bản bê tông cốt thép dự ứng lực nhịp 24m.
Kết cấu nhịp dầm bản bê tông cốt thép dự ứng lực là dạng dầm điển hình sử dụng phổ biến với các dầm nhịp nhỏ (12m, 15m, 18m, 21m và 24m). Ưu thế của loại hình dầm bản rỗng là có chiều cao dầm thấp, giúp giảm chiều cao tổng cộng của kết cấu nhịp, đáp ứng tốt vấn đề tĩnh không dưới cầu đối với các cầu vượt trong đô thị, giúp giảm chiều dài vuốt nối đường vào cầu dẫn đến giảm chi phí dự án.
12000 2000 3500 3500 2000500 11x1000=11000 500 500 500
Trong so sánh này, nghiên cứu sinh sử dụng số liệu một cầu dầm bản bê tông dự ứng lực có nhịp dài 24m. Dầm chủ là một dạng dầm bản điển hình có khoét lỗ rỗng có chiều cao dầm 950mm. Chi tiết mặt cắt ngang như hình 4-1
Hình 4-1. Mặt cắt ngang kết cấu nhịp phương án dầm bản.
Vật liệu sử dụng đối với dầm dự ứng lực:
+ Cốt thép dự ứng lực:
- Loại thép tao độ tự chùng thấp Grade 270. - Đường kính danh định 12,7mm.
- Cường độ chịu kéo fpu = 1860MPa. - Giới hạn chảy fpy = 1674MPa.
- Mô đun đàn hồi Ep = 197000MPa.
- Số lượng tao cáp dự ứng lực cho mỗi dầm n = 34. + Cốt thép thường:
- Giới hạn chảy fy = 250MPa
- Mô đun đàn hồi Es = 200000MPa.
+ Bê tông dầm:
- Cường độ chịu nén f’c = 40MPa. - Trọng lượng thể tích wc = 2400 kg/m3.
- Mô đun đàn hồi Ec = 31975MPa.
- Cường độ bê tông tại thời điểm tạo dự ứng lực f’ci = 34MPa - Mô đun đàn hồi tại thời điểm tạo dự ứng lực Eci = 29480MPa.
9
50
1
5
12000 2000 3500 3500 2000500 500
1200 4@2400=9600 1200
- Cường độ chịu kéo khi uốn fr = 3,98MPa.
Bê tông sử dụng liên kết bản mặt cầu:
- Cường độ chịu nén f’c = 30MPa. - Chiều dày lớp bê tông hf = 150mm - Trọng lượng thể tích wc = 2450 kg/m3.
- Mô đun đàn hồi E
c 0.0017wc2 (f'c ) 0.33
=31349,54MPa.
-Cường độ chịu kéo khi uốn fr 0.63(f'c )
0.5 = 3,45MPa.
Dầm WF800 đã trình bày trong chương 3 được sử dụng để so sánh với nhịp dầm bản 24m. Theo kết quả tính toán mặt cắt ngang cầu sử dụng 05 dầm chủ với khoảng cách 2,5m.
4.2.2 Trường hợp 2: so sánh phương án dầm I cánh rộng với phương án dầm I bê tông cốt thép dự ứng lực nhịp 33m.
Kết cấu nhịp dầm chữ I bằng bê tông dự ứng lực nhịp 33m là dạng dầm điển hình sử dụng phổ biến rất nhiều ở các dự án giao thông trong những năm gần đây tại khu vực Đông Nam Bộ. So sánh này sử dụng mặt cắt ngang cầu rộng 12m, khoảng cách giữa các dầm 2,4m, tương ứng với khoảng cách dầm chủ rộng nhất được áp dụng ở Việt Nam cho dầm I 33m.
Hình 4-2. Mặt cắt ngang kết cấu nhịp phương án dầm I33.
Vật liệu sử dụng đối với dầm dự ứng lực:
1
65
+ Cốt thép dự ứng lực:
- Loại thép tao độ tự chùng thấp Grade 270. - Đường kính danh định 12,7mm.
- Cường độ chịu kéo fpu = 1860MPa. - Giới hạn chảy fpy = 1674MPa.
- Mô đun đàn hồi Ep = 197000MPa.
- Số lượng tao cáp dự ứng lực cho mỗi dầm n = 60. + Cốt thép thường:
- Giới hạn chảy fy = 250MPa
- Mô đun đàn hồi Es = 200000MPa.
+ Bê tông dầm:
- Cường độ chịu nén f’c = 40MPa. - Trọng lượng thể tích wc = 2400 kg/m3.
- Mô đun đàn hồi Ec = 31975MPa.
- Cường độ bê tông tại thời điểm tạo dự ứng lực f’ci = 34MPa - Mô đun đàn hồi tại thời điểm tạo dự ứng lực Eci = 29480MPa. - Cường độ chịu kéo khi uốn fr = 3,98MPa.
Vật liệu sử dụng đối với bản mặt cầu:
+ Cốt thép thường bản mặt cầu: - Giới hạn chảy fy = 400MPa
- Mô đun đàn hồi Es = 200000MPa.
+ Bê tông bản mặt cầu:
- Cường độ chịu nén f’c = 40MPa. - Trọng lượng thể tích wc = 2450 kg/m3.
Để so sánh với dầm I33m, sử dụng phương án dầm I cánh rộng với 5 dầm chủ WF1200, khoảng cách dầm chủ 2,5m như đã trình bày trong chương 3.
4.3. Phân tích so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
4.3.1. Đánh giá khả năng dự trữ sức kháng của các phương án so sánh.
Khả năng dự trữ sức kháng của 2 phương án trong trường hợp 1 được trình bày theo bảng sau:
Bảng 4-1: So sánh dự trữ sức kháng của 2 phương án dầm trường hợp 1. Hạng mục
Các phương án so sánh của trường hợp 1
Dầm bản nhịp 24m Dầm WF800
M/C gối M/C giữa nhịp M/C gối M/C giữa nhịp
Mr / Mu - 1.664 - 1.29
Vr / Vu 2.25 3.20 2.31 2.47
Độ võng - 1.98 - 1.3
Với kết quả trên, thiết kế điển hình của dầm I cánh rộng có độ dự trữ mô men, lực cắt và độ võng do hoạt tải thấp hơn so với dầm bản rỗng truyền thống nhưng vẫn đảm bảo về yêu cầu chịu lực. Kết quả này là hệ quả tất yếu của việc chiết giảm chiều cao dầm I cánh rộng, 800mm, so với 950mm của dầm bản rỗng cùng vượt một chiều dài nhịp như nhau.
Khả năng sức kháng của 2 phương án trong trường hợp 2 được trình bày theo bảng sau:
Bảng 4-2: So sánh dự trữ sức kháng của 2 phương án dầm trường hợp 2. Hạng mục
Các phương án so sánh của trường hợp 2
Dầm I nhịp 33m Dầm WF1200
M/C gối M/C giữa nhịp M/C gối M/C giữa nhịp
Mr / Mu - 1.7 - 1.25
Vr / Vu 3.29 4.11 2.92 2.95
Với kết quả trên, thiết kế điển hình của dầm I cánh rộng có độ dự trữ mô men, lực cắt và độ võng do hoạt tải thấp hơn so với các loại dầm truyền thống nhưng vẫn đảm bảo về yêu cầu chịu lực. Kết quả này là hệ quả tất yếu của việc chiết giảm chiều cao dầm I cánh rộng.