Tính toán thiết kế cầu vòm ống thép nhồi bê tông theo tiêu chuẩn CECS 28-90

NỘI LỰC TÍNH TOÁN

• Tớnh heọ soỏ phaõn boỏ ngang
• Xác định lực cắt và mômen do hoạt tải 1 Mặt cắt tại gối (vị trí 100)

∆p – Độ vừng dầm chủ do tải trọng p = 1T/m phõn bố đều theo nhịp dầm chủ, nhưng chưa kể đến sự phân bố đàn hồi của kết cấu ngang. DC : tĩnh tải phân bố theo phương dọc cầu (TLBT dầm + TLBT mối nối) W : tĩnh tải phân bố theo phương ngang cầu được quy thành tĩnh tải phân bố theo phương dọc cầu.

KIỂM TOÁN

Vậy trục trung hòa của thiết diện nứt qua phần cánh, tính như thiết diện chữ nhật có bxh = 800x330 mm. Tính dv : cánh tay đòn giữa tổng hợp lực kéo và tổng hợp lực nén khi uốn.

Tiết diện kiểm toán

THÔNG SỐ VẬT LIỆU

NỘI LỰC TÍNH TOÁN

Ms, Vs : mômen và lực cắt do tổ hợp tải trọng ở trạng thái GHSD Mu, Vu : mômen và lực cắt do tổ hợp tải trọng ở trạng thái GHCD Bảng tổng hợp nội lực theo các trạng thái giới hạn. Biểu đồ mômen và lực cắt dưới tác dụng của các tổ hợp tải trọng.

CHỌN VÀ BỐ TRÍ CÁP DỰ ỨNG LỰC

TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA MẶT CẮT

Ao, Io : diện tích và mômen quán tính tiết diện chưa bít lỗ của dầm. Yto, ybo : khoảng cách từ trọng tâm tiết diện (giai đoạn chưa bít lỗ) đến mép trên và mép dưới của dầm. Ytg, ybg : khoảng cách từ trọng tâm tiết diện nguyên khối đến mép trên và mép dưới của dầm.

TÍNH MẤT MÁT ỨNG SUẤT

Sử dụng cáp kéo 2 đầu, khi đó mất mát đối xứng với giữa dầm, đạt giá trị max tại giữa dầm. Góc chắn cung α được tính dựa trên độ dài cung EF và bán kính R EFằ. ∆ : thay đổi trong US của BT tại trọng tâm bó cáp do tĩnh tải giai đoạn 2.

KIỂM TOÁN DẦM THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DUẽNG

• Trong giai đoạn truyền lực căng

KIỂM TOÁN Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ

• Sức kháng cắt

Ta thấy khoảng cách cốt đai tính được là âm => Bêtông tại đầu dầm còn đủ khả năng chịu cắt. Tính tương tự như trên ta có bước cốt đai cho các mặt cắt còn lại như sau. Kiểm tra lại khả năng chịu kéo của cốt thép dọc tại các mặt cắt.

PHAÂN TÍCH KEÁT CAÁU

Tĩnh tải: là trọng lượng bản thân sườn vòm và trọng lượng các bộ phận tham gia kết cấu cầu vòm như: giằng ngang, cáp thanh treo, cáp thanh kéo, dầm dọc, dầm ngang, hệ lan can, bản mặt cầu, lớp bê tông cốt thép tăng cường mặt cầu, các lớp mặt đường, hộp bê tông đậy cáp thanh kéo. Toàn bộ tải trọng cầu tác dụng lên trụ theo theo 2 phương, trong đó một thành phần tải trọng theo phương thẳng đứng được truyền lên mố trụ và một thành phần theo phương ngang truyền vào thanh kéo. Nếu liên kết tại chân vòm là ngàm thì nội lực phát sinh trong mố trụ sẽ có 3 thành phần (mômen, lực cắt, áp lực đẩy theo phương thẳng và theo phương ngang), nếu liên kết tại chân vòm là khớp thì nội lực phát sinh trong mố trụ sẽ gồm 2 thành phần (lực cắt và áp lực theo phương thẳng và theo phương ngang).

TÍNH TOÁN NỘI LỰC CẦU VềM THEO CƠ HỌC KẾT CAÁU

• Tính nội lực trong vòm có thanh kéo

Khi (EA)tc = 0 ⇒ H = 0, mômen uốn trong vòm bằng với mômen uốn trong dầm giản đơn tương ứng, đạt giá trị lớn nhất tại tiết diện đỉnh vòm. Nhận xét: độ cứng của thanh kéo ảnh hưởng đáng kể đến khả năng chịu lực của sườn vòm.Trong sơ đồ vòm cứng - dầm mềm, vòm phải có độ cứng rất lớn để đảm bảo ổn định cho kết cấu. Đối với cấu kiện ống thép nhồi bê tông, theo kết quả nghiên cứu thực nghiệm đã kết luận [7] : khi ống thép nhồi bê tông chịu tải trọng nén đến thời điểm vỏ thép bắt đầu chảy dẻo (thời điểm ứng suất trong vỏ thép đạt tới Ru), “quan sát bề mặt ống thộp thấy cú hiện tượng trúc vỏ, bề mặt lừi bờ tụng mới chỉ cú vết nứt nhỏ không thể nhìn thấy bằng mắt thường”.

TÍNH TOÁN KẾT CẤU THEO PHƯƠNG PHÁP PTHH

• Mô hình tính toán
• Mô hình hoá kết cấu trong MIDAS / Civil 7.0.1

Nếu bằng các biện pháp căng kộo cỏc thanh cỏp treo và cỏp giằng ta đưa độ vừng cỏc tại cỏc nỳt bằng không thì khi chịu tĩnh tải sơ đồ làm việc của dầm dọc chính như là một dầm liên tục tựa trên các gối cứng. Trong nhiều trường hợp có thể điều chỉnh để triệt tiêu được nội lực gây ra do tĩnh tải và một phần do hoạt tải, khi đó chỉ cần thiết kế tiết diện theo nội lực do hoạt tải. Trong tính toán chấp nhận các giả thiết của bài toán tuyến tính, biến dạng nhỏ của cơ học kết cấu, đồng thời khi căng dây thì thay mỗi dây bằng một ẩn lực Xi, như vậy lực căng kéo trong các thanh được xem như ngoại lực tác dụng lên hệ.

NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC CỦA ỐNG THÉP NHỒI BÊ TOÂNG

KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA KẾT CẤU ỐNG THÉP NHỒI BEÂTOÂNG THEO CECS 28-90

• Khả năng chịu lực
• Tính toán tổng thể kết cấu vành vòm
• Tính toán ổn định kết cấu vành vòm

Ghi chú: khung không có chuyển vị ngang tức là khung không có khung chống, vỏch cứng, lừi cứng…mà độ cứng chống chuyển vị ngang của kết cấu chống đỡ ấy bằng hoặc lớn hơn độ cứng chống chuyển vị ngang của bản thân khung 5 lần. Khung có chuyển vị ngang tức là trong khung có đặt kết cấu chống như nói trên hoặc độ cứng chống chuyển vị ngang của kết cấu chống nhỏ hơn độ cứng chống chuyển vị ngang của bản thân khung 5 lần. Tiờu chuẩn DL 5099 – 97 dựa theo giả thiết đồng nhất về bêtông và cốt thép, không phân biệt ống thép hay là bêtông ở giữa, sử dụng chỉ tiêu tính năng tổng hợp và vài đặc tính của toàn mặt cắt cấu kiện để xác định sức chịu lực của cấu kiện, vì thế tính toán các cấu kiến phải phụ thuộc vào phương pháp tính và giả thiết cường độ đồng nhất [5].

KIỂM TOÁN CÁP THANH TREO

Giới hạn ứng suất ở trạng thái giới hạn sử dụng: theo quy phạm thiết kế cầu dây văng trên đường ôtô JTJ 027 – 96 (Trung Quốc) thì ứng suất căng kéo không được lớn hơn ứng suất cho phép là 0.4Rb.

KIỂM TOÁN CÁP THANH GIẰNG

GIỚI THIỆU CHUNG

CẤU TẠO TRỤ

CÁC LOẠI TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ

Momen theo phương dọc cầu do tĩnh tải kết cấu nhịp dẫn tác dụng xuống trụ: (độ leọch taõm e = 0.94 m). Momen theo phương dọc cầu do hoạt tải kết cấu nhịp dẫn tác dụng xuống trụ: (độ leọch taõm e = 0.94 m). Momen theo phương dọc cầu do hoạt tải kết cấu nhịp dẫn tác dụng xuống trụ: (độ leọch taõm e = 0.94 m).

Lực hãm xe – BR

Tuỳ theo từng loại gối cầu và dạng liên kết mà tỉ lệ truyền của lực ngang xuống trụ khác nhau.Do các tài liệu tra cứu không có ghi chép về tỉ lệ ảnh hưởng của lực ngang xuống trụ nên khi tính toán, lấy tỉ lệ truyền bằng 100%. Lực hãm được lấy bằng 25% trọng lượng của các trục xe tải hay xe hai trục thiết kế cho mỗi làn được đặt trong tất cả các làn thiết kế được chất tải theo quy trình và coi như đi cùng một chiều. Các lực này được coi như tác dụng theo chiều nằm ngang cách phía trên mặt đường 1800mm theo cả hai chiều dọc để gây ra hiệu ứng lực lớn nhất.

Tĩnh tải trụ – DC

Tất cả các làn thiết kế phải được chất tải đồng thời đối với cầu và coi như đi cùng một chiều trong tương lai.

Tải trọng gió

Phải biểu thị tải trọng ngang của gió lên xe cộ bằng tải phân bố 1.5 KN/m, tác dụng theo hướng nằm ngang, ngang với tim dọc kết cấu và đặt ở 1.8m trên mặt đường. Phải biểu thị tải trọng gió dọc lên xe cộ bằng tải trọng phân bố 0.75 kN/m tác dụng nằm ngang, song song với tim dọc kết cấu và đặt ở cao độ 1800mm so với mặt đường.

Lực đẩy nổi B

TỔNG HỢP TẢI TRỌNG

TỔ HỢP TẢI TRỌNG

• Mặt cắt A – A (đáy bệ) : 1 Các tổ hợp
• Mặt cắt B – B (đỉnh bệ) : 1 Các tổ hợp

KIỂM TOÁN CÁC TIẾT DIỆN

• Kiểm toán mặt cắt b - b (đỉnh bệ) : 1 Đặc trưng hình học
• Kiểm toán mặt cắt a - a (đáy bệ) : 1 Các thông số tính toán

Vì Pmax<0.1 f f'c Ag nên tất cả các tổ hợp đều kiểm tra theo công thức uốn theo 2 phửụng. A : Diện tích phần bê tông có cùng trọng tâm với cốt thép chủ chịu kéo và được bảo bởi các mặt ngang và các đường thẳng song song với trục TTH của mặt cắt. Vì Pmax<0.1 f f'c Ag nên tất cả các tổ hợp đều kiểm tra theo công thức uốn theo 2 phửụng.

ĐỊA CHẤT KHU VỰC

Sét màu xám vàng, màu xanh, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng mặt lẩn nhiều đá dăm sạn

Sét màu nâu vàng ,đầu tầng đôi chỗ lẫn nhiều sỏi sạn ,trạng thái cứng - Chiều dày lớp : h 6

• TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN

W : trọng luợng phần cọc ngập trong nước, có xét đến đẩy nổi Qp : sức kháng mũi cọc (N). Su : cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình (MPa) α : hệ số dính bám.

MỘT SỐ KÍCH THƯỚC CƠ BẢN

PHƯƠNG ÁN THI CÔNG

- Gia công và lắp dựng đà giáo, ván khuôn, cốt thép bệ móng, thân, mũ mố.

CÁC LƯU Ý TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG

Phải phối hợp đồng bộ giữa trình tự thi công phần cầu và phần tuyến, thoát nước để tránh gây cản trở giữa các hạng mục thi công khác nhau và đảm bảo giao thoâng. Về mỹ quan công trình: bề mặt bê tông mố, trụ, kết cấu nhịp, đặc biệt là phần lan can cầu, phần mố trụ và kết cấu nhịp nhô lên mặt đất … phải được mài nhẵn, phẳng, không được cong vênh, để lộ các vị trí ghép nối ván khuôn. - Bắt buộc phải có các tường ngăn che cách ly khu vực thi công với khu vực dân cư dọc 2 bên tuyến để ngăn bụi, giảm tiếng ồn và ngăn cách hoàn toàn việc lưu thông giữa 2 khu vực.