Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m

Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m

Trang 1

SỐ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU

1.1 Số liệu chung.

- Qui mô thiết kế : cầu được thiết kế vĩnh cửu bằng dầm thép liên hợp BTCT

- Tần suất thiết kế :P=1%

- Quy trình thiết kế:22TCN272-05

- Chiều dài nhịp :L= 33 m.

- Điều kiện thông thuyền :Sông thông thuyền cấp V,tra bảng cấp thông thuyền của sông ta có:

+ Bề rộng thông thuyền : Btt = 28 m.

+ Tĩnh không thông thuyền : Htt = 3,5 m.

- Khổ cầu : G8 + 2x1,5 + 2x 0,5 (m)

+ Bề rộng phần xe chạy : Bxe = 7 m.

+ Lề người đi bộ: 2x1,5 m => blề = 1,5 m.+ Chân lan can : 2x0.5 m => bclc = 0,5 m.+ Bề rộng toàn cầu : Bcầu = 7+2x1,5+2x0,5 = 11 m.

- Tải trọng thiết kế :

+ Tải trọng HL93.+3.10  3 MPa + Người đi bộ :3x10-3 Mpa = 300 kG/m2

- Vật liệu chế tạo kết cấu :

+ Thép Hợp kim + Bê tông cốt thép có cường độ chịu nén f  c = 30 Mpa

- Liên kết dầm :

+ Liên kết dầm chủ bằng tổ hợp hàn+ Liên kết mối nối dầm bằng bu lông cường độ cao

1.2 Tính chất vật liệu chế tạo dầm.

- Thép chế tạo neo liên hợp :Cường độ chảy qui định nhỏ nhất : fy = 420Mpa

- Cốt thép chịu lực bản mặt cầu : độ chảy qui định nhỏ nhất : fy = 420 Mpa

- Vật liệu chế tạo bản mặt cầu :Bê tông cấp A

+ Cường độ chịu nén của bản bê tông tuổi 28 ngày : f'c =30 Mpa

+ Trọng lượng riêng của bản bê tông :c =2,5 T/m3 = 25 kN/m3

+ Mô đun đàn hồi của bêtông được tính theo công thức :

301,525000,043c

fc1,5γ0,043c

- Vật liệu thép chế tạo dầm : Thép hợp kim M270M cấp 345W:

+ Cấp thép 345 W (thép chống gỉ)

+ Giới hạn chảy của thép : fy = 345 Mpa

+ Giới hạn kéo đứt thép ; fu = 485 Mpa

+ Mô đun đàn hồi của thép : Es = 2,1x 105 Mpa.

+ Hệ số qui đổi từ bê tông sang thép :

1 Khi không xét đế từ biến : n = 8

2 Khi có xét đến từ biến : n’ = 24.

Ghi chú : Kí hiệu W của thép là thép chống gỉ.

1.3 Xác định các hệ số tính toán

Trang 2

-Hệ số tải trọng :

+ Tĩnh tải giai đoạn I: 1=1,25 và 0,9

+ Tĩnh tải giai đoạn II : 2 = 1,5 và 0,65

+ Hoạt tải HL93 và đoàn người : h=1,75 và 1,0

- Hệ số xung kích : 1+IM =1,25 (chỉ tính với xe tải thiết kế và xe 2 trục thiết kế)

- Hệ số làn :Trong mỗi trường hợp tải trọng nếu chiều dài nhịp Ltt  25m thì phải xét thêm hệ số làn xe m (giá trị này mặt định là 1)

+ Theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05 thì hệ số làn m được lấy như sau :

Bảng hệ số làn xe m

Số làn n Hệ số làn m

Trang 3

2.KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA DẦM CHỦ

2.1 Chiều dài tính toán KCN

- Chiều dài nhịp : L= 33 m

 Chiều dài tính toán KCN:

Ltt = L-2a = 33 - 0,6 = 32.4 m

2.2 Lựa chọn số dầm chủ trên mặt cắt ngang

2.2.1 Trường hợp số dầm ít: ndc =24

- Ưu điểm : giảm chi phí thép chế tạo dầm và giảm chi phí thi công cầu

- Nhược điểm:Nội lực trong dầm lớn do đó phải tăng chiều cao dầm dẫn đến tăng chiềudài cầu cũng như chiều cao đất đắp nền đường đầu cầu tăng tổng chi phí xây dựng công trình

- Trong trường hợp số dầm ít thì hệ số phân bố ngang thường được tính theo phương đòn bẩy

2.2.2 Trường hôp số dầm nhiều nhiều : n dc >4

- Ưu điểm :Nội lực trong dầm nhỏ do đó giảm chiều dầm cũng như chiều dài cầu và chiều cao đất đắp nền đương đầu cầu do đó giảm được tổng chi phí xây dựng công trình

- Nhược điểm:Tăng chi phí vật liệu thép chế tao dầm cũng như chi phí thji công KCN

do số cụm dầm phải lao lắp lớn hơn và đồng thời tăng tĩnh tải mặt cầu

- Khi lựa chọn số dầm nên đảm bảo khoảng cách giữa các dầm S =1.22.4 m là hợp lý nhất, không nên thiết kế khoảng cách giữa các dầm chủ lớn hơn 3m ,vì khi đó bản mặt cầu làm việt rất bất lợi.Đồng thời liên kết ngang giữa các dầm kém nên không đảm bảo độ cứng cho kết cấu nhịp , khi đó cầu sẽ bị dao động lớn

Trong bài toán thiết kế này căn cứ vào bề rộng thiết kế của cầu bằng 11m nên ta chọn trường hợp số dầm chủ nhiều: n=5 dầm chủ

2.3 Qui mô thiết kết mặt cắt ngang cầu

-Mặt cắt ngang cầu:

(hình vẽ)

- Các kích thước cơ bản của mặt cắt ngang cầu :

CÁC KÍCH THƯỚC KÍ HIỆU GIÁ TRỊ ĐƠN VỊ

Trang 4

Bề rộng làn xe chạy Bxe 700 Cm

2.4 Chiều cao dầm chủ

-Chiều cao dầm chủ được lựa chọn phụ thuộc vào:

+ Chiều dài nhịp tính toán: Ltt

+ Số lượng dầm chủ trên mặt cắt ngang

+ Quy mô của tải trọng khai thác

- Xác định chiều cao của dầm chủ theo điều kiện cường độ:

Mu ≤ Mr

Trong đó:

+ Mu : Momen tính toán lớn nhất do tải trọng sinh ra

+ Mr : Sức kháng uốn lớn nhất của mặt cắt dầm chủ

- Xác định chiếu cao của dầm chủ theo điều kiện độ cứng(độ võng):

∆LL ≤ [∆]

Trong đó:

+ ∆LL : Là độ võng của kết cấu nhịp do hoạt tải

+ [∆]:Độ võng cho phép:

1.Tải trọng xe nói chung:  

- Xác định chiều cao dầm thép theo kinh nghiệm:

+ Chiều cao dầm thép :

Với Hsb : Là chiều cao dầm thép (Steel beam)

Hcb : Là chiều cao dầm liên hợp(Composite Beam)

- Ngoài ra việc lựa chọn chiều cao dầm thép cần phải phù hợp với bề rộng của các bảnthép hiện có trên thị trường để tránh vioệc phải cắt ghép bản thép 1 cách bất hợp lý

- Trong bước tính toán sơ bộ ta chon chiều cao dầm thép theo công thức:

Trang 5

32.4

30

130

+ Chiều cao bản bụng : Dw = 150 cm

+ Chiều dày bản cánh trên (Top flange): tt = 3 cm

+Chiều dày bản cánh dưới (Bottom flange) : tb = 3 cm

+Chiều cao toànb bộ dầm thép : Hsb = 150+3+3 = 156cm = 1,56m

2.5 Cấu tạo bản bê tông mặt cầu

- Kích thước của bản bê tông xác định theo điều kiện bản chịu uốn dưới tác dụng của tải trọng cục bộ

- Chiều bản thường chọn : ts =( 16 ÷25 ) cm

- Theo quy định của 22TCN 272-05 thì chiều dày của bản bê tông mặt cầu phải lớn hơn

175 mm Đồng thời còn phải đảm bảo theo điền kiện chịu lực và thường lấy theo bảng 5.1 (À.5.2.6.3-1)

=> Ở đây ta chọn chiều dày bản bê tông mặt cầu lan ts = 20 cm

- Bản bê tông có thể cấu tạo vút dạng đường vát chéo, theo dạng đường cong tròn hoặc có thể không cần cấu tạo vút.Mục đích của việc cấu tạo vút bản bêtông lá nhằm tăng chiều cao dầm => tăng khả năng chịu lực của dầm và tạo ra chỗ để bố trí hệ neo liên kết

- Kích thước cấu tạo bản bêtông mặt cầu:

+ Chiều dày bản bêtông : ts = 20 cm

+ Chiều dày vút bản : th = 12 cm

+ Bề rộng vút bản : bh = 12cm

+ Chiều dài phần cánh hẫng : de = 110 cm

+ Chiều dài phần cánh phía trong: S/2 = 110 cm

Trang 6

- Mặt cắt ngang dầm chủ:

Hình 4: cấu tạo mặt cắt ngang dầm chủ

- Cấu tạo bản bụng (web)

+ Chiều cao bản bụng: Dw = 150 cm

+ Chiều dày bản bụng: tw = 2 cm

- Cấu tạo bản cánh trên: do có bản bê tông chịu nén nên bản cánh trên của dầm thép chỉ cần cấu tạo đử để bố trí neo lien kết với bản bê tong, vì vậy kích thước của bản cánh trên thường nhỏ hơn kích thước của bản cánh dưới:

+ Bề rộng bản cánh trên : bt = 40 cm

+ Số tập bản cánh trên : nt = 1 tập

+ Chiều dày một bản: t = 3 cm

+ Tổng chiều dày bản cánh trên:tt = 1 x 3 = 3 cm

- Cấu tạo bản cánh dưới:

+ Bề rộng bản cánh trên : bt = 70 cm

+ Số tập bản cánh trên : nt = 1 tập

+ Chiều dày một bản: t = 3 cm

+ Tổng chiều dày bản cánh trên:tt = 1 x 3 = 3 cm

- Tổng chiều cao dầm thép: Hsb = 150+3+3 = 156 cm

- Cấu tạo bản bê tong: chiều dày bản;ts = 20 cm, chiều cao vút bản: th = 12 cm

- Chiều cao toàn bộ dầm lien hợp: Hcb = 156 + 12 + 20 = 188 cm

Trang 7

3 XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC MẶT CẮT DẦM CHỦ

3.1 Các giai đoạn làm việc của cầu dầm liên hợp.

- Tùy theo biện pháp thi cơng kết cấu nhịp mà cầu dầm liên hợp có các giai đoạn làm việc khác nhau Do đó khi tính toán thiết kế cầu dầm liên hợp thì ta phải phân tích rõ quá trình hình thành kết cấu trong các giai đoạn làm việc từ khi chế tạo, thi cơng đến khi đưa kết cấu nhịp vào khai thác

a Trường hợp 1 : Cầu dầm lien hợp thi cơng theo biện pháp lắp ghép hoặc lao kéo

dọc khơng có đà giáo hay trụ tạm đỡ dưới trong TH này dầm liên hợp làm việc theo 2 giai đoạn:

Dầm thép

Bản bê tông

Lớp phủ mặt cầu Hoạt tải

G Đ II: Giai đoạn khai thác

G Đ I: Sau khi đổ bản bê tông mặt cầu

G Đ I: Sau khi thi công xong dầm thép

hình 5 : TH thi cơng KCN theo biện pháp lao kéo dọc

I I

Trang 8

Hình 6a: Mặt cắt tính toán GĐI Hình 6a: Mặt cắt tính toán GĐII

- Giai đoạn 1: khi thi công xong dầm thép.

+ Mặt cắt tính toán: là mặt cắt dầm thép

+ Tải trọng tính toán: (tĩnh tải gai đoạn 1)

Trọng lượng bản thân dầm

Trọng lượng hệ liên kết dọc và ngang

Trọng lượng bản bê tong và những phần bê tong được đổ cùng với bản

- Giai đoạn 2: khi bản mặt cầu đã đạt cường độ và tham gia làm việc tạo ra hiệu ứng

liên hợp giữa dầm thép và bản bê tông cốt thép

+ Mặt cắt tính toán là mặt cắt liên hợp thép-BTCT

+ Tải trọng tính toán:

1 Tĩnh tải giai đoạn 2: bao gồm lớp phủ mặt cầu, chân lan can, gờ chắn bánh (nếu các bộ phận này được đổ bê tông hoặc lắp ghép sau khi tháo dỡ ván khuôn bản bê tông mặt cầu…)

2 Hoạt tải

b Trường hợp 2: Cầu dầm liên hợp thi công theo biện pháp lắp ghép trên đà giáo cố

định hoặc có trụ tạm đỡ dưới

Giai do?n II: Giai do?n khai thác

L? p ph? m?t c?u B?n bê

tông D?m thép

Ho?t t?i

B?n bê tông D?m thép

Giai do?n I: Giai do?n thi công

Hình 7: trường hợp thi công KCN trên đà giáo cố định.

- Giai đoạn 1: Trong giai đoạn thi công thì toàn bộ trọng lượng của kết cấu nhịp và tải

trọng sẽ do kết cấu đà giáo đỡ dưới chịu, như vậy trong giai đoạn này mặt cắt dầm chưa làm việc

- Giai đoạn 2: Sau khi đỡ đà giáo thì trọng lượng của kết cấu nhịp mới truyền lên các

dầm chủ, mặt cắt làm việc trong giai đoạn này là mặt cắt lien hợp như vậy tải trọng tá dụng lên dàm chủ sẽ gồm:

+ Tĩnh tải giai đoạn I

+ Tĩnh tải giai đoạn II

+ Hoạt tải

=> Ở đây ta giả thiết cầu được thi công theo biện pháp lắp ghép bằng cần cẩu hoặc lao kéo dọc nên cầu dầm lien hợp làm việc theo 2 giai đoạn như đã phân tích

3.2 Xác định đặc trưng hình học mặt cắt giai đoạn I

- Giai đoạn I: Khi thi công xong dầm thép và đã đổ bản bê tong mặt cầu, tuy nhiện giữa

dầm thép và bản bê tong chưa tạo ra hiệu ứng lien hợp

Trang 9

- Mặt cắt tính toán: mặt cắt dầm thép.

- Diện tích mặt cắt dầm thép (diện tích mặt cắt nguyên):

A NC b c t c b t.t t

- Xác định mômen tĩnh của tiết diện với trục 0-0 đi qua đáy dầm thép:

2 )2.(

.)2.(

t t t

W w W

c sb c c O

t t b t

D t D

t H t b

Hình 8 : Mặt cắt dầm GĐI

- Chiều cao phần sườn dầm chịu nén:

D C1 H sb  t c  Y1

- Xác định mômen quán tính của mặt cắt dầm đối với trục TH I-I

+ Mômen quán tính bản bụng: 2

1

3

)2

.(

.12

Y t

D D t D t

w w w w

+ Mômen quán tính bản cánh chịu nén: 1 2

3

) 2 (

12

sb c c

c c cf

t Y H b t t b

+ Mômen quán tính bản cánh chịu kéo: 1 2

3

) 2 (

12

t t

t t tf

t Y b t t b

+ Mômen quán tính của tiết diện dầm thép: I NC I W I cf I tf

- Xác định mômen tĩnh của mặt cắt dầm thép đối với trục trung hòa I-I:

2

)(

.)2.(

2 1

sb c c NC

t Y H t

t Y H t b

Trang 10

- Bảng kết quả tính toán ĐTHH mặt cắt dầm chủ giai đoạn I.

CÁC ĐẠI LƯỢNG KÍ HIỆU GIÁ TRỊ ĐƠN VỊ

Mômen tĩnh mặt cắt đối với đáy dầm S O 42255 cm3

Khoảng cách từ đáy dầm đến TTH I-I Y1 67,071 cm

Mômen quán tính phần bản bụng I W 598334,9 cm4

Mômen quán tính phần cánh trên I ct 917379,6 cm4

Mômen quán tính phần cánh dưới I tf 903064,3 cm4

Mômen quán tính phần dầm thép I NC 2418747 cm4

Mômen tĩnh mặt cắt đối với TTH I-I S NC 17875,15 cm3

MMQT của mặt cắt dầm đối với trục OY I y 101850 cm4

3.3 Xác định đặc trưng hình học mặt cắt giai đoạn II

3.3.1 Mặt cắt tính toán.

- Giai đoạn 2: Khi bản mặt cầu đã

đạt cừờng độ và tham gia làm việc tạo ra

hiệu ứng lien hợp giữadầm thép và bản BTCT

- Mặt cắt tính toán là mặt cắt liên hợp

=> Đặc trưng hình học của mặt cắt giai

đoạn II là đặc trưng hình học của tiết diện

liên hợp

Hình 9: mặt cắt dầm giai đoạn II

3.3.2 Xác định bề rộng tính toán của bản bê tông.

- Trong tính toán không phải toàn bộ bản bê tông mặt cầu tham gia làm việc chung vói dầm thép theo phương dọc cầu bề rộng bản bê tông làm việc chung với dầm théo hay còn gọi là bề rộng có hiệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chiều dài tính toán của dầm, khoảng cách giữa các dầm chủ và bề dày bản bê tông mặt cầu các quy trình khác nhau có những qui định khác nhau về bề rộng có hiệu này nhưng tựu chung lại đây là phần bề rộng chịu chính cùng dầm chủ, ngoài bề rộng này bản bê tông chủ yếu làm việc theo phương ngang cầu, nội lực khi làm việc theo phương dọc cầu là nhỏ

I I

Trang 11

- Khi tính bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu, chiều dài nhịp hữu hioệu có thể lấy bằng nhịp thực tế đối với các nhịp giản đơn và bằng khoảng cách giữa các điểm thay đổi mômen uốn (điểm uốn của biếu đồ mômen) của tải trọng thường xuyên đối với các nhịp liên tục, thích hopự cả mômen âm và mômen dương.

- Theo 22TCN 272 – 05 bề rộng bản cánh (bản bê tông) lấy như sau:

- Xác định b1: lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:

1

; 2

1 max

1

; 2

1 max

=> Bề rộng tính toán của bản cánh dầm biên: b s b1b2  110  110= 220 cm

=> Bề rộng tính toán của bản cánh dầm trong: b s  2b2  2  110 = 220 cm

Trong đó :

+ L tt : Chiều dày tính toán nhịp

+ t s : Chiều dày bản bê tông mặt cầu

+ b s : Bề rộng tính toán của bản bê tông

Hcb

S de

b2 b1 bs

Trang 12

+ S : Khoảng cách giữa các dầm chủ

+ b : Bề rộng bản cánh trên của dầm thép c

+ t ; Chiều dày bản bụng của dầm thépw

+ d : Chiều dài phần cánh hẫng.e

3.3.3.Xác định hệ số quy đổi từ bêtông sang thép:

-Vì tiết diện liên hợp có hai loại vật liệu là thép và bê tông nên khi tính đặc trưng hình học ta tính đổi về một loại vật liệu Ta tính đổi phần bê tông sang thép dựa vào hệ số n là tỷ sốgiữa môđun đàn hồi của thép và bê tông

+Trường hợp chịu lực ngắn hạn (không xét hiện tượng từ biến của bêtông): s

c

E n E

 +Trường hợp chịu lực dài hạn (có xét hiện tượng từ biến của bêtông):

' s

c

E n E

Trong đó:

+E : là môđun đàn hồi của thép s E = s 2,1.105MPa

+E : là môđun đàn hồi của bê tông phụ thuộc vào loại bêtông, c E = c 29440,1 Mpa

+Egdc : là môđun đàn hồi giả định của bêtông khi có xét đến hiện tượng tư biến, thường lấy gd 0,33

BẢNG:HỆ SỐ QUY ĐỔI TỪ BÊTÔNG SANG THÉP

24

 Khi tính toán phần bêtông bản mặt cầu được tính đổi sang thép bằng cách chia đặc trưng hình học của phần bêtông cho hệ số n (khi không xét từ biến) hoặc n'(khi có xét đến từ biến)

3.3.4Xác định ĐTHH của mặt cắt liên hợp ngắn hạn

- Mặt cắt lien hợp ngắn hạn được sử dụng để tính toán đối với các tải trọng ngắn han như hoạt tải, trong giai đoạn này ta không xét đến hiên tượng từ biến

Trang 13

- Cốt thép trong bản bê tông mặt cầu được bố trí thành hai lưới với các đạc trưng hình học cơ bản sau;

+ Diên tích cốt thép ở lưới trên: A

2

.4

+ Khoảng cách từ trong tâm cốt thép đến mép trên c ủa dầm thép:

+ n d A : Số thanh,đường kính và diện t ích cốt thép ở lươi trên rt, rt, rt

+ n d rb, rb,A :Số thanh,đường kính và diện tích cốt thép ở lưới dưới rb

+ a ,rt a : Khoảng cách từ tim lưới cốt thép trên và dưới đến mép bản bêt ông rb

+ ts: Chiều dày của bản bêtông

+ th: Chiều dày của vút dầm

+ Yr:Khoảng cách từ trong t âm của cốt thép trong bản đến mép trên dầm thép

(Trong tính toán có thể bỏ qua cốt thép của bản mặt cầu)

-Tính diên tích mặt cắt:

+Diện tích bản bêtông: A 2 .1

+ Ar: Diện tích cốt thép bố trí trong bản bêtông

+ ANC:Diện tích dầm thép

+ AST: Diện tích của mặtc ắt liên hợp ngắn hạn

- Mômen tĩnh của tiết diện liên hợp đối với TTHI-I của tiết diện thép



- Chiều cao phần sườn dầm chịu nén đàn hồi: Dc2H sb  t c Y1 Z1

- Xác định momen quán tính của tiết diện liên hợp:

+ Mô men quán tính của phân dầm thép :

Trang 14

III NC III NCA ZNC. 12

+ Mô men quán tính của phần bê tông :

2 3

3.3.5 Xác định ĐTHH của mặt cắt liên hợp dài hạn (Long-term section).

- Mặt cắt liên hợp dài hạn được sử dụng để tính toán đối với các tải trọng lâu dài như tĩnh tải giai đoạn II, co ngót khi đó ta xét đến ảnh hưởng của hiện tượng từ biến

Trong trường hợp có xét tới hiện tượng từ biến thì các đặc trưng hình học của mặt cắt được tính tương tự như khi không xét từ biến, chỉ thay hệ số n bằng n’

3.3.6 Kết quả ĐTHH của mặt cắt dầm chủ giai đoạn II.

- Đặc trưng hình học của mặt cắt dầm biên :

Bảng tính kết quả ĐTHH của mặt cắt dầm biên :

Trang 15

ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC

CỦA DẦM BIÊN

VỊKÍ HIỆU GIÁ TRỊ HIỆUKÍ GIÁ TRỊ

Bề rộng tính toán của bản bê tông bs 200 bs 200 cm

Diện tích toàn bộ bản bê tông As 4624 A's 192.67 cm2

Diện tích mặt cắt tĩnh đổi Ast 1208 A'st 822.67 cm2

Mô men tĩnh của Mc với truc I-I Six 62905.54 Si'x 20968.51 cm3

Khoảng cách từ TTH I-I đến II-II Z1 52.07 Z1' 25.49 cmMMQT của dầm thép với trục II-II III

NC 4127126.76 III'

NC 2828033.9 cm3

MMQT của bản bê tông với trục II-II Is 1748673.82 Is' 1222264.8 cm3

MMQT phần vút bản với trục II-II Ih 147278.47 Ih' 127353.88 cm3

MMQT mặt cắt liên hợp với trục II-II Ist 6023079.05 Ist' 4177652.5 cm3

MM tĩnh của bản với trục II-II Ss 32806.70 Ss' 16057.735 cm3

Đặc trưng hình học của mặt cắt dầm trong :

Bảng tính đặc trưng hình học của mặt cắt.

ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC KHÔNG XÉT TỪ BIẾN CÓ XÉT TỪ BIẾN ĐƠN

Trang 16

CỦA DẦM TRONG KÍ HIỆU GIÁ TRỊ KÍ HIỆU GIÁ TRỊ VỊ

Bề rộng tính toán của bản bê tông bs 200 bs 200 cm

Diện tích toàn bộ bản bê tông As 4624 A's 192.67 cm2

Diện tích mặt cắt tĩnh đổi Ast 1208 A'st 822.67 cm2

Mô men tĩnh của Mc với truc I-I Six 62905.54 Si'x 20968.51 cm3

Khoảng cách từ TTH I-I đến II-II Z1 52.07 Z1' 25.49 cmMMQT của dầm thép với trục II-II III

NC 4127126.76 III'

NC 2828033.9 cm3

MMQT của bản bê tông với trục II-II Is 1748673.82 Is' 1222264.8 cm3

MMQT phần vút bản với trục II-II Ih 147278.47 Ih' 127353.88 cm3

MMQT mặt cắt liên hợp với trục II-II Ist 6023079.05 Ist' 4177652.5 cm3

MM tĩnh của bản với trục II-II Ss 32806.70 Ss' 16057.735 cm3

3.4Xác định đạc trưng hình học mặt cắt giai đoạn chảy dẻo

3.4.1Mặt cắt chảy dẻo

- Giai đoạn 3: Khi ứng suất trên toàn mặt cắt đều đạt đến giới hạn chảy

- Mặt cắt tính toán là mặt cắt liên hợp  đặc trưng hình hoc mặt cắt giai đoạn III là đặc trưng hình hoc của tiết diện liên hợp

III III

I I

Hình 13:Mặt cắt dầm giai đoạn chảy dẻo

3.4.2Xác định vị trí trục trung hòa dẻo(PNA)

- Mặt cắt dầm làm việc trong giai đoạn chảy dẻo khi tất cả các phần trên mặt cắt đều đã đạt đến giới hạn chảy

Trang 17

- Tính lực dẻo của các phần của mặt cắt dầm:

+ Lực dẻo tại bản cánh chịu kéo của dầm thép : Pt=Fyt.bt.tt

+ Lực dẻo tại bản cánh chịu nén của dầm thép; Pc=Fyc.bc t c

+ Lực dẻo tại sư ờn dầm th ép : pW F D t yw w w

+ Lực dẻo tại trọng t âm bản b ê t ông: P s 0.85 .f A c, s

+ Lực dẻo xuất hiện tại cốt thép bản phía trên : P rt F Ayrt rt

+ Lực dẻo xuất hiện tại cốt thép bản phía dưới: P rb F Ayrb rb

- Vị trí trục trung hòa dẻo(PNA) được xác định như sau ;

+ Nếu :P P t w P cP rbP sP rt  TTH đi qua sườn dầm

+ N ếu :P P t w P cP rb P sP rtv à P P t wP c P rbP sP rt

 TTH đi qua bản cánh trên

+ N ếu : P P t  wP cP rbP s P rt  TTH đi qua bản bê tông

- Trong trường hợp TTH đi qua trọng tâm bản bê tông về nguyên tắc ta phải xét xem trục trung

hòa ở trên hay ở dưới so với cốt thép trên và cốt thép dưới để có được công thức tính toán chính xác.Trong tính toán ta thường bỏ qua phần cốt thép của bản bê tông mặt cầu do đó ta chỉ cần xác định TTH đi qua bản bê tông là được

- Kết quả tính toán lực dẻo tại các phần của mặt cắt:

C ÁC Đ ẠI L Ư ỢNG K Í HI ỆU D ẦM

BI ÊN TRONGD ẦM Đ ƠNVỊDiện tích bản cánh dưới dầm thép At 210 210 cm2

Diện tích bản cánh trên dầm thép Ac 120 120 cm2

Diện tích tính toán bản bê tông As 4624 4624 cm2

Lực dẻo tại bản cánh phía dưới dầm thép Pt 7245 7245 KNLực dẻo tại bản cánh trên dầm thép Pc 4140 4140 KN

Lực dẻo tại trọng tâm bản bản bê tông Ps 11791.2 11791.2 KNDiện tích cốt thép dọc trong bản phía tr ên Art 0 0 cm2

Diện tích cốt thép dọc trong bản phía dưới Arb 0 0 cm2

Lực dẻo tại cốt thép phía tr ên TTH Prt 0 0 KNLực dẻo tại cốt thép phía dưới TTH Prb 0 0 KN

- Đối với dầm biên ta có:

+ P t P w  7245  10350 = 17595 Mpa

+ P c P rb P s P rt = 4140+11971,2+0+0 = 15931 Mpa

- Đối với dầm trong ta có:

Trang 18

+ P t P w  7245  10350= 17595 Mpa

+ P c P rb P s P rt = 4140+11971,2+0+0 = 15931 Mpa

Vậy ta có P P t  w P cP rbP sP rt

 Kết luận :TTH dẻo (PNA) đi qua sườn dầm

3.4.4Xác định chiều cao phần sườn dầm chiụ nén

- Theo kết quả tính toán ở trên thì cả dầm biên và dầm trong khi đạt đến trạng thái chảy

ở toàn bộ mặt cắt thì trục trung hòa dẻo(PNA) đều đi qua sườn dầm.Như vậy ta có:

+ Sơ đồ tính:

Mp Ar.Fyr 0,85.As.f'c Ac.Fyc Dcp.tw.Fyw

(Dw -Dcp).tw.Fyw

At.Fyt fy

fy f'c

III III bs

I I

Hình 14:Sơ đồ xác định vị trí trục trung hòa dẻo

+ Viết phương trình cân bằng lực dọc theo ngang ta có công thức xác định chiềucao vùng nén của sườn dầm:

, yr w

+ D :chiều cao sườn dầm thépw

+ ,A A :Diện tích cánh chịu kéo và cánh chịu nén t c

+ A: Diện tích sườn dầm

+ Ar: Diện tích coost thép trong bản bêtông

+ Fyt,Fyc :Cường độ chảy nhỏ nhất quy định của thép làm cánh chịu kéo và cánh chịu nén của dầm thép (MPa)

+ Fyr : Cường độ chảy nhỏ nhất quy định của cốt thép dọc (MPa)

+ Fyw : Cường độ chảy nhỏ nhất quy định của sườn dầm (MPa)

+ '

c

f : Cường độ nén quy định của bêtông tuổi 28 ngày (MPa)

+ As : Diện tích bản bêtông (mm2)

Kết quả tính chiều cao phần sườn dầm chịu nén :

+ Đối với dầm biên : (thay số ta có)

Trang 19

r yr s c c

yc t yt w cp

A F

A F A f A

F A F D

r yr s c c

yc t yt w

A F A f A

F A F D

4.1 Cấu tạo các bộ phận liên kết trong KCN

4.1.1 Hệ liên kết ngang tại mặt cắt gối.

- Dầm ngang tại mặt cắt gối là chỗ đặt kích để nâng hạ các cụm dầm trong quá trình thicông và sửa chữa cầu khi cần thiết Do đó liên kết ngang tại gối phải cấu tạo chắc chắn hơn tại các mặt cắt khác, thong thường là dung các dầm I định hình có số hiệu từ I300÷I900

- Chọn dầm ngang tại gối là dầm định hình I700

- Cấu tạo dầm ngang tại mặt cắt gối:

A A

Dam ngang Dam ngang

Mat cat A-A

Hình 15: Hệ liên kết ngang tại mặt cắt gối.

- Tại mặt cắt gối ta sử dụng dầm ngang I700, tra bảng thép hình ta có các kích thước cấu tạo của dầm ngang như sau:

+ Chiều cao dầm ngang: Hdn = 70 cm

+ Bề rộng bản cánh: bc= 21 cm.

+ Chiều dày bản cánh : tc = 2,08cm

+ Chiều dày bản bụng : tw = 1,3cm.

+ Diện tích mặt cắt ngang : And = 176cm 2

+ Mômen quán tính của mặt cắt: Idn = 134600 cm 4

+ Trọng lượng dầm ngang trên 1m dài: gdn = 1,38kN/m

- Xác định trọng lượng dầm ngang tác dụng lên dầm chủ:

+ Số mặt cắt có bố trí dầm ngang : n=2 mặt cắt (chỉ bố trí dầm ngang tại mặt cắt tại gối)

+ Số dầm ngang trên mỗi mặt cắt: n=5 dầm

 Tổng số dầm ngang trên toàn cầu là : n = 5x2 = 10 dầm

+ Chiều dài mỗi dầm ngang: Ldn = 1,96cm.

 Trọng lượng dầm ngang trên 1m dài 1 dầm chủ

Trang 20

96 , 1 10 38 , 1

n

4.1.2 Hệ kiên kết ngang tại mặt cắt trung gian.

- Tại các mặt cắt trung gian(trừ 2 mặt cắt gối) ta có thể cấu tạo dầm ngang bằng dầm định hình,tuy nhiên việc cấu tạo như vậy sẽ rất tốn kém Do đó tại các mặt cắt trung gian thì hệ liên kết ngang thường được cấu tạo theo dạng hệ gồm có các thanh thép góc Thép góc dung trong kết cấu cầu phải có số hiệu tối thiểu là L ≥ L 100x100x10mm

- Chiều cao của hệ liên kết ngang: Hlkn = (0,6÷0,7)Hsb

- Cấu tạo hệ liên kết ngang trung gian:

Mat cat I-I

O

Y

x

Hình 16: Hệ liên kết ngang tại các mặt cắt trung gian.

+ Khoảng cách giữa các hệ liên kết ngang: an = 2,74 m

+ Số hệ liên kết ngang theo phương dọc cầu là 11 hệ và số hệ liên kết ngang theo phương ngang cầu là 5 hệ => tổng số hệ liên kết ngang trên toàn cầu là 11x5 = 55 hệ liên kết ngang trung gian

- Tại mỗi hệ liên kết ngang được cấu tạo có chiều cao H = 100 cm, gồm 6 thanh thép góc L100x100x10, 2 thanh ở phía trên quay lưng vào nhau, 2 thanh ở phía dưới quay lưng vào nhau và 2 thanh thép góc xiên liên kết trực tiếp với sườn tăng cường của bản bụng

- Trọng lượng của hệ liên kết ngang trên một dầm chủ được tính bằng cách tính tổng trọng lượng của tất cả các thanh của hệ liên kết ngang và chia đều cho mỗi dầm chủ x chiều dài dầm chủ

)/(kN m L

n

q q

dc

LKN n





Trong đó:

+ qn : Trọng lượng của hệ liên kết ngang trên 1m dài 1 dầm chủ

+ q LKN : Tổng trọng lượng của các thanh trong hệ liên kết ngang

+ ndc: Số dầm chủ trên mặt cắt ngang

+ L : Chiều dài kết cấu nhịp

Trang 21

- Đặc điểm cấu tạo và trọng lượng của hệ liên kết ngang trung gian.

TÊN GỌI CÁC ĐẠI LƯỢNG KÍ HIỆU GIÁ TRỊ ĐƠN VỊ

Tổng số hệ LKN trên toàn cầu nlkn 45 hệ

Thép góc cấu tạo thanh ngang

Số hiệu thép làm thanh ngang L100x100x10

Trọng lượng thanh trên 1m dài gd 0.15 kN/m

Mômen quán tính của 1 thanh LKN Ilkn 179 cm4

Thép góc cấu tạo thanh xiên

Số hiệu thép làm thanh xiên L100x100x10

Trọng lượng thanh trên 1m dài gd 0.15 kN/m

Mômen quán tính của 1 thanh LKN Jlkn 179 cm4

Trọng lượng LKN trên 1m dài dầm chủ qn 0.50 kN/m

4.1.3 Hệ sườn tăng cường dầm chủ.

- Cấu tạo :

Trang 22

Hình 17 : Bố trí sườn tăng cường dầm chủ

- Chiều dày sườn tăng cường : t6 mm và cụ thể như sau:

+ ts  10 mm đối với liên kết đinh tán

+ ts  12 mm đối với liên kết hàn

 Ở đây ta chọn sườn tăng cường có chiều dày la ts =16 mm

- Tại mặt cắt gối sườn tâng cường thường được cấu tạo có chiều dày lớn hơn hoặc tạodạng sườn kép để nhận phản lực tại gối Ở đây ta cấu tạo sườn tăng cường tại gối theo dạng sườn kép với khoảng cách giữa 2 sườn là 100 mm

- Các sườn tăng cường không được liên kết hàn trực tiếp với bản cánh Do đó tại các mặt cắt trừ mặt cắt cóM = 0 thì sườn tăng cường phải được hàn với một bản đệm và bản đệmnày có thể trượt tự do tên bản cánh chịu kéo của dầm

ban dem

Hình 18 : Liên kết sườn tăng cường với cánh dưới dầm thép

- Kích thước các bản đệm :

+ Kích thước hai chiều : a,b = 30 – 40 mm

+ Chiều dà bản : t = 12 – 20 mm

=>Theo cấu tạo ta chọn kích thước bản đệm là : 180x200x16mm

- Sườn tăng cường nên bố trí đối xứng về hai bên sườn dầm

Trang 23

- Kích thước của sườn tăng cường thường được chọn trước sau đó tính toán theo điều kiện ổn định cục bộ của bản bụng để xác định khoảng cách bố trì giữa các sườn tăng cường Hoặc cũng có thể bố trí khoảng cách giữa các sườn theo cấu tạo của hệ liên kết dọc và ngangcầu sau đó kiểm toán điều kiện ổn định cục bộ của bản bụng.

- Cấu tạo và trọng lượng của hệ sườn tăng cường

Các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị

Trọng lượng thanh sườn tăng cường gs 0.36 kN

Khoảng cách giữa các sườn tăng cường Do 1.37 M

Trọng lượng hệ STC trên 1m dài 1 dầm chủ qs 0.53 kN/m

- Trọng lượng của sườn tăng cường trên một dầm chủ được tính bằng cách tính tổng trọng lượng của tất cả các sườn tăng cường trên một dầm chủ và chia cho chiều dài dầm chủ 2 21,350,36

+ qs : Trọng lượng của sườn trên 1m dài dầm chủ

+ gs : Trọng lượng của thanh sườn tăng cường

+ do : Khoảng cách giữa các sườn tăng cường

4.1.4 Hệ liên kết dọc cầu.

- Vị trí của hệ liên kết dọc cầu :

+ Đối với kết cấu nhịp cầu dầm thép ta cấu tạo hai hệ liên kết dọc trên và dọc dưới nằm trên mặt phẳng song song với bản cánh trên và bản cánh dưới của dầm thép

+ Đối với kết cấu nhịp cầu dầm lien hợp thép – BTCT thì bản bê tông mặt cầu đóng vai trò như một hệ liên kết dọc trên do đó trong cầu liên hợp thép – BTCT ta chỉ cần cấu tạo hệ liên kết dọc dưới

- Cấu tạo chung :

Hình 19: Cấu tạo hệ liên kết dọc cầu

+ Hệ liên kết dọc được cấu tạo từ thép góc có số hiệu L100x100x10

+Toàn cầu có 9 khoảng hệ giữa các hệ liên kết ngang, trên mỗi khoang chỉ cấu tạo một thanh xiên có chiều dài 3,39 m ( cấu tạo chi tiết xem bản vẽ hệ liên kết dọc cầu)

Trang 24

+ Các thanh xiên của hệ liên kết dọc được liên kết với sườn dầm chủ thông qua

các bản nút được hàn trưc tiếp với dầm chủ

- Trọng lượng của hệ liên kết dọc trên một dầm chủ được tính bằng cách tính tổng trọng lượng của tất cả các thanh của hệ liên kết dọc và chia đều cho các dầm chủ x chiều dài dầm chủ

L n

q q

dc

LKN n





Trong đó :

+ qn : Trọng lượng của hệ liên kết dọc trên 1m chiều dài dầm chủ

+ q LKN : Tổng trọng lượng của các thanh trong hệ liên kết dọc

+ ndc : Số dầm chủ trên mặt các ngang

+ L : chiều dài kết cấu nhịp

- Cấu tạo và trọng lượng của hệ liên kết dọc cầu.

Số hiệu thép làm thanh xiên L100x100x10Bề rộng cánh thép góc bg 10 cmChiều dày cánh thép góc tg 1 cmTrọng lượng thanh trên 1m dài gd 0.15 kN/mChiều dài 1 thanh liên kết dọc Ld 3.39 mSố thanh liên két dọc trên 1 khoang nt 3 thanhSố khoang của hệ liên kết dọc nk 9 khoangSố thanh liên kết dọc trên toàn cầu nd 27 thanhTrọng lượng LKD trên 1m dài 1 dầm chủ qd 0.084 kN/m

4.2 Xác định tĩnh tải giai đoạn I

- Tĩnh tải giai đoạn 1 bao gồm :

+ Trọng lượng bản thân của dầm chủ

+ Trọng lượng hệ liên kết ngang cầu

+ Trọng lượng hệ liên kết dọc cầu

+ Trọng lượng mối nối

+ Trọng lượng bản bê tông mặt cầu và những phần bê tông được đổ cùng với bản như : chân lan can, gờ chắn bánh Trong trường hợp chân lan can lắp ghép thì trọng lượng của nó được tính vào tĩnh tải giai đoạn II

=> Trọng lượng của các bộ phận trên được tính theo tải trọng dải đều trên 1m dài dầm chủ, do đó ta có thể gọi là tĩnh tải giai đoạn I dải đều

- Tĩnh tải giai đoạn I được xác định theo công thức :

+ Tĩnh tải tiêu chuẩn : DCtc = qdc + qdn + qn + qs + qd + qb + qgc + qmn

+ Tĩnh tải tính toán : DCtt = γ1.DCtc

Trong đó :

+ DCtc : Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn I

+ DCtt : Tĩnh tải tính toán giai đoạn II

+ γ 1 : Hệ số vượt tải đối với tĩnh tải giai đoạn I, 1 = 1,25

- Bảng tổng hợp tĩnh tải giai đoạn I

Trang 25

Trọng lượng dầm ngang tại gới qdn 0.16 KN/m

Trọng lượng hệ liên kết ngang khác gới qn 0.50 KN/m

Trọng lượng bản bê tơng cớt thép qb 11.56 KN/m

Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn I DCtc 17.87 KN/m

Tĩnh tati tính toán giai đoạn I DCtt 22.34 KN/m

4.3 Xác định tĩnh tải giai đoạn II

- Cấu tạo kết cấu mặt cầu :

- Tĩnh tải giai đoạn II :

+ Trọng lượng lớp phủ lề người đi bợ

+ Trọng lượng lớp phủ mặt cầu phần xe chạy

+ Trọng lượng phần chân lan can, lan can và gờ chắn bánh nếu các bợ phạn này được thi cơng theo phương pháp lắp ghép ngay trước khi thi cơng lớp phủ mặt cầu

- Khi tính toán tĩnh tải giai đoạn II chúng ta phải vẽ ĐAH áp lực lên từng dầm chủ, sau đó xếp tĩnh tải trọng giai đoạn II lên ĐAH để xác định tải trọng phân bớ cho từng dầm Tuy nhiên để đơn giản trong tính toán ta coi như trọng lượng lớp phủ lề đi bợ và trọng lượng lớp phủ mặt cầu phân bớ đều cho các dầm chủ Việc giả thiết tính toán này cũng khơng gây sai sớ nhiều lắm so với việc tính toán chính xác nên có thể chấp nhận được

Lớp mui luyện h = 2cm Lớp phòng nước h = 1cm Lớp bêtông bảo vệ h = 4cm Lớp bêtông AtFan h = 5cm

Hình 20 : Kết cấu mặt cầu

Trang 26

- Bảng tính tĩnh tãi giai đoạn II.

- Cấu tạo lề người đi bộ

+ Chiều dày trung bình lề người đi bộ hle 5 cm

+ TL người đi bộ /1m dài dầm chủ qle 0.575 KN/m

- Cấu tạo lớp phủ mặt cầu

+ Chiều dày lớp bê tông mui luyện hml 2 cm + Tổng chiều dày lớp phủ mặt cầu hmc 12 cm

+ TL lớp phủ mặt cầu/1m dài dầm chủ qmc 3.68 KN/m

- Trọng lượng lan can

+ Trọng lượng phần chân lan can qclc 1.56 KN/m + Trọng lượng lan can + tay vịn qlc 0.1 KN/m

- Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn II DWtc 5.92 KN/m

- Tĩnh tải tính toán giai đoạn II DWtt 8.87 KN/m

- Trọng lượng lớp phủ lề đi bộ :

6

2300.05,0.5,1.2

2

- Tính tĩnh tải giai đoạn II :

+ Tĩnh tải tiêu chuẩn :

DWtc = qle + qmc + qclc + qlc = 0,575 + 3,68 + 1,56 + 0,10 = 5,915 kN/m

+ Tĩnh tải tính toán :

DWtt = t2.DWtc = 1,5 x 5,915 = 8,87 kN/m

Trang 27

5 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG

5.1 Tính hệ sớ PBN theo phương pháp địn bẩy.

5.1.1 Tính hệ sớ phân bớ ngang đới với dầm biên.

- Điều kiện tính toán :

+ Tính hệ sớ phân bớ ngang do tải trọng Người

+ Tính hệ sớ phân bớ ngang cho dầm biên do tải trọng HL93 trong trường hợp xếp tải trên mợt làn

-Vẽ tung đợ ĐAH áp lực gới R1

Người đi bộ

de = 100 5x200

de = 100

Xe

Hình 21 : Tính hệ sớ phân bớ ngang cho dầm biên

- Xếp tải trọng bất lợi lên ĐAH phản lực gới

- Tính hệ sớ phân ngang đới với xe tải và xe 2 trục thiết kế :

+ Cơng thức tính : g = Y i

2 1

+ Hệ sớ phân bớ ngang của xe tải và xe 2 trục thiết kế đới với dầm biên khi xếp

- Tính hệ sớ phân bớ ngang đới với tải trọng Người dải đều :

+ Cơng thức tính : g = y y b le

2

)( 1 2

Trong đó :

+ ble : Là bề rợng của lề đi bợ

+ y1 : Là tung đợ ĐAH tại vị trí mép ngoài của tải trọng Người

+ y2 ; Là tung đợ ĐAH tại vị trí mép trong của tải trọng Người

+ Hệ sớ phân bớ ngang của tải trọng Người đới với dầm biên :

Trang 28

- Kết quả tính hệ số phân bố ngang cho dầm biên:

Xếp tải trọng Tung độ đường ảnh hưởng Hệ số(g)

5.1.2 tính hệ số phân bố ngang đối với dầm trong:

6

2 2



n

Với n:là số dầm chủ,n=6 dầm

- Đối với hoạt tải HL_93 thì ta không tính hệ số phân bố ngang cho dầm trong theo phương pháp đòn bẩy mà sử dụng các công thức tính toán đã được thiết lập

5.2 Tính hệ số PBN đối với tải trọng HL_93

5.2.1 Điều kiện tính toán

- Phương pháp tính hế số phân bố ngang trong 22TCN 272_05 chỉ áp dụng cho các cầu thỏa mản điều kiện sau:

+ Bề rộng cầu không thay đổi trên suốt chiều dài nhịp

+ Số dầm chủ 4,trừ khi có qui định khác

+ Các dầm chủ song song với nhau và có độ cúng xấp xỉ nhau

+ phần hẩng curaxe chạy 910mm trừ khi có quy định khác

+ Mặt cắt ngang cầu phù hợp với qui định

5.2.1 Tính tham số độ cứng dọc :

- Công thức tính

+ EB:Môđun đàn hồi của vật liệu chế tạo dầm(MPa)

+ ES:Môđun đàn hồi của vật liệu chế tạo bản(MPa)

+ I: moomen quán tính của mặt cắt dầm chủ(mm4)

+ A: diện tích mawtf cắt dầm chủ hay dầm dọc phụ(mm2)

+ e g: khoảng cách từ trọng tâm dầm đến trọng tâm bản (mm)

Các trị số I và A phải được lấy theo mặt cặt dầm liên hợp

- Bảng kết quả tính tham số độ cứng dọc :

Trang 29

TÊN GỌI CÁC ĐẠI LƯỢNG KÍ HIỆU GIÁ TRỊ ĐƠN VỊ

Mô đun đàn hồi của vậy liệu chế tạo dầm Eb 200000 Mpa

Mô đun đàn hồi của vậy liệu chế tạo dầm Es 29440.09 Mpa

Tỉ số mô đun đàn hồi dẩm và môđun đàn

hồi bản

MMQT của mặt cắt ngang dầm thép lt 2418747 cm4

Diện tích mặt cắt ngang dầm thép At 630 cm2

KC từ trọng tâm dầm thép đến trọng tâm

5.2.3 Tính hệ số phân bố ngang mômen:

- Điều kiện áp dụng công thức :

+ 1100 < S < 4900mm

+ 110 < ts < 300mm

+ 6000 < L< 7300mm

-Hệ số phân bố ngang moomen cho dầm giữa:

+ Trường hợp có 1 làn xe tải:

1 0 3

3 0 4 0

4300 06

, 0

S S

g

=>

1 0 3

4 3

0 4

0

200 27400

10 66286544 27400

2000 4300

2000 06

2 0 6 02900075

S S

g

=>

1 0 4 2

0 6

0

27400

10 66286544 27400

2000 2900

2000 075

- Hệ số phân bố ngang mômen cho đầm biên:

+Trường hợp 1 làn xếp tải: Tính theo nguyên tắc đòn bẩy:

Ta có :g  0 5

+ Trường hợp số làn xếp tải  2 làn:

g=e.gdầmgiữa với e=0.77+ 1.127

2800

100077

.0

e

d

 g= 1,127x0,605 = 0,681

5.2.4 Tính hệ số phân bố ngang lực cắt:

- Điều kiện tính toán:

+ 1100 < S < 4900 mm

+110 < ts < 300 mm

+ 6000 < L< 7300 mm

-Hệ số phân bố ngang lực cắt cho dầm giữa:

+ Trường hợp có 1 làn xếp tải:

g=0.36+

7600

2000 36

0

Trang 30

- Hệ số phân bố ngang lực cắt cho dầm biên :

+Trường hợp có 1 làn xếp tải: Tính theo nguyên tắc đòn bẩy

Ta có : g = 0,500 +Trường hợp số làn xếp tải  2 làn:

g=e.gdầmgiữa với e=0.6+

3000

10006

.0

5.3 Tổng hợp hệ số PBN tại các mặt cắt.

5.3.1.Hệ số phân bố ngang tại các dầm biên.

STT Số Làn Hệ số PBN Kí

hiệu T ẢI TR ỌNG

5.3.2.Hệ số phân bố ngang đối với dầm giữa.(dầm trong)

STT Số Làn Hệ số PBN Kí hiệu T ẢI TR ỌNG

gxetai g2truc gl àn gng

5.3.3 Xác định hệ số phân bố ngang tính toán.

- So sánh hệ số phân bố ngang giữa dầm biên và dầm trong thì hệ số PBN đối với dầm biên là lớn hơn tức là dầm biên chịu lực bất lợi hơn dầm giữa nên ta tính toán thiết kế cho dầm biên

- So sánh hai trường hợp là xếp tải trên 1 làn và xếp tải trên cả 2 làn ta thấy trường hợp xếp tải trên cả 2 làn bất lợi hơn nên ta tính toán xếp tải trên cả 2 làn

- Kết hợp 2 điều kiện trên thì ta sử dụng hệ số PBN tại các mặt cắt cho trường hợp: dầmthiết kế là dầm biên và số làn xếp tải là 2 làn

STT Số Làn Hệ số PBN Kí hiệu T ẢI TR ỌNG

Trang 31

gxetai g2truc gl àn gng

6.1 Các mặt cắt tính toán nội lực

- Về nguyên tắt khi tính toán nội lực ta thường chia dầm chủ ra thành nhiều mặt cắt , khoảng cách giữa các mặt cắt khoảng từ 1 - 2m Tuy nhiên thực tế chỉ cần xác định nội lực tạicác mặt cắt quan trọng phục cho việc tính duyệt dầm chủ:

+ Mặt cắt có mô men lớn nhất: mặt cắt giữa nhịp: L/2

+ Mặt cắt có lực cắt lớn nhất: mặt cắt gối

+ Mặt cắt có mô men và lực cắt cùng lớn: L/4 ; L/8

+ Mặt cắt có bố trí mối nối dầm

II

IV III

X1

X2 X3

X4

Hình 2-2 : Các mặt cắt tính toán nội lực

Bảng toạ độ các mặt cắt tính toán nội lực

STT Tên mặt cắt K í hiệu X Đ ơn v ị

3 Mặt cắt L/4 II-II 6.85 m

4 Mặt cắt mối nối III-III 9.03 m

5 Mặt cắt L/2 IV-IV 13.7 m

6.2 Vẽ đường ảnh hưởng nội lực.

6.2.1.Vẽ đường ảnh hưởng mô men:

Trang 32

3,425 m

27,4 m

23,975 m

13,7 m 13,7 m

18,37 m 9,03 m

Hình 24:ĐAH mômen tại mặt cắt L/8 (I-I)

Hình 25:ĐAH mômen tại mặt cắt L/4 (II-II)

Hình 26:ĐAH mômen tại mặt cắt mối nối (III-III)

Hình 27:ĐAH mômen tại mặt cắt (IV-IV)

6.2.2 Đường ảnh hưởng lực cắt

Hình 29:ĐAH lực cắt tại mặt cắt L/8 (I-I)

Hình 28:ĐAH mômen tại mặt cắt gối (0-0)

23,975m 3,425m

27,4 m

Trang 33

Hình 32:ĐAH lực cắt tại mặt cắt L/2 (IV-IV) Hình 31:ĐAH lực cắt mối nối dầm (III-III) Hình 30:ĐAH lực cắt tại mặt cắt L/4 (II-II)

13,7m 13,7m

18,37m 9,03m

20,55m 6,85m

6.2.3 Tính diện tích đường ảnh hưởng.

- Diện tích ĐAH mơmen tại mặt cắt cách tim gới 1 đoạn bằng x tính theo cơng thức:

ω =

2

)(L x

-Bảng kết quả tính diện tích ĐAH n ợi lực tại cắt mặt cắt:

BẢNG 1: DIỆN TÍCH ĐAH NỘI LỰC TẠI CÁC MẶT CẮT

Trang 34

6.3 Xác định nội lực tại các mặt cắt.

6.3.1 Tính nội lực do tĩnh tải

- Để tính nội lực do tĩnh tải thi ta tĩnh tải trực tiếp lên ĐAH va tính toán lục theo các côngthức:

M1tc =qtc ΩM ; M1 =qtt ΩM

V1tc =qtc ΩM ; V1 =qtt ΩM

Trong đó :

+ qtc ,qtt: Tĩnh tải tiêu chuẩn và tĩnh tải tính toán

+ M1tc , M1 : Mômen uốn tiêu chuẩn và tính toán do tĩnh tải

+ V1tc , V1: Lực cắt tiêu chuẩn và tính toán do tĩnh tải

+ ΩM ,ΩM: Tổng diện tích đường ảnh hưởng mômen uốn và lực cắt của mặt cắt cần xác định nội lực

- B ng t ng h p do tĩnh t i: ảng tổng hợp do tĩnh tải: ổng hợp do tĩnh tải: ợp do tĩnh tải: ảng tổng hợp do tĩnh tải:

Nội lực tiêu chuẩn(TTGH Sử dụng)

Nội lực tính toán(TTGH cường độ I)

Đơn vị

6.3.2 Tính nội lực do tải trọng làn và tải trọng ngươì.

- Để tính nội lực do tải trọng làn (lane) và tải trọng người (people) thì ta xếp tải trọng dải

đều bất lợi lên ĐAH và tính toán nội lực

- Công thức tính nội lực do tải trọng làn:

Mhtc =g1.q1 ΩM ; Mh’ =g1.q1 ΩM ; Mh =γh M1tc;

Vhtc =g1.q1 ΩV ; Vh’ =g1.q1 ΩV ;Vh =γh V1tc; -Công thức tính nội lực do tải trọng người:

Mngtc =gng.qng ΩM ; Mng’ =gng.qng ΩM ; Mngtt =γh Mngtc;

Vngtc =gng.qng ΩV ; Vng’ =gng.qng ΩV ; Vh =γh Vngtc;Trong đó:

+ q1 , gng: Tải trọng làn va tải trọng người dải đều

Trang 35

+ Mhtc , Mh, Mh’: Mơmen uớn tiêu chuẩn, tính toán và mơmen uớn khi tính mởi do hoạt tải

+ Vhtc, Vh, Vh’: Lực cắt tiêu chuẩn, tính toán và mơmen uớn khi tính mởi do hoạt tải + ΩM,ΩM: Tởng diện tích ĐAH mơmen uớn và lực cắt của mặt cắt cần xác định nợi lực

+ g1, gng: Hệ sớ phân bớ ngang của hoạt tải, tải trọng làn và tải trọng người

+ γh: Hệ tải trọng của hoạt tải

+ Tải trọng làn và tải trọng người khơng xét đến hệ sớ xung kích

Bảng tởng hợp nợi lực do tải trong làn (Lane) và tải trọng người :

Nợi

lực

Diện

tích

ĐAH Tải trọng Hệ sớPBN

Nợi lực tiêuchuẩn(TTGH Sử

dụng)

Nợi lục tínhtoán(TTGH Cường

đợ I) Đơn vị

w+ qlàn qNg glàn gNg g*qlàn*w+ g*qNg*w+ gh*qlan*w+ gh*qNg*w+

6.3.3Tính nội lực do xe tải thiêt kế (Truck)và xe 2 trục thiết kế (Tandem).

-Để tính nợi lực do xe tải và xe 2 trục thiết kế ta xếp tải trọng lên đường ảnh hưởng theo sơ đờbất lợi nhất và tính nợi lực.Ví dụ ta có thể xếp như sau :

xe 2 trục thiết kế

xe tải thiết kế

ĐAH M

ĐAH V

xe tải thiết kế

xe 2 trục thiết kế

Trang 36

-Cơng thức tính nợi lực do xe tải và xe 2 trục thiết kế

+ :Hệ sớ tải trọng của hoạt tải -Tính mơ men tại mặt cắt I-I(mặt cắt L/8)

+ Xếp tải lên ĐAH:

35kN 145kN 145kN

3,425 m 2, 23,975 m

Hình 34: Xếp tải lên ĐAH mômen tại mặt cắt L/8 (I-I)

+Bảng kết quả tính nợi lực

CÁC ĐẠI LƯỢNG Xe tải thiết kế Xe 2 trục thiết kế

NL do tải trọng trục 0.00 434.55 86.08 214.16 329.66 0.00

Trang 37

-Tính mô men tại mặt cắt II-II(mặt cắt L/4)

+Xếp tải lên ĐAH:

110kN 110kN

+Bảng tính kết quả nội lực :

CÁC ĐẠI LƯỢNG Xe tải thiết kế Xe 2 trục thiết kế

Do hoạt tải tính toán Mtt = 1735.66 kN.m 1537.13 kN.m

-Tính mô men tại mặt cắt III-III(mặt cắt mối nối dầm)

Trang 38

35kN 145kN 145kN

+B ng tính k t qu n i l c : ảng tổng hợp do tĩnh tải: ết quả nội lực : ảng tổng hợp do tĩnh tải: ội lực : ực :

-Tính mơ men tại mặt cắt IV-IV(mặt cắt L/2)

110kN 110kN

145kN 145kN 35kN

Hình 37:Xếp tải lên ĐAH mômen tại mặt cắt L/2(IV-IV)

+Bảng tính kết quả nợi lực:

Trang 39

- Tính lực cẳt tại mặt căt 0-0 (mặt cắt gới)

Hình 38:Xếp tải lên ĐAH mômen tại mặt cắt gối (0-0)

35kN 145kN 145kN

+Bảng kết quả tính nợi lực:

Do hoạt tải tính toán Vtt = 254.64 kN.m 188.13 kN.m

- Tính lực cẳt tại mặt căt I - I(mặt cắt L/8)

Trang 40

110kN 110kN

Do hoạt tải tính toán Vtt = 219.13 kN.m 164.09 kN.m

- Tính lực cẳt tại mặt căt II-II(mặt cắt L/4)

35kN 145kN 145kN

Hình 40:Xếp tải lên ĐAH lực cắt tại mặt cắt L/4 (II-II)

Định dạng
Số trang	99
Dung lượng	3,44 MB
File đính kèm	Bảng tính.rar (2 MB)