TÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤC

TÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤCTÍNH TOÁN MỐ CẦU LIÊN TỤC

THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG CHƯƠNG 9: TÍNH TỐN MỐ CẦU 9.1 GIỚI THIỆU CHUNG - Loại mố thiết kế: Mố đặc chữ U BTCT khong DƯL - Tên mố tính tốn: M0 - Quy trình thiết kế: TCN 272-05 - Hoạt tải thiết kế: Tổ hợp xe HL93 + Hoạt tải người 9.1.1.KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC MỐ - Số gối mố thiết kế: N = (gối) - Chiều cao gối thiết kế : hg = 270 (mm) - KC gối theo PNC: S = 4200 (mm) - KC từ gối đến mép tường mố : ag = 800 (mm) - Số xe thiết kế: n = (làn) Hình 8.1: Kích thước hình học mố SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ 178 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG Các kích thước bản: Bộ phận Ký hiệu Giá trị Bề dày tường đỉnh Bdm 500 Chiều cao tường đỉnh Hdm 2000 Chiều dài thân mố Ltm 13000 Bề rộng thân mố Btm 2100 Chiều cao thân mố Htm 3200 Bề dày cánh mố Tcm 500 Bề rộng cánh mố(1) Bc1 1300 Bề rộng cánh mố(2) Bc2 3100 Bề rộng toàn cánh mố Bcm 4400 Chiều cao cánh mố(1) Hc1 1400 Chiều cao cánh mố(2) Hc2 1800 Chiều cao cánh mố(3) Hc3 200 Chiều cao toàn cánh mố Hcm 5200 Bề rộng móng mố Bm 5000 Chiều cao móng mố Hm 2000 Chiều dài móng mố Lm 14000 Cao độ đỉnh bệ móng CĐĐB -1.85 Cao độ đáy bệ trụ CĐDB -3.85 Chiều cao đất đắp trước mố Hdf 1100 Chiều cao đất đắp nón mố Hnm 3350 (Chiều cao đất đắp tính từ đỉnh bệ mố) Mặt cắt cần kiểm toán Đơn vị mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm m m mm mm - Mặt cắt A-A: Tường cánh (phần thân) - Mặt cắt B-B: Tường cánh (phần đuôi) - Mặt cắt C-C: Đay tường đỉnh - Mặt cắt D-D: Tường thân - Mặt cắt F-F: Đáy bệ Hình 8.2: Mặt cắt tính tốn trụ cầu SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ 179 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG 9.1.2.VẬT LIỆU SỬ DỤNG - Cường độ chịu nén bêtông: - Khối lượng riêng bêtông: = 35 MPa 2500 KG / m3 - Mođun đàn hồi bêtông: = 0.043× 2500 - Cường độ chảy dẻo cốt thép:  Pa - Modun đàn hồi  9.1.3 CÁC THÔNG SỐ ĐẤT ĐẮP Trọng lượng riêng đất đắp: = , × √35=31799 MPa MPa 1800 (kG/ Góc ma sát đất đắp: φ= 35 Góc ma sát đất tường: δ= 24 ) 9.2 CÁC TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ VÀ NỘI LỰC: 9.2.1 TĨNH TẢI 9.2.1.1 Tĩnh tải kết cấu phần : Số lượng dầm chủ: Nb = dầm Khoảng cách dầm chủ: S = 2750 mm +Dầm chủ: Đoạn đầu dầm: Diện tích tiết diện: =1052345 m Tỷ trọng bêtơng dầm chủ : =2.45× 10 N/ Trọng lượng đoạn dầm: × = × × = 2.45 × 10 × 1052345 × 850 × = 41509 N Đoạn dầm lại: Diện tích tiết diện : =886000 Trọng lượng đoạn dầm: = × ×[ −2× ]× × 886000 × [33000 − × 1500] × = 3256050 N =2.45× 10 + Bản mặt cầu: = × = SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ × × =2.45× 10 180 × × =12.47 N/mm Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG + Tải trọng lan can lề hành Tĩnh tải lan can (đã tính phần lan can, tay vịn): 11.25 N mm Trọng lượng hệ lan can - mặt cầu - bó vỉa: 12.74 11.25 23.99 kN/m   23.99 × 13 = 311.87 kN + Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu tiện ích cơng cộng = 22.5 N/mm DW=22.5× 13000 = 292500N=292.5k Bảng nội lực mặt cắt tải trọng kết cấu phần TT Mặt cắt F-F e (mm) Mx (N.mm) 100 387979000 Tải Pz (N) trọng DC 3879790 DW 292500 100 29250000 9.2.1.2 Tĩnh tải kết cấu phần +Bệ mố: Vbm 5.02.014.0 140 m Pbm 14025 3500 KN 3500000 N +Tường thân : Vtt 2.13.213 87.36 m Ptt 87.3625 2184 KN 2184000 N +Tường đỉnh: Vtd 2.00.513 13 m Mặt cắt D-D e (mm) My (N.mm) 250 969947500 250 73125000 Ptd 1325 325 KN 325000 N +Mấu đỡ độ : Vmau= ×0.3 × (13−2 × 0.3)  m3 Pmau =  × 41.85 KN 41850 N +Tường cánh (phần đi): Vmau=2×0.5× Pmau = 8.246 × 3.1 = 8.246 m3 × 206.15 KN 206150 N SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ 181 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG +Tường cánh (phần thân): Vtct 20.55.21.3 6.76 m Ptct 6.7625 169 KN 169000 N +Đá kê gối gối kê: Vkg 50.75 0.8 0.15 0.45 m3 Vg 5 0.095 0.4 0.5 0.094 m3 Pdkg 0.4525+0.09478.5 31.09 KN 31090 N +Tổng cộng : P Pbm  Ptt Ptd Pmau Ptcd Ptct Pdkg 3500 2 184 325 41.85 206.15 169 31.09  6457.09 KN 6457090 N Tĩnh tải trọng lượng thân mố gây lực thẳng đứng Pz , mô men My tuỳ theo khoảng cách trọng tâm phần so với trọng tâm mặt cắt tính tốn mặt cắt C-C, D-D, F-F Bảng tính nội lực cho tiết diện F-F trọng lượng thân Tiết diện F-F Kết cấu Bệ mố Tường thân Tường đỉnh Mấu đỡ qua độ Tường cánh (đuôi) Tường cánh (phần thân) Đa kê gối + gối kê Tổng cộng Pz(N) 3500000 2184000 325000 41850 206150 169000 31090 6457090 e (mm) 150 950 1400 4510 1850 -100 My(N.mm) 327600000 308750000 58590000 929736500 312650000 -3109000 1934217500 Bảng tính nội lực cho tiết diện D-D trọng lượng thân Tiết diện D-D Kết cấu Tường thân Tường đỉnh Mấu đỡ qua độ Đá kê gối Tổng cộng SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ Pz(N) 2184000 325000 41850 31090 2581940 182 e (mm) 800 1250 -250 My(N.mm) 260000000 52312500 -7772500 304540000 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGƠ CHÂU PHƯƠNG Bảng tính nội lực cho tiết diện C-C trọng lượng thân Tiết diện C-C Kết cấu Pz(N) e (mm) M(N.mm) Mấu đỡ qua độ 41850 450 18832500 Tường đỉnh 325000 0 Tổng cộng 366850 18832500 9.2.3 TẢI TRỌNG GIÓ Tốc độ gió thiết kế tính cơng thức: V VB S Trong đó: VB : Tốc độ gió giật giây với chu kỳ xuất 100 năm thich hợp với vùng tinh gió có đặt cầu nghiên cứu, quy định bảng 3.8.1.1- Ta chọn vùng tính gió vùng I nên có VB1 38m / s , đồng thời ta phải tính tải trọng gió tác dụng vào cơng trình có VB2 25m / s để kiểm tốn trạng thái giới hạn cường độ III sử dụng S : Hệ số điều chỉnh khu đất chịu gió độ cao mặt cầu theo quy định bảng 3.8.1.1.2 Ta co độ cao mặt cầu cách mặt nước 10m khu vực thơng thống nên S = 1.14 Do đó: V1  VB1  S 38 1.14 43.32m / s V2 VB2 S 251.14 28.5m / s 9.2.3.1 Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu a Đối với tải trọng gió ngang Tải trọng gió ngang PD lấy theo chiều tác dụng nằm ngang va đặt trọng tâm phần diện tích thích hợp: PD 0.0006 V2 At Cd 1.8At Trong đó: At : Diện tích kết cấu hay cấu kiện phải tính tải trọng gió ngang Cd : Hệ số cản quy định A3.8.1.2.1.1, phụ thuộc vào tỉ số b/d b : Chiều rộng toàn cầu bề mặt lan can (mm), b=12400mm d : Cbhiều cao kết cấu phần bao gồm lan can đặc, d 1700 600 2300 mm    Tra biểu đồ 3.8.1.2.1.1, ta suy hệ số cản gió Cd = 1.2 SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ 183 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG Gọi Z1, Z2 khoảng cách từ điểm đặt lực PD tải trọng gió đến mặt cắt đỉnh bệ D-D va đáy bệ F-F - Tải trọng gió ngang tác dụng lên kết cấu phần trên: Diện tích hứng gió xác định sau: + Lan can: At 600 16500 9900000mm 9.9m2 + Dầm: At 1700 16500 28050000mm2 28.05 m2  At-tren 9.9 + 28.05 37.95m2  Bảng tổng hợp tải trọng gió tác động lên kết cấu phần Kí hiệu Ứng với V1 (TTGH CDII) Ứng với V2 TTGH CDIII) Đơn vị m2 At 37.95 37.95 Cd 1.20 1.20 1.8At 68.31 68.31 kN 0.0006V2AtCd 51.28 22.19 kN PD 68.31 68.31 kN Z1 4650.00 4650.00 mm Z2 6650.00 6650.00 mm Bảng nội lực tải trọng gió ngang tác động lên kết cấu phần Tiết diện D-D Mặt cắt F-F Tải Hx (N) Mô men Mô men trọng Z(mm) Z2 (mm) Mx (N.mm) Mx (N.mm) Ứng với V1 68310 4650 317641500 6650 454261500 Ứng với V2 68310 4650 317641500 6650 - Tải trọng gió ngang tác dụng lên kết cấu phần Diện tích hứng gió kết cấu phần bao gồm: duoi At-duoi 22347531mm2 =22.35 m2 Bảng tổng hợp tải trọng gió kết cấu phần Kí hiệu Ứng với V1 Ứng với V2 At 22.35 22.35 Cd 1.20 1.20 1.8At 0.0006V2 AtCd PD 40.23 30.20 40.23 40.23 13.07 40.23 SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ 184 454261500 Đơn vị m2 kN kN kN Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG Bảng nội lực tải trọng gió ngang tác động lên kết cấu phần Mặt cắt D-D Mặt cắt F-F Tải Hx (N) Mô men Mô men trọng Z1 (mm) Z2 (mm) Mx (N.mm) Mx (N.mm) Ứng với V1 40230 2822.00 113529060 4822.00 193989060 Ứng với V2 40230 2822.00 113529060 4822.00 193989060 b Đối với tải trọng gió dọc Tải trọng gió dọc tác dụng lên mố vị trí mố ta sử dụng gối di động 9.2.3.2 Tải trọng gió tác dụng lên hoạt tải Khi xét tổ hợp tải trọng cường độ III, phải xét tải trọng gió tác dụng vào kết cấu xe cộ Tải trọng ngang gió lên xe cộ tải phân bố 1.5 kN/m, tác dụng theo hướng nằm ngang, ngang với tim dọc kết cấu va đặt 1.8m mặt đường Chiều dài tải trọng gió tác dụng lên xe cộ lấy chiều dài dầm tác dụng lên mố: L 16500 mm WLngang 1.516.5 24.75 kN Vì mố cầu đặt gối cao su di động nên tải trọng gió dọc Tải trọng gió tác động lên hoạt tải gây tải trọng theo phương ngang: Hy mô men Mx mặt cắt A-A, B-B Gọi Z1, Z2 khoảng cách từ điểm đặt lực WL tải trọng gio đến mặt cắt đỉnh bệ đáy bệ Bảng nội lực tải trọng gió tác động hoạt tải Gió ngang Gió dọc Zi Tên (mm) Hy (N) Mx (N.mm) Hx (N) My(N.mm) 0 Mặt cắt D-D Z1 7000 24750 173250000 Mặt cắt F-F Z2 9000 24750 222750000 9.2.4 NỘI LỰC DO TRỌNG LƯỢNG ĐẤT ĐẮP Trọng lượng đất đắp bao gồm: - Đất đắp sau mố: Chiều cao đất đắp sau mố: Hdb 3.35m Chiều rộng mố chịu tải trọng đất đắp db tm cm Ldb Ltm 2Ttm 1320.512 m Chiều dài mố chịu tải trọng đất đắp db c1 Bdb Bcl 1.3 m SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ Lớp: Cầu Hầm – K48 185 THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGƠ CHÂU PHƯƠNG Diện tích tác dụng đất đắp Adb Ldd Bdb 121.3 15.6 m Trọng lượng riêng đất đắp: s18 kN / m - Đất đắp trước mố: Chiều cao đất đắp trước mố : Hdf 1.1 m Chiều rộng mố chịu tải trọng đất đắp: Ldf Lm 13 m Chiều dài mố chịu TT đất đắp: Bdf Bm Btm Bcl 5.0 – 2.11.3 1.6 m Diện tích tác dụng đất đắp: Adf Ldf Bdf 131.6 20.8 m Trọng lượng riêng đất đắp: s18 kN / m Trọng lượng đất đắp sinh tải trọng : lực thẳng đứng Pz mô men My mặt cắt F-F: Do đất sau mố: + Lực thẳng đứng: PEVb sAdb Hdb 1815.63.35940.68 kN + Điểm đặt lực: EyEVb 1.85 m + Momen MyEVb PEVb eyEVb 940.681.851740.26 kN.m Do đất trước mố: + Lực thẳng đứng PEVf sAdf Hdf 1820.81.1411.84 kN + Điểm đặt lực: eyEVb 1.7 m + Momen MyEVf PEVf eyEVf 411.841.7700.128 kN.m Tổng cộng: + Lực dọc:PEV PEVb PEVf 940.68411.841352.52 kN + Momen MyEV MyEVb MyEVf 1740.26700.1281040.132 kN.m SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ 186 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG Bảng tổng hợp nội lực tải trọng đất đắp mặt cắt A-A Tải trọng P (N) Điểm đặt lực Mô menMy (N.mm) Đất sau mố 940680 1850.0 1740258000 Đất trước mố 411840 -1700 -700128000 Tổng 1352520 1040130000 9.2.5 TÍNH TỐN NỘI LỰC DO ÁP LỰCĐẤT EH , LS 9.2.5.1 Áp lực đất theo phương dọc cầu:(áp lực lên tường thân) Theo phương dọc cầu, áp lực đất gây tải trọng theo phương ngang Hx, mô men My mặt cắt F-F, D-D, C-C Hình 8.3: Sơ đồ áp lực đất trước sau mố a Áp lực ngang đất EH - Áp lực đất sau mố: Vì đất đắp sau mố co xu hướng đẩy mố phía bờ sông nên áp lực đất sau mố áp lực đất chủ động Áp lực ngang đất đắp lên mố tính theo cơng thức: EH sH2K  kN/m) PEH Ldb SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ 187 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG Tính nội lực cọc Lực dọc trục hàng thứ (i) tính theo cơng thức : × Ni = ×(v× + × + × × − × ) Lực cắt hàng thứ (i) tính theo cơng thức : Qi = × × ×(v× + × × ) × × × Momen uốn lớn đầu cọc thứ (i) tính theo cơng thức : Mi = (vsin + − ) Kết tính tốn lực dọc trục móng STT Yi 5.4 1.8 -1.8 -5.4 5.4 1.8 -1.8 -5.4 Ni Qi MTn Nn x X n 2739.8 -9.31 14795 2637.4 -9.31 4747.4 2535.1 -9.31 -4563 2432.8 -9.31 -13137 2739.8 -9.31 14795 2637.4 -9.31 4747.4 2535.1 -9.31 -4563 2432.8 -9.31 -13137 Tổng `20690 0.0 -74.48 3683.3 Kiểm tra lại theo điều kiện cân lực theo phương cân momen : 10.5.2 TÍNH CHO TRƯỜNG HỢP DỌC CẦU Tải trọng tính tốn: = kN = 1624 kN = 3028kNm SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ 228 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGƠ CHÂU PHƯƠNG Bảng tính hệ số hệ phương trình tắc rvv Fi (m4 ) Ln (m) P1 0.785 36 0.0218 P2 0.785 36 0.0218 P3 0.785 36 0.0218 P4 0.785 36 0.0218 P5 0.785 36 0.0218 P6 0.785 36 0.0218 P7 0.785 36 0.0218 P8 0.785 36 0.0218 Fi/L(Mi)*cos2 Ta có: rvv 0.1744 E ruu Fi /LNi P1 0.0218 0 0.00014577 P2 0.0218 0 0.00014577 P3 0.0218 0 0.00014577 P4 0.0218 0 0.00014577 P5 0.0218 0 0.00014577 P6 0.0218 0 0.00014577 P7 0.0218 0 0.00014577 P8 0.0218 0 0.00014577 Ji/ L(Mi ) x2 *Fi/LNi *cos2 Ta có: ruu 0.014 E rww P1 2.250 Ji/L3(Mi )*cos2 Fi/LNi *sin2i 0.007 0.04906 P2 2.250 0.007 0.04906 P3 2.250 0.007 0.04906 P4 2.250 0.007 0.04906 P5 2.250 0.007 0.04906 P6 2.250 0.007 0.04906 P7 2.250 0.007 0.04906 P8 2.250 0.007 0.04906 Ta có: rww 0.621 E SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ 229 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG ruv rvu rwv rvw rww= rwu P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 cosi 1 1 1 1 sini 0 0 0 0 cos*Ji/L2 Mi 0.0010204 0.0010204 0.0010204 0.0010204 0.0010204 0.0010204 0.0010204 0.0010204 xi (m) 1.50 1.50 1.50 1.50 - 1.50 - 1.50 - 1.50 - 1.50 x*sincosFi/LNI 0 0 0 0 rwu ruw0.04898E Thay vào hệ phương trình giải hệ ta có : = 0.0 ( ) 0.1744 × + × + × = = 0.00578( ) × + 0.01399 × − 0.04898 × = 1624 = 0.000609( × − 0.04898 × + 0.621 × = 3028 Tính nội lực cọc Lực dọc trục hàng thứ (i) tính theo cơng thức : Lực dọc trục hàng thứ (i) tính theo cơng thức : × Ni = ×(v× + × + × × ) Lực cắt hàng thứ (i) tính theo cơng thức : × × Qi = ×(v× + × − × × ) × ×  ) × Momen uốn lớn đầu cọc thứ (i) tính theo cơng thức : Mi = (vsin + − ) Kết tính tốn lực dọc trục móng STT Yi Ni Qi 1.50 633.64 202.9687925 1.50 633.64 202.9687925 1.50 633.64 202.9687925 1.50 633.64 202.9687925 -1.50 -633.6 -202.9687925 -15.5 -633.6 -202.9687925 -1.50 -633.6 -202.9687925 -1.50 -633.6 -202.9687925 Tổng 1623.75034 SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ 230 MTn 572.02 572.02 572.02 572.02 572.02 572.02 572.02 572.02 4576.1 Nn x X n 950.46 950.46 950.46 950.46 950.46 950.46 950.46 950.46 7603.7 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG 231 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG 10.6.KIỂM TOÁN CỌC 10.6.1 KIỂM TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC So sánh ta thấy : Max( Ni) 3373 kN Q 6678 (kN) Do cọc đảm bảo khả chịu lực 10.6.2 KIỂM TOÁN CƯỜNG ĐỘ ĐẤT NỀN TẠI VỊ TRÍ MŨI CỌC 10.6.2.1 Xác định kích thước khối móng qui ước - Góc mở tinh theo cơng thức:   Trong tblà góc ma sát đất tính trung bình cho lớp đất = ∑ × góc ma sát lớp đất li chiều dày lớp đất tương ứng  tb=1402’ Vậy =3030’ Tính kích thước khối móng qui ước + Theo phương dọc cầu: A = a(n-1) + d + 2Lctg + Theo phương ngang cầu: B1 = b(m-1) + d +2Lctg SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ 232 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG Với điều kiện: 2Lctg< 2d Trong đó: a: khoảng cách tim hai hàng cọc theo phương dọc cầu, a = m n: số hàng cọc theo phương dọc cầu, n = d : đường kính cọc, d = 1.0 m Lc : chiều sâu cọc ngàm đất, Lc =36 m b : khoảng cách tim hai hàng cọc theo phương ngang cầu, b = 3.6 m m : số hàng cọc theo phương ngang cầu, m = - Thay số vao tinh ta đươc: A1 = 8.4 m B1 = 16.2 m Tính diện tích khối móng qui ước Diện tich tính theo cơng thức: Fqu = A1 x B1 = 8.4 x 16.2 = 136 m2 Xác định momen kháng uốn khối móng qui ước - Momen kháng uốn theo phương dọc cầu: Wd = × = × = 367.4 m3 - Momen kháng uốn theo phương ngang cầu: Wd = × = × = 190.5 m3 10.6.2.2 Xác định khả chịu tải đất mũi cọc Sức chịu tải tinh toán đất theo QPXD 45-78 tinh sau: RII = (Ab + , + ) Trong đó: - m1, m2 lần lược hệ số làm việc đất hệ số điều kiện làm việc cơng trình tác động qua lại với đất chọn theo bảng 1.22 ( Nền mong, Châu Ngọc Ẩn) M1 = 1.1 m2 = - ktc hệ số độ tin cậy, lấy cac đặc trưng tinh toán lấy từ thi nghiệm - A, B, D giá trị sức chịu tải, lấy ứng với góc ma sát đất 23010’ A = 1.447; B = 6.318; D = 8.983 SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ 233 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG - Df chiều sâu chơn móng Df = 36m - trọng lượng đơn vị thể tich đất từ đáy móng trở xuống, = 18.53 kN/m3 , trọng lượng đơn vị thể tich đáy móng trở lên mặt đất , ∑ = ∑ = 17.866 kN/m3 - b bề rộng khối móng qui ước b = 8.4m - c lực dinh đơn vị đất đáy móng, c = 3.20 kN/m2 Vậy sức chịu tải đất mũi cọc là: RII = 4749 kN/m2 = 474.9 Mpa 10.6.2.3 Xác định ứng suất đáy khối móng quy ước Tính tốn trọng lượng thể tich mong khối qui ước = + Trong đó: tb: Trọng lượng đơn vị trung bình đất từ mũi cọc trở lên tb = 17.67 kN/m3 bt: Trọng lượng thể tich bê tông bt =25kN/m3 nc : Số lượng cọc, nc = cọc Fc: Diện tích tiết diện ngang cọc, Fc = 3.14x1.02/4 = 0.785 m2 Lc: Chiều dài cọc, Lc = 36 m Vqu: Thể tích khối mong qui ước, Vqu = Fqu x Df = 136 x 36 =4896 m3 Vậy qu= 18.82 kN/m3 Chuyển tải trọng trọng tâm đáy móng qui ước - Tải trọng thẳng đứng tinh toán: Nott = Ptt + 1.25x qux Vqu = 20690 + 1.25 x 18.82 x 4896 = 135868 kN - Tải trọng ngang tinh toán theo phương dọc cầu, SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ 234 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG Hoxtt = Hx = 1624 kN - Tải trọng ngang tinh toán theo phương ngang cầu: Hoytt = Hy = kN - Momen tinh toán theo phương dọc cầu Moytt = My + HoxttL= 3028 + 1624 x 36 = 61492 kN.m - Momen tinh toán theo phương ngang cau: Moxtt = Mx + Hoytt x LM = 3758 +0 x 36 = 3758 kN.m + Ứng suất nén lớn nhất: = + + = + = − + = 1186.13 kN/m2 +Ứng suất nén nhỏ nhất: = − − − = 811.9 kN/m2 + Ứng suất nén trung bình: = = = 999 kN/m2 10.6.2.4 Kiểm tra ứng suất đáy móng Điều kiện kiểm tốn: < 1,2 < Thay vào ta có: 1186.13 kN/m2 < 1.2 x 4749 kN/m2 999 kN/m2 < 4749 kN/m2 10.6.2.5 Kiểm tra độ lún cọc Tải trọng thẳng đứng tinh toán: Ntc = Ptt = 13282 kN Ptt lực thẳng đứng đáy đái tổ hợp trạng thái giới hạn sử dụng Trọng lượng cọc : Qcoc Lc Fcoc 360.78525 706.5 kN Ứng suất tải trọng thẳng đứng gây đáy khối mong qui ước: SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ 235 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG = × = = 139 kN/m2 - Ta chia đất mũi cọc thành lớp có chiều dày 1m để tinh lún Độ biến dạng lớp tinh theo cơng thức: Si = , × ×ℎ Trong đó: - Si : độ lun lớp đất phân tố - hi : chiều dày lớp phân tố thứ i - tb(T/m2 ) : ứng suất vị tri lớp phân tố tải trọng gây lún gây - Ni (búa/30cm) : Trị số SPT đặc trưng cho lớp phân tố - i : Hệ số tinh từ hệ số poison đất theo công thức sau : =1 × (là hệ số Poisson) Ta lấy gần đất đáy móng khối đất cát 0.46 - Ei : Modun biến dạng đất : Ei = 766× Độ lun tổng cộng đất đáy móng xác định: S Si Độ lún cho phép cơng trình là: [S]1.5√ 1.5√90 14.23 cm (cm) (L chiều dài nhịp tính tốn cảu cầu tính m, L = 90m) Chiều sâu lớp đất tinh lún đước xác định vị tri ứng suất tải trọng thân lớn 10 lần ứng suất tải trọng gây Vì số liệu thí nghiệm lớp đáy khối mong qui ước khơng đủ độ dài tính lún nên ta xem lớp cuối sâu vô hạn  : ứng suất tải trọng than đất gây (T/m2) p: ứng suất tải trọng gây lún 139 kN m2 13.9T m2 gây Zi : độ sau điểm tính ứng suất tính từ đáy móng khối quy ước (m) B : bề rộng đáy móng khối quy ước, B = 8.4 (m) K : hệ số phụ thuộc tỷ số Z/B γ : Trọng lượng riêng đẩy lớp phân tố (T/m3) SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ 236 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG 237 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG 238 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG 10.7.THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO ĐÀI CỌC Xem đài cọc dầm công son bị ngàm vào mơ, tiết diện tinh tốn qua mép cột bị uốn phản lực đầu cọc khơng nằm chân trụ Các cánh tay đòn dùng để tính mơmen lên bệ 10.7.1 THEO PHƯƠNG NGANG CẦU - Tiết diện tinh toán: bh 142m - Phản lực đầu cọc giai đoạn khai thác nhóm cọc : Nn =3373.4+3271.1+3168.8+3066.5= 12880 (kN) - Ta có khoảng cach từ trọng tâm nhóm cọc thứ đến mặt cắt xét 600mm M 128800.6 7727.8(kNm) - Sức kháng uốn cấu kiện: Mr .Mn - Sử dụng hai lớp hai lớp thep 25a200 có fy = 400Mpa - Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép chịu nén là: ds h a0 2000 200 1800mm + Diện tich cốt thép là: As = 69×2× × = 67740.6 mm2 + Chiều cao vùng nén bêtơng: a= × , × × = × SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ × × = 65 mm 239 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT c= = = GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG = 93.9mm = 0.052 50 (mm) nên dc = 50mm Diện tích vùng bêtơng bọc quanh nhóm thép Ac 2dc b 25014000 1400000(mm2 ) Diện tích trung bình bêtơng bọc quanh thép: A=   = 20290(mm2) = = = 298.6 Mpa; × √ 0,6.fy = 0,6.400 = 240MPa; Ứng suất giới hạn cốt thép TTGH sử dụng fsa = 240MPa + Tính fs: n= = × × = 6.29 ×√ Diện tich cốt thép chịu kéo As= 126×819 = 103194 mm2 Chiều cao vùng nén bêtông tiết diện nứt: SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ 240 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT × x = n× × 1+ = 6.29× GVHD: NGƠ CHÂU PHƯƠNG × × × −1 1+ × × × − =302 (mm) Moment quán tính tiết diện bêtông nứt trục TTH: Icr = × = +n× × × (ds-x)2 + 6.29 × 67740.6 × (1800-302)2 = 1.085×1012 (mm4) Ta kiểm toán nứt bệ cọc theo phương ngang trạng thái giới hạn sử dụng giai đoạn thi công cố Ntt = 1655.5 + 1583.3 + 1511.1 + 1439 = 6188.9 (kN) M 6188.90.6 3713.34(kNm) 3713106 (Nmm) Ứng suất cốt thép TTGH sử dụng = ( − ) = 6.29× × × (1800-302) = 32.24MPa fs = 32.24MPa < fsa = 240MPa Mặt cắt thỏa mãn điều kiện chịu nứt 10.7.2 THEO PHƯƠNG DỌC CẦU Theo phương dọc cầu bệ mố chịu nén nên bố tri cốt thép phương ngang cầu 10.8.KIỂM TRA CHỌC THỦNG ĐÀI CỌC Tháp xuyên thủng bệ cọc SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ 241 Lớp: Cầu Hầm – K48 THIẾT KẾ KỸ THUẬT GVHD: NGÔ CHÂU PHƯƠNG Khả chịu cắt bê tơng đai cọc Vc = 1.06× Trong , ×bd kips (hình 12.6 mục 11.3 - ACI 318-2002) b0 chu vi dọc theo tiết diện giới hạn b0 = 942 cm = 371 in d chiều cao tính tốn móng d= 180 cm = 70.9 in Vậy khả chịu cắt bê tông đài cọc là: Vc = 1.06× , ×bo×d = 1.06× √5076 ×371×70.9/100 = 1986.5 kips = 8837 kN Với '  ,35 MPa 5076 psi Lực cắt lớn cọc tác dụng lên bệ: Vu 5046.5 kN Điều kiện kiểm tra chọc thủng bệ cọc:  Vc Vu 0.758837 6627.4 kN >Vu =5046.5 kN SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ 242 Lớp: Cầu Hầm – K48