4-TRU CAU

TÍNH TOÁN TRỤ CẦU Các kích thước Tải trọng tónh tác dụng lên kết cấu Tại vị trí gối có lực tồn theo phương vuông góc tá c dụng  Lực theo phương dọc cầu: Trục x tọa độ  Lực theo phương ngang cầu: Trục y toạ độ  Lực theo phương đứng: Trục z toạ độ Tải trọng tác dụng xuống trụ: 1) Dầm chủ: a) Đoạn dầm cắt khấc: Diện tích tiết diện Ag1  0, 796m Trọng lượng đoạn dầm: 𝐷𝐶𝑑1 = 𝛾𝑐 𝐴𝑔1 𝐿𝑐𝑘 = 2, 32.103 0,796.0,8.2 = 3097,82𝐾𝐺 b) Đoạn dầm đặc: Diện tích tiết diện Ag  2, 2m Trọng lượng đoạn dầm: 𝐷𝐶𝑑2 = 𝛾𝑐 𝐴𝑔2 𝐿𝑑𝑎𝑐 = 2, 32.103 2,2.1,2.2 = 13001,17𝐾𝐺 c) Đoạn dầm lại: Diện tích tiết diện Ag  0, 62m Trọng lượng đoạn dầm: 𝐷𝐶𝑑3 = 𝛾𝑐 𝐴𝑔3 [𝐿 − (𝐿𝑐𝑘 + 𝐿𝑑𝑎𝑐 )] = 2, 32.103 0,63 [30 − (0,8 + 1,2)] = 38039,73𝐾𝐺 d) Tónh tải dầm chủ coi tải trọng rải suốt chiều dài dầm: DCdc  e) Bản mặt cầu: - Dầm giữa: - Dầm biên: f) Dầm ngang: DCd  DCd  DCd 3097,82  13001,17  38039, 73   1763, 48 KG / m L 30 𝑔 𝐷𝐶𝑏𝑚𝑐 = 𝛾𝑐 𝐴𝑏𝑚𝑐 = 𝛾𝑐 𝑆 ℎ2 = 2320.2,125.0,2 = 1041,25𝐾𝐺/𝑚 𝑏 𝐷𝐶𝑏𝑚𝑐 = 𝛾𝑐 𝐴𝑏𝑚𝑐 = 𝛾𝑐 𝑆 ℎ2 = 2320.2,125.0,2 = 1041,25𝐾𝐺/𝑚 𝐷𝐶𝑑𝑛 = 𝛾𝑐 g) Ván khuôn lắp gheùp: (𝐴𝑑𝑛 𝑡𝑑𝑛 ) 𝑁𝑛 (0,813.0,8) 14 = 2320 = 118,89𝐾𝐺/𝑚 𝑁𝑏 𝐿 14.30 𝐷𝐶𝑣𝑘 = 𝛾𝑐 𝑏𝑣𝑘 ℎ𝑣𝑘 = 2320.0,86.0,025 = 52,675𝐾𝐺/𝑚 h) Vách ngăn: Với dầm có chiều dài 28m, ta dùng vách đứng mỏng dày 15cm chia dầm làm khoang, khoang dài 11m Vách ngăn có tác dụng tăng độ ổn định cẩu lắp dầm 𝐷𝐶𝑣𝑛 = 𝛾𝑐 𝐴𝑣𝑛 𝑡𝑣𝑛 𝑁𝑣𝑛 0,15.2 = 2320 (1,6 − 0,56) = 25,476𝐾𝐺/𝑚 𝐿 30 i) Lan can: Từ thực tế ta có thép phần lan can tay vịn có khối lượng: 63 KN / m Ta giả thiết tải trọng lan can , lề hành qui bó vỉa truyền xuống dầm biên dầm khác , phần nằm hẩng dầm biên chịu ,còn phần nằm chia cho dầm biên dầm chịu theo tỉ lệ khoảng cách từ điểm đặt lực đến dầm - Phần nằm hẩng: 𝑃1 = 0,58.0,3 𝛾𝑐 + 0,08.0,475 𝛾𝑐 + 63 = 0,58.0,3.2320 + 0,08.0,6.2320 + 63 = 606,9𝐾𝐺/𝑚 - Phần nằm trong: 𝑃2 = 0,28.0,25 𝛾𝑐 + 0,08.0,6 𝛾𝑐        = 0,28.0,25.2320 + 0,08.0,6.2320 = 282,98𝐾𝐺/𝑚 Suy ra: Dầm giữa: P2 g  Dầm biên: P2b  d e  0,125 0, 438  0,125 P2  282,98  41, 68KG Sn 2,125 Sn  de  0,125 2,125  0, 438  0,125 P2  282,98  241,3KG / m Sn 2,125 Vậy Dầm bieân: DC3b  P1  P2b  606,9  241,3  848, KG / m Dầm giữa: DC3g  P2 g  41, 68 KG / m k) Lớp phủ mặt cầu tiện ích công cộng: Lớp phủ bêtông Atfan: DW1  h1. 1.Sn  0,07.2400.2,125  357 KG / m Lớp phòng nước: DW2  h '  ' S n  0, 004.1800.2,125  15,3KG / m Tiện ích trang thiết bị cầu: DW3  5KG / m Vaäy DW  DW1  DW2  DW3  357  15,3   377,3KG / m l) Tổng cộng: - Dầm Giai đoạn chưa liên hợp mặt cầu: DCdc  DCdc1  DCvn  1763, 48  25, 476  1788,96 KG / m Giai đoạn khai thác: đỗ mặt caàu: g DCg  DCdc  DCbmc  DCdn  DClcg  DCvk  DCvn  1788,96  1041, 25  50, 68  41, 68  2950, 04 KG / m DWg  377,3KG / m - Dầm biên Giai đoạn chưa liên hợp mặt cầu: DCdc  DCdc1  DCvn  1763, 48  25, 476  1788,96 KG / m Giai đoạn khai thác: đỗ mặt cầu: b DCb  DCdc  DCbmc  DCdn  DClcb  DCvk  DCvn  1788,96  1041, 25  118,89  52, 68  848,  3849,98 KG / m DWb  373,3KG / m Hoạt tải HL-93 1) Xe tải thiết kế: Xe tải thiết kế: gồm trục trước nặng 35 KN , hai trục sau trục nặng 145KN, khoảng cách trục trước 4300mm, khoảng cách hai trục sau thay đổi từ 4300 – 9000 mm cho gây nội lực lớn nhất, theo phương ngang khoảng cách hai bánh xe 1800mm 2) Xe hai trục thiết kế: Xe hai trục: gồm có hai trục, trục nặng 110KN, khoảng cách hai trục không đổi 1200mm, theo phương ngang khoảng cách hai bánh xe 1800mm 3) Tải trọng làn: Tải trọng làn: bao gồm tải trọng rải 9,3N/mm xếp theo phương dọc cầu, theo phương ngang cầu tải trọng phân bố theo chiều rộng 3000mm, tải trọng xe dịch theo phương ngang để gây nội lực lớn 4) Sơ đồ xếp tải:: Ta tính đđược tung độ đường ảnh hưởng: Đối với xe trục: Kí hiệu Tung độ y y1 0.21 y2 0.36 y3 0.5 y4 0.86 y5 0.71 Đối với xe trục: Kí hiệu y y1 y2 y3 Tung độ 0.96 0.5 0.46 Diện tích đường ảnh hưởng:  = 0,5.30000.1 = 15000 mm Phản lực gối xe tải truïc: RTR(2)  145.0, 21  145.0,36  35.0,5  145.1  145.0,86  35.0, 71  394,7 KN Phản lực gối xe tải trục: RTR(1)  145.1  145.0,86  35.0,71  222,05KN Phản lực gối xe tandem: Rtadem  110.(1  0,96)  215,6KN Phản lực gối tải trọng gây ra: Rlane  9,3.2.15  279KN Phản lực gối người gây ra: R PL  3.2.15  90KN Ta có bảng tổng kết phản lực gây hoạt tải: Tải trọng xe truïc xe truïc xe truïc Làn Tải trọng người Ri(KN) 394.7 222.05 215.6 279 90 So sánh tổ hợp hoạt tải gây ra: Tổ hợp 1: R  0,9  R lane  RTR (2)   R PL  0,9  279  394,   90  696,33KN Tổ hợp 2: R   Rlane  Rtadem   R PL   279  215,   90  584, KN Tổ hợp 3: R  Rlane  RTR(1)  R PL  279  222,05  90  591,05KN Ta có bảng tổng kết tổ hợp tải trọng: Thông số Tổ hợp Tổ hợp Tổ hợp R 696.33 584.6 591.05 KN KN KN KN Chọn tổ hợp để tính toán tổ hợp cho phản lực gối lớn mômen nhỏ, tổ hợp cho phản lực gối nhỏ mômen lớn Do ta xét đồng thời trường hợp Xếp hoạt tải theo phương ngang cầu để xác định nội lực lớn ( xét trạng thái giới hạn sử dụng) a) Trường hợp 1: ( Gối 1) Ta tính tung độ đường ảnh hưởng gối 1: Thông số y1 Tung độ 1.36 y2 y3 0.79 0.51 Diện tích đường ảnh hưởng: + Đối với tải trọng làn: lan = 666,56 mm + Đối với tải trọng người: Pl = 1290 mm Nội lực hoạt tải gây cho goái 1:  LL = V lane  V TR (2) m = 0.65  LL m.Rlane  1.0, 65.279.666,56   40, 29 KN 3000 3000   LL m 1  IM  RTR (2) 0,5. yi  1.0, 65.(1  0, 25).394, 7.0,5.0,51  81, 78KN V TR (1)   LL m 1  IM  RTR (1) 0,5. yi  1.0, 65.(1  0, 25).222, 05.0,5.0,51  46, 01KN  PL m.R PL  1.0, 65.90.1290  62,89 KN 1200 1200 V TH  0,9.(V lane  V TR )  V PL  0,9.(40, 29  84, 78)  62,89  172, 75 KN V PL     V TH  V TR  V lane  V PL 0,5  80, 78  (40, 29  62,89)  133,37 KN b) Trường hợp 2: ( Gối )p dụng công thức tương tự trường hơp1 ta có: Ta tính tung độ đường ảnh hưởng gối 1: Thông số y1 y2 y3 y4 y5 Tung độ 0.21 0.29 0.58 0.58 0.29 Diện tích đường ảnh hưởng: + Đối với tải trọng làn: lan = 967,75 mm + Đối với tải trọng người: Pl = 45,94 mm Nội lực hoạt tải gây cho goái 2:  LL = m = 0.65 V lane  V TR (2)  LL m.Rlane  1.0, 65.279.967,5   58,94 KN 3000 3000   LL m 1  IM  RTR (2) 0,5. yi  1.0, 65.(1  0, 25).394, 7.0,5.(0,58  0,58)  186 KN V TR (1)   LL m 1  IM  RTR (1) 0,5. yi  1.0, 65.(1  0, 25).222, 05.0,5.(0,58  0,58)  104, 64 KN  PL m.R PL  1.0, 65.90.45,94  2, 24 KN 1200 1200 V TH  0,9.(V lane  V TR )  V PL  0,9.(58,94  186)  2, 24  222, 28 KN V PL     V TH  V TR  V lane  V PL 0,5  168  (58,94  2, 24)  216,365KN c) Trường hợp 3: (Gối 3) Ta tính tung độ đường ảnh hưởng gối 1: Thông số y1 y2 y3 y4 Tung độ 0.29 0.58 0.58 0.29 Diện tích đường ảnh hưởng: + Đối với tải trọng làn: lan = 967,75 mm + Đối với tải trọng người: Pl = mm Nội lực hoạt tải gây cho gối 3:  LL = m = 0.65  1.0, 65.279.967,5  58,94 KN 3000 3000   LL m 1  IM  RTR (2) 0,5. yi  1.0, 65.(1  0, 25).394, 7.0,5.(0,58  0,58)  186 KN V lane  V TR (2)  LL m.R lane  V TR (1)   LL m 1  IM  RTR (1) 0,5. yi  1.0, 65.(1  0, 25).222, 05.0,5.(0,58  0,58)  104, 64 KN   PL m.R PL  1.0, 65.90.0   KN 1200 1200 V TH  0,9.(V lane  V TR )  V PL  0,9.(58,94  186)   220, 04 KN V PL   V TH  V TR  V lane  V PL 0,5  168  (58,94  0)  215, 245KN Ta có bảng tổng kết cho trường hợp: Thông số Vlan Vtr2 Vtr1 Vpl Vth1 Vth2 GỐI 40.29 81.78 46.01 62.89 172.75 133.37 GOÁI 58.49 186 104.64 2.24 222.28 216.365 GOÁI 58.49 186 104.64 220.04 215.245 1) Lực hãm xe (BR): Lực hãm xe đựơc truyền từ kết cấu xuống trụ qua gối đỡ Tuỳ theo loại gối cầu dạng liên kết mà tỉ lệ truyền lực ngang xuống trụ khác Do tài liệu tra cứu ghi chép tỉ lệ ảnh hưởng lực ngang xuống trụ nên tính toán, lấy tỉ lệ truyền 100% Có nghóa toàn lực ngang gây lực hãm xe truyền hết xuống gối cầụ Điểm đặt lực hãm xe cao độ gối cầu trụ thiết kế Lực hãm lấy 25% trọng lượng trục xe tải hay xe hai trục thiết kế cho đặt tất thiết kế chất tải theo quy trình coi chiều Các lực coi tác dụng theo chiều nằm ngang cách phía mặt đường 1800mm theo hai chiều dọc để gây hiệu ứng lực lớn Tất thiết kế phải chất tải đồng thời cầu coi chiều tương lai Phải áp dụng hệ số quy định điều 3.6.1.1.2 Lực hãm xe tác dụng phân bố cho goái BR  25%.Ptr m.n  0, 25.(35  145  145).1.2  162,5KN Khoảng cách từ mặt cầu đến mặt xà mũ:  70  200  800  1074mm Tại gối tựa lực hãm tạo cặp lực: Lperp  162,5 /  26, 41KN Và mômen M perp  26, 41.(1, 074  1,8)  75,9 KN m gối Mômen mặt cắt đỉnh bệ M y  162,5.(1, 074  1,8  1,  5,3)  1046,53KN m 2) Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu thượng tầng ( WSsup ) Diện tích hứng gió bxh xác định sau: b  Ltt  30,07m h  hlc  hbmc  hdc  1, 424  0,  1,6  3, 224m  Aw sup  30, 07.3, 224  98,98m p lực gió PB xác định sau: PB  0, 0006.V Cd  1,8( KN / m ) Tốc độ gió VB giả sử lấy vùng tốc độ gió VB  59m / s, S   V  VB S  59m / s Trong đó: VB - Tốc độ gió giật giây với chu kỳ xuất 100 năm thích hợp với vùng tính gió có đặt cầu nghiên cứu S : hệ số điều chỉnh khu đất chịu gió độ cao mặt cầu Cd : Hệ số cản phụ thuộc vào tỉ số b/d Trong đó: b = Chiều rộng toàn cầu bề mặt lan can (mm) d = Chiều cao kết cấu phần bao gồm lan can đặc, có (mm) Quy định lấy hệ số tối thiểu 0.9 Trong bài, ta lấy hệ số cản gió =1,2 Hệ số cản Cd  1,  PB  0, 0006.(59) 1,  2,5  1,8 Giả sử mặt hứng gió vuông góc phương gió, gió ngang là:  Lực gioù WSsup  PB Aw sup  2,5.98,98  248, 44 KN Lực gió theo phương dọc Tại gối tựa lực gió tạo lực: Lpar  WSsup  248, 44  31, 055 KN Ngoài lực gió WSsup đặt lệch tâm so với mặt xà mũ( xác trục dầm xà mũ) là: h hlc  hbmc  hdc 1, 424  0,  1,    1, 612m 2 Nên tạo mômen làm xoắn mặt cắt ngang cầu gối có trị soá M red  1,612.248, 44  400, 49KN m Thành phần mômen tạo phản lực hướng lên cho gối tựa 1, 2, 3, hướng xuống cho gối tựa 5, 6, 7, Xác định phản lực thông qua việc giả thiết mặt cắt ngang có độ cứng lớn vô tác dụng mômen xoắn M red Khi phản lực gối thứ i xác định sau: Vi  M red xi  xi Trong đó: xi khoảng cách hai tim dầm thứ i với quy tắc đánh số đối xứng Ta có khoảng cách gối là: x1= x2= x3= x4 = 14.875 10.625 6.375 2.125 m m m m Tổng bình phương khoảng cách gối là: x i  14,8752  10, 6252  6,3752  2,1252  379,31m Nội lực tải trọng gió tác dụng xuống goái: 139, 25.14,875  15, 71KN 379,31 139, 25.10, 625 V2  V7   11, 22 KN 379,31 139, 25.6,375 V3  V6   6, 73KN 379,31 139, 25.2.125 V4  V5   2, 24 KN 379,31 V1  V8  Mômen mặt cắt đỉnh bệ M x  248, 44.(1,662  1,  5,3)  748,3KN.m 5) Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu hạ tầng ( WS sub  WScap  WScol ) WScap  PB Acap  2,51.1, 4.1,  5, 62 KN ( tác dụng lên xà mũ) WScol  PB Dcol  2,51.1,  3,51KN / m ( phân bố theo chiều cao thân trụ) WS sub  WScap  WScol  5, 62  3,51.5,3  24, 22 KN Mômen gối M wssu b  M wscap  M wscol  5, 62.1, 4.0,5  3,51.5,3.(5,3.0,5  1, 4)  83, 21KN m Mômen mặt cắt đỉnh bệ M x  5,62.(1, 4.0,5  5,3)  3,51.5,3.5,3.0,5  83,02 KN.m 6) Taûi trọng gió tác dụng lên xe ( WL ) Theo A3.8.1.3, xét tổ hợp tải trọng cường độ III, phải xét tải trọn g 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 đặt 1.8m mặt đường Chiều dài tham gia tải trọng gió tác dụng lên xe lấy chiều dài dầm tác dụng lên trụ L  30,07m WLpar  1,5.30, 07  46, 05 KN DPL TỔNG 0.75 47.1675 1465.4 46.1025 1432.42 2) Thiết kế cốt thép a) Kiểm tra theo TTGH CĐ: Thép chịu mômen âm M u  2044,78KN m Mu 2044, 78  2271,98KN m  0.9 ds  h  50mm  1400  50  1350mm Sức kháng danh định M n   Chiều cao vùng nén: a  ds  ds2  2.M n 2.2271,98.106  1350  1350   41,9mm 0,85 f c' b 0,85.30.1600 Kiểm tra điều kiện amax 0, 003.2.105  0, 75.ab  0, 75.0,85 .1350  586, 79mm  a  41,9mm 0, 003.2.105  420 Diện tích cốt thép: As  0,85 f c' a.b 0,85.30.41,9.1600   4070, 29mm2 fy 420 Ta choïn 32 20  As  32.314  10048mm Kiểm tra điều kiện cốt thép tối thieåu: As (min)  0, 03.b.h f c' / f y  0, 03.1600.1400.30 / 420  4800mm  As Đạt b) Kiểm tra chịu cắt: Khả chịu cắt thép đai xem nhỏ góc nghiêng vết nứt   450   , để đơn giản thiết kế lực cắt, bước thép đai tính trường hợp Xác định cánh tay đòn d v Chiều cao vùng nén ta xác định toán thiết kế thép dọc a  41,9mm Xác định chiều cao chịu cắt hữu hiệu d v a 41,9   d ps  1350    dv  max 0,9.d ps  max 0,9.1350  1314,3mm  0, 72.1400 0, 72.h    Khaû chịu cắt bê tông: Vc  0,083. f 'c b w d v Trong  hệ số khả bêtông bị nứt chéo f 'c cường độ chịu nén bêtông bw bề rộng bụng hữu hiệu lấy bề rộng bụng nhỏ chiều cao dv d v chiều cao chịu cắt hữu hiệu Vc  0, 083.2 f c' b.d v  0, 083.2 30.1600.1314,3  1933436, 97 N Yeâu cầu khả chịu cắt thép đai: Vs  Vn  Vc  Vu   Vc  2091,86.103  1933436,97  390851,923 N  390,85 KN 0,9 Duøng đai có đường kính 16 nhánh, diện tích thép đai Av  4.201,1  804, 4mm Khoảng cách yêu cầu thép đai theo tính toán: Av f y dv cot g 804, 4.420.1314,3.1 s  Vs 390851,923  708, 75mm Chọn s  150mm để bố trí Kiểm tra theo điều kiện cấu tạo  A v fvy   0,083 fc' b w  Vu  S  min 0,8.d v ;600 mm neáu  0,1 ' fc b w d v   Vu min 0,4.d v ;300 mm neáu  0,1  fc' b w d v Trong ta có Av f vy ' c 0, 083 f bw  804, 4.420  464.48mm 0, 083 30.1600 Vu 2091860   0, 033  0,1 f bw d v 30.1600.1314,3 ' c Vaäy 708, 75mm S    600mm min  0,8.dv ;600mm    0,8.1314,3;300mm  Ta chọn bước cốt đai S  150mm Thiết kế trụ Ta đưa tất tải trọng trọng tâm đỉnh bệ trụ Tiết diện trụ chọn vát cạnh theo bán kính nửa chiều rộng thân trụ, tính toán quy đổi tiết diện hình chữ nhật để gần với mô hình tính toán theo lý thuyết Cách quy đổi hình chữ nhật có chiều rộng chiều rộng trụ, chiều dài lấy giá trị cho có momen quán tính tương đương 1, 4.L  5, 6.1,  3,14.0,  L  9,  6, m 1, Tónh tải a) DC KÍ HIỆU NHỊP TRÁI NHỊP PHẢI XÀ MŨ DC(KCPD) TRỤ TỔNG DC(KCPT) V(KN) 4551.52 4551.52 876.78 1819.59 11799.41 Hx(m) 0 0 Hy(m) Mx(KN.m) My(KN.m) 0 -1706.82 0 1706.82 0 0 0 0 a) DW KÍ HIỆU DW NHỊP TRÁI NHỊP PHẢI TỔNG V(KN) 454.56 454.56 909.12 Hx(m) 0 Hy(m) 0 Mx(KN.m) My(KN.m) -170.46 170.46 0 Hoạt tải a) Theo phương dọc cầu (ta đặt nhịp để My lớn nhất) THÔNG R V SỐ Rtrái Rphải (1+IM) (KN) Laøn 116.98 116.98 233.96 233.96 xe 400.6 1178.2 1973.5 1973.5 xe 1178.2 1472.75 1472.75 PL 125.78 125.78 125.78 TH1 465.822 1291.442 2112.494 2112.494 TH3 459.09 1299.58 2153.37 2153.37 Giá trị thiết kế 2153.37 X (m) 0.375 0.375 0.375 0.375 0 Hy (KN) 0 0 0 My (KN.m) 364.5 552.28 47.17 544.222 575.865 575.865 b) Theo phương ngang cầu Ta đặt tải cho lệch tâm nhiều để Mx lớn ta xếp lệch tâm: Ta có sơ đồ xếp tải: Ta tính tung độ đường ảnh hưởng: Tải trọng y1 y2 y3 y4 y5 y6 Goái 1.36 0.79 0.51 0 Goái 0.206 0.49 0.66 0.38 0.15 0.1 Goái 0.34 0.85 0.9 0.25 0 Goái 0.75 0.74 0 0 Goái 1.350175 Goái 1.55318 Diện tích đường ảnh hưởng tải trọng làn: Tải trọng A Gối 0.66597 Gối 1.923318 Diện tích đường ảnh hưởng tải trọng người: Tải trọng A Goái 1.2986 Goái Goái Goái Phản lực gối chưa nhân hệ số phân bố ngang: ( Ta lấy phản lực tải trọng xe chia xếp theo phương ngang cầu) Tải trọng xe trục xe trục xe trục Làn Tải trọng người Ri(KN) 197.35 111.025 107.8 279 90 Bảng tổng hợp hệ số phân bố ngang: Tải trọng xe Làn Người Gối 0.51 0.66597 1.2986 Goái 1.15 1.923318 Goái 1.44 1.350175 Gối 0.75 1.55318 Phản lực sau nhân hệ số phân bố ngang: Tải trọng xe Làn Người Gối 100.6485 185.80563 116.874 Gối 226.9525 536.605722 Goái 284.184 376.698825 Goái 148.0125 433.33722 Goái 5.31 1509.01704 2000.270761 Goái 7.44 1101.213 3224.028917 Mômen Mx hoạt tải gây gối: Tải trọng e xe Làn Người Goái 1.06 106.68741 196.9539678 123.88644 Goái 3.19 723.978475 1711.772253 Tổng mômen Mx tác dụng đỉnh bệ trụ: Mx = 1,25.(106.68+723,97+105,02+1101,2)+196,95+1711,77+2000,27 +224,03,123,88 =11558,03 KN.m Lực hãm phanh BR BR V(KN) Hx(KN) 211.25 Hy(KN) Mx(KN.m) My(KN.m) 2038.56 Tải trọng gió KCPT V(KN) Hx(KN) Hy(KN) 248.44 Mx(KN.m) My(KN.m) 748.3 KCPD HOAÏT TAÛI 0 24.22 83.02 0 46.05 440.88 Lực đẩy nổi, áp lực dòng chảy Lực đẩy P dòng chảy V(KN) -405.7 Hx(KN) Hy(KN) 0 6.6 V(KN) Hx(KN) Hy(KN) 3952.85 Mx(KN.m) My(KN.m) 0 6.93 Lực va tàu Ps Mx(KN.m) My(KN.m) 11858.55 Tổ hợp tải trọng mặt cắt đỉnh móng + Tải trọng chưa nhân với hệ số tải trọng: Tên tải trọng Tónh tải Tónh tai chất thêm Hoạt tai + xung kích Lực hãm phanh Tải trọng gió dọc Tải gió ngang TT Tải gió ngang HT Lực đẩy Lực va tàu Kí V hiệu (KN) DC 11799.41 DW 909.12 LL+IM 2153.37 BR WS WL WL WA -405.7 CV Hx (KN) 0 211.25 0 0 Hy Mx (KN) (KN.m) 0 0 0 0 0 248.44 748.3 24.22 83.02 6.6 6.93 3952.85 11858.55 My (KN.m) 0 575.865 2038.56 0 0 + Các hệ số sử dụng trạng thái giới hạn: Tên tải trọng Ký hiệu CĐI CĐII CĐIII SD ĐB Tónh tải DC 1.25 0.90 0.90 1.00 0.90 Tónh tải chất thêm DW 1.50 0.65 0.65 1.00 0.65 Hoạt tải+ xung kích LL+IM 1.75 1.75 - 1.00 0.50 Lực hãm xe BR 1.75 1.75 - 1.00 0.50 Tải trọng gió dọc lên HT WS - - - - - Tải trọng gió ngang lên KC WL - - 1.40 0.30 - Tải trọng gió ngang lên HT WL - - - 1.00 - Lực đẩy nổi, áp lực nước WA 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Tải trọng va tàu CV - - - - 1.00 + Tổ hợp tải trọng nhân với hệ số tải trọng: Tên tải trọng N(KN) Hx(KN) My(KN.m) Hy(KN) Mx(KN.m) CÑ1 9475.64 369.6875 4575.243 6.6 20233.48 CÑ2 4573.09 369.6875 4575.243 6.6 20233.48 CÑ3 8004.6 0 354.416 1054.55 SD ÑB 4456.2 11881.3 211.25 105.625 2614.42 1307.21 105.352 3959.45 11872.47 17644.49 Thiết kế cốt thép theo TTGH CĐI a) Theo phương dọc cầu Kiểm tra độ mảnh cột: Diện tích tiết diện: F  b.h  10203,14.1400  14, 28.106 mm2 Mômen quán tính theo phương y: J  Bán kính quán tính: r  b.h3 10203,14.14003   2,33.1012 mm4 12 12 J 2,33.1012   404,15mm F 14, 28.106  K L   2,1.5300      27,53  22  r   404,15  Trong đó: K : hệ số phụ thuộc vào điều kiện liên kết đầu cột ( K  2,1 ) L : chiều dài thân trụ Thiết kế cột phải xét đến ảnh hưởng độ mảnh Mômen khếch đại ảnh hưởng độ mảnh M c  b M 2b   s M s Xác định  b b  Cm 1 P 1 u .Pe Đối với trụ cầu xem dạng kết cấu không giằng theo phương dọc, Cm  Xác định lực Euler Pe theo công thức:  EJ Pe   K L  Độ cứng Ec I g EJ  2,5  d Ec  26750 MPa M  d  DC  DW  , moâmen theo phương dọc tónh tải M total Ec I g 26750.2,33.1012 2,5  EJ    2, 6.1016 N mm2  d 2,5  Pe   EJ  K L   3,142.2, 6.1016  2,1.5300   2, 07.109 N Cm   1, 00001  Pu 19475640  1 0, 75.2, 07.109  Pe  s   b  1, 00001  b   M c   b  M 2b  M s    b M u  1, 0001.4575, 24  4575, 29 KN m Thieát keá toán cột ngắn có : Pu  19475,64KN , M c  4575, 29KN.m Chiều cao có hiệu tiết diện d  1400  75  1325mm Chiều cao vùng nén trạng thái phá hoại cân baèng : ab  0, 003.Es 0, 003.200000 1.d  0,85.1325  143, 44mm f y  0, 003.Es 420  0, 003.200000 Cường độ nén thép trạng thái phá hoại cân : ab  1.d ' 202,5  0,85.50 ' f s  0, 003 ab Es  0, 003 202,5 200000  474, 07  420 MPa Do f s'  f y  420MPa Sức kháng thiết kế trạng thái phá hoại cân baèng : Pb   Pn    0,85 f c' ab b   0, 75  0,85.30.143, 44.6700   27990,17 KN  Pu  19475, 64 KN cấu kiện phá hoại nén, xác định lượng cốt thép thông qua phương trình Whitney    As' f y b.h f c'  Pu      e 3.h.e    0,5  1,18 d2  d  d'  Trong e M u 4575, 24  1000  230mm Pu 19475, 64    As' 420 6700.1400.30   19475.64  0, 75    230 3.1400.230    0,5  1,18 13502  1350  50   As'  As  403851, 41mm Ta bố trí thép theo cấu tạo Ta chọn  20a150 a) Theo phương ngang cầu Kiểm tra độ mảnh cột: Diện tích tiết diện: F  b.h  1400.10203,14  14, 28.106 mm2 Moâmen quán tính theo phương y: J  Bán kính quán tính: r  b.h3 1400.10203,143   1, 23.1014 mm4 12 12 J 1, 23.1014   2945,39mm F 14, 28.106  K L   1, 2.5300      2,16  22  r   2945,39  Trong đó: K : hệ số phụ thuộc vào điều kiện liên kết đầu cột ( K  1, ) L : chiều dài thân trụ Thiết kế cột không xét đến ảnh hưởng độ mảnh Thiết kế toán cột ngắn có : Pu  19475,64 KN , M u  12696,8KN.m Chieàu cao có hiệu tiết diện d  10153,14  75  10103,14mm Chiều cao vùng nén trạng thái phá hoại cân : ab  0, 003.Es 0, 003.200000 1.d  0,85.10103,14  1078, 77 mm f y  0, 003.Es 4200  0, 003.200000 Cường độ nén thép trạng thái phá hoại cân : ab  1.d ' 1078, 77  0,85.50 ' f s  0, 003 ab Es  0, 003 997,5 200000  576,36  420MPa Do f s'  f y  420MPa Sức kháng thiết kế trạng thái phá hoại cân : Pb   Pn    0,85 f c' ab b   0, 75  0,85.28.1078, 77.1400   28884, 07 KN  Pu  19475, 64 KN cấu kiện phá hoại nén, xác định lượng cốt thép thông qua phương trình Whitney    As' f y b.h f c'  Pu      e 3.h.e    0,5  1,18 d2  d  d'  Trong e M u 12696,8  1000  650mm Pu 19475, 64    As' 420 6700.1400.30   19475.64  0, 75    650 3.1400.650    0,5  1,18 13502  1350  50   As'  As  419337, 6mm Ta bố trí thép theo cấu tạo Ta chọn Ø20a150 Thiết kế cốt thép theo TTGH ĐB Ta tính toán tương tự kết THEO PHƯƠNG DỌC CẦU P (KN) M (KN.m) ab (mm) Pb (KN) As=As' (mm2) 11881,4 1307,21 143,44 27990,17 -416086,86 THEO PHƯƠNG NGANG CẦU P (KN) M (KN.m) ab (mm) Pb (KN) As=As' (mm2) 11881,4 12696,8 1078,77 28884,07 -412749,9 Vậy ta bố trí thép theo cấu tạo Ø20a150 Thiết kế cốt đai kiểm tra lực cắt theo TTGH ĐB Khả chịu cắt dầm phải thoả mãn: Vu  .Vn Trong Vu lực cắt ngoại lực tác dụng hệ số sức kháng Vn sức kháng cắt dầm  Sức kháng cắt dầm Vn  Vc  Vs Trong Vc sức kháng cắt bêtông Vc  0,083  f `c b w d v Trong  hệ số khả bêtông bị nứt chéo f c' cường độ chịu nén bêtông bw bề rộng bụng hữu hiệu lấy bề rộng bụng nhỏ chiều cao d v d v chiều cao chịu cắt hữu hiệu  Vs khả chịu cắt cốt đai A v f vy d v Vs  S Trong A v : diện tích cốt thép đai chịu cắt cự ly S f vy : cường độ chịu cắt cốt đai d v : chiều cao chịu cắt hữu hiệu S : cự ly cốt thép đai 1) Thiết kế cốt đai cho thân trụ theo phương ngang cầu có H y (max) Khả chịu cắt thép đai xem nhỏ góc nghiêng vết nứt   450   , để đơn giản thiết kế lực cắt, bước thép đai tính trường hợp Thép chịu mômen M x  12696,8KN m Mu 12396,8  144107,56 KN m  0.9 ds  h  75mm  10153,14  75  10153,14mm Sức kháng danh định M n   Chiều cao vùng nén: a  ds  ds  2.M n 144107,56.106  10153,14  10153,14   38,99mm 0,85 f c' b 0,85.30.1400 Kieåm tra điều kiện amax  0, 75.ab  0, 75.0,85 0, 003.2.105 10153,14  809, 07 mm  a  38,99mm 0, 003.2.105  420 Xác định chiều cao chịu cắt hữu hiệu d v a 38,99   d ps  10153,14    dv  max 0,9.d ps  max 0,9.10153,14  10133, 64 mm  0, 72.6700 0, 72.h    Khả chịu cắt bê tông: Vc  0,083. f 'c b w d v Trong  hệ số khả bêtông bị nứt chéo f ' c cường độ chịu nén bêtông b w bề rộng bụng hữu hiệu lấy bề rộng bụng nhỏ chiều cao dv d v chiều cao chịu cắt hữu hiệu Vc  0, 083.2 f c' b.d v  0, 083.2 30.1400.10133, 64  12899186, 21N Yêu cầu khả chịu cắt thép đai: Vs  Vn  Vc  Vu  Vc  4232,11.103  12899186, 21  8196841, 77 N 0,9  Vaäy ta bố trí cốt đai theo cấu tạo Ø16a150