Thuyet minh xay dung do thi thanh

ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CẦU DẦM BẢN BTCT DƯL THI CÔNG BẰNG CÔNG NGHỆ ĐÀ GIÁO DI ĐỘNG II.1 TỔNG QUAN Lấy liên vòng xuyến (từ trụ TX15-TX18) có quy mô : • xe giới × 3,5 = 14 m • Lan can x 0.5 = m • Tổng cộng 15 m II.1.1.Tiêu chuẩn kỹ thuật Tiêu chuẩn thiết kế tuyến: • Nút giao: Trong phạm vi nút giao nhánh thiết kế theo cấp tốc độ Vtk=40 Km/h (áp dụng cho nhánh rẽ trái) theo cấp tốc độ Vtk=60 km/h (áp dụng cho nhánh rẽ phải) Các tiêu kĩ thuật chủ yếu: • Tốc độ thiết kế V = 40 km/h • Bán kính cong nằm R = 90 m • Độ dốc dọc tối đa: i =0% • Dốc siêu cao dốc ngang isc = in = % • Cao độ mặt đất CĐMĐ = + 6.20 m • Cao độ mặt cầu CĐMC = + 14.424 m • Cao độ đáy kết cấu nhịp CĐKCN = +12.9 m Tiêu chuẩn thiết kế cầu: • Tải trọng: Hoạt tải thiết kế HL93 (22 TCN 272-05) • Lực động đất: cấp • Tĩnh không thiết kế cho đường bộ: Htt = 4.75m • Tĩnh không thiết kế cho đường sắt H = 6.0 m 29 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT Sơ đồ mặt thiết kế: 30 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT II.2 KẾT CẤU PHẦN TRÊN • Cầu có nhịp dầm bê tông cốt thép DƯL liên tục, sơ đồ nhịp gồm: 7x30 = 210 m • Mặt cắt ngang có tổng chiều rộng B= 15 m , chiều cao dầm H =1.45m • Bề rộng cầu B= X 3.5 + X 0.5 = 15 m Bốn xe giới : x 3.5 = 14 m Bề rộng lan can x 0.5 =1 m Hình : Mặt cắt ngang kết cấu II.3 KẾT CẤU PHẦN DƯỚI TRỤ CẦU • Các trụ bê tông cốt thép dạng trụ cột, dùng bê tông mác 30MPa • Bệ móng đặt cọc khoan nhồi đường kính D = 1.0m Số lượng cọc 10 cọc, chiều dài 40 m 31 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT Hình : Kết cấu trụ II.4.VẬT LIỆU II.4.1 Bê tông : 3.1 Ký hiệu cường độ bê tông (mẫu hình lăng trụ) qui định sau: B Cường độ (MPa) 45 B1 24 C1 C2 C3 C4 35 25 24 24 Ký hiệu Cấu kiện - Dầm rỗng liên tục DƯL Gờ lan can Tường chắn Thân trụ cầu Mố cầu, bệ trụ cầu Cọc khoan nhồi Bản dẫn 32 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN E ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT 10 - Bê tông đệm 3.3 Kết cấu BTCT bệ móng đặt lớp bê tông tạo phẳng dày tối thiểu 100mm trừ có dẫn riêng 3.4 Tất cạnh kết cấu BTCT tạo vát 20x20 (mm) trừ có dẫn riêng 3.5 Vữa Ximăng dùng cho loại sau: Lấp lòng ống ghen 40Mpa, vữa đệm gối 60Mpa, vữa tạo phẳng 24Mpa II.4.2 Thép thường: Thép theo tiêu chuẩn JIS G 3112 tương đương Mác thép SR 235 SD 295A SD 395 Giới hạn chảy (MPa) 235 295 395 Mối nối cốt thép phải bố trí so le trừ chỗ ghi rõ vẽ Nhà thầu bố trí nối cốt thép bước lập vẽ thi công trình Tư vấn giám sát phê duyệt Chiều dài nối cốt thép tính toán theo điều 5.11.5 tiêu chuẩn 22TCN272-05 Trên mặt cắt ngang không nối 50% số cốt thép Móc tiêu chuẩn đường kính uốn cốt thép nhỏ lấy theo điều 5.10.2 tiêu chuẩn 22TCN272-05 Trừ có dẫn riêng, chiều dày lớp bê tông bảo vệ tối thiểu từ cốt thép chủ chịu lực đến mặt bê tông là: Cấu kiện Chiều dầy Cấu kiện tối thiểu lớp bê tông bảo vệ (mm) Mặt dầm liên tục 50 Mặt dầm hộp, dầm rỗng 40 Mặt thân trụ Mặt bệ trụ Chiều dầy tối thiểu lớp bê tông bảo vệ (mm) 50 75 33 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN Mặt mặt cầu Mặt mặt cầu ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT 50 25 Mặt tường thân, tường cánh mố Mặt bệ mố 50 75 Tất cấu kiện thép tường chắn lắp ghép tiếp xúc với đất phải mạ kẽm với chiều dày tối thiểu 0.085mm Tốc độ ăn mòn kim loại lấy sau: 0.015mm/năm lớp mạ năm đầu 0.004mm/năm lớp mạ năm 0.012mm/năm thép cacbon II.4.3 CÁP DƯL Cáp DƯL dùng tao 12 sợi, đường kính tao 15,2mm, loại 270 theo tiêu chuẩn ASTM A416, độ chùng thấp .2 Đường kính danh định, cường độ độ chùng: Đường kính danh Giới hạn chảy Giới hạn bền Độ chùng định (mm) (MPa) (MPa) (%) 15,2 1670 1860 Ê2,5 Thiết bị phụ kiện hệ thống dự ứng lực phải Tư vấn giám sát chấp thuận Ống ghen dùng loại ống mạ kẽm, định vị chắn cốt thép với khoảng cách nhỏ 500mm Phương pháp định vị nối dài ống ghen vị trí mối nối thi công phải Tư vấn giám sát chấp thuận Đường tuyến cáp xác định tim ống ghen Tuyến cáp phải lắp đặt theo đường trơn tru qua điểm định Neo phải đặt vuông góc với tim cáp Cáp phải có đoạn thẳng dài 1000mm tính từ mặt neo Cáp dự ứng lực cấu kiện kéo sau căng kéo bê tông đạt tối thiểu 80% cường độ 28 ngày tuổi Chỉ cắt cáp dự ứng lực cấu kiện kéo trước bê tông đạt tối thiểu 90% cường độ 28 ngày tuổi Điểm bơm vữa phải bố trí tất điểm cao nhất, thấp neo 34 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG III : TÍNH TOÁN NỘI LỰC III.1 MÔ TẢ: - Cầu BTCTDƯL gồm nhịp liên tục, sơ đồ nhịp : x 32 (m) - Khổ cầu: (0.5+4 x 3.5+0.5) m gồm xe chạy chiều - Độ dốc dọc thiết kế i = 2% - Tiêu chuẩn thiết kế: TCN272 – 05 - Phương pháp thi công: Thi công công nghệ đà giáo di động - Phân đoạn đổ bê tông: Để đảm bảo khả chịu lực kết cấu, tránh xuất vết nứt vị trí danh giới hai lần đúc, Với công phân đoạn thi công có chiều dài 30m +6m Các phân đoạn thi công sau có chiều dài 30 m III.1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ ĐÀ GIÁO DI ĐỘNG 35 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT Cùng với phát triển đất nước hình thành phát triển đô thị lớn gắn theo mật độ dân cư phương tiện giao thông gia tăng đặt yêu cầu cấp thiết phải xây dựng mạng lưới giao thông đô thị cách hoàn chỉnh đại Để giải vấn đề giao thông đô thi cho khu đô thị lớn Hà Nội thành phố Hồ Chí Minh việc cấp bách Trong tương lai phải xây dựng thêm nhiều đường việc xây dựng tuyến đường cao nút giao thông ưu tiên hàng đầu kéo theo vấn đề công nghệ thi công đặt Công nghệ đà giáo di động có khả xây dựng cầu có độ lớn ngày dùng ngày phổ biến giới với ưu điểm sau: + Không làm ảnh hưởng đến việc lại bên nên làm cho giao thông đảm bảo thông suốt + Có khả sử dụng lại hệ thống thiết bị từ công trình đến công trình khác có quy mô Tất nhiên phải thay đổi phần hệ thống ván khuôn cho phù hợp + Dễ dàng áp dụng cho cầu với sơ đồ kết cấu nhịp loại mặt cắt ngang đồng thời áp dụng cho loại dầm có chiều dài từ 18 đến 80 m , chiều dài áp dụng hợp lý 35 đến 60 m + Giảm bớt thời gian thi công, thời gian thi công trung bình từ đến 10 ngày 36 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT + Không tốn nhiều chi phí cho trình lắp dựng hệ đà giáo cố định + Có thể thi công cho kết cấu cầu cong với bán kính nhỏ 250 m + Độ dốc dọc lớn nhát cầu imax: 5% + Độ võng lớn hệ MSS là: L/400 Cấu tạo hệ đà giáo di động (MSS) A Dầm chính: - Dầm thường làm thép hình thép tổ hợp chia thành đoạn có kích thước thích hợp để dễ vận chuyển liên kết với bu lông cường độ cao - Hệ dầm gồm dầm, cánh dầm hộp gắn ray, lao hệ thống MSS ray đỡ bàn trượt lao dầm B Mũi dẫn - Là phần kéo dài kết cấu dầm phần mũi dẫn hai đầu Mũi dẫn gồm phần phần đầu uốn cong theo chiều đứng tạo góc 4-5 Mặt khác khả quay 37 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT theo phương ngang hệ thống bàn trượt lao dầm có tác dụng định hướng cho hệ thống MSS - Mũi dẫn liên kết với dầm chủ bulông cường độ cao trường khớp nối dầm mũi dẫn cho phép điều chỉnh theo phương ngang C Dầm ngang Dầm ngang có kết cấu kiểu dàn thép hình chia làm phần, liên kết cố định với đà giáo di chuyển theo dầm chính.Nhờ hệ thống bàn trượt lao dầm sàng ngang dầm theo phương xa, gần kết cấu trụ mà hệ thống MSS qua vị trí trụ lao - Hệ thống dầm ngang có tác dụng liên kết dầm hệ thống MSS, đảm bảo ổn đinh hệ thống chịu lực chung hệ thống suốt trình thi công kết cấu nhịp dầm D Hệ thống bàn trượt lao dầm - Là hệ thống đỡ định hướng cho hệ đà giáo di động phần cốt yếu hệ thống tuỳ theo hệ thống MSS mà hệ bàn trượt đặt trụ đỡ hay hệ công xon đỡ dầm E Hệ đỡ công xon 38 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT c m 0.2717 0.1209 0.1243 0.2717 Tinh lai c m 0.2717 0.1667 0.1697 0.2717 fps Kn/m2 1732741 1723364 1754003 1732741 a m 0.2076 0.1274 0.1297 0.20767 Suong cánh cánh Suon Vị trí trục trung hòa ФMn Kn.m 65659 37046 50683 65659 Mu Kn.m 49720 11040 23068 38360 Kết luận ФMn>Mu ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT 3.3.2 Kiểm tra hàm lượng cốt thép Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa theo công thức c de ≤ 0.42 de :là khoảng cách có hiệu tương ứng với từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép de = APS f PS d p APS f PS Lượng cốt thép tối thiểu phải thỏa mãn: ΦM Trong : n Mcr = ≥1.2 M cr Ig yt fr Mcr: mô men nứt Ig: mô men quán tính với trọng tâm không tính cốt thép Yt:khoảng cách từ thớ chịu kéo đến TTH fr: cường độ chịu kéo uốn Kết tính toán bảng sau: Tối đa Mặt cắt Đơn vị M/c(Trụ T2) L/4 L/2 M/c (Trụ T3) c m 0.2717 0.1667 0.1697 0.2717 de m 1.129 0.6453 0.8467 1.129 0.2406 0.2583 0.2004 0.2406 c/de 89 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT Kết luận Tối thiểu ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT fr Kn/m2 126 126 126 126 Ig m4 2.758 2.77 2.765 2.7589 Yt m 0.80033 0.79515 0.79361 0.79763 1.2Mcr Kn.m 521.08 526.73 526.9 522.98 ФMn Kn.m 65659.48 37046.11 50683.3 65659.48 ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT Kết luận 3.3.3.Kiểm toán sức kháng cắt cho tiết diện Kiểm toán theo công thức: Vu ≤ϕVn Theo ( 5.8.2.1.2 -TCN272-05) Trong : φ: Hệ số sức kháng cắt Theo quy định điều 5.5.3.3 ( TCN272-05) Vn:Sức kháng cắt danh định xác định theo điều 5.8.3.3 (TCN272 -05) Lấy theo giá trị nhỏ : Vn= Vc +Vs + Vp Vn = 0.25f'c.bv.dv + Vp Theo ( 5.8.3.3.1 -TCN272-05) Theo ( 5.8.3.3.2 -TCN272-05) Trong đó: Vc Sức kháng cắt danh định ứng suất kéo bê tông Vc =0,083β f ' c bv d v Theo ( 5.8.3.3.3 -TCN272-05) Vs - Sức kháng cắt cốt thép chịu cắt 90 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN Vs = ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT Av f y d v ( cot gθ + cot ngα ) sin α Theo ( 5.8.3.3.4 s -TCN272-05) Trong : dv Chiều cao chịu cắt có hiệu xác định điều 5.8.2.7 bv Bề rộng bụng có hiệu, lấy bề rộng lớn chiều cao dv s Cự ly cốt thép đai (m) θ Hệ số khả bị nứt chéo truyền lực kéo ( Điêu 5.8.3.4 TCN) α Góc nghiêng cốt thép đai với trục dọc (đô) Trường hợp cốt thép đai thẳng đứng, α =0 Av Diện tích cốt thép chịu cắt cự ly s (mm) Vp Thành phần lực ứng suất trước hướng lực cắt tác dụng Là dương ngược chiều lực cắt (KN) a) Xác định Vp Công thức xác định : V p = Astr f p ∑Sinαi i =1 Trong : Astr:diện tích bó cáp, m2 fp:ứng suất cáp sau mát , giá trị ứng với mặt cắt αi:Góc lệch cáp ι so với phương ngang Bảng góc α i 91 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT Mặt cắt Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 Hàng 6 0 Hàng 6 0 M/c(Trụ T2) M/c (L/4) M/c (L/2) M/c (Trụ T3) Bảng kết tính Vp Mặt cắt Aps m2 0.00014 0.00014 0.00014 0.00014 fp KN/m2 668,754 1,251,388 1,252,192 1,254,091 Sin(ai) Hàng1 14 1.463398486 1.463398486 0 Hàng2 0.836227706 0.836227706 0 2.299626192 2.299626192 0 215.3038223 402.8812881 0 Tổng Sin(a) Vp KN b) Xác định dv bv Chiều cao chịu cắt dv: dv = m ax 0.9 d e     0.72 h  Như tính phần tính chất vật liệu ta có: Mặt cắt M/c(Trụ T2) M/c (L/4) M/c (L/2) M/c (Trụ T3) 0.9de 1.059545455 1.084090909 1.084090909 1.059545455 0.72h 1.044 1.044 1.044 1.044 chọn dv 1.059545455 1.084090909 1.084090909 1.059545455 Bề rộng chịu cắt có hiệu tiết diện bv: 92 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT Bề rộng chịu cắt có hiệu ta lấy chiều rộng bụng: Mặt cắt Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 bv 9.2 9.2 9.2 9.2 c) Xác định θ β (TCN 5.8.3.4) Số liệu tra từ bảng TCN 5.8.3.4.2.1 Để xác định θ β phải thông qua giá trị v/f'c ex Vu −ϕ Vp v = ϕbv d v V f 'c suy ra: Ứng biến cốt thép phía chịu kéo uốn cấu kiện phải xác định theo: Mu +0, 5Vu cot gθ − Aps f po d εx = v ≤ 0.002 Es As + E p Aps Nếu giá trị εx tính từ phương trình TCN 5.8.3.4.2.1 âm trị tuyệt đối phải giảm cách nhân với hệ số Fc lấy theo: Fε = Trong đó: E P APS E c Ac +E P APS Ac: Diện tích bê tông phía chịu kéo uốn cấu kiện, mm2 fpo: Ứng suất thép ứng suất trước ứng suất BT xung quanh fpe: ứng suất có hiệu thép ứng suất trước sau mát: fpe = 0.8*fpy fpc: Ứng suất nén trọng tâm tiết diện P fc =− pe A SV: NGÔ MINH THÀNH 93 LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT Kết tính V/f'c : Mặt cắt Đơn vị M/c(Trụ T2) L/4 L/2 M/c (Trụ T3) Vu KN 8838 6139 2013 8837 0.90 0.90 0.90 0.90 φ bv m 9.2 9.2 9.2 9.2 dv m 1.059545455 1.084090909 1.084090909 1.059545455 υ KN/m2 985.31753 643.51953 224.25789 1,007.29093 0.02190 0.01430 0.00498 0.02238 υ/f'c Để xác định εx ta giả định εx = 27 cotg(εx) = 1.9626 fpe = 1.336E+06 KN/m2 Kết tính toán εx L/4 L/2 M/c (Trụ T3) KN M/c(Trụ T2) 49,378.56 49,378.56 49,378.56 49,378.56 A m2 14.41 14.43 14.43 14.43 fpc KN/m2 -3,427.42 -3,422.63 -3,422.63 -3,422.63 fpo KN/m2 1,316,747 1,316,774 1,316,774 1,316,774 Mu KN.m 47,580.00 17,880.00 20,990.00 47,560.00 dv m 1.06 1.08 1.08 1.06 Vu KN 8,838.00 6,139.00 2,013.00 8,837.00 Mặt cắt Đơn vị Fpe 94 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT cotg(q) 2.14 2.14 2.14 2.14 0.04 0.04 0.04 0.04 Aps m2 Ep KN/m2 196,500,000 196,500,000 196,500,000 196,500,000 Ec KN/m2 34,980,325 34,980,325 34,980,325 34,980,325 Nu KN 75.31 66.67 57.29 75.57 0.00 0.00 0.00 0.00 εx Mặt cắt có εx< nên giá trị tuyệt đối phải lấy sau: ε' x= εx Fε Bảng tính lại εx : Mặt cắt Đơn vị M/c(Trụ T2) L/4 L/2 M/c (Trụ T3) Aps m2 0.03696 0.03696 0.03696 0.03696 Ep KN/m2 196,500,000 Ac m2 12.01318 11.95714 11.95714 12.01318 Ec KN/m2 34,980,325 34,980,325 34,980,325 34,980,325 Fε 0.01728 0.01736 0.01736 0.01728 εx 0.00001 0.00006 0.00007 0.00001 196,500,000 196,500,000 196,500,000 Tra hình TCN 5.8.3.4.2-1 ta được: Mặt cắt M/c(Trụ T2) L/4 L/2 M/c (Trụ T3) q 24 27 27 27 b 3.80 4.80 4.80 4.80 Vậy giá trị θ tính gần sát với giả thiết chọn để tính toán d) Tính Vc Vs Chọn cốt đai chống cắt Để dễ dàng thi công, chọn cốt đai có đường kính không đổi, khoảng cách cốt đai thay đổi theo giảm lực cắt theo chiều dài dầm 95 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT s : bước cốt đai bố trí mặt cắt tính toán -TCN272-05) Av =0.083 × f 'C bv s fy Theo ( 5.8.2.5.1 Av : Diện tích cốt thép ngang cự ly s, m2 Trong đó: s : Cự ly bước cốt đai Kết tính toán sức kháng danh định Mặt cắt Đơn vị M/c(Trụ T2) L/4 L/2 M/c (Trụ T3) s mm 200.000 200.000 200.000 200.000 bv mm 9200.00 9200.00 9200.00 9200.00 dv mm fy Mpa 420 420 420 420 f'c Mpa 45 45 45 45 Av mm2 Vc KN 20624 26655 26655 26052 Vs KN 12190.14 11137.86 10898.63 10651.87 Vn1 KN 33029.56 38195.76 37553.66 36703.39 Vn2 KN 109,663 112,204 112,203 109,663 Vn KN 33029.56 38195.76 37553.66 36703.39 Vu KN 8838 6139 2013 8837 φ Vn KN Kết luận 1059.545455 1084.090909 1084.090909 2439.230725 2439.230725 2439.230725 29726.60328 34376.18791 33798.29276 1059.545455 2439.230725 33033.04839 ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT Tu KN.m 6598 5827 4282 6755 0.25*φ*Tcr KN.m 7798 10097 10100 10222 ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT Kết luận 96 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT IV.3.4.Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng a.Giới hạn ứng suất nén Bê tông Các giới hạn ứng suất bê tông: ft = fb = Fps A Fps1 A + Fps e MA − yt + yt ≤0, f c ' I I Fps1.e I yb − M TTBT yd ≥−0, I f 'c Trong đó: Fps1:Là tổng lực kéo bó cáp ứng suất trước, trừ mát ứng suất tức thời (KN) Fps2:Là tổng lực kéo bó cáp ứng suất trước, trừ tổng mát ứng suất KN) MA:Mô men tải trọng thường xuyên tải trọng thời(KN.m) MTTBT :Mô men tải trọng thân (KN.m) A :Diện tích mặt cắt theo giai đoạn (m2) I :Mô men quán tính tiết diện dầm giai đoạn (m4) e: Độ lệch tâm trọng tâm bó thép ứng suất trước đến trục trung hòa tiết diện (m) yt: Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ tiết diện yd:Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ tiết diện 97 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT Kết tính toán bảng sau: Mặt cắt Đơn vị M/c(Trụ T2) L/4 L/2 M/c (Trụ T3) fc' Kn/m2 40000 40000 40000 40000 β1 0.728571429 0.728571429 0.728571429 0.728571429 Aps m2 0.03696 0.03696 0.03696 0.03696 b m 14.7 14.7 14.7 14.7 bw m 9.07 9.07 9.07 9.07 h1 m 0.25 0.25 0.25 0.25 h2 m 1.2 1.2 1.2 1.2 k 0.284301075 0.284301075 0.284301075 0.284301075 dp m 0.272727273 1.204545455 1.204545455 0.272727273 dp' m 1.177272727 0.245454545 0.245454545 1.177272727 c m 0.251828532 0.150971871 0.150971871 0.251828532 Tinh lai c m 0.251828532 0.161418951 0.161418951 0.251828532 fps Kn/m2 1746885.235 1789136.471 1789136.471 1746885.235 a m 0.183475073 0.117605236 0.117605236 0.183475073 Vị trí trục trung hòa Sườn cánh cánh 70087.44746 75763.94533 75763.94533 Sườn ФMn Kn.m 70087.44746 Mu Kn.m 47580 17880 20990 47560 Kết luận ФMn>Mu ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT b.Kiểm toán độ võng hoạt tải 98 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT Độ võng lớn hoạt tai gây mặt cắt nhịp : Sơ đồ đặt tải tính độ võng Δ = Δz35 + Δz145 + Δ’z145 Độ võng cho phép : [Δ] = L 32000 = = 40mm 800 800 Kết độ võng xuất từ Midas Δ = 6.837 mm < [Δ] => Đạt C- KIỂM TOÁN CÁNH HẪNG 1.Xác định chiều rộng dải tương đương Đối với phần hẫng E xác định theo công thức E= 1140 + 0,833.x Trong đó: x khoảng cách từ tâm gối đến điểm đặt lực x= 4.2 m => E= 1140 + 0,833x4200 = 4638.6 mm = 4.6386 m Tính toán nội lực cánh hẫng dầm Tiến hành tính toán cho trường hợp cánh hẫng chịu tác dụng tĩnh tải tải trọng bánh xe Chiều dài cánh hẫng là: l = 4.6 m Chiều dày đầu công son: hcx = 0,25 m Chiều dày đầu ngàm:hng = 1,45 m Chiều dày trung bình: htb = 0,85 m a Tĩnh tải tác dụng Tĩnh tải tác dụng phận kết cấu tính cho 1m chiều rộng bản( theo phương dọc cầu) 99 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT Hệ số tĩnh tải lấy theo bảng sau: TT Loại tải trọng Ký hiệu Dạng tác động Hệ số tải trọng max Trọng lượng thân DC1 Phân bố 1.25 0.9 Lan can DC2 Tập trung 1.25 0.9 Lớp phủ mặt cầu DW Phân bố 1.50 0.65 Tĩnh tải tác dụng cho dải rộng 1m theo phương ngang cầu +Do trọng lượng thân: DC1 = 24,5x0,85= 20,83 KN/m +Do trọng lượng lan can: DC2 = 1,38 KN ( lực tập trung) +Do lớp phủ: DW = 22,5x0,074= 1,665 KN/m b.Hoạt tải tác dụng Tính cho hoạt tải tác dụng dải rộng 1m theo phương ngang cầu Xét bánh xe nặng xe tải thiết kế có trọng lượng P đặt cách mép lan can 300mm = 0.3m Ptr= P/2= 145/2 = 72,5 KN Hoạt tải tác dụng: LLtd = ptr 72.5 = = 11.5 KN/m ( b + htb ) × E ( 0.51 + 0.85) × 4.6386 b Nội lực ngàm Xét hệ số điều chỉnh tải trọng trường hợp sử dụng giá trị cực đại γ η= ≤1 η Dη Rη I Trong đó: η D - tính dẻo, trường hợp thiết kế thông thường η D =1 100 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT η R -tính dư, hẫng tính dư, η R = 1.05 ηi - tầm quan trọng, cầu quôc lộ ηi = 1.05 Như vậy: η= 1 = = 0.907 ≤ η Dη Rη I 1× 1.05 × 1.05 L1= 4.6 m L2= 4.35 m L3= 4.1 m L4= 4.2 m Mômen ngàm:  L2  L L M=η γ p1 × DC1× 21 + γ p1 × DC × L2 + γ p × DW × 23 + m × γ n ( LL + IM ) × LLtd × 24    =  52 4.5 4.2  0.907 1.25 × 20.83 × + 1.25 × 1.38 × 4.75 + 1.5 × 1.665 × + 1.2 × 1.75 × 1.25 × 11.5 ×  2   = 567.06 kN.m Khi tính toán thiết kế hẫng, thường bố trí xe nên phải nhân thêm hệ số m = 1.2 d Bố trí cốt thép cho hẫng dầm Chọn lớp bê tông bảo vệ là: 50mm Kiểm toán làm việc cánh hẫng theo điều kiện mômen kháng uốn Chọn thép đường kính 19 mm để bố trí vùng chịu uốn mặt cắt 101 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT Khi diện tích cốt thép thường chịu kéo: As = 0,002 m2 Giới hạn chảy cốt thép chịu kéo: f y = 420000 KN/m2 c- Khoảng cách từ trục trung hòa đến mép chịu nén c= As f y 0,85 × β1 × fc × b ' = 420000 × 0, 002 = 0,03 m 0,85 × 0, 73 × 45000 × β1 - Hệ số quy đổi hình khối ứng suất β1 = 0,85 − 0, 05 × (45 − 28) / = 0, 73 Chiều dày khối ứng suất tương đương a= c β1 = 0,73.0,03 = 0,022 m Như mômen kháng uốn danh định mặt cắt xác định sau: a  M n = As f y  d s − ÷ 2  Trong đó: d s - Khoảng cách từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo d s = 0,85-0,05 = 0,8 m Thay số ta có kết 0, 022   M n = 0, 002 × 420000  0,8 − ÷ = 662,76 KN.m   Vậy mômen kháng uốn tính toán mặt cắt là: Mr = φ M n = 0,9 × M n =596,484 KN.m Mr= 596,484 > Mu= 567,06 KN.m Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu,tối đa Hàm lượng cốt thép tối đa phải đảm bảo giới hạn cho: 102 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ĐẠI HỌC GTVT- HN ĐATN – THIẾT KẾ KỸ THUẬT c ≤ 0.42 de Trong đó: de = As f y d s As f y = ds = 0,8 m Trong d e - Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén đến trọng tâm lực kéo cốt thép chịu kéo c 0, 03 = = 0, 0375 ≤ 0.42 de 0,8 Vậy lượng cốt thép tối đa thỏa mãn Lượng cốt thép thường tối thiểu quy định phải thỏa mãn ρ ≥ 0.03 f ,c fy Trong đó: ρ - Tỷ lệ thép chịu kéo diện tích nguyên f ,c - Cường độ quy định bê tông(Mpa) f y - Cường độ chảy dẻo thép chịu kéo(Mpa) Ta có: ρ = As 0, 002 = = 0, 0032 Ag 0,85 ×1 Mặt khác: 0.03 f ,c 45 = 0.03 = 0.0023 fy 420 Như hàm lượng cốt thép tối thiểu đảm bảo 103 SV: NGÔ MINH THÀNH LỚP CTGTTP-K45 ... di ỏp dng hp lý l 35 n 60 m + Gim bt c thi gian thi cụng, thi gian thi cụng trung bỡnh t n 10 ngy 36 SV: NGễ MINH THNH LP CTGTTP-K45 I HC GTVT- HN ATN THIT K K THUT + Khụng tn nhiu chi phớ cho... NGễ MINH THNH LP CTGTTP-K45 I HC GTVT- HN ATN THIT K K THUT 41 SV: NGễ MINH THNH LP CTGTTP-K45 I HC GTVT- HN ATN THIT K K THUT Hỡnh 3.1 Trỡnh t thi cụng kt cu nhp Tớnh toỏn ni lc quỏ trỡnh thi. ..I HC GTVT- HN ATN THIT K K THUT S mt bng thit k: 30 SV: NGễ MINH THNH LP CTGTTP-K45 I HC GTVT- HN ATN THIT K K THUT II.2 KT CU PHN TRấN Cu cú nhp dm bn bờ