HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK cau BTCT V2HDTK 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 đòn bẩy Hai nhiều làn: lấy • (2) • Phương pháp đòn 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 đòn 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 đòn 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 Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm TKMH cầu BTCT F1 V2 I.1.1.15 Ứng suất giới hạn bêtông: (TTGH SD) I.1.1.15.1Ứng suất tạm thời trước xảy mát ứng suất xét thớ thớ dầm (giai đoạn tạo dự ứng lực): • Ứng suất nén giới hạn: fnén ≤ 0.6f’ci • Ứng suất kéo giới hạn: fkéo ≤ 0.25 f ci' ≤ 1.38 Mpa I.1.1.15.2 Ứng suất sau xảy mát xét thớ thớ dầm (giai đoạn khai thác): • Ứng suất nén tổng dự ứng lực hữu hiệu tải trọng tĩnh gây ra: fnén ≤ 0.45.f’c • Ứng suất nén ½(dự ứng lực tĩnh tải) + hoạt tải gây ra: fnén ≤ 0.40f’c • Ứng suất kéo: fkéo ≤ 0.5 f c/ (điều kiện bình thường) I.1.1.16 Ứng suất giới hạn cho bó thép dự ứng lực: (TTGH SD) I.1.1.16.1Giai đoạn trước truyền lực: • Kết cấu căng trước: fkéo ≤ 0.75fpu (thép tự chùng thấp) • Kết cấu kéo sau: fkéo ≤ 0.7fpu (thép tự chùng thấp) I.1.1.16.2 Giai đoạn sử dụng, sau tính tốn đến mát ứng suất:: • Kết cấu căng trước: fkéo ≤ 0.80.fpy (thép tự chùng thấp) • Kết cấu kéo sau: fkéo ≤ 0.80.fpy (thép tự chùng thấp) * Trong tính tốn lưu ý: - Sử dụng giá trị lực căng ban đầu fpi, lực căng hữu hiệu fpe xác định phần tính tốn mát dự ứng lực - Hệ số nps qui đổi từ ứng suất bêtông ứng suất thép - Các đặc trưng hình học tương ứng giai đoạn 39 / 47 Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm TKMH cầu BTCT F1 V2 I.1.1.17 Kiểm tra độ võng, độ vồng: I.1.1.17.1 Độ võng: a Tĩnh tải: * Tĩnh tải giai đoạn I: Trong giai đoạn này, mặt cắt tính tốn mặt cắt khơng liên hợp.(Ig) • Trọng lượng thân dầm: ∆beam = qL4 384 E ciIg Trong đó: q: trọng lượng rải (KN/m) L chiều dài nhịp (m) Eci: môđun đàn hồi dầm bắt đầu chịu lực, ứng với f’ci = (0.8-0.9).f’c Ig: mơmen qn tính mặt cắt chưa liên hợp • Trọng lượng mặt cầu: ∆slab = qL4 384 E c Ig Trong đó: q: trọng lượng rải (KN/m) Ec: mơđun đàn hồi dầm 28 ngày, ứng với f’c Ig: mơmen qn tính mặt cắt chưa liên hợp * Tĩnh tải giai đoạn II: Trong giai đoạn này, mặt cắt tính tốn mặt cắt liên hợp.(Ic) • Lớp phủ, lan can, gờ chắn bánh: Các tải trọng qui thành tải trọng rải q: ∆i = qL4 384 E c Ic Trong đó: Ec: mơđun đàn hồi dầm 28 ngày, ứng với f’c Ic: mơmen qn tính mặt cắt liên hợp 40 / 47 Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm TKMH cầu BTCT F1 V2 b Hoạt tải: * Điều kiện kiểm tra: • Độ võng hoạt tải dầm giản đơn: [v] = • Độ võng hoạt tải đầu dầm hẫng: [v] = Lnhịp 800 Lnhịp 300 * Tải trọng tính độ võng: • Khi tính độ võng hoạt tải cần lấy trị số lớn xe tải đơn tổ hợp 25% xe tải với tải trọng làn, có xét tới hệ số xung kích (1+IM) * Tính tốn độ võng với mặt cắt khơng nứt: • Giả thiết tất thiết kế chất tải, dầm chủ chịu tải trọng • Khi ứng suất bêtông (do tĩnh tải, hoạt tải) thớ dưới, TTGH SD không vượt ứng suất kéo cho phép bêtông: fb ≤ 0.25 fc' • Độ võng dầm hoạt tải là: v = (∑vi).(1+IM) (g) v = (∑vi).(1+IM) (DFM) + Hệ số phân bố độ võng: g = số / dầm chủ = nlàn/ ndầmchủ + (DFM): hệ số phân bố mômen vi = P.b.x (L2 − b − x ) , 6.E c Ic L vi = P.L3 , 48.E c Ic với b = L – a, x < a với b = L – a, x = a x = L/2 L b L Ec: môđun đàn hồi bêtông dầm thời điểm 28 ngày (f’c) Ic: mơmen qn tính mặt cắt dầm liên hợp * Tính tốn độ võng với mặt cắt nứt: 41 / 47 Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm • TKMH cầu BTCT F1 V2 Khi ứng suất bêtông (do tĩnh tải, hoạt tải) thớ dưới, TTGH SD vượt ứng suất kéo cho phép bêtơng: fb > 0.25 fc' • Khi tính độ võng tức thời dùng mơmen qn tính hữu hiệu Ie sau: M Ie = cr Ma M Ic + 1 − cr Ma 3 Icr ≤ Ic Mcr: mômen nứt Ma: mômen lớn hoạt tải trạng thái sử dụng có xét tới hệ số xung kích Icr: mơmen qn tính nứt Ic: mơmen qn tính tiết diện liên hợp nguyên I.1.1.17.2 Độ vồng: a Với sơ đồ kéo thẳng: TRỌNG TÂM CỦA MẶT CẮT Pe e Pe M1= Pe e M1= Pe e Re = q.L = Pe e.L 2Ec.Ic we = Re = q.L = Pe e.L 2Ec.Ic Pe e Ec.Ic δc = A C L/ L/ M1 = Pe.e M1.L2 v= 8.E ci Ig 42 / 47 q.L P e.L = e (Ec.Ic).8 B Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm TKMH cầu BTCT F1 V2 • Eci: môđun đàn hồi dầm bắt đầu chịu lực, ứng với f’ci = (0.8-0.9).f’c • Ig: mơmen qn tính mặt cắt chưa liên hợp Cách xác định: • Tính tốn mơmen DƯL gây với độ lệch tâm lớn e: M1 = Pe.e • Qui đổi thành biểu đồ tải trọng đàn hồi we = • Tính phản lực gối tải trọng đàn hồi we gây ra: N = • Tính cường độ mơmen vị trí nhịp tác dụng phản lực gối w: Mc = δc = Pe e E c Ic Pe e.L 2.E c Ic P.e.L P.e.L L L P.e.L2 x = − 2.E c Ic E c Ic 8.E c Ic b Với sơ đồ kéo gấp khúc: sơ đồ cáp DƯLkéo vị trí trọng tâm mặt cắt (C.G.C) Pe Pe e bL bL Re bL L we = Pe e Ec.Ic bL we = L bL N= Pe e b.L Pe e Ec.Ic Re Pe.e =N b.L bL B A δc= Pe e.(3-4b ).L 24 Ec.Ic P.e' b.L b.(3 − 4b ).N.L3 v= 24.E ci Ig N= • Eci: mơđun đàn hồi dầm bắt đầu chịu lực, ứng với f’ci = (0.8-0.9).f’c 43 / 47 Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm • TKMH cầu BTCT F1 V2 Ig: mơmen qn tính mặt cắt chưa liên hợp Cách xác định: • Tính tốn mơmen DƯL gây với độ lệch tâm lớn e: M1 = Pe.e • Qui đổi thành biểu đồ tải trọng đàn hồi we = • Tính phản lực gối R’e = • Mơmen trọng lượng đàn hồi we khoảng nhịp C: Pe e E c Ic Pe e.L (1 − b) E c Ic Mc = δc = Pe e.(3 − 4b ).L2 24 E c Ic c Với sơ đồ kéo cong: với sơ đồ cáp DƯL kéo vị trí trọng tâm mặt cắt (C.G.C) TRỌNG TÂM CỦA MẶT CẮT Pe Pe e L/ L/ L R'e we = Pe e Ec.Ic R'e B A δc = we = 8.Pe e' L2 Pe e.L 48 Ec.Ic v = 5.w e L4 384.E ci Ig • Eci: môđun đàn hồi dầm bắt đầu chịu lực, ứng với f’ci = (0.8-0.9).f’c • Ig: mơmen qn tính mặt cắt chưa liên hợp Cách xác định: • Tính tốn mơmen DƯL gây với độ lệch tâm lớn e: M1 = Pe.e 44 / 47 Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm TKMH cầu BTCT F1 V2 Pe e E c Ic • Qui đổi thành biểu đồ tải trọng đàn hồi we = • Tính phản lực gối R’e = • Mơmen trọng lượng đàn hồi we phản lực gối Re gây mặt cắt nhịp Pe eL Pe e.L x = E cIc E c Ic C: P e.L L Mc = δc = R’e − e x x = E c Ic E c Ic Vậy δc = Pe e.L2 3Pe e.L2 = Pe e.L − 48 48 E c Ic Pe e.L2 48 E c Ic Ngồi ra, để tính độ vồng cốt thép DƯL ta tính theo sơ đồ sau: C.G.C C.G.C P ee ee ec P bL L P ec P bL L C.G.C C.G.C ee P ee P P P L L PP C.G.C P C.G.C P ec ec bL L 45 / 47 L bL Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm TKMH cầu BTCT F1 V2 I.1.1.18 Tính tốn mỏi: I.1.1.18.1Tải trọng tính tốn mỏi: • Xét cầu có xe tải thiết kế mỏi( số xe vị trí xe đâu) • Xe tải mỏi có khoảng cách trục sau ko đổi (9m), tải trọng xe dùng tải trọng xe tải trục • Hệ số xung kích (1+IM) = + 0.15 = 1.15 • Khơng xét tới tải trọng ⇒ Hệ số phân bố mômen = • Hệ số tải trọng γp = 0.75 DFM 1.2 I.1.1.18.2 Tính mỏi bêtơng: • Ứng suất bêtơng(khi chịu nén): σ ≤ 0.4f’c I.1.1.18.3 Tính mỏi cốt thép: Ứng suất cốt thép ≤ biên độ ứng suất mỏi Trình tự tính tốn: • Lập tổ hợp tải trọng mỏi: Mmỏi = γp M1xe (1+IM) mgM= 0.75xM1xex1.15x DFM 1.2 Trong đó: - M1xe: xếp xe lên đường ảnh hưởng mômen mặt cắt nhịp • Tính ứng suất BT thớ (BT khu vực chịu kéo), tác dụng của: - Tải trọng thường xuyên (dự ứng lực tĩnh tải), với hệ số tải trọng γp= - lần mômen mỏi, 2.Mmỏi ⇒ Nếu ứng suất BT thớ ứng suất nén khơng cần kiểm tra mỏi.(A.5.5.3.1) ⇒ Nếu ứng suất kéo tính lại ứng suất kéo BT thớ dưới tác dụng của: • Tính ứng suất BT thớ (BT khu vực chịu kéo), tác dụng của: - Tải trọng thường xuyên(dự ứng lực tĩnh tải), với hệ số tải trọng γp= 46 / 47 Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm TKMH cầu BTCT F1 V2 - 1.5 lần mômen mỏi, 1.5Mmỏi ⇒ Nếu ứng suất kéo ≤ 0.25 f c/ : dùng đặc trưng tiết diện nguyên ⇒ Nếu ứng suất kéo ≥ 0.25 f c/ : dùng đặc trưng tiết diện nứt (là mặt cắt bao gồm vùng BT chịu nén cốt thép chịu kéo tính đổi sang BT, có xét tới hệ số qui đổi từ thép sang bêtơng n = • Es ) Ec Tính ứng suất thép trọng tâm cốt thép chịu kéo tải trọng mỏi (Mmỏi): fs = n n= • Mmoi (d-x) ICR Es = (Ethép / Ebêtơng) Ec Kiểm toán: fs ≤ ff - Với cốt thép dự ứng lực: (A5.5.3.3) + ff =125Mpa cáp có bán kính cong R > 9000mm: xác định theo độ chênh độ lệch tâm cáp dự ứng lực + ff = 70Mpa cáp có bán kính cong R < 3600mm + Với 3600 ≤ R ≤ 9000, ff lấy theo giá trị nội suy - Với cốt thép thường, thẳng: (A5.5.3.2) ff = 145 - 0.33fmin - 0.55 r h + fmin: ứng suất nhỏ tải trọng mỏi, kết cấu dầm giản đơn ứng suất fmin = 0, trường hợp cầu liên tục phải xét tới biên độ ứng suất ff = fmax – fmin + r r : tỉ số bán kính đáy với chiều cao biến dạng Có thể lấy = 0.3 h h 47 / 47 Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm I.1 BMC V2 Chọn kích thước mặt cầu • Chiều dày mặt cầu: ts.(thông thường nên chọn tsmin = 175mm) • Chiều dày lớp phủ mặt cầu: tw • Cường độ bêtơng mặt cầu: f’c, (f’cmin = 28Mpa) • Trọng lượng thân bêtơng: γp • Bề rộng mặt cầu xe chạy: w • Lan can, gờ chắn bánh, vạch sơn • Bề rộng người T B w T T ts Sh S S S S Sh BMC.1 Mặt cắt ngang cầu I.2 I.2.1 Tính tốn nội lực mặt cầu: Sơ đồ tính tốn: d S S BMC.2 1/2 Mặt cầu - Xét làm việc theo phương hay phương vào: tỉ lệ Ldài (Lngắn) khoảng cách lớn hơn(nhỏ hơn) giá trị: 1/6 Ldai Với Lngan Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm BMC V2 khoảng cách dầm dọc chủ (S), khoảng cách dầm ngang (d); đó, Ldài = max (S,d) Lngắn = (S,d) • Nếu Ldai ≥ 1.5: làm việc theo phương( kê cạnh), nhịp tính Lngan toán song song với cạnh ngắn Trong cầu dầm giản đơn, chủ yếu làm việc theo phương ngang cầu • Nếu Ldai < 1.5: làm việc theo phương (bản kê cạnh), lực truyền Lngan theo phương dọc cầu ngang cầu ⇒ Coi mặt cầu dầm liên tục gối, ta tính tốn nội lực mặt cắt: hẫng 1(Mh, Q), 2(M2+, Q2), gối 3(M3–, Q3), 4(M4+, Q4), gối 5(M5–, Q5) Sh 2 S 4 S S S Sh BMC.3 Sơ đồ làm việc dầm liên tục I.2.2 Tải trọng động dùng tính tốn mặt cầu: 145/2 KN 300 300 14.6 KN/m Sh 145/2 KN X Sh BMC.4 Tải trọng động tác dụng lên cánh hẫng • Khi dải ngang nhịp không vượt 4600mm, dải ngang phải thiết kế theo bánh xe trục 145KN • Khi dải ngang nhịp vượt 4600mm, dải ngang phải thiết kế theo bánh xe trục 145KN tải trọng 2/6 Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm • BMC V2 Khi tính tốn hẫng, hẫng khơng vượt q 1800mm, tải trọng tính tốn trục bánh xe 145 KN thay tải trọng tuyến phân bố với cường độ 14.6KN/m, đặt cách bề mặt lan can 300mm I.2.3 • Trình tự tính tốn mặt cắt chịu mơmen âm mômen dương: B1: Vẽ đường ảnh hưởng mặt cắt( trừ mặt cắt hẫng, tính từ mặt cắt số 2) • B2: Xếp tải trọng tĩnh lên đường ảnh hưởng (lưu ý: giá trị gây bất lợi nên lấy γ > 1, giá trị làm giảm tính bất lợi lấy γ < 1) Vd: Giả thiết tính M+, với ω+, ω– có xét tới dấu |ω–| > | ω+| TTGH CĐ 1: M– = 1.05[ (1.25.qDC.ω – + 0.9.qDC.ω+) + (1.5.qDW.ω – + 0.65.qDW.ω+)] • B3: xếp tải lên đường ảnh hưởng để tạo hiệu ứng lực bất lợi nhất, bỏ qua trục xe làm giảm tính bất lợi Vd: theo theo kết cấu M – = P1.y1 + P2 y2 , nhưng, đế tính tốn bất lợi ta bỏ qua cụm P2.y2 cơng thức lại M – = P1.y1 γ>1 γ1 γ>1 γ