Bản tính ván khuôn trụ cầu

Sử dụng các giả thiết tính toán để sơ đồ hoá và xác định các tải trọng tác dụng lên hệ đà giáo..  TảI trọng gió tiêu chuẩn qcH = 80 kG/m2 thuyết minh tính toán ván khuôn thi công trụ T9

I Tiêu chuẩn thiết kế

- Quy trình thiết kế công trình và thiết bị phụ trợ thi công cầu 22-TCN-200-89

- Quy trình thi công và nghiệm thu dầm cầu BTCT DƯL 22TCN-247-98

- Tiêu chuẩn thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN18-79

II Vật liệu

ứng suất cắt cho phép Rc = 0.65R0 = 1235(kG/cm2) ứng suất cắt cho phép của đ-ờng hàn

[ ]hc = 0.6R0 = 1140(kG/cm2)

Bu lông neo sử dụng thép S45C

C-ờng độ chảy dẻo qui định R0 = 3500 (kG/cm2) Khi chịu cắt [R]dc = 0.65R0 = 2275(kG/cm2)

Khi chịu ép mặt [R]de.m = 1.42R0 = 4970(kG/cm2)

Bu lông neo chịu kéo Rk =0.6R0= 2100(kG/cm2)

III Giả thiết tính toán

Sử dụng các giả thiết tính toán để sơ đồ hoá và xác định các tải trọng tác dụng lên hệ đà giáo

IV Hệ số tảI trọng Hệ số v-ợt tải (Bảng 13-2.23-Ch-ơng II-TCVN-22TCN-200-89)

V TảI trọng tính toán

V.1 TảI trọng thẳng đứng.

 TảI trọng thi công :

- Ng-ời + dụng cụ thi công qng = 250 (kG/m2)

 TảI trọng tiêu chuẩn hệ kết cấu.

V.2 TảI trọng ngang.

 áp lực ngang bê tông

 TảI trọng gió tiêu chuẩn

qcH = 80 (kG/m2)

thuyết minh tính toán ván khuôn thi công trụ T9

Công trình: cầu pá uôn - sơn la

phần a: Dữ liệu và tiêu chuẩn tính toán áp dụng

i Thanh tăng đơ chống.

Các modul ván khuôn đ-ợc bố trí 2 cặp tăng đơ chống

Tăng đơ chống có tác dụng giữ ổn định hệ ván khuôn và điều chỉnh hệ ván khuôn

Trong giai đoạn lắp đặt hệ ván khuôn, tăng đơ chống chịu tác dụng của áp lực gió và tải trọng bản thân hệ ván khuôn

Kiểm toán trong tr-ờng hợp bất lợi thanh chống chịu đồng thời tải trọng gió và tải trọng ván khuôn

TảI trọng gió tiêu chuẩn qcH = 80 (kG/m2)

Tải trọng bản thân modul ván khuôn 3000x4750

Pvk = 2093.52 (kG) Tổng tải trọng tác dụng

Pgió + Pvk = 3233.52 (kG)

Thanh đơ chống là thép ống D90/80

F = 13.35 (cm²)

J = 242.00 (cm4)

r = sqrt(J/F) = 4.26 (cm) Sơ đồ thanh chịu nén hai đầu chốt

Chiều dài tăng đơ d-ới Ld = 1.12 (m)

=Ld/r = 26.31

C-ờng độ cho phép-CT3 R0 = 1900 (kG/cm2) Lực cho phép của thanh

tăng đơ trên [N1] = F*R0 = 17501.85 (kG)

tăng đơ d-ới [N2] = F*R0 = 22321.2 (kG) lớn hơn so với Pgió +Pvk

Nhận xét.

Các modul ván khuôn đ-ợc bố trí 2 cặp tăng đơ chống nên sức chịu tải của các thanh tăng đơ chống lớn hơn rất nhiều

so với tải trọng gió và tải trọng bản thân ván khuôn.Vậy tăng đơ đảm bảo ổn định cho hệ ván khuôn trong thời gian thi công.

II Kiểm toán khung tr-ợt.

 Các modul ván khuôn đều có hai khung công son tr-ợt, chịu toàn bộ tải trọng ván khuôn+lan can+ sàn công tác+ tăng đơ chống và tải trọng gió tác dụng vào bề mặt ván khuôn truyền xuống thông qua thanh chống.

 Kiểm toán cho 1 khung, nên tải trọng tính toán đ-ợc chia đều cho 2 khung.

phần b: tính toán cho giai đoạn Lắp đặt

II.1 Đặc tr-ng hình học.

23.84 18.72 376.29 75.26

44.94 35.28 1785.07 223.13

II.2 Tải trọng tác dụng.

truyền cho 1 thanh chống

Pc =0.5*(Pgio/cos720)= 1840.95 (kG)

Diện tích chắn gió của khung và sàn

F = 2*4.57m = 9.14 (m2)

Lực gió tác dụng lên khung

Pgk = 146.24 (kG)

Tải trọng tập trung tiêu chuẩn P s ,P vk tác dụng lên 1 khung( tính cho modul 3000x4750).

Tải trọng nẹp ngang nẹp đứng 523.39 (kG) Tải trọng sàn công tác 1+ lan can1 137.47 (kG) Tải trọng ng-ời và thiết bị trên sàn 1 525.00 (kG) (thống kê trong bảng khối l-ợng) Tính cho 1 khung Pvk = 1639.69 (kG)

Tải trọng thanh treo+sàn công tác 3 248.23 (kG) Tải trọng ng-ời và thiết bị trên sàn 3 525.00 (kG)

Tính cho 1 khung Ps = 193.31 (kG)

Tải trọng phân bố tiêu chuẩn q kc trên khung rộng L = 1.8 (m)

Tải trọng bản thân hệ khung 695.40 (kG) Tải trọng sàn 2 + lan can2+ tăng đơ 214.89 (kG) Tải trọng ng-ời và thiết bị 1350 (kG)

Phân bố đều trên 1 khung qkc = 6.28(kG/cm)

Tải trọng tính toán nhân với với hệ số n =1.25

Vật liệu 2U100x50x5/7.5 2U160x65x6.5/10

II.3 KÕt qu¶ néi lùc.

II.3.1 KiÓm to¸n thanh ngang 2U160x65.

kiÓm to¸n thanh theo ®iÒu kiÖn kÐo uèn

Nmax = 4689.12 (kG) Mmax = 146512.29 (kG.cm)

760.95 (kG/cm2)

max max max

c

II.3.2 Kiểm toán thanh xiên 2U100x50.

kiểm toán thanh theo điều kiện nén uốn

Mmax = 26357.79 (kG.cm)

Nmax = 5296.46 (kG) Thanh 2 đầu ngàm

Bán kính quán tính rmin =sqrt(J/F) = 3.97 (cm)

610.38 (kG/cm2)

II.3.3 Kiểm toán đ-ờng hàn.

Kiểm toán mối hàn chịu bất lợi tại liên kết thanh xiên 2U100x50,L =2400

ứng suất cắt cho phép đ-ờng hàn [ ]hc = 0.6R0 = 1140 (kG/cm2)

C-ờng độ đ-ờng hàn cho phép

[N]=0.7*L*h*[ ]hc = 15321.6 (kG)

max

II.3.4 Kiểm toán thanh đứng 2U100x50.

kiểm toán thanh theo điều kiện nén uốn

Mmax = 45760.83 (kG.cm)

Nmax = 4111.71 (kG) Thanh 2 đầu ngàm

Ltt = 83 (cm) Bán kính quán tính rmin =sqrt(J/F) = 3.97 (cm)

Tra bảng tính đ-ợc hệ số ổn định:

804.04 (kG/cm2)

II.3.5 Kiểm toán bu lông neo.

a Kiểm toán theo khả năng vừa chịu kéo vừa chịu lực cắt

Khả năng chịu lực của bu lông theo điều kiện chịu cắt

Công thức tính toán [ Nd]c = m2*nc* *d2*Rdc/4

Trong đó :

Đ-ờng kính thực của bu lông d = 2.7 (cm)

Số mặt cắt chịu cắt của bu lông nc = 1

Hệ số điều kiện làm việc m2 = 0.9 C-ờng độ chịu cắt tính toán Rdc = 0.65R0 = 2275 (kG/cm2)

[ Nd]c = 11723.07 (kG)

Khả năng chịu lực của bu lông điều kiện chịu ép mặt.

Công thức tính toán

Trong đó :

c-ờng độ chịu ép mặt tính toán Rdem =1.42R0 = 4970 (kG/cm2)

[ Nd]em = 14492.52 (kG)

Kiểm toán theo khả năng chịu kéo của ren bu lông.

Kiểm toán ren bu lông FM27 = 4.27 (cm2) 5.72265 Lực kéo đứt cho phép Rk*FM27 = 8967.00 (kG)

Hợp lực

N = sqrt(Q2max + H2max) = 7877.00 (kG)

[ Nd]min = 11723.07 (kG) => Đạt

d Kiểm toán theo khả năng chịu dính bám

Diện tích dính bám D32 Fd32 = 301.44 (cm2) Bản neo D120x8+s-ờn FD100x8 = 149.04 (cm2) Lực dính bám đvị bt M60 fd = 12.5 (kG/cm2) Lực dính bám cho phép

Hcf =fd(Fd32+fd)= 5631.00 (kG)

em

N =m R d.

max

Trong giai đoạn đổ bê tông cần kiểm toán c-ờng độ ván khuôn, hệ nẹp và

bu lông xuyên tâm giằng ngang, chịu áp lực ngang bê tông.

I Tính toán ván khuôn thân trụ

Thân trụ đ-ợc chia làm các đốt để đổ bêtông Tính toán cho đợt đổ cao H = 4.75 (m)

I.1 TảI trọng tính toán. ( Phụ lục A- tiêu chuẩn kỹ thuật giao thông đ-ờng bộ-Tập III)

- Bê tông đ-ợc đổ liên tục đến chiều cao H = 4.75 (m)

-Khi bơm bê tông thì áp lực ngang tiêu chuẩn của bê tông tác dụng lên ván khuôn tính theo công thức:

Tải trọng xung kích khi đổ bê tông Pxk = 0.040(kG/cm2)

áp lực ngang tiêu chuẩn bê tông Pmax= 0.215(kG/cm2)

I.2 Kiểm toán bản mặt ván khuôn.

I.2.1 sơ đồ.

Bản đ-ợc tính nh- bản ngàm 4 cạnh với kích th-ớc axb

I.2.2 Ván khuôn thép CT3.

I.2.3 tảI trọng tác dụng.

áp lực ngang bê tông

TảI trọng tiêu chuẩn Pmax= 0.215(kG/cm2)

` TảI trọng tính toán n*Pmax= 0.269(kG/cm2)

I.2.4.Nội lực.

Mômen lớn nhất tại trong tâm tấm a x b tác dụng lên bản mặt ván khuôn:

MMax = Pmax.a2

.n

Trong đó

 : Hệ số tra bảng phụ thuộc vào tỉ lệ kích th-ớc 2 cạnh (a:b=1.25)

0.067

ứng suất lớn nhất:

max = M max/W = 18.16(kG/cm2)

C-ờng độ cho phép Ru = 2000 (kG/cm2) => Đạt

phần c: tính toán cho giai đoạn đổ bê tông.

max

P = bt R Pxk

I.2.5 Độ võng giữa bản.

Trong đó

 E: Môđun đàn hồi của thép : Hệ số tra bảng phụ thuộc vào tỉ lệ kích th-ớc 2 cạnh (a:b=1.25)

I.3 Kiểm toán các s-ờn tăng c-ờng.

I.3.1 Tính toán s-ờn ngang.

a Sơ đồ tính.

Tính theo sơ đồ dầm giản đơn với chiều dài nhịp tính toán =a

Wx = 8.53 (cm3)

Jx = 34.13 (cm4

)

a TảI trọng tác dụng.

q1tt = n.b.Pmax = 11.02(kG/cm)

q1tc = b.Pmax = 8.82(kG/cm)

b Nội lực.

Mômen lớn nhất tác dụng lên s-ờn ngang:

2754.69 (kG.cm)

ứng suất lớn nhất:

max = Mmax/W = 322.81 (kG/cm2)

C-ờng độ cho phép Ru = 1900 (kG/cm2) => Đạt

c Độ võng.

Trong đó:

 E: Môdun đàn hồi của thép

 Jx: Mômen quán tính của s-ờn ngang

II Tính toán hệ nẹp.

II.1 Sơ đồ bố trí

Thanh xuyên tâm là thép D25 tạo ren bu lông M22 bố trí theo ph-ơng dọc cầu hàng ngang 6 thanh,hàng đứng 5 thanh

Thanh chéo góc D32 tạo ren bu lông M30 tăng khả năng khoá góc

4 max 3

P

f = E

a

tt 2 1 max

M

8

tc 4 1 x

q a

f = 128EJ

Đặc tr-ng hình học nẹp ngang.

23.84 18.72 372.74 74.55

II.2 TảI trọng tác dụng.

- áp lực ngang bê tông

- Biểu đồ áp lực quy đổi từ hình thang sang hình chữ nhật với P = Ptđ

F: Diện tích biểu đồ hình thang

F = 1/2R.(Pmax+Pxk)+(H-R).Pmax = 96.00 (cm2) TảI trọng tiêu chuẩn Ptd = F/H = 0.20 (kG/cm2)

Nẹp ngang 1&1'

Không tính đến chịu tải của hàng xuyên tâm trên cùng

áp lực ngang tiêu chuẩn tác dụng

qn1 =Ptd*(95/2+127/2)= 22.43 (kG/cm)

Nẹp ngang 2&2'

áp lực ngang tiêu chuẩn tác dụng

qn2 =Ptd*(127/2+120/2)= 24.96 (kG/cm)

Nẹp ngang 3&3'

áp lực ngang tiêu chuẩn tác dụng

qn3 =Ptd*(120/2+110/2)= 23.24 (kG/cm)

Nẹp ngang 4&4'

áp lực ngang tiêu chuẩn tác dụng

qn4 =Ptd*(110/2+23)= 15.76 (kG/cm)

TảI trọng tính toán đ-ợc nhân với hệ số tảI trọng n = 1.25

Kiểm toán thanh nẹp 2&2' chịu bất lợi nhất

2U100x50x5/7.5 Vật liệu

II.3 Sơ đồ tính.

II.4 Kết quả nội lực.

 Momen trong hệ khung

 Lực dọc trong hệ khung

 Độ võng hệ khung

 Nội lực max trong thanh xuyên tâm

Nmax = 3582.14 (kG) Tiết diện của thanh xuyên tâm M 22 F = 2.81(cm2

) max = N max/F = 1274.78 (kG/cm2) C-ờng độ chịu kéo của bu lông thanh

Rk = 2100 (kG/cm2

 Nội lực max trong thanh khoá góc

N = 5374.82 (kG) Tiết diện của thanh xuyên tâm M 30 F = 5.19(cm2)

max = N max/F = 1035.61 (kG/cm2)

Rk = 2100 (kG/cm2

 Momen max trong nẹp 2

max = Mmax/W = 936.90 (kG/cm2)

C-ờng độ cho phép Ru = 2000 (kG/cm2) => Đạt

 Độ võng max nẹp 2

f max = 0.06 (cm)

Hà nội, ngày tháng năm 2008

Đặng Quốc Huy