Đồ án thiết kế áo đường mềm lẫn áo đường cứng. chi tiết và rõ ràng. Có cả bản vẽ cấp phối các loại cho ai cần. Đồ án thiết kế áo đường mềm lẫn áo đường cứng. chi tiết và rõ ràng. Có cả bản vẽ cấp phối các loại cho ai cần. Đồ án thiết kế áo đường mềm lẫn áo đường cứng. chi tiết và rõ ràng. Có cả bản vẽ cấp phối các loại cho ai cần. Đồ án thiết kế áo đường mềm lẫn áo đường cứng. chi tiết và rõ ràng. Có cả bản vẽ cấp phối các loại cho ai cần.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG Lời nói đầu: MỤC ĐÍCH,NỘI DUNG CỦA ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG I Mục đích - Trên giới Đối với nước có cơng nghiệp kinh tế phát triển giao thơng đường đóng vai trò chiến lược Nó huyết mạch đất nước - Đối với nước ta, nước có kinh tế giai đoạn phát triển - cần phải có sở hạ tầng tốt - giao thơng đường ngày có ý nghĩa quan trọng - Nhằm củng cố kiến thức học giúp cho sinh viên nắm bắt thực tiễn, mơn Thiết kế Đường khoa Cơng Trình GT trường Đại học Kinh Tế Kĩ Thuật Bình Dương tổ chức bảo vệ đồ án môn học thiết kế đường với mục tiêu đào tạo đội ngũ kĩ sư ngành xây dựng cầu đường giỏi chuyên môn, nhanh nhậy lao động sản xuất, phục vụ tốt nghiệp công nghiệp hố, đại hố đất nước, tất điều tâm huyết nhà trường nói chung thầy, mơn nói riêng II Nội dung - Là sinh viên lớp D16G01A , khoa Kĩ Thuật – Công Nghệ, Trường Đại Học Kinh Tế Kĩ Thuật Bình Dương, mơn học thiết kế đường em giao nhiệm vụ thiết kế đoạn tuyến A-B - Do hạn chế trình độ chuyên môn thực tế nên đồ án em khơng thể tránh khỏi thiếu sót Thành thật mong nhận đóng góp ý kiến thầy bạn để đồ án em hoàn chỉnh hơn.Em xin chân thành cám ơn Bình Dương, ngày… tháng….năm 20… Sinh viên thực Phan Minh Hiếu ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG MỤC LỤC: CHƯƠNG 1:TÍNH TỐN THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM Vị trí tuyến Chức tuyến đường .4 Tính tốn lưu lượng Quy đổi lưu lượng xe tính tốn 100kN Lựa chọn cấp hạng áo đường Phương pháp xây dựng kết cấu mặt đường: .9 6.1 Quan điểm thiết kế cấu tạo KCAĐ .9 6.2 Đề xuất phương án móng: 10 6.3 Kết cấu áo đường phương án đầu tư tập trung: 14 6.4 tính tốn kiểm tra kết cấu áo đường 14 a) Kiểm tra tiêu chuẩn độ võng đàn hồi kết cấu áo đường: 14 b) Kiểm tra tiêu chuẩn trượt đường: .16 c) Kiểm tra tiêu chuẩn chịu kéo uốn lớp vật liệu liền khối: 17 Phương án đầu tư phân kỳ ( giai đoạn): 21 7.1 Giai đoạn ( năm đầu) .22 7.2 Giai đoạn (8 năm tiếp theo): 23 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG CỨNG 28 Kết cấu mặt đường 28 Cấu tạo mặt cắt ngang bê tông xi măng mặt đường 30 10 Liên kết khe bê tông 31 11 Tải trọng tính tốn, lưu lượng xe chạy tính tốn hệ số chiết giảm cường độ tính tốn 35 ĐỒ ÁN MƠN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG 12 Tính tốn chiều dày xi măng 37 13 Kiểm tốn chiều dày bê tơng tác dụng xe nặng cá biệt 39 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG PHỤ LỤC: CHƯƠNG 1:TÍNH TỐN THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM Bảng 1: Quy đổi xe.hh/ngđ xcqđ/ngđ theo TCVN 4054-2005 .5 Bảng 2: Lưu lượng xe quy đổi năm: Bảng 3: Tải trọng trục xe .6 Bảng 4: Bảng tính trục quy đổi trục tiêu chuẩn 100KN năm thứ 15: .7 Bảng 5: Số trục xe tiêu chuẩn qua ngđ/làn năm Bảng 6: Thông số đất Bảng 7: Tổng hợp vật liệu phương án Bảng 8: Số liệu lớp mặt 10 Bảng 9: Lớp móng phương án .11 Bảng 10: Chiều dày lớp vật liệu làm móng PA1 11 Bảng 11: Giá thành phương án móng 11 Bảng 12: Lớp móng phương án .12 Bảng 13: Chiều dày lớp vật liệu làm móng PA2 12 Bảng 14: Giá thành phương án móng 13 Bảng 15: Các lớp kết cấu áo đường 14 Bảng 16: Kết tính đổi độ võng đàn hồi 14 Bảng 17: Tính đổi lớp lớp BTN lớp 17 Bảng 18: Tính đổi lớp lớp BTN lớp 19 Bảng19: Tính đổi lớp: 21 Bảng 20: Eyc giai đoạn năm đầu 23 Bảng 21: Các lớp giai đoạn 24 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG CỨNG 28 Bảng 22 : bề dày tối thiểu lớp móng áo đường cứng 29 Bảng 23: Bề dày BTXM tối thiểu (cm) tùy thuộc lưu lượng xe tính toán 30 Bảng 24: Các tiêu cường độ môdun đàn hồi 31 Bảng 25 : kích thước truyền lực 32 Bảng 26 : Các kích thước ngàm 33 Bảng 27: Khoảng cách khe ngang (khe co dãn) 34 Bảng 28: tải trọng tính tốn tiêu chuẩn hệ số xung kích 36 Bảng 29: Các tiêu kỹ thuật chủ yếu máy kéo nhiều bánh: 36 Bảng 30: Các tiêu chủ yếu xe xích T – 60 : 36 Bảng 31: giá trị hệ số triết giảm cường độ n .37 Bảng 32: Mơmen uốn tải trọng bánh xích gây điểm A (ở tấm) 42 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG CHƯƠNG 1:TÍNH TỐN THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM Vị trí tuyến Tuyến đường cần khảo sát thiết kế nằm quốc lộ 1A, nhánh nối tỉnh Quảng Bình với tỉnh Hà Tĩnh Trong đồ án thiết kế đoạn tuyến nối từ điểm A đến điểm B thuộc địa phận huyện Bố Trạch tỉnh Quảng Bình Chức tuyến đường Quốc lộ 1A đường giao thông huyết mạch chạy dài từ Bắc tới Nam nước ta Quốc lộ 1A chạy qua đoạn Hà Tĩnh – Quảng Bình có độ dài khoảng 246 km, chạy qua sông Gianh nhiều đồi núi, trải dài theo sát dãy núi Trường Sơn Tính tốn lưu lượng Tuyến đường nối từ A đến B thuộc địa phận huyện Bố Trạch tỉnh Quảng Bình - Lưu lượng xe hổn hợp ngày đêm: 562 (xe hh/ngày.đêm) - Thành phần dòng xe : + Xe đạp : 6,8% - 38 xe + Xe máy : 59,1% - 332 xe + Xe : 28,5% - 160 xe + Xe tải trục : 4,3% - 24 xe + Xe tải trục : 1,3% - xe - Hệ số tăng trưởng lưu lượng xe hàng năm : q = 9% Bảng 1: Quy đổi xe.hh/ngđ xcqđ/ngđ theo TCVN 4054-2005 Loại xe Số xe Hệ số quy đổi Xe đạp 38 0,2 Xe máy 332 0,3 Xe 160 Xe tải trục 24 2,5 Xe tải trục Lưu lượng xcqđ ngày đêm: � số xe x hệ số quy đổi: 351,2 (xcqđ/ngđ) Lưu lượng xe hỗn hợp chạy trung bình năm thứ 15: áp dụng cơng thức ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG N t N (1 q )t 1 15 1 => N15 351, 2(1 0, 09) = 1175 (xcqđ/ngđ) Ta có: hệ số tin cậy: 0,9 Áp lực tính tốn lên mặt đường 0,6 Mpa, đường kính vệt bánh xe: 33 cm Cấp thiết kế đường cấp IV, tốc độ thiết kế Vtk= 40km/h, Ptt = 100KN Bảng 2: Lưu lượng xe quy đổi năm: Năm 10 Xe (xcqđ/ngđ) 352 496 764 15 1175 Quy đổi lưu lượng xe tính toán 100kN Việc quy đổi trục xe áp dụng theo công thức sau: (22 TCN 211-06) Lưu lượng xe chạy loại xe tải trục khác quy đổi loại xe có tải trọng trục tính tốn tiêu chuẩn thơng qua mặt cắt ngang đường cuối thời kỳ khai thác theo công thước: 4,4 �P � N tk �C1.C2 ni � i � 100 � (trục/ngđ) � i 1 k Trong đó: N tk : Là tổng số trục xe quy đổi thứ k loại xe khác trục xe tính tốn (trục/ngđ) ni : Là số lần tác dụng loại tải trọng trục i có trọng lượng trục pi cần quy đổi tải trọng trục tính tồn Ptt C1 : Là hệ số xác định theo biểu thức: C1 1, 2( m 1) C2 : Là hệ số xét đến tác dụng số bánh xe cụm bánh: bánh: C2 =6,4 Cụm bánh đôi: C2 =1,0 Cụm bánh có bánh: C2 =0,38 Đường hai xe nên lưu lượng xe tính tốn thực tế là: N tt N tk f1 (trục/làn.ngđ) Trong đó: ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG f1 = 0,55: Hệ số phân tải đường hai xe (không có giải phân cách) Bảng 3: Tải trọng trục xe Trọng lượng trục Pi Số Số bánh Loại xe Tải nhẹ Tại nặng (KN) Trục trước 18 45,4 Trục sau 56 90 Khoảng cách Lượng trục cụm bánh trục xe Ni sau trục sau Cụm bánh đôi Cụm bánh đôi sau (m) xe/ngđ 300 150 < 3,0 Bảng 4: Bảng tính trục quy đổi trục tiêu chuẩn 100KN năm thứ 15: 4.4 Loại xe Pi (kN) C1 C2 Trục trước 18 6,4 Trục sau 56 1 Trục trước 45,4 6,4 Tải nặng Trục sau 90 2,2 Tổng số trục xe sau quy đổi Ntk (trục/ngày.đêm) Ntk = 261 (trục/ngđêm) Tải nhẹ Ni 300 300 150 150 �P � C1.C2 N i � i � 100 � � 23,4 29,7 207,6 261 Ntt = 261 x 0,55 = 143 (trục/ngđ.làn) Số trục xe qua ngđ/làn theo năm: N0 N tt (1 q )15t0 (t0 : số năm cần tính) Bảng 5: Số trục xe tiêu chuẩn qua ngđ/làn năm Năm thứ Ntt 10 15 Trục/làn ngđ 43 61 93 143 Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy thời hạn tính tốn 15 năm: t 15 � q 1� 0, 09 � � Ne 365.Ntt 365.143, 0, 46.106 t 1 151 0, 09(1 0, 09) q 1 q (trục) Chọn loại tầng mặt A1: thời hạn 15 năm, láng nhựa (cấp phối đá dăm, đá dăm tiêu chuẩn, đất đá gia cố có láng nhựa) theo tiêu chuẩn 22 TCN 211-06 bảng 2.1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG Lựa chọn cấp hạng áo đường Cấp hạng áo đường mô đun đàn hồi yêu cầu: - Tra bảng 3-4 với Ptt = 100 kN, mặt đường Cấp cao A1, số trục xe tính tốn Ntt = 143, ta được: Eyc = 153 (MPa) - Tra bảng 3-5 với loại đường: Đường ô tô, cấp đường: Đường cấp IV, mặt đường: Cấp cao A1 ta module đàn hồi tối thiểu: Eyc = 130 (MPa) - Module đàn hồi yêu cầu dùng để tính tốn: Eyctt = max(Eyc, Eyc min) = 153 (MPa) Về mặt địa chất: Nhìn chung mặt cắt địa chất khu vực tuyến sau : - Theo kết khảo sát điều kiện địa chất cho thấy điều kiện địa chất khu vực ổn định, không có tượng sụt lỡ, đá lăn, cactơ e hay nước ngầm lộ thiên - Đoạn đường thiết kế giả thiết có địa chất giống từ đầu đến cuối tuyến - Mặt cắt địa chất khu vực tuyến qua sau : Loại đất Á cát Độ chặt 0.95 Độ ẩm Bảng 6: Thông số đất E Lực dính tương đối (Mpa) C(Mpa) 0.60 45 0.028 Góc ma sát 26 Đưa phương án kết cấu mặt đường: Các lớp Bảng 7: Tổng hợp vật liệu phương án Phương án Phương án BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%) BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 50%) BTN chặt loại I (đá dăm ≥ 35%) BTN chặt loại II (đá dăm ≥ 50%) Á cát gia cố XM (Rn > 3Mpa) Đá dăm gia cố xi măng 6% Đá dăm nước Cấp phối sỏi cuộn ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG Phương pháp xây dựng kết cấu mặt đường: 6.1 Quan điểm thiết kế cấu tạo KCAĐ - Tuân thủ nguyên tắc thiết kế kết cấu áo đường, đó trọng nguyên tắc thiết kế tổng thể - mặt đường, cho đường mặt đường chịu lực, đảm bảo chịu tải trọng ổn định cường độ - Cố gắng tận dụng vật liệu địa phương, phát huy khả thi công nhà thầu địa phương, chọn loại vật liệu sẵn có, chiều dày hợp lý việc phân lớp thi công cho nâng cao suất, nằm khả thi công nhà thầu - Phát huy khả làm việc vật liệu, giảm chiều dày lớp vật liệu đắt tiền, số lớp vật liệu, cải thiện chế độ làm việc - mặt đường - Lựa chọn biện pháp cấu tạo kết cấu áo đường đơn giản, hợp lý với điều kiện địa hình, địa chất, địa chất thủy văn - Đối với tầng mặt: + Đảm bảo đủ cường độ chung ổn định cường độ, chịu lực thẳng đứng nằm ngang, chống bong bật tốt + Mặt đường phải đảm bảo đạt độ phẳng + Bề mặt áo đường phải có đủ độ nhám định + Áo đường sản sinh bụi tốt + Khả nước mặt tốt thấm nước - Đối với tầng móng: Có thể chọn loại vật liệu có cường độ thấp hơn, vật liệu hạt thô không thiết phải có chất liên kết 10 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG Bề dày BTXM tối thiểu (cm) tùy thuộc lưu lượng xe tính tốn (xe/ngày đêm) >10000 7000- Vật liệu lớp móng - đá, cát, đất gia cố 24 5000- 3000- 2000- 1000- 10000 22 7000 22 5000 20 3000 18 2000 18 - 22 20 18 18 chất liên kết vô - đá dăm xỉ, sỏi, cuội - - cát, cấp phối 22 20 18 Bảng 23: Bề dày BTXM tối thiểu (cm) tùy thuộc lưu lượng xe tính tốn Ngồi bề dày tối thiểu tùy thuộc tải trọng trục thiết kế sau: - Trục đơn 9,5T bề dày tối thiểu 18cm - Trục đơn 10,0T bề dày tối thiểu 22cm - Trục đơn 12,0T bề dày tối thiểu 24cm Ở ta có: - Bề dày BTXM: 18 cm Cường độ bê tông Bê tông làm lớp mặt phải có cường độ chịu uốn giới hạn không nhỏ 40daN/cm2 (cường độ chịu nén giới hạn không nhỏ 300 daN/cm2) Đối với đường cấp I, II trị số phải không nhỏ 45 daN/cm2 (cường độ chịu nén giới hạn không nhỏ 350 daN/cm2) Bê tông làm lớp móng mặt đường bê tông nhựa phải có cường độ chịu uốn giới hạn không nhỏ 25daN/cm2 (cường độ chịu nén giới hạn không nhỏ 170 daN/cm2) Các tiêu cường độ môdun đàn hồi bê tông làm đường cho bảng Các lớp kết cấu Bảng 24: Các tiêu cường độ môdun đàn hồi Cường độ giới hạn sau 28 ngày (daN/cm2) Mơ đun đàn hòi E 29 ĐỒ ÁN MƠN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG Cường độ chịu kéo Cường độ chịu uốn 50 nén 400 Lớp mặt 45 350 33.104 Lớp móng 40 35 300 250 31,5.104 29.104 mặt đường bê 30 200 26,5.104 tông nhưa 25 170 23.104 Ta chọn : (daN/cm2) 35.104 Lớp mặt: bê tông mac 350, Rku = 45, Moodun đàn hồi E = 33.104 Lớp móng: bê tông mac 200, Rku = 30, Moodun đàn hồi E = 26.5.104 10 Liên kết khe bê tông Các khe bê tông chia làm hai loại: khe ngang khe dọc Các khe ngang lại chia làm hai loại: khe dãn khe co Khe dọc khe ngang phải thẳng góc với khe ngang hai xe phải thẳng hàng với (cả đường thẳng đường cong) đoạn có nhánh đường rẽ chéo đầu khe ngang rẽ đầu đầu khe ngang thẳng phải bố trí trùng Khe dọc có thể làm theo kiểu ngàm hoặc kiểu có truyền lực Khe dãn thương bố trí theo kiểu truyền lực, khe co thường làm kiểu khe giả 30 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG Chọn hình a làm khe dãn hình b làm khe co Với mặt đường bê tông có hai hoặc nhiều xe cần phải bố trí khe dọc theo tim đường hoặc song song với tim đương Cự ly khe dọc không vượt qua 4,5m thường bề rộng xe Khe dọc có thể làm theo kiểu khe co hoặc kiểu khe ngàm Kích thước truyền lực Khoảng cách từ truyền lực đến mép mặt đường (của khe dãn, khe co) khơng lớn ½ đến ¼ khoảng cách hai truyền lực Chiều dày bê tông (cm) Nhỏ Bảng 25 : kích thước truyền lực Đường kính Chiều dài Khoảng cách truyền lực (cm) truyền truyền lực (cm) Trong khe dãn Trong khe co lực (mm) 20 50 30 65 (100)* Ghi chú: Các số ngoặc đơn ứng với trường hợp bê tông đặt lớp móng gia cố chất liên kế vơ 31 ĐỒ ÁN MƠN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG Thanh truyền lực khe dọc thường có đường kính từ 10 -12 mm chiều dài 75cm, đặt cách 100cm Kích thước ngàm khe kiểu ngàm Chiều dày bê tông (cm) 18 Bảng 26 : Các kích thước ngàm Các kích thước ngàm a b c l 6 3,5 1,5 20 7 1,5 22 7,5 7 1,5 24 8 1,5 26 9 4,5 1,5 28 9,5 9,5 4,5 1,5 10 1,5 30 10 10 Khoảng cách khe co dãn Khoảng cách khe ngang (khe co dãn) lấy theo số liệu bảng Bảng 27: Khoảng cách khe ngang (khe co dãn) Chiều dày Nhiệt độ khơng khí đổ bê tơng (0c) Loại kết cấu kiểu khe bê tông 5-15 10 - 25 >= 25 Mặt đường bê tông không cốt thép móng cát gia cố xi măng Khe dãn Khe co 24 54 72 20 – 22 42 54 18 25 35 20 – 24 6 18 5 Chọn khe dãn 45, khe co Chiều rộng khe co, dãn yêu cầu vật liệu chèn khe 32 Cuối ca thi công 45 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG Chiều rộng khe co dãn tính theo cơng thức: b =β α L t 1000 (cm) b = x 0.00001 x 35 x 4.5 x 1000 = 3.15 cm Trong đó: t – hiệu số nhiệt độ cao khơng khí cao địa phương làm đường so với nhiệt độ đổ bê tông β - hệ số ép co vật liệu chèn khe, chèn khe mattic nhựa lấy β = 2,0; L – khoảng cách hai khe dãn, m; α – hệ số dãn nở bê tông, thường lấy α = 0,00001 Chiều rộng khe co chèn khe mattic nhựa thường lấy từ – 12mm Vật liệu chèn khe phải đảm bảo tính đàn hồi lâu dài, có thể dính bám chặt với bê tơng khơng thám nước, trời lạnh khơng dòn, trời nóng khơng chảy Cấu tạo kích thước bê tơng trường hợp đặc biệt Trên đường cấp I, II, chiều dài (cự ly khe co ngang) nên giảm đến 3,5m; 4,0m 5m tương ứng với bề dày 18, 20 >=22 cm trường hợp sau đề phòng lún khơng đều: đắp cao từ – 5m đoạn chuyển tiếp từ đắp sang đào phạm vi chuyển tiếp 20 – 40m Trên đoạn đắp qua vùng đất yếu hoặc than bùn đắp cao 5,0m hoặc đoạn dự đoán có thể lún không (như đoạn lân cận hai bên cống sau mố cầu ) bê tơng xi măng cần bố trí thêm lưới thép từ 1,6 đến 2,3 kg/m Khi xây dựng mặt đường BTXM móng cát hoặc cấp phối cát sỏi mép tiếp xúc với lề đường nên bó trí hai thép gờ Þ 12 Chúng đặt cao đáy 5cm, thứ dặt cách mép 10cm, thứ hai đặt cách thứ 20cm đầu cốt thép đặt cách khe ngang 50cm 33 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG 11 Tải trọng tính tốn, lưu lượng xe chạy tính tốn hệ số chiết giảm cường độ tính tốn Tải trọng tính tốn tiêu chuẩn kết cấu áo đường cứng quy định thống tính tốn thiết kế áo đường mềm tính tốn tải trọng bánh xe nhân thêm với hệ số xung kích bảng Bảng 28: tải trọng tính tốn tiêu chuẩn hệ số xung kích Tải trọng trục tiêu Tải trọng bánh tiêu Tải trọng bánh tính Hệ số xung kích chuẩn (daN) chuẩn (daN) toán (daN) 10000 5000 1,2 6000 12000 6000 1,15 6900 9500 4750 1,20 5700 Sau tính tốn với tải trọng tiêu chuẩn, phải kiểm toán lại với xe nặng có thể chạy đường, kiểm toán với xe nhiều bánh 80 tấn, với xe xích T60 (khi đường có thể có xe lại) Chỉ tiêu Bảng 29: Các tiêu kỹ thuật chủ yếu máy kéo nhiều bánh: Đơn vị Máy kéo 80 Trọng lượng T 80 Số trục bánh xe Chiếc Áp lực trục bánh xe T 20 Khoảng cách trục theo hướng dọc m 1,2+4,0+1,2 Số bánh xe trục bánh Chiếc Khoảng cách đơi bánh xe theo hướng ngang m 3x0,9 Kích thước vệt bánh xe (bánh kép) m 0,5 x 0,2 Chỉ tiêu Bảng 30: Các tiêu chủ yếu xe xích T – 60 : Đơn vị Máy kéo 80 34 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG Trọng lượng T 60 Áp lực bánh xích T/m Số bánh xích Chiếc Chiều dài vệt bánh xích m Chiều rộng vệt bánh xích m 0,7 Cự ly hại trục bánh xích (theo hướng ngang) m 2,6 Hệ số chiết giảm cường độ n: tính tốn cường độ kết cấu áo đường cứng, cường độ chịu uốn cho phép bê tông xi măng xác định cường độ chịu uốn giới hạn nhân với hệ số chiết giảm cường độ n qui định tùy thuộc tổ hợp tải trọng tính tốn: Bảng 31: giá trị hệ số triết giảm cường độ n Hệ số chiết giảm Tổ hợp tải trọng tính tốn Hệ số an toàn k = 1/n cường độ (n) Tính với tải trọng thiết kế 0,5 Kiểm tốn với xe nặng 0,59 – 0,65 1,7 – 1,53 Kiểm tốn với xe xích 0,65 1,54 Tác dụng đồng thời hoạt tải 0,85 – 0,90 1,18 – 1,11 ứng suất nhiệt Tính tốn cường độ mặt đường bê tông xi măng mặt bê tông nhựa 12 Tính tốn chiều dày xi măng Giả định 1: chiều dày betong h = 25 cm D = D0 + h = 33 + 25 = 58 cm m Tìm mơđun đàn hồi tương đương lớp mặt móng Ech : hm 15 0, 258 D 58 Eo 450 0,15 El 3000 Tra toán đồ Kogan Tiêu chuẩn 22 TCN 211-06 được: Echm 0, 209 El 35 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG m Vậy Ech 0, 21�3000 = 627 daN/cm2 - Xác định hệ số 1, 2, 3 theo vị trí đặc tải (hình 2) Xác định h 25 1,5 R 16,5 Eb 33 � 104 526 Echm 627 Từ cặp trị số đó nội suy chiều Bảng 4.1, 4.2 4.3 ta được: 1 = 1,313 2 = 1,978 3 = 1,917 Trong đó 2 > 3 > 1 nên ta tính chiều dày theo 2 (tải trọng cạnh tấm) Xác định hệ số chiết giảm cường độ theo Bảng 3.4 Điều 3.3: n = 0,5 Tính với tải trọng thiết kế Sử dụng công thức (4.1) ta có: h = với [] = Rku n h= 1,978 �6000 22,97 45 �0, cm Giả định 2: chiều dày betong h = 23 cm D = D0 + h = 33 + 23 = 56 cm m Tìm mơđun đàn hồi tương đương lớp mặt móng Ech : hm 15 0, 268 D 56 Eo 450 0,15 El 3000 Tra toán đồ Kogan Tiêu chuẩn 22 TCN 211-06 được: Echm 0, 21159 El 36 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG m Vậy Ech 0, 21159 �3000 = 635 daN/cm2 - Xác định hệ số 1, 2, 3 theo vị trí đặc tải (hình 2) Xác định h 23 1, R 16,5 Eb 33 � 104 519, Echm 635 Từ cặp trị số đó nội suy chiều Bảng 4.1, 4.2 4.3 ta được: 1 = 1,27 2 = 1,913 3 = 1,865 Trong đó 2 > 3 > 1 nên ta tính chiều dày theo 2 (tải trọng cạnh tấm) Xác định hệ số chiết giảm cường độ theo Bảng 3.4 Điều 3.3: n = 0,5 Tính với tải trọng thiết kế Sử dụng cơng thức (4.1) ta có: h = với [] = Rku n h= 1,913 �6000 22, 58 45 �0, cm Ta nhận h = 23 cm 13 Kiểm toán chiều dày bê tông tác dụng xe nặng cá biệt Kiểm toán xe trục 13T Xe trục 13T có P = 6500 daN, R = 18cm Hệ số xung kích kđ = 1,15 Khoảng cách cặp bánh trục sau 1,7m (Hình 4.2b) Để xác định mơ men uốn sinh bánh xe tính tốn theo cơng thức (4.3), ta cần xác định: Eb 33 �104 h 23 519, 1, 28 m E 635 R 18 ch ; 37 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG Từ đó nội suy chiều Bảng 4.4 aR = 0,175 Bảng 4.5 ta c = 0,2 Ptt = p.kđ = 6500 x 1,15 = 7475 daN Ta được: c� Ptt MF = MT = 2 aR 0, �7475 0,15 �3,14 �0,177 MF = MT = 1546,7 daN.cm/cm Tìm mơ men uốn tải trọng tập trung bánh xe bên cạnh gây theo công thức (4.4) (4.5): Eb h 23 519, 0,135 m E R 170 ch Xác định ; Nội suy bảng 4.4 ar = 1,769 bảng 4.5 A = 0,0258; B = - 0,019 MF = (A + B) Ptt = (0,0258 - 0,15 x 0,019) 7475 = 171,5 daN.cm/cm MT = (B + A) Ptt = (-0,019 + 0,15 x 0,0258) 7475 = - 113 daN.cm/cm Vậy MF = 1546,7 + 171,5 = 1718 daN.cm/cm MT = 1546,7 - 113 = 1433,7 daN.cm/cm Vì MF > MT nên ta tính với MF ứng suất kéo uốn xuất bê tông tác dụng xe nặng trục 13T �M F �1718 19, 48 h2 232 daN/cm2 Ứng suất cho phép bê tơng M350 kiểm tốn với xe nặng:[]=0,6Rku = 0,6x45=27 daN/cm2 Trong đó hệ số triết giảm cường độ kiểm toán với xe nặng 0,59 �0,83 lấy 0,6 theo Bảng 3.4 Kết luận: = 19,48 daN/cm2 < [] = 27 daN/cm2 nên bê tông chịu tác dụng xe nặng 13T Kiểm tốn với tác dụng xe xích T60 38 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG Trọng lượng tổng cộng xe xích T60 60 T, áp lực bánh xe 6T/m, chiều dài vệt bánh xích 5m, chiều rộng bánh xích 0,7m, khoảng cách bánh xích 2,6m nên bánh xích khơng thể đồng thời tác dụng tấm, vậy cần kiểm tốn ứng suất xuất chịu tác dụng vệt bánh xích, bỏ qua ảnh hưởng bánh xích Chia vệt bánh xích thành nhau, ô chịu tác dụng lực tập trung P = 6T Khi tính mơ men uốn áp lực tác dụng ô gây điểm A xem tải trọng tác dụng ô tải trọng phân bố vòng tròn tương đương bán kính là: R = = 0,47m Sơ đồ kiểm tốn bê tơng xi măng tác dụng bánh xích Các tải trọng tác dụng 2, xem lực tập trung tác dụng tâm ô đó cách điểm A cự ly r2 = 1,0m r3 = 2,0m Việc tính tốn mơ men uốn lực tác dụng bánh xích gây điểm A tóm tắt bảng trang sau Xác định hệ số a theo công thức (4.7): a= Echm Eb = �635 33 �104 , a = 0,01 Từ đó aR = 0,01 x 47 = 0,47 ar2 = 0,01 x 100 = 1,00 ar3 = 0,01 x 200 = 2,00 39 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG Bảng 32: Mơmen uốn tải trọng bánh xích gây điểm A (ở tấm) aR MT = MF = Ký hoặc A B C hiệu MT = (B + A) Ptt MF = (A + B) Ptt ar 0,326 �6000 0,15 M1 0,47 2M2 1,00 0,112 0,035 0,326 0,058 -0,0060,364 �3,14 �0, 47 0,021 -0,02 0,263 0,326 �6000 0,15 762 �3,14 �0, 47 (0,035+0,15x0,112) 6000 (0,112+0,15x0,035) 6000 = 310,8 = 703,5 (-0,006+0,15x0,058) [(0,058 + 0,15 (-0,006)] 6000 = 32 6000 = 685 0,364 �6000 0,15 0,364 �6000 0,15 400 400 �3,14 �1 �3,14 �1 0, 263 �6000 0,15 2M3 2,00 762 �3,14 �2 144 (-0,02 +0,15 x0,021) 0, 263 �6000 0,15 �3,14 �2 144 [(0,021 + 0,15 (-0,02)] 6000 = -202 6000 = 216 MT = 1447 daN.cm/cm MF = 2910 daN.cm/cm Do MF > MT nên kiểm toán với MF = 2910 daN.cm/cm Ứng suất kéo uốn lớn gây đáy là: �2910 16,5 232 daN/cm2 Ứng suất kéo uốn cho phép [] = 0,65 Rtt, đó hệ số chiết giảm cường độ kiểm tốn với xe xích 0,65 lấy theo Bảng 3.4, ta [] = 0,65 x 45 = 29,25daN/cm2 Vậy = 16,5 daN/cm2 < [] = 29,25daN/cm2 Kết luận: bê tông chịu tác dụng xe xích T60 Kiểm tốn với trường hợp chịu tác dụng đồng thời tải trọng nhiệt độ 40 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG - Chênh lệch nhiệt độ bề mặt nhiệt độ đáy (t) tính theo cơng thức t = 0,84h qui định Điều 4.3: t = 0,84 x 23 = 19,32oC - Đặc trưng đàn hồi bê tơng tính theo cơng thức (4.12): l = 0,6h Eb Echm 33 � 104 = 0,6 x 23 635 = 111 cm - Xác định tỷ số L 600 B 350 5, 3,15 l 111 ; l 111 - Tra tốn đồ Hình 4.3 Cx = 0,77; Cy = 0,19 Ứng suất uốn vồng theo hướng dọc tấm: t = (Cx + Cy) t Et 2 1 2 = (0,77+0,15x0,19) 19,32 0, �״ 33 10 10 5 0,152 t = 15,62 daN/cm2 Trong đó: Et : Modun đàn hồi betong chịu tác dụng chênh lệch nhiệt độ lâu dài (6 �9 giờ) thường lấy 0,6 Eb : Hệ số dãn dài nhiệt độ betong lấy 10-5 Ứng suất uống vồng theo hướng ngang tấm: n = (Cy + Cx) t = (0,19 + 0,15 x 0,77).19,32 0, �33.10 �10 5 0,152 n = 5,98 daN/cm2 Ứng suất uống vồng theo hướng dọc cạnh tấm: 41 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG c = Cx t = 0,77 19,32 0, �33 �104 �105 0,152 = 15 daN/cm2 - Ứng suất tổng cộng tải trọng nhiệt độ tác dụng gây mặt cắt theo hướng dọc L = 1 + t đó 1 ứng suất tải trọng gây tấm: l Ptt 1, 27 �6000 232 1 = h = = 14,7 daN/cm2 t = 15,62 daN/cm2 , ta L = 30,32 daN/cm2 - Ứng suất tổng cộng tải trọng nhiệt độ tác dụng gây cạnh tấm: LL = 2 + c đó 2 ứng suất tải trọng gây cạnh tấm: 1,913 �6000 232 2 = = = 21,7 daN/cm2 c = 15 daN/cm2, ta LL = 36,7 daN/cm2 Ta Ta thấy LL > L nên kiểm toán theo LL Trong trường hợp [] = 0,85Rku trị số 0,85 hệ số chiết giảm cường độ tác dụng đồng thời hoạt tải ứng suất nhiệt theo Bảng 3.4, ta được: [] = 0,85.45 = 38,25daN/cm2 LL = 36,7 daN/cm2 < [] = 38,25daN/cm2 Vậy bê tơng làm việc an tồn tác dụng tổng hợp tải trọng nhiệt độ Kiểm tra chiều dầy lớp móng Chiều dày lớp móng mặt đường bê tông xi măng phải bảo đảm để đất không phát sinh biến dạng dẻo: am + ab < K’K1 C ≤ [a] 42 ĐỒ ÁN MÔN HỌC – D16G01AGVHD: VŨ HIẾU PHƯƠNG Theo Bảng 4.8 hai lượng tơ tính tốn ngày đêm xe nhỏ 1000 k’ = 1,0 Theo Bảng 4.7 với lớp móng gia cố xi măng, bê tơng liên kết truyền lực K1 = 0,65 [a] = 0,65 x 1,0 x 0,28 = 0,182daN/cm2 Vậy - Tính am ab Tra tốn đồ b Hình 4.6, với l = 111, = 26o z = hm = 15cm chiều sâu từ mặt tiếp xúc bằng: hb + z = 23 + 15 = 38cm Ptt 6000 0, 486 l 1112 Ta có am = 0,05 daN/cm2 Theo toán đồ Hình 4.7 với hb + z = 38cm = 26o ta được: ab = 0,001daN/cm2 Vậy am + ab = 0,05 + 0,001 = 0,051daN/cm2 Như ta có [a] = 0,182daN/cm2 Vậy am + ab ≤ [a] chiều dầy lớp móng chọn đảm bảo không phát sinh biến dạng dẻo đất 43