Thiết kế cầu bê tông cốt thép dự ứng lực chữ i căng sau l = 24,5 m, số nhịp n = 5

Do ta chưa biết được lượng cáp cần bố trí nên gần đúng ta xem như tiết diện dầm... Xo,X1,X2,X3 lần lượt là khoảng cách từ mặt cắt đến đầu dầm.. Xác định phương trình đường ảnh hưởng tại

Trang 1

1.1 Tiét dién d4m:

- Chiều cao dầm chủ

- Chiều cao bầu dưới

- Chiều cao vút dưới

- Chiều cao sườn

- Chiều cao vút trên

- Chiều cao bầu trên

- Chiều cao bầu dưới:

- Chiều cao sườn:

- Chiều cao bầu trên:

- Bề rộng bầu dưới dâm:

Trang 2

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG GVHD : THS.VO VINH BAO

I.3 Đọan mở rộng sườn dầm:

Vì ở đầu dầm có lực cắt lớn và ứng suất cục bộ do lực ứng suất trước gây ra do đó

ta cần phải mở rộng ở đầu dầm để tăng khả năng chịu lực cho dầm va` đủ diện tích bố

II.1 Đặc trưng hình học của dầm chủ xét mặt cắt trên øối: x;=0m

Do ta chưa biết được lượng cáp cần bố trí nên gần đúng ta xem như tiết diện dầm

Trang 3

- Diện tích của tiết diện dầm:

II.2 Dac trưng hình học của dầm chủ tại các mat cAt x,,x3.x4

Chọn trục X — X di qua thé dưới của dầm như hình vẽ

Trang 4

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG GVDH :THS VO VINH BAO

- Diện tích của tiết diện dầm:

Hệ số lần: Tra bang 3.6.1.1.2.1

Hạn— 1

I4 Hệ số phân bố tải trọng ngang:

-Tỷ lệ mođun đàn hồi giữa dầm chủ và bản mặt cầu:

+ Cường độ chịu nén của bêtông làm dầm chủ: f¿a = 40MPa

Mođun đàn hồi của dầm chủ:

E,, =0,043.y!5 /f,, = 0,043 x 2400" x /40 =33994,48MPa

+ Cường độ chịu nén của bêtông làm bản mặt cầu: f'ep = 30MPa

Mođun đàn hồi của bản mặt cầu:

E„ =0,043y!”./f„ = 0,043x2400'5 x30 = 29440,08MP

Trang 5

11.4.1 Hé sé phan bé momen va luc cat cua dam giifa:

II.4.1.1 Momen: ( 4.6.2.2.2a.1)

£1: Hé số phân bố lực cắt cho dầm, trường hợp chỉ xếp một lần xe trên cầu

- Khi có trên một làn xe chất tải:

1 1 3600 \10700 3600 (10700

ø„:: Hệ số phân bố lực cắt cho dầm, trường hợp xếp hơn một làn xe trên cầu

Ta chọn giá trị cực đại lầm giá trị phân bố lực cắt gv;=max(8yzi.#vg:)=0,7448

PHƯƠNG

Trang 6

H.4.2 Hệ số phân bố momen và lực cắt của Dâm biên: ( 4.6.2.2.1-1)

Trên cầu chỉ có một làn xe chất tải ta có hệ số làn xe tương ứng là: m = 1,2

- Hệ số momen xe tải thiết kế là :

LY: _12„ 0619 — 0 27x 2 2

- Hệ số momen của tải trọng lần và tải trọng lề bộ hành là:

1 Zan = 1,2.)° Oo, = 12.5, — đ ).};

Trang 7

1.4.2.2 Lue cat: ( 4.6.2.2.3b-1)

- Khi có một làn xe chất tải: Tính theo nguyên tắc đòn bẩy

Tương tự như tính ở trên:

#z„¡ =0.3714

& py, =1,37

2 lan) = 1-03

- Khi có trên một làn xe chất tải:

Theo 4.6.2.2.3b-I, ta có -300<d,<1700, thì hệ số điều chỉnh là:

Xét đoạn dầm từ đầu dầm đến mặt cắt thay đổi:

Với tiết diện đầu dầm ta có diện tích:

Trang 8

Giả thiết trọng lượng ban thân dầm phân bố đều trên suốt chiều dai dầm:

_ DC, +DC,, _ 6823.008 + 27856.35

- Ban mat cau:

Vi ban hang c6 kich thuéc Spang = 1/2 S, nén trong lugng ban mat cau truyén

xuống dầm chính là đều nhau

P,„„„ = 0,3 x 0,22 x 2400 + 2400 x 0,08 x —_

= 259.2Kg/m Piincan = 89-2 Kg /m DC,, =P, lancan +P bovia = 89.5 + 259.2 =348.7Kg/m

DW, =h y S, =0,02.1775.2,] = 74.55KG/m

Trang 9

Tiện ích và trang thiết bị trên cầu:

II.1.2 Hoạt tải:

Xe tải thiết kế: gồm trục trước nặng 35 KN, hai trục sau mỗi trục nặng 145KN,

khoảng cách giữa 2 trục trước là 4300mm, khoảng cách hai trục sau thay đổi từ 4300 —

9000 mm sao cho gây ra nội lực lớn nhất, theo phương ngang khoảng cách giữa hai bánh xe là 1800mm

Trang 10

Xe hai trục: gồm có hai trục, mỗi trục nặng 110KN, khoảng cách giữa hai trục không đổi là 1200mm, theo phương ngang khoảng cách giữa hai bánh xe là 1800mm

Tải trọng làn: bao gồm tải trọng rải đều 9,3N/mm xếp tho phương dọc cầu, theo

phương ngang cầu tải trọng này phân bố theo chiều rộng 3000mm, tải trọng làn có thể

xe dịch theo phương ngang để gây ra nội lực lớn nhất

9,3KN/m

Pe} Ey ET Pe dd

Tải trong người đi bô: là tại trọng phân bố được qui định độ lớn là 3.10 MPa Tải trọng xung kích: là tải trọng đưa vào tải trọng xe 3 trục hay xe hai trục lấy

bằng 25% tải trọng của mỗi xe

IV XAC DINH NOI LUC LUC TAI CAC MAT CAT DAT TRUNG

IV.1 Các mặt cắt đặt trưng:

Ta xét các mặt cắt đặt trưng tại những vị trí sau:

+ Mặt cắt tại gối: I Xo=0m

+ Mặt cắt tại giữa dầm: II X, = 11.95m

+ Mặt cắt tại 1/4 dầm : II Xs= 5.0975 m

+ Mặt cắt tiết diên thay đối: IV X4 = 1.5m

Xo,X1,X2,X3 lần lượt là khoảng cách từ mặt cắt đến đầu dầm

IV.2 Xác định phương trình đường ảnh hưởng tại các mặt cắt:

Phương trình đường ảnh hưởng momen tai mặt cắt x¿ như sau:

Phương trình đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cắt x;¿ như sau:

+ Trên đoạn x=0 >x;,: f, (x,x,) = Tơ

Trang 11

Tổng diện tích đường ảnh hưởng:

On, = Ong + Oya IV.2.1 Xét mat cat I: x,=0

1

Vx(X,X.) 0

Trang 12

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG

THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰỨNGLỰC -121-

_ x 23.9 1,5 =-0,047m2

SVTH: DO HA

Trang 13

0

(4:48 — yu(X,Xx) 9

Trang 14

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG GVDH :THS VO VINH BAO IV.2.4 Xét mat cAt IV: x,=11.95

| 5.975

~

0 5 10 15 20 Budng ảnh hưởng momen 23.9

Trang 15

IV.3 Tính nội lực tĩnh tải tác dụng lên dầm øiữa và dầm biên:

IV.3.1 Momen do tinh tải tác dụnø lên dầm biên:

IV.3.1.1 Tĩnh tải giai đoạn 1: Trọng lượng bản thân dầm chính

PHUONG

Mp¿¿y = DC,y.g.0„

IV.3.1.2 Tĩnh tải giai đoạn 2: Trọng lượng của dầm ngang và bản mặt cầu

Trang 16

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG GVDH :THS VO VINH BAO IV.3.1.4 Tổng tĩnh tải tác dụng lên dầm giai đoạn liên hợp:

IV.3.2 Momen do tinh tải tác dụng lên dầm giữa:

Trang 17

IV.3.2.3 Tổng tĩnh tải tác dụng lên dầm giai đoạn liên hợp:

Mpcg= Mpcig + Moc2g + Mocs

IV.3.3 Lực cắt do tĩnh tải tác dụng lên dầm biên:

Trang 18

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG

IV.3.4 Lực cắt do tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa:

Fe = DC, of Oy

Trang 19

IV.3.4.3 Tinh tải giai đoạn 3: Trọng lượng của lan can va lớp phủ mặt cầu

Vpụ, = DW,.g.@y

Trang 20

IV.4 Tính nội lực hoạt tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên:

Đối với các mặt cắt đặc trưng trong phạm vi từ gối đến L/2 ta xét 2 trường hợp xếp xe bất lợi nhất lên đường ảnh hưởng momen của mặt cắt đó như hình vẽ sau:

LÌ Xe hai trục thiết kế 4,3m 4,3m

mưa Xe tải thiết kế

Đường ảnh hưởng momen tại

mặt cắt x‹

1,2m

LÌ Xe hai trục thiết kế 4,3m 4,3m

IV.4.1 Nội lực do hoạt tải HL93 và PL, tác dụng tai các mặt cắt đầu dầm:

IV.4.1.1 Momen do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại mặt cắt đầu dầm:

Do tại gối ø,„;„ =0 nên momen do hoạt tải gây ra tại mặt cắt đầu dầm bằng 0

IV.4.1.2 Lực cắt do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại mặt cắt đầu dầm:

Trang 21

- Lực cắt do xe hai trục thiết kế:

Viandemo=110x1+110x0.9498=214.478 KN

- Lực cắt gây ra do tải trọng lần:

Vianp=dianX@vo=9,3xI1.95=111.135 KN

- Lực cắt gây ra do tải trọng người:

Coi như dầm biên chịu tải trọng người đi: PLE=3000Pa

Vpro=PL.I wo=3000x1x11.95=35850N.m=35.85KN.m

IV.4.2 Nội lực do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại các mặt cắt II:

IV.4.2.1 Momen do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại mặt cắt II:

- Momen gây ra do tải trọng người:

Coi như dầm biên chịu tải trọng người đi: PL=3000Pa

Mpu=PL l @w=3000x1x16.799=50397.m=50.397KN.m

IV.4.2.2 Lực cắt do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại mặt cắt II:

PHƯƠNG

Trang 22

Vp_n=PL.1 ®yn=3000x1x10.4474=3 1342.2N.m=31.3422KN.m

IV.4.3 Nội lực do hoạt tải HL93 và PL, tác dung tai các mặt cắt III:

IV.4.3.1 Momen do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại mặt cắt II:

- Momendo xe tải thiết kế:

Murucktn= 145x4.484+145 x3.44+35x2.33=1224.15 KN.m

- Momendo xe hai truc thiét ké:

PHƯƠNG

Trang 23

Miandemm= 1 10x4.484+110x4.18=952.6 KN.m

- Momen gây ra do tải trọng lần:

Mnir=dianX@win=9,3x53.536=497.88 KN.m

- Momendo xe tải thiết kế:

Mprr=PL.I @w„¡=3000x1x53.536=1606085N.m=160.60S5KN.m

Ta nhận thấy trường hợp 1 momen lớn hơn nên ta chọn trường hợp 1 để tính toán

THIET KE CAU BTCT DU UNGLUC -132- SVTH: DO HA

PHƯƠNG

Trang 24

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG GVDH :THS VO VINH BAO IV.4.3.2 Lực cắt do hoạt tải HL93 và PL tác dung tại mặt cắt II:

1,2m

LỊ Xe hai trục thiết kế 4,3m 4,3m

Vetm=PL.1 Owm=3000x1x6.722=20166N.m=20.166KN

IV.4.4 Nội lực do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại các mặt cắt IV:

IV.4.4.1 Momen do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại mặt cắt IV:

Ta xét trường hợp thứ nhất:

1,2m

Trang 25

- Momendo xe tai thiét ké:

mat cat xiv

- Momendo xe tai thiét ké:

Mpryv=PL 1 @wry=3000x1x71.4=214200N.m=214.2KN.m

Ta nhận thấy trường hợp 2 momen lớn hơn nên ta chọn trường hợp 2 để tính toán

IV.4.4.1 Lực cắt do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại mặt cắt IV:

PHƯƠNG

Trang 26

Đường ảnh hưởng lực cắt tại

mat cat xiv

IV.5 TỔ HỢP NỘI LỰC DO HOẠT TẢI:

IV.5.1.Tổ hợp momen do hoạt tải:

IV.5.1.1 Tại mặt cắt của dầm biên:

IM=25%

Vậy: M1 y=EmpnL.(+ÍM).M;cw t8 mplan-MlanyEEmppL-Mpr,„

Ta có: #m›nL=0.2454 Đmpian=0.6 I4 #mppL=l 23

THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNGLỰC -135- SVTH: ĐỖ HÀ

Trang 27

cat QmeHL | I+IM Myetk Đmblan Mụn, EmbpL | Mai; Mii

IV.5.2.Tổ hợp lực cắt do hoạt tai:

IV.5.2.1 Tại mặt cắt của dầm biên:

Trang 28

IV 0.7448 1.25 123.8 | 0.7448 0 115.258

IV.6 Tổ hợp tải trọng theo các mặt cắt đặc trưng:

IV.6.1 Tổ hợp tải trong theo các TTGH tại các mặt cắt dầm øiữa:

IV.6.1.1 Trang thai giới hạn cường độ l;

- Momen:

My eng = 14L75* M yp +1,25* M po, +1,5M py, ) Trong d6: 4 =)-RN,

7p: hệ số dẻo, đối với các bộ phận bình thường lấy =1

7g: hệ số dư thừa, đối với các bộ phận bình thường lấy =1

ny: hé s6 quan trọng, cầu thiết kế là quan trọng lấy =1,05

- Lực cắt: V„sy ='1,715xV„ + 1,25 Ving +15 Voy )

Mat cat Ving Vince Ÿ pự, Vico Ig

I 349.32 310.483 | 48.05 | 1125.06

II 319.685 271.443 | 42.008 | 1009.85

IH 237.459 155.241 | 24.025 | 677.92

IV.6.1.2 Trang thai giới hạn cường độ II:

-Momen: — Myon, = (0X Mizg +1,25% Mpeg +1,5M pry )

Mat cat Mu, Mpcy Mạ, M, CD2g

Trang 29

Đối với trạng thái giới hạn sử dung thi 7 =1

Mặt cắt Mu, M nce M owe Ms

Ul 1291.88 1390.969 | 215.265 | 2898.114

IV 1661.05 1855.111 | 287.095 | 3803.256

-Lực cắt: Viysy, = (LXV yg +1XV peg +1XV yyy )

I 349.32 310.483 | 48.05 | 707.853

Il 319.685 271.443 | 42.008 | 633.136 Ill 237.459 155.241 | 24.025 | 416.725

THIET KE CAU BTCT DU UNGLUC -138- SVTH: DO HA

PHUONG

Trang 30

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG GVDH :THS VO VINH BAO IV.6.2 Tổ hợp tải trọng theo các TTGH tại các mặt cắt dầm biên:

IV.6.2.1 Trạng thái giới hạn cường độ I:

- Momen: Mu „„ =1(lL75x M,y,+1,25x Mpq +1,5M p„„)

Trong đó: 4 =p2N,

7p: hệ số dẻo, đối với các bộ phận bình thường lấy =1

7¡ q: hệ số dư thừa, đối với các bộ phận bình thường lấy =1

ny: hệ số quan trọng, cầu thiết kế là quan trọng lấy =1,05

- Luc cat: PT {1,75 Xrr, + L,25 x Fpœ + ],5 Voy, )

296.498 368.183 | 19.797 | 1059.24

II 266.342 321.887 | 17.308 | 939.14

II 187.206 184.091 | 9.898 | 601.2

IV.6.2.2 Trạng thái giới hạn cường độ II:

-Momen: M, eno, =NAOX M1, +125 M yey +15Mgy,)

Trang 31

- Lực cắt: Viens, = N{1.35XV yy, +1,25xVsœ +1,5x Vay, )

I 296.498 368.183 | 19.797 | 890.2

II 266.342 321.887 | 17.308 | 827.27

IH 187.206 184.091 | 9.898 | 522.57

IV.6.2.4 Trạng thái giới hạn sử dụng:

-Momen: M,, spp = 7.(1x Mi, +1X Myc, + 1X M py )

Đối với trạng thái giới hạn sử dung thi 7 =1

Trang 32

V TINH TOAN COT THEP:

V.1 Tinh todn dién tich cét thép:

Dùng loại tao cáp khử ứng suất dư d,;=12.7 mm tiêu chuẩn ASTM A416M G270

- Diện tích một tao cáp: 100.1mm7

- Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: f=1,86x107 Pa

- Hệ số qui đổi ứng suất: 9, = 0,9

- Gidi han chay: ( TCN 5.9.4.4.1)

f,y=0,85xf,=0,85x1,86x 10°=1,581x10°Pa=1581 MPa

- Ứng suat trong thép DUL khi kich: (TCN 5.9.3.1)

f.=0,7xf„„u=0,7x1,86x10°=1,302x10”Pa=1302 MPa

- Bê tông dầm cấp: f’cl= 40 MPa

- Momen tính toán: lấy bằng momen lớn nhất theo TTGH cường độ

H: chiều cao của dầm H =1350mm

f,y:cudng d6 chiu kéo thép DUL f,,=1860 MPa

Trang 33

V.2 Bố trí cáp sơ bộ và vị trí của từng bó tại các mặt cắt:

Theo các quy định về bố trí cáp trong catalo của VSL ta bé tri cáp tại vị trí đầu neo và vị trí giữa dầm như sau:

600

TAI MAT CAT GIUA DAM

TAI MAT CAT BAU DAM

Giải thích các kí hiệu dùng để tính toán tọa độ của các bó cáp tại các mặt cắt tính toán:

- L: chiều đài đoạn cáp thẳng tính từ đầu neo đến điểm đầu đường cong

- L,:hình chiếu của L theo phương dọc đầm

- Lạ: hình chiếu của đoạn cáp cong theo phương dọc dam

- R: bán kính đường cong

- h: khoảng cách từ trọng tâm bó thép ở đầu đoạn cong đến trọng tâm bó cáp đó ở

vị trí cuối đường cong

- x: khoảng cách từ đầu dầm đến tiết diện đang xét

- L¿ap: tổng chiều dài cáp từ đầu dầm đến tiết diện đang xét

- d: góc tạo bởi tiếp tuyến của đoạn cong ở vị trí đầu đoạn cong so với phương

2

R-h

- B: góc tạo bởi tiếp tuyến của đoạn cáp ở vị trí đang xét so với phương ngang

- y: tổng các góc uốn của cốt thép từ đầu dầm đến tiết diện đang xét y=œ-B

Định dạng
Số trang	66
Dung lượng	8,36 MB