THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯL BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOC

THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOCTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DƯ L BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HÂNG.DOC

PHẦN II THIẾT KẾ KỸ THUẬT

Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương

Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG

1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU BTCT DƯL BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG.

Bê tông là vật liệu chịu nén tốt, chịu kéo kém do chịu kéo kém nên bê tông chỉ dùngtrong kết cấu chịu nén Để khắc phục người ta đưa cốt thép vào bê tông để chịu kéo Sự

ra đời của BTCT đánh dấu sự phát triển về công nghệ vật liệu trong xây dựng Các cầudầm BTCT được áp dụng, tuy nhiên chiều dài nhịp còn hạn chế ( 24 m) Kết cấu BTCT

dự ứng lực với nguyên lý kéo căng cốt thép để nén trước bê tông cho phép nhịp dầm lớnhơn Điển hình như các nhịp dầm 33 m đôi khi tới 43 m dầm cắt khúc Việc đưa ra cácgiải pháp hợp lý về kết cấu, giải pháp công nghệ thi công thích hợp còn cho phép kết cấuBTCT_DƯL vượt được khẩu độ lớn hơn

Cầu dầm BTCT_DƯL liên tục thi công bằng phương pháp hẫng, mặt cắt dầm thayđổi là loại cầu đã giải quyết tương đối tốt cả vấn đề vật liệu và kết cấu Loại cầu nàythường sử dụng cho các loại nhịp từ 80 - 130 m và lớn hơn nữa, có khi tới 250 m như cầuSHOTTWIEN ở Áo

Ở nước ta cầu BTCT_DƯL thi công hẫng đã được áp dụng cầu Phú Lương - HảiDương, cầu Sông Gianh, cầu Hoà Bình, cầu Tân Đệ, cầu Yên Lệnh… đã và đang được

tiến hành.

2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN

2.1 Tiêu chuẩn thiết kế

- Quy trình thiết kế: 22TCN – 272 –2005 Bộ Giao thông vân tải

- Tải trọng thiết kế: HL93, đoàn Người bộ hành

2.2 Sơ đồ kết cấu

2.2.1 Kết cấu phần trên

- Sơ đồ bố trí chung toàn cầu 2x33+42+64+42 +2x33m

- Kết cấu cầu đối xứng gồm 2 nhịp dẫn phía bên trái và 2 nhịp dẫn phía bên phải và hệcầu BTCTDƯL liên tục 3 nhịp thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng

- Dầm liên tục 3 nhịp 42+64+42 m tiết diện hình hộp chiều cao thay đổi

+) Chiều cao dầm trên đỉnh trụ h= 4m

+) Chiều cao dầm tại giữa nhịp h= 2 m

- Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol đảm bảo phù hợp yêu cầu chịu lực và

+) Chiều dày bản mặt cầu tại ngàm: tn = 60 cm

+) Chiều dày sườn dầm: ts = 40 cm

- Vật liệu dùng cho kết cấu nhịp

3- Neo: Sử dụng loại neo EC-5-31, EC-5-22 và EC 5-12

4- Cốt thép thường: Sử dụng loại cốt thép có gờ với các chỉ tiêu:

Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương

- Trụ cầu dùng loại trụ thân hẹp, đổ bê tông tại chỗ mác M300

- Trụ được đựng trên móng cọc khoan nhồi: D = 120 cm

b) Cấu tạo mố cầu

- Mố cầu dùng loại mố U BTCT, đổ tại chỗ mác bê tông chế tạo M300

- Mố của kết cấu nhịp dẫn được đặt trên móng cọc khoan nhồi: D = 120 cm

1000 400

Vật liệu dùng cho kết cấu nhịp gồm:

- Bê tông Mark 500 có: f’c = 50 MPa

- Cốt thép DƯL của hãng VSL theo tiêu chuẩn ASTM- grade 270 có các chỉ tiêu sau:

Chương II: TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC

1 Phân chia đốt dầm.

- Để đơn giản trong quá trình thi công và phù hợp với các trang thiết bị hiện có của đơn

vị thi công ta phân chia các đốt dầm như sau:

+) Đốt trên đỉnh trụ: do = 9m (khi thi công sẽ tiến hành lắp đồng thời 2 xe đúc trên trụ)+) Đốt hợp long nhịp giữa: dhl = 2m

+) Đốt hợp long nhịp biên: dhl = 2m

+) Chiều dài đoạn đúc trên đà giáo: ddg = 9 m

+) Số đốt ngắn trung gian: n = 1 đốt , chiều dài mỗi đốt d = 2.5 m

+) Số đốt trung gian còn lại: n = 8 đốt, chiều dài mỗi đốt d = 3 m

- Sơ đồ phân chia đốt dầm

2 Xác định phương trình thay đổi cao độ đáy dầm

Dầm hộp BTCT DƯL liên tục có bề rộng phần nắp hộp là 10,1 m Mặt trên của dầm

là đường cong bán kính 2500m Mặt dưới có dạng đường cong Parabol bậc 2 dạngy=ax2+bx+c Chiều dày bản đáy thay đổi từ 70cm (đỉnh trụ) đến 30cm (giữa nhịp) Chiềudày bản nắp (giữa bản mặt cầu ) là 30cm Chiều dày sườn hộp không đổi theo chiều dàinhịp là 40cm Lớp phủ mặt cầu gồm 3 lớp có chiều cày trung bình là 10cm

Giả sử lấy mặt đáy của dầm ở mép mặt cắt gối làm một trục Gốc toạ độ đặt tại vị trícao nhất của đường cong đáy dầm thì cấc hệ số a,b,c được xác định như sau:

Vì đường cong đi qua gốc toạ độ nên c=0

Đường cong đi qua 2 điểm (29, 2) ta có phương trình sau:

Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương

2 = 292a + 29b => a = 0.00238

2 = -292a - 29b b = 0

Vậy phương trình đường cong biên đáy dầm: y =0.00238x2 (m)

Chiều cao dầm tại mặt cắt thứ: Hi = 2.0+yi (m)

Tương tự ta có phương trình chiều dày đáy dầm:

i X Y Y Y Y X

2 1 1

2

(61

- Mô men tính của mặt cắt đối với trục x

Sx 16(xi  xi12).(yi y yi i1 yi2 1)

- Mô men quán tính đối với trục trung hoà

Jth= Jx - y fc2

- Bảng tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt đầm chủ

9 3 2.02 30.43 62347 1.24 13.61 3.62

Trong đó:

+) F: Diện tích tính đổi của mặt cắt

+) J:momen quán tính đối với trục trung hoà

+) Yc: toạ độ trọng tâm mặt cắt

+) Sx: momen quán tính của mặt cắt đối với trục x đi qua mép trên dầm

+) Jx: momen quán tính của trục x

Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương

Chương III: TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG CÁC GIAI ĐOẠN

1 TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 1 (DC):

Chiều cao dầm thay đổi theo đường cong parabolla nhưng để tính toán đơn giản tagiả thiết trong mỗi đoạn chiều cao dầm thay đổi tuyến tính

Khi tính ta coi như trọng lượng dầm trong một đốt phân bố đều và có giá trị theo tiếtdiện giữa đốt

Trọng lượng các đốt tính theo công thức:

q = V c

Trong đó:

c: Trọng lượng riêng của bê tông cốt thép, c = 2500 KN/m3

V: thể tích của các đốt dầm (m3)

Kết quả tính ghi trong bảng sau:

Bảng tĩnh tải rải đều của từng đốt

(m) Tên đốt

L đốt (m)

h (cm)

F (cm2)

P đốt (T)

gI tc (T/m)

gI tt (T/m)

- Tính tĩnh tải giai đoạn I (Tĩnh tải giai đoạn I được tính toán với giá trị trung bình)

+) Tĩnh tải giai đoạn I tiêu chuẩn: DCTC

I = 20.748 T/m

+) Tĩnh tải giai đoạn I tính toán: DCTT

I = 1,25 20.748= 25.935 T/m

2 TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 2 DW:

a) Tính tĩnh tải giai đoạn II

- Tĩnh tải giai đoạn II gồm có các bộ phận sau:

+) Trọng lượng phần chân lan can

+) Trọng lượng lan can tay vịn

- Tính trọng lượng của lan can + tay vịn + lề người đi bộ

Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị

1- Tính trọng lượng chân lan can

Trọng lượng dải đều phần chân lan can DWlc 0.375 T/m

2- Tính trọng lượng cột lan can và tay vịn

Trọng lượng dải đều của cột lan can Pclc 0.0138 T/m

Trọng lượng dải đều phần tay vịn Ptv 0.07 T/m

Trọng lượng dải đều lan can và tay vịn Plv 0.838 T/m

Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương

3 - Tính trọng lượng lề người đi bộ

Chiều dày trung bình lề người đi bộ hle 10 cm

b) Tổng hợp tĩnh tãi giai đoạn II

+) Tính tải giai đoạn II tiêu chuẩn

3.1.1 Sơ đồ I: Thi công đúc hẫng đối xứng ra hai bên trụ

Hình 3.1 Sơ đồ tải trọng khi thi công đúc hẫng đối xứng

- Tải trọng trong giai đoạn này bao gồm:

3.1.2 Sơ đồ II: Hợp lọng nhịp biên.

Đoạn nhịp biên 9 m được đúc trên đà giáo Sau khi đúc hẫng cân bằng xong ta tiếnhành hợp long nhịp biên Việc tính toán hợp long nhịp biên là rất phức tạp do trình tự đổ

bê tông, căng kéo cáp DƯL, điều chỉnh vị trí khối hợp long ảnh hưởng rất nhiều đến trình

tự và phương pháp tính toán hợp long

Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương

Sơ đồ: Kết cấu làm việc theo sơ đồ dầm tĩnh định

+ Trọng lượng bản thân đoạn đổ trên đà giáo

+ Trọng lượng bản thân 1/2 đốt hợp long

+ Tải trọng thi công rải đều trên đoạn đà giáo và 1/2 đốt hợp long

+ Tải trọng dỡ xe đúc tại đốt hợp long

3.1.3 Sơ đồ III: Hợp long xong nhịp giữa nhưng bê tông chưa đông cứng.

Sơ đồ kết cấu: Liên tục 3 nhịp.

Hình 3.5 Sơ đồ kết cấu liên tục 3 nhịp

Tải trọng tác dụng:

+ Tĩnh tải giai đoạn II (DW)

+ Hoạt tải LL (Design truck + Tandom)+ PL + Lane Load

3.2 Nội dung tính toán:

Mục đích:

Tính ra được nội lực tại các mặt cắt trong từng giai đoạn dưới tác dụng của tảitrọng để từ đố bố trí cốt thép DƯL đảm bảo an toàn cho kết cấu

Sau đây là nội dung tính toán các giai đoạn thi công kết cấu nhịp liên tục

3.2.1 Sơ đồ I: Thi công đúc hẫng đối xứng ra hai bên trụ

2900 100

Hình 3.6 Sơ đồ tải trọng khi thi công đúc hẫng đối xứng

- Tải trọng trong giai đoạn này bao gồm:

+ Tĩnh tải các đốt DC có hệ số tải trọng nDC = 1.25

+ Trọng lượng thiết bị đúc và vật liệu Xe đúc CE = 800 KN đặt cách đầu mútđốt đúc trước là 1 m, nCE = 1.25

Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương

CLL = 0.2424x10.4 =2.448 KN/m; nCLL = 1.3

- Tính toán nội lực tại các mặt cắt trong từng giai đoạn đúc hẫng

Mô men tại mặt cắt thứ i khi đốt đúc

2

l CLL x

CE x2

l

Mfactored = x 1.3 CE x 1.3 CLL

2

l DC 1.25 i i i

Trong đó:

DCi : Tải trọng bản thân rải đều của đốt thứ i

li : Chiều dài các đốt thứ i

xi : Khoảng cách từ điểm đặt lực đến mặt cắt đang xét

CE : Tải trọng tập trung của xe đúc

CLL : Tải trọng thi công

Tr -11137.73 -12817.46 -703.22 -795.7 38 -10112.08 -11656.23 664.32 752.614

Ph -11137.73 -12817.46 -703.22 -795.7 39 -8529.32 -9861.18 601.29 682.77

15 -10112.08 -11656.23 664.32 752.6 40 -7100.37 -8236.18 541.64 616.65

3.2.2.Sơ đồ II: Hợp lọng nhịp biên.

Đoạn nhịp biên 9 m được đúc trên đà giáo Sau khi đúc hẫng cân bằng xong ta tiếnhành hợp long nhịp biên Việc tính toán hợp long nhịp biên là rất phức tạp do trình tự đổ

bê tông, căng kéo cáp DƯL, điều chỉnh vị trí khối hợp long ảnh hưởng rất nhiều đến trình

tự và phương pháp tính toán hợp long

Sơ đồ: Kết cấu làm việc theo sơ đồ dầm tĩnh định

+ Trọng lượng bản thân đoạn đổ trên đà giáo

+ Trọng lượng bản thân 1/2 đốt hợp long

+ Tải trọng thi công rải đều trên đoạn đà giáo và 1/2 đốt hợp long

+ Tải trọng dỡ xe đúc tại đốt hợp long

-Mô hình hoá kết cấu trên Midas và thực hiện tính toán ta thu được kết qủa sau:

Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương

3.2.3 Sơ đồ III: Hợp long xong nhịp giữa nhưng bê tông chưa đông cứng.

-Sơ đồ: Kết cấu làm việc theo sơ đồ dầm mút thừa tĩnh định

Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương

3.2.5.Sơ đồ V: Giai đoạn khai thác

Sơ đồ kết cấu: Liên tục 3 nhịp

Tải trọng tác dụng:

+ Tĩnh tải giai đoạn II (DW)

+ Hoạt tải LL (Design truck + Tandom)+ PL + Lane Load

+ Xe tải thiết kế, gồm 3 trục 35KN +145KN +145KN, khoảng cách 2 trục trước 4.3mkhoảng cách hai trục sau thay đổi từ 4.3 đến 9m

+ Tải trọng làn Lane Load thiết kế được lấy theo chiều dọc cầu với trị số là 0.64Kip/ft hay 9.3 N/mm

+ Xe 2 trục thiết kế Tandem gồm một cặp trục 110 KN đặt cách nhau 1200 mm Cự licác bánh xe theo chiều ngang bằng 1800 mm

+ Tải trọng người đi rải đều 3KN/m2, do chiều rộng lề đi bộ 1m nên lấy bằng 3KN/m

- Các tổ hợp tính toán:

+ Tổ hợp 1:

Xe tải thiết kế + tải trọng làn + tải trọng người đi

+ Tổ hợp 2:

Xe hai trục thiết kế + tải trọng làn + tải trọng người đi

+ Riêng đối với mô men âm giữa các điểm uốn ngược chiều khi chịu tải trọng rảiđều trên các nhịp và chỉ đối với phản lực gối giữa thì lấy 90% hiệu ứng của hai xe tảithiết kế có khoảng cách trục bánh trước xe này cách bánh sau xe kia là 15m tổ hợp với90% hiệu ứng của tải trọng làn thiết kế; khoảng cách giữa các trục 145KN của mối xe tảiphải lấy bằng 4.3m

3.2.5.1 Tổ hợp theo trạng thái giới hạn cường độ 1:

Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương

Tổ hợp Moment theo trạng thái giới hạn cường độ I (theo 3.4.1.1)

MU =  (P.MDW +1.75 MLL+IM +1.75MPL)

Tổ hợp Lực cắt theo trạng thái giới hạn cường độ I (theo 3.4.1.1)

VU =  (P.VDW +1.75VLL+IM +1.75VPL)Trong đó :

MU : Mô men tính toán theo trạng thái giới hạn cường độ I của dầm giữa

VU : Lực cắt tính toán theo trạng thái giới hạn cường độ I của dầm giữa

P : Hệ số xác định theo theo bảng 3.4.1-2 Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05

Đối với DW : P max = 1.5, P min = 0.65

: Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư, và sự quan trọng trong khai thác xác địnhtheo Điều 1.3.2 Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05, tính theo công thức sau:

 = i D R  0.95Với:

+ Hệ số liên quan đến tính dẻo D = 0.95 (theo Điều 1.3.3)

+ Hệ số liên quan đến tính dư R = 0.95(theo Điều 1.3.4)

+ Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác i = 1.05 (theo Điều1.3.5 Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05)

  = 0.95

Lực xung kích IM = 0.25LL (Theo điều 3.6.2, bảng 3.6.2.1-1,Tiêu chuẩn 22 TCN 05)

272 So sánh 2 tổ hợp trên ta thấy tổ hợp của xe tải thiết kế bất lợi hơn xe Tandem.Vậy

ta dùng tổ hợp của Truck để tính toán

Nội lực do tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn cường độ I được cho trong bảng sau: Gồm xe tải thiết kế +tải trọng làn + tĩnh tải 2

Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương

4.1 Tổ hợp tải trọng trong giai đoạn thi công:

- Tổ hợp này là tổng cộng các sơ đồ tính toán sau:

+ Sơ đồ I: Sơ đồ tay hẫng bất lợi nhất sau khi đúc đốt cuối cùng trượt khi hợp long(Đốt 13)

+ Sơ đồ II: Sơ đồ Hợp lọng nhịp biên

+Sơ đồ III: Hợp long xong nhịp giữa nhưng bê tông chưa đông cứng

+Sơ đồ IV: Hợp long xong nhịp giữa và bê tông đã đông cứng.

Sau khi tổng hơp các sơ đồ trên ta tính được nội lực tính toán trong giai đoạn thi côngđược tổng hợp trong bảng sau:

Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương

do khối lượng lớn, để thuận tiện và vận dụng những tiến bộ khoa học mới trong quá trìnhhọc tập, đồ án sử dụng chương trình MIDAS để phân tích kết cấu và xác định nội lực

- Tổ hợp này là tổng cộng các sơ đồ tính toán sau:

+ Sơ đồ I: Sơ đồ tay hẫng bất lợi nhất sau khi đúc đốt cuối cùng trược khi hợp long(Đốt 13)

+ Sơ đồ II: Sơ đồ Hợp lọng nhịp biên

+ Sơ đồ III: Hợp long xong nhịp giữa nhưng bê tông chưa đông cứng

+ Sơ đồ IV: Hợp long xong nhịp giữa và bê tông đã đông cứng

+ Sơ đồ V: Giai đoạn khai thác Ta tính với tổ hợp của xe tải thíêt kế để tính toán 4.2.1 Tổ hợp theo trạng thái giới hạn cường độ 1

Tổ hợp Moment theo trạng thái giới hạn cường độ I (theo 3.4.1.1)

MU =  (P.MDC1 + P.MDC2 +P.MDW +1.75 MLL+IM +1.75MPL)

Tổ hợp Lực cắt theo trạng thái giới hạn cường độ I (theo 3.4.1.1)

VU =  (P.VDC1 + P.VDC2 +P.VDW +1.75VLL+IM +1.75VPL)Trong đó :

MU : Mô men tính toán theo trạng thái giới hạn cường độ I của dầm giữa

VU : Lực cắt tính toán theo trạng thái giới hạn cường độ I của dầm giữa

P : Hệ số xác định theo theo bảng 3.4.1-2 Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05

Đối với DC1 và DC2 : P max = 1.25, P min = 0.9

Đối với DW : P max = 1.5, P min = 0.65

: Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư, và sự quan trọng trong khai thác xác địnhtheo Điều 1.3.2 Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05, tính theo công thức sau:

 = i D R  0.95với:

+ Hệ số liên quan đến tính dẻo D = 0.95 (theo Điều 1.3.3)

+ Hệ số liên quan đến tính dư R = 0.95 (theo Điều 1.3.4)

+ Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác i = 1.05 (theo Điều1.3.5 Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05)

  = 0.95Lực xung kích IM = 0.25LL (Theo điều 3.6.2, bảng 3.6.2.1-1,Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05).

Nội lực do tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn cường độ I được cho trong bảng sau:Sau khi tổng hơp các sơ đồ trên ta tính được nội lực tính toán trong giai đoạn khaithác được tổng hợp trong bảng sau:

Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP

1 TÍNH LƯỢNG CỐT THÉP TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG

+ Cường độ kéo quy định: fpu = 1860 MPa

+ Cường độ chảy: fpy = 0.85 x fpu = 0.85 x 1860 = 1581 (Mpa)

+ Mô đuyn đàn hồi quy ước: E = 197000 (Mpa)

- Bê tông:

+ Cường độ chịu nén khi uốn: f’c =50 Mpa

+ Môđun đàn hồi: Ec = 0.043*yc1.5

Trong đó :

yc: tỷ trọng của bê tông (kg/m3)

fc’: cường độ quy định của bê tông, fc’ =50MPa

Ec = 35749.529 (Mpa)

+ Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (5.7.2.2):

0,6937

28f'0,050,85 c

Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương

Phần diện tích cánh hẫng tham gia làm việc có chiều dài 6hc’

Bảng đặc trưng hình học của các mặt cắt quy đổi Trong giai đoạn thi công biểu đồnội lực đối xứng qua mặt cắt đỉnh trụ do vậy chỉ tính các mặt cắt từ đỉnh trụ ra giữa nhịp

1.3 Xác định sơ bộ số bó cốt thép trong giai đoạn thi công:

1.3.1 Xác định vị trí TTH của mặt cắt

- Giả thiết TTH đi qua mép dưới bản cánh khi đó ta có: a = hf

- Lấy tổng mômen với trong tâm cốt thép DƯL ta có:

- Xác định chiều cao vùng chịu nén c theo công thức: c = a/b1

1.3.2 Tính diện tích cốt thép DƯL cần thiết

- Trường hợp TTH đi qua sườn dầm

- Trường hợp TTH đi cánh dầm

ps

y S W c W

f c y

s ps

f

f A b

a f b

b h f f

p f 1

' c P

S y S s

p y

' S tt

C

Trong đó :

+) Aps: Diện tích cốt thép DUL

+) dp: Khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thép DUL

+) f’c: Cường độ của bê tông ở tuổi 28 ngày, f’c = 50 Mpa (bê tông Mác 500)

+) b : Bề rộng mặt cắt chịu nén

+) bw: Bề dày bản bụng

+) hf: Chiều dày cánh chịu nén

+) b1: Hệ số chuyển đổi hình khối ứng suất: b1 = 0.8 theo 5.7.2.2

+) fpu: Cường độ chịu kéo quy định của thép DUL, fpu = 1860 MPa

+) fpy: Giới hạn chảy của thép DUL, fpy = 85%fpu = 1581 MPa (bó 12 tao)

+) c: Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà với giả thiết là thépDUL đã bị chảy dẻo

+) a = c.b1: Chiều dày của khối ứng suất tương đương

+) fps: ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL ở sức kháng uốn danh định tính theo côngthức 5.7.3.1.1-1

f

f -1.04 2

ps

d

ck -1

f f

ps

y S c

y s ps

f

f A a b f f

Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương

1.3.2 Tính và bố trí cốt thép cho mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn thi công

Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị

Tổng giá trị mô men tại mặt cắt đỉnh trụ Mtt 13724 T.m

Chiều cao bố trí cốt thép thường chịu kéo ats 15.00 cm

Cốt thép thường chịu nén

Diện tích 1 thanh as' 2.01 cm2Chiều cao bố trí cốt thép thường chịu nén ats' 38.82 cmKhoảng cách đến mép chịu nén ngoài cùng ds' 38.82 cm

Xác định vị trí trục trung hoà

Tính toán cốt thép DƯL

1.3.3 Tính và bố trí cốt thép cho các mặt cắt giai đoạn thi công.

Thực hiện tính toán tương tự như trên ta sơ bộ bố trí mỗi đốt khi thi công hẫng 2 bó

cáp dự ứng lực phía trên (cáp nhóm 1) theo bảng sau:

Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương

Chương V: KIỂM TOÁN KẾT CẤU NHỊP

Sau khi tiến hành bố trí cốt thép, ta cần phải kiểm tra các mặt cắt trong tất cả các giaiđoạn làm việc của cầu với từng tổ hợp tải trọng Nhưng do thời gian có hạn và trongphạm vi đồ án tốt nghiệp, nên chỉ tiến hành kiểm toán cho những mặt cắt điển hình và chỉkiểm toán cho hai tổ hợp tải trọng là tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn I và tổ hợptải trọng theo trạng thái giới hạn sử dụng

- Mặt cắt số 3 : Mặt cắt có moment dương lớn nhất giữa nhịp biên

1.1 Đặc trưng hình học của mặt cắt tính đổi.

Để đơn giản tính toán và thiên về an toàn ta qui đổi mặt cắt hình hộp thành mặt cắtchữ I có kích thước như sau

Nguyên lí qui đổi như sau:

Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương

* Chiều cao tiết diện quy đổi bẳng chiều cao tiết diện hộp

* Bề rộng cánh tiết diện quy đổi bằng bề rộng đáy hoặc bề rộng bản của tiết diện hộp

* Chiều dày sườn dầm tiết diện quy đổi bằng chiều dày hai sườn dầm của tiết diệnhộp

* Chiều dày cánh tiết diện quy đổi được xác định tương đương về diện tích với tiếtdiện hộp

* Mặt khác, cũng để đơn giản cho kiểm toán, ta quy ước tất cả các tiết diện đều chịumoment với trị số dương, tiết diện nào chịu momen âm (kéo thớ trên) sẽ được xoayngược lại để thống nhất tiết diện quy đổi có thớ dưới chịu kéo

Qui đổi mặt cắt nguyên hình hộp về mặt cắt nguyên chữ T Ta có bảng sau: