = 200 (mm): chiều cao của cột lan can Mp = φ.S.fy: là momen kháng uốn tại mặt cắt ngàm vào tường lan can S:momen kháng uốn của tiết diện quanh trục x-x Momen quán tính của tiết diện: x x J = Jbụng + 2Jcánh SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG 13 LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC 120.43  4.1723 + 2 + 120.4.(90 − 2) 2  = 9131669,33(mm 4 ) =  12  12  J 9131669,33... lượng: U =W SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG 18 LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC U=W L   δ  n.L − t ÷ n + 1 δ.M R 2 ⇔ P.δ + = Ft  2 n.L n.L  ( n + 1) M R  n.L ⇔ Ft =  PP +  2 n.L  n.L + L t  2 2.M R + n ( n + 1) PP L ⇔ Ft = 2.n.L − L t Chương III TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU 1 Chọn lớp phủ mặt cầu: Có hai phương pháp tạo độ dốc ngang cầu là làm lớp mui luyện hay dùng phương pháp nâng... 1,125.10-3 SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG 19 LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC Lớp phủ bêtông asphalt dày 50mm Lớp phòng nước dày 50mm Bản mặt cầu dày 200mm Vậy ta có chiều dày của lớp phủ là 300 (mm) và trọng lượng phân bố đều với cường độ 1.43.10-3 (N/mm2 ) 2 Tính toán bản hẫng 2.1Số liệu tính toán Phần bản hẫng Shẫng = 1250 (mm) Bản mặt cầu dày 200 (mm) Lớp phủ phân bố đều p = 2,76.10-3... 3.Tính toán bản loại dầm 3.1 Số liệu tính toán Khoảng cách giữa hai dầm chính: S = 2400 (mm) Bề dày bản mặt cầu: hf = 200 (mm) Trọng lượng riêng của bê tông: γc = 0,245.10-4 (N/mm3) Cường độ bê tông: fc’ = 30 (MPa) Cường độ cốt thép: fy = 280 (MPa) 3.2 Xác định nội lực do tĩnh tải Cắt 1 m theo phương dọc cầu ta có trọng lượng lớp phủ mặt cầu: SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG 26 LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ... 1  S − 1 ÷ 4  2    111,54.650  650   = 1 1.1, 2.(1 + 0, 25)  2400 − ÷ 4 2     = 41461509,38 ( N.mm ) SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG 27 LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC Trường hợp 2 : Hai bánh xe đặt lên trên bản mặt cầu Thì ta có cường độ phân bố của hoạt tải là: P 145.103 p = '' = = 78,38 ( N / mm ) b1 1200 + 1200 Do b1”= b1 +1200 = 2400 (mm) Do đó hoạt tải phân bố... sử dụng: M sLL = 1.1.1.1, 25 78,38.24002 8 = 41914929,69 (N) 3.4 Nội lực có xét đến tính liên tục của bản: Do nội lực ở trường hợp 2 lớn hơn nên dùng giá trị nội lực ở trường hợp 1 nên ta dùng hoạt tải ở trường hợp 2 để thiết kế Ta có bề rộng ảnh hưởng của vệt bánh xe theo phương dọc cầu: SW+ = 660+0,55.S= 660+0,55.2400= 1677,5 (mm) SW- = 1220+0,25.S= 1220+0,25.2400= 1682,5 (mm) Ta có cách qui đổi momen... thép chịu momen dư ng: fsa = 348,12 f s = 121,3 ( MPa ) <  0, 6f y = 168 Vậy tiết diện đảm bảo chống nứt Chương IV TÍNH TOÁN DẦM NGANG 1 Số liệu tính toán Khoảng cách dầm chủ: S = l2 = 2400 (mm) SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG 30 LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC Khoảng cách dầm ngang: l1 = 6850 (mm) Lớp phủ phân bố đều với cường độ p = 1,43.10-3 (N/mm2) Bản mặt cầu dày: hf = 200... SVTH:TRẦN CAO CƯỜNG 16 LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC 4.3 Va xe tại khe giãn nở vì nhiệt Khi va xe tại khe giãn nở vì nhiệt thì cũng giống trường hợp va xe tại đầu tường nhưng lực Ft phân bố cho hai bên tường Do đó mỗi bên tường chỉ chịu một nửa lực Ft nên chắc chắn chịu được va xe 4.4 Kiểm tra chống truợt của lan can Lực cắt do va xe truyền xuống ứng với lan can cấp L3 là: T... CƯỜNG 12 LỚP 62DCCD01 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC Khi tiết diện thay đổi ta chọn tiết diện lớn nhất ở ngàm để xác định khả năng chịu lực Thép ở đây dùng thép Ф14 bố trí với a = 200 theo phương dọc cầu Phương pháp tính tương tự như MwH Cắt 1 mm theo phương dọc cầu ta có 5 thanh nên diện tích thép trên 1mm dài là: 5.π.82 AS = = 0, 77 mm 2 1000 ( ) Ta có bảng tổng hợp sau: Chiều Diện