CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ KỶ THUẬT
4.3. TÍNH TOÁN KẾT CẤU BẾN PHƯƠNG ÁN 1
4.3.5. Tính toán cho cầu dẫn
4.3.5.1. Xác định chiều dài tính toán của cọc.
là xác định điểm ngàm của cọc trong đất mà tại đó momen của cọc đạt giá trị lớn nhất và không có chuyển vị. Dựa theo giáo trình Công trình bến cảng, trong tính toán sơ bộ, chiều dài tính toán của cọc được tính toán theo công thức kinh nghiệm
l = l0+ η.d Trong đó:
l: chiều dài tính toán cọc
η: hệ số kinh nghiệm tùy thuộc vào nền đất. Đối với đất yếu lấy η =7 l0: chiều dài tự do của cọc
d: đường kính cọc, d = 0,45 m
Chiều dài tính toán của cọc được thể hiện ở bảng 4.20 Bảng 4.20: Chiều dài tính toán cọc
Hàng cọc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
l0(m) 9.16 8.2 7.4 6.6 5.8 5 4.2 3.4 2.6 2.14 2.14 2.14 ltt(m) 12.31 11.35 10.55 9.75 8.95 8.15 7.35 6.55 5.75 5.29 5.29 5.29
4.3.5.2. Các loại tải trọng tác dụng lên cầu dẫn..
4.3.5.2.1. Tải trọng tác dụng lên khung ngang.
a) Tải trọng bản thân.
- Tải trọng bản thân là loại tải trọng dài hạn. Khi tính toán, tải trọng tác dụng lên một khung ngang tính bằng tải trọng của một nhịp cầu tầu tác dụng lên khung ngang đó :
- Tải trọng phân bố đều do trọng lượng của dầm ngang và bản + Kích thước dầm ngang là 60x80 cm.
+ Chiều dầy bản là 30 cm.
+ Chiều dầy lớp bêtông atphal là 10 cm.
+ Khoảng cách giữa các dầm ngang là 3,0 m.
+ Tải trọng bản thân tác dụng lên khung ngang là:
qbt = (0.5ì0.6 + 4.0ì0.30)ì2.5 + 0.1x3.5x2.0 = 3,0 (T/m).
- Tải trọng tập trung tại đầu cọc do khối lượng của dầm dọc tác dụng lên : + Kích thước dầm dọc : 60x80 cm.;
+ Khoảng cách giữa các dầm dọc : 4,0 m .
+ Vậy tải trọng tập trung : Pd= 0,6ì0,5x 4,0x2,5 = 3,0 (T).
Hình 4.13: Sơ đồ tải trọng bản thân lên khung ngang b) Tải trọng do hàng hoá và thiết bị tác dụng lên khung ngang.
- Tải trọng hàng hoá tác dụng lên khung ngang.
+ Tải hàng hoá phân bố đều trên bến với giá trị q = 2 T/m2. Do đó tải trọng hàng hoá tác dụng lên khung ngang cầu tầu là: q = 2 x 3.0 = 6 T/m.
+ Tải trọng do thiết bị băng chuyền tác dụng lên công trình.
Tải trọng do hệ thống băng chuyền tác dụng lên công trình. Xem như tải tập trung
Pbc = 0,5 T
Tải trọng do hàng hóa khi khai thác. Khối lượng của cát truyền xuống dưới bến qua các chân đỡ hệ thống băng chuyền.
Pc = γc.V = 1,5x0,02x8 = 0,228 T
Tải trọng do thiết bị băng chuyền khi có hàng truyền xuống 1 chân giá đỡ băng chuyền.
P = 0,5+0,228/2 = 0,614 T
Hình 4.14: Sơ đồ tải trọng do thiết bị hàng hóa tác dụng lên khung ngang c) Tổ hợp tải trọng cho khung ngang.
- Tổ hợp tải trọng cơ bản gồm : Các tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và tải trọng tạm thời ngắn hạn ( không có tải trọng đặc biệt ).
Bảng 4.19:Các tổ hợp tải trọng tác dụng lên khung ngang Tải trọng
Bản thân Hàng hoá Thiết bị Tổ hợp
1
2
Hình 4.15: Sơ đồ tổ hợp tải trọng 1
Hình 4.15: Sơ đồ tổ hợp tải trọng 2
4.3.5.3.2 Tải trọng tác dụng lên khung dọc.
a) Tải trọng bản thân
- Tải trọng phân bố đều do trọng lượng của dầm dọc và bản + Kích thước dầm dọc : 60x80 cm.
+ Chiều dầy bản là 30 cm.
+ Chiều dầy lớp bêtông atphal là 10 cm.
+ Khoảng cách giữa các dầm dọc là 3,0 m.
+ Tải trọng bản thân tác dụng lên khung ngang là:
qbt = (0.5ì0.6 + 3.0ì0.30)ì2.5 + 0.1x3.5x2.0 = 2.25 (T/m).
- Tải trọng tập trung tại đầu cọc do khối lượng của dầm ngang tác dụng lên : + Kích thước dầm dọc : 60x80 cm.;
+ Khoảng cách giữa các dầm dọc : 3,0 m .
+ Vậy tải trọng tập trung : Pd= 0,6ì0,5x 3,0x2,5 = 2.25 (T).
Hình 4.16: Sơ đồ tải trọng bản thân lên khung dọc b) Tải trọng do hàng hoá và thiết bị tác dụng lên khung dọc.
- Tải trọng hàng hoá tác dụng lên khung ngang.
+ Tải hàng hoá phân bố đều trên bến với giá trị q = 2 T/m2. Do đó tải trọng hàng hoá tác dụng lên khung ngang cầu tầu là: q = 2 x 3.0 = 6 T/m.
+ Tải trọng do thiết bị băng chuyền tác dụng lên công trình.
Tải trọng do hệ thống băng chuyền tác dụng lên công trình. Xem như tải tập trung Pbc = 0,5 T
Tải trọng do hàng hóa khi khai thác. Khối lượng của cát truyền xuống dưới bến qua các chân đỡ hệ thống băng chuyền.
Pc = γc.V = 1,5x0,02x8 = 0,228 T
Tải trọng do thiết bị băng chuyền khi có hàng truyền xuống 1 chân giá đỡ băng chuyền.
P = 0,5+0,228/2 = 0,614 T
Hình 4.17: Sơ đồ tải trọng do thiết bị hàng hóa tác dụng lên khung dọc c) Tổ hợp tải trọng cho khung dọc.
- Tổ hợp tải trọng cơ bản gồm : Các tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và tải trọng tạm thời ngắn hạn ( không có tải trọng đặc biệt ).
Bảng 4.20:Các tổ hợp tải trọng tác dụng lên khung ngang Tải trọng
Bản thân Hàng hoá Thiết bị Tổ hợp
1
2
Hình 4.18: Sơ đồ tổ hợp tải trọng 1
Hình 4.20: Sơ đồ tổ hợp tải trọng 2 4.3.5.3. Các loại tải trọng tác dụng lên bích neo..
4.3.5.3.1 Chiều dài tính toán cọc trụ neo.
Xác định chiều dài tính toán của cọc là xác định điểm ngàm của cọc trong đất mà tại đó momen của cọc đạt giá trị lớn nhất và không có chuyển vị.
Dựa theo giáo trình Công trình bến cảng, trong tính toán sơ bộ, chiều dài tính toán của cọc được tính toán theo công thức kinh nghiệm
l = l0+ η.d Trong đó:
l: chiều dài tính toán cọc
η: hệ số kinh nghiệm tùy thuộc vào nền đất. Đối với đất yếu lấy η =7 l0: chiều dài tự do của cọc. l0= 9.86m
d: đường kính cọc, d = 0,45 m Vậy chiều dài tính toán của cọc trụ neo.
l= 9.86+7x0.45= 13.01 m 5.2.1.3.2. Tải trọng tác dụng lên trụ neo.
a) Tải trọng do lực neo tàu .
- Thành phần vuông góc với mép bến.
Sq = 8,506T
- Thành phần song song với mép bến.
Sn = 14,73 T - Thành phần thẳng đứng.
Sv = 14,27 T
b) Tải trọng do cầu công tác .
Cầu công tác tì lên trụ neo xem như tải trọng tập trung tác dụng lên trụ neo có giá trị
P= 0.5T