LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGÀNH VẬT LIỆU XÂY DỰNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA: THIẾT KẾ POLYGONE DI DỘNG SẢN XUẤT DẦM SUPER T VỚI CHIỀU DÀI 40M DÙNG XÂY DỰNG MONORAIL TRÊN KHÔNG Ở KÊNH NHIÊU LỘC (kèm bản vẽ)

Hiện nay thành phố Hồ Chí minh đã trở thành một trung tâm công nghiệp, văn hóa , khoa học kỹ thuật , một trung tâm giao dịch quốc tế, một đầu mối giao thông quan trọng , một trung tâm du

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ POLIGONE DI ĐỘNG SẢN XUẤT DẦM SUPER T VỚI CHIỀU DÀI 40M DÙNG XÂY DỰNG MONORAIL TRÊN KHÔNG Ở KÊNH NHIÊU LỘC THỊ NGHÈ VỚI CÔNG SUẤT THIẾT KẾ LÀ 30.000M3 BÊ TÔNG/NĂM

TP HCM – THÁNG 06/2011 TP HCM BK KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MÔN VẬT LIỆU VÀ CẤU KIỆN XÂY DỰNG ……… o0o………

GVHD : TS LÊ ANH TUẤN SVTH : GIANG HỮU TÂM MSSV : 80602099

CHƯƠNG I

MỞ ĐẦU

Lãnh thổ thành phố Hồ Chí Minh có tọa độ địa lý 10 độ 22’33’’ – 11 độ 22’ 17’’

vĩ độ bắc và 106 độ 01’25’’ – 107 độ 01’10’’ kinh độ đông với điểm cực bắc ở xã Phú

Mỹ (huyện Cần Giờ), điểm cực tây ở xã Thái Mỹ (Củ Chi) và điểm cực đông ở xã Tân

An (huyện Cần Giờ) Chiều dài của thành phố theo hường tây bắc đông nam là 150 km,

còn chiều tây đông là 75 km Trung tâm thành phố cách bờ biển phía đông 59 km

đường chim bay Thành phố có 12 km bờ biển cách thủ đô Hà Nội 1730km (đường bộ)

về phía Nam

Diện tích toàn Thành Phố là 2056,5 km2 , trong đó nội thành là 140,3 km2 ,

ngoại thành là 1916,2 km2

Từ rất sớm thành phố Hồ Chí Minh trở thành trung tâm thương mại sầm uất,

giao lưu với nước ngoài rất nhộn nhịp Hiện nay thành phố Hồ Chí minh đã trở thành

một trung tâm công nghiệp, văn hóa , khoa học kỹ thuật , một trung tâm giao dịch quốc

tế, một đầu mối giao thông quan trọng , một trung tâm du lịch và là 1 trong 3 thành phố

lớn của cả nước Bản thân thành phố là một hải cảng quan trọng Sông Sài Gòn với độ

sâu có thể tiếp nhận các tàu biển trọng tải trên 30.000 tấn , một ưu thế hiếm có trên thế

giới đối với một thành phố lớn ở sâu trong nội địa Cảng Sài Gòn được thành lập từ

năm 1862

Hiện nay thành phố Hồ Chí Minh có số dân đông nhất trong các tỉnh , thành của

cả nước Năm 1994 , thành phố có mật độ trung bình 2282 người/km2 Thành phố Hồ

Chí Minh có tốc độ tăng dân số tự nhiên thuộc loại thấp nhất toàn quốc nhưng lại có sức

thu hút dân cư rất mạnh từ các nơi khác tới

Thành phố Hồ Chí Minh có 22 quận, huyện Nội thành gồm các quận 1, 2, 3, 4,

5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, Phú Nhuận, Bình Thạnh, Gò Vấp, Tân Bình , Thủ Đức Ngoại

thành gồm các huyện Hóc Môn, Củ Chi, Bình Chánh, Nhà Bè, Cần Giờ Thành phố có

305 phường, xã, thị trấn

Thành phố Hồ Chí Minh là đầu mối giao thông lớn của Nam Bộ và Nam Trung

Bộ Tứ đây mạng lưới giao thông đường bộ tỏa đi khắp nơi : theo quốc lộ 22 đến tây

Ninh, theo quốc lộ 51 đến Vũng Tàu, theo quốc lộ 20 đi Đà Lạt, theo quốc lộ 1A đến

miền Tây và miền Trung nước ta Thành phố có mạng lưới giao thông có tổng chiều dài

khoảng 1500km với 105 đường một chiều,1.020 giao lộ ( 457 ngã ba, 543 ngã tư , 10

ngã năm, 9 ngã sáu và 2 ngã bảy), 210 cầu với tổng chiều dài 11km Thành phố có tổng

chiều dài tuyến đường sông là 2035km Thành phố có các cảng chính : cảng Sài Gòn,

cảng Bến Nghé, cảng dầu Nhà Bè và Tân Cảng Khách du lịch quốc tế đến thành phố

Hồ Chí Minh chủ yếu bằng đường hàng không Tại thành phố hồ Chí Minh sân bay Tân

Sơn Nhất là sân bay lớn nhất ở các tỉnh phía Nam và là một trong hai sân bay lớn nhất

nước Cùng với sự gia tăng về mật độ dân số thì tình hình phát triển các loại phương

tiện giao thông ngày càng ồ ạt Với khung cảng đó rõ ràng cơ sở hạ tầng tại thành phố

Hồ Chí Minh chưa đáp ứng được yêu cầu Vấn đề ùn tắc giao thông liên tục xảy ra Để

giải quyết rốt ráo tình hình trên , các cơ quan chức năng đã đề xuất và và thực hiện

nhiều giải pháp nhằm giảm bớt sự gia tăng của các phương tiện Bên cạnh đó chính

quyền thành phố cũng tiến hành cải tạo, nâng cấp, mở rộng thêm các con đường Hàng

loạt vòng xoay, monorail dường ray trên không, cầu mới được xây dựng

Monorail có sức chuyên chở khoảng 90-125 hành khách (đứng và ngồi) Tốc độ

của monorail từ 80-90 km/h Đây được xem là giải pháp tăng cường phương tiện vận

chuyển hành khách công cộng nhằm hạn chế tình trạng ùn tắc giao thông trên địa bàn

TP.HCM

Hình 1.1 Monorail

Giao thông tại các thành phố lớn đang quá tải trong khi việc xây dựng các tuyến

tàu điện ngầm mất quá nhiều thời gian thì tàu điện một ray (monorail) được kỳ vọng sẽ

là lời giải

Ở các nước phát triển, tàu điện một ray đã được khai thác từ thế kỷ trước nhưng

ở Việt Nam chưa có loại phương tiện này

Để giới thiệu với công chúng một loại hình giao thông mới, có thể sẽ xuất hiện ở

nước ta trong thời gian tới, Sở Giao thông Vận tải TPHCM vừa phối hợp cùng Tổng

công ty cổ phần xuất nhập khẩu và xây dựng (Vinaconex) tổ chức hội thảo “Tàu điện

một ray trong quy hoạch giao thông đô thị”

Tại hội thảo, các chuyên gia giao thông cho biết, tàu điện một ray có những đặc

tính ưu việt hơn các loại phương tiện khác như có thể đi trên cao hoặc hạ ngầm, không

chịu tác động và cũng không ảnh hưởng đến các phương tiện giao thông khác

Điểm quan trọng nhất của loại phương tiện này là chạy bằng bánh lốp trên đường

ray là dầm bê tông dự ứng lực nên không gây tiếng ồn; động cơ chạy bằng điện nên

không thải các chất độc hại ra môi trường Nhờ vậy monorail được coi là phương tiện

giao thông có sức chở lớn nhưng thân thiện nhất với môi trường

Hơn thế nữa, đường ray cho loại phương tiện này chiếm ít đất hơn tàu điện ngầm

hay xe buýt Mỗi cột trụ có đường kính khoảng 1 mét, khoảng cách giữa các cột là 30

mét, tiết diện trên không là 3 mét chiều ngang, vì thế không làm ảnh hưởng đến hoạt

động giao thông mà vẫn giữ được mảng xanh nếu đường ray được xây dựng ở các dải

phân cách.

Hình 1.2 Monorail trên không

Hiện nay, Vinaconex đã đề xuất xây dựng tuyến monorail Hòa Lạc- Hồ Tây tại

Hà Nội Còn tại TPHCM có hai tuyến monorail là đã được quy hoạch là tuyến monorail

từ đường Nguyễn Văn Linh đến Khu đô thị mới Thủ Thiêm dài 12km và tuyến từ Ngã

sáu Gò Vấp chạy đến Công viên phần mềm Quang Trung với chiều dài 8km Cả hai

tuyến monorail này vẫn đang trong quá trình tìm kiếm nhà đầu tư

Dự án cầu trên cao chạy dọc theo kênh Nhiêu Lộc Thị Nghè do phần lớn nằm

giữa khu dân cư nên công tác đền bù và tái định cư là rất lớn Tuy nhiên Sở Quy hoạch

đô thị sẽ phối hợp với các quận thành lập kế hoạch chi tiết và thực hiện kế hoạch đền bù

tái định cư nhằm bảo đảm việc làm đời sống cho các hộ dân phải di dời, xây dựng lại

các công trình công cộng Phương án cầu vượt tại các nút giao thông trọng điểm nếu

thành công tốt đẹp sẽ giải quyết được tình trạng ùn tắc giao thông thường xuyên, giải

quyết thông thoáng giao thông trong toàn thành phố đồng thời làm tăng thêm vẻ đẹp

trong kiến trúc đô thị thành phố Hồ Chí Minh

Theo dự kiến, tuyến monorail số 2 sẽ dài 13,75 km xuất phát từ đại lộ Đông

Tây (ngã tư đại lộ Đông Tây và trục đường Khu đô thị mới Thủ Thiêm - Q.2) vượt

sông Sài Gòn (tại vị trí cầu Thủ Thiêm) để băng qua đường Huỳnh Tấn Phát (Q.7)

Trước cổng Khu chế xuất Tân Thuận, tuyến số 2 sẽ chạy dọc theo dãy phân cách đường

Nguyễn Văn Linh Đến ngã tư giao với Quốc lộ 50, tuyến monorail sẽ chạy vào nhà ga

thuộc xã Bình Hưng, huyện Bình Chánh

Tuyến số 3 dự kiến dài khoảng 6,65 km, điểm bắt đầu tại vòng xoay ngã 6 Gò

Vấp (Q.Gò Vấp) Tuyến này sẽ đi theo đường Quang Trung đến trước Công viên phần

mềm Quang Trung và rẽ vào nhà ga, dự kiến đặt tại khu vực Đài phát sóng Quán Tre

(Q.12)

Ngoài ra thành phố nên nghiên cứu xây dựng một hệ thống monorail phục vụ

khách đi và đến sân bay Tân Sơn Nhất

Hình 1.3 Monorail trên không

Tuyến đường này có thể bắt đầu từ nhà ga trung tâm tại chợ Bến Thành và kết

thúc tại sân bay Tân Sơn Nhất Tuyến đường có thể khởi hành từ nhà ga Tân Sơn Nhất

hoặc phía trước CT Plaza chạy dọc theo đường Trường Sơn, Nguyễn Văn Trỗi, NKKN,

vòng xuống Võ Thị Sáu hoặc Điện Biên Phủ để tới CMT8 ra Nguyễn Thái Học, CV

23-9, khu phố Phạm Ngũ Lão Tùy theo tình hình, chúng ta có thể bố trí các trạm đón và

trả khách dọc theo toàn tuyến

Qua đó, ta thấy rằng tiềm năng phát triển của dầm super T trên thị là rất to lớn

chúng ta cần phải thiết kế những Poligone gần thành phố để cung ứng nhu cầu trên

Hình 1.4 Monorail

Tóm lại nhu cầu thiết thực phù hợp với công nghệ và hướng phát triển là phải:

“Thiết kế Poligone di động sản xuất dầm super T với chiều dài 40m dùng xây dựng

monorail trên không ở kênh Nhiêu Lộc Thị Nghè với công suất thiết kế là 30.000 m3 bê

tông 1 năm”

Để xây dựng một công trình thì vấn đề đặt ra đầu tiên là các đặc điểm về địa hình

cũng như địa chất khu đất Đó là vấn đề quan trọng cần phải khảo sát, nghiên cứu kỹ

lưỡng, vì nó có liên quan trực tiếp đến quá trình thiết kế, thi công, khả năng làm việc

cũng như tuổi thọ của công trình về sau này Đồng thời cũng cần phải nắm rõ những vấn

đề về vị trí địa lý của khu đất để có thể khai thác được tối đa tiềm năng, tiềm lực của

nó, từ đó biện luận được tính hợp lý cũng như những thuận lợi, khó khăn trong quá trình

làm việc

Qua nghiên cứu, khảo sát và tìm hiểu, nhà máy được dự định đặt tại Khu Công

nghiệp Nhơn Trạch, thuộc tỉnh Đồng Nai vì những điều kiện thuận lợi sau:

Về mặt kinh tế - xã hội :

Tỉnh Đồng Nai có tổng diện tích 5 867,93 km2 Trên cơ sở quy hoạch tổng thể

kinh tế - xã hội của tỉnh đến năm 2010:

- Năm 1999: gồm 17 khu công nghiệp với tổng diện tích 8367 ha, trong đó có

12 khu công nghiệp đã được phê duyệt của chính phủ với diện tích 7825 ha

- Trong trương lai tỉnh Đồng Nai dành tổng diện tích khoảng 13.500 ha cho

việc hình thành các khu công nghiệp rất đa dạng về quy mô, phương thức đầu tư, công

nghệ và sản phẩm

Do đó, việc nhà máy xây dựng tại đây sẽ hoạt động lâu dài và ổn định

Về vấn đề giao thông vận chuyển:

- Đường bộ : tỉnh Đồng Nai có 1 mạng lưới giao thông đường bộ khá hoàn

chỉnh Với hệ thống đường quốc lộ 1, 20, 51 và nhiều đường liên tỉnh nối tỉnh Đồng Nai

với các tỉnh lân cận Đặc biệt quốc lộ 51 hiện nay là đường đi biển quan trọng nhất của

vùng kinh tế trọng điểm phía nam Xa lộ cao tốc nối thành phố Hồ Chí Minh - Đồng

Nai - Vũng Tàu sẽ làm cho Đồng Nai trở thành tỉnh có mạng lưới giao thông đường bộ

đặc biệt phát triển ở Việt Nam Từ đó, tạo điều kiện cho việc vận chuyển nguồn nguyên

liệu từ Bình Dương, Đà Nẵng … cũng như tiêu thụ sản phẩm đến các thị trường lớn như

Tp Hồ Chí Minh, Bà Rịa – Vũng Tàu và các tỉnh khác

- Đường thủy: hệ thống các cảng ở thành phố Hồ Chí Minh chỉ cách thành phố

Biên Hoà khoảng 25km Phú Mỹ là cảng nước sâu chỉ cách ranh giới tỉnh Đồng Nai

khoảng 13km, tàu 40 tấn có thể ra vào dễ dàng Tạo điều kiện vận chuyển hệ thống máy

móc thiết bị từ nước ngoài, cũng như xuất khẩu sản phẩm đi các nước khi có thể

- Đường hàng không: năm 2000 có thêm một sân bay quốc tế được xây dựng tại

huyện Long Thành, làm tăng thêm tiềm năng cho các khu công nghiệp tại Đồng Nai

Mở ra các quan hệ hợp tác làm ăn với nhiều nước trên Thế giới

Về điện nước:

- Tỉnh Đồng Nai có nhà máy thuỷ điện Trị An với công suất 420 MVA, dự kiến

xây dựng nhà máy điện Amata với công suất 160 MVA và nhà máy điện Nhơn Trạch

với công suất 1200 MVA Các nhà máy thuỷ điện và nhiệt điện có đường dây tải 12KV

đi xuyên qua tỉnh Đồng Nai như thuỷ điện Đa Nhiêm công suất 160 MVA, nhiệt điện

Phú Mỹ công suất 300 MVA, nhiệt điện Bà Rịa công suất 360 MVA và trong tương lai

là nhà máy thuỷ điện Hàm Thuận - Đa Mi với công suất 475 MW và sản lượng bình

quân hàng năm là 1,6 tỉ kWh Ngoài ra còn có các trạm phát điện với công suất > 1000

KVA phục vụ cho một số nhà máy công nghiệp

- Nguồn nước sạch khá dồi dào của sông Đồng Nai, lưu lượng nước ở mức thấp

nhất là 18 triệu m3/ngày có thể cung cấp nước cho các hoạt động sản xuất trong tỉnh và

các khu vực lân cận

Về nguồn nhân lực:

Có đội ngũ kỹ sư, công nhân lành nghề được đào tạo chính quy tại TP Hồ Chí

Minh Ngoài ra, nguồn nhân lực tại chỗ cũng đáng kể Dân số Đồng Nai khoảng 2 triệu

người, có trình độ văn hoá khá Các trường trung học phổ thông dạy nghề, các lớp đào

tạo đại học, ngoại ngữ… phát triển khá nhanh sẵn sàng đáp ứng nguồn nhân lực có kiến

thức cơ bản phục vụ cho việc phát triển các ngành công nghiệp và dịch vụ Đội ngũ dịch

vụ tư vấn đầu tư và xây dựng, tư vấn luật, dịch vụ vận tải, xuất nhập khẩu hiện tại đủ

đáp ứng nhu cầu cho sự phát triển của các ngành kinh tế - văn hoá - xã hội của tỉnh

Về điều kiện địa chất thủy văn:

- Nhiệt độ không khí :

Nhiệt độ trung bình năm : 270C

Nhiệt độ cao nhất trung bình năm : 300C

Nhiệt độ thấp nhất trung bình năm : 240C

- Lượng mưa bình quân năm : 2200 mm

Lượng mưa chủ yếu tập trung từ tháng 5 - 11 hàng năm

- Độ ẩm tương đối dao động từ 62 - 84 % trung bình là 79%

- Gió :

- Số giờ nắng trong năm : 3 000 giờ/năm

- Các thời tiết khác : tình hình thời tiết ở vùng này rất thuận lợi, ổn định và hầu

như không có giông lớn, bão lớn và ngập lụt

Địa hình phần lớn được nằm trên độ cao > 10m so với mực nước biển, đất có

cường độ từ 2 kg/cm2 nên việc đầu tư kết cấu cơ sở hạ tầng không cao

Tóm lại, thiết kế Polygon di động được đặt tại Khu công nghiệp Nhơn Trạch

thuộc địa phận tỉnh Đồng Nai có thể nói là hợp lý về rất nhiều mặt như gần nguồn cung

cấp nguyên liệu sản xuất, gần nguồn tiêu thụ sản phẩm, thuận lợi trong giao thông vận

chuyển, thông tin liên lạc, là nơi có nguồn nhân lực dồi dào, cơ sở vật chất phát triển và

được sự ủng hộ của thời tiết

Hình 1.5

CHƯƠNG II TÍNH TỐN KẾT CẤU

Dầm Super – T là 1 dầm bê tơng ứng suất trước rất đặc biệt, do nĩ cĩ cấu trúc

rỗng bên trong nhưng làm việc tương tự như 1 dầm chữ T đặc Dầm cĩ kích thước :

+ Chiều dài dầm : 40m + Chiều cao dầm : 1,75m + Bề rộng cánh : 2,14m + Bề rộng đáy : 0,70m + Bề rộng vai dầm : 0,550m + Bề dày cánh dầm : 0,075m

100 x 75 VÁT GÓC

550 520

395 300

550

1.2 Các thông số kỹ thuật của dầm Super – T

+ Bê tông thiết kế mác : 500 KG/cm2 + Khối lượng bê tông cho một dầm : V = 27,25 m3 + Trọng lượng dầm : M = 80 tấn

+ Hoạt tải thiết kế : H30, XB80 + Độ võng của dầm sau 28 ngày là : 40mm

Dầm bê tông cốt thép ứng lực dựa trên nguyên lý bê tông được nén trước khi

chịu tải trọng bên ngoài, do vậy ứng suất kéo trong bê tông được giảm bớt hoặc triệt

tiêu Kết cấu bê tông dự ứng lực cải thiện điều kiện làm việc như giảm độ võng khi chịu

tải, tăng moment kháng nứt, sử dụng hiệu quả vật liệu cường độ cao, tăng cường độ

chống cắt và xoắn, tăng khả năng chịu mỏi và phục hồi độ võng sau khi nứt

Do tăng được giới hạn khi sử dụng, kết cấu bê tông cốt thép ứng lực thường

thanh mảnh hơn kết cấu bê tông cốt thép thường và đặc biệt phù hợp với kết cấu có tỉ lệ

(trọng lượng bản thân / tải trọng tác dụng) lớn Dầm Super – T sử dụng phương pháp

căng trước, đó là thép cường độ cao được căng trước khi đổ bê tông và lực căng truyền

vào bê tông qua sự dính bám Cũng giống như cấu kiện bê tông cốt thép thường, cấu

kiện bê tông cốt thép ứng suất trước phải được tính toán theo hai nhóm trạng thái giới

hạn

Khi tính toán cấu kiện bê tông cốt thép ứng suất trước theo nhóm trạng thái giới

hạn thứ nhất ngoài việc tính theo cường độ, theo ổn định (nếu có khả năng mất ổn

định), theo độ mỏi (nếu chịu tải trọng động), còn cần phải tính kiểm tra khi cắt cốt thép

trong giai đoạn chế tạo và cường độ chịu nén cục bộ của bê tông dưới các thiết bị neo

Khi tính theo nhóm trạng thái giới hạn thứ hai bao gồm tính toán kiểm tra khả

năng chống nứt và biến dạng của cấu kiện Việc tính toán theo hai nhóm trạng thái giới

hạn đều có liên quan mật thiết đến trị số ứng suất trong cốt thép và bê tông, cũng như

hao tổn ứng suất trong quá trình chế tạo và sử dụng cấu kiện

II TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG DẦM

Trọng lượng 1 m dài dầm dọc chủ:

q1 = S L  bt= 6049,6.10-4  1  2,5 =1,5124 T/m Với S : diện tích mặt cắt ngang của dầm (m2)

L = 1 :chiều dài 1m của dầm (m)

bt

 = khối lượng riêng của bê tông (T/m3)

Tĩnh tải giai đoạn II bao gồm :, trọng lượng lớp phủ (Pt)

+ Trọng lượng lớp phủ mặt cầu:

 Lớp bê tông Atphan dày 5cm : 0,05  2,3 = 0,115 T/m2

 Lớp bê tông bảo hộ dày 3cm : 0,03  2,4 = 0,072 T/m2

)602,0742,0

2

114,6574,02

)= 0,3594 T/m

Vậy tổng tỉnh tải tác dụng lên 1 dầm là :

q = q1 + q2 = 1,5124 + 0,6694 = 2,1529 T/m

Để đơn giản tính toán và thiên về an toàn ta xem như dầm làm việc độc lập, dầm

được xem như dầm giản đơn tựa trên 2 gối

q = 2,1592 T/m

b) Sơ đồ hoạt tải tính toán của dầm

Hoạt tải tính toán bao gồm đoàn xe H30

Hoạt tải tính toán bao gồm đoàn xe XB80

Tổ hợp tải trọng TH1 = Tỉnh tải + Đoàn xe H30

q = 2,1592 T/m

20T 20T 20T 20T

Tổ hợp tải trọng TH2 =Tỉnh tải + Đoàn xe XB80

Quy đổi tiết diện dầm sang tiết diện đơn giản để tính toán:

Kích thước của tiết diện dầm Super – T được qui đổi về tiết diện hình chữ I quy

đổi như sau:

Chúng ta tiến hành chia nhỏ tiết diện như hình vẽ và tính như sau:

Chiều dầy cánh trên của dầm qui đổi :

F2 = 100 752

5,

177882b

Sử dụng chương trình SAP2000 để tính toán ta được kết quả nội lực trong dầm

Biểu đồ Moment Mmax

Vậy theo kết quả tính SAP2000, ta biết được :

Mmax = 1473,810 ; Qmax = -112,181050 ;

BẢNG KẾT QUẢ NỘI LỰC CỦA DẦM SUPER – T

Bảng II - 1 STT

Tọa độ (m)

Chiều cao tính toán của tiết diện được tính như sau:

h0 =

)5,01(

1



10.81,

< h – a = 175 – 11,42 =163,58cm

Trong đó:

 = 0,09 vì đây là dầm giản đơn

Ru = 305KG/cm2 tra bản theo mác bê tông 500 và điều kiện chế tạo tốt

11n

y.n

b) Xác định diện tích cốt thép ứng suất trước:

Diện tích cốt thép ứng suất trước được xác định theo công thức sau:

2

u 0 c

R.h.b

2

64,18019

30517

,15421409,0

Trong đó:

RT2 = 18019,64 KG/cm2 là cường độ tính toán của cốt thép ứng suất trước

( Theo tiêu chuẩn ASTM A 416 Grade 270 )

Ta chọn bó cáp cường độ cao loại bó 7sợi 15,2mm ( Theo tiêu chuẩn ASTM

A 416 Grade 270 ) Diện tích cáp mỗi tao: S =1,415cm2

Số bó cần dùng :

n=

415,1

256,

50F

F

bo 1

Vậy ta chọn 36 cáp 7 sợi  15,2 với diện tích cáp thực ta chọn là: Fd = 50,94 cm2

Ngoài ra chúng ta còn bố trí ta còn bố trí hai cáp 7 sợi 15,2mm ở hai cánh dầm để

tăng cường độ ổn định cho phần cánh, do đó ta có :

FT/ = 2  1,415 =2,83 cm2

Bố trí cốt thép ở mặt cắt như hình vẽ

Diện tích tương đương :

b

T

T  

Moment quán tính của tiết diện quy đổi :Với aT, aT’ là khoảng cách từ trọng tâm

các cốt thép dự ứng lực đến hai đầu mép của tiết diện( aT =13cm aT’=5cm)

   .h n F a F (h a )

2

bb)2

hh.(

h.bb2

h.b

2

6@50 6@50

  )

2

08,8175.(

08,8.05,211302

175.05,21

 .24,62 4,8.50,256.11,42 2,83(175 0,6)

2

05,2125,

 = 493468,13 cm3

Khoảng cách từ trục quán tính chính đến hai mép đầu của tiết diện:

cm2,814

,6079

13,

493468F

Sy

td

x I

' T

2 T

I d T T

2 1 I d 1 1

3 1 1

2 c I t c c

3 c c

Æ d 3

I t td

)ay(F)ay(F

n

)2

hy.(

h)

bb(h.12

bb)2

hy.(

h)

bb(h.12

b

b3

y

b3

y.b

2 3

3 3

td

)6,0938.(

83,2)42,11812(17,50

8

,

4

)2

62,24812.(

62,24)

05,2125,72(62,24.12

05,2125

,

72

)2

08,8938.(

08,8)

05,21130(08,8.12

05,21130938

812.3

05,21

Vậy moment quán tính : Itd = 1,116.1010 cm4

Khối lượng bê tông cần dùng cho 1 dầm:

V=Si Li

= 2(0,809610,65) + 1,638(21,2 + 20,15) + 3(0,60496  12,0) V= 27,25 m3

Kiểm tra cường độ của tiết diện thẳng góc với trục dầm theo moment tính toán

trong giai đoạn sử dụng:

Căn cứ vào trạng thái làm việc của tiết diện trong giai đoạn sử dụng, ta tiến hành

kiểm tra cường độ theo moment tính toán, tức là có tính cả hệ số vượt tải và hệ số xung

kích

Xét đến trạng thái làm việc của tiết diện, ta cần quan tâm đến vị trí của đường

trung hòa Qui đổi tiết diện dầm về tiết diện chữ I :

Trục trung hòa đi qua sườn, như vậy cấu kiện làm việc theo tiết diện chữ T, ứng

với sự làm việc theo tiết diện chữ T của cấu kiện, ta có điều kiện kiểm tra cường độ của

tiết diện thẳng góc sau: (theo VD tính toán cầu BCT của PGS-PTS Nguyễn Viết Trung

trang 202)

Điều kiện :

T T T

dn

' d c c

u b' h' F (R ' ) R F

Trong đó : + Cường độ chịu uốn khi nén của bê tông R = 305 KG/cmu 2

+ Diện tích phần cốt thép miền chịu nén F’T = 2,83 cm2+ Cường độ tính toán của Fd bị nén Rdn = 3600 KG/cm2 + 'T: ứng suất trong cốt thép F’T do dự ứng lực cò kể mất mát

= 1,1(T - mất mát) = 1,1(11000 – 1200) = 10780 KG/cm2+ Cường độ tính toán của cốt thép ƯST RT2 = 18019,64 KG/cm2

Vế trái = Rubch + F’c T  (R - /T T)

= 305 1308,08 + 2,83  ( 3600 – 10780) = 300052,6 KG

Vế phải = RdF = 18019,64 50,26 = 905667,6 KG d

Như vậy ta có bất đẳng thức được thỏa mãn, cường độ xét trên mặt cắt đứng của

tiết diện đạt yêu cầu về ổn định

Chiều cao vùng chịu nén:

c u

' n

' n nen

' T dn

' T T T

bR

h)bb(R)R

(FFR

25,72305

08,8)05,21130(205)107803600

(83,226,5064,18019

Trước khi truyền toàn bộ lực căng cốt thép cho bê tông, ta xét đến ứng suất hao do:

+ Tổn thất do co ngót bê tông 1+ Tổn thất do từ biến bê tông 2+ Tổn thất do chùng cốt thép 3+ Biến dạng neo trong bệ căng 4+ Ma sát của cáp tại những chổ gãy khúc 5+ Tổn thất do truyền nhiệt giữa cốt thép và bệ 6+ Tổn thất do co ngót đàn hồi bê tông 7

Trong đó

+ f : hệ số ma sát giữa cốt thép và thiết bị f= 0,3 + P : thành phần nội lực trong cốt thép uốn xiên

+ KT:ứng suất kéo kiểm tra, chọn bằng 13277,63 KG/cm2+  : góc nghiên của cốt thép dự ứng lực,  = 0

+ T : chênh lệch nhiệt độ trong bể dưỡng hộ và không khí bên ngoài nhưng do dầm Super-T được dưỡng hộ tự nhiên ngoài trời nên ,

T = 0 Vậy 6= 0 KG/cm2

+ L : chiều dài trung bình của cáp : 2500 cm

+ ET: module đàn hồi của thép cường độ cao Ed = 1,8.106 KG/cm2

1

E

E.E

b

t b t

 = ứng suất của bê tông ở thớ qua trọng tâm của cốt thép đang xét do

dự ứng lực đã xét các ứng suất hao sau đây 3, 4, 5,6

11,42)

-

(9384

,6079

1

10 2

11,42)

- (9381

En

f =

6,6049

17,

50F

 = 1 4,8  0,0083 = 0,04 Tra bảng 7 - 2 (Giáo trình Cầu BTCT)

)0,004,0

Kiểm tra ở mặt cắt 1/2L của dầm dưới tác dụng của Mmax

0yI

d td

TC max d

1473810000,8

131,4

d

Trong đó

d bm

 : ứng suất pháp do cốt thép DƯL sinh ra đã xét tới tổn thất

1 d td

x d td

d d

J

e

NF

11,42)-

(938

542202,244

,6079

Kiểm tra tiết diện bất lợi nhất ởgần gối (cách đầu dầm 2 m)

Hao hụt tối thiểu ở trường hợp này là 3, 4, 5, 6

0yI

d td

TC bt d

217143000,8

51,93

d

Trong đó :

d bm

 : ứng suất pháp do cốt thép DƯL sinh ra đã xét tới tổn thất

1 d td

x d td

d d

J

e

NF

11,42)-

(938

599628,334

,6079

TC bt d

72181000

69,57

d

72181000

69,57

d

Trong đó

d bm

 : ứng suất pháp do cốt thép DƯL sinh ra đã xét tới tổn thất

1 d td

x d td

d d

J

e

NF

11,42)-

(938

666138,74

,6079

M = 72181000 KG.cm (Moment bản thân dầm tại L/2)

Nd = lực kéo của bó cốt thép đã trừ đi tổn hao

RN = RNU nếu min  0,7 max

RN = RNlt nếu min  0,85 max

Từ kết quả trên ta thấy min  0,85 max

Do đó db= 56,87 kG/cm2< RN = RNlt = 205 kG/cm2(Thoả)

Vì đang xét dầm giản đơn cho nên khi kiểm tra ứng suất ở thớ trên trong giai

đoạn chế tạo đã đảm bảo thì trong giai đoạn sử dụng cũng đạt yêu cầu

Trong kết cấu bê tông dự ứng lực, cốt thép thường giữ vai trò làm bộ khung và

thường được đặt theo cấu tạo

+ Đặt các lưới thép 16 cách nhau 100 mm

+ Đặt các cốt đai chịu xoắn 20 cách nhau 150 mm

+ Đặt một hệ ống thép: Dài 1900mm, cách nhau 100 mm theo bề rộng dầm

gồm 8 ống Chức năng dùng để liên kết hai đầu dầm theo dọc chiều dài của cầu dẫn

Để cho mặt trên của dầm liên kết tốt với mặt sàn của cầu dẫn, ta bố trí các mốc

uốn cong cao cách bề mặt một đọan 100 mm , 16

Bố trí các cốt đai 20 dọc theo chiều dài dầm và 12 dọc theo bề mặt cánh của

dầm cách nhau 100 mm

Cáp sử dụng loại 7 sợi 15.2 mm căng dọc theo suốt chiều dài dầm, với 36 sợi

cáp được căng phía bên dưới để tạo ứng suất nhân tạo (Chuyển vùng bị kéo khi chịu tải

thành vùng chịu nén), và hai sợi cáp căng phía trên để giảm đi ứng suất kéo sinh ra ở

phần trên trong quá trình căng cốt thép

Chiều dài (mm)

Tổng chiều dài (m)

Tổng khối lƣợng (Kg)

CHƯƠNG III CÁC LOẠI NGUYÊN VẬT LIỆU

CHO SẢN XUẤT, TÍNH TOÁN CẤP PHỐI BÊ TÔNG

I CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA CÁC LOẠI NGUYÊN VẬT LIỆU

Để sản xuất bê tông Mác cao nên chọn loại cát vàng, cỡ hạt trung bình, nhưng không được lớn quá 5mm, module độ lớn từ 2,63,3, thành phần hạt phải nằm trong phạm vi cho phép theo TCVN dùng cho bê tông cường độ của cát phải đạt yêu cầu ở mức  1500 KG/cm2

Lượng sót tích lũy (%)

Mođun

độ lớn (M dl )

Khối lượng thể tích o

(kg/l)

Khối lượng riêng a

(g/cm 3 )

Độ bẩn hữu cơ

Bụi, bùn, Sét (%)

1,42 2,68

Màu số 3

Độ sạch trung bình

b) Biểu đồ biểu diễn thành phần hạt của cát sử dụng cho bê tông:

Đối với bê tông Mác cao, cường độ Rn của đá rất quan trọng, thường phải lớn gấp hai lần so với cường độ bê tông, nghĩa là mác bê tông sản xuất là Mác 500 thì cường độ của đá phải từ 1000 KG/cm2

trở lên, kích thước đá (nghĩa là lọt qua sàng 20mm nhưng sót lại trên sàng 10mm)

Lượng sót tích lũy (%)

D max (mm)

D min (mm)

Khối lượng thể tích o

(kg/cm 3 )

Khối lượng riêng a

(kg/cm 3 )

Tỉ lệ hạt dài, dẹt (%)

1.0 0

2.0 0

3.0 0

4.0 0

5.0 0

2.5 0 1.2

5 0.6 3 0.31 5 0.1 6

Đường kính mắt sàng (mm) BIỂU ĐỒ THÀNH PHẦN HẠT CỦA CÁT

b) Biểu đồ biểu diễn thành phần hạt của đá sử dụng cho bê tông :

Dầm bê tông cốt thép dự ứng lực đòi hỏi phải dùng bê tông Mác cao Do đó, xi măng phải có yêu cầu đặc biệt vì nó quyết định về cấu trúc của đá xi măng và vùng tiếp xúc Đối với bê tông Mác cao thì ta chọn loại xi măng (PC40) của công ty ximăng Sao Mai, PC50

Xi măng khi đưa vào sản xuất phải được kiểm định tuân theo các tiêu chuẩn sau: TCVN 2682 – 1999 (Theo tiêu chuẩn chất lượng đã được kiểm định)

Bảng xác định chất lƣợng của ximăng PC40 của Công ty Holcim

Bảng III - 3

3 Ngày/ Days 28 Ngày/ Days

3 Thời Gian Đông Kết

Kết Thúc h:min

4 Độ ổn định thể tích,

Theo phương pháp Blaine ( Blaine Method)

XRD

135

165 1.0

0.31

3460 2.61

1.61

0.50 0.75

7.03

Sikament R4 là chất siêu hóa dẻo được dùng để sản xuất bê tông cường độ cao

có độ chảy lỏng lớn

+ Cải thiện tính thi công 1 cách đáng kể

+ Tăng tính thi công khi đổ bê tông cho cấu kiện mỏng có cốt thép dầy đặc

+ Ninh kết bình thường không bị trì hoãn

+ Giảm đáng kể rủi ro bị phân tầng

Ngoài ra, Sikament R4 còn là tác nhân giảm nước đáng kể để đạt cường độ ban đầu và cuối cùng cao

+ Giảm nước đến 30% tùy thuộc vào liều lượng phụ gia

+ Sau 16 giờ cường độ chịu nén tăng 100%