02 bang tinh cau

ĐỀ XUẤT CẮM BIỂN TẢI TRỌNG - CẦU KÊNH XẺO LÁ HẠNG MỤC: 15M SỔ TAY ĐÁNH GIÁ CẦU AASHTO LRFR 2011 Thực Kiểm tra Chủ trì Huỳnh Xuân Tín ỨC KHÁNG UỐN I.SỐ LIỆU CHUNG -Tên cơng trình Cầu Kênh Xẻo Lá -Địa điểm Xã Viên An Đông, huyện Ngọc Hiển, tỉnh Cà Mau -Gói Thầu Tính tốn đánh giá tải trọng cầu -Loại hình kết cấu Dầm giản đơn bê tông cốt thép dự ứng lực I.1.KẾT CẤU NHỊP -Tổng chiều dài nhịp Lb = 15 m -Chiều dài nhịp tính tốn La = 14,6 m -Khoảng cách đầu dầm đến tim gối a = 0,15 m -Bề rộng làm việc cầu Wbe = m -Khoảng cách dầm So m = 0,7 -Bề rộng lề = m -Bề rộng lan can = 0,25 m -Tổng bề rộng = 4,5 m -Số thiết kế n = -Hệ số m = 1,2 = 0,24 -Hệ số phân bố ngang thực đo (Phần thuyết minh) I.2.CẤU TẠO MẶT CẮT NGANG Làn -Số lượng dầm chủ Nb = dầm -Khoảng cách hai dầm chủ S = 700 mm -Bố trí dầm ngang vị trí gối cầu: mặt cắt = -Số lượng dầm ngang Nb = dầm -Chiều dày trung bình ts = 100 mm = 50 mm -Chiều dày bê tông AtPhan I.3.CẤU TẠO DẦM CHỦ -Chiều cao dầm nhịp Hg = 500 mm -Chiều cao dầm gối Hd = 500 mm ĐỀ XUẤT CẮM BIỂN TẢI TRỌNG - CẦU KÊNH XẺO LÁ Thực HẠNG MỤC: 15M Kiểm tra Chủ trì SỔ TAY ĐÁNH GIÁ CẦU AASHTO LRFR 2011 Huỳnh Xn Tín I.4.VẬT LIỆU 4.1.Bê tơng a.Dầm bê tơng đúc sẵn -Cường độ bê tông 28 ngày tuổi f'c = 42 Mpa -Bê tông không cốt thép yc = 24 KN/m3 = 25 KN/m3 -Bê tơng có cốt thép yc Ec = 0.043 × γ c1.5 × f c' -Mơ đun đàn hồi = ft = 0.63 × f c' -Mô đun chống cắt = -Hệ Số Poisson = b.Bê tông mặt cầu -Cường độ bê tông 28 ngày tuổi f'c Ec = 0.043 × γ c1.5 × f c' -Mơ đun đàn hồi ft = 0.63 × f c' -Mơ đun chống cắt -Tỷ số mô đun đàn hồi dầm/bản -Tỷ số mô đun đàn hồi DUL/Dầm c.Lớp phủ -bê tông AtPhan Yat 4.2 cốt thép thường -Giới hạn chảy cốt thép thường = -Giới hạn chảy cốt dọc chủ = -Mô đun đàn hồi = 4.3.Thép ứng suất trước -Sử dụng tao sợi, đường kính d12,7mm phù hợp với tiêu chuẩn ASTM 416 Grade 270 -Cường độ chịu kéo fpu = -Giới hạn chảy fpy=0.9fpu = -Công nghệ tạo ứng suất trước Căng trước -Giới hạn ứng suất Trước đệm neo 0.9fpy = Tại neo 0.7fpy = Tại cuối vùng mát đệm neo sau neo 0.74fpy = Ở trạng thái giới hạn sử dụng sau mát 0.8fpy = -Module đàn hổi thép dự ứng lực Ep = -Loại tao xoắn sợi có độ tự trùng thấp, đường kính danh định Loại cáp sợi 12.7mm Diện tích tao Astr = Số tao nstr = -Lực kích Dul Pk = 34834,0 Mpa 4,08 Mpa 0,20 = = = = = 25 Mpa 26875 Mpa 3,15 1,30 5,66 = 22,56 KN/m3 240 Mpa 400 Mpa 200000 Mpa 1860 1674 Mpa Mpa 1507 1172 1239 1339 197000 Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa 98,70 mm2 tao 132.000 N ĐỀ XUẤT CẮM BIỂN TẢI TRỌNG - CẦU KÊNH XẺO LÁ Thực HẠNG MỤC: 15M Kiểm tra SỔ TAY ĐÁNH GIÁ CẦU AASHTO LRFR 2011 Chủ trì Huỳnh Xn Tín II ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC -Kết cấu làm việc hai giai đoạn -Giai đoạn 1: Chưa liên Hợp -Giai đoạn 2: Đã liên hợp II.1.Giai đoạn Đặc trưng hình học Diện tích mặt cắt (A1) đơn vị X=L/2 mm2 65.502 Mô men tĩnh thớ dầm (S1) mm3 15.202.507 Trọng tâm mặt cắt so với thớ dầm (Yd1) mm 232 Trọng tâm mặt cắt so với thớ dầm (Yt1) mm 268 Mơ men qn tính mặt cắt giảm yếu (I1) mm4 1.735.102.465 II.2.Giai đoạn Đặc trưng hình học đơn vị X=L/2 Diện tích mặt cắt giảm yếu (A2) mm2 119.508 Mô men tĩnh TTH mặt cắt dầm giảm yếu (S2) mm3 17.168.934 Xác định vị trí TTH (C1) mm 144 Trọng tâm mặt cắt so với thớ dầm (Yd2) mm 376 Trọng tâm mặt cắt so với thớ dầm (Yt2) mm 124 Trọng tâm mặt cắt so với thớ BMC (Ytt2) mm 224 Mơ men qn tính mặt cắt I2 mm4 4.726.676.219 ĐỀ XUẤT CẮM BIỂN TẢI TRỌNG - CẦU KÊNH XẺO LÁ Thực Kiểm tra HẠNG MỤC: 15M Chủ trì SỔ TAY ĐÁNH GIÁ CẦU AASHTO LRFR 2011 Huỳnh Xn Tín III TÍNH NỘI LỰC Hệ số -Hệ số vượt tải phần n1 = 1,25 -Hệ số vượt tải phần n2 = 1,5 -Hệ số vượt tải Hoạt tải n3 = 1,75 Kí hiệu Đơn vị X=L/2 m2 26,645 2.Tĩnh tải a.Tĩnh tải giai đoạn Mặt cắt Diện tích đường ảnh hưởng T/L Bản thân dầm chủ DC1 kN/m 1,638 T/L Bản mặt cầu DC2 kN/m 1,750 T/L dầm ngang DC3 kN/m 0,836 Tĩnh tải tiêu chuẩn GĐ1 kN/m 4,224 Tĩnh tải tính tốn GĐ1 kN/m 5,279 Mơ men tiêu chuẩn GĐ1 kN.m 112,536 Mơ men tính tốn GĐ1 kN.m 140,670 Kí hiệu Đơn vị X=L/2 T/L Lớp Phủ DW kN/m 0,790 T/L lan can DC4 kN/m 2,000 Tĩnh tải tiêu chuẩn GĐ2 kN/m 2,790 Tĩnh tải tính tốn GĐ2 kN/m 4,185 Mơ men tiêu chuẩn GĐ2 kN.m 74,332 Mơ men tính tốn GĐ2 kN.m 111,498 b.Tĩnh tải giai đoạn Mặt cắt 3.Hoạt tải 3.1 Hoạt tải thiết kế 3.1.1 Xe trục thiết kế 3.1.2 Xe trục thiết kế 3.1.3 Tải trọng 3.2.Hoạt tải xe [3] ĐỀ XUẤT CẮM BIỂN TẢI TRỌNG - CẦU KÊNH XẺO LÁ Thực Kiểm tra HẠNG MỤC: 15M Chủ trì SỔ TAY ĐÁNH GIÁ CẦU AASHTO LRFR 2011 Huỳnh Xuân Tín 3.3.Hoạt tải xe [3-S2] 3.4.Hoạt tải xe [3-3] 4.Nội lực hoạt tải Mặt cắt Kí hiệu Đơn vị Hệ số phân bố ngang hoạt tải Hệ số xung kích Số xe thiết kế n Hệ số xe thiết kế m Hiệu ứng mô men hoạt tải thiết kế HL93 Mô men xe tải thiết kế Mxetai kN.m Mô men xe trục thiết M2truc kN.m Mô men tải trọng Mlan kN.m Mô men tải trọng người Mpl kN.m Mô men hoạt tải HL93+PL(tc) Mtc (HL93) kN.m Mô men hoạt tải HL93+PL(tt) Mtt (HL93) kN.m Hiệu ứng mô men hoạt tải xe[3] Mô men hoạt tải xe [3] tiêu chuẩn Mtc [3] kN.m Mô men hoạt tải xe [3] tính tốn Mtt [3] kN.m Hiệu ứng mơ men hoạt tải xe [3-S2] Mtc [3-S2] Mô men hoạt tải xe [3-S2] tiêu chuẩn kN.m Mô men hoạt tải xe [3-S2] tính tốn Mtt [3-S2] kN.m Hiệu ứng mô men hoạt tải xe [3-3] Mô men hoạt tải xe [3-3] tiêu chuẩn Mtc [3-3] kN.m Mơ men hoạt tải xe [3-3] tính tốn Mtt [3-3] kN.m X=L/2 0,24 1,33 1,2 799,250 737,000 247,799 0,000 365,616 639,829 230,835 415,503 199,834 359,701 192,612 346,701 ĐỀ XUẤT CẮM BIỂN TẢI TRỌNG - CẦU KÊNH XẺO LÁ HẠNG MỤC: 15M Huỳnh Xuân Tín SỔ TAY ĐÁNH GIÁ CẦU AASHTO LRFR 2011 IV.KIỂM TOÁN TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG IV.1Kiểm toán nứt -Các giới hạn ứng suất bê tông dầm Lực căng kéo Giới hạn ứng kéo MIN [0.25 × 0.6 × f Giới hạn ứng suất nén f c' ;1.38] ' c = 1,38 Mpa = 25,20 Mpa = 3,24 Mpa = 18,90 Mpa = 2,50 Mpa = 11,25 Mpa Lúc khai thác sau mát Giới hạn ứng kéo 0.5 × Giới hạn ứng suất nén 0.45 × f Các giới hạn ứng suất bê tông mặt cầu Giới hạn ứng kéo f c' ' c ' 0.5 × f cbmc ' 0.45 × f cbmc Giới hạn ứng suất nén IV.1.1.Mất mát ứng suất giai đoạn a.Mất mát tự chừng cốt thép -trước truyền lực f pj = f py = ∆f pR1 = 1395 Mpa 1674 Mpa 18,35 Mpa -Sau truyền lực Mặt cắt Đơn vị Mặt cắt Mất mát tự trùng sau truyền lực Mpa X=L/2 16,09 b.Mất mát ứng suất nén đàn hồi bê tông ĐỀ XUẤT CẮM BIỂN TẢI TRỌNG - CẦU KÊNH XẺO LÁ HẠNG MỤC: 15M Huỳnh Xuân Tín SỔ TAY ĐÁNH GIÁ CẦU AASHTO LRFR 2011 Mặt cắt Kí hiệu Mơ đun đàn hồi thép cường độ cao Đơn vị L/2 Ep 197.000 Mpa 25.942 Mpa Ứng suất trọng tâm bó Eci f cgp 14,244 Mpa Diện tích mặt cắt ngang chưa liên hợp Ag 65.502 mm2 Mơ men qn tính mặt cắt ngang chưa liên hợp Ig 1.735.102.465 mm4 e 118 mm Mg 54.540.445 N.mm Mô đun đàn hồi bê tông thời điểm truyền lực Độ lệch tâm bó cáp so với trọng tâm dầm Mô men mặt cắt dầm trọng lượng thân dầm Lức kéo trước truyền Pi 771.044 N Diện tích cáp Aps 592 mm2 Cường độ chịu kéo thép fpu 1.860 Mpa 108,169 Mpa 142,61 Mpa Mất mát ứng suất nén đàn hồi Tổng mát ứng suất giai đoạn c.Ứng suất giai đoạn σt = − σd =− Ff A1 Ff A1 Mặt cắt Diện tích mặt cắt ngang tính tốn + − Ff × e I1 Ff × e I1 × y1t − × y1d + M DC , Dn ,BMC I1 M DC , Dn, BMC I1 Kí hiệu × y1t × y1d Đơn vị L/2 A1 I1 65.501,75 mm2 Mơ men qn tính mặt cắt ngang 1.735.102.465 mm4 Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ y1d 232 mm Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ y1t 268 mm ĐỀ XUẤT CẮM BIỂN TẢI TRỌNG - CẦU KÊNH XẺO LÁ HẠNG MỤC: 15M SỔ TAY ĐÁNH GIÁ CẦU AASHTO LRFR 2011 Mô men tĩnh giai đoạn Lực DUL hữu hiệu Diện tích cáp Huỳnh Xuân Tín M 112.536.326 N.mm Ff 741.665,78 N 592,2 1.252,39 mm2 Mpa 118 -17,38 mm Mpa Ứng suất thớ dầm (DUL) 15,05 -20,76 Mpa Mpa Ứng suất thớ dầm (DUL) 0,34 Mpa Ứng suất có hiệu cáp Độ lệch tâm của cáp DUL so với trọng tâm mặt cắt Aps fpe e1 Ứng suất thớ dầm (TTGĐ 1) Ứng suất thớ dầm (TTGĐ 1) IV.1.2.Ứng suất giai đoạn a.Mất mát co ngót ∆f pSR = 117 − 1.03H = 34,60 Mpa b.Mất mát từ biến ∆f pCR = 12 f cgp − 7∆f cdp f cgp = − ∆f cgp = Pi Pi × e1 M − + e1 A1 I1 I1 14,244 Mpa M DC1 M + M DW e1 + DC e2 11,7623088 Mpa I1 I2 Mặt cắt Mô men tĩnh tải giai đoạn Mô men tĩnh tải giai đoạn Mơ men qn tính giai đoạn Mơ men quán tính giai đoạn Độ lêch tâm thớ Độ lêch tâm thớ Mất mát từ biến Tổng mát ứng suất giai đoạn c.Ứng suất bê tông giai đoạn Mặt cắt Diện tích mặt cắt ngang tính tốn Mơ men quán tính mặt cắt ngang Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ dầm Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ BMC Mơ men tĩnh giai đoạn (TTGĐ 2) Ứng suất giới hạn chịu nén dầm chủ Ứng suất giới hạn chịu kéo dầm chủ Ứng suất giới hạn chịu nén BMC Lực DUL hữu hiệu Diện tích cáp Ứng suất có hiệu cáp Độ lệch tâm của cáp DUL so với tâm mặt cắt Ứng suất thớ mặt cầu (TTGĐ 2) Ứng suất thớ dầm (TTGĐ 2) Ứng suất thớ dầm (TTGĐ 2) Ứng suất thớ mặt cầu Ứng suất thớ dầm Ứng suất thớ dầm Kiểm tra ứng suất thớ dầm Kiểm ứng suất thớ dầm Kí hiệu M1 M2 I1 I2 e1 e2 ∆f pCR Kí hiệu A2 I2 y2d y2t y2tt M Ff Aps fpe e2 L/2 Đơn vị 112.536.326 N.mm 74.331.690 N.mm 1.735.102.465 mm4 4.726.676.219 mm5 118 mm 262 mm 88,60 Mpa 123,20 Mpa L/2 119.507,93 4.726.676.219 376 124 224 74.331.690 25,200 3,240 11,250 668.709,16 592,2 1.129,19 262 -3,53 -1,95 5,91 -0,82 -18,99 0,20 Đạt Đạt Đơn vị mm2 mm4 mm mm mm N.mm Mpa Mpa Mpa N N.mm Mpa mm Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa Mpa ĐỀ XUẤT CẮM BIỂN TẢI TRỌNG - CẦU KÊNH XẺO LÁ HẠNG MỤC: 15M Huỳnh Xuân Tín SỔ TAY ĐÁNH GIÁ CẦU AASHTO LRFR 2011 IV.1.2.Ứng suất bê tông giai đoạn khai thác IV.1.2.1.Ứng suất hoạt tải T σ HT =− M HT y2 T I2 D σ HT =+ M HT y2 D I2 Mặt cắt Kí hiệu L/2 Đơn vị M HL93 365.616.360 -17,346 -9,610 29,065 N.m Mpa Mpa Mpa 230.835.226 -10,951 -6,068 18,351 N.m Mpa Mpa Mpa 199.833.883 -9,481 -5,253 15,886 N.m Mpa Mpa Mpa 192.611.664 -9,138 -5,063 15,312 N.m Mpa Mpa Mpa L/2 25,20 3,24 11,25 Đơn vị Mpa Mpa Mpa -18,169 -28,601 29,270 K Đạt Mpa Mpa Mpa -11,774 -25,058 18,556 K Đạt Mpa Mpa Mpa -10,304 -24,243 16,091 K Đạt Mpa Mpa Mpa -9,961 -24,053 15,517 K Đạt Mpa Mpa Mpa Hoạt tải HL93 Mô men xe thử Ứng suất thớ Ứng suất thớ (hay thớ dầm) Ứng suất thớ dầm T σ ban d σ ban d σ dan Hoạt tải xe [3] M [3] Mô men xe thử Ứng suất thớ Ứng suất thớ (hay thớ dầm) Ứng suất thớ dầm T σ ban d σ ban d σ dan Hoạt tải xe [3-S2] Mô men xe thử Ứng suất thớ Ứng suất thớ (hay thớ dầm) Ứng suất thớ dầm M [3−S 2] T σ ban d σ ban d σ dan Hoạt tải xe [3-3] Mô men xe thử M [3−3] T σ ban Ứng suất thớ d σ ban Ứng suất thớ (hay thớ dầm) d Ứng suất thớ dầm σ dan IV.1.2.2.Kiểm tra ứng suất bê tông giai đoạn khai thác hoạt tải Mặt cắt Kí hiệu Ứng suất giới hạn chịu nén dầm chủ Ứng suất giới hạn chịu kéo dầm chủ Ứng suất giới hạn chịu nén BMC Hoạt tải HL93 T Ứng suất thớ σ ban d Ứng suất thớ (hay thớ dầm) σ ban d σ dan Ứng suất thớ dầm Kiểm tra Hoạt tải xe [3] T σ ban Ứng suất thớ d Ứng suất thớ (hay thớ dầm) σ ban d σ dan Ứng suất thớ dầm Kiểm tra Hoạt tải xe [3-S2] T σ ban Ứng suất thớ d Ứng suất thớ (hay thớ dầm) σ ban d Ứng suất thớ dầm σ dan Kiểm tra Hoạt tải xe [3-3] T σ ban Ứng suất thớ d Ứng suất thớ (hay thớ dầm) σ ban d Ứng suất thớ dầm σ dan Kiểm tra ĐỀ XUẤT CẮM BIỂN TẢI TRỌNG - CẦU KÊNH XẺO LÁ HẠNG MỤC: 15M SỔ TAY ĐÁNH GIÁ CẦU AASHTO LRFR 2011 Huỳnh Xuân Tín IV.2.Kiểm toán võng IV.2.1 Độ võng tĩnh tải giai đoạn a Độ võng tải trọng thân dầm ↓ ∆ dam = q L4 × dam 384 Eci I1 = 26,26226096 mm b Độ võng tải trọng mặt cầu ↓ ∆ bmc = q L4 × bmc 384 Ec I1 = 22,20315302 mm IV.2.1 Độ võng tĩnh tải giai đoạn ↓ ∆2 = (qlc + qbmc ) L4 × = 3,677991863 mm 384 Ec I IV.2.3 Độ võng hoạt tải -Độ võng xe tải thiết kế -Độ võng cho dầm giản đơn: Độ võng tính tốn mặt cắt x lực tập trung P dặt cách hai đầu dầm a b P.b.x (L2 − b − x ) với b=L-a, x