Thiết kế cầu bê tông cốt thép dự ứng lực đúc hẫng
MỤC LỤC
TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG
Khi đó bê tông dẻo còn chưa hoá cứng, trọng lượng của ván khuôn hợp long, của hỗn hợp bê tông dẻo, của cốt thép hợp long được coi như chia đôi để tác dụng lên hai sơ đồ hệ thống kết cấu tách biệt nhau, một là sơ đồ đúc trên đà giáo phần nhịp biên, hai là sơ đồ khung cứng T của phần đúc hẫng từ trụ ra nhịp biên. Dự ứng lực của cáp nhóm B sẽ làm cong vồng lên cả nhịp biên khiến cho tĩnh tải bản thân của phần đúc trên đà giáo và phần tải trọng thi công rải đều mà trước đây đè lên đà giáo thì nay tác dụng lên kết cấu nhịp vừa được nối thành sơ đồ khung siêu tĩnh.
CẤU TẠO LỀ BỘ HÀNH
Tải trọng xung kích
Tải trọng dọc của gió lên xe cộ là tải trọng phân bố 0.75KN/m tác dụng nằm ngang, song song với tim cầu dọc kết cấu và đặt cách mặt đường 1800 mm. Lực nâng của gió trên một cánh hẫng lấy bằng 2.4x10-4 MPa trên diện tích mặt cầu với phương pháp thi công hẫng, và chỉ tác động với một bên cánh hẫng.
TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG CÁC GIAI ĐOẠN THI CÔNG
Mô hình hoá kết cấu và tính toán bằng phần mềm Midas v7.01, so sánh kết quả ta thấy nội lực do xe 3 trục gây ra lớn hơn so với nội lực do xe 2 trục nên ta lấy kết quả nội lực do xe 3 trục để tính toán. Để tính sơ bộ số bó cáp chịu mô men âm, ta sẽ tính toán ở giai đoạn thi công đúc hẫng các đốt đối xứng nhau qua trụ T4 và T5, sau đó ta lấy lớn hơn lượng cáp cần thiết để đủ khả năng làm việc trong giai đoạn khai thác.
TÍNH TOÁN GIAI ĐOẠN THI CÔNG ĐÚC HẪNG 1. Tính toán đặc trưng hình học của tiết diện
A 'gen : Tổng diện tích ống gen (cáp âm) tại tiết diện đang xét Agen : Tổng diện tích ống gen (cáp dương) tại tiết diện đang xét y'gen : Khoảng cách từ trọng tâm ống gen (cáp âm) đến mép dưới dầm ygen : Khoảng cách từ trọng tâm ống gen (cáp dương) đến mép dưới dầm d’ps : Khoảng cách từ trọng tâm nhóm cáp DƯL đến mép trên dầm H : Chiều cao dầm tại tiết diện đang xét. Vì các bó cáp đối xứng nhau và trong quá trình tính toán mất mát ứng suất ta chỉ tính cho 1 bên của mặt cắt nên khi tổng hợp ta nhân đôi các giá trị đã tính toán.
THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 2
So sánh các giá trị ở bảng trên ta thấy các ứng suất ở các mặt cắt trong các giai đoạn thi công đều thoả các điều kiện về ứng suất nén và kéo của bê tông.
DI ĐỘNG
Hoạt tải thi công phân bố, bao gồm các phụ kiện máy móc, thiết bị (ngoài thiết bị thi công chuyờn dụng), lấy bằng 4.8ì.10-4 Mpa diện tớch mặt cầu. Ta chuyển từ tải trọng phân bố trên diện tích thành tải trọng phân bố theo phương dọc cầu, bằng cách nhân giá trị độ lớn với 1500 mm.
SỐ LƯỢNG CÁP
− Trong Midas, tiết diện dầm hộp không được tính là bị giảm yếu do khoét lỗ, nên cho đặc trưng hình học lớn hơn so với tính tay, dẫn đến kết quả tớnh US nhỏ hơn so với tớnh tay, điều này thể hiện rất rừ trờn đồ thị. Sử dụng công nghệ đúc hẫng tiên tiến, đối với công tác xây dựng cầu ở nước ta hiện nay đây là một công nghệ quen thuộc cho mọi đợn vị thi công và thiết kế, đã có nhiều kinh nghiệm trong công nghệ này , thiết bị thi công tương đối đầy đủ, tài liệu thiết kế của các đồ án cũ cũng nhiều, do vậy chi phí thiết kế cũng như các công tác đào tạo nhân công, mua sắm thiết bị phục vụ cho công tác thi công được giảm thiểu. Các bó cốt thép dự ứng lực được kéo căng sau mỗi chu kì đối xứng vừa làm nhiệm vụ chịu trọng lượng bản thân và thiết bị thi công, đồng thời tăng dần số lượng bó côt thép dự ứng lực khi cánh hẫng vươn dài ra cũng phù hợp với số lượng bó cốt thép bố trí khi chịu tải trọng trong giai đoạn khai thác.
THIẾT KẾ KỸ THUẬT
KHÁI QUÁT CHUNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Các ưu điểm có thể kể đến: hệ đà giáo phần lớn được treo trên dầm và luân chuyển nên giảm đáng kể khối lượng ván khuôn đà giáo, cơ giới hoá thi công, tăng năng suất lao động, không cản trở giao thông đường thuỷ, đường bộ phía dưới cầu trong thời gian thi công. Từ 1977, phương pháp lắp hẫng cầu khung T dầm đeo thuộc sơ đồ kết cấu tĩnh định đã được áp dụng để thi công ở nhiều tỉnh thành ở nước ta (cầu An Dương ở Hải Phòng, cầu Bình ở Quảng Ninh, Cầu Nông Tiến ở Tuyên Quang,…). Cụ thể là cỏc yếu tố như cường độ của bờtụng, chuyển vị, độ vừng của kết cấu trước khi tiến hành hợp long là khác nhau sẽ có ảnh hưởng khác nhau đến sự phân phối lại nội lực trong kết cấu sau khi tiến hành hợp long.
LAN CAN - LỀ BỘ HÀNH
LAN CAN
Mà trong dầm liên tục thì một chuyển vị nhỏ cũng sẽ phát sinh nội lực trong kết cấu, gây ra những hiệu ứng phụ không mong muốn và không lường trước được trong nội lực của cầu. Nếu tiến hành hợp long nhịp biên trước thì sơ đồ làm việc ban đầu là dầm đơn giản có mút thừa, do đó khi phá dỡ trụ tạm thì chuyển vị của dầm sẽ không làm phát sinh nội lực trong kết cấu. Do đó trong đồ án này chọn tiến độ thi công như sau: Hợp long phần nhịp biên trước và đồng thời ở cả hai phía.
LỀ BỘ HÀNH
MW : Sức kháng mômen trên một đơn vị chiều dài đối với trục thẳng đứng MC : Sức kháng mômen trên một đơn vị chiều dài đối với trục nằm ngang Mb : Sức kháng của dầm đỉnh. Tính toán với bài toán cốt đơn, tính cốt thép cho 1 bên rồi bên còn lại bố trí tương tự. Sức kháng cắt danh định Rw phải truyền qua mối nối bởi ma sát cắt.
THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU
Giả định khoảng cách từ mép chịu kéo ngoài cùng của tiết diện đến trọng tâm vùng cốt thép chịu kéo là: a1=40(mm). Vậy As > Asmin , Thỏa điều kiện hàm lượng cốt thép tối thiểu nên ta lấy As để tính toán dieọn tớch coỏt theựp. Vì bản làm việc theo phương ngang cầu nên ta đặt cốt thép cấu tạo theo phương dọc cầu cả đáy trên và đáy dưới của bản mặt cầu để phân bố tải trọng bánh xe dọc cầu đến cốt thép chịu lưc theo phương ngang.
THIẾT KẾ DẦM LIÊN TỤC ĐÚC HẪNG
TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN 1. Xác định phương trình đường cong đáy dầm hộp
Việc tính toán đặc trưng hình học với tiết diện nguyên này rất cần thiết cho việc tính toán sơ bộ trong giai đoạn thi công và khai thác để xác định tĩnh tải rồi sau đó thiết kế nội lực và tính ra số bó thép dự ứng lực cần thiết. − Phần diện tớch của cỏnh hẫng tham gia làm việc cú chiều dài 6 hì ,c (chiều dày trung bình của cánh hẫng) tính từ điểm cắt của đường kéo thẳng theo mặt ngoài thành hộp với mặt nắp hộp. Vì quá trình thi công cầu đúc hẫng trải qua nhiều giai đoạn khác nhau, qua mỗi giai đoạn thì các đặc trưng vật liệu (cường độ chịu nén, môđun đàn hồi…) và đặc trưng hình học tiết diện (diện tích, momen quán tính…) lại thay đổi.
TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG
Trong giai đoạn này ván khuôn ở thành bên của đốt hợp long đã tháo ra và tiến hành căng cáp dự ứng lực nhóm B ở bản đáy của nhịp biên, sau đố tháo nốt ván khuôn đáy của đốt hợp long. Giai đoạn IV : Thi công đốt hợp long giữa nhịp giữa (bê tông đốt hợp long chưa khô) : Khi đó sẽ lắp các ván khuôn hợp long nhịp giữa và đổ bê tông nhịp giữa. Trong giai đoạn này ván khuôn thành bên đã được tháo dỡ, các cáp dự ứng lực nhóm B đã được đặt và căng xong, xe đúc đã rút đi, ván khuôn đáy hợp long đã được tháo dỡ.
TÍNH TOÁN GIAI ĐOẠN THI CÔNG ĐÚC HẪNG 1. Tính toán đặc trưng hình học của tiết diện
Các bó cáp dự ứng lực đối xứng nhau từng cặp qua trục nên ta chỉ cần tính cho 1 bên cáp sau đó nhân đôi các giá trị mất mát đã tính. M +M +M : Momen do trọng lượng bản thân dầm ở trạng thái giới hạn sử dụng e : Độ lệch tâm của bó thép so với trục trung hoà của tiết diện. Ta tính toán cho một mặt cắt 0-0 có moment max tại phân đoạn đốt K9, các mặt cắt còn lại ta tính toán tương tự và lập bảng.
Tính tương tự tại các mặt cắt qua các giai đoạn thi công hẫng ta có bảng sau : Lặp vòng 1. ∆ : Độ chênh ứng suất bê tông tại trọng tâm thép DƯL khi chịu thêm tải trọng bê tông ướt của khối đúc sau.