Đồ Án Tốt Nghiệp Cầu Đúc Hẫng Cân Bằng (Kèm Cad, Excel, Midas)

Trong rất nhiều công nghệ để thi công cầu BTCT thì công nghệ thi công đúc hẫng có nhiều ưu điểm và được ứng dụng rộng rãi trên thế giới cũng như ở Việt Nam.. Các nghiên cứu về lí thuyết

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ

Đề tài : THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG

Qui mô thiết kế : Vĩnh cửu

Tiêu chuẩn thiết kế : 22TCN 272-05

Sơ đồ nhịp thiết kế : 51 + 76 + 84 + 76 + 51 m

Tổng chiều dài cầu : 338 m

Trong đó:

Nhịp kế biên : 2x76 mNhịp biên : 2x51 m

Tải trọng thiết kế : HL93, Người 300KG/m2

Khổ thông thuyền

Chiều cao thông thuyền : 7 mBề rộng thông thuyền : 50 mThuỷ văn:

MNCN : +7.2mMNTT : +5.5mMNTN : +4.0m

Giải pháp kết cấu nhịp :

Cầu dầm hộp đúc hẫng cân bằng 5 nhịp :

Nhịp chính : Dầm hộp BTCT DƯL đúc hẫng cân bằng 84 m

Sơ đồ kết cấu nhịp : 51 + 76 + 84 + 76 + 51 (m)

Điều kiện địa chất :

Lớp

SPT(m) KN/m2 (độ) T/m3

Lớp 1 Bùn sét hữu cơ màu xám xanh 9.6 8.2 6004' 1.48 0Lớp 2 Sét cát màu xám xanh, xám vàng 6.4 14 10049' 1.85 1-13Lớp 3 Sét màu xám vàng, dẻo cứng 10.5 31.3 21028' 2.01 13-28Lớp 4 Sét pha, màu nâu nhạt, cứng 2.5 12.5 7010' 1.74 15-18Lớp 5 Cát mịn đến trung kết cấu rất chặt 9 0 23052' 19.9 15-50Lớp 6 Sét màu nâu vàng, lẫn nhiều sỏi sạn,

'

039

Nội dung thiết kế kỹ thuật cho phương án chính

• Đề xuất hai phương án thiết kế cầu

• So sánh để chọn phương án chính để thiết kế chi tiết

CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ ĐÚC HẪNG VÀ CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ 2.1 GIỚI THIỆU VỀ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC THI CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG.

Hiện nay, việc xây dựng cầu qua các sông rộng và sâu, có nhu cầu lưu thông đường thuỷ lớn và điều kiện địa chất phức tạp đang đòi hỏi phải sử dụng các loại nhịp khẩu độ lớn Trong rất nhiều công nghệ để thi công cầu BTCT thì công nghệ thi công đúc hẫng có nhiều ưu điểm và được ứng dụng rộng rãi trên thế giới cũng như ở Việt Nam Các ưu điểm có thể kể đến : hệ đà giáo phần lớn được treo trên dầm và luân chuyển nên giảm đáng kể khối lượng ván khuôn đà giáo, cơ giới hoá thi công, tăng năng suất lao động, không cản trở giao thông đường thuỷ, đường bộ phía dưới cầu trong thời gian thi công Các nghiên cứu về lí thuyết và đúc kết kinh nghiệm thực tiễn trong và ngoài nước cho thấy phạm vị ứng dụng có hiệu quả của công nghệ đúc hẫng trong khoảng từ 70m đến 150m

Từ 1977, phương pháp lắp hẫng cầu khung T dầm đeo thuộc sơ đồ kết cấu tĩnh định đã được áp dụng để thi công ở nhiều tỉnh thành ở nước ta (cầu An Dương ở Hải Phòng, cầu Bình ở Quảng Ninh, Cầu Nông Tiến ở Tuyên Quang,…)

Cây cầu đầu tiên được lựa chọn để thực hiện mục tiêu chuyển giao và ứng dụng công nghệ đúc hẫng có sơ đồ kết cấu siêu tĩnh là cầu Phú Lương trên quốc lộ 5, tỉnh Hải Dương Cầu chính có sơ đồ nhịp 64.84+2x102+64.84m bằng bêtông ứng suất trước, mặt cắt ngang gồm 2 hộp riêng biệt vách đứng, mỗi hộp rộng 11m tổng bề rộng cầu 23m đối tác chuyển giao là Hãng tư vấn VSL- Thuỵ Sĩ (nay thuộc tập đoàn Bouyge – Pháp) Đơn vị tiếp nhận về thiết kế là Tổng công ty TVTKGTVT; Đơn vị tiếp nhận về xây dựng là Tổng công ty xây dựng công trình giao thông 1

Sau khi đã tham khảo các kinh nghiệm thiết kế, giải quyết thi công cầu Phú Lương và kinh nghiệm tư vấn giám sát cầu sông Gianh các kĩ sư tư vấn trong nước đã mạnh dạn

đi từng bước vững chắc trong việ triển khai thiết kế, giám sát xây dựng nhiều cầu dầm hộp dạng liên tục, bêtông ứng suất trước thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng.Khẩu độ nhịp chính tư ø61m, 63m, 70m, 78m, 85m, 90m, 100m, 102m, 110m,

120m, 130m, 135m, và lớn nhất ở cầu Hàm Luông Bến Tre Các cầu dầm hộp đã được xây dựng trong nước ta thời gian qua có mặt cắt ngang gồm hai, ba vách đứng hoặc hai vách xiên, bề rộng cầu thay đổi từ 9 m đến 23m với ứng suất trước nằm trong hoặc nằm ngoài bê tông.

2.2 VẬT LIỆU :

2.2.1 Bê tông dầm :

 Sử dụng bê tông có tỉ trọng thông thường

 Có hệ số giãn nở vì nhiệt: c =10.8 x 10-6/oC

 Cường độ chịu nén: f’c =50MPa

 Trọng lượng bê tông: 3

 Hệ số Poisson: 0.2

2.2.2 Cốt thép thường:

 Cường độ Rs = 300 (MPa)

 Modun đàn hồi Es = 200000 (MPa)

 Giới hạn chảy fy = 420 (MPa)

2.2.3 Cốt thép dự ứng lực:

 Mác thép M270

 Dùng tao 12 sợi 15.2mm

 Đường kính danh định: Ap = 140mm2

 Cường độ kéo đứt: fu =1860MPa

 Cường độ kéo chảy fy =0.9xfu = 1674MPa

 Môđun đàn hồi: Ep =197000MPa.

 Lực kích : fpj = 0.74xfu=1376.4MPa

2.2.4 Ống gen:

Có dạng nữa cứng và được mạ kẽm toàn bộ

2.2.5 Neo:

 Dùng neo sống.

 Neo của hảng VSL kiểu EC

2.2.6 Thanh dự ứng lực:

 Dùng thép loại 2, có gờ Φ40

 Diện tích thanh: A =1256.6 mm2

 Cường độ chịu kéo: fu =1035 MPa

 Giới hạn chảy: fy = 0.8xfu =828 MPa

 Môđun đàn hồi: Ep =207000MPa.

2.2.7 Xe đúc ,ván khuôn:

 Tổng trọng lượng (gồm cả ván khuôn): CE = 80T

 Độ lệch tâm e = 1 m so với cuối đốt phía trước

2.3 TIẾN ĐỘ VÀ TRÌNH TỰ THI CÔNG:

Tiến độï thi công của hai bên cánh hẫng là như nhau và bốn trụ cùng thi công đồng thời Quá trình thi công hẫng thường được tiến hành từ mỗi trụ ra đối xứng đều 2 phía theo dọc tim cầu Nếu là cầu khung thì phần trên trụ là đốt K0 được nối cứng ngay từ đầu với kết cấu nhịp Nếu là cầu dầm thì bên trên đỉnh trụ đặt gối kê tạm bằng BTCT, trên đó đúc đốt dầm trên trụ rồi kéo căng các thanh hoặc bó thép cốt thép DUL tạm thời để liên kết cứng tạm thời kết cấu nhịp với trụ nhằm đảm bảo ổn định chống lật trong suốt quá trình thi công hẫng Đoạn dầm sát mố của nhịp biên có thể lắp ghép hay đúc tại chỗ trên dàn đà giáo cố định

Sau khi thi công hẫng xong thì phải hợp long theo một trình tự được dự kiến kỹ lưỡng Trước hết hợp long nhịp biên, nối đoạn thi công trên đà giáo cố định với một cánh hẫng Tháo dỡ giá đỡ và các gối kê tạm rồi kề dầm lên gối chính thức Tiếp theo sẽ hợp long để nối các phần cánh hẫng còn lại với nhau theo thứ tự từ biên vào giữa để tạo thành hệ dầm siêu tĩnh có số bậc siêu tĩnh tăng dần sau mỗi lần hợp long

 Đốt trên đỉnh trụ K0

 Các đốt hẫng còn lại

 Đốt trên đà giáo

 Hợp long biên

 Hợp long kế biên

 Hợp long giữa

 Hoàn thiện

Trình tự thi công ảnh hưởng rất lớn đến nội lực trong kết cấu khi thi công

Ta hợp long 2 nhịp biên trước rồi sau đó hợp long nhịp kế biên, rồi đến nhịp giữa Trình tự thi công như trên thì mức độ nguy hiểm cuả kết cấu rất thấp do điều chỉnh độ vồng kết cấu lúc hợp long, mặt khác hợp long biên trước sẽ có thể di chuyển máy móc vật liệu từ bờ ra dễ dàng

Cách căng kéo cáp:

 Neo dùng đều là neo sống

 Việc căng kéo cáp phải đảm bảo tính đối xứng qua tim dọc cầu

 Căng từng đầu một

2.4 CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU NHỊP

2.4.1 Nguyên tắc lựa chọn phương án cầu

- Thiết kế cầu phải phù hợp với quy hoạch tổng thể

- Mặt cắt ngang cầu phù hợp với mặt cắt ngang đường và phải dựa trên kết quả điều tra lưu lượng xe và tính toán dự báo nhu cầu vận tải trong khu vực

- Bảo đảm khổ tĩnh không thông thuyền và tĩnh không xe chạy cho các đường chạy dưới

- Sơ đồ nhịp cầu chính xét đến việc ứng dụng công nghệ mới nhưng có ưu tiên việc tận dụng thiết bị công nghệ thi công quen thuộc đã sử dụng trong nước

- Thời gian thi công ngắn, thi công thuận tiện, đảm bảo tính khả thi trong quá trình thi công

- Hạn chế tối đa tác động tới môi trường

- Thuận tiện cho công tác duy tu bảo dưỡng

- Kiểu dáng kiến trúc phù hợp với cảnh quan khu vực xây dựng

- Đạt hiệu quả kinh tế cao, giá thành rẻ

2.4.2 Phương án 1

CẦU DẦM HỘP BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC

ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG

Cầu được bố trí theo sơ đồ: 51 + 76 + 84 + 76 + 51 m

Cầu gồm 4 trụ T1, T2, T3, T4 và 2 mố M0, M5

Trên cả 4 trụ đều đúc hẫng cân bằng

Đường cong đứng R = 5000m

Độ dốc dọc cầu: 3%

Độ dốc ngang cầu: 2%

Tiêu chuẩn thiết kế

Quy trình thiết kế : 22TCN – 272 – 05 Bộ Giao thông vân tải

Tải trọng thiết kế : HL93, đoàn Người bộ hành 3.10-3MPa

Kết cấu phần trên:

Cầu được thi công theo phương pháp đúc hẫng cầu bằng đối xứng

Dầm tiết diện hình hộp có chiều cao tại gối 5.0 m, tại giữa nhịp và phần nhịp biên có chiều cao 2.0 m Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol bậc 2 đảm bảo yêu cầu chịu lực và mỹ quan

Mặt cắt ngang cầu dạng hình hộp vách đứng, phần cánh hẫng của hộp 2500 mm, sườn dầm có chiều dầy 500 mm, bản nắp hộp không thay đổi dầy 300 mm, bản đáy hộp thay đổi từ 800 mm tại gối đến 300 mm tại giữa nhịp

3500 3500

Hình 1.2 - Mặt cắt ngang kết cấu nhịp

Kết cấu phần dưới

- Trụ cầu dùng loại trụ thân hẹp, dùng bê tông có :

- Trụ cầu chính: được dựng trên móng cọc khoan nhồi: D = 1.50 m

- Phương án móng: Móng cọc đài cao

- Mố cầu dùng loại mố U BTCT, dùng bê tông có :

-37.724 6 -31.892 5 -21.2924-18.392 3 -8.392 +8.108

-41.807 6

1

6040 020

2004060 2004060

6 CỌC KHOAN NHỒI

41950 9500 350900

6450 51000 350900

Phương án 2

CẦU DÀN THÉP NHỊP LIÊN TỤC Cầu được bố trí theo sơ đồ: 2x34.5m + 56m + 88m + 56m + 2x34.5m

Chiều dài toàn cầu: L = 338 m

Cầu gồm 4 trụ T1, T2, T3, T4, T5, T6 và 2 mố M0, M7

Nhịp dẫn là dầm Super T bê tông cốt thép 35 m

Độ dốc dọc cầu: 2%

Độ dốc ngang cầu: 2%

Tiêu chuẩn thiết kế

Quy trình thiết kế : 22TCN – 272 – 05 Bộ Giao thông vân tải

Tải trọng thiết kế : HL93, đoàn Người bộ hành 3.10-3MPa

Kết cấu phần trên

Dàn có chiều cao 9m, chiều dài khoang 8m Dàn loại tam giác không có thanh đứng, thanh treo

Phần nhịp dẫn là dầm Super T bê tông cốt thép 35 m, chiều cao dầm 1.7 m, mặt cát ngang cầu gồm 6 dầm

Vật liệu dùng cho kết cấu :

Bê tông loại B ( 50 MPa )

Thép cấu tạo dùng theo ASTM A 706M

Thép hợp kim thấp

Kết cấu phần dưới

Dùng loại trụ thân cột bê tông cốt thép thường đổ tại chỗ

Phương án móng: Dùng móng cọc khoan nhồi d =1.5 m đổ tại chỗ

Dùng mố chữ U bê tông cốt thép

Phương án móng: Dùng móng cọc khoan nhồi đổ tại chỗ đường kính cọc 1.2 m

6 CỌC KHOAN NHỒI

2%

2%

-49.760

-37.724 6 -31.892 5 -21.2924-18.392 3 -8.392 +8.108

-41.807 6

1

6040 020

2004060 2004060

+4.31 +17.82

-41.130 -40.687

-35.449

PHẦN 1

THIẾT KẾ SƠ BỘ

CHƯƠNG 1 THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 11.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Cầu được bố trí theo sơ đồ: 51 + 76 + 84 + 76 + 51 m

Cầu gồm 4 trụ T1, T2, T3, T4 và 2 mố M0, M5

Trên cả 4 trụ đều đúc hẫng cân bằng

Đường cong đứng R = 5000m

Độ dốc dọc cầu: 3%

Độ dốc ngang cầu: 2%

-37.7246-31.892 5 -21.2924-18.392 3 -8.392 +8.108

-41.807 6

1 6040020

2004060 2004060 6040200

+3.77

+3.85

+6.35 +8.16 +10.16

6 CỌC KHOAN NHỒI

D=1.2m, L=45m 6 CỌC KHOAN NHỒID=1.2m, L=45m

+3.85

+8.16 +10.16

-43.730

-41.149 -36.840

BỐ TRÍ CHUNG PHƯƠNG ÁN 1

1.2 TÍNH TOÁN SƠ BỘ KẾT CẤU NHỊP:

1.2.1 Chia đốt dầm:

Công tác chia đốt dầm tuỳ thuộc vào năng lực thi công của xe đúc Ta chia đốt như

sau:

k10 k9

Hình 1.3 : Phân chia đốt dầm trụ P2-P3

Đốt trên đỉnh trụ K0P2 dài 12m

Các đốt P2K1 – P2K3 dài 3 m

Các đốt P2K4 – P2K7 dài 3.5 m

Các đốt P2K8 – P2K10 dài 4 m

k10 k9

Hình 1.4 : Phân chia đốt dầm trụ P1-P4

Đốt trên đỉnh trụ K0P1 dài 12m

Các đốt P1K1 – P1K5 dài 2.4 m

Các đốt P1K6 – P1K10 dài 3 m

1.2.2 Tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt tiết diện

Giả thiết đáy dầm có cao độ thay đổi theo quy luật parabol bậc 2

Xác định đường cong đáy dầm như sau :

Đường cong đáy dầm trên cánh hẫng trụ P2-P3

k8

s1

Hình 1.6 : Phân chia các mặt cắt ngang dầm tại trụ P2-P3

Đường cong đáy dầm trên cánh hẫng trụ P1-P4

2 2

Hình 1.8 : Phân chia các mặt cắt ngang dầm tại trụ P1-P4

Ta xác định được chiều cao dầm tại các mặt cắt như sau:

Mặt cắt Khoảng cách lẻ (m) Cộng dồn (m) Chiều cao dầm (m) Chiều dày bản đáy (m)

Các kích thước thay đổi phụ thuộc vào vị trí mặt cắt bao gồm : chiều cao dầm và chiều dày bản đáy.

Đặc trưng hình học của tiết diện được xác định theo công thức:

Diện tích mặt cắt ngang ( i i 1) ( i i 1)

3 4

5

6

11 10 9 8

7

12 13

22 14

15

16 17

21 20

19 18

Hình 1.9 : Đánh số các điểm gấp khúc liên tục để tính đặc trưng hình học

Các đặc trưng hình học của tiết diện được tính toán rồi lập thành bảng sau :

Bảng các đặc trưng hình học tại các mặt cắt ngang

Mặt cắt (m) Li Cộng dồn (m) (m) H (m) h (m A 2 ) S x

Vì quá trình thi công cầu đúc hẫng trải qua nhiều giai đoạn khác nhau, qua mỗi giai đoạn thì các đặc trưng vật liệu (cường độ chịu nén, môđun đàn hồi…) và đặc trưng

hình học tiết diện (diện tích, momen quán tính…) lại thay đổi

Đặc trưng vật liệu:

=

Trong đó: α, β hệ số phụ thuộc vào loại xi măng và cách bảo dưỡng

α = 4, β = 0.85: Xi măng loại I và bảo dưỡng ẩm

t tuổi của bê tông tính đến thời điểm khảo sát, đơn vị ngày

Ta tính đặc trưng vật liệu của đốt K0 lúc căng cáp đốt K1 Còn các giai đoạn khác ta tính toán tương tự

Cường độ bê tông: , 40 50 47.619

4 0.85 40

ci

Môđun đàn hồi bê tông: E ci =0.043 2500× 1.5 47.619 37091= MPa

Tỉ số môđun giữa cáp DƯL và BT: 200000 5.311

K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 biênHL kế biênHL giữaHLK0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0K1 0.0 42.3 49.2 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0K2 0.0 0.0 42.3 49.2 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0K3 0.0 0.0 0.0 42.3 49.2 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0K4 0.0 0.0 0.0 0.0 42.3 49.2 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0K5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 42.3 49.2 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0K6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 42.3 49.2 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0

K7 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 42.3 49.2 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0K8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 42.3 49.2 50.0 50.0 50.0 50.0K9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 42.3 49.2 50.0 50.0 50.0K10 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 42.3 50.0 50.0 50.0HL

bieân 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 50.0 50.0 50.0HL

keá bieân 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 50.0 50.0HL

Bảng tỷ số modun đàn hồi giữa thép DUL và bê tông theo thời gian

K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 biênHL kế biênHL giữaHLK0 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18K1 0.00 5.64 5.23 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18K2 0.00 0.00 5.64 5.23 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18K3 0.00 0.00 0.00 5.64 5.23 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18

K4 0.00 0.00 0.00 0.00 5.64 5.23 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18K5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5.64 5.23 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18K6 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5.64 5.23 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18K7 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5.64 5.23 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18K8 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5.64 5.23 5.18 5.18 5.18 5.18K9 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5.64 5.23 5.18 5.18 5.18K10 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5.64 5.18 5.18 5.18HL

biên 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5.18 5.18 5.18HL

kế biên 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5.18 5.18HL

giữa 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5.18

1.3 THIẾT KẾ SƠ BỘ GIAI ĐOẠN ĐÚC HẪNG

1.3.1 Xác định sơ bộ số cáp dự ứng lực cho giai đoạn đúc hẫng

Ta sẽ tính cáp cho giai đoạn thi công, sau đó ta lấy lớn hơn lượng cáp cần thiết để đủ khả năng làm việc trong giai đoạn khai thác

Số cáp sơ bộ được chọn theo công thức :

u ps

,

pu p

MA

Mu momen được xác định từ midas trong giai đoạn đúc hẫng

Khoảng cách từ mép ngoài chịu nén đến trọng tâm của cáp dự ứng lực, tạm lấy ,

' c 1

Cường độ chịu kéo cáp, fpu =1860 MPa.

Số bó cốt thép tại mỗi mặt cắt :

ps p

A =140 19 2660 mm× = Sử dụng cáp 15.2mm Trên trụ P2-P3, 1 bó dùng 12 tao vậy diện tích 1 bó cáp

2 1bo

A4 A5 A7 A9 A11

Bán kính uốn cong của cáp chọn R = 4000 mm

Hàng cáp trên cùng cách nắp hộp 125 mm, các hàng cách nhau 250 mm

Các bó cáp trong hàng cách nhau 250 mm

Điểm neo cách bó cáp đi thẳng gần nhất 250 mm

Bảng bố trí cáp trên một nửa mặt cắt

phòng K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10

Trên mặt bằng các bó cáp đi song song với nhau, đối xứng qua đường tim của dầm hộp khi gần đến điểm kết thúc của cáp thì uốn cong để đi vào vị trí neo Điểm uốn cáp cách neo cáp một khoảng ít nhất là (2000+T) mm để đảm bảo điều kiện trước điểm neo cáp phải có đoạn thẳng là ít nhất là 2000 mm T là chiều dài tiếp tuyến của đường cong bán kính R Điểm uốn cáp phải nằm trong phạm vi đốt đúc để việc đặt và nối ống gen được dễ dàng.

Hình 4.2 : Sơ đồ tính góc uốn và điểm uốn

Xác định góc uốn và điểm uốn

Góc uốn xiên : α = Ω − β

T tiếp tuyến của đường cong xác định theo công thức : T R tg

2

α

= ×

R bán kính đường cong, R = 4000 mm

h : khoảng cách từ vị trí cốt thép đến vị trí neo Do cáp uốn xiên do đó ta có

Tính toán trên excel ta có kết quả

Lúc thi công đốt

K/c tới tim cầu 2750 2500 3000 2750 2500 3000 2250 3250 2000 3500 1750

1.3.3 Tính mất mát ứng suất :

Mất mát ứng suất trong cáp chia làm hai nhóm

Mất mát ứng suất tức thời:

∆fPF : Mất mát do ma sát

∆fPA : Mất mát do thiết bị neo

∆fPES : Mất mát do co ngắn đàn hồi

Mất mát ứng suất theo thời gian:

∆fPSR : Mất mát do co ngót

∆fPCR : Mất mát do từ biến của bê tông

∆fPR : Mất mát do chùng nhão cốt thép

Tổng mất mát ứng suất trong giai đoạn truyền lực

Bảng tổng hợp mất mát ứng suất của cáp âm tại các mặt cắt dầm trên trụ P2-P3

Mất mát ứng suất trong giai đoạn truyền lực

Bảng tổng hợp mất mát ứng suất của cáp âm tại các mặt cắt dầm trên trụ P1-P4

Mất mát ứng suất trong giai đoạn truyền lực

Δf pT

S12 207.9 232.5 206.4 191.6 209.9 204.5 249 247.1 295.3 295.6 345.3 S13 197.9 223.5 197.9 183.6 202.4 197.2 242.2 240.5 289 289.3 341.6 S14 0 141.4 192.4 178.2 197.2 192.2 237.4 235.7 284.3 284.6 337.2

S15 0 0 110.3 172.7 191.9 187.1 232.5 230.9 279.6 279.9 332.8

1.3.4 Kiểm toán ứng suất ở giai đoạn truyền lực :

Các giới hạn ứng suất đối với bêtông :

- Giới hạn ứng suất kéo trong bêtông ở trạng thái giới hạn sử dụng sau mất mát cho các cấu kiện dự ứng lực toàn phần :

' c

Bảng tính ứng suất thớ trên do cáp âm gây ra khi thi công đúc hẫng

f t (MPa) Các giai đoạn thi công trên trụ P2-P3

CS1 CS2 CS3 CS4 CS5 CS6 CS7 CS8 CS9 CS10 HL S0 -0.92 -1.78 -2.63 -3.47 -3.97 -4.47 -4.51 -4.76 -2.96 -9.96 -3.14

Bảng tính ứng suất thớ dưới do cáp âm gây ra khi thi công đúc hẫng

f b (MPa) Các giai đoạn thi công trên trụ P2-P3

CS1 CS2 CS3 CS4 CS5 CS6 CS7 CS8 CS9 CS10 HL S0 -0.07 -0.18 -0.37 -0.57 -0.99 -1.48 -2.15 -2.84 -5.20 0.93 -6.27

Tương tự tính toán với các mặt cắt dầm trên trụ P1-P4

Bảng giá trị momen do tai trong ban than dam

M y

(kNm) CS1 CS2 CS3 CS4 CS5 CS6 CS7 CS8 CS9 CS10 Các giai đoạn thi công trên trụ P1-P4 HL

S12 -5613 -10153-15858-22596-30263-38780-50533-63480-93102 -17268 -110008 S13 0 -749 -2881 -6241 -10704-16168-24289-33767-56762 -13979 -70425

Bảng tính ứng suất thớ trên do cáp âm gây ra khi thi công đúc hẫng

f t

(MPa) CS1 CS2 CS3 CS4 CS5 CS6 CS7 CS8 CS9 CS10 Các giai đoạn thi công trên trụ P1-P4 HL S12 -0.47 -0.96 -1.45 -1.95 -2.30 -2.68 -2.65 -2.76 -1.69 -6.36 -1.91 S13 -0.81 -1.54 -2.24 -2.92 -3.43 -3.94 -4.04 -4.24 -3.22 -6.83 -3.47 S14 0.00 -0.87 -1.62 -2.40 -3.01 -3.59 -3.78 -4.03 -3.05 -6.32 -3.36 S15 0.00 0.00 -0.91 -1.76 -2.50 -3.17 -3.47 -3.79 -2.89 -5.77 -3.26 S16 0.00 0.00 0.00 -0.94 -1.78 -2.57 -3.01 -3.41 -2.63 -5.11 -3.09 S17 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.97 -1.82 -2.44 -2.96 -2.34 -4.40 -2.91 S18 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.98 -1.74 -2.41 -2.00 -3.66 -2.71 S19 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -1.00 -1.78 -1.74 -2.93 -2.64 S20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -1.01 -1.33 -2.19 -2.50 S21 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.87 -1.45 -2.20 S22 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.86 -1.67 S23 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -1.02

Bảng tính ứng suất thớ dưới do cáp âm gây ra khi thi công đúc hẫng

f b

(MPa) CS1 CS2 CS3 CS4 CS5 CS6 CS7 CS8 CS9 CS10 Các giai đoạn thi công trên trụ P1-P4 HL S12 -0.16 -0.27 -0.42 -0.58 -0.81 -1.07 -1.55 -2.05 -3.48 0.63 -4.10 S13 0.09 0.13 0.08 0.02 -0.14 -0.35 -0.78 -1.27 -2.70 0.25 -3.40 S14 0.00 0.07 0.07 0.05 -0.07 -0.26 -0.66 -1.16 -2.61 -0.05 -3.36 S15 0.00 0.00 0.03 0.08 0.02 -0.14 -0.50 -0.98 -2.43 -0.30 -3.23 S16 0.00 0.00 0.00 -0.01 0.01 -0.09 -0.39 -0.84 -2.25 -0.58 -3.09 S17 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.06 -0.07 -0.29 -0.68 -2.01 -0.80 -2.87 S18 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.11 -0.19 -0.49 -1.69 -0.95 -2.55 S19 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.18 -0.29 -1.24 -1.02 -2.06 S20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.24 -0.77 -0.96 -1.50 S21 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.43 -0.76 -0.95 S22 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.49 -0.51 S23 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.35Các ứng suất tính toán tại các mặt cắt khi so sánh với ứng suất nén cho phép (giá trị âm) và ứng suất kéo cho phép (giá trị dương) thì đều thỏa mãn điều kiện kiểm toán

1.3.5 Kiểm toán ứng suất khi tiếp tục thi công đốt tiếp theo :

Các giới hạn ứng suất đối với bêtông :

- Giới hạn ứng suất kéo trong bêtông ở trạng thái giới hạn sử dụng sau mất mát cho các cấu kiện dự ứng lực toàn phần : ' ( )

c0.5× f =0.5× 50 3.536 MPa=

- Giới hạn ứng suất nén trong bêtông ở trạng thái giới hạn sử dụng sau mất mát cho các cấu kiện dự ứng lực toàn phần : ' ( )

c0.45 f× =0.45 50 22.5 MPa× =

Ta quy định ứng suất kéo mang dấu dương, ứng suất nén mang dấu âm

Kết quả kiểm toán được trình bày trong các bảng như sau :

Bảng tính ứng suất thớ trên khi thi công hẫng đốt tiếp theo

f t (MPa) Các giai đoạn thi công trên trụ P2-P3

CS1 CS2 CS3 CS4 CS5 CS6 CS7 CS8 CS9 CS10 HL S0 -0.19 -0.78 -1.37 -1.82 -2.03 -2.25 -2.02 -1.81 0.29 -6.37 -2.53

Bảng tính ứng suất thớ dưới khi thi công hẫng đốt tiếp theo

f b (MPa) Các giai đoạn thi công trên trụ P2-P3

CS1 CS2 CS3 CS4 CS5 CS6 CS7 CS8 CS9 CS10 HL S0 -0.77 -1.11 -1.54 -2.09 -2.77 -3.52 -4.43 -5.55 -8.20 -2.39 -6.57

Tính toán tương tự ta có các bảng tính của phần dầm trên trụ P1-P4

Bảng tính ứng suất thớ trên khi thi công hẫng đốt tiếp theo

f t

(MPa) CS1 CS2 CS3 CS4 CS5 CS6 CS7 CS8 CS9 CS10 Các giai đoạn thi công trên trụ P1-P4 HL S12 0.15 -0.15 -0.45 -0.75 -0.93 -1.00 -0.77 -0.63 0.64 -3.80 -0.56 S13 -0.65 -1.10 -1.55 -1.97 -2.26 -2.43 -2.25 -2.14 -0.86 -4.18 -3.08 S14 0.00 -0.69 -1.13 -1.61 -1.96 -2.18 -2.05 -1.95 -0.67 -3.61 -2.99 S15 0.00 0.00 -0.71 -1.19 -1.63 -1.91 -1.85 -1.76 -0.51 -3.03 -2.91 S16 0.00 0.00 0.00 -0.68 -1.15 -1.52 -1.54 -1.49 -0.31 -2.37 -2.77 S17 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.67 -1.06 -1.20 -1.20 -0.12 -1.72 -2.62 S18 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.61 -0.80 -0.88 0.04 -1.09 -2.46 S19 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.58 -0.67 -0.02 -0.61 -2.44 S20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.48 -0.09 -0.27 -2.35 S21 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.29 -0.09 -2.10 S22 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.24 -1.61 S23 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -1.02

Bảng tính ứng suất thớ dưới khi thi công hẫng đốt tiếp theo

f b

(MPa) CS1 CS2 CS3 CS4 CS5 CS6 CS7 CS8 CS9 CS10 Các giai đoạn thi công trên trụ P1-P4 HL S12 -0.76 -1.04 -1.36 -1.71 -2.09 -2.63 -3.31 -4.03 -5.66 -1.77 -5.27 S13 -0.07 -0.26 -0.53 -0.84 -1.20 -1.73 -2.42 -3.19 -4.88 -2.19 -3.57 S14 0.00 -0.11 -0.37 -0.66 -1.01 -1.55 -2.25 -3.07 -4.82 -2.56 -3.51 S15 0.00 0.00 -0.17 -0.44 -0.77 -1.29 -2.00 -2.86 -4.64 -2.85 -3.36 S16 0.00 0.00 0.00 -0.28 -0.57 -1.06 -1.76 -2.63 -4.42 -3.13 -3.20 S17 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.36 -0.78 -1.45 -2.33 -4.10 -3.33 -2.96

S18 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.48 -1.07 -1.93 -3.62 -3.38 -2.62 S19 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.59 -1.35 -2.87 -3.22 -2.11 S20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.77 -1.95 -2.79 -1.53 S21 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -1.01 -2.05 -0.96 S22 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -1.11 -0.50 S23 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.35Các ứng suất có giá trị âm nên so sánh với bảng giá trị ứng suất nén cho phép [f]k đều thỏa mãn điều kiện kiểm toán.

1.4 THIẾT KẾ SƠ BỘ GIAI ĐOẠN HỢP LONG BIÊN

1.4.1 Xác định sơ bộ số cáp dự ứng lực cho giai đoạn đúc hẫng

Mặt cắt (mm) d' p (mm) c' (mm) a' (kNm) My (mm A ps 2 ) Số tao

Số bó tính

Số bó chọn

Do thi công đúc hẫng đã bố trí ống gel cho cáp dương nên đặc trưng hình học tính cho giai đoạn thi công hợp long đã trừ giảm yếu cho cả ống gel cáp dương và cáp âm Ở đây ta chỉ tính đặc trưng hình học sau khi căng cáp chịu momen dương Lúc này tiết diện có 2 phần diện tích cáp quy đổi trên và dưới.

Tính đặc trưng hình học giai đoạn 2 : sau khi căng cáp

Diện tích tiết diện tính đổi

g 0 tps tps bps bps

A =A +n ×A +n ×AMomen tĩnh của tiết diện cáp

=

Khoảng cách từ trục trung hòa đến đáy dầm

bg b0

y =y −c Khoảng cách trọng tâm đến mép trên dầm

tg bg

y = −H yMôment quán tính của tiết diện với trục trung hoà

1.4.4 Tính mất mát ứng suất:

Mất mát ứng suất trong cáp chia làm hai nhóm

Mất mát ứng suất tức thời:

∆fPF : Mất mát do ma sát

∆fPA : Mất mát do thiết bị neo

∆fPES : Mất mát do co ngắn đàn hồi

Mất mát ứng suất theo thời gian:

∆fPSR : Mất mát do co ngót

∆fPCR : Mất mát do từ biến của bê tông

∆fPR : Mất mát do chùng nhão cốt thép

Tổng mất mát ứng suất tại các mặt cắt