Thiết kế cầu dầm đơn giản qua sông Mã, Thanh Hóa

Kiến nghị: Xây dựng cầu Mã (Thanh Hoá )theo ph-ơng án cầu dầm đơn giản với các nội dung sau

- Dầm liên tục có mặt cắt ngang là một hộp đơn thành nghiêng so với ph-ơng thẳng đứng một góc 8o, tiết diện dầm thay đổi trên chiều dài nhịp. - Độ dầy bản phải đủ để coi là bản cánh chịu nén đối với mô men d-ơng dầm chính hoặc bản cánh chịu kéo với mô men âm.  Do bản mặt cầu đ-ợc cấu tạo liền khối với s-ờn dầm không bố trí bản chắn ngang nên chỉ tồn tại liên kết theo ph-ơng dọc cầu áp dụng ph-ơng pháp tính toán gần đúng theo Điều 4.6.2(AASHTO-98).

 Ph-ơng pháp phân tích gần đúng trong đó bản mặt cầu đ-ợc chia thành những dải nhỏ vuông góc với cấu kiện đỡ. Khi áp dụng ph-ơng pháp dải thì phải lấy mô men d-ơng cực trị trong bất cứ panen sàn giữa các dầm để đặt tải cho tất cả các vùng có mô men d-ơng, t-ơng tự phải lấy mômen âm cực trị trên bất cứ dầm nào để đặt tải cho tất cả các vùng có mômen âm.  Các dải phải đ-ợc coi nh- dầm liên tục hoặc dầm giản đơn, chiều dài nhịp phải đ-ợc lấy bằng khoảng cách tâm đến tâm giữa các cấu kiện đỡ.

 Mặt cắt thiết kế cho các mô men âm và lực cắt có thể đ-ợc lấy nh- sau: Cho dầm hộp bê tông và đúc liền khối là ở mặt cấu kiện đỡ. - Khi tính bản mút thừa ta coi nó nh- một công xôn 1 đầu ngàm, với chiều dài nhịp tính từ mép bản đến tim của cấu kiện đỡ.

Tính toán nội lực

Tải trọng phân bố đều với tỷ trọng bằng tỷ trọng trung bình của các lớp (2315Kg/m3). Ta tính mômen tại giữa nhịp và lực cắt tại gối của dầm giản đơn a.  Giá trị mô men uốn vừa tính ở trên là của sơ đồ bản kê tự do lên gối.

Thiết kế cốt thép bản mặt cầu 1. Tính toán diện tích cốt thép

- Vp : Thành phần lực ứng suất tr-ớc có hiệu trên h-ớng lực cắt tác dụng, là d-ơng nếu ng-ợc chiều lực cắt(N). Kiểm toán lực cắt có thể kiểm tra tại mặt của cấu kiện đỡ, trong đồ án này sẽ kiểm tra tại tim cấu kiện đỡ (có lực cắt lớn). Vì tại tiết diện gối và tiết diện ở mặt cấu kiện đỡ, đ-ờng cáp đi ngang nên thành phần Vp trên h-ớng lực cắt là bằng 0.

- fpc : ứng suất trong bêtông tại trọng tâm các bó cáp do lực -st sau tất cả mất mát, để an toàn lấy fpc= 0. Trong bản mặt cầu không thiết kế cốt thép ngang (cốt đai, cốt xiên) nên Vs = 0.  Tính sức kháng danh định của tiết diện. Cốt thép chống co ngót và nhiệt độ. Cốt thép chống co ngót và nhiệt độ phải đ-ợc đặt gần các bề mặt bê tông lộ ra tr-ớc các thay đổi nhiệt độ hàng ngày. THIếT Kế kết cấu DầM CHủ Lựa chọn kích th-ớc và tính toán đặc tr-ng hình học. kích th-ớc kết cấu và mặt cắt ngang dầm Thiết kế đ-ờng cong biên dầm:. Ưu điểm của thiết kế dầm có chiều cao thay đổi.  Tiết kiệm vật liệu, bê tông và thép dự ứng lực đ-ợc bố trí phù hợp cả trong thi công và khai thác.  Giảm đ-ợc ứng suất cắt.  Kết cấu có hình dáng đẹp. Để bố trí cốt thép chịu cắt phân bố đều, và bề rộng s-ờn dầm thay đổi đều theo chiều dài dầm, ta chọn đ-ờng cong biên dầm có bậc từ 1 2. Trong tính toán đặc tr-ng hình học mặt cắt ngang dầm, lấy đ-ờng cong dạng bậc 2. - hP : Chiều cao dầm tại mặt cắt sát đỉnh trụ. Thiết kế bản đáy hộp:. Bản đáy hộp chịu tải trọng sau:. - Trọng l-ợng bản thân. - Lực nén do mô men uốn và lực cắt gây ra. - Trọng l-ợng của các thiết bị, ván khuôn trong quá trình thi công. Để phù hợp với đặc điểm chịu lực, bản đáy hộp th-ờng có bề dày thay đổi.  Tại giữa nhịp: Chiều dày bản đáy hộp phụ thuộc vào yêu cầu về khoảng cách từ tim bó cáp dự ứng lực tới mép bê tông. Do có bố trí cáp dự ứng lực, chọn chiều dầy bản đáy tại giữa nhịp bằng 300mm.  Tại khu vực gần trụ: Chiều dày bản đáy tăng lên để chịu lực nén lớn do mô men uốn và lực cắt gây ra, th-ờng nằm trong khoảng )Lnh. Cuối cùng ta tổ hợp lấy đ-ờng bao nội lực trong giai đoạn thi công và trong giai đoạn khai thác ta đ-ợc nội lực thiết kế.

Khi tính toán lấy tải trọng xe đúc là P =400KN, tải trọng do trọng l-ợng bản thân dầm đ-ợc tính là tải trọng phân bố theo hình thang trên mỗi đốt đúc và có giá trị bằng diện tích mặt cắt nhân với trọng l-ợng riêng của bê tông = 2.5 T/m3. Sau đó tổ hợp bằng cách cộng nội lực của các b-ớc thi công (trong giai đoạn thi công) ta đ-ợc nội lực thi công, phần này chính nội lực do tải trọng kết cấu DC1. - fcgp : Tổng ứng suất bêtông ở trọng tâm các bó thép ứng suất tr-ớc do lực ứng suất tr-ớc sau kích và tự trọng của cấu kiện ở các mặt cắt mômen max (MPa).

- fcdp = Thay đổi ứng suất trong bê tông tại trọng tâm thép -st do tải trọng th-ờng xuyên, trừ tải trọng tác động lúc thực hiện dự ứng lực. - Bất kì một mặt cắt nào của cấu kiện chịu uốn, l-ợng cốt thép th-ờng và cốt thép ứng suất tr-ớc chịu kéo phải đủ để phát triển sức kháng uốn tính toán Mr. Do tại mặt cắt có nhiều bó cáp, mất mát ứng suất không đều nhau, trong tính toán có thể giả thiết mất mát ứng suất lấy giá trị trung bình cộng của các bó cáp.

Tải trọng kết cấu phần trên DC1 Tải trọng lớp phủ mặt cầu DW Tải trọng lan can DB Tải trọng bản thân trụ DC Tải trọng hoạt tải xe thiết kế LL Tải trọng bộ hành PL Lùc xung kÝch M Lực hãm xe BR Tải trọng gió WS Lực va tàu CV Ap lùc n-íc WA. Tĩnh tải nhịp phần 2 bao gồm toàn bộ trọng l-ợng bản thân của các lớp phủ mặt cầu, lan can, cũng nh- một số thiết bị, công trình phục vụ trên cầu. Các lực này đ-ợc coi nh- tác dụng theo chiều nằm ngang cách phía trên mặt đ-ờng 1800mm theo cả hai chiều dọc để gây ra hiệu ứng lực lớn nhất.

Phải biểu thị tải trọng ngang của gió lên xe cộ bằng tải trọng phân bố 1.5 KN/m, tác dụng theo h-ớng nằm ngang, ngang với tim dọc kết cấu và đặt ở cao độ 1800mm so với mặt đ-ờng. Phải biểu thị tải trọng gió dọc lên xe cộ bằng tải trọng phân bố 0.75KN/m tác dụng nằm ngang, song song với tim dọc kết cấu và đặt ở cao độ 1800mm so với mặt đ-ờng.