Chương 2: THIẾT KẾ THÁP CẦU

 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường Khoa xây dựng cầu THIẾT KẾ THÁP CẦU Chương 2: Thiết kế cột tháp: 1.1 Các số liệu tính tốn: - Tính tốn thiết kế tháp phương án cầu dây văng - Khổ cầu: K = 2.75+3X3.5+1.5+3X3.5+2.75 =28 m - Hoạt tải thiết kế: HL-93 đồn người KN/m2 - Tháp cầu có cấu tạo hình vẽ: CÁÚ U TẢ O THẠP CÁƯ U , TL 1/200 2350 400 1655 340 4030 340 340 50 1158 220 300 1885 1885 1400 500 218 150 900 4610  Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường Khoa xây dựng cầu 1.2 Mơ hình tính tốn: - Để tính tốn nội lực tháp em sử dụng chương trình MiDas/Civil Các bước mơ hình hóa kết cấu xem phần thiết kế sơ Sơ đồ mơ hình hóa kết cấu 1.3 Tải trọng tác dụng : 1.3.1 Tỉnh tải: - Tỉnh tải giai đoạn 1: DC Trọng lượng thân kết cấu nhịp, tháp cầu khai báo cho chương trình tự tính - Tỉnh tải giai đoạn 2: DW Tỉnh tải giai đoạn gồm trọng lượng lớp mặt cầu, lan can tay vịn, đá vỉa Theo kết tính tốn phần sơ ta có: DW = 46.65 (KN/m) 1.3.3 Hoạt tải: - Hoạt tải HL- 93 đồn người khai báo phần tính tốn sơ 1.3.4 Tải trọng gió: - TTGH CĐI: khơng xét gió cầu - TTGH CĐII: xét gió V > 25 (m/s), lấy theo số liệu Các vùng tính gió Việt Nam TCVN 2737- 1995 - TTGH CĐIII TTGH Sử Dụng: xét gió V = 25 (m/s) - Tốc độ gió thiết kế: Tốc độ gió thiết kế V xác định theo cơng thức: V = VB.S Trong đó: Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường  Khoa xây dựng cầu VB: Tốc độ gió giật giây với chu kỳ xuất 100 năm thích hợp với vùng tính gió vị trí cầu nghiên cứu S: Hệ số điều chỉnh khu đất chịu gió độ cao mặt cầu theo quy định Theo tài liệu ta có giá trị VB = 35.6 (m/s) S = 1,09 → V = 35,6.1,09 = 38.804 (m/s) -Tải trọng gió PD : Tải trọng gió phải lấy theo phương tác dụng nằm ngang đặt trọng tâm phần diện tích thích hợp, tính theo cơng thức sau: PD = 0,0006.V2.At.Cd ≥ 1,8.At (KN) Trong đó: V: tốc độ gió thiết kế At: diện tích kết cấu hay cấu kiện phải tính tải trọng gió (m2) • Với gió tác dụng theo phương ngang cầu: At = 212.79(m2) • Với gió tác dụng theo phương dọc cầu: At = 435.41 (m2) Cd: hệ số cản, với tháp cầu lấy Cd = 1.0 - Các trường hợp tải trọng gió dùng để tính tốn nội lực tháp: + TWS25: tải trọng gió tác dụng theo phương ngang cầu với tốc độ gió thiết kế 25 (m/s) → PTWS25 = 0,0006.252.212.79 = 79.80 (KN) Tính tải trọng phân bố đều: PTWS25 = 1.43(KN/m) + TWS35.6: tải trọng gió tác dụng theo phương ngang cầu với tốc độ gió V B = 35.6 (m/s) → tốc độ gió thiết kế V = 35,6.1,09 = 38.804 (m/s) PTWS35.6= 0,0006.38,8042.212,79 = 192.25 (KN) Tính tải trọng phân bố đều: PTWS35.6 = 3.44 (KN/m) + LWS25 : tải trọng gió tác dụng theo phương dọc cầu với tốc độ gió thiết kế 25 (m/s) PLWS25 = 0,0006.252.435,41 = 163.28 (KN) Tính tải trọng phân bố đều:PLWS45 = 0.97 (KN/m) + LWS35.6: tải trọng gió tác dụng theo phương dọc cầu với tốc độ gió VB = 35.6 (m/s) → Tốc độ gió thiết kế V = 38,804 (m/s) PLWS35.6= 0,0006.38.8042.435,41 = 393.37 (KN) Tính tải trọng phân bố đều: PLWS45 = 2.34 (KN/m) Sơ đồ tác dụng tải trọng gió theo phương dọc phương ngang cầu v=25m/s: Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường  Khoa xây dựng cầu Sơ đồ tác dụng tải trọng gió theo phương dọc phương ngang cầu v=35.6m/s: Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường  Khoa xây dựng cầu 1.3.5 Áp lực dòng chảy: 1.3.5.1 Theo chiều dọc: Áp lực dòng chảy tác dụng theo chiều dọc kết cấu phần phải xác định theo cơng thức: p = 5,14.10-4.CD.V2 Trong đó: + p: áp lực dòng chảy + CD: hệ số cản trụ, CD = 1,4 + V: vận tốc lũ thiết kế tính cho lũ thiết kế xói trạng thái giới hạn cường độ, V = 2.6(m/s) p = 5,14.10-4.1,4.32 = 0,0065 (Mpa) Lực cản dọc tính tích áp lực dòng chảy dọc nhân với diện tích mặt hứng tháp: WA = p.A.cos φ Trong đó: A : diện tích kết cấu chịu tải trọng nước Chiều cao chân tháp ngập nước lũ tháp 1: 4.85 (m) → A = 4.4,85 = 19.4 (m2) φ : góc nghiêng dòng chảy với trục dọc trụ, φ = Thay số ta được: WA1 = 6,5 19,4 = 126.1(KN) Chiều cao chân tháp ngập nước lũ tháp 2: 12.87 (m) → A = 4.12,87 = 51.48 (m2) φ : góc nghiêng dòng chảy với trục dọc trụ, φ = Thay số ta được: WA2 = 6,5 51.48 = 334.62(KN) Sơ đồ tác dụng hình vẽ: Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường  Khoa xây dựng cầu 1.3.5.2 Theo chiều ngang: Do dòng chảy theo hướng vng góc với đường tim cầu nên bỏ qua 1.3.6 Tải trọng va thuyền: CV Tàu thiết kế cho khổ cầu thơng thuyền theo tiêu chuẩn sơng cấp III: LOẠI TẢI TRỌNG DWT Vận tốc va thiết kế: Tàu tự hành(T) 300 • Tàu tự hành: V = 2,5 + Vs = 2,8 (m/s) • Xà lan kéo: V = 1,6 + Vs = 1,9 (m/s) Lực va tàu tự hành với trụ: PS = 1,2x105 V DWT = 58.197 T Lực va xà lan với trụ: Năng lượng va tàu: KE = 500 CHMV2 = 75810 J KE = lượng va tàu M = lượng rẽ nước tàu = 40 Mg CH = hệ số khối lượng thủy động học =1,05 V = vận tốc va tàu (m/s) Chiều dài hư hỏng mũi xà lan: a B = 3100( + 1,3x10 −7 KE − 1) = 15.24 mm Xà lan kéo(T) 400  Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường Khoa xây dựng cầu Lực va xà lan với trụ: PB = 6,0.104 aB aB < 100mm PB = 6,0.106 + 1600 aB aB ≥ 100mm PB = 914,4 KN Kết luận: Trên sở so sánh lực va tàu tự hành với lực va xà lan, chọn lực va thuyền sau: Theo phương vng góc tim cầu: P=100%PS = 58.197 T cao độ mực nước 593,7 m Theo phương song song tim cầu: P=50%PS = 29.10 T cao độ mực nước 593,7 m Sơ đồ tác dụng tải trọng hình vẽ: 1.4 Các trường hợp tải trọng khai báo chương trình: Trường hợp tải DC DW TademLan TruckLan Người TWS25 TWS35.6 LWS25 LWS35.6 TCV LCV WA Mơ tả Tỉnh tải GĐ1 Tỉnh tải GĐ2 Hoạt tải xe trục + Làn Hoạt tải xe tải + Làn Hoạt tải người Gió phương ngang cầu V = 25 (m/s) Gió phương ngang cầu V = 35.6 (m/s) Gió phương ngang cầu V = 25 (m/s) Gió phương ngang cầu V = 35.6 (m/s) Va tàu theo phương ngang Va tàu theo phương dọc Áp lực dòng chảy Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường  Khoa xây dựng cầu 1.5 Tổ hợp tải trọng thiết kế tháp cầu: Stt Tên tổ hợp Trường hợp tải CĐI-1 CĐI-2 CĐI-3 CĐI-4 CĐII-1 Stt Tên tổ Hệ số tải DC DW TademLan Nguoi WA DC DW TademLan Nguoi WA DC DW TruckLan Nguoi WA DC DW TruckLan Nguoi WA DC DW WA trọng 1,25 1,5 1,75 1,75 0,9 0,65 1,75 1,75 1,25 1,5 1,75 1,75 0,9 0,65 1,75 1,75 1,25 1,5 LWS35.6 1,4 Trường hợp Hệ số tải Ghi Tỉnh tải GĐ1 Tỉnh tải GĐ2 Hoạt tải xe trục + Hoạt tải nguời Áp lực dòng chảy Tỉnh tải GĐ1 Tỉnh tải GĐ2 Hoạt tải xe trục + Hoạt tải nguời Áp lực dòng chảy Tỉnh tải GĐ1 Tỉnh tải GĐ2 Hoạt tải xe tải + Hoạt tải nguời Áp lực dòng chảy Tỉnh tải GĐ1 Tỉnh tải GĐ2 Hoạt tải xe tải + Hoạt tải nguời Áp lực dòng chảy Tỉnh tải GĐ1 Tỉnh tải GĐ2 Áp lực dòng chảy Gió theo phương dọc V=38.804(m/s) Ghi Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường hợp tải DC DW WA trọng 0,9 0,65 LWS35.6 1,4 DC DW WA 1,25 1,5 TWS35.6 1,4 DC DW WA 0,9 0,65 TWS35.6 1,4 DC DW TademLan Nguoi WA LWS25 DC DW TademLan Nguoi WA LWS25 1,25 1,5 1,35 1,35 0,4 0,9 0,65 1,35 1,35 0,4 Tên tổ Trường hợp Hệ số tải hợp tải DC DW TruckLan Nguoi WA LWS25 DC DW TruckLan Nguoi WA LWS25 trọng 1,25 1,5 1,35 1,35 0,4 0,9 0,65 1,35 1,35 0,4 CĐII-2 CĐII-3 CĐII-4 CĐIII-1 10 CĐIII-2 Stt  11 CĐIII-3 12 CĐIII-4 Khoa xây dựng cầu Tỉnh tải GĐ1 Tỉnh tải GĐ2 Áp lực dòng chảy Gió theo phương dọc V = 38.804 (m/s) Tỉnh tải GĐ1 Tỉnh tải GĐ2 Áp lực dòng chảy Gió theo phương ngang V = 38.804 (m/s) Tỉnh tải GĐ1 Tỉnh tải GĐ2 Áp lực dòng chảy Gió theo phương ngang V = 38.804 (m/s) Tỉnh tải GĐ1 Tỉnh tải GĐ2 Hoạt tải xe trục + Hoạt tải nguời Áp lực dòng chảy Gió dọc V = 25 (m/s) Tỉnh tải GĐ1 Tỉnh tải GĐ2 Hoạt tải xe trục + Hoạt tải nguời Áp lực dòng chảy Gió dọc V = 25 (m/s) Ghi Tỉnh tải GĐ1 Tỉnh tải GĐ2 Hoạt tải xe tải + Hoạt tải nguời Áp lực dòng chảy Gió dọc V = 25 (m/s) Tỉnh tải GĐ1 Tỉnh tải GĐ2 Hoạt tải xe tải + Hoạt tải nguời Áp lực dòng chảy Gió dọc V = 25 (m/s) Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường 13 CĐIII-5 14 CĐIII-6 Stt DC DW TademLan Nguoi WA TWS25 DC DW TademLan Nguoi WA TWS25  1,25 1,5 1,35 1,35 0,4 0,9 0,65 1,35 1,35 0,4 Tên tổ Trường hợp Hệ số tải hợp tải DC DW TruckLan Nguoi WA TWS25 DC DW TruckLan Nguoi WA TWS25 DC DW TademLan Nguoi WA LCV DC DW TademLan Nguoi WA trọng 1,25 1,5 1,35 1,35 0,4 0,9 0,65 1,35 1,35 0,4 1,25 1,5 0,5 0,5 1 0,9 0,65 0,5 0,5 15 CĐIII-7 16 CĐIII-8 17 ĐB -1 18 ĐB-2 Khoa xây dựng cầu Tỉnh tải GĐ1 Tỉnh tải GĐ2 Hoạt tải xe trục + Hoạt tải nguời Áp lực dòng chảy Gió ngang V = 25 (m/s) Tỉnh tải GĐ1 Tỉnh tải GĐ2 Hoạt tải xe trục + Hoạt tải nguời Áp lực dòng chảy Gió ngang V = 25 (m/s) Ghi Tỉnh tải GĐ1 Tỉnh tải GĐ2 Hoạt tải xe tải + Hoạt tải nguời Áp lực dòng chảy Gió ngang V = 25 (m/s) Tỉnh tải GĐ1 Tỉnh tải GĐ2 Hoạt tải xe tải + Hoạt tải nguời Áp lực dòng chảy Gió ngang V = 25 (m/s) Tỉnh tải GĐ1 Tỉnh tải GĐ2 Hoạt tải xe trục + Hoạt tải nguời Áp lực dòng chảy Va tàu theo phương dọc Tỉnh tải GĐ1 Tỉnh tải GĐ2 Hoạt tải xe trục + Hoạt tải nguời Áp lực dòng chảy Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường  Khoa xây dựng cầu Tính đặc trưng hình học tiết diện: Đại lượng Giá trị Đơn vị H m A 5.2 m2 I 9.03 m4 Yt m Yd m Wt 4.515 m3 Wd 4.515 m3 - Sử dụng thép cường độ cao cho tiết diện cột tháp theo tiêu chuẩn ASTM +Dùng thép dự ứng lực loại , thép có gờ , đường kính từ 15 -36 (mm), fpu =1035 (MPA) fpy = 80%fpu = 828 (MPA) - Cốt thép thường lấy theo ASTM - A615 có: + Cốt thép có đường kính d ≥ 10mm, giới hạn chảy: fy = 420Mpa + Cốt thép có đường kính d ≤ 10mm, giới hạn chảy: fy = 280Mpa + Mơđun đàn hồi : 200 000 Mpa - Cốt thép cường độ cao tính theo cơng thức tiêu chuẩn ACI 318-02 Hoa Kỳ: Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường  0,85 f c' bd As = − fy fy Trong đó: Khoa xây dựng cầu 2,89 f c' b d − 6,8 f c' b Mu φ + Mu: Mơmen ngoại lực tác dụng từ tổ hợp tính tốn (N.mm) + f’c: Cường độ chịu nén bêtơng dầm, f’c = 50 Mpa + fy: Giới hạn chảy, fy= 828MPA + φ : Hệ số sức kháng, φ = 0,95 + b: Bề rộng tiết diện, b= 3000 mm + d: Chiều cao làm việc mặt cắt + Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép ngồi chịu kéo a = 250 (mm) → Chiều cao làm việc tiết diện d = h – a Diện tích cốt thép tính tốn d fc (Mpa) fy (Mpa) Mu (N.mm) As (mm2) (mm) + Tiết diện Chịu M 50.00 1950 828 52.34x107 113.76 Chịu M50.00 1950 I-I 828 20291.55x107 47920.45 Tiết diện Chịu M+ 50.00 1950 828 14181.16x107 32585.96 Chịu M50.00 1950 II-II 828 17344.08x107 40410.55 Tiếtdiện Chịu M+ 50.00 1950 828 4293.77x107 9480.69 Chịu M50.00 1950 III_III 828 12225.03x107 27859.25 Vì tháp chủ yếu chịu nén theo phương dọc chịu uốn theo phương ngang nên ta bố trí thép phân bố tiết diện cho mơmen lớn Số lượng thép chọn sau: Tiết diệ I-I Tiết diệnII-II TiếtdiệnIII_III As (mm2) 47920.45 40410.55 27859.25 Chọn 156 Φ 20a150 156 Φ 20a150 90 Φ 20a260 As (chọn) 489.84 489.84 282.6 Tính cáp dự ớng lực cho dầm ngang: - Sử dụng cáp DƯL với đặc trưng sau: Loại Cáp DƯL Diện tích tao Diện tích bó 50 tao 15.24 mm 140mm2 7000 mm2 Giới hạn bền fpu 1860 Mpa Giới hạn chảy fpy Mơdun đàn hồi 1670 Mpa 197000 Mpa Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường  Khoa xây dựng cầu * Cơng thức tính tốn số bó cáp: - Với bó chịu mơmen âm: a'T N'T e'T h trủc trung ho yd yT Mmin + Ứng suất thớ trên:  N' N ' e' f tr =  T + T T Wtr  A ⇒ N 'T ≥  M  − ≥0  Wtr M max M A ⇒ nb ≥ (Wtr + A.eT )( f KT Abo )  Wtr  + eT    A  + Ứng suất thớ dưới:  N' N ' e' f d =  T − T T Wd  A N 'T ≤ M W   e'T − d A     - Bó chịu mơmen dương:(tiết diện nhịp)  M  + ≥0  Wd ⇒ n'b ≤ M A ( A.e'T −Wd )( f KT Abo )  Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường Khoa xây dựng cầu Mmax yT h trủc trung ho yd eT NT aT -Ứng suất thớ dưới: N N e f d =  T + T T Wd  A ⇒ NT ≥  M max  − ≥0  Wd M max M max A ⇒ nb ≥ (Wd + A.eT )( f KT Abo )  Wd  + eT    A  - Ứng suất thớ trên: N N e f tr =  T − T T Wtr  A ⇒ NT ≤ M max W   eT − tr A     ⇒ nb ≤  M max  + ≥0  Wtr M max A ( A.eT − Wtr )( f KT Abo ) Trong : + N'T: Lực căng bó cốt thép dự ứng lực chịu mơmen âm N'T =n'b fKT.Abó + NT: Lực căng bó cốt thép dự ứng lực chịu mơmen dương NT = nb.fKT.Abó + e'T, eT: Khoảng cách từ trục trung hồ đến trọng tâm cốt thép dự ứng lực + A: Diện tích tiết diện bêtơng + M: Mơmen tải trọng tác dụng gây tiết diện tính tốn + W: Mơmen kháng uốn tiết diện + n'b, nb : Số bó cốt thép cần tính + fKT: Ứng suất cho phép căng kéo cốt thép:fKT = 0,75.fpy=1252,5 Mpa + Abó: Diện tích bó cáp; fbó =1875 mm2  Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường Khoa xây dựng cầu Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm bó cáp đến thớ ngồi chịu kéo (nén) a T = 250 mm, a’T = 250 (mm) Tiết diện Thåï + M (max) (T.m) N (T) Số bó thép chịu momen âm tiết diện bất lợi Tiết diện I-I Tiết diện II-II Tiết diện III-III Trãn Dỉåïi Trãn Dỉåïi Trãn Dỉåïi -20291.55 -20291.55 -17344.08 -17344.08 -12225.03 -12225.03 1182.85 1182.85 -613.82 -613.82 -569.17 -569.17 W (m ) 4.515 4.515 4.515 4.515 4.515 4.515 A (m ) 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 5.2 e T (m) 1.85 1.85 1.85 1.85 1.85 1.85 f KT (T/mm ) 0.12525 0.12525 0.12525 0.12525 0.12525 0.12525 A bo (mm ) 7000 7000 7000 7000 7000 7000 Säú bọ n'b>= n'b= 65.03 15.7 17.9 4.33 Säú bọ chn 16 Dầm ngang Trãn Dỉåïi Dầm ngang Trãn Dỉåïi Số bó thép chịu mơmen âm: Tiết diện Thåï + M (max) (T.m) -26322.90 -26322.90 -861.47 -861.47  Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường Khoa xây dựng cầu N (T) 0.00 0.00 0.00 0.00 W (m ) 4.92 4.92 4.92 4.92 A (m ) 5.8 5.8 5.8 5.8 e T (m) 1.55 1.55 1.55 1.55 f KT (T/mm ) 0.12525 0.12525 0.12525 0.12525 A bo (mm ) 7000 7000 7000 7000 Säú bọ n'b>= n'b hf : Trục trung hòa qua sườn dầm  Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường Khoa xây dựng cầu + c < h f : Trục trung hòa qua cánh dầm c tính theo tiết diện hình chữ nhật với bw = b * Sức kháng uốn danh định: Lấy tổng momen nội lực với trọng tâm vùng nén sườn dầm:(Bỏ qua cốt thép thường) a a a hf M n = A ps f ps (d p − ) + A ps' f ps (d ' p − ) + 0,85 f ' c(b − bw ) β h f ( − ) 2 2 a = β.c: Chiều dày khối ứng suất tương đương Trường hợp trục trung hòa qua cánh lấy b = bw fps : Ứng suất trung bình cốt thép DƯL sức kháng uốn danh định (Mpa)  c  f ps = f pu 1 − k  d p    f py Trong đó: k = 21,04 − f pu  Tiết Diện Giữa nhịp Đầu dầm Đơn vị Aps 112000 84000 mm Tiết Diện k Giữa nhịp 0.28 Đầu dầm 0.28 A'ps 56000 84000 mm a 790.66 222.37 mm Tiết diện Giữa nhịp Đầu dầm fpu 1860.0 1860.0 MPA β1 0.69 0.69     f 'c 50.0 50.0 MPA hf 500.0 500.0 mm dp 3200 150.0 mm d'p 150.0 3116.67 mm C fps f'ps Mn 1145.89 1673.51 -2118.53 55991.87 320.95 mm 728.53 MPA 1778.40 MPA 44639.9 (T.m) Kết kiểm tốn theo Momen Mr ( T.m) Mtt (T.m) 53192.27 24356.02 42407.9 26322.90 Kết Luận Đạt Đạt Ghi chú: Tiết diện đầu dầm tiết diện vị trí tiếp giáp dầm ngang thân tháp  Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường Khoa xây dựng cầu 2.2.2 Kiểm tốn theo lực cắt: Nội lực tính tốn + Tại đầu dầm: Q = 3775.94 (T) , M = -26322.9 (T.m) , N = 5.95 (T) + Tại gối: Q = 3485(T), M = 24356.02 (T.m), N =5.95 (T) : tiết diện mép vách tăng cường vị trí đặt gối cầu Sức kháng cắt tính tốn xác định sau: Vr= ϕ.Vn Vn: Sức kháng cắt danh định ϕ : Hệ số sức kháng cắt, ϕ = 0,9 Sức kháng cắt danh định Vn phải xác định trị số nhỏ của: Vn = Vc + Vs + Vp Vn = 0,25.f’cbv.dv+ Vp Trong đó: Vc = 0,083.β f c′ bv dv Vs = bv = A v fy d v (cotgθ + cotgα)sinα s bề rộng bụng hữu hiệu lấy bề rộng bụng nhỏ chiều cao dv , bv = 1000 mm dv = Chiều cao chịu cắt có hiệu, lấy cự ly đo thẳng góc với trục trung hồ hợp lực kéo lực nén uốn, khơng cần lấy trị số lớn 0,9de 0,72h s = cự ly cốt thép đai (mm) β = hệ số khả bê tơng bị nứt chéo truyền lực kéo θ = góc nghiêng ứng suất nén chéo α = góc nghiêng cốt thép ngang trục dọc (độ) Av = diện tích cốt thép chịu cắt cự ly s (mm2) Vp = thành phần lực dự ứng lực hữu hiệu hướng lực cắt tác dụng, dương ngược chiều lực cắt (N) + Xác định Vp: Vp = Ast.fp ∑ sin α i i =1 Trong đó:  Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường Khoa xây dựng cầu Ast: Diện tích bó cáp fp: Ứng suất cáp α α i : góc lệch cáp i so với phương ngang Tiết Diện Đầu dầm Gối Astr fp (mm2) 7000 7000 (Mpa) 1252.5 1252.5 α Vp (N) 15 13 2135697.39 1972258.37 Ghi chú: Tiết diện gối tiết diện mép vách tăng cường vị trí đặt gối cầu + Xác định β θ: - Ứng suất cắt bê tơng phải xác định theo : v= Vu − ϕV p ϕbv d v - Ứng biến cốt thép phía chịu kéo uốn cấu kiện phải xác định theo: Mu + 0,5 N u + 0,5Vu cot θ − A ps f po dv εx = ≤ 0,002 E s As + E p A ps - Nếu giá trị εx, tính từ Phương trình âm giá trị tuyệt đối phải giảm cách nhân với hệ số Fε, tính : Fε = Es As + Ep A ps Ec A c + Es As + Ep A ps Trong : ϕ = hệ số sức kháng cắt quy định Ac = diện tích bê tơng phía chịu kéo uốn cấu kiện Aps = diện tích thép dự ứng lực phía chịu kéo uốn cấu kiện Nu = lực dọc trục tính tốn, lấy dương chịu nén (N) Vu = lực cắt tính tốn (N) As = diện tích cốt thép khơng dự ứng lực phía chịu kéo uốn cấu kiện Mu = mơ men tính tốn (N-mm) fpo = ứng suất thép dự ứng lực ứng suất bê tơng xung quanh 0,0 (MPa) Bỏ qua cốt thép thường chịu kéo As =  Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường Khoa xây dựng cầu Giả thiết θ = 30 → cotgθ = 1,732 Tiết Diện Đầu dầm Gối cầu bv dv Vp v (mm) (mm) (N) (N/mm2) 0.9 1000 2448 2135697.39 16.266 0.325 0.9 1000 2448 1972258.37 15.012 0.30 Vu (N) ϕ 37759400 34850000 v/fc Tiết Mu Nu Vu dv Aps Ep Diện Đầu (N.mm) (N) (N) (mm) (mm2) (Mpa) 26322.9x107 59500 37759400 2448 84000 200000 -0.0248 24356.02x107 59500 34850000 2448 84000 200000 -0.0254 dầm Gối cầu εx Các mặt cắt có εx < nên giá trị tuyệt đối phải lấy sau: ε’x = εx Fε Ac = 18000000 (mm2) Ec = 0,043 γ c1,5 f c' = 0,043.24001,5.500,5 = 35749 (Mpa) Fε = 0,027 Tiết Diện Đầu dầm Gối cầu ε’x 0.00068 0.00069 Căn vào v/fc ε’x tra hình 5.8.3.4.2-1 ta có Tiết Diện θ β Đầu dầm 28 4.75 Gối cầu 27 4.75 Giá trị θ tính gần xác với giả thiết nên chọn để tính tốn: Chọn cốt đai chịu cắt φ14 a100 (tại đầu dầm), s = 100 mm bố trí thành lớp (xem chi tiết vẽ) Diện tích φ14 : 154 mm2 Diện tích cốt thép chịu cắt cự ly s Av = 6160 (mm2)  Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường Khoa xây dựng cầu Kết kểm tốn lực cắt thể bảng sau: s Av bv dv (mm) (mm2) (mm) (mm) Đầu dầm 100 18480 1000 2448 3.75 Gối cầu 100 18480 1000 2448 3.75 Tiết Diện Tiết Diện Vs Vc (KN) 268703.69 (KN) 268703.69 Vp Vn Vu (KN) (KN) 271009.76 (KN) Đầu dầm 2135.697 Gối cầu 1972.258 Tiết diện Đầu dầm Gối cầu β 270846.324 Vr 243908.79 243761.69 170.375 170.375 37759.4 34850.0 Vu 37759.4 34850.0 kết luận Đạt Đạt 2.2 Kiểm tốn ứng suất: (TTGH sử dụng) + Điều kiện kiểm tra: Tại tiết diện : - Ứng suất nén bê tơng [...]... dựng cầu Kết quả kểm tốn lực cắt thể hiện ở bảng sau: s Av bv dv (mm) (mm2) (mm) (mm) Đầu dầm 100 18480 1000 2448 3.75 Gối cầu 100 18480 1000 2448 3.75 Tiết Diện Tiết Diện Vs Vc (KN) 268703.69 (KN) 1 268703.69 1 Vp Vn Vu (KN) (KN) 271009.76 (KN) Đầu dầm 2135.697 Gối cầu 1972.258 Tiết diện Đầu dầm Gối cầu β 3 270846.324 Vr 243908.79 243761.69 170.375 170.375 37759.4 34850.0 Vu 37759.4 34850.0 kết luận... Thớ trên: + Thớ dưới: - Kết quả ứng suất trong dầm do cộng tác dụng của tải trọng cáp dự ứng lực và tổ hợp tải trọng ở trạng thái giới hạn sử dụng : + Thớ trên: + Thớ duới: Ghi chú: Đơn vị ứng suất Mpa Kết luận: Dựa vào kết quả ứng suất trong dầm có thể kết luận ứng suất tại tất cả các tiết diện của dầm ngang đều đảm bảo u cầu Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường  Khoa xây dựng cầu ... nội lực của tất cả cả các giai đoạn xem chi tiết phụ lục tháp cầu. ) 1.6 Tính tốn Cáp DƯL và thép thường cho tháp: Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường  Khoa xây dựng cầu Tính đặc trưng hình học của tiết diện: Đại lượng Giá trị Đơn vị H 4 m A 5.2 m2 I 9.03 m4 Yt 2 m Yd 2 m Wt 4.515 m3 Wd 4.515 m3 - Sử dụng thép thanh cường độ cao cho tiết diện cột tháp theo tiêu chuẩn ASTM +Dùng thép thanh dự ứng lực... xây dựng cầu Giả thiết θ = 30 → cotgθ = 1,732 Tiết Diện Đầu dầm Gối cầu bv dv Vp v (mm) (mm) (N) (N/mm2) 0.9 1000 2448 2135697.39 16.266 0.325 0.9 1000 2448 1972258.37 15.012 0.30 Vu (N) ϕ 37759400 34850000 v/fc Tiết Mu Nu Vu dv Aps Ep Diện Đầu (N.mm) (N) (N) (mm) (mm2) (Mpa) 26322.9x107 59500 37759400 2448 84000 200000 -0.0248 24356.02x107 59500 34850000 2448 84000 200000 -0.0254 dầm Gối cầu εx Các... Hoạt tải xe tải + làn Hoạt tải nguời đi bộ Áp lực dòng chảy Gió ngang V = 25 (m/s) 50 27 Ghi chú 340 Stt Khoa xây dựng cầu 150 900 4610 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường  Khoa xây dựng cầu Biểu đồ mơmen do tơhợp max , tổ hợp min , tổ hợp bất lợi như sau: Mơ men trong tháp như sau: Tên Tháp đứng Dầm ngang dưới Dầm ngang trên Tiết diện I-I Tiết diện II-II Tiết diện III-III Mmax(Tm) 52.34 14181.16 4293.77... tụt neo để chương trình có thể tính tốn các mất mát ứng suất Khai báo tải trọng Cáp dự ứng lực trong dầm ngang dưới Tổ hợp tải trọng dùng các tổ hợp trong trạng thái giới hạn sử dụng cộng tác dụng với tải trọng Cáp dự ứng lực Xuất kết quả ứng suất và kiểm tra kết quả: - Ứng suất trong dầm do tác dụng của tải trọng dự ứng lực: + Thớ trên: Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường  Khoa xây dựng cầu + Thớ... 1145.89 1673.51 -2118.53 55991.87 320.95 mm 728.53 MPA 1778.40 MPA 44639.9 (T.m) Kết quả kiểm tốn theo Momen Mr ( T.m) Mtt (T.m) 53192.27 24356.02 42407.9 26322.90 Kết Luận Đạt Đạt Ghi chú: Tiết diện đầu dầm là tiết diện tại vị trí tiếp giáp giữa dầm ngang và thân tháp  Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường Khoa xây dựng cầu 2.2.2 Kiểm tốn theo lực cắt: Nội lực tính tốn + Tại đầu dầm: Q = 3775.94 (T)... ε’x = εx Fε Ac = 18000000 (mm2) Ec = 0,043 γ c1,5 f c' = 0,043.24001,5.500,5 = 35749 (Mpa) Fε = 0,027 Tiết Diện Đầu dầm Gối cầu ε’x 0.00068 0.00069 Căn cứ vào v/fc và ε’x tra hình 5.8.3.4.2-1 ta có Tiết Diện θ β Đầu dầm 28 4.75 Gối cầu 27 4.75 Giá trị θ tính được gần xác với giả thiết nên chọn nó để tính tốn: Chọn cốt đai chịu cắt φ14 a100 (tại đầu dầm), s = 100 mm bố trí thành 2 lớp (xem chi tiết bản... đường Khoa xây dựng cầu N (T) 0.00 0.00 0.00 0.00 W (m 3 ) 4.92 4.92 4.92 4.92 A (m 2 ) 5.8 5.8 5.8 5.8 e T (m) 1.55 1.55 1.55 1.55 f KT (T/mm 2 ) 0.12525 0.12525 0.12525 0.12525 A bo (mm 2 ) 7000 7000 7000 7000 Säú bọ tênh n'b>= n'b