Thiết kế cầu dây văng
Trang 1I.2 – Các tính chất của thép làm dây văng.
- Sử dụng loại cáp CĐC loại bó xoắn 7 sợi của hãng VSL có các chỉ tiêu nh sau :+) Đờng kính danh định : 15,2 mm
+) Diện tích mặt cắt danh định : 140 mm2
+) Giới hạn chảy : fpy = 1670 Mpa +) Giới hạn bền : fpu = 1860 Mpa - Mô đun đàn hồi : EPS = 197000 Mpa
II – Tính toán nội lực trong dây văng.
II.1 – Tính nội lực dây văng trong giai đoạn thi công
II.1.1 Nguyên tắc tính nội lực dây văng trong giai đoạn thi công –
- Nội lực trong dây văng giai đoạn thi công đợc lấy với giá trị lớn nhất trong các giai đoạn thi công ứng với sơ đồ chịu lực tơng ứng
- Các giai đoạn thi công bao gồm :
Sơ đồ 1 Giai đoạn đúc hẫng đối xứng và căng chỉnh dây văng.–- Sơ đồ : Bao gồm các bớc 1 – 33 (theo trình tự thi công)
5 4 3 218 6
2'3' 4' 5' 6' 7' 8' 9'10' 11'
Trang 2+) Lực căng trong dây văng.
Pxđ = 600 KN
DCtt+qtc =157,45 KN/mSơ đồ đúc hẫng kết cấu nhịp
II.1.2 Bảng tổng hợp nội lực dây văng giai đoạn thi công –
- Nội lực dầm chủ trong giai đoạn thi công đợc lấy với giá trị lớn nhất trong tất cả các bớc thi công kết cấu nhịp cầu
- Bảng tổng hợp nội lực dầm chủ lớn nhất trong giai đoạn thi công.
Trang 3Tên dây
Ndv tt Ndv tt Ndv tc Ndv tt1 1925.1 1627.1 1540.1 1925.12 1988.4 1754.7 1590.7 1988.43 1709.5 1564.5 1367.6 1709.54 1433.9 1344.4 1147.1 1433.95 2665.7 2648.7 2132.6 2665.76 2562.9 2622.0 2097.6 2622.07 2487.7 2668.1 2134.5 2668.18 2433.7 2745.0 2196.0 2745.09 2324.0 2784.0 2227.2 2784.010 2121.8 2907.8 2326.2 2907.811 2523.8 3492.9 2794.3 3492.9
Tên dây
Ndv tt Ndv tt Ndv tc Ndv tt1' 2169.1 2434.8 1947.8 2434.82' 1379.0 1565.2 1252.2 1565.23' 979.1 1068.2 854.6 1068.24' 2218.1 2259.0 1807.2 2259.05' 2286.6 2314.0 1851.2 2314.06' 2373.9 2431.3 1945.0 2431.37' 2445.8 2588.8 2071.0 2588.88' 2486.5 2739.1 2191.3 2739.19' 2488.2 2875.8 2300.6 2875.810' 2452.8 2987.3 2389.8 2987.311' 2960.5 3638.4 2910.7 3638.4
II.2 – Tính nội lực dây văng giai đoạn khai thác
II.2.1 Nguyên tắc tính nội lực dây văng trong giai đoạn khai thác–
- Giai đoạn khai thác là giai đoạn kết cấu cầu đã hình thành hoàn chỉnh , đó là sơ đồ kết cấu liên tục kê trên các gối cứng và gối đàn hồi (là các dây văng).
- Nội lực dây văng trong giai đoạn khai thác đợc lấy theo nguyên lý cộng tác dụng giá trị nội lực của dây văng trong 3 sơ đồ 3-4-5
Sơ đồ 3 Sơ đồ dỡ tải trọng thi công và xe đúc–- Sơ đồ :
Trang 4DWtt = 36,24 KN/mSơ đồ cầu chịu tĩnh tải giai đoạn 2
DWtt = 36,24 KN/m
- Tải trọng :
+) Trọng lợng lớp phủ mặt cầu ( tĩnh tải giai đoạn II ) , DWTT=36,24 KN/m
Sơ đồ 5 Sơ đồ cầu dây văng chịu hoạt tải –- Sơ đồ :
- Tải trọng :
+) Hoạt tải thiết kế : HL 93 và tải trọng Ngời (300 Kg/m2).
+) Nội lực do hoạt tải thiết kế đợc lấy giá trị lớn nhất trong 2 tổ hợp :1 – Tổ hợp 1 : Xe tải + Làn + Ngời
2 – Tổ hợp 1 : Xe 2 trục + Làn + Ngời
II.2.2 Tính nội lực dây văng do hoạt tải –
- Nội lực trong dây văng do hoạt tải đợc xác định bằng cách xếp xe trực tiếp trên phần mềm SAP2000
- Công thức tính nội lực do hoạt tải :+) Nội lực tiêu chuẩn
Trang 51 - Hệ số phân bố ngang của Xe tải : gXT = 1,5692 - Hệ số phân bố ngang của Xe 2 trục : g2T = 1,5693 - Hệ số phân bố ngang của Làn : gL = 2,3524 - Hệ số phân bố ngang của Ngời : gNG = 0,856
- Nội lực trong dầm chủ do hoạt tải đợc lấy giá trị lớn nhất trong 2 tổ hợp tải trọng +) Tổ hợp 1 : Xe tải + Làn + Ngời
+) Tổ hợp 2 : Xe 2 trục + Làn + Ngời
II.2.3 Kết quả tính nội lực dây văng giai đoạn khai thác–A – Nội lực trong dây văng nhịp biên
Tên dây
N tc N tt Ntcmax
N tcmin
N ttmax
N ttmin
N tcmin
N ttmax
N ttmin1 261.0 261.0 165.8 -76.9 517.5 -242.2 426.8 184.1 778.5 18.92 275.0 275.0 247.8 -73.1 776.5 -231.9 522.8 201.9 1051.5 43.13 360.5 360.5 281.9 -60.3 886.1 -192.8 642.4 300.2 1246.6 167.84 543.0 543.0 341.3 5.2 1073.9 71.6 884.3 548.2 1616.9 614.65 418.0 418.0 320.9 -24.7 1007.8 -79.0 738.9 393.3 1425.8 338.96 489.5 489.5 292.0 -2.6 919.0 -8.3 781.5 486.9 1408.5 481.27 684.2 684.2 320.8 -15.2 1015.4 -48.1 1005.0 669.0 1699.6 636.28 574.2 574.2 299.9 -42.1 957.1 -133.4 874.1 532.1 1531.3 440.89 639.8 639.8 345.9 -105.1 1104.2 -332.8 985.7 534.7 1744.0 307.010 908.2 908.2 581.5 -295.0 1854.2 -936.4 1489.7 613.2 2762.4 -28.211 -196.9 -196.9 730.1 -477.4 2328.1 -1514.8 533.3 -674.3 2131.3 -1711.6
B – Nội lực trong dây văng nhịp giữaTên
dây
N tc N tt Ntcmax
N tcmin
N ttmax
N ttmin
N tcmin
N ttmax
N ttmin1' 301.5 301.5 158.6 -66.4 494.2 -208.2 460.1 235.1 795.7 93.32' 321.9 321.9 233.6 -58.3 731.0 -184.1 555.5 263.6 1052.9 137.83' 387.4 387.4 264.4 -40.8 829.9 -129.6 651.8 346.6 1217.3 257.84' 543.1 543.1 326.6 -31.0 1027.5 -99.0 869.7 512.1 1570.6 444.15' 396.3 396.3 325.9 -16.1 1026.7 -51.3 722.2 380.2 1423.0 344.96' 427.4 427.4 320.7 -6.8 1011.5 -21.6 748.1 420.6 1438.9 405.87' 496.0 496.0 374.9 -20.5 1185.4 -64.7 870.9 475.5 1681.4 431.48' 155.7 309.1 373.6 -39.0 1184.4 -123.3 529.3 116.7 1493.5 185.89' 144.7 303.6 369.5 -63.5 1174.2 -201.2 514.2 81.2 1477.8 102.310' 262.8 485.0 372.1 -95.7 1183.6 -304.4 634.9 167.1 1668.6 180.511' 507.2 845.8 370.3 -136.3 1180.1 -435.3 877.5 370.9 2025.9 410.5
Trang 6II.3 – Tổng hợp nội lực dây văng trong cả 2 giai đoạn.
- Nội lực dây văng trong cả 2 giai đoạn đợc lấy tổng giá trị lớn nhất trong giai đoạn thi công với giá trị lớn nhất trong giai đoạn khai thác.
- Bảng tổng hợp nội lực dây văng trong cả 2 giai đoạn :A – Nội lực trong dây văng nhịp biên
Tên dâ
b – Nội lực trong dây văng nhịp giữaTên
Trang 7+) Giới hạn chảy : fpy = 1670 Mpa +) Giới hạn bền : fpu = 1860 Mpa
+) Cờng độ sử dụng : fsa = 0,45.1860 = 837 Mpa - Công thức kiểm tra ứng suất trong dây văng.
σTrong đó :
+) N : Tổng nội lực tính toán lớn nhất trong dây văng cả 2 giai đoạn.+) Adv : Diện tính mặt cắt ngang của dây.
+) fsa : Cờng độ sử dụng của dây văng.III.2 – kiểm duyệt dây văng
III.2.1 Kiểm duyệt khả năng chịu lực của dây văng nhịp biên–Tên
dây αi (độ)
Ndv ttGDTC
Ndv ttGDKT
Ndv max
n taobố trí
Adv
cm2 σtt KN/cm2
Kết luận1 67.5 1925.1 778.5 2703.6 31 43.4 62.3 83.7 Đạt2 56.1 1988.4 1051.5 3039.9 31 43.4 70.0 83.7 Đạt3 47.4 1709.5 1246.6 2956.1 31 43.4 68.1 83.7 Đạt4 41.2 1433.9 1616.9 3050.8 37 51.8 58.9 83.7 Đạt5 36.7 2665.7 1425.8 4091.5 37 51.8 79.0 83.7 Đạt6 33.2 2622.0 1408.5 4030.5 37 51.8 77.8 83.7 Đạt7 30.6 2668.1 1699.6 4367.7 43 60.2 72.6 83.7 Đạt8 28.4 2745.0 1531.3 4276.3 43 60.2 71.0 83.7 Đạt9 26.7 2784.0 1744.0 4528.0 43 60.2 75.2 83.7 Đạt10 25.3 2907.8 2762.4 5670.2 55 77.0 73.6 83.7 Đạt11 24.1 3492.9 2131.3 5624.2 55 77.0 73.0 83.7 Đạt
III.2.2 Kiểm duyệt khả năng chịu lực của dây văng nhịp giữa–Tên
dây αi (độ)
Ndv ttGDTC
Ndv ttGDKT
Ndv max
n taobố trí
Adv
cm2 σtt KN/cm2
Kết luận1' 67.5 2434.8 795.7 3230.5 31 43.4 74.4 83.7 Đạt2' 56.1 1565.2 1052.9 2618.1 31 43.4 60.3 83.7 Đạt3' 47.4 1068.2 1217.3 2285.5 31 43.4 52.7 83.7 Đạt4' 41.2 2259.0 1570.6 3829.6 37 51.8 73.9 83.7 Đạt5' 36.7 2314.0 1423.0 3737.0 37 51.8 72.1 83.7 Đạt6' 33.2 2431.3 1438.9 3870.2 37 51.8 74.7 83.7 Đạt7' 30.6 2588.8 1681.4 4270.2 43 60.2 70.9 83.7 Đạt8' 28.4 2739.1 1493.5 4232.6 43 60.2 70.3 83.7 Đạt9' 26.7 2875.8 1477.8 4353.6 43 60.2 72.3 83.7 Đạt10' 25.3 2987.3 1668.6 4655.9 43 60.2 77.3 83.7 Đạt11' 24.1 3638.4 2025.9 4951.6 43 60.2 82.3 83.7 Đạt
Trang 8Kết luận : Ta thấy tất cả các dây văng đều đảm bảo khả năng chịu lực.
