thiết kế cầu theo đà giáo di động

Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động CHƯƠNG 1: CẤU TẠO SƠ BỘ Tiết diện ngang Chiều cao hộp (H): L2 = [ 20 ÷ 30] (dùng cho loại dầm có chiều cao không đổi) H L2=40m : chiều dài nhòp ⇒ H = [ 2m ÷ 1,3m ] Chiều dài phần côngsol BMC (C): Chiều dài C hợp lý cân momen nhòp gối dầm liên tục xét tiết diện 1m dãi BMC C= W Chiều dầy nắp thay đổi từ mỏng đến dầy theo tiết diện đầu mút congsol đến gối, thông thường lấy khoảng 175mm > 250mm Ta chọn vò trí dầy 600, vò trí mỏng 250 Chiều dày sườn, phận chòu cắt, có bề rộng đủ cho việc đổ vàđầm betông, đủ để đặt bó cáp DUL, lấy theo công thức: max 350 ÷ 400 ≥ 3d ong gen Ta chọn chiều dày sườn thay đổi : + Vò trí gối (max): 1000 + Vò trí nhòp (min):500 Chiều dày đáy : max 180 ≥ 3d ong gen chọn : 250 13500 508 5916 508 1950 2200 250 3284 432 1000 3460 6324 MẶT CẮT GIỮA NHỊP Trang 1000 432 3284 Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động 13500 3284 996 942 4940 490 996 3460 475 3284 957 6324 MẶT CẮT TẠI GỐI Hình : Tiết diện ngang dầm hộp Ngoài phải chọn kích thước dầm ngang để giữ ổn đònh cho vách dầm hộp, chòu lực tập trung truyền từ kết cấu nhòp xuống trụ cầu + Dầm ngang nhòp có tác dụng cấu tạo: giữ ổn đònh sừơn dầm, ta đặt theo cấu tạo Kích thước 2200 x 300 + Dầm ngang gối kiểm toán chặt chẽ theo trạng thái GH, để đảm bảo làm việc an toàn Kích thước 2200 x 2000 300 2200 2200 2000 dầm ngang trụ dầm ngang nhòp Hình : Tiết diện dầm ngang Trang Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động CHƯƠNG 4: BIỆN PHÁP THI CÔNG Thi công dầm cầu dẫn hệ MSS - - Lắp dựng hệ trụ đỡ giàn MSS vò trí trụ cầu thi công xong, thử tải hệ trụ đỡ khối bê tông đúc sẵn có tổng tải trọng 1,4 tải trọng tính toán cho hệ đỡ Lắp dựng hiệu chỉnh giàn MSS (hệ ván khuôn ngoài, thử tải hệ giàn) Cân chỉnh ván khuôn thành ngoài, cánh dầm Lắp đặt cốt thép đáy dầm hộp, cốt thép tường ngăn, cốt thép tường Lắp dựng ván khuôn Lắp đặt cốt thép, ống gen cho toàn dầm Kiểm tra hiệu chỉnh lần cuối, nghiệm thu ván khuôn, cốt thép, ống gen Đổ bê tông dầm Bảo dưỡng bề mặt bê tông vừa đổ Sau bê tông đạt cường độ cho phép (khoảng 02 ngày) tiến hành tháo ván khuôn trong, cẩu xuống mặt đất, gia công chuẩn bò cho đoạn Sau có kết nén mẫu bê tông, căng kéo cáp ngang, cáp dọc Di chuyển hệ giàn MSS đến nhòp dầm Trang Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động TÍNH TOÁN CHI TIẾT CHƯƠNG 1: BẢN MẶT CẦU Bản mặt cầu phần nắp dầm hộp đổ lúc với dầm hộp Bêtong sử dụng betông cấp 45 có pha thêm phụ da để đông cứng nhanh nhằm làm tăng tiến độ thi công Nhận xét : − Khoảng cách dầm ngang lớn (>20m) => BMC làm việc theo phương ngang cầu Ta xét dãi dài 1m theo phương dọc cầu − Mô hình hóa kết cấu hệ khung để tính toán thiết kế cốt thép làm việc theo phương ngang cho toàn mặt cắt ngang dầm hộp − Xem toàn hệ khung kê lên gối có tiết diện tính toán tiết diện nguy hiểm : mặt cắt nhòp ( tiết diện nhòp có chiều dầy vách mỏng ) 13500 11700 400 1% 1600 2200 350 250 1400 432 1000 3460 1000 432 6324 Hình : Mặt cắt ngang Để đơn giản tính toán, ta quy đổi cánh dạng có tiết diện đều: Việc quy đổi chiều dày cánh dựa tương đương tiết diện, đồng thời giữ nguyên bề rộng cánh, chiều dày quy đổi tính theo công thức : 4780600 = 354mm 13500 − Chiều cao mặt cắt ngang quy đổi: 1600 + 354 = 1954mm − Chiều dày cánh quy đổi: Ở ta không cần quan tâm tới chiều cao tiết diện bò thay đổi mục đích qui đổi để đưa mô hình tính toán dạng khung, để tính đặc trưng hình học Trong đó: 4780600 diện tích phần nắp mô tả hình (mm2) Trang Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động 2200 1600 600 (S)=4780600mm2 Hình : Diện tích nắp (phần gạch chéo) 6491 3504 1652 250 1954 1600 354 3504 499 5864 Hình : Tiết diện sau qui đổi Sơ đồ tính sau : 6491 3504 1652 3504 2932 2932 Hình : Sơ đồ tính mặt cầu Tải trọng tác dụng : 1.1 Tải trọng TTGH CĐ : a.Tỉnh tải : Trọng lượng thân kết cấu (DC): • Phần trên: DC = S1.γ = 354.1000.2,5.10−5 = 8,85 N / mm b1 bt • Phần sườn : DC s = S γ bt = 508.1000.2, 5.10 −5 = 12, N / mm • Phần ñaùy : DC b = S3 γ bt = 250.1000.2, 5.10 −5 = 6, 25 N / mm Trang Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động Tải trọng lớp phủ (DW): Lớp phủ BT nhựa dày trung bình 70mm, trọng lượng lớp phủ tác dụng lên BMC dạng lực phân bố: DW = 70.1000.γ DW = 70.1000.2, 25.10 −5 = 1, 575 N / mm S1 297 S2 156 224 S2 q1 100 276 S2 q2 q3 207 200 1000 193 200 1400 Hình : Lề hành, bó vỉa, dãi phân cách cột lan can nặng F γ s l = 4800.7,85.10 −5.660 = 248, 688 N Khoảng cách cột lan can 1650mm => tải trọng phân bố coät lan can: F γ s l 4800.7,85.10−5.660 = = 0,150 N/mm Ltt 1650 -TLBT cuûa lan can (2 thanh): 2.q1=2.0,117 = 0.234 N/mm Vaäy : Plcan = (TLBTcot + TLBTthanh ).1m = (0,15 + 0, 234).1000 = 384 N -TLBT lề hành truyền xuống BMC qua điểm trọng tâm bó vỉa : P1 = 1000.100.1000.2,5.10−5 = 1250 N -TLBT boù væa : P2 = 200.224.1000.2, 5.10 −5 = 1120 N -TLBT dãi phân cách (P3): Trọng lượng tường bêtông chia làm phần: q1 = 800.200.1000.2,5.10-5 = 4000 (N) q2= ½.207.297.1000 2,5 10-5 = 1537 (N) q3 = 156.207.1000 2,5 10-5 = 807(N) Trọng lượng cột lancan Trang 800 Tải trọng lan can, bó vỉa, gờ chắn bánh: Plcan: TLBT cột lan can P1 : TLBT lề hành P2 : TLBT bó vỉa P3 : TLBT dãi phân cách Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động Thanh lan can: d  1 −    1000.γ s   D   π 1002   92   −4 = 1 −    1000.0, 785.10 = 95( N )   100   q4 = π D2  Cột lan can coi phân bố dọc theo chiều dài cầu với trọng lượng là: q = 0,03(N/mm) ⇒ q5 = 0,03.1000=30 (N) Vaäy : ⇒ P3 = p1 + p2 + p3 = 4000 + 1537 + 807 + 95 + 30 = 6469 N b Họat tải : 276 BMC có nhòp tính toán = 6,491m >4,6m => phải xét đến tải trọng Vậy BMC phải xét tổ hợp hoạt tải sau : + Xe trục + tải trọng + Tải trọng người (Ppl) Trong tải trọng người (PL) qui đổi sau : Hoạt tải người từ lề hành truyền xuống BMC Tải trọng người tải phân bố đơn vò diện tích 3.10-3 N/mm2 224 PL=3.e-3Mpa 200 1000 200 1400 Hình 3.3 : Tải trọng người Tải phân bố theo phương ngang cầu phần lề hành dài 1.2m, truyền xuống mặt cầu gờ chắn bánh dạng lực tập trung tính gần sau : PPL = 1.2 3.10−3.1200.1000 = 1800 N Taûi trọng trạng thái giới hạn đặc biệt : BMC phải kiểm toán trường hợp xe va vào dãi phân cách, lực va xe lấy theo tiêu chuẩn 22TCN272-05 Trong đồ án này, tải trọng tác dụng lên lan can cấp L-3 theo bảng 13.7.3.3-1, lan can đường cao tốc, đường ôtô vùng kết hợp xe nặng có tốc độ lớn nhất: Các lực thiết kế ký hiệu Ft Ngang (kN) FLDọc (kN) Các mức độ thiết kế lan can L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 60 120 240 516 550 20 40 80 173 183 Trang Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động Fv Thẳng đứng (kN) hướng xuống Lt LL (mm) Lv (mm) He (min) (mm) Chiều cao lan can nhỏ H (mm) 20 20 80 222 355 1220 5500 460 810 1220 5500 510 810 070 500 810 810 2440 12200 1020 1020 2440 12200 1070 1370 Vµ H :Minh họa lực va xe Lý luận thiết kế có va xe hư hỏng phần lan can dễ sửa chữa hẫng, thiết kế hẫng theo tải trọng tác dụng có giá trò sức kháng lan can Trong phận lan can tường lan can có sức kháng lớn nhất, ta thiết kế hẫng theo sức kháng tường lan can Sơ đồ tính : 810 Rw Rw 3180 H :Sơ đồ tính phần hẫng BMC Chiều dài nhòp tính toán phần hẫng S=3180 Lực tác dụng : Rw =417 kN Momen : M w = R w He = 417.810 = 337770 Nmm Tổ hợp nội lực : Kết nội tính phần mềm Midas Civil Trang Mw Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động Hình 3.3 : Mô hình hóa hệ khung Midas Ta xét số mặt cắt nguy hiểm sau : 3504 6491 5 3504 4 6 Kết nội lực trường hợp tải : 2.1 Tónh tải : Tỉnh tải giai đoạn : (giai đoạn thi công) Hình 3.3 : Biểu đồ momen TLBT gây (MDC) Bảng : Tổng kết momen tónh tải giai ñoaïn : Elem Load 1 2 3 4 5 6 DC DC DC DC DC DC DC DC DC DC DC DC DC Part I[1] J[2] I[2] J[3] I[6] J[1] I[3] J[7] I[5] J[4] I[5] J[6] I[6] Trang Moment-y (N*mm) -3789032.94 -4689419.94 -4689419.94 -3779359.19 -21033252.69 -3789032.94 -3779359.19 -21028799.63 -8505307.54 0.00 -8505307.54 -53310161.13 -32276908.44 Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động 8 9 DC DC DC DC DC J[7] I[7] J[8] I[8] J[9] -32250946.35 -53279745.98 -690843.61 -690843.61 0.00 Tỉnh tải giai đoạn : (giai đoạn sử dụng) Hình 3.3 : Biểu đồ momen DW gây (MDW) Hình 3.3 : Biểu đồ momen TLBT lan can+bó vỉa+dãi phân cách (Mp) Bảng : Tổng kết momen không hệ số tónh tải giai đoạn Moment-y Load Part Elem (N*mm) 1tinh tai gd2 I[1] 1685656.45 1tinh tai gd2 J[2] -202433.59 2tinh tai gd2 I[2] -202433.59 2tinh tai gd2 J[3] -863071.60 3tinh tai gd2 I[6] -18502493.62 3tinh tai gd2 J[1] 1685656.45 4tinh tai gd2 I[3] -863071.60 4tinh tai gd2 J[7] -19824062.79 5tinh tai gd2 I[5] -5423600.00 5tinh tai gd2 J[4] 0.00 6tinh tai gd2 I[5] -5423600.00 6tinh tai gd2 J[6] -22056652.19 7tinh tai gd2 I[6] -3554158.57 7tinh tai gd2 J[7] -10435620.39 8tinh tai gd2 I[7] -30259683.19 Trang 10 Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động Fpu: lực kéo đứt nhỏ bó cáp DUL Chọn loại bó 19 tao đường kính 15.2mm, có cường độ kéo đứt nhỏ :Fpu= 1860.140.19 = 4947600 N h=2200 mm : Chiều cao dầm Thay vaøo : 89,361.109 n = 1,1 = 10,562 0,855.4947600.2200 Do nhiều mặt chưa xét đến : Độ dốc dọc cầu (4%), lún lệch gối, nội lực lớn giá trò tính toán Để an toàn cho kết cấu, ta chọn bố trí 12 bó cáp cho dầm chủ chia cho bên sườn Tính toán kết cấu nhòp giai đoạn thi công : Toàn hệ nhòp dẫn thi công theo phân đoạn, thời gian thi công 14 ngày phân đoạn, Trong giai đoạn thi công sơ đồ tónh học hệ dầm bò thay đổi, 40000 40000 10 11 12 40000 40000 Hình : Sơ đồ tính Hình : Khai báo hệ dầm Midas civil Bảng : Toạ độ mặt cắt tính toán mặt cắt node x (mm) 1_1 1750 2_2 6750 3_3 19950 4_4 39950 5_5 10 47950 6_6 14 59950 7_7 17 79950 8_8 19 87950 9_9 23 99950 10_10 26 119950 11_11 28 127950 12_12 32 139950 Trang 67 13 14 15 45000 16 19000 Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di ñoäng 5.1 13_13 35 159950 14_14 38 167950 15_15 41 182450 16_16 43 204950 Tổ hợp nội lực : Trong giai đoạn thi công , tải trọng tác dụng có TLBT dầm, hệ ván khuôn trượt, betông ùt phân đoạn Toàn giá trò nội lực tổ hợp tự động phần mềm Midas Bảng : Giá trò My mặt cắt tính toán thời điểm thi công Phân Mặt cắt đoạn Hoàn thành PĐ Hoàn thành PĐ Hoàn thành PĐ 6,765,098,666 5,941,427,032 6,159,478,236 6,101,917,972 6,115,611,068 2_2 21,555,865,020 18,378,845,857 19,219,900,503 18,997,882,343 19,050,698,567 3_3 36,541,787,112 27,151,930,475 29,637,714,208 28,981,527,201 29,137,628,486 4_4 -7,460,405,125 -26,263,651,874 -21,285,854,374 -22,599,872,968 -22,287,279,166 1_1 5_5 _ 6_6 _ 7_7 _ 8_8 _ 9_9 _ 10_10 _ 5.2 4,602,650,933 Hoàn thành PĐ Hoàn thành PĐ 4,685,436,561 4,685,611,365 4,683,619,832 24,354,754,985 17,095,022,803 19,066,487,706 18,592,618,169 -7,460,405,125 -26,957,666,989 -21,700,718,589 -22,961,051,465 _ 4,047,438,842 4,340,649,545 4,285,431,886 _ 24,007,747,428 16,855,351,586 18,607,806,754 _ -7,460,405,125 -27,022,145,210 -22,256,901,997 11_11 _ 12_12 _ _ _ 3,995,856,265 4,274,964,881 _ _ 23,975,508,317 17,525,415,039 13_13 _ 14_14 _ _ _ -7,460,405,125 -25,125,834,895 _ _ _ 3,644,508,162 15_15 _ 16_16 _ _ _ _ 20,090,365,436 _ _ _ -36978082565 Tính đặc trưng hình học : Nhận xét : Tiết diện dầm hộp làm việc qua giai đoạn : Giai đoạn : Tiết diện bò giảm yếu đặt ống gen Tại mặt cắt nối cáp tiết diện bò giảm yếu cute nối cáp Giai đoạn : Sau vữa bơm ống gen khô, tiết diện có tham gia làm việc chung cáp DUL 5.3.17 Xét mặt cắt 1_1 : + Giai đoạn : Tiết diện bò giảm yếu có đặt ống gen Tính toạ độ trọng tâm cáp DUL so với mép dầm hộp : Trang 68 Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động 2200 1950 250 2% x' y3 y2 y1 y3 y2 y1 x' Hình 3.3 : Minh họa tính đặc trưng hình học mặt cắt Mặt cắt 1_1 y1 y2 540 y3 441 428 Tọa độ trọng tâm cáp so với mép dầm hộp : y1 + (y1 + y ) + (y1 + y + y3 ) 540 + (540 + 441) + (540 + 441 + 428) = 3 = 976 mm y tb = Tọa độ trọng tâm cáp so với mép dầm hộp : d ps = h − y tb = 2200 − 976 = 1223 Dieän tích đặc mặt cắt (tính Midas): A=9212770 mm2 Diện tích ống gen : A po = 12.π D 2tb (95 + 102)2 = 12.π = 91395 mm 4 Diện tích tiết diện khoét lỗ : A o = A − A po = 9212770 − 91395 = 9121375 mm2 Gọi x’ :là trọng tâm tiết diện betông đặc (kết xuất từ Midas) Ioo : Momen quán tính tiết diện betông đặc (kết xuất từ Midas) Mặt cắt x' Ioo 1_1 1346 5.46593E+12 Momen quán tính tỉnh lỗ rỗng đôí với trục X’ : K x ' = −A po (x '− (h − d ps )) = −91395.(1346 − (2200 − 1223)) = − 33755292 mm3 Độ lệch tâm : C= K x ' −33755292 = = −4 Ao 9121375 Tọa độ trọng tâm tiết diện bò giảm yeáu: ybo =x' − C =1346+4=1350 y to = h − ybo = 2200 − 1350 = 850 Momen quaùn tính: Io = Ioo − A po C2 = 5,465.1012 − 91395.42 = 5,465.1012 + Giai đoạn : Tiết diện bít lỗbởi cáp DUL : Momen quán tính tónh cáp DUL lấy TTH tiết diện giai đoạn : Trang 69 x Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động K 0−0 = n.A ps (d ps − y t0 ) = 5, 408.31920.(1223 − 850) = 64394385 mm3 Với n=5,408 : hệ số qui đổi từ cáp DUL sang betông Diện tích tiết diện gđ : A g = A o + A ps = 9121375 + 31920 = 9153295mm2 Độ lệch tâm : C' = K 0− 64394385 = = mm Ag 9153295 Tọa độ trọng tâm tiết diện giai đoạn 2: y tg =y to + C= 850 + = 857 y bg = h − y tg = 2200 − 857 = 1343 Momen quán tính: Ig = Io + A ps C '2 = 5,465.1012 + 31920.72 = 5,465.1012 mm Lập bảng tính cho mặt cắt lại : Phân đoạn Phân đoạn Mặt caét y1 y2 y3 ytb h dps 1_1 540 441 428 977 2200 1223 2_2 314 295 337 623 2200 1577 3_3 130 180 180 310 2200 1890 4_4 1600 180 180 1780 2200 420 5_5 433 522 505 949 2200 1251 6_6 130 180 180 310 2200 1890 7_7 1624 160 170 1787 2200 413 8_8 433 522 505 949 2200 1251 9_9 130 180 180 310 2200 1890 10_10 1624 160 170 1787 2200 413 11_11 433 522 505 949 2200 1251 12_12 130 180 180 310 2200 1890 13_13 1624 160 170 1787 2200 413 14_14 683 539 505 1211 2200 989 15_15 130 180 125 292 2200 1908 16_16 1600 180 180 1780 2200 420 A Apo Ao x' Mặt cắt Ioo 1_1 9212770 91395 9121375 1346 5.466E+12 2_2 7890800 91395 7799405 1403 5.104E+12 3_3 7890800 91395 7799405 1403 5.104E+12 4_4 9212770 91395 9121375 1346 5.466E+12 5_5 9212770 226316 8986455 1346 5.466E+12 Trang 70 Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động 6_6 7890800 91395 7799405 1403 5.104E+12 7_7 9212770 91395 9121375 1346 5.466E+12 8_8 9212770 226316 8986455 1346 5.466E+12 9_9 7890800 91395 7799405 1403 5.104E+12 10_10 9212770 91395 9121375 1346 5.466E+12 11_11 9212770 226316 8986455 1346 5.466E+12 12_12 7890800 91395 7799405 1403 5.104E+12 13_13 9212770 91395 9121375 1346 5.466E+12 14_14 9212770 226316 8986455 1346 5.466E+12 15_15 7890800 91395 7799405 1403 5.104E+12 16_16 9212770 91395 9121375 1346 5.466E+12 ybo yto Phaân ñoaïn Pð Mặt cắt Mặt cắt Kx' C Io 1_1 -33755292 -4 1350 850 5.466E+12 2_2 -71288252 -9 1412 788 5.104E+12 3_3 -99894948 -13 1416 784 5.104E+12 4_4 39665515 1342 858 5.466E+12 5_5 -89771815 -10 1356 844 5.466E+12 6_6 -99894948 -13 1416 784 5.104E+12 7_7 40335746 1342 858 5.466E+12 8_8 -89771815 -10 1356 844 5.466E+12 9_9 -99894948 -13 1416 784 5.104E+12 10_10 40335746 1342 858 5.466E+12 11_11 -89771815 -10 1356 844 5.466E+12 12_12 -99894948 -13 1416 784 5.104E+12 13_13 40335746 1342 858 5.466E+12 14_14 -30628031 -3 1349 851 5.466E+12 15_15 -101570527 -13 1416 784 5.104E+12 16_16 39665515 1342 858 5.466E+12 Aps Ag Koo C' ytg ybg Ig 1_1 31920 9153295 64394385 857 1343 5.4659E+12 2_2 31920 7831325 136224036 17 805 1395 5.1039E+12 3_3 31920 7831325 190888296 24 809 1391 5.1039E+12 4_4 31920 9153295 -75669214 -8 850 1350 5.4659E+12 5_5 31920 9018375 70198385 852 1348 5.4659E+12 6_6 31920 7831325 190888296 24 809 1391 5.1039E+12 7_7 31920 9153295 -76947803 -8 850 1350 5.4659E+12 8_8 31920 9018375 70198385 852 1348 5.4659E+12 9_9 31920 7831325 190888296 24 809 1391 5.1039E+12 10_10 31920 9153295 -76947803 -8 850 1350 5.4659E+12 Trang 71 Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động 5.3 11_11 31920 9018375 70198385 852 1348 5.4659E+12 12_12 31920 7831325 190888296 24 809 1391 5.1039E+12 13_13 31920 9153295 -76947803 -8 850 1350 5.4659E+12 14_14 31920 9018375 23950037 853 1347 5.4659E+12 15_15 31920 7831325 194090143 25 809 1391 5.1039E+12 16_16 31920 9153295 -75669214 -8 850 1350 5.4659E+12 Tính mát ứng suất : Nhận xét : Có loại mát US xảy cáp, mát tức thời ∆f pT1 mát dài hạn ∆f pT Mất mát tức thời xảy sau thời điểm căng cáp không đổi trình thi công Mất mát dài hạn phụ thuộc thời gian , tuồi thọ dầm, nên thay đổi trình thi công, thời điểm kiểm toán phải tính lại mát dài hạn cáp Lực căng tao cáp : 195000N Lực căng bó cáp : Pj = 195000.19= 3705000 N Ứng suất ban đầu (chưa kể mát ) : f pj = 195000 = 1393Mpa 140 5.3.1 Mất mát ma sát ∆f pf ép sít neo ∆f pA : Xét phân đoạn : Ở phân đoạn sử dụng neo cáp chủ động đầu, để giảm mát ma sát Khi mát ứng suất ma sát có giá trò MAX lại khoảng nhòp Ta tính mát mặt cắt tính toán Dùng công thức gần tính mát ma sát sau : ∆f pf = f pj ( −µ.α − K.x) Hệ số ma sát : sử dụng tao có ống thép mạ cứng : K = 6, 6.10 −7 mm −1 , µ = 0, x : Chiều dài bó cáp DUL từ đầu kích (kích chủ động) đến vò trí xét Nếu đầu neo chủ động tính đến đầu neo gần :Tổng giá trò tuyệt đối thay đổi góc đường trục cáp DUL tính từ đầu α kích chủ động đến vò trí xét fpj :Ứng suất ban đầu cáp, sau caêng fpj=1393 Mpa 7551 17331 13532 1647 10307 4° Hình 3.3 : Xác đònh thông số để tính mát US ma sát Trang 72 10 ° 6751 1541 10° 15440 13471 11° 10107 6° C5,C6,C11,C12 10814 12° C3,C4,C9,C10 7160 12° C1,C2,C7,C8 15113 5° 10908 12° 2892 12 ° Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động Bảng : Tính mát ma sát Mặt cắt 1_1 2_2 3_3 4_4 Nhoùm boù C1 C3 C5 C1 C3 C5 C1 C3 C5 C1 C3 C5 ∆f pf (Mpa) (α ) 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.087 0.105 0.070 0.174 0.174 độ dài (x)(mm) 1750 1750 1750 6773 6773 6773 19842 19843 19833 8025 8025 0.001 0.001 0.001 0.004 0.004 0.004 0.031 0.034 0.027 0.040 0.040 1.609 1.609 1.609 6.227 6.227 6.227 42.542 47.403 37.674 55.978 55.978 0.209 8047 0.047 65.719 µ.α + K.x ∆f pf (Mpa) 1.608 6.227 42.54 59.225 Độ sít neo tạm lấy : ∆ = 6mm Đối với cáp căng đầu đầu neo bò tụt neo đoạn ∆ , mát đầu tính theo công thức: ∆f pA = 2.x.∆f pF (*) L Vì đường uốn cáp bó cáp không theo qui luật tuyến tính nên khó tính xác mát tụt neo dầm ngang Nên công thức (*) tượng trưng, ta sử dụng công thức gần sau : ∆f pA = ∆ Ep L (**) Trong : L : chiều dài bó cáp ∆ =12 : độ ép sít neo (mỗi đầu tụt đoạn 6mm) E p =195000: modun đàn hồi cáp DUL ∆ (mm) Ep (Mpa) Số hiệu bó L (mm) ∆f pA C1 48193 12 195000 48.555 C3 48184 12 195000 48.564 C5 48188 12 195000 48.560 Trung bình 48.559 Lập bảng cho mặt cắt lại : Bảng : Tổng hợp mát ma sát ép sít neo mặt cắt Pð Mặt caét ∆f pf (Mpa) ∆f pA (Mpa) 1_1 1.609 48.559 2_2 6.227 48.559 3_3 42.540 48.559 4_4 59.225 48.559 Trang 73 Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di ñoäng 5_5 244.493 57.938 6_6 186.254 57.938 7_7 60.889 57.938 8_8 244.493 57.938 9_9 186.254 57.938 10_10 60.889 57.938 11_11 244.493 57.938 12_12 186.254 57.938 13_13 60.889 57.938 14_14 275.497 49.276 15_15 210.342 49.276 16_16 72.875 49.276 Bảng giá trò mát US trung bình mặt cắt, giá trò chi tiết bó cáp thể bảng phụ lục 5.3.2 Mất mát nén đàn hồi ∆f pES : Xét phân đoạn : Mất mát nén đàn hồi mặt cắt xem mát nhòp, tính theo công thức: ∆f pES = N −1 Ep f cpg N E ci Trong : N=6 : số lần căng cáp, lần căng bó đối xứng Eci :modun đàn hồi theo thời gian ' E ci = 0, 043.γ1,5 c f ci Với đk bảo dưỡng nước : α = ; β = 0.95 thời gian t = ngày, γ c = 2,5.103 Kg / m3 Cường độ chòu nén tính theo thời gian: f'ci = t f'c = 45=39,130 Mpa α+β.t 1+0,95.5 E ci =0,043.(2,5.103 )1,5 39,130 =33622 N/mm fcpg : Ứng suất BT mặt cắt nhòp trọng tâm cốt thép lực căng cáp + tỉnh tải giai đoạn thi công f cpg = − M Pi Pi eo1 − e o1 + gd1 eo1 A o1 Io1 Io1 Momen TTGH SD giai đoạn thi công: Mgd1 = 3.644e+10 Nmm Độ lệch tâm cáp gd thi coâng : e o1 = d ps1 − y to1 = 1890 − 783 = 1107 mm Lực căng cáp : Pi = A ps f pi fpi: US cáp DUL sau mát tức thời : f pi =f pj -∆f pES -∆f pA -∆f pf4 Do chưa tìm ∆f pES nên ta cho : ∆f pES =0 Trang 74 Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động f pi =f pj -∆f pES -∆f pA -∆f pF =1393-0-24,28-42,54=1326,18 N/mm Pi =A ps f pi = 31920.1326,18=42331665 N Thay vaøo : f cpg =- Pi Pi e M s 42331665 42331665.1107 3,644.1010 + e+ e=(1107) A I0 I0 7791789 5,1039.1012 5,1039.1012 =-7,693 N/mm ∆f pES = N − EP − 195.103 | f cpg |= | −7, 693 |= 18,590 N / mm N E ci 33622 Tính lặp lần 1: f pi =f pj -∆f pES -∆f pA -∆f pF =1393-18,59-24,28-42,54=1307,589 N/mm Pi =A ps f pi = 31920.1307,589 =41738256 N Thay vaøo : f cpg =- Pi Pe M 41738256 41738256.1107 3,644.1010 + - i e+ s e=(1107) A I0 I0 7791789 5,1039.1012 5,1039.1012 =-7,474 N/mm N − EP − 195.103 | f cpg |= | −7, 44 |= 18, 062 N / mm N E ci 33622 Ta thấy giá trò ∆f pES lệch khơng đáng kể so với giá trò tính lần 1=> hội tụ Vậy ta ∆f pES = nhận giá trò : ∆f pES = 18, 062 N / mm Lập bảng cho mặt cắt lại : PĐ Mặt cắt ma sát ép sít neo Nén đàn hồi Mất mát tức thời 1_1 1.609 48.559 18.062 68.230 2_2 6.227 48.559 18.062 72.848 3_3 42.540 48.559 18.062 109.161 4_4 59.225 48.559 18.062 125.846 5_5 244.493 57.938 19.995 322.426 6_6 186.254 57.938 19.995 264.187 7_7 60.889 57.938 19.995 138.822 8_8 244.493 57.938 21.213 323.644 9_9 186.254 57.938 21.213 265.405 10_10 60.889 57.938 21.213 140.040 11_11 244.493 57.938 23.541 325.972 12_12 186.254 57.938 23.541 267.733 13_13 60.889 57.938 23.541 142.368 14_14 275.497 49.276 76.2 400.973 15_15 210.342 49.276 76.2 335.818 16_16 72.875 49.276 76.2 198.351 Trang 75 Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động 5.3.3 Mất mát co ngót : Betông dầm phân đoạn thi công trước, theo thời gian xảy co ngót, làm dầm ngắn lại, gây mát US cáp DUL Trong giai đoạn thi công kéo dài khoảng 60 ngày, mát tính thời điểm kiểm toán dầm Xét co ngót phân đoạn dầm thời điểm kiểm toán thi công phân đoạn Tuổi betông dầm (thời gian xét co ngót) t=5+1+14=20 ngày Công thức tính mát co ngót : ∆f pSR = εSR E P Trong : E P =195000 Mpa: Modun đàn hồi betông εSR = εSR ,U K td : Biến dạng tương đối dầm co ngót t 20 = = 0, 363 : hệ số phát triển co ngót theo thời gian (trong điều kiện 35 + t 35 + 20 K td = baûo dưỡng ẩm ) εSR ,U = 510.10−6.K s K h : biến dạng co ngót cực hạn (điều kiện bảo dưỡng ẩm) Ks : hệ số kích thước 45 + t 45 + 20  1064 − 94.V / S   1064 − 94.8,302    =  0,36.V/S 0,36.8,302 +t  + 20  26.e 923 923  26.e  = 0, 037 Ks = V/S =8.302(in) : tỷ lệ thể tích khối betông bề mặt tiếp xúc với môi trường Kh = 140 − H 140 − 70 = = :hệ số độ ẩm cho trình co ngót 70 70 H=70% : độ ẩm môi trường Thay vào : εSR ,U = 510.10−6.K s K h = 510.10−6.0, 037.1 = 18,87.10−6 εSR = εSR ,U K td = 18,87.10−6.0,363 = 6,905.10−6 ∆f pSR = εSR E P = 6,905.10−6.195000 = 1,346 Mpa Bảng : Tính mát US từ biến thời điểm thi công PĐ Kiểm toán PĐ Mặt cắt Kiểm toán PĐ Kiểm toán PĐ Kiểm toán PĐ Kiểm toán PÑ 1_1 _ 1.346 2.161 2.912 3.613 2_2 _ 1.346 2.161 2.912 3.613 3_3 _ 1.346 2.161 2.912 3.613 4_4 _ 1.346 2.161 2.912 3.613 5_5 _ _ 1.346 2.161 2.912 6_6 _ _ 1.346 2.161 2.912 7_7 _ _ 1.346 2.161 2.912 8_8 _ _ _ 1.346 2.161 9_9 _ _ _ 1.346 2.161 10_10 _ _ _ 1.346 2.161 11_11 _ _ _ _ 1.346 12_12 _ _ _ _ 1.346 Trang 76 Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động 13_13 _ _ _ _ 14_14 _ _ _ _ _ 15_15 _ _ _ _ _ 16_16 _ _ _ _ _ 1.346 5.3.4 Mất mát từ biến : Ngay sau thời điểm đặt lực (căng cáp DUL), tượng từ biến xuất làm tăng biến dạng dầm, cụ thể dầm vồng lên Xét từ biến phân đoạn dầm thời điểm kiểm toán thi công phân đoạn Tuổi betông dầm (thời gian xét từ biến) t=5+1+14=20 ngày Thời điểm bắt đầu xảy từ biến (sau căng cáp DUL) ti=5ngày Công thức tính mát từ biến : ∆f pCR = εCR E P Trong : E P =195000 Mpa: Modun đàn hồi betông εCR = εc Ψ (t, t i ) : Biến dạng tương đối dầm từ biến Tính εc : biến dạng đàn hồi dầm K td = t 20 = = 0,363 : hệ số phát triển co ngót theo thời gian (trong điều kiện 35 + t 35 + 20 bảo dưỡng ẩm ) εSR,U = 510.10−6.K s K h : biến dạng co ngót cực hạn (điều kiện bảo dưỡng ẩm) Ks : hệ số kích thước 45 + t 45 + 20  1064 − 94.V / S   1064 − 94.8,302    =  0,36.V/S 0,36.8,302 26.e 923 923 +t  + 20   26.e  = 0, 037 Ks = V/S =8.302(in) : tỷ lệ thể tích khối betông bề mặt tiếp xúc với môi trường Kh = 140 − H 140 − 70 = = :heä số độ ẩm cho trình co ngót 70 70 H=70% : độ ẩm môi trường Thay vào : εSR ,U = 510.10−6.K s K h = 510.10−6.0, 037.1 = 18,87.10−6 εSR = εSR ,U K td = 18,87.10−6.0,363 = 6,905.10−6 ∆f pSR = εSR E P = 6, 905.10−6.195000 = 1, 346 Mpa Bảng : Tính mát US từ biến thời điểm thi công 5.3.5 Mất mát chùng nhão : Trang 77 Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động Bảng :Tổng hợp mát ứng suất Mặt cắt 5.4 ma sát ép sít neo Nén đàn hồi Mất mát tức thời 1_1 1.6089 48.559 18.062 68.230 2_2 6.226 48.559 18.062 72.847 3_3 42.539 48.559 18.062 109.160 4_4 59.225 48.559 18.062 125.846 Kiểm toán ứng suất : Tại thời điểm căng cáp DUL ngang, tuổi BT dầm ngày Cường độ chòu nén BT truyền lực căng (5 ngaøy): f ci' = t f c = 45 = 39,13MPa α + β.t + 0,95.5 Với α =1; β =0,95 ( bảo dưỡng nước) Ứng suất nén cho phép : 0,6.f’ci=0,6.41,176= 24,706 Mpa Ứng suất kéo cho phép : 0,25 fci ' =1,604 Mpa Bảng : Tổng hợp Momen mặt cắt giai đoạn thi công Section Elem 1_1 2_2 3_3 4_4 Load Dead Load Dead Load Dead Load Dead Load Stage thi cong thi cong thi cong thi cong x(mm) Moment-y (N·mm) 1750 6692633579 6750 21314543996 19950 36126502176 39950 -7387992685 Xét mặt cắt 1-1 : + Thớ : Trọng tâm cáp DUL đến trục trung hoà : e1=dps1–yt01=1123–850= 373mm >0 (cáp nằm TTH giai đoạn 1) Ứng suất cáp sau mát tức thời : fpi=fpj – ∆f pT1 =1393 – 68,23= 1324 N/mm2 Giá trò lực căng cáp mặt cắt 1-1 (ứng với góc lệch α =6, tính trung bình 12 bó cáp): Pi = f pi A ps cos(α ) = 1324.31920.cos( 6.π ) = 42055000 N 180 Ứng suất thớ : Trang 78 Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động ft = − M 42055000 42055000.(373) −Pi Pi e1 + y t 01 − DC y to1 = − + 851 A o1 Io1 Io1 9113759 5,465.1012 6692633579 851 = -3,211 N / mm 5,465.1012 Ta thấy thớ chòu nén ft=3.947< 24,706 MPa Vậy thớ thoả đk sử dụng giai đoạn truyền lực + Thớ : ft = + M 42055000 42055000.(373) −Pi Pi e1 − y b01 + DC y bo1 = − − 1349 A o1 Io1 Io1 9113759 5,465.1012 6692633579 1349 = -6,83 N / mm 5,465.1012 Ta thấy thớ chòu nén fb=5,89 < 24,706 Mpa Vậy thớ thoả đk sử dụng Lập bảng tính cho mặt cắt lại : Bảng :Ứng suất thớ thớ mặt cắt Mặt cắt Aps Pi My Ao ybo yto 1_1 68.230 31920 42055230 6692633579 9121375 1349.701 850.299 2_2 72.847 31920 41908659 21314543996 7799405 1412.140 787.860 3_3 109.160 31920 40980158 36126502176 7799405 1415.808 784.192 4_4 125.846 31920 40447541 -7387992685 9121375 1341.651 858.349 e Io ft fb Kieåm toaùn 373.034 5.47E+12 -3.211 -6.83E+00 OK 789.140 5.10E+12 -3.558 -8.63E+00 OK 1105.808 5.10E+12 -3.842 -7.80E+00 OK -438.349 5.47E+12 -6.058 -1.90E+00 OK Bảng :Ứng suất mặt cắt tính Midas Section 1_1 2_2 3_3 4_4 Elem Load Stage Cb1(-y+z) (N/mm²) Cb2(+y+z) (N/mm²) Cb3(+y-z) (N/mm²) Cb4(-y-z) (N/mm²) Summation thi cong Summation thi cong Summation thi cong Summation thi cong Summation thi cong Summation thi cong Summation thi cong Summation thi cong Summation thi cong -1.540 -2.890 -3.510 -2.460 -2.460 -3.900 -4.650 -4.090 -5.720 -1.540 -2.890 -3.510 -2.460 -2.460 -3.900 -4.650 -4.090 -5.720 -3.210 -5.970 -7.570 -2.710 -2.710 -6.930 0.633 -0.052 -1.410 -3.210 -5.970 -7.570 -2.710 -2.710 -6.930 0.633 -0.052 -1.410 10 Summation thi cong -3.210 -3.210 -3.360 -3.360 Trang 79 Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động Ghi : Các điểm Cb1, Cb2, Cb3, Cb4 minh họa hình Vẽ đồ thò so sánh kết Midas tính tay : Ứng suất thớ : Ứng suất thớ : Nhận xét : Phương pháp tính tay Midas cho kết gần giống nhau, có lệch lượng đònh nguyên nhân sau : Trang 80 Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động − Trong Midas, tiết diện dầm hộp không tính bò giảm yếu khoét lỗ, nên cho đặc trưng hình học lớn so với tính tay, dẫn đến kết tính US nhỏ so với tính tay, điều thể rõ đồ thò − Tại vò trí dầm ngang (dầm ngang nhòp (x=20000) dầm ngang trụ (x=40000) ) kết Midas có bước nhảy lớn tiết diện thay đổi đột ngột Trong tính tay ta bỏ qua phần nên kết bò lệch lớn, thiên an toàn nên ta bỏ qua Vậy thớ thớ dầm giai đoạn thi công thỏa mãn giá trò US cho phép Trang 81 ... 1m theo phương dọc cầu Vậy bố trí bó cáp tao 15.2 cách 1m theo phương dọc cầu ng gen sử dụng cho BMC loại ống gen hình ovan dẹp, thép : Trang 18 Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động Di n... có kết nén mẫu bê tông, căng kéo cáp ngang, cáp dọc Di chuyển hệ giàn MSS đến nhòp dầm Trang Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động TÍNH TOÁN CHI TIẾT CHƯƠNG 1: BẢN MẶT CẦU Bản mặt cầu. .. Các lực thiết kế ký hiệu Ft Ngang (kN) FLDọc (kN) Các mức độ thiết kế lan can L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 60 120 240 516 550 20 40 80 173 183 Trang Chuyên đề: thiết kế cầu theo đà giáo di động Fv Thẳng