THIẾT KẾ MỐ CẦU BTCT

THIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCTTHIẾT KẾ MỐ CẦU BTCT

Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ MỐ CẦU GIỚI THIỆU CHUNG: Mố sử dụng mố chữ U BTCT Tồn cầu có mố M1, M2 Tên mố tính tốn: M1 Quy trình tính tốn: Theo tiêu chuẩn 22 TCN 272 - 05 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MỐ: 2.1 Các tải trọng tác dụng lên mố - Mố mực nước thông thuyền không ngập nước nên khơng tính tải trọng va xơ tầu bè khơng tính tải trọng gió Đất đắp sau mố sử dụng đất tốt đầm chặt có  = 1.8 T/m3  = 350 - Nên tải trọng tác dụng lên mố gồm: Trọng lượng thân mố Phản lực thẳng đứng trọng lượng kết cấu nhịp Phản lực thẳng đứng hoạt tải đứng kết cấu nhịp Lực hãm dọc cầu Ma sát gối cầu Áp lực đất sau mố Phản lực truyền xuống từ độ 2.2 Các mặt cắt cần kiểm toán với mố - Mặt cắt I-I: Mặt cắt bệ móng mố - Mặt cắt II-II: mặt cắt chân tường đỉnh - Mặt cắt III-III: mặt cắt chân tường thân - Mặt cắt IV-IV: mặt cắt chân tường cánh III III II II I I IV IV 2.3 Tĩnh tải kết cấu nhịp tính tốn Tên gọi kích thước Chiều dài nhịp thiết kế SVTH: Nguyễn Ngọc Tính Kí hiệu Giá trị Đơn vị L 33 m Lớp: Cầu Hầm - K48 183 Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương Chiều dài nhịp tính tốn Ltt 32.4 m Chiều cao dầm chủ hdc 165 cm Chiều rộng cánh Bc 65 cm Chiều dày cánh hc 31 cm Chiều rộng bụng b 19 cm Chiều cao bầu dầm hd 45 cm Chiều rộng bầu dầm bd 65 cm Diện tích mặt cắt ngang dầm chủ Fdc 6892 cm2 Số dầm chủ ndc dầm Khoảng cách dầm chủ adc 240 cm Chiều dài mối nối dầm an 40 cm Diện tích mặt cắt ngang dầm chủ kể mối nối Fdc 7487 cm2 Trọng lượng dầm chủ Pdc 61.77 T Chiều dày lớp phủ mặt cầu hmc 10 cm Tổng trọng lượng KCN PKCN 370.607 T Tĩnh tải giai đoạn I tiêu chuẩn DCtc 11.2305 T/m Kí hiệu Giá trị Đơn vị Tĩnh tải giai đoạn I tiêu chuẩn DCtc 11.231 T/m Tĩnh tải giai đoạn II tiêu chuẩn DWtc 4.418 T/m gtc 15.649 T/m Tĩnh tải giai đoạn I tính tốn DCtt 14.04 T/m Tĩnh tải giai đoạn II tính tốn DWtt 6.627 T/m gtt 20.67 T/m Tên gọi đại lượng Tĩnh tải tồn tiêu chuẩn Tĩnh tải tồn tính tốn 2.4 Hoạt tải xe tơ LL, tải trọng người PL tác động khác: 2.4.1 Hoạt tải xe ô tô kết cấu nhịp LL: (Theo điều 3.6.1.2) SVTH: Nguyễn Ngọc Tính Lớp: Cầu Hầm - K48 184 Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương - Xếp xe tải thiết kế xe trục thiết kế lên ĐAH phản lực gối ta có 1.2 Bảng kết tính tốn hoạt tải theo DAH Tải trọng Tandem Vị trí Tung độ dah Trục bánh Phản lực Đơn vị 1' 1.00 110 110.00 kN 2' 0.96 110 105.90 kN 3.00 0.73 35 25.65 kN Truck 2.00 0.87 145 125.64 kN 1.00 1.00 145 145.00 kN Lane WL 16.10 9.3 149.73 kN Hoạt tải xe LL tổng cộng tính theo DAH 1040.18 kN => Hoạt tải xe LL tiêu chuẩn tổng cộng tính theo DAH: 104.018 (T) Hoạt tải xe LL tính tốn tổng cộng tính theo DAH: 208.40 (T) 2.4.2 Tải trọng người PL: (Theo điều 3.6.1.5) Đối với tất đường hành rộng 600 mm phải lấy tải trọng người q=3x10-3 MPa, phải lấy đồng thời hoạt tải xe thiết kế, lực xung kích khơng áp dụng cho tải trọng hành Trị số tải trọng hành: PL=m q bng nng  PL = 144.90 kN = 14.49 (T) 2.4.3 Lực hãm xe BR (Theo điều 3.6.4) Lấy 25% trọng lượng trục xe tải hay xe hai trục thiết kế tất xe chạy, hướng Lực hãm xe nằm ngang theo phương dọc cầu, cách mặt cầu: 1.80m Ở gối di động đặt mố nên ta có: BR = 0.00 T 2.4.4 Lực ma sát FR: (Theo điều 3.1.3) SVTH: Nguyễn Ngọc Tính Lớp: Cầu Hầm - K48 185 Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương Lực ma sát chung gối cầu phải xác định sở giá trị cực đại hệ số ma sát mặt trượt FR xác định sau: FR = fmax N (KN) Trong đó: fmax : hệ số ma sát bê tông gối cầu (gối cao su), fmax = 0.50 N : phản lực gối tĩnh tải hoạt tải (khơng kể xung kích) gây Tên gọi đại lượng Hệ số ma sát gối với bê tông Tổng áp lực KCN truyền xuống mố Lực ma sát gối cầu Cánh tay đòn với mặt cắt I -I Cánh tay đòn với mặt cắt II -II Cánh tay đòn với mặt cắt III -III Cánh tay đòn với mặt cắt IV -IV Giá trị mô men với mặt cắt I-I Giá trị mô men với mặt cắt II-II Giá trị mô men với mặt cắt III-III Giá trị mô men với mặt cắt IV-IV Kí hiệu fmax PKCN FR e1 e2 e3 e4 My1 My2 My3 My4 Giá trị 0.5 291.52 145.76 7.3 5.3 0 1064.06 772.54 0 Đơn vị T T m m m m T.m T.m T.m T.m 2.4.5 Lực ly tâm: Cầu thẳng nên không xét lực ly tâm 2.4.6 Tải trọng gió: 2.4.6.1 Tải trọng gió tác động lên cơng trình: a) Tính áp lực gió ngang PD 0,0005.V At C d 1,8 At Tên gọi đại lượng Vùng thiết kế cơng trình Tốc độ gió ứng với vùng thiết kế Hệ số điều chỉnh áp lực gió Tốc độ gió tính tốn Hệ số cản gió Giá trị so sánh - Tính áp lực gió ngang tác dụng lên mố Diện tích mố chịu áp lực gió ngang áp lực gió ngang lên mố Cánh tay đòn với mặt cắt I -I Cánh tay đòn với mặt cắt II -II SVTH: Nguyễn Ngọc Tính Kí hiệu Vùng VB S V Cd 1,8 At Giá trị I 38 0.81 30.78 1.2 7.6464 Đơn vị At (mo) PD e1 e2 42.48 2.415 5.5 3.5 m2 0,1.j.fc.Ag ta kiểm tốn theo công thức: 1 1    Prxy Prx Pry  PO Với: PO = 0,85.fc.(Ag-Ast) + Asr.fy +) Nếu lực nén dọc trục Pu < 0,1.j.fc.Ag ta kiểm tốn theo cơng thức: M ux M uy  1,0 M rx M ry Trong đó: SVTH: Nguyễn Ngọc Tính Lớp: Cầu Hầm - K48 192 Thiết kế kỹ thuật TTGH GVHD: Th.s Ngô Châu Phương Lực thẳng đứng Hệ số tải trọng gi gDC gDW gLL,gBR gWS gWL gWA Dọc cầu N Hy Mx Hx My KN KNm KN KNm 56795.1 426.50 7555.4 284.38 5037.70 gCE,gPL Sử dụng 1 0.3 1 Ngang cầu Cường độ I 1.25 1.50 1.75 0.00 0.00 1.00 72604.8 Cường độ II 1.25 1.50 0.00 1.40 0.00 1.00 65683.4 Cường độ III 1.25 1.50 1.35 0.10 1.00 1.00 71022.8 0.00 0.00 483.38 8562.99 1596.32 24414.29 0.00 0.00 4985.49 70283.60 884.11 14373.78 KIỂM TỐN: 5.1 Kiểm tốn mặt cắt đỉnh móng: Các kích thước hình học mặt cắt đỉnh móng h b Iy Ix F m m m4 m4 m2 7.00 3.00 55.28 13.61 18.14 Các thông số kỹ thuật trụ : - Cường độ thép fy = 420.00MPa - Mô đun đàn hồi thép Es = 200000 Mpa - Cường độ bê tông fc = 30.00 Mpa - Trọng lượng riêng bê tông gc = 24.50 - Mô đun đàn hồi bê tông Ec = kN/m3 28561.32 Mpa Bảng tổ hợp tải trọng tới mặt cắt đỉnh móng TTGH Lực thẳng đứng Dọc cầu Ngang cầu N Hy Mx Hx My KN KN KNm KNm KNm Sử dụng 55853.96 426.50 6489.20 1566.62 20000.24 Cườngđộ I 72959.30 284.38 4326.77 0.00 0.00 Cườngđộ II 66037.89 0.00 0.00 4846.89 55844.69 Cườngđộ III 71377.26 483.38 7354.55 874.21 12022.43 5.1.1 Tính tốn cấu kiện chịu nén (Theo điều 5.7.4): 5.1.1.1 Lý thuyết tính tốn SVTH: Nguyễn Ngọc Tính Lớp: Cầu Hầm - K48 221 Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương a) Xác định Mrx Mry: sức kháng tính tốn theo trục x y (Nmm) Mrx =  As fy (ds - ) Trong đó: j = 0.9 với cấu kiện chịu uốn ds: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép ngồi chịu nén (trừ lớp bêtơng bảo vệ đường kính thép) fy: giới hạn chảy thép As: bố trí sơ tính diện tích thép cần dùng theo hai phương c= a = c b1; b1 = 0.85 b : bề rộng mặt cắt (theo phương khác nhau) Xét tới hiệu ứng độ mảnh: + Tính bán kính quán tính: rx , ry = Chú ý: tính cho mặt cắt nguyên + Chiều dài chịu nén lu: phụ thuộc vào chiều cao cấu kiện cần tính tốn + Tính tỉ số độ mảnh: Trong đó: K: hệ số chiều dài hữu hiệu, với cột không giằng, K = Nếu < 22 bỏ qua hiệu ứng độ mảnh Nếu 2.2 < < 100 có xét hiệu ứng độ mảnh, tức trị số Mux, Muy nhân thêm hiệu ứng độ mảnh (hệ số khuếch đại moment) Hệ số khuếch đại moment: b =  (theo Giáo trình Thiết kế kết cấu bêtơng theo tiêu chuẩn ACI") Cm = j = 0.75 Pe: lực nén dọc trục Euler SVTH: Nguyễn Ngọc Tính Lớp: Cầu Hầm - K48 222 Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương Pe   E.I  K Lu  E: mođun đàn hồi bêtơng I: moment qn tính mặt cắt với trục xét b) Xác định theo cơng thức (b): (còn gọi phương pháp số đo Bresler) = + - Tính trị số Prxy, so sánh với Pu, lớn đạt - Xác định Prx, Pry: sức chịu tải dọc trục nhân hệ số tương ứng ex r t (hàm lượng cốt thép) ex  Muy Mux ; ey  Pu Pu Từ hai giá trị rt ex, tra hình A9 A10, A11 hình để tìm giá trị Prx Pry Nội suy tuyến tính, phụ thuộc vào g g: tỉ số khoảng cách tâm lớp cốt thép biên toàn chiều dày cột = = Sau tra bảng giá trị Ddäcchđ dc de h Ddai c èt ®ai c è t dä c c hÞu l ùc Cách tính Pry hồn tồn tương tự Từ tính f.Prx SVTH: Nguyễn Ngọc Tính Lớp: Cầu Hầm - K48 223 Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương - Xác định f.Po, tra đồ thị ứng với rt vừa tìm trên, ý e = nên cắt trục thẳng đứng đâu, giá trị cần tìm Tính = + 5.1.1.2 Nội dung kiểm toán: Tổ hợp dùng để kiểm tra Cườngđộ I Kiểm tra điều kiện uốn hai chiều (Theo điều 5.7.4.5) - Nếu Pu > 0.1 f f'c Ag kiểm tra theo điều kiện: = + -  đạt - Nếu Pu > 0.1 f f'c Ag kiểm tra theo điều kiện: +   đạt Cụ thể sau: Hạng mục f Hệ số sức kháng cấu kiện chịu nén dọc trục Ag Diện tích mặt cắt ngun Pu Lực dọc trục tính tốn lớn Po = 0.85 f'c (Ag - Ast) + Ast fy Prxy Sức kháng dọc trục tính tốn uốn theo phng Pry Sức kháng dọc trục tính tốn có độ lệch tâm ey Prx Sức kháng dọc trục tính tốn có độ lệch tâm ex Kí hiệu Giá trị f 0.75 Ag 18.14 Pu 72959.3 Po Prxy Pry Prx 0.1 f f'c Ag 40818.58 Đ/v m2 kN kN kN kN kN kN Vậy tiến hành kiểm tốn theo cơng thức = + Số lượng cốt thép theo phương ngang 35 f 25@20, As = 17171.875 mm2 Số lượng cốt thép theo phương dọc 15 f 25@20, As = 7359.375 mm2 Cường độ chịu kéo thép fy = 420000 kN/m2 f'c = 30000 kN/m2 Cường độ bê tơng Tính Prx Hàm lượng cốt thép diện tích mc nguyên rt = 0.00335 Độ lệch tâm so với chiều rộng = 0.12657 Tỷ số khoảng cách tâm lớp g = = 1.57 Ksi 0.96990 Cốt thép bên biên toàn chiều dày cột Tra bảng sách ACI, ý đơn vị Ksi SVTH: Nguyễn Ngọc Tính Lớp: Cầu Hầm - K48 224 Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương .Prx = Suy 199376.10 KN Tính Pry Hàm lượng cốt thép diện tích mc nguyên rt = 0.00335 Độ lệch tâm so với chiều rộng = 0.03360 Tỷ số khoảng cách tâm lớp g = 0.93933 Cốt thép bên biên toàn chiều dày cột Tra bảng = 1.76 Ksi Suy .Pry = 222869.47 KN Tính  Po Tra đồ thị ứng với e = .Po = 1.76 Ksi  .Po = 222869.47 KN Tinh Prxy 1/Prxy Prxy So sánh Pu Kết luận 4.1E-06 199376.10 > 72959.30 Đạt 5.1.2 Kiểm tra khả chịu cắt thân trụ 5.1.2.1 Lý thuyết tính tốn: - Sức kháng cắt Vn:  Vn 0.25 f ' c.bv d v Vn    Vn Vc  Vs Trong Vc = 0.083  bv dv b : hệ số khả bị nứt chéo truyền lực, b = Vs = S : cự li cốt đai Av : diện tích cốt thép đai q : góc nghiêng ứng suất nén chéo, q = 45o SVTH: Nguyễn Ngọc Tính Lớp: Cầu Hầm - K48 225 Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương a = 90o: góc nghiêng cốt đai so với trục dọc - Tính Vr = jv Vn Trong đó: j = 0.9 - Kiểm tra: Nếu  Vu Vr  OK   Av  Av  OK  S  S max 600mm  OK  5.1.2.2 Nội dung kiểm toán: Hạng mục Phương ngang X Kí hiệu Giá trị f dvx b q a Vux sx Avx Vcx Vsx Vn2 Hệ số sức kháng f 0.90 Chiều cao chịu cắt hữu hiệu theo phơng X dvx 5847.20 Hệ số khả bê tông bị nứt chéo b 2.00 Góc nghiêng ứng suất nén chéo q 45.00 Góc nghiêng cốt thép ngang với trục dọc a 90.00 Lực cắt tính tốn theo phơng X Vux 4846.89 Cự ly cốt thép ngang theo phơng X sx 600.00 Diện tích cốt đai chịu cắt cự ly sx Avx 760.20 Sức kháng danh định bê tông Vcx 15949.16 Sức kháng cắt cốt thép chịu cắt Vsx 3116.48 Một giá trị Vn = min(Vn1,Vn2) 0.25 f'c bv dv 131561.9 Vn = min(Vc + Vs, 0.25 f'c bv dv) Vnx 19065.6 Vrx Sức kháng cắt cấu kiện Vr = f Vn Vrx 17159.1 Phương dọc Y dvy Chiều cao chịu cắt hữu hiệu theo phơng Y dvy 2800.00 Vuy Lực cắt tính tốn theo phơng Y Vuy 483.4 sy Cự ly cốt thép ngang theo phơng Y sy 600.0 Diện tích cốt đai chịu cắt cự ly sy Avy 760.2 Vcy Sức kháng danh định bê tông Vcy 15140.5 Vsy Sức kháng cắt cốt thép chịu cắt Vsy 1492.4 Vn2 Một giá trị Vn = min(Vn1,Vn2) 0.25 f'c bv dv 126991.1 Vn = min(Vc + Vs,0.25 f'c bv dv) Vny 16632.8 Vry Sức kháng cắt cấu kiện Vr = f Vn Vry 14969.5 Đơn vị mm độ độ kN mm mm2 kN kN kN kN kN mm kN mm mm2 kN kN kN kN kN Bảng tính tốn khả chịu cắt tổ hợp: TTGH Các tổ Vuy Dọc cầu Vry SVTH: Nguyễn Ngọc Tính Kiểm tra Vry>Vuy Vux Lớp: Cầu Hầm - K48 Ngang cầu Vrx Kiểm tra Vrx>Vux 226 Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương hợp KN KN Sử dụng 426.50 14969.54 Cờngđộ I 284.38 14969.54 Cờngđộ II 0.00 14969.54 Cờngđộ III 483.38 14969.54 OK OK OK OK KN 1566.62 0.00 4846.89 874.21 KN 17159.08 17159.08 17159.08 17159.08 OK OK OK OK 5.1.3 Kiểm tra nứt: (theo điều 5.7.3.4) 5.1.3.1 Lý thuyết tính tốn: Tổ hợp dùng để kiểm toán Sử Dụng  fs  fsa  fs 0.6 fy - Điều kiện kiểm toán  - Tính: fsa = Trong đó: dc : khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép ngồi bêtơng + Xác định trọng tâm đám cốt thép G, tính hG + Xác định diện tích A (lấy phần diện tích bêtơng có trọng tâm với trọng tâm đám cốt thép đem chia cho số lượng có mặt cắt) Chú ý mặt cắt có khác diện tích (to nhỏ khác nhau) phải qui tương đương cách: Số tương đương n = Trong đó: As : diện tích tồn thép Z = 30000 N/mm - Tính 0.6 fy - Tính fs: ứng suất kéo cốt thép trạng thái giới hạn sử dụng fs = Trong Ms: moment trạng thái giới hạn sử dụng - Tính r.n Suy ra: k = - n Khi j = - SVTH: Nguyễn Ngọc Tính Lớp: Cầu Hầm - K48 227 Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương b fc kd kd d jd fs As 5.1.3.2 Nội dung kiểm toán Tổ hợp dùng để kiểm tra TTGH Sử dụng Mx = 6489.20 kN-m My = 20000.24 kN-m Điều kiện: ứng suất cốt thép thường không vượt fs < fsa fs < 0.6 fy Trong đó: fs = fsa : ứng suất cốt thép thường TTGHSD, fsa = Mx,My : Giá trị mô men lớn tổ hợp tảI trọng sử dụng As : Tổng diện tích cốt thép chịu kéo n : Tỉ số mô đun đàn hồi, n = r : Hàm lượng cốt thép, r = k=-r.n+ j=1Khống chế nứt phân bố cốt thép theo phương ngang X n r k j (%) Ms As fs 0.6 fy fsa Kiểm tra KNm mm2 MPa MPa MPa fs < 0.6 fy fs < fsa 7.0 0.14 0.73 0.76 6489.20 25335.00 116.65 252.00 448.14 OK OK Khống chế nứt phân bố cốt thép theo phương dọc Y n r (%) k j Ms As fs 0.6 fy fsa KNm mm2 MPa MPa MPa SVTH: Nguyễn Ngọc Tính Lớp: Cầu Hầm - K48 Kiểm tra fs < 0.6 fy fs < fsa 228 Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương 7.0 0.10 0.68 0.77 20000.24 17734.5 244.86 252.00 316.75 OK OK 5.2 Kiểm toán mặt cắt đáy móng: Kích thước đáy móng Theo phương ngang cấu 12.000 m Theo phương dọc cầu 9.000 m Diện tích đáy móng 108.000 m2 Mo mem qn tính 162.000 m3 Bảng tổ hợp tải trọng tới mặt cắt đáy móng TTGH Lực thẳng đứng Dọc cầu Ngang cầu N Hy Mx Hx My KN KN KNm KNm KNm Sử dụng 56795.15 426.50 7555.45 1596.32 24414.29 Cường độ I 72604.83 284.38 5037.70 0.00 0.00 Cường độ II 65683.41 0.00 0.00 4985.49 70283.60 Cường độ III 71022.79 483.38 8562.99 884.11 14373.78 5.2.1 Kiểm tra cấu kiện chịu uốn Tổ hợp dùng để kiêm tra Cườngđộ III Mx = 8562.99 kNm N = 72604.83 kN Sức kháng uốn cấu kiện Mr = f Mn Trong đó: f : Hệ số sức kháng, f = 0.90 As : Diện tích cốt thép thường chịu kéo, chọn 40 f25, As = 20268.0mm A's : Diện tích cốt thép thường chịu nén, chọn f16, A's = 0.00 mm2 fy : Giới hạn chảy quy định cốt thép, fy = 420.00 MPa f'y : Giới hạn chảy quy định cốt thép chịu nén, f'y = 420.00 MPa ds : Khoảng cách từ tâm cốt thép chịu kéo đến mép chịu nén, ds = 2410 mm SVTH: Nguyễn Ngọc Tính Lớp: Cầu Hầm - K48 229 Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương d's : Khoảng cách từ tâm cốt thép chịu nén đến mép chịu kéo, d's = 2410 mm b1 : Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất, b1 = 0.85 hf : Chiều dày cánh chịu nén, hf = 0.0 mm a : Chiều dày khối ứng suất tương đương, a = 37.09mm c : Khoảng cách từ trục trung hoà đến mặt chịu nén, c = 43.64 mm Mn : Sức kháng danh định (N.mm), Mn = 20357.4 kNm Mr : Sức kháng tính tốn, Mr = 183321.66 kNm Kiểm tra khả chịu lực: Mr > Mx  Đạt 5.2.2 Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu Tỷ lệ thép chịu kéo diện tích nguyên rmin phải thoả mãn: r > 0.03 Trong đó: r = 0.0021 0.03 = 0.0020  OK 5.2.3 Kiểm tra lượng cốt thép tối đa < 0.42 Trong đó: = 0.0204  OK 5.2.4 Kiểm tra cấu kiện chịu cắt Tổ hợp dùng để kiểm tra Cườngđộ I Mx = 8563.0 kN-m N = 72604.8 kN Sức kháng cắt cấu kiện Vr = f Vn Trong đó: f : Hệ số sức kháng, f = 0.9 dv: Chiều cao chịu cắt hữu hiệu, dv = 2320.0 mm SVTH: Nguyễn Ngọc Tính Lớp: Cầu Hầm - K48 230 Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương b = 2.0 q = 450 a = 900 Vu : Lực cắt tính toán Vu = -72604.8 kN 0.1 f'c bv dv = s 62640 : Cự ly cốt thép ngang, s = 600 mm Diện tích cốt đai chịu cắt cự ly s, chọn f16, Av = 1588.8 mm2 Vc : Sức kháng ứng suất kéo bê tông, Vc = 48984 Vs : Sức kháng cắt cốt thép chịu cắt, Vs = 39320.3 (kN) (kN) 0.25 f'c bv dv = 156600 (kN) Vn = min(Vc + Vs ; 0.25 f'c bv dv)  Vn = 88304.3  Vr = 79473.87 (kN) (kN) Kiểm tra khả chịu cắt Vr > Vu  Đạt 5.2.5 Kiểm toán độ lệch tâm đáy móng: Tổ hợp Cường độ Cường độ Cường độ Sử dụng P(KN) 72604.828 65683.412 71022.790 56795.146 Hy(KN) Mx (KNm) Hx(KN) My (KNm) 284.375 5037.703 0.000 0.000 0.000 0.000 4985.487 70283.601 483.375 8562.988 884.106 14373.777 426.500 7555.448 1596.319 24414.292 + Hệ số độ lệch tâm cho phép e = 0.375 Độ lệch tâm theo phương ngang cầu cho phép: Ex =4.500 (3/8A,A=12m) Độ lệch tâm theo phương dọc cầu: (3/8B,B=9 m) Ey = 3.375 Độ lệch tâm theo phương dọc cầu: ex = Mx/P Độ lệch tâm theo phương ngang cầu: ey = My/P + Điều kiện: SVTH: Nguyễn Ngọc Tính ex < e.Ex => OK Lớp: Cầu Hầm - K48 231 Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương ey < e.Ey => OK TỔ HỢP Độ lệch tâm(dọc) Kiểm tra Độ lệch tâm(ngang) Kiểm tra Cường độ 0.069 OK 0.000 OK Cường độ 0.000 OK 1.070 OK Cường độ 0.121 OK 0.202 OK Sử dụng 0.133 OK 0.430 OK 5.2.6 Kiểm tốn ứng suất đáy móng theo phương dọc cầu Cường độ cho phép đất [ R]= 1.000 Mpa Tổ hợp Ứng suất Max (MPa) Kiểm tra Ứng suất Min (mpa) Kiểm tra Cường độ 0.703 OK 0.641 OK Cường độ 0.608 OK 0.608 OK Cường độ 0.710 OK 0.605 OK Sử dụng 0.573 OK 0.479 OK 5.2.7 Kiểm toán chống lật Loại Nền Đất Hệ số chống lật cho phép e = 0.500 (11.6.3.3) Độ lệch tâm theo phương ngang cầu cho phép Ex = 9.000 m (3/4A,A=12m) Độ lệch tâm theo phương dọc cầu cho phép Ey = 6.750 m (3/4B,B=9 m) Độ lệch tâm theo phương dọc cầu: ex = Mx/P Độ lệch tâm theo phương ngang cầu: ey = My/P + Điều kiện: ex < e.Ex => OK ey < e.Ey TỔ HỢP Cường độ Cường độ Cường độ Sử dụng Độ lệch tâm(dọc) 0.069 0.000 0.121 0.133 => OK Kiểm tra OK OK OK OK Độ lệch tâm(ngang) 0.000 1.070 0.202 0.430 Kiểm tra OK OK OK OK SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI: - Móng bệ cọc thiết kế với móng cọc khoan nhồi D = 120 cm a) Tính toán sức chịu tải cọc theo vật liệu SVTH: Nguyễn Ngọc Tính Lớp: Cầu Hầm - K48 ' Qcoc  (0,85 f c Ac  f y As ) 232 Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương - Cơng thức tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu - Bảng tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu Tên gọi đại lượng Mác bê tông chế tạo cọc Thép chế tạo cọc Đường kính cọc thiết kế Đường kính cốt thép Số thép thiết kế Diện tích phần bê tơng Diện tích phần cốt thép Hệ số uốn dọc Cường độ chịu nén bê tông Cường độ chịu kéo thép Sức chịu tải cọc theo vật liệu Kí hiệu D d nthanh Ac As j Fc' fy Qvl Giá trị M300 AII 1.2 28 28 1.767 0,018 0.9 1150 24000 2968 Đơn vị m mm Thanh M2 M2 T/m2 T/m2 T b) Tính tốn sức chịu tải cọc theo đất QR   pq Q p   ps Qs - Cơng thức tính toán sức chịu tải cọc theo đất Trong đó: + QR : Sức chịu tải cọc theo đất + QS = qS AS : Sức kháng thân cọc + QP = qP AP : Sức kháng chân cọc + qS : Sức kháng đơn vị thân cọc + qP : Sức kháng đơn vị chân cọc + AS : Diện tích bề mặt thân cọc + AP : Diện tích bề mặt chân cọc + φqS : Hệ số sức kháng thân cọc + φqP : Hệ số sức kháng mũi cọc - Tính tốn sức kháng đơn vị thân cọc (qS): + Đối với đất dính : qS = α.Su - Bảng tính tốn sức chịu tải thân cọc SVTH: Nguyễn Ngọc Tính Lớp: Cầu Hầm - K48 233 Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương Li (m) As (m2) N Su (T/m2) a qs (T/m2) Qs (T) φps 0 10 16.68 0.5 6.84 0.55 Sét 7.6 19.35 18 14.18 0.5 7.1 137.20 0.55 Sét màu xám 8.9 35.55 21 15.44 0.55 8.5 284.33 0.45 Cát hạt trung 18.6 63.33 20 21.08 0.49 10.33 654.12 0.45 Loại đất Bùn sét Tổng 549.456 (T) Sức kháng mũi cọc Ap (m2) N qp (T/m2) Qp (T) φpq 1.131 20 128 144.76 0.65 Qmui 94.09 T Sức chịu tải cọc theo đất Qr 643.55 T Sức chịu tải cọc theo vật liệu Qvl 2968 T Qcoc 643.55 T Loại đất Cát hạt nhỏ mịn Sức kháng mũi cọc Sức chịu tải tính tốn cọc c) Tính tốn số cọc móng n  P Qcoc Trong đó: +) β: Hệ số xét đến loại móng độ lớn mơ men với móng cọc đào thấp ta lấy β = 1,5 +) Qcoc : Sức chịu tải tính tốn cọc: Qcoc=Min(QR; QVL) Qcoc = 643.55 T +) P : Tổng áp lực thẳng đứng truyền lên bệ cọc: P = 3369.82 (T) n 1,5 3369.82 7.85 643.55 => Số cọc bố trí móng n = (cọc) Bố trí thành hàng hàng cọc - Chiều dài cọc bố trí 44 m SVTH: Nguyễn Ngọc Tính Lớp: Cầu Hầm - K48 234 Thiết kế kỹ thuật GVHD: Th.s Ngô Châu Phương SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CỌC TRONG BỆ TRỤ SVTH: Nguyễn Ngọc Tính Lớp: Cầu Hầm - K48 235