Vi du 2 BTL Mo - Tham Khao

PAKT-Tính mố Chơng X Tính toán Thiết kế mố cầu * * * I kích thớc kết cấu nhịp Mặt cắt ngang nhịp dẫn MC giũa nhịp MC Gối II Các kích thớc mố Kích thớc mũ mố theo phơng dọc cầu : Đào Thị Hoàn Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT-Tính mè ∆ 20 cm b2 B B = ∆ + b2 + b1 b0 + 20 + b1 (cm) Với : : Khe hở đầu dầm đầu mố, =50+ ì t o ì lnhip mm Víi α =0.00001 lµ hƯ sè gi-n në nhiệt độ dầm to: Hiệu số nhiệt độ cao nhiệt độ trung bình, to=30 o Vậy ∆ =50+ 0.00001× 30 × 33000 /2=54.95 mm Chän ∆ =65 mm=6.5 cm b2 : Khoảng cách từ tim gối đến đầu dầm b2 = 20 ữ 40 cm, chọn b2=30 cm b0 : KÝch th−íc thít d−íi cđa gèi theo phơng dọc cầu b0 = 310 mm = 31 cm 20cm : Khoảng cách từ mép gối đến mép đá kê gối b1 : Khoảng cách từ mép đá kê gối đến mép tờng mố b1 = 25 cm (Do nhịp dài Lnhịp = 33m) Vậy B = 6.5+ 30 + 31/2 + 20 +25 = 97cm = 0.97 m Theo phơng ngang cầu : A = 2a + a0 + (n -1)a2 + 2(15 ÷ 20) (cm) Trong đó: a: Khoảng cách từ mép đá kê gối ®Õn mÐp t−êng mè a1 = 72 (cm) n: Sè lợng dầm chủ ( n = số lợng gối cầu) n = Đào Thị Hoàn Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT-Tính mố a2: Khoảng cách dÇm chđ a2 = 230 cm a0: KÝch th−íc thít dới gối theo phơng ngang cầu a0 = 460 mm = 46 cm VËy A = × 72 + 46 + × 230 + × 20 = 1150=Chiều rộng cầu (cm) Xác định kích thớc khác : - Cao độ mặt đờng đỉnh mè: +12.48 Cao ®é ®Ønh bƯ: +4.48 ChiỊu cao cđa mố: Hđ=12.48-4.48=8 m Xác định chiều cao tờng đỉnh : h1 = hdầm + hđá kê + hgối +hlp+hbmc h1 = 165 +20 + +7.4 +18+0.02x(1150/2-50)=225.9 cm - KÝch thớc tờng thân : h2 = Hđ - h1 h2 = 800 – 225.9= 574.1 (cm) - KÝch th−íc t−êng c¸nh : + h3 = h1 = 225.9 cm + Chiều dài tờng cánh : lc = S + (Hđ - 0.25-HA) ì n Với S : độ chôn sâu tờng cánh vào đờng Đối với cầu ®−êng «t« H® = m ≥ m => S = 75 cm
lc = 0.75 + (8 0.25) = 10.05 (m) Bố trí chung: Đào Thị Hoàn Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT-Tính mố 1: 1, III mặt cắt đáy móng T¶i träng 1.1/ TÜnh t¶i (DC): a/ Ph¶n lùc tõ kết cấu phần : Tim gối thẳng góc với trọng tâm bệ móng Trọng lợng dầm chủ = Trọng lợng 20 dầm ngang Trọng lợng lan can Trọng lợng gờ chắn Trọng lợng đỡ Trọng lợng lớp BT mặt cầu Tải trọng thẳng đứng = Độ lệch tâm e = Mômen dọc cầu My = Đào Thị Hoàn 2161.36657 308.6226 288.1098 248.62464 1675.30275 2341.01318 -0.005 -11.705066 KN KN KN KN KN KN KN m kNm Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT-Tính mố b/ Trọng lợng thân mố : - Trọng lợng đơn vị bê tông = 2.5 T/m3 => gc = 24.525 kN/m3 - Träng l−ỵng đơn vị đất = 1.8 T/m3 => gs = 17.658 kN/m3 => gđn = 17.658 kN/m3 - Trọng lợng ®Èy nỉi cđa ®Êt = 1.1 T/m3 KÝch th−íc mè ChiỊu cao mè ChiỊu réng bƯ mãng ChiỊu dµy t−êng thân Chiều dày bệ móng Kích thớc xà mũ theo phơng dọc cầu Chiều cao tờng đỉnh Chiều dày tờng đỉnh Chiều dài tờng cánh Khoảng cách fản lực gối Chiều rộng mố mô tả diện tích mặt cắt A mặt cắt B 13.6 5.56877 Đào Thị Hoàn chiều ngang mè 11.5 11.5 m m 6.8 1.6 0.97 m m m m m 2.259 0.63 10.05 0.605 11.5 m m m m m Lực(KN) tay đòn 3835.71 1570.6 0.115 mômen dọc 180.619 Cầu Đờng Bộ B K 43 mặt cắt C mặt cắt D mặt cắt E mặt cắt F đá kê gối vai kê Tæng PAKT-TÝnh mè 11.5 m m m 4.3 m 10.5 m 5.04 16.0 14.57055 17.334375 0.142 0.135 1421.47 392.4 357.343 425.126 14.975 34.7642 8052.39 -0.685 -2 -6.225 -5.15 -0.005 -1.15 -973.706 -784.8 -2224.46 -2189.4 -0.07487 -39.9788 -6031.8 1.2/ Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu (DW) : Bề rộng mặt cầu TLR lớp phủ Trọng lợng lớp phủ Độ lệch tâm e Mômen dọc cầu My 10.5 22.5 288.46125 -0.005 -1.4423062 m KN/m3 KN m KN.m 1.3/ áp lực thẳng đứng tải trọng đất đắp mố (EV) : Thể tích đất đắp bệ móng: V=2 ì ì 10.5=168 m3 áp lực thẳng đứng tải trọng đất đắp mố: EV=168 ì 17.658= 2966.544 kN Độ lệch tâm so với đáy móng: e=-2 m Mô men theo phơng dọc cầu: My=-2 ì 2966.544=-5933.088 kNm 1.4/ áp lực đất theo phơng ngang (EH): Là ¸p lùc ®Êt chđ ®éng sau mè - HƯ sè áp lực đất chủ động đợc tính theo công thức cña Coulumb : ( ) ( ) ( sin θ + φ ' Ka = r sin θ sin (θ − δ ) )   sin φ ' + δ sin φ ' − β r = 1 + sin (θ − δ )sin (θ + β )   Trong ®ã: δ : gãc ma sát đất tờng, tính độ = : góc mặt đất so với phơng n»m ngang, tÝnh b»ng ®é β = θ : góc lng tờng chắn so với phơng nằm ngang tính độ = 900 Đào Thị Hoàn Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT-Tính mố : góc ma sát có hiệu đất đắp, tính b»ng ®é φ = 260 Tõ ®ã ta rót gän công thức đợc : k = ka = tg2(45o - ) = 0.33333 - áp lực đất theo phơng ngang : EH = 0.5 ì ka ì gs ì H2 ì W (kN) - Mô men theo phơng dọc cầu cầu tác dụng chiều cao 0.4H (Điều 3.11.5.1) : Mx = EH ì 0.4H - Bảng tính: Góc ma sát đất Chiều cao chắn đất H Chiều rộng dải đất Hệ số áp lực chủ động EH Mômen theo phơng dọc cầu My 30 10 11.5 0.3333 3384.11156 13536.4462 ®é m m KN KN.m 1.5/ áp lực đất mố hoạt tải phụ thêm (EL): - Chiều cao lớp đất tơng đơng với xe tải thiết kế đợc lấy từ bảng 3.11.6.2.1 Vậy Heq = 10 m ≥ m => heq = 0.61 (m) - áp lực đất theo phơng thẳng đứng : ELv ELv = 0.61 × 7.2 × × 17.658 ELv = 620.431 kN + Độ lệch tâm ev = -5 m + Mô men dọc cầu My = -3102.16 kN.m - áp lực đất theo phơng nằm ngang : ELH = ka × heq × H × W × gs ELH = 0.333 × 0.61 × 10 × 11.5 ì 17.658 ELH = 412.862 kN + Độ lệch tâm eH =0.5 ì H = 0.5 ì 10 = m + Mô men dọc cầu My = 412.862 ì = 2064.31 kN.m 1.6/ Hoạt tải (LL): Đào Thị Hoàn Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT-Tính mè 110 110 145 145 0.963 0.867 35 0.735 PL+làn Đảh Phản lực gối - Phản lực gối xe trơc: Rtandem=110x1+110x0.963=215.93 kN Ph¶n lùc gèi xe t¶i thiÕt kÕ: Rtruck=145x1+145x0.867+35x0.735=296.44 kN VËy ph¶n lùc gèi xe thiÕt kÕ: R= Rtruck=296.44 kN - Ph¶n lùc gèi tải trọng : RWL = 0.5 ì 32.4 × 9.3 = 150.66 kN + Sè lµn : n = + Hệ số triết giảm xe hai : = (Điều A.3.6.1.1.2) - Phản lựcogối tải trọng ngời bên: RPL=0.5 × 32.4 × 1.5 × 3=72.9 kN - Tæng lùc thẳng đứng hoạt tải : R = (296.44 + 150.66) × × +72.9 × 2=1040 kN + Độ lệch tâm theo phơng dọc cầu : eL = - 0.005 m + Mô men theo phơng dọc cầu : My = -5.214 kN.m - Mô men theo phơng ngang cầu: Tải trọng thẳng đứng hoạt tải xe + Tải trọng thẳng đứng PL Độ lệch tâm theo ngang PL Độ lệch tâm theo phơng ngang HL Mômen ngang cầu Mx = Đào Thị Hoµn 447.1x2 74.25 4.5 0.5 781.225 kN kN m m KNm Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT-Tính mố 1.8/ Lực hÃm xe (BR): - Cầu đợc thiết kế víi hai lµn xe, lùc h-m tÝnh cho mét lµn xe ch¹y cïng chiỊu - Lùc h-m tÝnh b»ng 25% trọng lợng xe thiết kế, xe thiết kế xe tải - Gối cố định chịu 100% lực h-m - HƯ sè lµn xe β = 1, sè lµn xe =2 Do : + BR = 0.25 ì × (2 × 145+35) × BR = 162.5 kN + Độ lệch tâm : e = 10 + 1.8 = 11.8 m (Lực đặt cách mặt cầu 1.8m nằm ngang theo phơng dọc cầu A.2.6.2.8) - Mô men theo phơng dọc cầu : My =162.5 ì 11.8 = 1917.5 kN.m 1.9/ Lực ly tâm (CE): Do cầu thẳng nên CE = 1.10/ T¶i träng n−íc (WA): − ChiỊu sâu mố ngập nớc: 7.41-4.48=2.93 m áp lực nớc tác dụng theo phơng ngang: H=0.5 ì 2.932 ì 11.5 ì 9.81=484.25 kN áp lực nớc theo phơng ®øng: V=2.93 × 12.3 × 2.8 × 9.81=990 kN − Độ lệch tâm áp lực thẳng đứng: eđ=2 m Mô men dọc cầu: My=990x2=1980 kNm Độ lệch tâm áp lực nằm ngang: en=-2.98 m Mô men dọc cầu: My=-484.25x2.98=- 1443.065 kNm Lực đẩy tờng thân cấu tạo thẳng đứng 1.11/ Tải trọng gió lên kết cấu phần (WS): - Tốc độ gió thiết kế : V = VB ì S Trong ®ã : + VB : Tèc ®é giã giật giây với chu kỳ xuất 100 năm + S : Hệ sô điều chỉnh Tra bảng ứng với vùng gió cấp II, khu vùc lé thiªn VB = 45 m/s S = 1.09 Đào Thị Hoàn Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT-TÝnh mè => V = 49.05 m/s - ChiÒu cao dầm chủ = 1.65 m - Chiều cao mặt cÇu =0.18 m - ChiỊu cao lan can = 1.11 m Để đơn giản thiên an toàn coi toàn diện tích chắn gió đặc
Diện tÝch ch¾n giã; At = 97.02 m2 - HƯ sè cản Cd, tra bảng ta đợc Cd = 1.3 Vậy lực gió kết cấu theo phơng ngang cầu : PD = 0.0006 × V2 × At × Cd > 1.8At PD = 182.07 kN > 174.64 kN - Độ lệch tâm theo phơng đứng: e1 = 9.461 m - Mô men theo phơng ngang cầu : Mx = e1 ì PD = 1722.55 kN.m - Lực gió lên kết cấu theo phơng dọc cầu:PD = 0.25 ì PD = 45.52 kN - Độ lệch tâm theo phơng dọc cầu: e2=9.461 m - Mô men theo phơng dọc cầu : My = 430.64 kN.m 1.12/ Tải trọng gió lên hoạt tải (WL): - Theo phơng ngang cầu : + WL = 0.5 × 1.5 × 33 = 24.75 kN + Độ lệch tâm : e = 11.8 m + Mô men theo phơng ngang cầu : Mx = 292.05 kN.m 1.13/ Tải trọng gió thẳng đứng (Pv): Coi gió thẳng đứng hớng lên, đặt lệch tâm theo phơng ngang cầu khoảng cách 1/4 bề rộng mặt cầu : Chiều rộng mặt cầu B = 11.5 m Diện tích mặt cầu Av = 379.5 m2 - Tải trọng gió hớng lên : Pv = 0.00045 ì V2 ì Av/2=0.00045x49.052x379.5/2 Pv = -410.868 kN - Độ lệch tâm theo phơng ngang cầu e = 11.5 = 2.875 m - Mô men ngang cầu Mx = (-410.868/2)x2.875=-590.623 kN.m - Độ lệch tâm theo phơng dọc cầu e = - 0.005 m - Mô men dọc cầu My = 4.109 kN.m Đào Thị Hoàn 10 Cầu Đờng Bé B K 43 ... 14.57055 17.334375 0.1 42 0.135 1 421 .47 3 92. 4 357.343 425 . 126 14.975 34.76 42 80 52. 39 -0 .685 -2 -6 .22 5 -5 .15 -0 .005 -1 .15 -9 73.706 -7 84.8 -2 2 24.46 -2 1 89.4 -0 .07487 -3 9.9788 -6 031.8 1 .2/ Tĩnh tải lớp phủ... 3 92. 54 -2 0 .21 -1 4.55 EH 1.5 0.9 25 9.04 155. 42 234.07 140.44 WS 1.4 1.4 3.74 3.74 4 .22 4 .22 Tæng 545.19 3 92. 54 25 9.04 155. 42 213.86 125 .89 3.74 3.74 4 .22 4 .22 TTGH CD3 DC 1 .25 0.9 545.19 3 92. 54... 3041.81 23 41.01 28 8.461 Hx(kN) 21 66 357.4 10 42. 7 1 62. 5 My(kNm) -2 2 4.78 456.498 56 .24 99 6930.66 1 429 .45 20 3. 327 15 92. 5 Hy Mx(kNm) 781 .22 5 1 82. 068 68 .23 1 24 .75 1358.41 395.488 24 2.55 -1 181 .2 -4 10.868