đồ án cầu thép phần nội lực

ĐAMH TK CẦU THÉP T.S PHAN QUỐC BẢO Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG I: số liệu thiết kế: Thiết kế kết cấu nhịp giản đơn, dầm thép liên hợp BTCT với số liệu đầu vào sau : chiều dài nhịp tính tốn Bề rộng phần xe chạy Bề rộng lệ hành Tải trọng 33000 11000 2000 HL93 m m m m II:VẬT LIỆU: -Thép làm dầm chủ : Thép M270 cấp 250 có cường độ chảy Fy=250MPa -Thép làm hệ liên kết ngang (dầm ngang khung ngang), sườn tăng cường : M270 cấp 250 có cường độ chảy Fy=250MPa -Thép mặt cầu, lề hành : + Thép đai : CI có Fy=240MPa + Thép chịu lực, cấu tạo : CII có Fy=280MPa -Thép làm lan can, cột lan can : Fy=250MPa M270 cấp 250 có cường độ chảy -Bê tơng mặt cầu, lan can, lề hành : C30 có -Trọng lượng riêng thép : -Trọng lượng riêng bê tơng có cốt thép : III.THIẾT KẾ MẶT CẮT NGANG CẦU: Chọn số lượng dầm n, khoảng cách dầm S, chiều dài cánh hẫng L C: Bề rộng toàn cầu Btc = 13500mm ĐAMH TK CẦU THÉP T.S PHAN QUỐC BẢO khoảng cách dầm : S = 1.6 – 2.2 Chọn n =7 1928.57mm Chọn khoảng cách dầm S=2000mm Suy chiều dài đoạn hẫng -Chọn số dầm 7, khoảng cách dầm S = 2000 mm, chiều dài hẫng LC =750.00mm Thiết kế độ dốc ngang cầu, cấu tạo lớp mặt cầu Độ dốc ngang thiết kế : 2% Tạo dốc thay đổi chiều cao đá kê gối : Là dùng đá kê gối có chiều cao tăng dần để tạo độ dốc ngang mặt đường sau hoàn thiện Chiều cao tối thiểu gối 150 mm Chiều cao gối thiết kế: gối 1: gối gối gối 4: 150 mm 150+ Sx2%= 190+ Sx2%= 230+Sx2%= mm 190 mm 230 mm 270 mm IV.XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC DẦM Chiều dài dầm tính tốn Chọn khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối : a=0.3 m ĐAMH TK CẦU THÉP T.S PHAN QUỐC BẢO Chiều dài dầm tính tốn : Ltt = 33000 mm 2.Chiều cào dầm Chiều cao dầm chọn từ chiều cao tối thiểu quy trình theo kinh nghiệm thiết kế: 0.033.33000 =1100mm 0.04.33000= 1320mm 1100 1030 1320÷ 1650 420 100 25 Vậy chọn cao diện dầm dầm thép:liên hợp d= 1100 mm Hìnhchiều 1.2: Tiết Chiều cao dầm liên hợp: H= 1400 mm 3.Kích thước tiết diện ngang : 200 1400 45 350 ĐAMH TK CẦU THÉP Chiều cao phần vút : hV=100mm Chiều dày bê tông : tS=200 mm Chiều dày sườn dầm : tW=12 mm Chiều rộng cánh : bC=350 mm Chiều dày cánh : tC=25 mm Chiều rộng cánh : bf=420 mm Chiều dày cánh : tf=45 mm chiều cao sườn T.S PHAN QUỐC BẢO : D= 1030mm chiều cao dầm : d=1100mm V.THIẾT KẾ CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN CỦA DẦM CHÍNH: 1.Sườn Tăng Cường, hệ liên kết ngang ĐAMH TK CẦU THÉP T.S PHAN QUỐC BẢO Chỉ bố trí sườn tăng cường đứng, khơng bố trí sườn tăng cường dọc Bố trí sườn tăng cường đứng gối đầu dầm, khoảng cách 200 mm Bố trí sườn tăng cường đứng trung gian khoảng cách 1500 mm, riêng đoạn đầu dầm (từ đầu đến hệ khung ngang đầu tiên) bố trí cách khoảng 550 mm Tại sườn tăng cường đứng gối đầu tiên, bố trí hệ dầm ngang thép cán chữ I, loại dầm cánh rộng W760 x 196 Tại sườn tăng cường đứng cách khoảng 3000mm bố trí hệ khung ngang thép L100 x 100 x 10 (cho xiên ngang) Bề dày tất sườn tăng cường 14mm, kích thước lại xem hình vẽ 2.Neo chống cắt: Hình 1.4: Bố trí neo chống cắt Thiết kế loại neo hình nấm với số liệu sau : Đường kính đinh: dS = 20 mm Chiều cao: h = 230 mm ĐAMH TK CẦU THÉP T.S PHAN QUỐC BẢO Thiết kế hàng neo với khoảng cách tim neo đến mép cánh 75 mm, khoảng cách hàng neo 200 mm 3.Mối nối dầm Mối nối sử dụng bulông cường độ cao Số lượng mối nối , đặt đối xứng qua tim cầu, vị trí đặt mối nối dài dầm, cách đầu dầm 11000mm chiều Chương 2:THIẾT KẾ LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH, BẢN MẶT CẦU Ở phần thiết kế cấu tạo bố trí thép, tính tĩnh tải, khơng tính tốn nội lực tính tốn cốt thép I.LAN CAN: Cột lan can: chiều dài nhịp 37.1 m, bố trí khoảng cách cột lan can m bên cầu gồm 19 cột lan can, 18 cặp liên kết, 18 cặp tay vịn Một cột lan can tạo thép: T1 100 x 1,740 x T2 140 x 740 x T3 100 x 150 x ĐAMH TK CẦU THÉP T.S PHAN QUỐC BẢO Thể tích thép là: Thể tích thép T1: VT1 = 100 x 1,740 x =870,000 mm3 Thể tích thép T2: VT2 = 140 x 740 x =518,000 mm3 Thể tích thép T3: VT3 = 100 x 150 x = 75,000 mm3 Thanh liên kết:860 Tay3vịn: Tổng 2trọnglượng lan can toàn cầu: 140 250 15 30 650 Tính 1mm theo phương dọc cầu: 120 II.LỀ BỘ HÀNH 100 ĐAMH TK CẦU THÉP T.S PHAN QUỐC BẢO Lề hành: (tính 1mm theo phương dọc cầu) V1=1.h1.b V2=1.h2.b V3=1.h3.b V4=1.h4.b V5=1.h5.b V6=1.h6.b 162500 mm3 12000 mm4 113400 mm5 P1=V1.YC P2=V2.YC P3=V3.YC 4.0625 N 0.3 N 2.835 N 25800 mm6 P4=V4.YC 0.645 N 42000 mm7 P5=V5.YC 1.05 N 12000 mm8 P6=V6.YC 0.3 N DC3=Plancan + P1+P2+P3+P4+P5+P6 = 9.4345 N Vị trí đặt DC3: Xác định cách cân momen điểm A = 530.44mm ĐAMH TK CẦU THÉP T.S PHAN QUỐC BẢO Vậy DC3 cách mép trái đoạn 530.44 mm Chọn bố trí cốt thép mặt cầu hình sau: Thép dùng cho lề hành thép CII có Fy=280 MPa Bê tơng sử dụng có F’c=30 MPa III.BẢN MẶT CẦU Bản mặt cầu tính tốn theo sơ đồ: Bản congxon loại dầm Trong phần loại dầm đơn giản xây dựng từ sơ đồ dầm liên tục sau tính tốn dầm đơn giản xong phải nhân với hệ số kể đến tính liên tục mặt cầu Cốt thép dùng mặt cầu thép CII có cường độ Fy=280 MPa, bê tơng dùng cho mặt cầu loại bê tơng có cường độ chịu nén f’c=30 MPa Do phạm vi hẹp đồ án mơn học nên ta bố trí cốt thép mặt cầu theo yêu cầu cấu tạo hình Hình 2.4: Bố trí9thép mặt cầu ĐAMH TK CẦU THÉP T.S PHAN QUỐC BẢO CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH I.ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC 1.GIAI ĐOẠN CHƯA LIÊN HỢP ST T X Y TIẾT DIÊN DẦM THÉP CHỮ I GIAI ĐOẠN Xi+1 Y+Yi (Xi+1-X) Yi2+Yi+1.Yi+Y Yi3+Y2i+1.Yi+Yi+1.Yi2+ -X +1 (Y+Yi+1) i+12 Yi+13 -175 1100 350 2200 770000 1270500000 175 175 1100 1075 -169 2175 2150 -363350 -585901875 10 6 210 210 -210 -210 -6 1075 45 45 0 45 45 204 -420 204 1120 90 45 45 90 1120 18360 0 18360 0 1239300 0 1239300 10 1.8634 -8.39793 74358000 0 74358000 ĐAMH TK CẦU THÉP T.S PHAN QUỐC BẢO 11 -6 1075 -169 2150 -363350 -585901875 12 13 -175 -175 1075 1100 0 2175 2200 0 0 80020 101174850 Tổng Ys,tNC= Ys,bNC= INC= 1.8396 40010.00 mm A KX-X= -8.39793 0 27148525.00 (mm3) 678.54 421.46 mm 8223478538.50 mm4 2.ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC GIAI ĐOẠN 2(GIAI ĐOẠN LIÊN HỢP): a.Bề rộng có hiệu dầm Bi dầm Be Dầm trong: Chọn Dầm biên: 11 ĐAMH TK CẦU THÉP T.S PHAN QUỐC BẢO 3.Đặc trung hình học dầm trong: a.Giai đoạn liên hợp ngắn hạn (ST) Bố trí cốt thép mặt cầu φ14a200 bê tông mặt cầu có cường độ f’c=30MPa Diện tích cốt thép dọc bản: Trong đó: n số thép đoạn Bi Diện tích phần bê tơng quy đổi thép: Trong đó: n hệ số quy đổi bê tơng mặt cầu thép, phụ thuộc vào cường độ bê tông làm mặt cầu Khoảng cách từ trọng tâm bê tơng (tính phần vt) đến mép dầm thép: = Diện tích mặt cắt ngang dầm: Momen tĩnh diện tích t/d liên hợp lấy trục TH1: Khoảng cách từ trục TH1 đến trục TH2 Khoảng cách từ trục trung hoà đến mép dầm : Mép dầm thép : 12 ĐAMH TK CẦU THÉP T.S PHAN QUỐC BẢO mm Mép Mép dầm thép : bê tông: Mép bê tơng: Momen qn tính tiết diện liên hợp : IST Momen kháng uốn tiết diện liên hợp : SST 13