8 CƠNG TRÌNH: XÂY DỰNG MỚI CẦU RẠCH VÁN TÍNH TỐN BẢN LIÊN TỤC NHIỆT TRỤ T2 QUY TRÌNH THIẾT K 22TCN 272-05 1.1 Các quy phạm sử dụng : - 22 TCN 272 - 05 - CH 365 - 67 1.2 Số liệu tính toán : - Chọn chuỗi tính toán Lchuỗi = 1.0 x 30.00 = 30.00 m Dùng loại gối cao su phân lớp không dùng gối cố định - Chiều dài tích tụ chuyển vị L1/2chuỗi = 0.5 x 30.00 = 15.00 m o - Nhiệt độ chênh lệch: 49 C -Tuổi bê tông xÐt trêng hỵp : + Cã xÐt tõ biÕn tính toán độ dÃn dài nhiệt độ + Không xét từ biến tính toán độ dÃn dài nhiệt độ - Cấu tạo mối nối liên tục nhiệt xem hình vẽ thiết kế + Chiều rộng liên tục nhiệt = 3.00 m + Chiều dày lớp betông asphant = 0.05 m + Chiều cao liên tơc nhiƯt = 0.175 m C¸c bíc tÝnh to¸n: 2.1.Chọn khe co dÃn : 2.1.1.Chọn khe co dÃn đầu tiên: - Với nhiệt độ chênh lệch 25 oC,chiều dài nửa chuỗi L tra biểu đồ hình phụ lục ta tra biên độ chuyển vị dọc chuỗi: + Có xét tới co ngót từ biến: + Không xét tới co ngót từ biến: Chọn khe co d·n cã ®é lín 15.00 m = DL1 = DL2 = = 22 mm mm 50 mm 2.2.Xác định chuyển vị chuỗi mức gối tâm chuỗi: 2.2.1.Xác định chuyển vị chuỗi mức gối tâm chuỗi thay đổi nhiệt ®é: Tmax Tmin Ttb = = = o 55 C o C o 28.8 C Nhiệt độ đặt dầm T1 ( oC ) Nhiệt độ nối dầm T2 ( oC ) Vị trí gối Khoảng cách đến Khi chưa tâm chuỗi nối từ (mm) T1 đến T2 15000.0 0.0 -15000.0 0.0 -45000.0 0.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 25.0 25.0 25.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 1.5 -1.5 1.5 4.5 -4.5 -13.5 -2.9 2.9 8.6 6.0 -6.0 -12.0 -1.4 1.4 10.1 15.0 15.0 15.0 55.0 55.0 55.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 6.0 -6.0 6.0 0.0 0.0 0.0 -7.4 7.4 22.1 6.0 -6.0 6.0 -1.4 1.4 28.1 20.0 20.0 20.0 15.0 15.0 15.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 -0.8 0.8 -0.8 6.0 -6.0 -18.0 -1.4 1.4 4.1 5.3 -5.3 -18.8 -2.1 2.1 3.3 20.0 20.0 20.0 25.0 25.0 25.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 0.8 -0.8 0.8 4.5 -4.5 -13.5 -2.9 2.9 8.6 5.3 -5.3 -12.8 -2.1 2.1 9.3 Page Chuyển vị (mm) Khi đà nối kín chuỗi Từ T2 đến Tổng cộng Tmax Tmin §Õn Tmax §Õn Tmin 6.0 -1.4 6.0 -1.4 -6.0 1.4 -6.0 1.4 -18.0 4.1 -18.0 4.1 20.0 20.0 20.0 55.0 55.0 55.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 5.3 -5.3 5.3 0.0 0.0 0.0 -7.4 7.4 22.1 5.3 -5.3 5.3 -2.1 2.1 27.3 30.0 30.0 30.0 15.0 15.0 15.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 -2.3 2.3 -2.3 6.0 -6.0 -18.0 -1.4 1.4 4.1 3.8 -3.8 -20.3 -3.6 3.6 1.8 30.0 30.0 30.0 25.0 25.0 25.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 -0.8 0.8 -0.8 4.5 -4.5 -13.5 -2.9 2.9 8.6 3.8 -3.8 -14.3 -3.6 3.6 7.8 30.0 30.0 30.0 55.0 55.0 55.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 3.8 -3.8 3.8 0.0 0.0 0.0 -7.4 7.4 22.1 3.8 -3.8 3.8 -3.6 3.6 25.8 - Chun vÞ tÝnh cho chuỗi trái - Chuyển vị tính sang trái lấy giá trị dương 2.2.2.Xác định chuyển vị chuỗi mức gối tâm chuỗi co ngót từ biến: Để xác định chuyển vị co ngót từ biến dầm mức gối Lnhịp = 29.40 m Dl = Dl = Chun vÞ cđa nhÞp ë møc gèi tõ biÕn: Chun vÞ cđa nhÞp ë møc gèi co ngãt: Ti đặt dầm ( tháng ) Tuổi nối dầm ( tháng ) 3 12 Vị trí gối 3 th¸ng 5.45 5.92 Chun vị co ngót từ biến (mm) Lúc chưa nối chuỗi Sau nối chuỗi Co ngót Từ biến Co ngãt Tõ biÕn -2.42 -4.93 -4.83 -7.83 -7.25 -10.72 -1.80 -3.22 -8.07 -5.39 1.80 3.22 -6.05 -4.24 -1.80 -3.22 -6.05 -4.24 12 th¸ng 3.22 mm 1.80 mm Céng -7.35 -12.66 -17.97 -18.49 -5.27 -15.32 - Chuyển vị sang trái lấy giá trị dương,sang phải lấy giá trị âm 2.2.3.Tổng chun vÞ ë møc gèi: - Nèi ë ti tháng: Nhiệt độ đặt dầm T1 ( oC ) Nhiệt độ nối dầm T2 ( oC ) Vị trí gối Khoảng Chuyển vị thay đổi cách đến nhiệt độ (mm) tâm chuỗi Đến Đến Tmax Tmin (m) 15000.0 6.0 -1.4 -15000.0 -6.0 1.4 -45000.0 -18.0 4.1 ChuyÓn vị Do co ngót từ biến (mm) -7.3 -12.7 -12.7 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 25.0 25.0 25.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 6.0 -6.0 -12.0 15.0 15.0 15.0 55.0 55.0 55.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 20.0 20.0 20.0 15.0 15.0 15.0 20.0 20.0 20.0 25.0 25.0 25.0 20.0 20.0 20.0 §Õn Tmax -1.3 -18.7 -30.7 §Õn Tmin -8.7 -11.3 -8.6 -1.4 1.4 10.1 -7.3 -12.7 -18.0 -1.3 -18.7 -30.0 -8.7 -11.3 -7.9 6.0 -6.0 6.0 -1.4 1.4 28.1 -7.3 -12.7 -18.0 -1.3 -18.7 -12.0 -8.7 -11.3 10.1 15000.0 -15000.0 -45000.0 5.3 -5.3 -18.8 -2.1 2.1 3.3 -7.3 -12.7 -18.0 -2.1 -17.9 -36.7 -9.4 -10.6 -14.7 15000.0 -15000.0 -45000.0 5.3 -5.3 -12.8 -2.1 2.1 9.3 -7.3 -12.7 -18.0 -2.1 -17.9 -30.7 -9.4 -10.6 -8.7 55.0 55.0 55.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 5.3 -5.3 5.3 -2.1 2.1 27.3 -7.3 -12.7 -18.0 -2.1 -17.9 -12.7 -9.4 -10.6 9.3 30.0 30.0 30.0 15.0 15.0 15.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 3.8 -3.8 -20.3 -3.6 3.6 1.8 -7.3 -12.7 -18.0 -3.6 -16.4 -38.2 -10.9 -9.1 -16.2 30.0 30.0 25.0 25.0 15000.0 -15000.0 3.8 -3.8 -3.6 3.6 -7.3 -12.7 -3.6 -16.4 -10.9 -9.1 Page Tæng céng 30.0 25.0 -45000.0 -14.3 7.8 -18.0 -32.2 -10.2 30.0 30.0 30.0 55.0 55.0 55.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 3.8 -3.8 3.8 -3.6 3.6 25.8 -7.3 -12.7 -18.0 -3.6 -16.4 -14.2 -10.9 -9.1 7.8 - Nối tuổi 12 tháng: Nhiệt độ đặt dầm T1 ( oC ) Nhiệt độ nối dầm T2 ( oC ) Vị trí gối Khoảng Chuyển vị thay đổi cách đến nhiệt độ (mm) tâm chuỗi Đến Đến Tmax Tmin (m) 15000.0 6.0 -1.4 -15000.0 -6.0 1.4 -45000.0 -18.0 4.1 Chun vÞ Do co ngãt vµ tõ biÕn (mm) -18.5 -5.3 -5.3 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 25.0 25.0 25.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 6.0 -6.0 -12.0 15.0 15.0 15.0 55.0 55.0 55.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 20.0 20.0 20.0 15.0 15.0 15.0 20.0 20.0 20.0 25.0 25.0 25.0 20.0 20.0 20.0 Tỉng céng §Õn Tmax -12.5 -11.3 -23.3 §Õn Tmin -19.8 -3.9 -1.2 -1.4 1.4 10.1 -18.5 -5.3 -15.3 -12.5 -11.3 -27.3 -19.8 -3.9 -5.3 6.0 -6.0 6.0 -1.4 1.4 28.1 -18.5 -5.3 -15.3 -12.5 -11.3 -9.3 -19.8 -3.9 12.7 15000.0 -15000.0 -45000.0 5.3 -5.3 -18.8 -2.1 2.1 3.3 -18.5 -5.3 -15.3 -13.2 -10.5 -34.1 -20.6 -3.2 -12.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 5.3 -5.3 -12.8 -2.1 2.1 9.3 -18.5 -5.3 -15.3 -13.2 -10.5 -28.1 -20.6 -3.2 -6.0 55.0 55.0 55.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 5.3 -5.3 5.3 -2.1 2.1 27.3 -18.5 -5.3 -15.3 -13.2 -10.5 -10.1 -20.6 -3.2 12.0 30.0 30.0 30.0 15.0 15.0 15.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 3.8 -3.8 -20.3 -3.6 3.6 1.8 -18.5 -5.3 -15.3 -14.7 -9.0 -35.6 -22.1 -1.7 -13.5 20.0 30.0 30.0 25.0 25.0 25.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 3.8 -3.8 -14.3 -3.6 3.6 7.8 -18.5 -5.3 -15.3 -14.7 -9.0 -29.6 -22.1 -1.7 -7.5 20.0 30.0 30.0 55.0 55.0 55.0 15000.0 -15000.0 -45000.0 3.8 -3.8 3.8 -3.6 3.6 25.8 -18.5 -5.3 -15.3 -14.7 -9.0 -11.6 -22.1 -1.7 10.5 2.3.Lùa chän gèi: a: HÖ sè giÃn nở nhiệt bê tông 0.000011/0C Ltt 37.9 m Dt 20 C DLmax = 12.7 mm DLmin = -38.2 mm Với biên độ dao động chiều cao gối cao su đầu chuỗi phải có chiều cao: tgq h = DL / tgq = = 0.7 Gãc c¾t cho phép gối 55 mm Như muốn đặt dầm nối liên tục với điều kiện nêu ta cần dùng loại gối cao su chiều cao h = 55 mm Để sử dụng loại gối cao su h = 50 mm biên độ chuyển vị cho phÐp : DL = h x tgq = 35 mm 2.3.Tính toán nội lực tác dụng lên mối nối: 2.3.1.Lực tác dụng chuyển vị chuỗi: Khi xác đinh lực dọc trụ tác dụng vào mối nối chuyển vị dọc sinh ta xét đến chuyển vị nhiệt độ sinh Ta tính cho trường hợp đặt dầm nhiệt độ T1 Nối dầm nhiệt độ T2 Lực tác dụng lên nhịp chuyển vị gối: = = Page o 20 C o 35 C N = Gp*Fp*Dt*K/h Gp: M« đun chống cắt gối cao su chịu nén Gp: Mô đun chống cắt gối cao su chịu kéo Fp: Diện tích gối Dt: Chuyển vị nhiệt độ K: Số gối bên nhịp h: Chiều cao gối Chun vÞ Dt (mm) Tmax Tmin 5.3 -2.1 -5.3 2.1 5.3 27.3 Tỉng céng Gèi Ghi chó: DÊu " + ": DÊu " - ": Lùc däc trôc N (kN) Tmax Tmin 47.75 -24 -47.75 24 47.75 310 47.75 310 Lùc nÐn Lùc kÐo P×x×(L tt -x) TÝnh cho 1m mèi φ=nèi: ×G Tỉng chiỊu E c ×J réng mèi L tt nèi B = 3.00 m 2.3.2.Chuyển vị góc thẳng đứng tác dụng hoạt tải nhịp: 2.3.2.1.Đặc trưng hình học mặt 0.2 0.1 0.6 cắt dầm: S S Kg - Giai đoạnG=0.075+ 2900 m2 L tt Lt s F = 0.418 J = 0.11000000000000 m - Giai đoạn 2 F = 0.655 m J = 0.20800000000000 m Ltt = 32.20 m Eb = 35000000 kN/m 2.3.2.1.TÜnh t¶i giai đoạn II: - Lớp bê tông atsphan : - Lan can cầu : = qìL3tt ìG E c ×J 24 = = = qII 3.90 kN/m 5.00 kN/m 8.90 kN/m - Góc xoay tĩnh tải giai đoạn II qA=qB=ql2/8.Ltt/(3*E.J) = 0.000100 2.3.2.2.Tải trọng xe HL93 Tải trọng + Đối với xe hai trục M Q 4E J K 2E J K 6E J K ( y y p ); L L L 6E J K L ( ) 12 E J K L ( y y ); ( 2) (3) + §èi víi xe hai trơc M 4K1 2K1 6K ( y y p ); Q 6K ( ) 12K ( y y ); Page = = = 800 kN/m kN/m 1000 0.114 m = = 0.050 m Trong G hệ số phân bố ngang cho dầm cho ln chu ti Ec Làn 1: I33 Trái Xe hai trục 1(P1) 2(P2) Mpa Làn 2: Super-T Phải Super-T Phải 0.021412 Tổng Làn 1: I33 Trái Xe ba trục 27691.46583 1(P1) 2(P2) 3(P3) Tổng Hoạt tảI làn: 0.022080 0.043492 0.002775 Lµn 2: 0.000000 0.010382 0.000435 0.007566 0.020724 0.001439 0.001874 0.002435 Làn 1: I33 Trái Super-T Phải 0.000359 Làn 2: 0.001045 Tổng góc quay hoạt tải tĩnh tải giai đoạn II q 2.3.3.Nội lực cìng bøc = 0.021869 Trong ®ã: K: hƯ sè ®é cứng = 0.85 En: Mô đun đàn hồi nối =35000000 kN/m J: Mô men quán tính nối = 0.000447 m Ln: độ tính toán nối = 3.00 m yc,yb:chuyển vị thẳng đứng trái phải mặt cắt ngàm nối , p :góc quay trái phải mặt cát ngàm nối Đặt B = En*J*K = 1.3E+04 K1 = B / Ln = K2 = B / Ln2 = K2 = B / Ln3 = 4.4E+03 1.5E+03 4.9E+02 Ta có: Chuyển vị thẳng đứng(xuống dưới) mặt cát ngàm nối hoạt tải ybd = 0.0039 m 2.3.3.1.Trêng hỵp 1: y = yp = p M = Q = = 0.00000 m =0.021869 -64.6 kN.m kN 2.3.3.2.Trêng hỵp 2: y - y p M Q = = Hoạt tải có nhịp = 0.00388 m = 0.01093 -64.3 kN.m 39.6 kN 2.3.3.3.Trêng hợp 3: y = yp Trên hai nhịp có hoạt tải p = 0.00010 m Không có hoạt tải nhịp = 0.00000 m Page = p M = Q = = 0.00010 m -2.9E-01 kN.m 0.00 kN 2.3.5.Lùc h·m: P = 162.50 kN Lùc h·m tác dụng lên 1m mối nối P 2.3.6 Lực ma sát dầm cầu gối cầu Nhịp 1: Tĩnh tảI lên gối Trọng lượng dầm I33: Trọng lượng BMC Trọng lượng lớp phủ Hoạt tảI lên gối + Xe thiết kế + Hoạt tảI Nhịp 2: Tĩnh tảI lên gối Trọng lượng dầm super-T: Trọng lượng BMC Trọng lượng lớp phủ Hoạt tảI lên gối + Xe thiết kế + Hoạt tảI Phn lực gối Dầm I33 Dầm Super-T HƯ sè ma s¸t bê tông thép Lực ma sát gối dầm I33: Lực ma sát gối dầm SuperT: 2.4.Tổ hợp tải trọng: TT 1a 1b 1c TT = 54.17 kN 189.55 157.91 32.48 kN kN kN 751.98 228.97 kN kN 425 223.76 69.05 kN kN kN 942.39 300.04 kN kN 1360.90 1960.24 0.450 612.404 882.107 kN kN Tªn néi lùc N ( kN ) M ( kNm ) -64.57 -64.27 -0.29 Q ( kN ) 39.64 - M ( KNm ) -64.57 Q ( KN ) - Do chuyển vị hoạt tải nhịp Do chuyển vị hoạt tải nhịp Tĩnh tải giai đoạn II nhịp Tổ hợp Tổ hợp CĐ1A: 1a+3+4a+5a+6a N ( KN ) 70.08 Tổ hợp CĐ1B: 1b+3+4b+5b+6b 49.28 -64.27 39.64 Tỉ hỵp SD: 1b+1c+2+3+4a+5a+6a 70.08 -36.93 - 2.5.Tính toán cốt thép liên tục nhiệt: Mômen mặt cầu CĐ1A CĐ1B CĐ SD Bố trí cốt thép Thép Số lượng Bêtông 30 MPa ChiỊu dµy -64.57 KNm -64.27 KNm -36.93 KNm fy n fc h0 = = = = 400.00 10.00 30.00 0.175 Page MPa Mpa m ... 1b+3+4b+5b+6b 49.28 -64.27 39.64 Tổ hợp SD: 1b+1c+2+3+4a+5a+6a 70.08 -36.93 - 2.5 .Tính toán cốt thép liên tục nhiệt: Mômen mặt cầu CĐ1A CĐ1B CĐ SD Bố trí cốt thép Thép Số lượng Bêtông 30 MPa Chiều dày... trụ tác dụng vào mối nối chuyển vị dọc sinh ta xét đến chuyển vị nhiệt độ sinh Ta tính cho trường hợp đặt dầm nhiệt độ T1 Nối dầm nhiệt độ T2 Lực tác dụng lên nhịp chuyển vị gối: = = Page o 20... 2.2.3.Tổng chuyển vị mức gối: - Nối tuổi tháng: Nhiệt độ đặt dầm T1 ( oC ) Nhiệt độ nối dầm T2 ( oC ) Vị trí gối Khoảng Chuyển vị thay đổi cách đến nhiệt độ (mm) tâm chuỗi Đến §Õn Tmax Tmin (m)