Bo mén CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT Mục lục
PHAN I: DE BAI VA SO LIEU GIA DINH
I.1 ĐỀ BÀI << SH T91 HH TH TT TH TT TT TT TH ch 4 L2 SỐ LIỆU GIẢ ĐỊNH - ¿5-6 k5 SEE SE EEEESE E111 815 7118151311111 1 xe, 4
6T 4:00 9-1 0 4
I.3.1 Thuyết minh «6 kê S4 SE E11 3g 110111141 1 gu gu ki 4
K6: .aAaAIAIAIAaAa 6 ‹.1 4
PHAN II: NOI DUNG THUC HIEN IL1 CHỌN TIẾT DIỆN MẶT CẮT DÂM CHỦ -. ©5255 5e£scSssssess2 5
II1.1 Bố trí chung mặt cắt ngang cầU -¿ 6à tt Hye 5 11.1.2 Chọn mặt cắt ngang dầm chủ .- - << e1 S1 1193 1g cv 5 11.1.3 Chiều cao kết cấu nhịp tối thiỂU 5 ¿- 5© 6k 2 St *‡k£EEEEkEEEEEkrksrkrkrkei 6
I1.4 Xác định chiều rộng bản cánh hữu hiệu ¿5-5 56 x22 cxeverzcxet 7 I1.4.1 DGi vi dam githa nc ccccscscscscsessscscescssscssessccssssssssesescsesssssseesnesen 7
IL1.4.2 Đối với dầm BIEN oe eccecccessessesseessecsessecssssessesseessecsecsteseessessesaeseanees 7 I2 TÍNH TỐN BẢN MẶT CÂU 5c: 22221 2x22 3221111112111 tre 8
IIL2.1 Phương pháp tính tốn 1n 9 H991 TK ng TK 2111 164 8
I2.2 Xác định nội lực bản mặt cầu do tĩnh tải 55c scccsxiererrsee 8 IIL2.2.1 Nội lực mặt cắt a .-©ccSct tt 2t 11 211111111121111111111 xe 10
I.2.2.2 Nội lực tại giữa nhịp a- Ö LH HH9 HH ng ng vn 34 11 I.2.2.3 Nội lực tại mặt cắt gối b - kg ng ng co 12
H.2.2.4 Nội lực tại giữa nhịp Đ-C - c1 SH KH 13
H.2.2.5 Nội lực tại mặt cắt gối 1m Tố ằ 13 IL2.2.6 Nội lực tại giữa nhỊp c-d Error! Bookmark not defined I.2.2.7 Nội lực tại mặt cắt gối đ Error! Bookmark not defined IL2.3 Xác định nội lực do hoạt tai và người Gi bộ G SG Hàn 13
IL2.3.1 Nội lực do Truck Load (xe tải thiết kế) -.¿- +55 cccccsxsvcrxeei 15
IL2.3.2 Nội lực do người ởi bỘ - c SH HH ng kg và 19
11.2.4 Vật liệu thiết kế cho bản mặt cầu - ¿©52+c++c++xexevrereervee 20
Trang 2Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cau BTCT
11.2.5 Tính toán cốt thép chịu TỰC . c- c ng ng ng ng 34 20 H.2.5 AL Bồ trí cốt thép chịu mơ men âm của bản mặt cau (Cho 1m dai ban mat
cau) va kiém toan theo TTGH curong 46 1 oo ccsssccssesecssseeeesssseeessseeeeseegs 21 1.2.5.2 Bồ trí cốt thép đương cho bản mặt cầu (Cho 1 mét dài bản mặt cầu) và kiêm toán theo TĨGH cường độ Ì - - - 5 51000110399 30v 1 9 1 v1 vn vy 23
11.2.5.3 Bố trí cốt thép âm cho phần hãng của bản mặt cầu(Cho 1m dài bản mặt
câu) và kiêm toán theo TIGH cường độ Ì . 5Ặ <5 S1 kssseereresssea 25
1.2.5.4 Bồ trí cốt thép co ngót và nhiệt độ . «¿5e SE EkEEckeErxrket 26 I.2.5.5 Kiểm tra bản mặt cầu theo trạng thái giới hạn sử dụng (kiểm toán nứt)
26
11.2.5.6 Kiém tra bố trí thép theo thiết kế kinh nghiệm - 2-5 2 5 <+¿ 29 I3 TÍNH TOÁN NỘI LỰC DÂM CHỦ 5 SE #EEk*EeEEkckekeEsrkevet, 30 I3.1 Nội lực dầm chủ do tĩnh tải c6 k1 SE ng gui 30 II3.1.1 - Tĩnh tải rải đều lên 1 đầm chủ + «5< k+E2EE£E£E£keEeckeEsrsrxred 30 I3.1.⁄2 Các hệ số cho tĩnh tải - - - Set E1 1111911111511 1111151151113 xe 33 IL3.1.3 Xác định nội lực dầm chủ - - 5s SE £EEEkEESEkEEEESEeEckekersrkrkd 33 11.3.2 Nội lực đầm chủ do hoạt tải - 5-2 EEEkeEeEkrkrkererkreerereee 36 II3.2.1 - Tính hệ số phân bố hoạt tải theo làn .-. ¿- 2s 5s kexsceeEcsrered 36 I3.2.2 Tính hệ số phân bố tải trọng của người đi bộ - 6 c6: 39 IIL3.2.3 Xác định nội ÌỰC ác cu 10 0 0 K6 40 1.4 CAC DAC TRUNG CUA VAT LIỆU DÂM CHỦ 5- - + 5-5 55c: 46
TH.4.1 BG tOg HA 44d3ä4A 46
I4.2 CỐt thếp kh TH HT TT HH HH ng TH ch 41 II4.2.1 Thép ứng suất tTƯỚC - ©1191 Hán ng reo 47
T1.4.2.2 Thép ao, 7a 4ï
11.5 CHON VÀ BỒ TRÍ CÁP DỰ ỨNG LLỰC ¿ ¿6-5 St cxetEceteteeesees 48 IILS.1 Chọn cáp dự Ứng ÌỰC - co SH ng ng 0 H04 Kà 48
I.5.2 BO tri cáp dự ứng lỰC . ¿-cSc tnShchtn HH ngàng ngư 50
11.5.3 Tinh cac dac trưng hình học c9 99 11 119 0v 1 1 K4 52 I6 TÍNH TỐN MẤT MÁT ỨNG SUẤTT . - 6k ke Exevcxcvet, 53 I.6.1 Xác định thông số của Đó Cấp - «kháng HH cu 53 11.6.2 Mất mát ứng suất do ma sất ¿- 5 tt h3 vE ng ngư 54
11.6.3 Mất mát ứng suất do LỤ( T€O 6 cà TT 1 1H ngu 55
Trang 3Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cau BTCT 11.6.4 Mat mat img suat do co ngan dan hi scscsssssessssescesscsesssssesesesen 56 11.6.5 Mất mát ứng suất do CO ng6tuccicccsccssessscsssssssessssssssssssesesen 56
11.6.6 Mat mat tng suat do ti bIGN occ css esesrssstsessesnssessseseeen 57
11.6.7 Mất mát ứng suất do dão thép ứng suất TƯỚC ¿6 65s k£x2 xe: 57
I7 KIÊM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ I 58
IIL7.1 Tính tốn cường độ chịu ON veccececcscssccessscscssscsscsasscsccassesasscsucassesavscucasscnass 58 1.7.1.1 Tại mặt cắt 42001101 000ẼPẼ1Ẽ7e AaA 61
I.7.2 Kiểm tra hàm lượng cốt thép ứng suất tTƯỚC - 6 k5 ck‡x xe: 61 I.7.3 Tính cốt đai và kiểm toán cắt theo TTGH cường độ 1 .-. 5 62
H.7.3.1 Tại đoạn dầm gan gối ¬ 62
IL8 KIÊM TOÁN DÂM THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG 65
IL8.1 Các giới hạn ứng suất trong bê tông (6k S+SkkSkkeEckerrkrkrkd 65 11.8.2 Tính tốn các ứng suất mép trên (nén là âm) - 6k ckcxvxeei 66
II HN YÊ (ác :ð ca 66
IV HE (là 0i: 00 nhhdỒ G7
11.8.3 Tính tốn các ứng suất mép đưới (nén là âm) - + + +++kex+xe+xzxd 67 II8.3.1 Lúc căng Kéo c9 nọ ki KH vv 67
T1.8.3.2 Lic khat thac —— 68
TL9 TINH TOAN 0209040) c in 68
ID N0 0.000 69 11.9.2 Độ võng do tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) << S5 S2 69
11.9.2.1 Độ võng do tải trọng bản thân dâm - 2-56 5< £k‡vzkevsrsrxee 69 IL9.2.2 Độ võng do trọng lượng bản mặt cầu, dầm ngang, tâm đỡ, lớp phủ, lan
can 69
11.9.3 Độ võng do hoạt tải, có xét tới lực xung kích - «<< 1+ +2 70
II10 TÍNH TỐN DÂM NGANG Error! Bookmark not defined
IIL10.1 Nội lực do tải trọng cục bộ (hoạt tải) gây raError! Bookmark not defined
I10.2 Nội lực do tĩnh tải dầm ngang Error! Bookmark not defined
11.11 DUYET DAM NGANG .cccceccscccscsssescssecseeees Error! Bookmark not defined
11.12 VAT LIEU LÀM DẦM se s2 Error! Bookmark not defined
I.12.1 Tính tốn cốt thép chịu lực Error! Bookmark not defined
PHAN III: BAN VE
Trang 4
Bộ môn CTIGTTT&CTT TKMH Cầu
THIẾT KÉ MÔN HỌC
CAU BE TONG
Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Danh Huy
Sinh viên thực hiện : Lê Thị Vân
Mã sinh viên : 0812503
Lớp : Tự động hóa thiết kế cầu đường K49 I PHAN I: DE BAI VA SO LIEU GIA DINH
1.1 DE BAI
BTCT
Thiết kế một cầu bê tông cốt thép Dự ứng lực với số liệu cho trước, theo tiêu chuẩn
thiết kế 22TCN 272-05 L2 SỐ LIỆU GLÁ ĐỊNH
TT Thông sô Đơn vị Giá trị
1 Chiéu dai nhip m 33
2 Khơ câu m Ơ tơ 7+2 x 1.5
3 Tải trọng thiết kê Mpa HL93 và người đi 3.10”
4 Dạng kết câu nhịp Cau dam
5 Dang mat cat ngang Chữ T
6 Vật liệu kêt câu BTCT dự ứng lực
7 Công nghệ tao DUL Căng sau
8 Cap BT dam Mpa 35
9 Loai thép DUL Tao(mm) 15,2
10 Số liệu khác Tự chọn
1.3 YEU CAU
1.3.1 Thuyét minh
Trinh bay trén khổ giấy A4, nếu sử dụng chương trình tính tốn phải có file đi kèm - _ Chọn cấu tạo kết câu các bộ phận kết cầu nhịp
- _ Thiết kế tính duyệt dam và bản mặt cầu (nếu có) theo TTGHTCD1, TTGHSD cho các mặt cất tại gôi và gitra nhip theo tiéu chuan 22TCN 272-05
1.3.2 Ban vé
- Cấu tạo chung kết cầu nhịp
- - Các mặt cắt ngang điên hình
Trang 5Bo mén CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT - Bé tri cap DUL trén cat doc va cat ngang dầm chủ
- Bo tri cot thép thuong
- Cau tao neo
Il PHAN II: NOI DUNG THUC HIEN IL1 CHON TIET DIEN MAT CAT DAM CHU
11.1.1 Bé tri chung mặt cắt ngang câu
Tổng chiều dài toàn dầm là 33m Do để thừa 2 đầu 0.3m để kê gối nên phần chiều dai nhip tinh tốn cịn 32.4 m
Ban mặt cầu rộng: 7+2x1,5+2x0,5=11 m Bố trí 5 đầm chủ, mặt cắt chữ T, làm bằng BTCT có fc=35 Mpa
Lớp phủ mặt cầu gồm có 2 lớp:
Lớp phịng nước có chiều dày 40mm
- _ Lớp bê tơng asphalt phía trên có chiều dày 70mm
- _ Lớp phủ được tạo độ dốc bằng cách kê cao các gối cầu - _ Khoảng cách giữa các dầm chủ là S=2200mm
II.1.2 Chon mặt cắt ngang dâm chủ
Dầm chủ có tiết diện chữ T, với kích thước như sau:
1 Chiéu cao dam h mm 1700
2 | Chiéu rong bau dam bọ mm 650
3 | Chiều cao bầu dầm hy mm 350
4 Bê rộng sườn dâm b,, mm 200
5 _| Chiêu rộng bản cánh by mm 1800
6 | Chiêu dày bản cánh t, mm 200
7 | Chiều rộng vát cánh mm 200
8 Chiêu cao vát cánh mm 100
9 Chiều rộng vát bầu mm 225
10 | Chiéu cao vat bau mm 200
11 Phan hang mm 1100
Hình vẽ minh họa các kích thước trên:
Trang 6Bo mén CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT 1700
MAT CAT DAM CHU
><« 1800 ~200~- ~200~ 1700 aan L559 _
MAT CAT TAI GOI (MO RONG SUON DAM) 11.1.3 Chiéu cao két céu nhip toi thiểu
Kiém tra về điều kiện chiều cao kết cầu nhịp tối thiểu theo TCN 2.5.2.6.3-1 Công thức kiêm tra: h>h„„=0.045L
Trong đó:
Trang 7Bo mon CTGTTT&CTT TKMH Cau BTCT
- L;: Chiéu dai nhip tinh todn, L=32400mm - h: Chiéu cao dam
hinin? Chiéu cao nhip tôi thiêu của kết cầu nhịp, kê cả bản mặt cầu Nmin=0.045L=0.045x32400=1458 mm
Ta có:
h=1700mm
=>h>h,, > TM
hạ =145§mm
1I.1.4 Xác định chiều rộng bản cánh hữu hiệu
II1.4.1 Đối với dâm giữa
Bè rộng bản cánh có hiệu có thê lẫy giá trị nhỏ nhất của:
: 32400
- 1/4 chiéu dai nhip =A = 8100mm
- _ 12 lần độ dày trung bình của bản cộng với số lớn nhất của bề dày bản bụng dầm
hoặc 1/2 bê rộng bản cánh trên của dâm
200
=12x200 + max 800/27 3300mm - _ Khoảng cách trung bình của các dầm kề nhau S=2200
=> bị = 2200mm
II.1.4.2 Đối với dâm biên
Bè rộng bản cánh dầm hữu hiệu có thê được lẫy bằng 1/2 bé rộng hữu hiệu của dầm
x 2200 ˆ ¬ Kk pe ke
ké trong = > 1100mm , cộng với trị sô nhỏ nhat cua:
32400
- 1⁄8 chiều đài hữu hiệu = = 4050mm
- 6 lan chiéu dày trung bình của bản cộng với số lớn hơn giữa 1/2 độ dày bản bụng hoặc 1⁄4 lần bề dày bản cánh trên của dầm chính:
Trang 8Bo mén CTGTTT&CTT TKMH Cau BTCT 200/2 1800/47 1650 mm = 6x200 + mac| - Bề rộng phần hãng =1100 mm => b; = 1100 + 1100= 2200 mm
11.2 TINH TOAN BAN MAT CAU
| | 4 11000 | | O\ A A, WZ VU WA FH -—1100 2200 2200 2200 2200 1100— a b C d e ZN 4 4 4 ZIN
17.2.1.Phuong phap tinh tốn
Ap dụng phương pháp tính gần đúng theo điều 4.6.2 của 22TCN 272-05, mặt cầu có thể phân tích như một đầm liên tục trên các dầm
II.2.2 Xác định nội lực bản mặt câu do tĩnh tải
Tiến hành đặt tải tại các vùng có mơ men cực trị, dé xác định nội lực lớn nhất trong dầm Nội lực lớn nhất trong dầm liên tục thường là ở mặt cắt gối hoặc mặt cắt giữa
nhịp
Theo điều A.4.6.2.1.6, các cầu kiện đỡ được giả thiết là cứng vô hạn Trong bản tính này, coi tải trọng bánh xe như tải trọng tập trung
Kết cấu đối xứng, do vậy ta sẽ tính nội lực ở nửa bản mặt câu Phần cịn lại có giá trỊ
tương tự phần đôi xứng của nó
Do phần đải phân cách giữa làn xe chạy và làn người đi bộ có trọng lượng khơng đáng kể nên trong tính tốn nội lực ta bỏ qua tác dụng của phần giải phân cách này
với bản mặt cầu + Nội lực do tĩnh tải
Trang 9Bo mén CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT Tỷ trọng của các cầu kiện lay theo Bảng A.3.5.1.1 của tiêu chuẩn
Tĩnh tải tác dụng lên ban mat cau gom các tĩnh tải rải đều do TTBT của bản mặt cầu,
TTBT của lớp phủ, lực tập trung do lan can tác dụng lên phần hãng
Đối với tĩnh tải, ta tính cho 1 mét dài bản mặt cầu
Thiết kế bản mặt cầu dày 200mm, fĩnh tải rải đều do TTBT bản mặt cầu:
#bcœme = 200x1000x24x10” = 4,8 kN/m
Thiết kế lớp phủ đày 74 mm, tĩnh tải rải đều do TTBT lớp phủ:
#pw = 74x1000x22,5x10° = 1,665 kN/m
Tai trong do lan can cho phan hãng: Thực chất lực tập trung quy đối của lan can không đặt ở mép bản mặt cầu nhưng để đơn giản tính tốn và thiên về an toàn ta coi
đặt ở mép
ÊDCŒLan can) — =4, 564 kN/ 1
Để tính nội lực cho các mặt cắt a, b, c, đ, e, f, g, h, ta vẽ đường anh hưởng của các
mặt cắt rồi xếp tải lên đương ảnh hưởng Do sơ đồ tính tốn bản mặt cầu là hệ siêu
tĩnh bậc cao nên ta sẽ dùng chương trình Midas để vẽ ĐAH và từ đó tính tốn nội
lực tác dụng lên bản mặt cầu
Công thức xác định nội lực tính tốn:
Mụ=n (yp.M pc¡ + yp M pc¿ +yp M pự )
- —t : Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư, và sự quan trọng trong khai thác xác định theo Điều 1.3.2
TỊ=T\¡.T\p.TỊa > 0,95
- Hệ số liên quan đến tính đẻo Np = 0,95 (theoTCN 1.3.3)
- _ Hệ số liên quan đến tính dư rịạ = 0,95 (theo TCN 1.3.4)
-_ Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác rị = 1,05 (theo TCN 1.3.5) => TỊ = 0,95
- Yp: He số tĩnh tải (22TCN 272-05, bảng A.3.4.1-2)
Loại tải trọng TTGH Cuong TTGH Su
dol dung
DC: Cau kién va cdc thiét bi phụ 1,25/0,9 1
Trang 10
Bo mén CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT DW: Lớp phủ mặt cầu và các tiện 1,5/0,65 1 ich 11.2.2.1 Nội lực mặt cắt a
Mô men tại mặt cắt a là mô men phân hãng Sơ đô tính dạng cơng xon chịu uốn
Lớp phủ 1.665kN/m Lan can 4 \ | Bản mặt cầu 4.8kN/m Ty? Ỉ ! Ỉ ⁄ A Py PEE TK F†1††0 19t! Hi “= 1100 SỐ a
Đường ảnh hưởng tại mat cắt a:
Lan can Lớp phủ tri Bản mặt cầu § pc(bmc)* 1100.1100 + #py 600.600 1,5 M =7[z,„ a nly, 2 106 Xp 2 106 +7 Ÿp Š DC(ancan) .1100.1,25.10”] O THGH CD1: M, =-0,95[1, 25, “r0: 00, F100 +1, 5,2 065.000.000 +1,25.4,564.1100.102]= -9.84(kNm) 2.10 2.10 O THGH SD:
Trang 11Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cau BTCT 4,8.1100.1100 41 1,665.600.600
M, =-0,9511
° 2.10° 2.10° +1.4,564.1100.10~°] = —7,81(kNm)
1.2.2.2 Nội lực tại giữa nhịp a- b Đường ảnh hưởng tại giữa nhịp a-b:
Slo
| wy 11H) | bu q] TRU [o> —¬
Đề tạo ứng lực lớn nhất tĩnh tải, trên phần đường ảnh hưởng dương ta xếp tĩnh tải với hệ số lớn hơn 1, trên phân đường ảnh hưởng âm ta xếp tĩnh tái với hệ số nhỏ hơn l Cụ thể xếp như sau: ĐAH MCab LLTT LL{ 1 Lớp phủ LETT TT 1 Lớp phủ HIT IT pan mặt cầu L+LLLCL LLÌ Í Bản mặt cầu
Xếp tải trên phần đường ảnh hưởng đương
DAH MCab
A406 ph LETT TT 1 4L6p ph LUT] Jy +L6p pho
Ban mat cau EE i Ban matcdu es Ban mat cau
hi a
Trang 12Bo mén CTGTTT&CTT TKMH Cau BTCT Xếp tải trên phần đường ảnh hưởng âm
Tính nội lực theo công thức:
Mụ=n (yp.M pct + yp M pc¿ +yp M pw )
Trên phân đường ảnh hưởng đương:
- _ Với bản mặt cầu lay hé sé Y;= 1,25 trong THGH CĐI, bằng 1 trong THGH SD - _ Với lớp phủ lấy hệ số Yp= 1,5 trong THGH CDI, bằng 1 trong THGH SD
Trên phần đường ảnh hưởng âm:
- _ Với bản mặt cầu lẫy hệ số Y;= 0,9 trong THGH CĐI, bằng 1 trong THGH SD - _ Với lớp phủ lấy hệ sô Yp= 0,65 trong THGH CĐI, bằng 1 trong THGH SD
Ta có kêt quả tính tốn mơ men tại giữa mặt cắt a-b:
Phin Dah TTGHCDI TTGHSD
gân Bản mặt cầu Lớp phủ Ban mat cau Lop phu
Duong 3.5956 1.4967 2.8764 0.9978
Am -1,6506 -0.2392 -1.8340 -0.3681
» 1.9449 1.2574 1.0424 0.6297
+ông nội lực 3.2023 1.6721
HI.2.2.3 Nội lực tại mặt cất goi b
TTTTITTTTTr———
NỈ HH c c
Làm tương tự như trên ta có bảng kết quả sau:
Phin Dah TTGHCDI TTGHSD
ane Bản mặtcầu | Loppha | Banmatcau| Lop pho
Duong 0.8544 0.1110 0.6835 0.0740
Share by LucKaKa — aluc.utc @ gmail.com Page 12
Trang 13TKMH Cầu BTCT Bộ môn CTGTTT&CTT Âm -1.0580 -0.4905 -2.1756 -0.7547 > -1.1036 -0.3795 -1.4920 -0.6806 lông nội lực -1.4831 -2.1727
lI2.2.4 Nói lực tại giữa nhịp b-c
: S| LE SCL ¬
Phần Đah TTGHCĐI TTGHSD
ame Bản mặtcầu | Loppha | Banmatcau| Lop phi
Duong 3.3396 1.3673 2.6717 0.9116
Am -1.0420 -0.2610 -1.1578 -0.4016
> 2.2976 1.1063 1.5139 0.5100
Tong nội lực 3.4039 2.0239
II2.2.5 Nội lực tại mặt cất gối Cc
ww — Phần Dah TTGHCDI TTGHSD
anes Ban mat cau Lớp phủ Bản mặt cầu Lớp phủ
Dương 0.4366 0.1817 0.3493 0.1212
Am -1.8078 -0.4530 -2.0087 -0.6969
» -1.3712 -0.2713 -1.6594 -0.5758
Tổng nội lực -1.6424 -2.2351
HI.2.3 Xác định nội lực do hoạt tải và người đi bộ Tái trọng thiết kế dùng cho bản mặt cầu và quy tắc xếp tải
Share by LucKaKa — aluc.utc@gmail.com Page 13
Trang 14
Bộ môn CTƠTTT&CTT TKMH Cầu BTCT Ap dụng quy định của Điều 3.6.1.3.3 (TCN - 272-05) :
Khi bản mặt cầu và bản nắp của công hộp được thiết kế theo phương pháp đải gần đúng theo Điều 4.6.2.1 thì các ứng lực phải được xác định trên cơ sở sau:
- _ Khi các dải cơ bản là ngang và nhịp không vượt quá 4600 mm- các dải ngang
phải được thiết kế theo các bánh xe của trục 145000 N
- _ Do nhịp của bản S =2300 < 4600 mm phải được thiết kế theo các bánh xe của
truc 145KN
Xe tải thiết kế hoặc xe hai bánh thiết kế phải bồ trí trên chiều ngang sao cho tim của bất kỳ tải trọng bánh xe nào cũng không gần hơn (3.6.1.3.1) :
- 300mm tính từ mép đá vỉa hay lan can: Khi thiết kế bản hãng
- 600mm tính từ mép làn xe thiết kế : Khi thiết kế các bộ phận khác
Do cầu khơng có dải phân cách xe thiết kế có thê đi vào phần bộ hành
Khi xêp xe lên đường ảnh hưởng sao cho gây ra hiệu ứng lực cực hạn cả âm và
dương
Bè rộng dải tương đương :áp dụng Điều 4.6.2.1.3
- Mô men dương M': SW = 660 + 0,55S = 660+0,55.2300=1925 mm - Mô men âmMr : SW = 1220 + 0,25S =1220+0,25.2300=1795 mm - Phan hang: SW = 1140 + 0,833X
X =1100 -500- 300 = 300 mm SW=1140+0,083.300 =1431,55 mm Trong đó
X_ = Khoảng cách từ tải trọng đến điểm gối tựa (mm), X=350 mm
S = Khoảng cách của trục cầu kiện đỡ SW = Bè rộng dải tương đương P = Tải trọng trục xe (N)
Trang 15Bo mén CTGTTT&CTT TKMH Cau BTCT Tải trọng bộ hành : Theo Điều 3.6.1.5 lẫy tải trọng người đi bộ 3x10” Mpa và phải
tính đồng thời cùng hoạt tải xe thiết kế
11.2.3.1 N6i luc do Truck Load (xe tai thiết kế)
Do Truck Load và Tendom Load có khoảng cách 2 trục theo chiều ngang cầu như nhau(1800mm) nhưng Truck Load có trục sau(145 KN) nặng hơn Tendom Load
(110 KN) nên ta chỉ tính nội lực trong bản mặt cầu do Truck Load
Vẽ đường ảnh hưởng và xếp tải
18L0
“2.9 7209
gp
Đường ảnh hưởng tại mặt cắt giữa nhịp a-b
0.474 0.082
0.467
boos ros m 7 boos 0.0134
`
0.0235 0.1041 0.076
Đường ảnh hưởng mặt cắt tại gối b
Trang 16Bo mén CTGTTT&CTT TKMH Cau BTCT
pe
729 TES
Stas HTT el | Le “AL DT LL Ea
0.404 0.048
Đường ảnh hưởng tại mặt cắt giữa nhịp b-c
amen 22s Vee
pm —
Đường ảnh hưởng mặt cắt tại gối c
0.0143 0.0878 0.0787 0.0135
Sơ đơ tính mơ men phân hãng của bản mặt câu
e_ Công thức xác định mômen trong THGH CĐI cho 1 mét dài bản mặt cầu:
Trang 17Bo mén CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT n VAP, + 1M) y; 0,95 1,75.72,5.1,25.> y, SW 1,925 + MtruckLoad = n y(P + IM).% Yi 9.95 1,75.72,5.1,25.> y, M truckload = › SW 1,795 MtruckLoad ế= ? yŒị+IM).x =0,0 5 1,75.1,25.72,5.X 2.5W 2.1,432 Trong đó: - y=l,75 (Xem phần 7), rị=0,95 - vị: Tung độ đường ảnh hưởng
Tính toán nội lực tại các mặt căt:
1,75x72,5x1,25x0,30 _ M , =-0,95 2x1,432 = —15,78(KN.m) M., =0,95 1,75.72,5.1,25.(0,47~0,067) _ „1 s16 (KNm) 1,925 M, = 0,95 275:72+5:1,25.(0,0235 —0,1041—0,0768+0,0134) _ 94 og66 (KNm) 1,795 M,, = 0,9sL75.72.5.1 20401-0 048) _ 47 9639 (KNm) 1,75.72.,5.1,25.(0.0145—0,0878—0.0787+0,0135) 1,795 M, =0,95 =-11.6250(KN.m)
Bang kết quả mômen tại các mặt cắt do TruckLoad (xe tải thiết kế)
Bảng 4.3.1-a
Mặt cắt - Trang thái giới hạn cường độ 1
— Giá La ®#eb | b j bc | óc -
tri(KNm) | -15.78 | 31,5416 22,087 | 27.863 | -11,625
Trang 18
Bộ môn CTƠTTT&CTT TKMH Cầu BTCT
e Công thức xác định mômen trong THƠH SD cho I mét dài bản mặt cầu:
MrruckLoad = SW MtruckLoad = SW MtruckLoad 2.5W* Trong đó: - y=1(Bang A3.4.1-2) - TỊ=0,95
- - vị: tung độ đường ảnh hưởng
M_.=-0,0s L725.1.25.0,30 2.1,432 1.72,5.1,25.(0, 47 —0, 067) 1,925 M,,, = 0,95 1.72,5.1, 25.(0,0235 —0,1041 —0, 0768 + 0,0134) n 7 (FP; + IM ).2Y: = 0,95 LPAI), _ 0,95 hãng _ n y(P +IM).x =0 1.72,5.1,25.3 y, 1,925 1.72,5.1,25.3 y, 1,795 s 1.1,25.72,5.x 2.1,432 3 =-9,01(KN.m) =18.0238(KN.m) M, =0,95 1,795 1.72,5.1,25.(0, 404 — 0,048) 1,925 M,,, = 0,95 1.72,5.1,25.(0.0145 — 0, 0878 — 0.0787 + 0,0135) M, = 0,95 1,795 =-16.9066(KN.m) =15.9217(KN.m) =-16.6428(KN.m) Bảng kết quả mômen tại các mặt cắt do TruckLoad ở trạng thái sử dụng
Bảng 4.3.1-b
Mặt cắt Trạng thái giới hạn Sử dụng
| Gidtri(KNm) a ab b bc ' c7
Trang 19Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cau BTCT
15.9217} -16.6428
-9,01| 18,0238 -16.9066
Bang két quả mô men tại các mặt cắt do TruckLoad ở cả hai trạng thái là :
— .MưOL | a | a-b b | bc | c Cườngđội! -15/78' 31,5416 -240866' 27.8630: -11.6250 THGH 1 -901 1 — Sửdụng - 180238 -16.9066 | 159217, -16.6428
lI2.3.2 Nội lực do người đi bộ
e_ Xếp tải trọng người lên Đah các mặt cắt a, a-b, b, b-c, c, c-d, d, ta có bảng kết
quả sau: Bảng 4.3.2 a a-b — Cuong dT 41091 | 0.1999 Su dung 70.6338} 0.1142) - Mat Cat "tr b-c Cc -1.3186 | 0.0991 -0.0634 -0.7535 ; 0.0566 -0.0363
e Tổng hợp nội lực do các tải trọng tac dụng lên bản mặt cầu được cho trong bảng
sau đây : THGH _ TTGHCĐ TTGHSD a -26,7291 | 34.9438 -17454 | 198101 - CO b-c Cc r b | -26.8883 | 31.3660 - -13.3308 -19,8328 | 180022 -18.9142 Bang 4.a
Vậy nội lực để thiết kế bản mặt cầu là:
Bảng 4.b
Momen (KNm) Duong Hang
Trang 20
Bo mén CTGTTT&CTT TKMH Cau BTCT TTGH Cường độ] 34.9438 -26.8883 -26,7291 TTGH St dung 19.8101 -19.8328 -17.454
11.2.4 Vật liệu thiết kế cho bản mat cau
e Bê tông bản mặt câu:
- f¢ =35 Mpa Cường độ nén quy định ở tuổi ở tuổi 2§ ngày
- ,= 0,043 yf (A5.4.2.4-1)
=> E.= 29910,2 (Mpa)
e Cét thép
- f,=420 Mpa : Giới hạn chảy tối thiểu quy định của thanh cốt thép
- _ B;= 200000 MPa
II.2.5 Tính tốn cốt thép chịu lực e Lớp bảo vệ
Theo bảng (A.5.12.3-1)
- Mép trên bản : a = 60 mm vì bản chịu mài mịn của vâu lơp xe - Mép dưới bản : a= 25 mm
® Sức kháng uôn củabản: M, Trong đó:
= Ị$.Mạ
- : Hệ số sức kháng quy định theo Điều (A.5.5.4.2.1) ta có ò =0,9 Đối với
trạng thái giới hạn cường độ 1 (Cho BTCT thường) - M,: Sức kháng uốn tính tốn
- Mạ: sức kháng uốn dang định
Đối với cầu kiện chịu uốn khi sự phân bố ứng suất gần đúng theo hình chữ nhật như
quy định của Điều 5.7.2.2 thì Mạ xác định Điều 5.7.3.2.3
Trang 21Bo mén CTGTTT&CTT TKMH Cau BTCT
a 2l A,rla-s (b- ah,
M,=auf,(4_$)rAs(4,-$)-avs(a, 5 ro sss ba Bp 5 |
Vì khơng có cốt thép ứng suất trước ,b=bw và coi A, = 0
>ealecÐ
Trong đó:
- Ags = Diện tích cốt thép chịu kéo không ứng suất trước (mm?) - fy = Giới hạn chảy qui định của cốt thép (Mpa)
- ds = Khoảng cách tải trọng từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo không ứng suất trước (mm)
- “As = _ Diệntích cốt thép chịu nén (mm?)
- Íy = Gidihan chay qui định của cốt thép chịu nén (Mpa)
- d, = Khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thép
chịu nén (mm)
- f, = Cường độ chịu nén qui định của bê tông ở tuổi 28 ngày (Mpa)
- b = Bề rộng của mặt chịu nén của cầu kiện (mm) - by = Chiều dày của bản bụng hoặc mặt cắt tròn (mm)
- Bị _=_ Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất qui định trong điều (A.5.7.2.2) -_ hị= Chiều đày cánh chịu nén của câu kiện dầm I hoặc T(mm)
- a= cỘ¡ ; chiều dày của khối ứng suất tương đương (mm) điều (A.5.7.2.2)
A,ssfpc+A, —A,f, — A, f,
0.85f Bb, ' 0.85 fb
a=cf, =
Theo trạng thái giới hạn cường độ I Cốt thép phải bố trí sao cho mặt cắt đủ khả năng
chịu lực
1.2.5.1 Bo tri cot thép chiu mé men âm của bản mat cau (Cho Im dai ban
mặt câu) và kiêm toán theo TIGH cường độ Ï
- _ Không xét đên cốt thép chịu nén (sẽ bơ trí cho mômen dương của bản mặt câu) - - Mơmen tính tốn cho mômen âm của bản mặt câu
M,= 26.8883 (KNm) (Bảng 4.b)
Trang 22Bộ m6n CTGTTT&CTT TKMH Cau BTCT
- Tachon truéc sé thanh réi kiém toán cường độ
- _ Bố trí6 thanh cốt thép 616 3,1416x162 => Diện tích cốt thép A,=6.T”—T—— =1205,76 (mm) d,= t,- 60 -“2.= 200- 60- -° = 132 (mm) 8,=0.85-0,05 J = =0,85—0,05 35—28 = 0,8(Mpa )
B, = 0,8 >0,65 thỏa mãn theo (A5.7.2.2)
Af, 1205,76.420
C= ; = =
0,85 f fb, 0,85.35.0,8.2300 a= f,.c= 0,8 9,25=7,4(mm)., Mô men kháng danh định của mặt cắt :
a 7,4 -6
Mn=Ag-fs-p- 5) =1205,16.420 132: x3 109= 64,98 (KN.m) Mơ men kháng tính toán của mặt cãi:
M,=¿.M;=0,9 65,4759 =58,476(KNm) > M,= 26.8883 (KN.m) = (Thoa man) = Vậy mặt cát thoả mãn về mặt cường độ
e Kiểm tra lượng cốt thép tối đa (A.5.7.3.3.1)
C
Phải thoả mãn điều kiện - < 0.42
d = dp =132 mm (Do coi A,, = 0 (A.5.7.3.3.1-2))
c: khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục TH, c = 9,25 (mm)
Trang 23Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT
© — 9,25 d, é 132
= 0,007< 0,42 = Thoa man
Vậy mặt cắt giữa nhịp thoả mãn về hàm lượng thép tối da e Hàm lượng cốt thép tối thiểu
fe’
y
Phải thoả mãn Pmin 29,93
Trong đó /Ø„„„ = Tỉ lệ giữa cốt thép chịu kéo và diện tích nguyên
pmin = _1205,76 — = 0,00548 1000 x 200 0, 03/2 =0, 03-2 = 0,0025 fy 420 fe’ = pmin >0,03-— fy
=> Vậy mặt cắt thoả mãn về hàm lượng thép tối thiểu
e Cự ly tối đa giữa các thanh cốt thép
Theo Điều (A.5.10.3.2) Trong bản cự ly giữa các cốt thép không được vượt quá 1,5
chiều dày cầu kiện hoặc 450mm
Smax < 1,5 x200 = 300 (mm)
HIL2.5.2 Bo trí cốt thép dương cho ban mat cau (Cho 1 mét dai ban mat cau) va kiém toan theo TTGH cuong do I
- Khong xet dén cot thép chiu nén (b6 tri cho mOmen 4m _ cua ban mat cau)
- M6men tinh toan cho mé6men dương của bản mặt câu M, = 34.9438 (KNm) (Xem bang 4.b)
Trang 24Bộ môn CTƠTTT&CTT TKMH Cầu BTCT - _ Ta chọn trước số thanh rồi kiểm toán cường độ
- Bé6 tri 5 thanh cốt thép 616 3,1416.167 = Diện tích cốt thép As = 5 = 1004,8(mm’ ) d,=t,- 25 - “= 200- 25 - > = 167 (mm) —2 35-28 _ B ,=0,85—0,05 fi = 8 | 0.85-0,05 0,8(Mpa)
B, = 0,8 > 0,65 thỏa mãn theo (A5.7.2.2)
A c= Ay 1004840 gan) 0.85ƒ/,Øp, 9,85.35.0,8.2300 a =B1.c= 0,8, 7,71= 6,17{ mm) 6,17 Mạ= A„.f.(dụ =) = 1004,8.420.(167 2 -———).107= 69,17 (KNm) Mr= ø.Mn= 0,9 69,17=62,258 KN.m > M,= 34,9438 KN.m = (Thoả mãn) => Vay mat cắt thoả mãn về cường độ
e Kiểm tra lượng cốt thép tối đa (A.5.7.3.3.1)
Phải thoả mãn điều kiện -“ < 0.42
d =dp =167 mm (Do coi A,, = 0 (A.5.7.3.3.1-2))
c: khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục TH, c = 7,71(mm)
¢ - 51 9.046 < 0,42 Thoa man
d e 167
Vậy mặt cắt thoả mãn về hàm lượng thép tối đa
Trang 25Bộ môn CTƠTTT&CTT TKMH Cau BTCT e Ham luong cét thép tối thiểu
Phải thoả mẫn ømin > 0,037
Trong đó ømn = Tỉ lệ giữa cốt thép chịu kéo và điện tích nguyên
1004,8 pmin = =—————~0.0457 1000x200 0,03 = 0,03 2>-= 0,0025 hy 420 Je => pmin 2 0,03
= Vay mặt cắt thoả mãn về hàm lượng thép tối thiểu e Cự ly tối đa giữa các thanh cốt thép
Theo Điều 5.10.3.2 Trong bản cự ly giữa các cốt thép không được vượt quá 1.5 chiều dày cầu kiện hoặc 450mm
Smax Š 1,5x200=300 (mm)
17,2.5.3 Bo tri cot thép âm cho phan hang cia ban mat cau(Cho Im dai ban mat cau) va kiém toan theo TTGH cuong do 1
Đề thận tiện cho thi công: Bồ trí 2 mặt phẳng lưới cốt thép cho bản mặt cầu nên cốt thép âm cho phan hang được bố trí giống cốt thép âm(6 thanh ¿16) Chỉ tiến hành kiêm tốn
e Mơmen tính tốn cho mômen âm của bản mặt cầu
M, = 26,7291 (KN.m) (Xem bảng 4.b)
Do mômen tính tốn M„ < Mơmen tính tốn của mơmen âm của bản mặt câu nên
chắc chăn các kiêm toán trong kiêm toán về cường dộ thoả mãn
Trang 26Bo mén CTGTTT&CTT TKMH Cau BTCT 11.2.5.4 Bo tri cối thép co ngói và nhiệt độ
Theo Điều A.5.10.8 cốt thép cho các ứng suất co ngót và nhiệt độ phải được đặt gần bề mặt bê tông lộ ra trước các thay đối nhiệt độ hàng ngày Đối với các cấu kiện
mỏng hơn 1200mm diện tích cốt thép mỗi hướng không được nhỏ hơn:
A A, >0,75—*
f y
As= Tổng diện tích mặt cắt
Chiều dày có hiệu 200mm = Chiều dày thực = 200+30 =230mm = A,=230x1 = 230 (mm)
A
Ay 2 0,75— = 0,75 228 = 0.41 1mm’? /mm f ỷ 420
Cốt thép do co ngót và nhiệt độ không được đặt rộng hơn hoặc 3.0 lần chiêu dày cấu
kiện (3.200=600mm) hoặc 450 mm Cốt thép co ngót và nhiệt độ theo phương dọc
cầu 0.5As =0.2065
Sử dụng No10 @450 có A,=0,22mm”/mm
I.2.5.5 Kiểm tra bản mặt câu theo trạng thái giới hạn sử dụng (liểm toán nut)
Theo Điều A.5.5.2 các vấn đề phải kiểm tra theo trạng thái giới hạn sử dụng là nứt,
biến dạng và ứng suất trong bê tông
Do nhịp của bản nhỏ và khơng có thép dự ứng lực nên trong đồ án này chỉ kiếm toán
nứt đối với bản mặt cầu theo Điều 5.7.3.4
Các cấu kiện phải được cấu tạo sao cho ứng suất kéo trong cốt thép ở trạng thái giới
hạn sử dụng f;; không được vượt quá
ƒXf„,=— —_<06ƒ, — (A.573.44-1
(4.4)
Trang 27Bộ môn CTGTTTI&C TT TKMH Cầu BTCT Trong đó :
- d, =Chiéu cao phan bé tong tinh từ thớ ngoài cùng chịu kéo cho đến tâm của thanh hay sợi đặt gần nhất ; nhằm mục đích tính tốn phải lẫy chiều dày tĩnh của lớp bê tông bảo vệ d, không lớn hơn 50 mm
- Z = Thông số bề rộng vết nứt (N/mm)
Lẫy Z.= 23000 N/mm đối với các câu kiện trong môi trường khắc nghiệt và khi
thiết kế theo phương ngang
- _ Ý„ = Ứng suất kéo trong cốt thép ở trạng thái giới hạn sử dụng
- _ Á = Diện tích phần bê tơng có cùng trọng tâm với cốt thép chủ chịu kéo và được bao bởi các mặt cắt cuả mặt cắt ngang và đường thẳng song song với trục trung hoà, chia cho số lượng của các thanh hay sợi (mm)
IIL2.5.5.1 Kiểm tra nứt đổi với mô men dương
Mô men dương lớn nhất làM = 19.8101(KN.m)(Xem bảng 4-b)
~75 5@170=850 75 ob Ẳ a) Oo O ° C ®° os oS N d © 9 © O O wn 100 4@200=800 100—
- M6 men quán tính ngun tiết điện hình chữ nhật là :
„ bÄ` _ 1000.2007 = = = 666666666, 7(mm4)
12 12
- Hés6 quy đổi từ cốt thép sang bê tong
n= Es = 200000 = 6,6867 Ec 29910,2
- Tinh f,:
Xac dinh vi tri truc trung hoa :
Trang 28Bo m6n CTGTTT&CTT TKMH Cau BTCT
+ Lay momen tinh voi truc qua canh duoi cua mat cat:
h ' '
S =bh 2 +n.A.d+n.A,'.d
2
— 1000200" + 6,6867 x1004,8x(25+8)+6,6867 x1205,76 x(200 —68) = 21322255,48 (mm?)
+ Dién tich mat cat
A= bh.+nAy.+mAy'=1000x 200 + 6,6867 x1004,8 + 6,6867 x 1205,76 = 216125,067( mm’
+ Khoảng cách từ THH đến mép dưới của mặt cắt: _ 5 _ 2132225548 o 657 iam
A 216125,067
+ Khoảng cách thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm mặt cắt là : X= hr— y = 200 - 98,657 = 10,343 mm
+ Xác định mơ men qn tính của mặt cắt bị nứt tính dồi ra bê tong
3 2
tor = +ba{ 0-2 | +nA,(d-y) +nA, (d -y}
Io, = 710747268 mm*
+ Ứng suất trong cốt thép ở mép đưới bản :
re (# _ 200000 Km 657 -33).10° n = =122,354Mpa
1 } 29910,2 710747268 d, = 25 +16/2 = 33mm < 50 mm
2.33.1000 2 T22 Ụ ÂU TA CA es nA pe ke
= =13200 mm (Diện tích phân bê tơng có cùng trọng tâm với côt thép chủ chịu kéo và được bao bởi các mặt cát cuả mặt cắt ngang và đường thăng song song với trục trung hồ, chia cho sơ lượng của các thanh hay sợi )
Trang 29Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT
SE (4,/4)° = OO _ - 303Mpa > 0,6 f, = 0.6x420 = 252Mpa (33.13200)
=Do vay lay f,.=0.6f, =252 Mpa > fs = 122,354 Mpa (Thoả mãn)
H2.5.5.2 — Kiếm tra nưt đôi với mô men âm Mô men âm lớn nhấtlà M= -19.8328 KNm/m
- _ Khoảng cách từ TTH đến mép trên của mặt cắt: y=200-98,657=101,34 mm - _ Ứng suất trong cốt thép ở mép trên bản :
_ 6 fen My =6,6867 19.8328.(101,34— 68).10 =62,213Mpa I cr 710747268 - d,=60 +16/2 = 68mm <50 (mm) = dc =50 (mm) (theo diéu trén) 2.50 1000 _ A= 6 = 16666,667 (mm” Z 23000
> Isa = fu (d.A)” (50x16666,667)” = =244Mpa <0,6ƒ, =0.6x420= 252M pa <0,6f, =0.6x pa
Do vay lay f„=244 Mpa > fs = 62,213 Mpa -> Thoả mãn
= Vậy bản mặt câu thoả mãn điêu kiện kiêm toán nứt ở trạng thái giới hạn sử
dụng
11.2.5.6 Kiếm tra bố trí thép theo thiết kế kinh nghiệm
Phải đặt lớp cốt thép đẳng hướng, f, 2 400Mpa Cốt thép phải càng gần các mặt ngoài càng tốt
Trang 30Bộ môn CTGTTT&CT'T TKMH Cầu BTCT Lớp đáy : Số lượng thép tối thiểu cho mỗi lớp bằng 0,57 mm”/mm Theo thiết kế trên
cốt thép theo phương chính 1,11mm’/mm va theo phương đọc là 0,8 mm”/mm >
0,57mm”/mm ( thoả mãn)
Lớp đỉnh : Số lượng thép tối thiểu cho mỗi lớp bằng 0,38 mm”/mm Theo thiết kế
trên cốt thép theo phương chính 1,1 1mm ”/mm và theo phương dọc là 0,22 mm’/mm < 0,38mm/mm =>phai bố trí cốt thép theo phương dọc, chọn Nol0 @200 A;=
0.5mm”/mm
Khoảng cách lớn nhất giữa cốt thép là 450mm
I3 — TÍNH TOÁN NỘI LỤC DÂM CHỦ
1I.3.1 Nội lực dâm chú do tĩnh tái
Tải trọng tác dụng nên dầm chủ
Tĩnh tải : Tĩnh tải giai đoạn l DC] và tĩnh tải giai đoạn 2 (DC2+ DW) Hoạt tải gồm cả lực xung kích (IL+IM) : Xe HL 93
Nội lực đo căng cáp ứng suất trước
Ngồi ra cịn các tai trọng: Co ngót, từ biên, nhiệt độ, lún, gió, động đât
IIL3.1.1 Tĩnh tải rải đếu lên I dâm chủ
Tỷ trọng của các câu kiện lấy theo bảng (A.3.5.1.1) AASHTO, giả thuyết tĩnh tinh tải
phân bố đều cho mỗi dầm, riêng lan can thì một mình dầm biên chịu + Tải trọng bản thân dam DC i
Thanh phan tinh tai DC bén trén bao gém toan bé tinh tai két c4u trừ tĩnh tải lớp mặt
hao mòn dự phòng và tải trọng dự chuyên dụng Do mục đích thiết kế 2 phần của
tĩnh tải được định nghĩa như sau:
Trang 31Bộ môn CTƠTTT&CTT TKMH Cầu BTCT Tĩnh tải rải đều lên dầm chủ xuất hiện ở giai đoạn căng ứng suất trước
#Dc1(4) = Y.§
Trong đó:
-_: Trọng lượng riêng của dầm, y = 24 KN/m°
- A, : Diện tích mặt cắt ngang của dầm khi chưa mở rộng Với kích thước đã
chọn như trên, ta tính được A, = 897500(mm’)
=> £pc1(de) = 21,54(KN/m)
e Tai trong do dam ngang: DC1 gy,
Theo chiều dọc câu bố trí 5 dầm ngang (xem bản vẽ), theo chiều ngang câu bỗ trí 4 dầm ngang, suy ra tông số dầm ngang = 4.5 = 20
” 2000 “| —=200~— 1200———m Trọng lượng một dầm ngang: DC1„;= 2,0x1,2x0,2x24 = 11,52 KN
Tĩnh tải rải đều lên 1 dầm chủ do dầm ngang:
20x11,52
£DC1(dn)= 32Ax5 = 1,4222KN/m
e_ Tải trọng do môi nội bản mặt câu:
Mối nối bản mặt câu dày 200(mm) , rộng 500 (mm)
Trang 32TKMH Cầu BTCT Bo m6n CTGTTT&CTT 4x 200 x 400 x 107° x 24 + 200 x 500 x 107° x 24 gDC 4) = 5 = 2,016(KN/m) Bản mặt cầu dày 200mm, rộng 10000mm -Ó acim) = 200110005244 10 -14.256 KN/m
e - Tải trọng do lan can ons w=300 kg/m
DC2 : Trong hrong lan can xuat hién 6 giai doan
khai thác sau các mất mát
Ta sử dụng loại lan can theo tiêu chuẩn AASHTO — Tĩnh tải DC2 tác dụng cho dầm biên
Spc2 = 4.564 KN/m
e Tai trong cua lop phu
Lop phu day 74 mm ty trong 22,5 KN/m3 #pw = (11-2x0,5) x 0,074 x 22,5 = 16,65(KN/m) = phân bố cho lđầm: gpw= 16,65 =3,33(KN/m) Bảng tông kết Bang 5.1 | DoTLBTdẩmchủ goer) 254 KN Do TLBT dam ngang SDC 1 (dn) 1,4222 | KN/m | Đobảnmặcầu gpaiem 14256 | KN/m Do mối nỗi BMC 2DC1(mn) 2,016 KN/m
| Dolancan Do lớp phủ mat cau pw mn 4 | KNm 333 : KN/m
Trang 33
Bộ môn CTƠTTT&CTT
II3.1.2 Các hệ số cho tĩnh tải
TKMH Cầu BTCT ích
Loại tải trọng TTGH Cường TTGH Su
đội dụng
DC: Câu kiện và các thiệt bị phụ 1,25/0,9 1
DW: Lop phu mat cau và các tiện 1,5/0,65 1
II.3.1.3 Xác định nội lực dâm chủ
Ta tính tốn nội lực dầm chủ tại 4 mặt cắt: MC giữa nhịp, MC 1/4 nhịp, MC cách gối
1,5m và MC gối
Đề xác định nội lực, ta vẽ đường ảnh hưởng cho các MC cần tính rơi xêp tĩnh tải rải
đều lên đường ảnh hưởng Nội lực được xác định theo công thức:
- Momen: M,= 1.7.0.2
-_ Lực cắt: Vụ= TỊ.g(yp.(@0ˆ- Yp.@)
(Tương tự như tính tốn bản mặt cầu với mục đích tạo ra hiệu ứng tải lớn nhất)
Trong đó:
- œ _: Diện tích đường ảnh hưởng mômen tại mặt cắt đang xét
- w* : Dién tich duong ánh hưởng lực cắt đương tại mặt cắt đang xét - @ ; Diện tích đường ảnh hưởng lực cắt âm tại mặt cắt đang xét
- T, : Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư, và sự quan trọng trong khai thác xác
định theo Điều (A.1.3.2)
T\=r\¡r\prìa > 0,95
Vậy: rậ= 0,95
Share by LucKaKa — aluc.utc @ gmail.com
Hé sé lién quan dén tinh déo Np = 0,95 theo Điều (A.1.3.3) - Hệ số liên quan đến tính đư Nr = 0,95 theo Diéu (A.1.3.4)
Hệ số liên quan đến tam quan trọng khi khai thác rị; = 1,05 theo Điều (A.1.3.5)
Trang 34Bộ môn CTGT'TT&CTT TKMH Cầu BTCT 17,3.1.3.1 Tính mơ men
s* Đường ảnh hưởng mômen mặt cất giữa nhịp @ = 131,22(m')
a e Trang thái giới hạn cường độ 1:
- _ Dâm trong (không có tĩnh tải do lan can)
My =0,95.(1,25 #pc1œmc) +1,25.#pc1@e) + 1,25.Epci(an + 1,25.Epci(mn) + Ì,5.Epw ).@
= 0,95.(1,25.14,256+1,25.21,54+ 1,25.1,4222 + 1,25.2,016+ 1,5.3,33).131,22
= 6736,2953(KN.m)
- Dam ngoai (chiu toan bộ tải trọng do lan can)
Mu =0,95(1,258pc1@me +1.,258pct(we +1.258pct(an +1,258pc1m+1,58pw +1,258pc2)@0
= 7447,7449(KN.m)
e Trạng thái giới hạn sử dụng:
- _ Dầm trong (khơng có tĩnh tai do lan can)
My = 0,95.( 1 #pcIœme +Ì.8#pctqe) + l.Epctqan) + Ì.Epc1(m) + Ì.ðpw).(@
=5206,0134(KN.m)
- Dam ngoài (chịu toàn bộ tải trọng do lan can)
M, = 0,95.C 1 pcigme) +1-8pc1(dc) + 1-8pc1¢n) + 1-8dc1¢m + 1-pw + Í.8pc2).@
= 5874,9571(KN.m)
11.3.1.3.2 Tinh luc cat
* Đường ảnh hưởng lực cắt mặt cắt giữa nhịp
Trang 35Bo mon CTGTTT&CTT TKMH Cau BTCT 0,5
0,5
e Trạng thái giới hạn cường độ l
- _ Dầm trong (khơng có tĩnh tải do lan can)
Vụ = 0,95 [1,25 (Epci@me + Epci(de) + EDC1(an) + PDC1(m))@ `
- 0,9(EDpC1@me + Epctqae) Ð EpCldn) † #pc1(mn))® + (1,5.ðpw.@ˆ - 0,65.ppw.@)] = 127,448 (KN)
- Dam ngoài (chịu toàn bộ tải trọng do lan can)
Vu = 0,95 [1,25 (Zpc1 me) + #bclqae) † Epci(an) † EDCI(ma) + #pc2)(ˆ
-0,9(Ebc1œme + Epc14e EpCt@n) +EDC1(mỷ +Epc2)@ + (1,5.gpw.@ - 0,65.gpw.@ )] = 139,740(KN)
e Trạng thái giới hạn sử dụng
- _ Dầm trong (khơng có tĩnh tải do lan can)
Vu = 0,95 [1.( gpcieme + #bciqo) † Ebclen) † EDCl@mn))@”
- l.( Ebci@me) † EpCt(ade) + EDCl(an) † EDC1(mn))@ + (1.gpw.@” - L.gpw.o )]
V, =0 (KN)
- Dam ngoài (chịu toàn bộ tải trọng do lan can)
Vụ = 0,95 [1.( Epci@me) † Epci(ae) Ð EpC1(an) + EDCl¿m) + #pca)@”
- l.( EDcI@me) + #Dc14e) + #DC14n) + EpCl@m) + Ø#pc2)@0 + (1.gpw.@" - 1.gpw.@)] V, =O KN
Trang 36Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT
* Đường ảnh hưởng lực cắt mặt cắt gối
—————
Làm tương tự như trên, ta có bảng tông kết sau:
Momen do tinh tải Bang 5.3.1
| TTGH CDI TTGHSD =: TTGHCDI = TTGH SD Dam trong = 6736,2953 5433,166 «0.000 - 0.000
Damngoai 7447/7449 6002,110 ; 0.000 0.000
Lực cắt do tĩnh tái Bảng 5.3.2
1⁄2 } | Goi }
. TIGHCD1 TIGHSD | TIGHCDI TIGHSD Damtrong | 127,448 | 0.000 | 754768 | 806/017
Dam ngoai : 139,740 ! 0.000 | 919,441 ! 893,817
II.3.2 Nội lực dâm chủ do hoạt tải
II.3.2.1 Tính hệ số phán bố hoạt tải theo làn
Tiêu chuân 22TCN 272-05 đề cập đến phương pháp gần đúng được dùng để phân bố
hoạt tải cho từng đầm (điều 4.6.2.2.2) Không dùng hệ số làn của Điều 3.6.1.1.2 với phương pháp vì các hệ số đó đã được đưa vào trong hệ số phân phối, trừ khi dùng
phương pháp mô men tĩnh hoặc các phương pháp địn bẩy Những kích thước liên quan:
Chiều cao dầm: H = 1700mm Khoảng cách của các dầm: S = 2200mm; Chiều dài nhịp: L = 32400 mm Khoảng cách từ tim của dâm biên đên mép trong của lan can: d¿ = 1100 — 500 =600 (mm)
Dam T thuộc phạm vi áp dụng những công thức gần đúng của 22TCN 272-05 (bảng
4.6.2.21 và 4.6.2.2a-1) Hệ sô phân bô hoạt tải được tính như sau:
Trang 37Bo mén CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT IL3.2.1.1 Hệ số phân phối hoạt tải theo làn đối với mô men uốn
Kiểm tra phạm vi áp đụng: (bảng 4.6.2.2a-1) 1100 < S < 4900
110 <t,< 300 6000 < L < 73000
N, = 4
=> Thoa man
e Đối với dầm gitta (AASHTO bang 4.6.2.2.2b-1): - Mét lan thiét ké chiu tải :
0,4 03 0,1 “{ K 2, =0,06+(—S_)" (S)"( 4300) \L) \ 0,4 0,3 =0,06+ 2200 2200 1 4300 32400 =0,401
- _ Hai làn thiết kế chịu tải:
0,6 ? 0,2 ? K 0,1 "` 2900) \L) | 0,6 0,2 0,075 4 2200 2200 1 2900 32400 = 0,570 > Khong ché
e Đối với dầm bién (AASHTO Bang 4.6.2.2.2.c-1)
- Mét lan thiết kế chịu tải, sử dụng quy tắc đòn bẩy
Do cự ly theo chiều ngang cầu của xe Truck và Tendom đều là 1800mm nên ta có sơ đồ xêp tải như hình vẽ cho cả 2 xe
Theo tiêu chuân 272 - 05 Điều 4.6.2.2.1 khi dùng phương pháp đòn bây phải dua
vào hệ số làn m Đối với 1 làn chịu tải m=l1,2 Mơ hình ngun tắc đòn bây cho dam
biên được chỉ ra trên hình vẽ
Trang 38Bo mon CTGTTT&CTT TKMH Cau BTCT 1800 ———m=——3() 1 1,364 _- 1,2.0,545+1,364) _ 1145 Khống chế
- Hai lan thiết kế chịu tải
d 600
m= € Sdamtrong trong dd e =0,77 +—=~— =0,77 + —— =0,9843
Bm = © Bdamtong 1008 2800 2800
=> Em = 0,9843x 1,145 = 1,127
H.3.2.1.2 Hệ số phân phối hoạt tải theo làn đối với luc cat
Kiểm tra phạm vi áp dụng: (bảng 4.6.2.2.2c-1) -đ00<d <1700
= Thỏa mãn
e Đối với dầm giữa (ASSHTO Bảng 4.6.2.2.3a-1): - _ Một làn thiết kế chịu tải
g„ =0,36+ Ss =0,36+ 2200 = 0,649
7600 7600 > Khéng chế
Trang 39Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cau BTCT - Hai lan thiét ké chiu tai
2
M :: 7600 \10700
- ,2 + { 2200 ) _ =0,447 7600 \10700
e_ Đối với dầm biên (AASHTO bảng 4.6.2.2.3b-1): - _ Một làn thiết kế chịu tải
Sử dụng quy tắc đòn bây, tương tự như tính hệ số phân bố cho mômen ở trên, ta có g,=1,14l5 Khống chế
- _ Hai làn thiết kế chịu tải
d 600
m= € 2damtrong tron do e=0,6+ “_ =0,6 + —— =
1 3000 3000 0,3
> 2m = 0,8 x 1,1415 = 0,9163
II.3.2.2 Tỉnh hệ số phân bố tải trọng của người đi bộ
Sử dụng phương pháp đòn bây, tính cho cả mémen va luc cat Coi tai trọng phân bố người là lực tập trung:
Trang 40Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT 1500 WP hid O 400 0,4545 0,92 1 1,2 g = 1,5 0,92 = 1,38
Vay hé số phân phối của hoạt tải và người đi bộ:
Bảng 6.2
Dâm giữa Dâm biên
Mô men uỗn 0,57 1,1415 Lựccắt 0,648 1,1415 Người đi bộ 1,38 1,38
17,3.2.3 Xác định nội lực
Hoạt tải xe ôtô thiết kế và quy tắc xếp tải (Điều 3.6.1.3) e Hoạt tải xe HL93