HDTK cau BTCT V2

Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm TKMH cầu BTCT F1 V2 PHƯƠNG ÁN CẦU DẦM BTCT DỰ ỨNG LỰC Giới thiệu phương án: Cầu dầm giản đơn BTCT dự ứng lực, gồm có nhịp, chiều dài nhịp ln = 33m, bố trí theo sơ đồ: 3x33 m Chiều dài toàn cầu: Ltc = 3x33 + 4x0.05 + 2x5.4 = 110 m Hình bố trí chung Mặt cắt ngang kết cấu nhịp gồm: dầm tiết diện chữ I, khoảng cách dầm 2.4 m Dầm chế tạo theo công nghệ kéo sau Chiều cao dầm H = 1.65m, chiều dày bêtông mặt cầu ts = 200 mm Bêtông dầm có cường độ chịu nén f’c = 50 Mpa, Bêtơng dầm ngang, mặt cầu có cường độ chịu nén f’c = 28 Mpa Thép cường độ cao sử dụng thép tự chùng thấp, loại bó tao 12.7mm theo tiêu chuẩn ASTM A416 – 85 cấp 270 Dầm thi công theo phương pháp lắp ghép, bêtông mặt cầu thi công phương pháp đổ chỗ Dọc theo chiều dài nhịp bố trí dầm ngang có kích thước 0.4x2.2x1.32m thi cơng theo phương pháp đúc chỗ 12300 1500 150 8000 150 1500 500 200 500 1350 2400 2400 2400 12300 Hình dạng mặt cắt ngang / 47 2400 1350 Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm TKMH cầu BTCT F1 V2 A Chiều rộng cầu: (Btc) K/n: khoảng cách phủ bì tính từ hai mép ngồi lan can xác định theo công thức: Cb T CT S Btc C B/2 S S B/2 S CT Cb T S Bố trí mặt cắt ngang Bề rộng tổng cộng tính tốn sau: Btc = B + 2xT + C + 2x(CT + Cb) Trong đó: • B: Bề rộng phần xe chạy (m) • T: Bề rộng lề người (m) • C: Chiều rộng dải phân cách hai hướng xe chạy (nếu có) (m) • CT: chiều rộng dải phân cách mặt xe chạy lề người (m) • Cb: Bề cột lan can 0.25 – 0.5m, tùy thuộc vào dải phân cách mặt xe chạy lề người cứng hay mềm (m) Các hình thức bố trí tham khảo: Btc 500 T 150 B 150 Lề người mức, dùng vạch sơn phân cách / 47 T 500 Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm TKMH cầu BTCT F1 V2 Btc 250 T 250 B 250 T 250 T 250 Lề người mức, dùng gờ chắn bánh Btc 250 T B Lề người khác mức Btc 500 B 150 500 Cầu bố trí người B Chọn số lượng dầm chủ mặt cắt ngang cầu dầm giản đơn: - Theo tiêu chuẩn 22TCN – 272 – 05: mặt cầu có chiều dày tsmin = 175mm, nên chọn khoảng cách dầm (S) lớn trước để tận dụng tối đa khả làm việc vật liệu • Đối với cầu BTCT DƯL: khoảng cách S = 2.0 – 2.5m Đối với dầm thép liên hợp BTCT: khoảng cách S = 2.1 – 3.0m (L >28m), khoảng cách S = 1.5 – 2.0m (L ≤ 28m) / 47 Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm I.1 TKMH cầu BTCT F1 V2 Tính tốn thiết kế sơ bộ: I.1.1 Tính tốn sơ kết cấu nhịp: I.1.1.1 Kích thước dầm chủ: Đối với phương án sơ ta quan tâm đến mặt cắt đầu dầm dầm Khi chuyển sang phương án kĩ thuật ta cần phải quan tâm đến mặt cắt vị trí 0.1L, 0.2L, 0.3L, 0.4L, 0.5L Các mặt cắt tính tốn theo dọc cầu I.1.1.2 Bề rộng cánh có hiệu: - Khơng phải tồn cánh tham gia làm việc Bthuc Bef với dầm chủ, mà có phần cánh tham gia làm việc với dầm chủ - Do đó, ta phải xác định bề rộng cánh có hiệu Bef: Cần lưu ý: • Bề rộng cánh có hiệu Bef dùng để tính tốn đặc trưng hình học, dùng việc kiểm tốn • Bề rộng cánh thực Bthực dùng để tính tĩnh tải (tải trọng) tác dụng lên KCN a Bề rộng có hiệu dầm (dầm giữa) Bi: ⇒ Bi = ( ) • 1/4 Ltt : 1/4 chiều dài tính tốn • (12ts + bw) or (12ts + 1/2bc) (12 lần chiều dày trung bình mặt cầu cộng với giá trị lớn chiều dày sườn dầm 1/2 bề rộng cánh trên) • S: khoảng cách trung bình dầm liền kề b Bề rộng có hiệu dầm biên (dầm ngồi) Be: ⇒ Be = / 47 Bi + ( ) Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm TKMH cầu BTCT F1 V2 • 1/8 Ltt : 1/8 chiều dài tính tốn • (6ts + 0.5bw) or (6ts + 1/4bc) (6 lần chiều dày trung bình mặt cầu cộng với giá trị lớn 1/2 chiều dày sườn dầm 1/4 bề rộng cánh trên) • Sh: Bề rộng phần hẫng c Tính tốn bề rộng có hiệu cánh có xét đến khác cường độ bêtông dầm bêtông mặt cầu: Bmoii = Bi.n Bmoie = Be.n Trong đó: n = EDeck : hệ số mô đun đàn hồi mặt cầu dầm chủ EBeam I.1.1.3 Tính tốn đặc trưng hình học: a Trong giai đoạn chế tạo: Mặt cắt tính tốn mặt cắt dầm I, chưa bc bc bw bw liên hợp (có thể tính tốn với mặt cắt qui đổi h Chiều cao dầm H không thay đổi, chiều cao phận cấu thành hi h'b Fvb Nguyên tắc qui đổi: • h's Fvc h không qui đổi) h'c Fc Fb bb bb thay đổi Thay đổi chiều dày cánh h’c = Fc + FVc (b c − b w ) Thay đổi chiều dày bầu dầm h’b = Fb + FVb (b b − b w ) Thay đổi chiều cao sườn dầm: h’s = H – h’c – h’b • Diện tích tiết diện khơng qui đổi tiết diện qui đổi tương đương b Trong giai đoạn khai thác: Mặt cắt tính tốn mặt cắt dầm I, liên hợp (dùng mặt cắt I qui đổi, kết hợp với bê tơng mặt cầu có bề rộng bề rộng hữu hiệu bản) / 47 Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm TKMH cầu BTCT F1 V2 h H Bef h H Bef Mặt cắt tính tốn giai đoạn khai thác I.1.1.4 Tính toán nội lực tĩnh tải tác dụng lên kết cấu: a Tĩnh tải giai đoạn I: * Trọng lượng thân dầm:(KN/m) (tính từ mặt cắt thu hẹp dầm, mặt cắt mở rộng đầu dầm, mặt cắt chuyển đổi.) * Tĩnh tải dầm ngang:(KN/m) qng = * Bản mặt cầu:(KN/m) qbản = ( ) n dn hng b ng dng γ a dn n d t s B tc γ nd * Tấm ván khuôn: (KN/m) qvk = nvk t vk Btvk γ nd b Tĩnh tải giai đoạn II: * Trọng lượng thân lớp phủ:(KN/m) (tải trọng tính tốn tách khỏi tải trọng tĩnh khác có hệ số tải trọng γDW ≠ γDC) qlp = hTB.blp.γ/nd * Trọng lượng lề người đi:(KN/m) qlề * Trọng lượng lan can:(KN/m) qlancan c Vẽ đường ảnh hưởng mômen lực cắt mặt cắt cần tính tốn: d Xếp tải trọng lên đường ảnh hưởng: Lưu ý: tải trọng xếp lên phần diện tích làm giảm độ lớn nội lực tĩnh tải lấy hệ số tải trọng γmin < 1, tải trọng xếp lên phần diện tích làm tăng độ lớn nội lực tĩnh tải lấy hệ số tải trọng γmax > Ví dụ: xếp tải lên đường ảnh hưởng mômen lực cắt mặt cắt 1/4L / 47 Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm TKMH cầu BTCT F1 V2 γ>1 ω γ1 ω− ω+ e Tính nội lực tĩnh tải gây ra: theo công thức [S] = Σqi.ωi Trong đó: • qi: giá trị tải trọng phân bố • ωi: diện tích đường ảnh hưởng tương ứng với vùng xếp tải trọng phân bố Ví dụ: tính M, Q mặt cắt 1/4L tĩnh tải phần I, xét TTGHCĐI (có xét tới hệ số) MDC = 1.05[ 1.25 (qDC.ω)] QDC = 1.05[ 1.25 (qDC.ω+)] + 0.95[ 0.9 (qDC.ω –)] Tổng hợp tải trọng cuối tĩnh tải: [Stĩnh] = Stĩnh I + Stĩnh II I.1.1.5 Tính tốn nội lực hoạt tải tác dụng lên kết cấu: Xác định tham số độ cứng dọc: Kg = n.(I + A e 2g ) Trong đó: chưa liên hợp (tiết diện I) ts I, A: mơmen qn tính diện tích tiết diện I eg: khoảng cách trọng tâm mặt cầu đến trọng tâm dầm (dầm chưa liên hợp) / 47 A, J I h H • eg n= • Bef E beam : hệ số môđun đàn hồi dầm - E deck • Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm TKMH cầu BTCT F1 V2 I.1.1.5.1 Tính hệ số phân bố hoạt tải mômen: a Đối với dầm trong: * Điều kiện áp dụng: 1100 ≤ S ≤ 4900 mm : khoảng cách tim dầm chủ 110 ≤ ts ≤ 300 mm : chiều dày mặt cầu 6000 ≤ L ≤ 73000 mm : chiều dài kết cấu nhịp : số lượng dầm chủ Nb ≥ Một chất tải: SI mg momen  S  = 0.06 +    4300  0.4 S   L 0.3  K  g  L.t  s     0.1 Hai nhiều chất tải: mg MI momen  S  = 0.075 +    2900  0.6 S   L 0.2  K  g  L.t  s     0.1 * Với Nb = 3: Một chất tải: Lấy của: • (1) • Tính theo phương pháp địn bẩy Hai nhiều làn: lấy • (2) • Phương pháp địn bẩy b Đối với dầm ngồi: * Điều kiện áp dụng: -300 ≤ de ≤ 1700 mm : khoảng cách tim dầm đến mép lan can / 47 Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm TKMH cầu BTCT F1 V2 de < de > Một chất tải: • Sử dụng nguyên tắc đòn bẩy Hai nhiều chất tải: MI mg ME monen = e x mg momen Với e = 0.77 + de 2800 - de > dầm nằm phía lan can, de < ngược lại I.1.1.5.2 Tính hệ số phân bố hoạt tải lực cắt: a Đối với dầm trong: * Điều kiện áp dụng: 1100 ≤ S ≤ 4900 mm : khoảng cách tim dầm chủ 110 ≤ ts ≤ 300 mm : chiều dày mặt cầu 6000 ≤ L ≤ 73000 mm : chiều dài kết cấu nhịp : số lượng dầm chủ Nb ≥ Một chất tải: mg SI shear = 0.36 + S 7600 Hai nhiều chất tải: mg MI shear = 0.2 + S  S  −  3600  10700  * Với Nb = 3: Một chất tải: Lấy của: • (3) • Tính theo phương pháp địn bẩy Hai nhiều làn: lấy / 47 Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm • (4) • Phương pháp đòn bẩy TKMH cầu BTCT F1 V2 b Đối với dầm ngoài: * Điều kiện áp dụng: -300 ≤ de ≤ 1700 mm : khoảng cách tim dầm đến mép lan can Một chất tải: • Sử dụng nguyên tắc đòn bẩy Hai nhiều chất tải: ME MI mg shear = e x mg shear Với e = 0.6 + de 3000 - de > dầm nằm phía lan can, de < ngược lại Lưu ý: • Trong cơng thức tính hệ số phân bố ngang xét tới hệ số xe • Đối với phương pháp địn bẩy phải nhân thêm hệ số xe I.1.1.5.3 Tính tốn nội lực hoạt tải tác dụng lên kết cấu: a Vẽ đường ảnh hưởng M, Q mặt cắt tính tốn b Xếp hoạt tải lên đường ảnh hưởng (với đường ảnh hưởng mơmen xếp tồn chiều dài dầm, với đường ảnh hưởng lực cắt xếp hoạt tải phần có diện tích đường ảnh hưởng lớn hơn) c Tính nội lực hoạt tải gây ra: theo công thức [Sh] = ΣPi.yi + Σqi.ωi Trong đó: • Pi: tải trọng trục bánh xe • yi: tung độ đường ảnh hưởng tương ứng trục bánh xe • IM: hệ số xung kích • mgQ, mgM: hệ số phân bố tải trọng theo lực cắt mơmen • Với η = 1.05 hệ số điều chỉnh tải trọng • γHL93 = 1.75 hệ số tải trọng hoạt tải TTHG CĐ 10 / 47 ... cầu BTCT DƯL: khoảng cách S = 2.0 – 2.5m Đối với dầm thép liên hợp BTCT: khoảng cách S = 2.1 – 3.0m (L >28m), khoảng cách S = 1.5 – 2.0m (L ≤ 28m) / 47 Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm I.1 TKMH cầu BTCT. .. 150 B 150 Lề người mức, dùng vạch sơn phân cách / 47 T 500 Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm TKMH cầu BTCT F1 V2 Btc 250 T 250 B 250 T 250 T 250 Lề người mức, dùng gờ chắn bánh Btc 250 T B Lề người khác...Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm TKMH cầu BTCT F1 V2 A Chiều rộng cầu: (Btc) K/n: khoảng cách phủ bì tính từ hai mép ngồi lan can xác định theo