Báo cáo nghiên cứu Tải trọng tác dụng lên công trình cầu giao thông

Báo cáo nghiên cứu ,Tải trọng tác dụng lên, công trình cầu giao thông

Nhóm -Mục Lục I Các khái niệm chung 1 Định nghĩa II Tải trọng tác dụng lên cầu Kết cấu phần cầu a Lan can b Lề hành: c Bản măt cầu d Dầm ngang e Dầm Kết cấu phần cầu 11 a Tải trọng tác dụng lên mố cầu 11 b Tải trọng tác dụng lên trụ cầu 14 I Các khái niệm chung Định nghĩa ─ Nguyên lý thiết kế: nội lực tải trọng gây (nội lực momen, lực cắt tùy thuộc vào loại kết cấu), phải nhỏ sức kháng tính tốn ─ Trạng thái giới hạn (TTGH): trạng thái cấu kiện, liên kết vượt qua khơng làm việc bình thường hay khả chịu lực, phá hoại + TTGH cường độ I: tổ hợp tải trọng gồm tĩnh tải hoạt tải xe, khơng xét đén hướng gió + TTGH cường độ II: tổ hợp tải trọng liên quan đến cầu chịu gió vận tốc vượt 25m/s, tức tổ hợp bao gồm tĩnh tải, tác động gió, khơng xét đến hoạt tải + TTGH cường đọ III: tổ hợp tải trọng liên quan đến việc sử dụng xe tiêu chuẩn cầu với gió có vận tốc 25m/s, tổ hợp xét đến hoạt tải, tĩnh tải, tác động gió + TTGH sử dụng: tổ hợp tải trọng dung để kiểm tra cầu điều kiện làm việc bình thường, có xét đến tải trọng gió gây Kiểm tra cầu TTGH bao gồm: độ võng, bề rộng vết nứt kết cấu BTCT, BTCT dự ứng lực, chảy dẻo kết cấu thép trượt liên kết có nguy trượt tác dụng hoạt tải xe, ổn định mái dốc Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng Nhóm + TTGH mỏi: tổ hợp tải trọng gây mỏi đứt gãy liên quan đến hoạt tải xe trùng phục xung kích tác dụng xe tải đơn Tổ hợp xét đến tác dụng xe tải lực xung kích, lực ly tâm gây + TTGH đặc biệt: tổ hợp xét đến động đất, lức va tàu thuyền xe cộ, tổ hợp hệ số tổ hợp tải trọng 0.5 Tổ hợp hệ số tải trọng Bảng - Tổ hợp hệ số tải trọng Tổ hợp tải trọng Trạng Thái giới hạn DC D W EH EV LL IM CE BR PL Cùng lúc dùng WA WS WL FR TU tải trọng CR EQ CT CV Cường độ I 1,75 1,00 - - 1,00 0,5/1.20 - - - Cường độ II - - 1,00 0,5/1.20 - - - Cường độ III 1,35 1,00 0,4 1,00 1,00 0,5/1.20 - - - Đặc biệt 0,50 1,00 - - - 1,00 1,00 1.0 1,00 1,00 0,3 1,00 1,00 1,0/1.20 - - - 0,7 0,75 - - - - - Sử dụng Mỏi có LL, IM & CE 1,00 1,4 - 1,00 - 1,00 - 2.1 Tĩnh tải (tải trọng thường xuyên): Trọng lượng thân cấu kiện, phụ kiện… Nếu khơng có số liệu chi tiết lấy trọng lượng riêng theo sau: Bảng - Tỷ trọng Vật liệu Tỷ trọng (Kg/m3) Hộp kim nhôm 2800 Lớp phủ bê tông at-phan 2250 Xỉ than 960 Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng Nhóm Cát chặt, phù sa hay đất sét Bê tông 1925 Nhẹ 1775 Cát nhẹ 1925 Thường 2400 Cát rời, phù sa, sỏi 1600 Đất sét mềm 1600 Sỏi, cuội, macadam batlat 2250 Thép 7850 Đá xây 2725 Nước Ngọt 1000 Mặn 1025 Bảng- Hệ số tải trọng dùng tải trọng dùng cho tải trọng thường xuyên Loại tải trọng Hệ số tải trọng Lớn Nhỏ DC: cấu kiện thiết bị phụ 1,25 0,90 DW: lớp phủ mặt cầu tiện ích 1,50 0,65 +Chủ động 1,50 0,90 +Nghỉ 1,35 0,90 +Kết cấu tường chắn 1,35 1,00 +Kết cấu vùi cứng 1,30 0,90 +Khung cứng 1,35 0,90 +Kết cấu vùi mềm khác với cổng hộp thép 1,95 0,90 EH: Áp lực ngang đất EV: Áp lực đất thẳng đứng Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng Nhóm 2.2 Hoạt tải (tải trọng thời): tải trọng mà khơng ngừng thay đổi vị trí cuả cơng trình Bảng- Các ký hiệu hoạt tải Ký Hiệu Tên tải trọng Tên tải trọng Ký hiệu BR Lực hảm xe PL Tải trọng người CE Lực ly tâm TU Nhiệt độ CR Từ biến LL Hoạt tải xe CT Lực va xe WL Gió hoạt tải CV Lực tàu thủy WS Tải trọng gió kết cấu EQ Động đất FR Ma sát IM Lực xung kích xe WA Tải trọng nước áp lực dòng đẩy 2.3 Các tải trọng đặc biệt Động đất Va xô II Tải trọng tác dụng lên cầu Kết cấu phần cầu a Lan can ─ Trạng thái giới hạn cường độ: + Các trạng thái giới hạn cường độ lan can đươc áp dụng cách dùng tổ hợp tải trọng thích hợp (bảng tổ hợp hệ số tổ hợp tải trọng) tải trọng quy định + Các hệ số sức kháng cột lan can phải dùng quy định điều 5.5.4 6.5.4 (tiêu chuẩn 272-05) ─ Trạng thái giới hạn đặc biệt: lực truyền từ lan can cầu tới mặt cầu xác định cách phân tích lực giới hạn hệ thống lan can cầu, dùng tải trọng điều 13.7.3.3 Các lực xem tải trọng tính toán trạng thái giới hạn đặc biệt ─ Tải trọng tác dụng lên lan can: + Tỉnh tải:  Trọng lượng kết cấu thân: trọng lượng trụ lan can, trọng lượng lan can Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng Nhóm Tải trọng tác dụng lên lan can + Hoạt tải: Va chạm xe vào lan can: Lực va tải nhịp Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng Nhóm 10 00 80 b Lề hành: Xét chiều dài 1000mm 1500 Lề hành ─ Hoạt tải người: PL = 0.003 x 1000 = N/mm ─ - Tĩnh tải: DC = 1000 x 80 x 0.25 x 10-4 = N/mm PL=3 KN/m q=2 KN/m 1500 Sơ đồ tính nội lực lề hành c Bản măt cầu Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng Nhóm ─ Sơ đồ tính tốn mặt cầu Tĩnh tải: cho 1m theo phương ngang bề rộng cầu Tải trọng lớp phủ bề mặt cầu Mơ hình tải trọng tác dụng lên cánh hẫng + Tải trọng thân lan can Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng Nhóm + Tải trọng gờ chắn bánh xe + Tĩnh tải lớp phủ ─ Hoạt tải: tải trọng xe, hoạt tải làn, cho 1m theo phương ngang cầu Phân bố tải trọng bánh xe Phân bố bánh xe dải mặt cầu Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng Nhóm d Dầm ngang ─ Các phân số cho Bảng 9-6 phải sử dụng với tải trọng trục thiết kế 145 kN ─ Đối với cự ly dầm hệ mặt cầu nằm ngồi phạm vi áp dụng cho, tất hoạt tải thiết kế phải xét Bảng 9-6 Phân bố hoạt tải theo mô men lực cắt cho dầm ngang Loại mặt cầu Phần số tải trọng bánh xe cho dầm sàn Bê tông Lưới thép Lưới thép Tấm mặt cầu thép lượn sóng S 1800 Phạm vi áp dụng S ≤ 1800 S tg ≤ 100 1400 S ≤ 1500 S tg ≥ 100 1800 S ≥ 1800 S 1700 tg ≥ 50 E.Dầm Phương pháp hệ số phân phối ngang (phân bố ngang) + Để thiết kế hệ thống phức tạp cầu, cần phải phân chia hệ thống thành thành hệ con, hệ lại bao gồm kết cấu thành phần + Đối với cầu, hệ : kết cấu nhịp, mố – trụ, móng Các kết cấu thành phần dầm chính, dầm ngang, mặt cầu, lan can, gối cầu, cọc, móng Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng Nhóm + Có thể xem xét làm việc kết cấu thông qua hệ số phân phối tải trọng theo công thức sau Hoạt tải hiệu dụng = Hệ số phân bố × Hoạt tải đặt lên cấu nhịp ─ Phân loại mặt cắt ngang KCN Bảng 9-1 Kết cấu phần cầu thông thường ─ Hệ số phân bố cho moment Bảng 9-2 Phân bố hoạt tải theo mô men dầm ─ Để thiết kế sơ chấp nhận (Kg / Lt3S )0,1 = Bảng 9-3 Phân bố hoạt tải theo mô men dầm dọc biê ─ Hệ số phân bố cho lực cắt Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng 10 Nhóm + Tải trọng người PL: tính cơng thức PL= 2.q PL.W Trong đó: qPL tải trọng người rải W diện tích đường ảnh hưởng Vd: qPL=3 kN/N W=16.1 m  PL= 97.2 KN Tải trọng người + Tải trọng gió lên kết cấu WS + Tải trọng gió lên xe WL b Tải trọng tác dụng lên trụ cầu Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng 14 Nhóm Tải trọng tác dụng lên trụ cầu ─ Tĩnh tải: trọng lượng trụ, trọng lượng kết cấu nhịp, trọng lượng lớp phủ mặt cầu Trọng lượng thân trụ Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng 15 Nhóm Trụ cầu ─ Hoạt tải: Tải kết cấu nhịp truyền xuống trụ + Xe tải kết hợp với tải trọng làn: tải trọng xe tác dụng lên trụ Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng 16 Nhóm Xe tải tải trọng nhịp Xe đặc biệt tải trọng nhịp Độ lệch tâm theo phương ngang cầu + Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ WL Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng 17 Nhóm Gió tác dụng lên xe cộ theo phương ngang cầu + Tải trọng gió lên trụ WS: gió tác dụng lên mũ trụ, gió tác dụng lên cột trụ, gió tác dụng lên thân trụ + Lực nước WA: lực đẩy nổi, lực dòng chảy Lực dòng chảy + Tải trọng người PL Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng 18 Nhóm Người Người hai lề nhịp phải + Lực va tàu • Yêu cầu tiêu chuẩn cầu cần phải thiết kế chịu va tàu, phải bảo vệ • Trên nguyên tắc chủ đầu tư : thiết lập duyệt tàu thiết kế,vận tốc thiết kế, đáp ứng yêu cầu phối hợp cục Đường sông, Cục Hàng Hải Việt Nam Cấp sông Tải trọng tàu bè sông cho phép DWT ( tấn) DWT ( tấn) xà tàu lan I Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng 19 2000 500 Nhóm II 1000 500 III 300 400 IV 200 400 V 100 100 VI 40 100 Tàu sông qua cầu Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng 20 Nhóm Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng 21 Nhóm Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng 22 Nhóm Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng 23 Nhóm Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng 24 Nhóm Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng 25 Nhóm Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng 26 Nhóm Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng 27 Nhóm Tải trọng tác dụng lên cơng trình cầu giao thơng 28 ... Bê tông 1925 Nhẹ 1775 Cát nhẹ 1925 Thường 2400 Cát rời, phù sa, sỏi 1600 Đất sét mềm 1600 Sỏi, cu i, macadam batlat 2250 Thép 7850 Đá xây 2725 Nước Ngọt 1000 Mặn 1025 Bảng- Hệ số tải trọng dùng... trình cầu giao thơng Nhóm 2.2 Hoạt tải (tải trọng thời): tải trọng mà không ngừng thay đổi vị trí cu cơng trình Bảng- Các ký hiệu hoạt tải Ký Hiệu Tên tải trọng Tên tải trọng Ký hiệu BR Lực hảm... ngang) + Để thiết kế hệ thống phức tạp cầu, cần phải phân chia hệ thống thành thành hệ con, hệ lại bao gồm kết cấu thành phần + Đối với cầu, hệ : kết cấu nhịp, mố – trụ, móng Các kết cấu thành phần