Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.Có file excel đính kèm.
Trang 1CÔNG TRÌNH: ĐƯỜNG NGUYỄN VĂN CÔNG - QUẬN GÒ VẤP
PHỤ LỤC: TÍNH TOÁN KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG
(Theo Quyết Định số: 3230/QĐ-BGTVT ngày 14 tháng 12 năm 2012)
1 QUY MÔ ĐƯỜNG:
Bề rộng nền đường: Bn ề n = 17 m Trong đó:
2 THÔNG SỐĐẦU VÀO
- Suất tăng trưởng trung bình năm của các xe: (gr ) gr = 2 %
- Dự báo đường có trục xe nặng nhất: (Pmax) Pmax = 150kN (M.8.2.7 + A.5)
- Trị số gradien nhiệt độ lớn nhất (Tg) Tg = 92oC/cm (miền Nam) (M.8.2.8)
Số lần trục xe quy đổi về trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế: (Ne)
3,375,983
Trong đó:
η: Hệ số phân bố vệt bánh xe theo chiều ngang tác dụng lên vị trí giữa cạnh dọc tấm, η tra theo bảng (A-2);
η: Tra theo bảng (A-2) = 0.34
- n : Tổng số trục đơn thông qua 3000 xe điều tra (loại xe có 2 trục, 6 bánh trở l ên)
- ADTT: Số xe nặng ngày đêm trung bình năm trên làn xe thiết kếở năm đầu tiên đưa vào khai thác (xe/ngày.làn)
- Kpi: Hệ số tính đổi các trục đơn Pi trong phổ trục xe nặng về trục xe tính mỏi tiêu chuẩn Ps
- pi: % số trục đơn có trọng lượng trục Pi trong phổ trục xe nặng điều tra
+ Hệ số phân phối lượng giao thông cho làn xe thiết kế = 0.75 (Bảng A-1)
gr: Suất tăng trưởng bình quân năm của các xe nặng trong thời hạn phục vụ biểu thị thiết kế dưới dạng thập phân
3 DỰ KIẾN KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG
(1) - Dự kiến kích thước tấm BTXM mặt đường B x L = 3,5m x4,5m
=
− +
=
r
t r l
S e
g
g N
∑
=
=
=
n
i
i pi s
P K n
ADTT N
1
3000 (
*
Trang 2- Bê tông dùng cốt liệu Granit có αc= 10(10-6/oC) (Bảng: 10) (2) + Lớp móng trên, CPĐD loại 1 (D max =31,5 mm) gia cố xi măng 5% hb1 = 0.15 m
+ Mô đun đàn hồi của lớp móng trên gia cố XM Eb1 = 600 MPa
(3) + Lớp móng dưới CPĐD loại 1; (Dmax=37,5 mm) dày : h1 = 0.18m
(4) + Lớp móng dưới CPĐD loại 1; (Dmax=37,5 mm) dày : h2 = 0.18m
- Lềđường bằng: Đất
4 KIỂM TOÁN KẾT CẤU DỰ KIẾN
4.1 Tính mô đun đàn hồi chung Et của nền đất và móng dưới bằng vật liệu hạt:
+ Mô đun đàn hồi tương đương của các lớp vật liệu hạt E x :
285
+ Tổng chiều dày các lớp vật liệu hạt h x :
+ Hệ số hồi quy liên quan đến tổng chiều dày các lớp vật liệu hạt α:
+ Mô đuyn đàn hồi chung các lớp vật liệu hạt từđáy lớp móng gia cố trở xuống E t
128.51
Et: Mô đun đàn hồi tương đương của các lớp móng và nền đất kể từđáy lớp móng gia cố trở xuống;
Ex: Mô đun đàn hồi tương đương của các lớp vật liệu hạt được tính theo (CT 8-8);
Eo: Mô đun đàn hồi chung đặc trưng cho cả phạm vi khu vực tác dụng của nền đất;
α: Hệ số hồi quy liên quan =f(tổng chiều dày các lớp vật liệu) xác đinh theo (CT 8-9).
4.2 Tính độ cứng tương đối chung của cả lớp kết cấu r g :
+ Độ cứng uốn cong tiết diện của lớp móng vật liệu hạt D c : (M 8.3.2)
41.3
Trong đó: D c : Độ cứng uốn cong tiết diện của lớp móng vật liệu hạt (MN.m);
E c : Mô đun đàn hồi của BT tầng mặt (MPa);
h c : Chiều dày tầng mặt BTXM (m);
µc : hệ số Poisson của tầng mặt BTXM có thể lấy:
+ Độ cứng uốn cong tiết diện của lớp móng gia cố D b :
0.173
Trong đó:
= +
+
=
=
∑
∑
=
=
) (
)
*
* ( )
* (
2 2 2 1
2 2 2 1 2 1
1 2 1 2
h h
E h E h
h
E h
n
i i
n
i
i i
x
= n
i i
=
0
* )
E
E
t
α
=
−
) 1 (
* 12
*
3
c
c c c
h E D
µ
=
−
) 1 (
* 12
*
3
b
d b b
h E D
µ
Trang 3D b :Độ cứng chịu uốn của tiết diện lớp móng trên có gia cố chất liên kết, MN.m;
h b ; E b ; µb : Chiều dày (m); Mô đun đàn hồi (MPa) và hệ số Poisson của tầng móng gia cố;
+ Bán kính độ cứng tương đối chung của cả lớp kết cấu: ( M.8.4.1)
0.830
4.3 Tính ứng suất do tải trọng xe gây ra:
+ Tính ứng suất kéo uốn do T.T xe gây ra ( σps ) với trục xe TC: P s =
1.553
+ Tính ứng suất kéo uốn do TT xe gây ra σpmax Với trục xe nặng: Pmax = (M 8.4.3)
2.273
+ Ứng suất kéo uốn gây mỏi do tải trọng xe chạy tại vị trí giữa cạnh dọc tấm σpr
Hệ số mỏi Kf ( theo CT 8-11) Kf = Neλ = 2.36 Trong đó, λ = 0.06 (M.8.3.3)
1.807
trong đó: L là khoảng cách giữa 2 khe ngang, L=4,5 m (chiều dài tấm)
+ Hệ sốứng suất uốn vồng do gradien nhiệt độ gây ra trong tấm BTXM
0.757
0.0693
0.0499
27,678.57
150 kN
100 kN
=
+
= 1 , 21 * ( )3
t
b c g
E
D D r
= +
c b
s c g
ps
D D
P h r
1
*
*
* 10
* 45 ,
σ
=
=
g
r
L t
3
= +
+
+
−
=
Cht Sht t t
t Cht t Sht
sin cos
sin cos
* 1
1 1
ζ
=
=
= r* c * pmax
pr K K
=
−
−
−
=
g c n
c g n
r D r k
r D r k
3 4
3 4
* )
* (
* )
* (
β
β
ζ
=
+
=
4 / 1
* ) (
)
* (
n b c
b c
k D D
D D
=
+
=
− 1
* 5 , 0
b b
c
c n
E
h E
h k
= +
c b
c g
p
D D
P h r
1
*
*
* 10
* 45 ,
max 2
65 , 0 3 max
σ
Trang 4Trong đó: + Sh là hàm sin hipecbolic 2.965
e = Hằng số Euler (hay Neper- hằng số toán học ) = 2.718
Hay, tính các tham số Sh(t), Ch(t), sin(t), cos(t) như sau:
ζ : Hệ số liên quan đến kết cấu tấm hai lớp;
rβ: Hệ số xét đến trạng thái tiếp xúc giữa các lớp, (m);
kn: Độ cứng tiếp xúc theo chiều dọc giữa tầng mặt và tầng móng, (MPa/m);
(Khi có bố trí lớp bê tông nhựa cách ly thì không tính k n mà chọn k n = 3000MPa/m)
+ Ứng suất nhiệt độ tổng hợp
0.406
+ Ứng suất kéo uốn σtmax do gradien nhiệt độ gây ra trong tấm tại giữa cạnh dọc tấm
1.446
+ Tính hệ số ứng suất kéo uốn gây mỏi nhiệt k t
0.363
0.365 MPa trong đó: at,bt,ct là các hệ số hồi quy được xác định theo 8.3.7_QĐ 3320/QĐ-BGTVT như sau:
lấy Kt lớn đưa vào tính tiếp theo
+ Ứng suất kéo uốn do gradien nhiệt gây mỏi giữa cạnh dọc tấm σtr
0.527
+ Ứng suất kéo uốn σbpr tại lớp móng trên gia cố
0.043 MPa
0.017 MPa
+ Với quy mô đường Cấp III, chọn độ tin cậy γr = 1.08
ta có:
+ Theo điều kiện (8-1)
+ Theo điều kiện (8-2)
=
−
−
L L
hc
B
=
=
2
*
*
*
*
max
g c c c L t
T E h B
α σ
=
−
max
t b r
t t t
r
f a
f
σ σ
=
σ
t
r tr pr
r* ( σ + ) σ < f
γ
r t
p
r* ( σ max+ σ max) < f
γ
=
−
=
2
e e Sht
= +
2
t t
e e Cht
=
Trang 5+ Theo điều kiện (8-3)
5 KẾT LUẬN
- Kết cấu mặt đường bê tông (BTXM) dự kiến bao gồm các lớp sau:
+ Lớp mặt đường bê tông xi măng có fr =5Mpa, dày = 0.25 m
+ Lớp giấy dầu tạo phẳng và giảm ma sát = 0.002 m
+ Lớp móng trên, CPĐD loại 1 (Dmax =31,5 mm) gia cố xi măng 5% = 0.15 m
+ Lớp móng dưới CPĐD loại 1; (Dmax=37,5 mm) dày : = 0.36 m
1.50 MPa
5.00 MPa
5.00 MPa
= + )
(
r t
p
r* ( σ max+ σ max) < f
γ
=
(
=
< br bpr
br bpr
γ *
Trang 6Pi
kpi
(Pi /Ps
pi
(ki
.Pi
l S
∑ =
Trang 7C B ẢNN
G T RA ,, TH AM CH I
ẾU T HE
O Q
Đ 3320/
Q Đ-B GT VT
B ảng 1:
PH ÂN C
ẤP Q
UY MÔ GIA
O T HÔ NG
TT
1 Nh
ẹ
<
3*10
4
l
ần
2 Trung bình
3*10 4 -:-1*10
6
l
ần
3 N
ặng
1*10 6 -:-20*10
6
l
ần
(B
ảng
1)
4 R
ất n ặng
20*10 6 -:-1*10
10
l
ần
5 C
ực n ặng
>
1*10 10
l
ần
B ảng 2: CH
I
ỀU D ÀY T ẤM BT XM TH ÔN
G T H
ƯỜ
NG TU
Ỳ T HE
O C
ẤP H ẠNG
ĐƯ
ỜNG & Q UY MÔ GIA
O T HÔ NG ( T
ham
kh
ảo)
B ảng 3:
C
ấp q
uy m
ô giao
th ông S
ố tr
ục xe qu
y đổi v
ề 100k
N t
ác d ụng l ên v
ị tr
í gi
ữa c ạnh ụ th ục v h ạn p ời h h ốt t g su ron xe t làn n 1 m trê ấm ọc t d i
Trang 8B ảng 4:
B ảng 5: B ảng 6:
Trang 9B ảng 7:
B ảng 8:
B ảng 9:
Ch
ọn
Trang 1085
1.08
B ảng 10:
10
B ảng 11:
5.00
31000
Trang 11B ảng A -1:
0.5
0.75
B
ảng
A-2:
0.34
5.1 1
(M
.5.1.1)
Trang 126.2 3
Có t hanh t
ruy
ền l
ực
6.2 5
(M 6.2.5)
B
ảng
8 3 7 : C
ác h
ệ số
h
ồi q
uy a
t
; b
t
; c
t
B
ảng
8 2 8 : T R
ị số
G ra die
n n hi
ệt đ
ộ lớ
n n h
ất T
g
92
Trang 13ảng
8 2 3 : C
ườn
g
độ
kéo u
ốn
yêu c
ầu
5
8.2 6
- A.5
100
8.2 7 + A 5
150
8.3 2
Trang 14(8
6)
0.15
(8
7)
(8
8)
(8
9)
(8
10)
B
ảng
8 3 3 :
Trang 158.3 1
L
ề Đất
Kr = 1
Kc = 1.05
8.4 1
(8
20)
Trang 168.3 7
(8
19)