THIET KE DAM CHU i dưl

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: MSc NGUYỄN VĂN LIÊM CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHỦ I DƯL CĂNG TRƯỚC CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHỦ I DƯL CĂNG TRƯỚC 3.1 CẤU TẠO DẦM CHỦ - Loại dầm: + Dầm có tiết diện I + Vật liệu kết cấu: BTCT DƯL + Công nghệ chế tạo: Căng trước + Chiều dài dầm: 24.54m - Mặt cắt ngang dầm chủ: + Chiều cao dầm I + Chiều cao bầu + Chiều cao vút + Chiều cao sườn dầm + Chiều cao vút + Chiều cao cánh + Chiều rộng bầu + Chiều rộng sườn dầm + Chiều rộng cánh dầm + Chiều rộng vút + Chiều cao cánh H= 1150 mm h1= 180 mm h2= 190 mm h3= 485 mm h4= 115 mm h5= 120 mm h6= 60 mm b1= 554 mm b2= 180 mm b3= 400 mm b4= 200 mm b5= 187 mm b6= 110 mm Hình 3.1 Kích thước mặt cắt ngang dầm I SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32 TC0686A2 - 238- MSSV: 1065864 LỚP: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: MSc NGUYỄN VĂN LIÊM CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHỦ I DƯL CĂNG TRƯỚC - Hệ thống dầm chủ liên kết với kết cấu nhịp sau: + Dạng kết cấu nhịp: Cầu dầm nhịp giản đơn + Số lượng dầm chủ: Nb=5 dầm + Khoảng cách hai dầm chủ: S= 1700 mm + Phần cánh hẫng: Sk= 900 mm + Số lượng dầm ngang: Nn= 16 dầm Kích thước hình học dầm ngang: Chiều cao dầm ngang: 970mm Chiều dài dầm ngang: 1520mm (Tính từ nách dầm đến nách dầm dầm chính) Chiều rộng dầm ngang đầu nhịp: 300mm Chiều rộng dầm ngang nhịp: 250 mm + Chiều dài dầm chủ: L=24540 mm + Khoảng cách đầu dầm đến tim gối: a=400 mm + Chiều dài tính toán: Ltt=L-2a=23740 mm Hình 3.2 Bố trí chung mặt cắt ngang cầu - Số liệu mặt cắt ngang cầu: + Bề rộng xe chạy: B1=6000 mm + Bề rộng Lan can: B2=300 mm + Bề rộng lề hành: B3=1000 mm + Tổng bề rộng cầu: B=8600 mm + Các lớp phủ mặt cầu gồm có: Lớp bê tông Atphan dày: 50mm Lớp tạo dốc dày từ: 10-70mm SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32 TC0686A2 - 239- MSSV: 1065864 LỚP: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: MSc NGUYỄN VĂN LIÊM CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHỦ I DƯL CĂNG TRƯỚC Lớp phòng nước dày: 5mm + Bề dày mặt cầu: 200mm - Tính chất đặc trưng vật liệu dùng thiết kế: + Cấp bê tông dầm chủ: f’c1=50 Mpa + Cấp bê tông mặt cầu: f’c2=30 Mpa + Cấp bê tông dầm ngang: f’c3=40 Mpa + Tỷ trọng bê tông: γ c =24 kN/m3 + Loại cốt thép dự ứng lực:Tao sợi xoắn đường kính D ps=12.7mm, có cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: fpu=1860 Mpa + Thép thường có: fy= 420 Mpa (γ ) × f =35749.5 Mpa =0.043 × (γ ) × f = 27691.5Mpa + Mô đun đàn hồi dầm: Ecdam=0.043 × + Mô đun đàn hồi BMC: Ecbmc ' c1 c c ' c2 + Mô đun đàn hồi thép: Es= 200000 Mpa + Mô đun đàn hồi tao thép DƯL: Eps=197000 Mpa 3.2 HỆ SỐ DÙNG TRONG THIẾT KẾ Bảng 3.1 Hệ số tải trọng dùng thiết kế dầm chủ TTGH CƯỜNG ĐỘ I SỬ DỤNG γ DC γ DW γ LL 1.25 1.00 1.50 1.00 1.75 1.00 - Trong đó: + γ DC : hệ số tải trọng tải trọng thân phận kết cấu thiết bị phụ phi kết cấu + γ DW : hệ số tải trọng tải trọng thân lớp phủ mặt cầu tiện ích công cộng + γ LL : hệ số tải trọng hoạt tải Bảng 3.2 Hệ số điều chỉnh tải trọng TTGH ηD ηR ηI CƯỜNG ĐỘ I SỬ DỤNG 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 η = ηD ηR ηI 1.00 1.00 - Trong đó: SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32 TC0686A2 - 240- MSSV: 1065864 LỚP: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: MSc NGUYỄN VĂN LIÊM PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHỦ I DƯL CĂNG TRƯỚC +η D =1.00: hệ số liên quan đến tính dẻo cho thiết kế thông thường + η R =1.00: hệ số liên quan đến tính dư cho mức dư thông thường +η I =1.00: hệ số liên quan đến tầm quan trọng khai thác, cho cầu thông thường + η : hệ số điều chỉnh tải trọng Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư tầm quan trọng khai thác Bảng 3.3 Hệ số xe Số xe làn - Số xe thiết kế là: Hệ số (m) 1.20 1.00 3.3 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC DẦM CHỦ 3.3.1 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG 3.3.1.1 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG ĐỐI VỚI MÔ MEN - Tính số hạng Kg/(Lttts3): + Khoảng cách dầm: S=1700 mm + Chiều dày bản: ts=200 mm + Diện tích tiết diện dầm: Ag=488944 mm2 + Khoảng cách trọng tâm dầm BMC: eg=713mm + Tỷ số mô đun đàn hồi dầm bản: n= E cdam 35749.5 = = 1.29 E cbmc 27691.5 + Mô men quán tính dầm: Ig= 7.89x109 mm4 + Tham số độ cứng: Kg=n(Ig+eg2Ag)=1.29(7.89x109+7132x488944)=3.31x1011 mm2 + (Kg/(Lttts3))0.1=(3.31x1011/(23740x2003))0.1=1.06 3.3.1.1.1 HỆ SỐ PHÂN BỐ DẦM TRONG CHO LÀN XE THIẾT KẾ 0.3  S  = 0.06 +    4300  0.4  S   Ltt  1700  SI mg momen = 0.06 +    4300  0.4  1700  ×   23740  mg SI momen SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32 TC0686A2     Kg     L t  tt s  0.1 0.3 - 241- × 1.06 = 0.3916 MSSV: 1065864 LỚP: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: MSc NGUYỄN VĂN LIÊM CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHỦ I DƯL CĂNG TRƯỚC 3.3.1.1.2 HỆ SỐ PHÂN BỐ DẦM TRONG CHO NHIỀU LÀN XE THIẾT KẾ mg  S  = 0.075 +    2900  MI momen  S   Ltt mg  1700  = 0.075 +    2900  0.6 MI momen  1700  ×   23740      Kg      Ltt t s  0.1 0.2 × 1.06 = 0.5291 - Phạm vi áp dụng: 1100 ≤ S ≤ 4900 110 ≤ t ≤ 300  s ⇒ Phạm vi áp dụng thỏa  6000 ≤ L ≤ 73000 tt   N b ≥ 3.3.1.1.3 HỆ SỐ PHÂN BỐ DẦM BIÊN CHO LÀN XE THIẾT KẾ - Tính theo phương pháp đòn bẩy: Hình 3.3 Sơ đồ tính theo phương pháp đòn bẩy cho dầm biên - Ta có công thức tính hệ số phân bố ngang sau: + Với xe thiết kế: 1 mg HL = m × × ∑ y i = 1.2 × × 0.412 = 0.2472 2 + Với tải trọng làn: mg Lan = 1.2 × × 1.3 × 0.765 = 0.2155 + Với tải trọng người bộ: SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32 TC0686A2 - 242- MSSV: 1065864 LỚP: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: MSc NGUYỄN VĂN LIÊM CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHỦ I DƯL CĂNG TRƯỚC mg PL = 1.2 × × (1.324 + 0.824) = 1.289 3.3.1.1.4 HỆ SỐ PHÂN BỐ DẦM BIÊN CHO NHIỀU LÀN XE THIẾT KẾ MI damtrong = mg momen = e × mg momen - Trong đó: + e=0.77+de/2800=0.77-400/2800=0.6271mm + de=900-1300= -400mm - Phạm vi áp dụng: -300 ≤ d e ≤ 1700 ⇒ Phạm vi áp dụng không thỏa Bảng 3.4 Kết hệ số phân bố hoạt tải theo mô men Vị trí dầm Dầm Dầm biên Tải trọng xe 0.5291 0.2472 Tải trọng 0.5291 0.2155 Tải trọng người 1.289 3.3.1.2 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG ĐỐI VỚI LỰC CẮT 3.3.1.2.1 HỆ SỐ PHÂN BỐ DẦM TRONG CHO LÀN XE THIẾT KẾ SI mg luccat = 0.36 + S 7600 SI mg luccat = 0.36 + 1700 = 0.5837 7600 3.3.1.2.2 HỆ SỐ PHÂN BỐ DẦM TRONG CHO NHIỀU LÀN XE THIẾT KẾ mg MI luccat  S   S  = 0.2 +  −   3600   10700  2  1700   1700  MI mg luccat = 0.2 +  −  = 0.6470  3600   10700  - Phạm vi áp dụng: 1100 ≤ S ≤ 4900  110 ≤ t s ≤ 300  ⇒ Phạm vi áp dụng thỏa 6000 ≤ Ltt ≤ 73000  12 4 × 10 ≤ K g ≤ × 10 N b ≥  3.3.1.2.3 HỆ SỐ PHÂN BỐ DẦM BIÊN CHO LÀN XE THIẾT KẾ - Tính theo phương pháp đòn bẩy: (Sơ đồ hình 3.3) + Với xe thiết kế: SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32 TC0686A2 - 243- MSSV: 1065864 LỚP: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: MSc NGUYỄN VĂN LIÊM PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHỦ I DƯL CĂNG TRƯỚC 1 mg HL = m × × ∑ y i = 1.2 × × 0.412 = 0.2472 2 + Với tải trọng làn: mg Lan = 1.2 × × 1.3 × 0.765 = 0.2155 + Với tải trọng người bộ: mg PL = 1.2 × × (1.324 + 0.824) = 1.289 3.3.1.2.4 HỆ SỐ PHÂN BỐ DẦM TRONG CHO NHIỀU LÀN XE THIẾT KẾ MI damtrong =0.4571x0.6470=0.2922 mg luccat = e × mg luccat - Trong đó: + e=0.6+de/2800=0.6-400/2800=0.4571 mm + de=900-1300=-400mm - Phạm vi áp dụng: -300 ≤ d e ≤ 1700 ⇒ Không thỏa Bảng 3.5 Kết hệ số phân bố hoạt tải theo lực cắt Vị trí dầm Dầm Dầm biên Tải trọng xe 0.6470 0.2472 Tải trọng 0.6470 0.2155 Tải trọng người 1.289 3.3.2 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC DO TĨNH TẢI GÂY RA ĐỐI VỚI DẦM CHỦ 3.3.2.1 NỘI LỰC DO TĨNH TẢI GÂY RA ĐỐI VỚI DẦM TRONG - Tĩnh tải giai đoạn 1: + Tĩnh tải trọng lượng thân dầm: Trọng lượng đoạn đầu dầm: DC dd = × Add × Ldd × γ c = × 0.4889 × 1.2 × 24 = 28.16kN Trọng lượng đoạn thay đổi tiết diện: DC td = Atd × Ltd × γ c = × 0.4889 + 0.3573 × 0.4 × 24 = 12.82kN Trọng lượng đoạn dầm giữa: DC gd = Agd × Lgd × γ c = 0.3573 × 21.34 × 24 = 182.99kN Trọng lượng thân dầm chủ tải trọng phân bố toàn chiều dài dầm: DC1dam = DC dd + DC td + DC gd L = 9.13kN / m + Tĩnh tải trọng lượng BMC SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32 TC0686A2 - 244- MSSV: 1065864 LỚP: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: MSc NGUYỄN VĂN LIÊM CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHỦ I DƯL CĂNG TRƯỚC DC1bmc = S × h f × γ c = 1.7 × 0.2 × 24 = 8.16kN / m + Tĩnh tải dầm ngang : Trọng lượng dầm ngang đầu nhịp: DC dndn = n dndn × Adndn × Ldn × γ c = × 0.3 × 0.97 × 1.52 × 24 = 84.93kN Trọng lượng dầm ngang nhịp: DC dngn = n dngn × Adngn × Ldn × γ c = × 0.25 × 0.97 × 1.52 × 24 = 70.77 kN Trọng lượng thân dầm ngang tính tải trọng phân bố toàn chiều dài dầm: DC1dn = DC dndn + DC dngn nb × L = 84.93 + 70.77 = 1.27 kN / m × 24.54 + Tĩnh tải ván khuôn: DC1vk = nvk × Avk × Lvk × γ c × 0.06 × 0.04 × 23.44 × 24 = = 0.04kN / m nb × L × 24.54 - Tĩnh tải giai đoạn 2: + Tính tải lớp bê tông Atphan: DW Atphan = Aatphan × γ c = 1.7 × 0.05 × 22.5 = 1.91kN / m + Tĩnh tải lớp phòng nước: DW pn = A pn × γ c = 1.7 × 0.005 × 24 = 0.20kN / m + Tĩnh tải lớp mui luyện tạo dốc: DWml = Aml × γ c = 1.7 × 0.07 × 24 = 2.86kN / m ⇒ Tổng tĩnh tải giai đoạn là: DW2 = DW Atphan + DW pn + DWml = 4.97 kN / m Hình 3.4 ĐAH Mô men lực cắt mặt cắt nhịp - Xác định mô men tĩnh tải gây mặt cắt đặc trưng: Xác định mặt cắt đặc trưng: + Mặt cắt gối: 0Ltt=0.0 m + Mặt cắt cách gối 0.72H (kiểm tra lực cắt):0.972m SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32 TC0686A2 - 245- MSSV: 1065864 LỚP: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: MSc NGUYỄN VĂN LIÊM CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHỦ I DƯL CĂNG TRƯỚC + Mặt cắt thay đổi tiết diện:1.20 m + Mặt cắt Ltt/4: Ltt/4= 5.935 m + Mặt cắt Ltt/2: Ltt/2= 11.870 m Bảng 3.6 Diện tích đường ảnh hưởng mặt cắt đặc trưng dùng để xác định mô men lực cắt tĩnh tải gây ra: Diện tích đường ảnh hưởng Mô men Lực cắt “Gối” 0.00 11.87 Các mặt cắt đặc trưng 0.72H 1.2 m Ltt/4 9.49 13.52 52.83 11.05 10.67 5.94 Ltt/2 70.45 0.00 Bảng 3.7 Mô men tĩnh tải gây dầm Mô men Mô men tĩnh tải GĐ1 Ký hiệu M DC1 “Gối” 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 M DW 0.00 M DC1dam M DC1bmc M DC1dn M DC1vk Tổng GĐ1 Mô men tĩnh tải GĐ2 (kNm) Các mặt cắt đặc trưng 0.72H 1.2 m Ltt/4 86.64 123.44 482.34 77.44 110.32 431.09 12.05 17.17 67.09 0.38 0.54 2.11 176.51 251.47 982.63 Ltt/2 643.21 574.87 89.47 2.82 1310.37 47.16 350.14 67.19 262.57 Bảng 3.8 Lực cắt tĩnh tải gây dầm Lực cắt “Gối” 108.37 96.86 15.07 0.47 220.77 Các mặt cắt đặc trưng 0.72H 1.2 m Ltt/4 100.89 97.42 54.23 90.17 87.07 48.47 14.03 13.55 7.54 0.44 0.43 0.24 205.53 198.47 110.48 Ltt/2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 58.99 54.92 0.00 Ký hiệu Lực cắt VDC1dam tĩnh tải GĐ1 VDC1bmc V DC1dn V DC1vk Tổng GĐ1 VDC1 Lực cắt tĩnh tải GĐ2 VDW (kN) 53.03 29.52 3.3.2.2 NỘI LỰC DO TĨNH TẢI GÂY RA ĐỐI VỚI DẦM BIÊN - Tĩnh tải giai đoạn 1: + Tĩnh tải trọng lượng thân dầm: SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32 TC0686A2 - 246- MSSV: 1065864 LỚP: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: MSc NGUYỄN VĂN LIÊM CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHỦ I DƯL CĂNG TRƯỚC DC1dam = DC dd + DC td + DC gd L = 9.13kN / m + Tĩnh tải trọng lượng BMC DC1bmc = S × h f × γ c = 1.75 × 0.2 × 24 = 8.4kN / m + Tĩnh tải dầm ngang : DC1dn = DC dndn + DC dngn nb × L = 84.93 + 70.77 = 1.27 kN / m × 24.54 + Tĩnh tải ván khuôn: DC1vk = nvk × Avk × Lvk × γ c × 0.06 × 0.04 × 23.44 × 24 = = 0.04kN / m nb × L × 24.54 - Tĩnh tải giai đoạn 2: + Tính tải lớp bê tông Atphan: DW Atphan = Aatphan × γ c = 0.45 × 0.05 × 22.5 = 0.51kN / m + Tĩnh tải lớp phòng nước: DW pn = A pn × γ c = 0.45 × 0.005 × 24 = 0.05kN / m + Tĩnh tải lớp mui luyện tạo dốc: DWml = Aml × γ c = 0.45 × 0.01 × 24 = 0.12kN / m + Tĩnh tải thiết bị tiện ích cầu: DWti = 0.3kN / m ⇒ Tổng tĩnh tải lớp phủ, tiện ích là: DW2 = DW Atphan + DW pn + DWml + DWti = 0.98kN / m + Tĩnh tải lan can: DC lc = 5.512kN / m + Tĩnh tải bệ đỡ, bó vỉa người bộ: DC bd = 1.836kN / m + Tĩnh tải lề hành: DC lbh = 1.68kN / m ⇒ Tổng tĩnh tải cấu kiện giai đoạn là: DC = DC lc + DC bd + DC lbh = 9.03kN / m Bảng 3.9 Mô men tĩnh tải gây dầm biên Mô men Mô men tĩnh tải GĐ1 Ký hiệu M DC1dam M DC1bmc M DC1dn M DC1vk Tổng GĐ1 M DC1 “Gối” 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32 TC0686A2 Các mặt cắt đặc trưng 0.72H 1.2 m Ltt/4 86.64 123.44 482.34 79.72 113.57 443.77 12.05 17.17 67.09 0.38 0.54 2.11 178.79 254.72 995.32 - 247- Ltt/2 643.21 591.78 89.47 2.82 1327.28 MSSV: 1065864 LỚP: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT fB = F pe A1 − F pe e1 I 11 GVHD: MSc NGUYỄN VĂN LIÊM CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHỦ I DƯL CĂNG TRƯỚC y1t + M DC1 M y1t + DC y 2td I 11 I 22 - Trong đó: 32 + F pe = ∑ f pe A ps cos α (Tổng lực dự ứng lực sau trừ toàn i =1 mát ứng suất) = f − ∆f f = 1302 − 311.5 = 990.50 Mpa pj pT + pe ứng lực sau mát toàn ứng suất , ứng suất cốt thép dự f pe = 990.5Mpa ≤ 0.8 f py = 1339.2Mpa ⇒ ĐẠT ⇒ F pe = 990.5x3.16=3129.98 kN MDC1 mô men tĩnh tải giai đoạn gây ra: MDC1=1310.4 kNm MDC2 mô men tĩnh tải giai đoạn gây ra: MDC2=350.14 kNm fB = ( 3129.98 3129.98 × 0.364 1310.4 350.14 − × 0.658 + × 0.658 + × 0.365) × 10 −3 = 11.05Mpa 0.3747 0.0531 0.0531 0.3328 ' Kiểm tra theo điều kiện: f B = 11.05Mpa ≤ 0.45 f cdam = 22.5Mpa ⇒ ĐẠT Bảng 3.30 Kiểm tra ứng suất thớ dầm tổng lực dự ứng lực tải trọng thường xuyên Ứng suất f pe F pe fB Kiểm tra “Gối” 1013.31 3198.36 -2.56 ĐẠT Các mặt cắt đặc trưng 0.72H 1.2 m Ltt/4 1005.18 983.16 994.38 3172.69 3103.20 3138.60 -0.60 2.07 8.89 ĐẠT ĐẠT ĐẠT Ltt/2 990.50 3129.98 11.05 ĐẠT 3.7.1.2.2 DO HOẠT TẢI CỘNG VỚI 1/2 (TỔNG CỦA LỰC DỰ ỨNG LỰC HỮU HIỆU VÀ TẢI TRỌNG THƯỜNG XUYÊN GÂY RA) Tính mặt cắt đại diện Ltt/2 - Kiểm tra ứng suất điểm A: Ứng suất thớ fA = / × M DC + M LL × y 2tb I 22 - Trong đó: + MDC2 mô men tĩnh tải giai đoạn MDC2=350.14 kNm + MLL mô men hoạt tải: MLL=1366.4 kNm SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32 TC0686A2 - 270- MSSV: 1065864 LỚP: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT ⇒ fA = ( GVHD: MSc NGUYỄN VĂN LIÊM CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHỦ I DƯL CĂNG TRƯỚC / × 350.14 + 1366.4 × 0.545) × 10 −3 = 2.52 Mpa 0.3328 ' Kiểm tra theo điều kiện: f A = 2.52 Mpa ≤ 0.4 f cban = 0.4 × 30 = 12 Mpa ⇒ ĐẠT Bảng 3.31 Kiểm tra ứng suất thớ hoạt tải cộng với 1/2 (tổng lực dự ứng lực tải trọng thường xuyên gây ra) Ứng suất “Gối” 0.00 ĐẠT fA Kiểm tra Các mặt cắt đặc trưng 0.72H 1.2 m Ltt/4 0.37 0.51 1.96 ĐẠT ĐẠT ĐẠT Ltt/2 2.52 ĐẠT - Kiểm tra điểm B: Ứng suất thớ dầm fB = M M  F pe F pe e1  − y1t + DC1 y1t + DC y 2td  A1 I 11 I 11 I 22 ⇒ fB =  M LL  + y 2td I 22  1366.4 × 11.05 + × 0.365 × 10 −3 = 7.76 Mpa 0.3328 ' Kiểm tra theo điều kiện: f B = 7.76 Mpa ≤ 0.4 f cdam = 0.4 × 50 = 20 Mpa ⇒ ĐẠT Bảng 3.32 Kiểm tra ứng suất thớ dầm hoạt tải cộng với 1/2 (tổng lực dự ứng lực tải trọng thường xuyên gây ra) Ứng suất fB Kiểm tra “Gối” -1.28 ĐẠT Các mặt cắt đặc trưng 0.72H 1.2 m Ltt/4 0.03 1.49 6.19 ĐẠT ĐẠT ĐẠT Ltt/2 7.76 ĐẠT 3.7.1.2.3 DO TỔNG CỦA LỰC DỰ ỨNG LỰC HỮU HIỆU, TẢI TRỌNG THƯỜNG XUYÊN, CÁC TẢI TRỌNG NHẤT THỜI VÀ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG KHI VẬN CHUYỂN VÀ BỐC XẾP Tính mặt cắt đại diện Ltt/2 Trong tính toán không xét đến tải trọng tác dụng vận chuyển bốc xếp - Kiểm tra ứng suất điểm A: Ứng suất thớ fA = M DC + M LL × y 2tb I 22 - Trong đó: + MDC2 mô men tĩnh tải giai đoạn MDC2=350.14 kNm SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32 TC0686A2 - 271- MSSV: 1065864 LỚP: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: MSc NGUYỄN VĂN LIÊM CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHỦ I DƯL CĂNG TRƯỚC + MLL mô men hoạt tải: MLL=1366.4 kNm 350.14 + 1366.4 ⇒ fA = ( × 0.545) × 10 −3 = 2.81Mpa 0.3328 ' Kiểm tra theo điều kiện: f A = 2.81Mpa ≤ 0.6ϕ w f cban = 0.6 × 30 = 18Mpa ⇒ ĐẠT Bảng 3.34 Kiểm tra ứng suất thớ tổng lực dự ứng lực hữu hiệu, tải trọng thường xuyên tải trọng thời Ứng suất fA Kiểm tra “Gối” 0.00 ĐẠT Các mặt cắt đặc trưng 0.72H 1.2 m Ltt/4 0.41 0.57 2.17 ĐẠT ĐẠT ĐẠT Ltt/2 2.81 ĐẠT - Kiểm tra điểm B: Ứng suất thớ dầm  F pe F pe e1  M M M f B =  − y1t + DC1 y1t + DC y 2td  + LL y 2td I 11 I 11 I 22  A1  I 22 ⇒ f B = 11.05 + 1366.4 × 0.365 × 10 −3 = 13.29 Mpa 0.3328 ' Kiểm tra theo điều kiện: f B = 13.29Mpa ≤ 0.6ϕ w f cdam = 0.6 × 50 = 30Mpa ⇒ ĐẠT Bảng 3.35 Kiểm tra ứng suất thớ dầm tổng lực dự ứng lực hữu hiệu, tải trọng thường xuyên tải trọng thời Ứng suất fB Kiểm tra “Gối” -2.56 ĐẠT Các mặt cắt đặc trưng 0.72H 1.2 m Ltt/4 -0.26 2.52 10.63 ĐẠT ĐẠT ĐẠT Ltt/2 13.29 ĐẠT 3.7.1.2.4 ĐỂ PHÒNG TRƯỜNG HỢP THỚ TRÊN DẦM CÁC MẶT CẮT GẦN GỐI CÓ THỂ BỊ KÉO TA KIỂM TRA ỨNG SUÁT KÉO THỚ TRÊN - Ứng suất gây kéo thớ dầm thớ có giá trị nhỏ là: ' f =-3.25Mpa> − 0.5 f cdam = −3.54 Mpa ⇒ ĐẠT 3.7.1.2.5 KIỂM TRA ỨNG SUẤT KÉO TRONG BÊ TÔNG KHI KHAI THÁC - Cũng trạng thái giới hạn sử dụng, dầm chịu tải, thớ chịu kéo - Điều kiện để dầm không nứt ứng suất kéo không vượt qua ngưỡng cho phép SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32 TC0686A2 - 272- MSSV: 1065864 LỚP: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: MSc NGUYỄN VĂN LIÊM CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHỦ I DƯL CĂNG TRƯỚC - Kiểm tra ứng suất điểm C: Ứng suất chịu kéo thớ dầm khai thác  F pe F pe e1  M f C =  + y1d  − uSD y d I 11 I 22  A1  fC = ( 3129.98 3129.98 × 0.364 3026.9 + × 0.492 − × 0.805) × 10 −3 = 11.59 Mpa 0.3747 0.0531 0.3328 ' = −3.54 Mpa ⇒ ĐẠT Kiểm tra: f =11.59Mpa> − 0.5 f cdam Bảng 3.37 Kiểm tra ứng suất kéo thớ dầm bê tông khai thác Ứng suất fC Kiểm tra “Gối” 13.85 ĐẠT Các mặt cắt đặc trưng 0.72H 1.2 m Ltt/4 13.67 14.06 11.96 ĐẠT ĐẠT ĐẠT Ltt/2 11.59 ĐẠT 3.7.1.2.6 KIỂM TRA ĐỘ VỒNG, ĐỘ VÕNG DẦM - Xét mắt cắt nhịp, mặt cắt nhịp có độ vồng, độ võng lớn - Quy ước: độ vồng lên mang dấu âm (-); độ võng xuống mang dấu dương Hình 3.23 Tiết diện liên hợp tính mô men quán tính qua trục trung hòa mặt cắt Ltt/2 không kể cốt thép dự ứng lực dùng để tính độ võng 3.7.1.2.6.1 ĐỘ VỒNG DO DỰ ỨNG LỰC - Độ vồng dự ứng lực xác định theo công thức sau: SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32 TC0686A2 - 273- MSSV: 1065864 LỚP: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT f v ps = GVHD: MSc NGUYỄN VĂN LIÊM CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHỦ I DƯL CĂNG TRƯỚC − F ps e1 L2tt E ci I 00 - Trong đó: + Fps tổng lực dự ứng lực căng cáp, Fps=Fi= 3820.44 kN + e1 khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến trục trung hòa mặt cắt tính đổi giai đoạn 1, e1=0.364 + Ltt chiều dài dầm, Ltt=23.74 m + Eci mô đun đàn hồi bê tông dầm lúc truyền lực; Eci= 30960 Mpa + I00 mô men quán tính qua trục trung hòa mặt cắt nguyên; I00=0.0507 m4 ⇒ f v ps = − F ps e1 L2tt 8E ci I 00 =( − 3820.44 × 0.364 × 23.74 ) × 10 = −62.41mm × 30960 × 10 × 0.0507 3.7.1.2.6.2 ĐỘ VÕNG DO TRỌNG LƯỢNG BẢN THÂN DẦM f v DC1 5DC1dam L4tt × 9.13 × 23.74 = =( ) × 10 = 20.83mm 384 E cdam I 00 384 × 35749.5 × 10 × 0.0507 3.7.1.2.6.3 ĐỘ VÕNG DO BẢN MẶT CẦU, DẦM NGANG, VÁN KHUÔN f v DC = 5( DC1bmc + DC1dn + DC1vk ) L4tt × (8.16 + 1.27 + 0.04) × 23.74 =( ) × 10 = 21.61mm 384 E cdam I 00 384 × 35749.5 × 10 × 0.0507 3.7.1.2.6.4 ĐỘ VÕNG DO LỚP PHỦ f v DW = DW2lp L4tt 384 E cdam I 22 =( × 4.79 × 23.74 ) × 10 = 4.11mm 384 × 35749.5 × 10 × 0.1349 3.7.1.2.6.5 ĐỘ VỒNG CỦA DẦM SAU KHI CĂNG CÁP DỰ ỨNG LỰC f v.TC = f v ps + f v.DC1 = −62.41 + 20.83 = −41.58mm (Vồng lên) 3.7.1.2.6.6 ĐỘ VÕNG CỦA DẦM KHI KHAI THÁC DƯỚI TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG THƯỜNG XUYÊN f v.TC = f v ps + f v.DC1 + f v.DC + f v.DW = −62.41 + 20.83 + 21.61 + 4.11 = −15.86mm SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32 TC0686A2 - 274- MSSV: 1065864 LỚP: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC GVHD: MSc NGUYỄN VĂN LIÊM PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHỦ I DƯL CĂNG TRƯỚC 3.7.1.2.6.7 ĐỘ VÕNG CỦA DẦM KHI KHAI THÁC DƯỚI TÁC DỤNG CỦA HOẠT TẢI - Điều kiện kiểm toán: f v.LL ≤ Ltt 23740 = = 29.675mm 800 800 - Độ võng lấy trị số lớn của: + Theo quy định điều 3.6.1.3.2 TCN chất tải để đánh giá độ võng hoạt tải tùy ý cần lấy theo trị số lơn của: + Kết tính toán xe tải thiết kế, + Kết tính toán 25% xe tải thiết kế với tải trọng 3.7.1.2.6.7.1 ĐỘ VÕNG DO XE TẢI ĐƠN THIẾT KẾ - Hệ số phân bố cho hoạt tải lấy số chia cho số dầm tất thiết kế chất tải tất dầm đỡ giả thiết võng nhau: DF=2/5=0.4 - Trong đó: + Số xe thiết kế là: + Số dầm chủ thiết kế: dầm - Độ võng xe tải đơn: + P1=P2=0.4x145x(1+IM/100)=72.5 kN + P3=0.4x35x1.25=17.5 kN - Bố trí xe vị trí bất lợi nhất: -Khoảng cách từ trục xe đến gối: + C1=7.57 m + C2=11.87 m + C3=16.17 m SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32 TC0686A2 - 275- MSSV: 1065864 LỚP: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: MSc NGUYỄN VĂN LIÊM CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHỦ I DƯL CĂNG TRƯỚC f v P1 = P1C1 72.5 × 7.57 (3L2tt − 4C12 ) = (3 × 23.74 − × 7.57 ) = 3.47 mm 48 E cdam I 22 48 × 35749.5 × 0.1349 f v P = P2 C 72.5 × 11.87 (3L2tt − 4C 2 ) = (3 × 23.74 − × 11.87 ) = 4.19mm 48 E cdam I 22 48 × 35749.5 × 0.1349 f v P = P3C 17.5 × 16.17 (3L2tt − 4C ) = (3 × 23.74 − × 16.17 ) = 1.38mm 48 E cdam I 22 48 × 35749.5 × 0.1349 ⇒ f v LL = f v.P1 + f v.P + f v.P = 3.47 + 4.19 + 1.38 = 9.04mm 3.7.1.2.6.7.2 ĐỘ VÕNG DO 25%XE TẢI ĐƠN THIẾT KẾ TẢI TRỌNG LÀN THIẾT KẾ - Độ võng 25% xe tải thiết kế: 0.25x9.04=2.26 mm - Độ võng tải trọng làn: f v Lan = 5qlan L4 × 9.3 × 23.74 = = 7.98mm 384 E cdam I 22 384 × 35749.5 × 0.1349 ⇒ Độ võng 25% xe tải thiết kế với tải trọng :7.98+2.26=10.24 mm Kiểm toán: max(9.04;10.24)=10.24 mm