Đồ án Thiết kế cầu Bê tông cốt thép dự ứng lực dầm T 28m kéo sau

MỤC LỤC 1

1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 4

1.1. Số liệu chung 4

1.2.Vật liệu chế tạo dầm 4

2. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP 5

2.1. Chiều dài tính toán KCN 5

2.2. Quy mô mặt cắt ngang cầu 5

2.3. Kích thước mặt cắt ngang dầm chủ 6

2.3.1. Mặt cắt L/2 6

2.3.2. Mặt cắt gối 7

2.4. Cấu tạo dầm ngang 7

2.5. Đặc trưng hình học của mặt cắt 8

2.5.1. Đặc trưng hình học mặt cắt L/2 : 8

2.5.2. Đặc trưng hình học mặt cắt gối 10

2.5.3. Tổng hợp ĐTHH của các mặt cắt 11

3. TÍNH TOÁN HIỆU ỨNG LỰC 12

3.1. Các hệ số tính toán 12

3.2. Tĩnh tải dải đều lên một dầm chủ 12

3.2.2. Trọng lượng dải đều mối nối bêtông mặt cầu 14

3.2.3. Trọng lượng dải đều của dầm ngang 14

3.2.4. Trọng lượng dải đều của lớp phủ mặt cầu 14

3.2.5. Trọng lượng dải đều của lan can ( chỉ dầm biên chịu) 15

3.3. Tính toán nội lực do tĩnh tải 17

3.3.1. Các mặt cắt tính toán 17

3.3.2. Vẽ đường ảnh hưởng và tính nội lực tại các mặt cắt tính toán 17

3.4. Tính toán nội lực do hoạt tải 24

3.4.1. Xác định hệ số phân bố ngang 24

3.4.2. Tính nội lực do hoạt tải : 29

3.4.3. Tính Mômen do hoạt tải gây ra tại các mặt cắt : 32

3.4.4.Tính lực cắt do hoạt tải gây ra tại các mặt cắt : 35

3.4.5. Tồng hợp nội lực dầm chủ (do tĩnh tải và hoạt tải gây ra ) : 39

4. CHỌN BÓ CÁP DỰ ỨNG LỰC 40

4.1. Đặc trưng vật liệu 40

4.1.1. Cáp dự ứng lực 40

4.1.2. Bê tông 40

4.1.3. Cốt thép thường 40

4.2. Sơ bộ chọn bó cáp DƯL 41

4.2.1. Theo trạng thái giới hạn cường độ 41

4.2.2. Sơ bộ chọn cáp DƯL 41

4.3. Bố trí cáp DƯL 42

4.3.1. Nguyên tắc bố trí cáp DƯL 42

4.3.2. Bố trí cáp DƯL theo đường cong 42

4.3.3. Tính toán chiều dài cáp : 43

4.3.4.Tính góc hợp bởi đường cáp so với phương nằm ngang tại các mặt cắt : 46

4.3.5 Tính tọa độ trọng tâm của các bó cáp DƯL : 47

5. ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA MẶT CẮT 47

5.1. Đặc trưng hình học mặt cắt giai đoạn I 47

5.2. Đặc trưng hình học mặt cắt giai đoạn II 50

5.3.Tính toán độ lệch tâm bó cáp DƯL : 52

6. MẤT MÁT ỨNG SUẤT 54

6.1. Các mất mát ứng suất tức thời 54

6.1.1. Mất mát ứng suất do biến dạng neo 54

6.1.2. Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi 55

6.1.3. Mất mát ứng suất do ma sát 55

6.2. Các mất mát ứng suất theo thời gian 58

6.2.1. Mất mát ứng suất do co ngót 58

6.2.2. Mất mát ứng suất do từ biến 58

6.2.3. Mất mát ứng suất do chùng cốt thép 59

6.3. Tổng hợp các mất mát ứng suất : 61

7. KIỂM TOÁN THEO CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG 62

7.1. Các giới hạn ứng suất của bê tông 62

7.1.1. Trong giai đoạn tạo DƯL 62

7.1.2. Trong giai đoạn sử dụng 63

7.2. Tính toán độ võng và độ vồng 65

7.2.1. Tính độ vồng (xét tại mặt cắt giữa nhịp) 65

7.2.2. Tính độ võng do hoạt tải : 68

8. KIỂM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ 70

8.1. Kiểm toán cường độ chịu uốn 70

8.2. Kiểm toán lượng cốt thép tối đa, lượng cốt thép tối thiểu : 73

8.2.1. Kiểm toán lượng cốt thép tối đa: 73

8.2.2. Kiểm toán lượng cốt thép tối thiểu: 73

8.3. Kiểm toán sức kháng cắt : 74

8.3.1. Công thức kiểm toán : 74

8.3.2. Xác định chiều cao chịu cắt hữu hiệu dv 75

8.3.3. Xác định Vp 75

8.3.4. Tính toán ứng suất cắt v 77

8.3.5. Xác định  78

8.3.6. Tính Vc , Vn và kiểm toán : 80

9. KIỂM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN MỎI : 82

9.1. Xác định nội lực do tải trọng mỏi 82

9.2. Tính ứng suất trong bêtông 85

10. TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU 87

10.1. Cấu tạo bản mặt cầu 87

10.2. Tính nội lực bản mặt cầu 87

10.2.1. vệt bánh xe và tải trọng trục: 87

10.2.2. Tính nội lực bản hẫng 87

10.2.3. Tính nội lực bản kê hai cạnh 90

10.2.4. Tổng hợp nội lực bản mặt cầu : 92

10.3. Bố trí cốt thép cho bản mặt cầu 93

10.3.1. Bố trí cốt thép phía trên của bản mặt cầu theo phương ngang cầu 93

10.3.2. Bố trí cốt thép phía dưới của bản mặt cầu theo phương ngang cầu 93

10.4. Kiểm toán 93

10.4.1. Công thức kiểm toán 93

10.4.2. Kiểm cho mặt cắt chịu mô men dương : 94

10.4.3. Kiểm cho mặt cắt chịu mô men âm : 95

11. TÍNH TOÁN DẦM NGANG : 97

11.1. Sơ đò tính toán dầm ngang : 97

11.2 . Tác dụng của tải trọng cục bộ ( hoạt tải ) lên dầm ngang : 97

11.3. Tính toán nội lưc trong dàm ngang : 98

11.4. Thiết kế và kiểm toán dầm ngang : 99

11.4.1. Thiết kế dầm ngang : 99

11.4.2. Kiểm toán cường độ chịu uốn : 100

11.4.3. Kiểm toán hàm lượng cốt thép: 101

 

 

doc101 trang | Chia sẻ: lethao | Ngày: 14/01/2013 | Lượt xem: 20481 | Lượt tải: 102download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Thiết kế cầu Bê tông cốt thép dự ứng lực dầm T 28m kéo sau, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC MỤC LỤC 1 1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 4 1.1. Số liệu chung 4 1.2.Vật liệu chế tạo dầm 4 2. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP 5 2.1. Chiều dài tính toán KCN 5 2.2. Quy mô mặt cắt ngang cầu 5 2.3. Kích thước mặt cắt ngang dầm chủ 6 2.3.1. Mặt cắt L/2 6 2.3.2. Mặt cắt gối 7 2.4. Cấu tạo dầm ngang 7 2.5. Đặc trưng hình học của mặt cắt 8 2.5.1. Đặc trưng hình học mặt cắt L/2 : 8 2.5.2. Đặc trưng hình học mặt cắt gối 10 2.5.3. Tổng hợp ĐTHH của các mặt cắt 11 3. TÍNH TOÁN HIỆU ỨNG LỰC 12 3.1. Các hệ số tính toán 12 3.2. Tĩnh tải dải đều lên một dầm chủ 12 3.2.2. Trọng lượng dải đều mối nối bêtông mặt cầu 14 3.2.3. Trọng lượng dải đều của dầm ngang 14 3.2.4. Trọng lượng dải đều của lớp phủ mặt cầu 14 3.2.5. Trọng lượng dải đều của lan can ( chỉ dầm biên chịu) 15 3.3. Tính toán nội lực do tĩnh tải 17 3.3.1. Các mặt cắt tính toán 17 3.3.2. Vẽ đường ảnh hưởng và tính nội lực tại các mặt cắt tính toán 17 3.4. Tính toán nội lực do hoạt tải 24 3.4.1. Xác định hệ số phân bố ngang 24 3.4.2. Tính nội lực do hoạt tải : 29 3.4.3. Tính Mômen do hoạt tải gây ra tại các mặt cắt : 32 3.4.4.Tính lực cắt do hoạt tải gây ra tại các mặt cắt : 35 3.4.5. Tồng hợp nội lực dầm chủ (do tĩnh tải và hoạt tải gây ra ) : 39 4. CHỌN BÓ CÁP DỰ ỨNG LỰC 40 4.1. Đặc trưng vật liệu 40 4.1.1. Cáp dự ứng lực 40 4.1.2. Bê tông 40 4.1.3. Cốt thép thường 40 4.2. Sơ bộ chọn bó cáp DƯL 41 4.2.1. Theo trạng thái giới hạn cường độ 41 4.2.2. Sơ bộ chọn cáp DƯL 41 4.3. Bố trí cáp DƯL 42 4.3.1. Nguyên tắc bố trí cáp DƯL 42 4.3.2. Bố trí cáp DƯL theo đường cong 42 4.3.3. Tính toán chiều dài cáp : 43 4.3.4.Tính góc hợp bởi đường cáp so với phương nằm ngang tại các mặt cắt : 46 4.3.5 Tính tọa độ trọng tâm của các bó cáp DƯL : 47 5. ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA MẶT CẮT 47 5.1. Đặc trưng hình học mặt cắt giai đoạn I 47 5.2. Đặc trưng hình học mặt cắt giai đoạn II 50 5.3.Tính toán độ lệch tâm bó cáp DƯL : 52 6. MẤT MÁT ỨNG SUẤT 54 6.1. Các mất mát ứng suất tức thời 54 6.1.1. Mất mát ứng suất do biến dạng neo 54 6.1.2. Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi 55 6.1.3. Mất mát ứng suất do ma sát 55 6.2. Các mất mát ứng suất theo thời gian 58 6.2.1. Mất mát ứng suất do co ngót 58 6.2.2. Mất mát ứng suất do từ biến 58 6.2.3. Mất mát ứng suất do chùng cốt thép 59 6.3. Tổng hợp các mất mát ứng suất : 61 7. KIỂM TOÁN THEO CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG 62 7.1. Các giới hạn ứng suất của bê tông 62 7.1.1. Trong giai đoạn tạo DƯL 62 7.1.2. Trong giai đoạn sử dụng 63 7.2. Tính toán độ võng và độ vồng 65 7.2.1. Tính độ vồng (xét tại mặt cắt giữa nhịp) 65 7.2.2. Tính độ võng do hoạt tải : 68 8. KIỂM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ 70 8.1. Kiểm toán cường độ chịu uốn 70 8.2. Kiểm toán lượng cốt thép tối đa, lượng cốt thép tối thiểu : 73 8.2.1. Kiểm toán lượng cốt thép tối đa: 73 8.2.2. Kiểm toán lượng cốt thép tối thiểu: 73 8.3. Kiểm toán sức kháng cắt : 74 8.3.1. Công thức kiểm toán : 74 8.3.2. Xác định chiều cao chịu cắt hữu hiệu dv 75 8.3.3. Xác định Vp 75 8.3.4. Tính toán ứng suất cắt v 77 8.3.5. Xác định  78 8.3.6. Tính Vc , Vn và kiểm toán : 80 9. KIỂM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN MỎI : 82 9.1. Xác định nội lực do tải trọng mỏi 82 9.2. Tính ứng suất trong bêtông 85 10. TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU 87 10.1. Cấu tạo bản mặt cầu 87 10.2. Tính nội lực bản mặt cầu 87 10.2.1. vệt bánh xe và tải trọng trục: 87 10.2.2. Tính nội lực bản hẫng 87 10.2.3. Tính nội lực bản kê hai cạnh 90 10.2.4. Tổng hợp nội lực bản mặt cầu : 92 10.3. Bố trí cốt thép cho bản mặt cầu 93 10.3.1. Bố trí cốt thép phía trên của bản mặt cầu theo phương ngang cầu 93 10.3.2. Bố trí cốt thép phía dưới của bản mặt cầu theo phương ngang cầu 93 10.4. Kiểm toán 93 10.4.1. Công thức kiểm toán 93 10.4.2. Kiểm cho mặt cắt chịu mô men dương : 94 10.4.3. Kiểm cho mặt cắt chịu mô men âm : 95 11. TÍNH TOÁN DẦM NGANG : 97 11.1. Sơ đò tính toán dầm ngang : 97 11.2 . Tác dụng của tải trọng cục bộ ( hoạt tải ) lên dầm ngang : 97 11.3. Tính toán nội lưc trong dàm ngang : 98 11.4. Thiết kế và kiểm toán dầm ngang : 99 11.4.1. Thiết kế dầm ngang : 99 11.4.2. Kiểm toán cường độ chịu uốn : 100 11.4.3. Kiểm toán hàm lượng cốt thép: 101 1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 1.1. Số liệu chung Quy mô thiết kế: Cầu dầm BTCT DƯL nhịp giản đơn. Quy trình thiết kế: 22TCN 272-05 Tiết diện dầm chủ: Chữ T Phương pháp tạo DƯL: Căng sau Hoạt tải thiết kế: HL 93+3.10-3MPa Chiều dài nhịp: L = 28 m Khổ cầu: 11 + 2 x 1 m Cầu thiết kế có dầm ngang. 1.2.Vật liệu chế tạo dầm Bêtông dầm: + Cường độ chịu nén của bêtông tuổi 28 ngày:  = 50 MPa + Trọng lượng riêng của bêtông:  = 25 kN/m3 + Mô đun đàn hồi: == 38007 MPa Bêtông mối nối bản mặt cầu: + Cường độ chịu nén của bêtông tuổi 28 ngày:  = 50 MPa + Trọng lượng riêng của bêtông:  = 25 kN/m3 + Mô đun đàn hồi: == 38007 MPa - Cáp DƯL: Sử dụng loại cáp 7 K15 , thép có độ tự chùng thấp theo tiêu chuẩn ASTM 416 Grade 250. + Diện tích một bó: = 975,45 mm2 + Đường kính ống bọc: = 67 mm - Các chỉ tiêu cáp DƯL: + Cường độ chịu kéo: fpu = 1860MPa + Giới hạn chảy: fpy = 0,9.fpu fpy = 1674MPa + Môđun đàn hồi: Ep = 197000MPa + Ứng suất trong thép khi kích fpj=0,8.fpu fpj = 1488 MPa Cốt thép chịu lực bản mặt cầu: + Cường độ chảy quy định nhỏ nhất: fy = 420 MPa + Môđun đàn hồi: Es = 200000MPa 2. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP 2.1. Chiều dài tính toán KCN - Kết cấu nhịp giản đơn có chiều dài nhịp: Lnh = 28 m - Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối: a = 0,3 m - Chiều dài tính toán nhịp: Ltt = Lnh - 2.a Ltt = 27.4 m 2.2. Quy mô mặt cắt ngang cầu Các kích thước cơ bản của mặt cắt ngang cầu: + Bề rộng phần xe chạy: Bxe = 11 m + Bề rộng lề đi bộ: ble = 1 m + Bề rộng chân lan can: bclc = 0,5 m + Bề rộng toàn cầu: Bcau = Bxe + 2.ble + 2.bclc Bcau = 14 m + Số làn xe thiết kế: nl = 3 làn - Khoảng cách giữa các dầm chủ chọn trong khoảng:  - Số dầm chủ thiết kế chọn như sau:  => Chọn ndam = 6 dầm. => Chọn S = 2400mm. + Chiều dài phần cánh hẫng:   Cấu tạo mặt cắt ngang kết cấu nhịp 2.3. Kích thước mặt cắt ngang dầm chủ 2.3.1. Mặt cắt L/2  Cấu tạo mặt cắt L/2 - Chiều cao dầm chủ: H = 1500mm - Kích thước bầu dầm: + Bề rộng bb = 600 mm + Chiều cao hb = 300 mm + Bề rộng vút bầu dầm bvb = 200 mm + Chiều cao vút bầu dầm hvb = 200 mm Kích thước sườn dầm: + Bề rộng bw = 200 mm + Chiều cao hw = 600 mm - Kích thước bản cánh : + Bề rộng b1 = 2000 mm + Chiều cao ts = 200 mm + Bề rộng vút bản cánh trên bvc = 200 mm + Chiều cao vút bản cánh trên hvc = 200 mm 2.3.2. Mặt cắt gối  Cấu tạo mặt cắt gối Kích thước sườn dầm: + Bề rộng bw = 600 mm + Chiều cao hw = 1300mm - Kích thước bản cánh + Bề rộng b1 = 2000mm + Chiều cao ts = 200 mm 2.4. Cấu tạo dầm ngang - L = 28 m ta bố trí 5 dầm ngang: + Tại mặt cắt gối ng = 2 dầm + Mặt cắt giữa nhịp nnh = 1 dầm + mặt cắt L/4 n1/4 = 2 dầm + Tổng số lượng dầm ngang toàn cầu: nng = (ndam-1).(ng + nnh + n1/4) = (6-1).(1+2+2) = 25 dầm. - Cấu tạo dầm ngang tại gối: + Chiều cao hdn = 1000 mm + Bề rộng bdn = 1800mm + Chiều dày tdn = 200 mm - Cấu tạo dầm ngang tại mặt cắt nhịp: + Chiều cao hdn = 1000mm + Bề rộng bdn = 2200mm + Chiều dày tdn = 200 mm 2.5. Đặc trưng hình học của mặt cắt 2.5.1. Đặc trưng hình học mặt cắt L/2 :  Hình Tính sơ bộ diện tích mặt cắt :  = 8600 cm2 Quy đổi tiết diẹn tính toán : - Diện tích tam giác tại chỗ vát bản cánh:  - Chiều dày cánh quy đổi: . - Diện tích tam giác tại chỗ vát bầu dầm:  - Chiều cao bầu dầm mới:  Mặt cắt ngang tính toán :  - Mômen tĩnh của mặt cắt với trục nằm ngang đi qua đáy dầm:  =812556. 103 mm3 - Diện tích mc quy đổi :  = 860000 mm2 - Khoảng cách từ trục 0 - 0 đến đáy dầm: 944.8 mm - Khoảng cách từ trục 0 - 0 đến mép trên dầm: 1500 – 944.8 = 551.2 mm - Mô men quán tính của mặt cắt với trục 0 - 0:  = 2.39 x 1011 mm4 2.5.2. Đặc trưng hình học mặt cắt gối  - Diện tích mặt cắt gối:  = 1180000 mm2 - Mômen tĩnh của mặt cắt với trục nằm ngang đi qua đáy dầm:  = 1067000000 mm3 - Khoảng cách từ trục 0 - 0 đến đáy dầm: 904.2 mm - Khoảng cách từ trục 0 - 0 đến mép trên dầm:  Mô men quán tính của mặt cắt với trục 0 - 0:  = 2.599 x 1011 mm4 2.5.3. Tổng hợp ĐTHH của các mặt cắt Đặc trưng hình học  Mặt cắt L/2  Mặt cắt gối  Đơn vị    Kí hiệu  Giá trị  Kí hiệu  Kí hiệu    Diện tích  Ao  780000  Ao  1180000  mm2   Mômen quán tính  Io  2.39E+11  Io  2.599E+11  mm4   Trọng tâm tới đáy dầm    944.8    904.2  mm   Trọng tâm tới đỉnh dầm    555.2    595.8  mm   Mômen tĩnh tới đáy dầm  So  8.12E+08  So  10.67E+08  mm3   3. TÍNH TOÁN HIỆU ỨNG LỰC 3.1. Các hệ số tính toán Hệ số tải trọng: + Tĩnh tải giai đoạn I:  = 1,25 và 0,9 + Tĩnh tải giai đoạn II:  = 1,5 và 0,65 + Hoạt tải HL93 và đoàn người:  = 1,75 và 1,0 Hệ số xung kích: + Trạng thái giới hạn cường độ: 1+ IM = 1,25 + Trạng thái giới hạn mỏi: 1+ IM = 1,15 Hệ số làn (do thiết kế 3 làn): m = 0.85 - Hệ số điều chỉnh tải trọng:  + : Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư và tầm quan trọng trong khai thác xác định theo:  = I.D.R0.95 + I: Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác I = 1.05 + D: Hệ số liên quan đến tính dẻo D = 0.95 + R: Hệ số liên quan đến tính dư R = 0.95 Vậy:  = 0.95 3.2. Tĩnh tải dải đều lên một dầm chủ - Tĩnh tải dải đều lên một dầm chủ bao gồm: Tĩnh tải giai đoạn I và tĩnh tải giai đoạn II - Tĩnh tải giai đoạn I: + Trọng lượng bản thân dầm chủ. + Trọng lượng bêtông mối nối mặt cầu. + Trọng lượng dầm ngang. => Trọng lượng các bộ phận trên được tính cho 1m chiều dài dầm chủ, do đó ta có thể gọi là tĩnh tải giai đoạn I dải đều. - Tĩnh tải giai đoạn II: + Trọng lượng lớp phủ mặt cầu. + Trọng lượng lan can (do dầm biên chịu hoàn toàn ). => Trọng lượng các bộ phận trên được tính cho 1m chiều dài dầm chủ, do đó ta có thể gọi là tĩnh tải giai đoạn II dải đều. 3.2.1. Trọng lượng bản thân dầm - Do mặt cắt dầm chủ có thể thay đổi tiết diện từ mặt cắt gối đến mặt cắt giữa nhịp nên trọng lượng bản thân dầm chủ được xác định với 3 phần. Chiều dài mặt cắt thay đổi như sau:  mặt cắt sườn dầm thay đổi tiết diện - diện tích mc ngang dầm tại gối : Agối = 1180000 mm2 Chiều dài đoạn dầm có mc ngang Agối : x1= 2 . 1800 = 3600 mm - Diện tích mc ngang dầm tại giữa : A0 = 860000 mm2 Chiều dài đoạn dầm có mc ngang A0 : x2= L – x1 – 2.750 = 22900 mm - Diện tích trung bình mc ngang dầm tại đoạn vát :  = 1020000 mm2 Chiều dài đoạn dầm có mc ngang AV : x3= 2.750 = 1500 mm -Diện tích mc ngang trung bình của toàn dầm : = 909714 mm2 - Trọng lượng dải đều của dầm : 22.74 kN/m 3.2.2. Trọng lượng dải đều mối nối bêtông mặt cầu - Tổng chiều rộng mối nối theo phương ngang cầu : Bmn = 5.0,4 = 2 m - Chiều dày của mối nối ts = 0.2 m - Tĩnh tải do mối nối gây ra trên 1 dầm chủ ; 1.67 kN/m 3.2.3. Trọng lượng dải đều của dầm ngang - Trọng lượng của dầm ngang: Do dầm ngang tại mặt cắt gối và mặt cắt giữa nhịp có bề rộng khác nhau nên trọng lượng của dầm ngang của được tính làm 2 phần và coi dầm ngang có tiết diện chữ nhật. - Cấu tạo dầm ngang tại mặt cắt gối: + Chiều cao: hdn = 1.00 m + Bề rộng: bdn = 1,80 m + Chiều dày: tdn = 0,2 m + Tổng số lượng dầm ngang tại gối:  = 2 dầm + Trọng lượng 1 dầm ngang tại gối: 9 kN - Cấu tạo dầm ngang tại mặt cắt giữa nhịp: + Chiều cao: hdn = 1.00 m + Bề rộng: bdn = 2,20 m + Chiều dày: tdn = 0,2 m + Tổng số lượng dầm ngang tại mc giữa:  = 3 dầm + Trọng lượng 1 dầm ngang tại gối: 11 kN - Trọng lượng dải đều của dầm ngang trên 1m chiều dài dầm trong:  1.82 kN/m 3.2.4. Trọng lượng dải đều của lớp phủ mặt cầu - Cấu tạo lớp phủ mặt cầu: + Lớp mui luyện: = 0,02 -> 0.15 m + Lớp phòng nước: = 0,01 m + Lớp bê tông Asphalt: = 0,05 m + Chiều dày trung bình lớp phủ mặt cầu hmc = 0,145 m + Trọng lượng riêng trung bình lớp phủ mặt cầu:  = 23 kN/m3 - Trọng lượng dải đều của lớp phủ mặt cầu:  7.23 kN/m 3.2.5. Trọng lượng dải đều của lan can ( chỉ dầm biên chịu) - Cấu tạo lan can cầu:  Cấu tạo lan can - Trọng lượng dải đều của lan can, tay vịn có thể lấy sơ bộ, qlc = 0,1kN/m - Trọng lượng dải đều của chân lan can: Để thiên về an toàn và tiện cho tính toán, trọng lượng dải đều chân lan can được tính như sau:  Trong đó: + bclc: Bề rộng chân lan can, bclc = 0,5n. + hclc: Chiều cao chân lan can, hclc = 0,6m. + 0,75: Hệ số tính toán gần đúng xét đến cấu tạo thực chân lan can. Do đó:  5.73 kN/m Bảng tổng hợp tĩnh tải tác dụng lên dầm (lan can do dầm biên chịu toàn bộ ) g dam chu DCdc  22.74     kN/m   g dam ngang DCdn  1.82     kN/m   g mn mat cau DCmn  1.67     kN/m   g lop phu DWlp  7.23     kN/m   g lan can DWlancan  5.73     kN/m   3.3. Tính toán nội lực do tĩnh tải 3.3.1. Các mặt cắt tính toán - Về nguyên tắc khi tính toán nội lực ta thường chia dầm chủ ra thành nhiều mặt cắt, khoảng cách giữa các mặt cắt từ 1-2m. Tuy nhiên thực tế ta chỉ cần xác định nội lực tại các mặt cắt quan trọng phục vụ cho việc tính duyệt dầm chủ. - Tính toán nội lực tại 3 mặt cắt sau: + Mặt cắt có mômen lớn nhất: Mặt cắt giữa nhịp L/2. + Mặt cắt có lực cắt lớn nhất: Mặt cắt gối. + Mặt cắt có mômen và lực cắt cùng lớn: Mặt cắt L/4. + Mặt cắt nguy hiểm về cắt cách gối 0.72H = 1.08 m - Bảng tọa độ các mặt cắt tính toán nội lực: STT  Mặt cắt tính toán  Kí hiệu  Cách gối x  Đơn vị   1  Mặt cắt L/2  I-I  13.70  m   2  Mặt cắt L/4  II-II  6.85  m   3  x= 1.08 m  III-III  1.08  m   4  Mặt cắt gối  IV-IV  0.00  m   3.3.2. Vẽ đường ảnh hưởng và tính nội lực tại các mặt cắt tính toán a.Xác định mômen do tĩnh tải tại các mặt cắt : - Diện tích ĐAH mômen tại mặt cắt cách tim gối đoạn x:  - Để tính nội lực do tĩnh tải thì ta đặt tĩnh tải trực tiếp lên ĐAH và tính toán nội lực theo các công thức:  Với : + DC , DW: Các tĩnh tải giai đoạn I và II . + ,: Mô men uốn tiêu chuẩn và tính toán do tĩnh tải. +: diện tích đường ảnh hưởng mômen uốn của mặt cắt cần xác định nội lực. - Mặt cắt L/2 :  Diện tích đah :  = 93.845 Tĩnh tải  Giá trị    Dầm ngoài  Dầm trong      Mttc  Mttt  Mttc  Mttt   DCdc  22.74  0.95  2027.59  2534.49  2027.59  2534.49   DCdn  1.82  0.95  162.39  202.98  162.39  202.98   DCmn  1.67  0.95  148.59  185.73  148.59  185.73   DWlp  7.23  0.95  644.20  966.30  644.20  966.30   DWlancan  5.73  0.95  510.85  766.27  0.00  0.00   Tổng    3493.61  4655.77  2982.76  3889.51   Đơn vị : kN.m - Mặt cắt L/4 :  Diện tích đah :  = 70.384 Bảng nội lực : Tĩnh tải  Giá trị    Dầm ngoài  Dầm trong      Mttc  Mttt  Mttc  Mttt   DCdc  22.74  0.95  1520.69  1900.86  1520.69  1900.86   DCdn  1.82  0.95  121.79  152.24  121.79  152.24   DCmn  1.67  0.95  111.44  139.30  111.44  139.30   DWlp  7.23  0.95  483.15  724.73  483.15  724.73   DWlancan  5.73  0.95  383.13  574.70  0.00  0.00   Tổng    2620.21  3491.83  2237.07  2917.13   Đơn vị : kN.m - Mặt cắt x = 1.08 m :  Diện tích đah :  = 14.21 Bảng nội lực : Tĩnh tải  Giá trị    Dầm ngoài  Dầm trong      Mttc  Mttt  Mttc  Mttt   DCdc  22.74  0.95  307.08  383.85  307.08  383.85   DCdn  1.82  0.95  24.59  30.74  24.59  30.74   DCmn  1.67  0.95  22.50  28.13  22.50  28.13   DWlp  7.23  0.95  97.56  146.35  97.56  146.35   DWlancan  5.73  0.95  77.37  116.05  0.00  0.00   Tổng    529.11  705.12  451.74  589.06   Đơn vị : kN.m b.Xác định lực cắt do tĩnh tải gây ra tại các mặt cắt : - Diện tích ĐAH lực cắt tại mặt cắt cách tim gối đoạn x: ,  - Để tính nội lực do tĩnh tải thì ta đặt tĩnh tải trực tiếp lên ĐAH và tính toán nội lực theo các công thức:  Trong đó: + DC , DW: Tĩnh tải giai đoạn I và II . + ,: Lực cắt tiêu chuẩn và tính toán do tĩnh tải. +: Diện tích phần đường ảnh hưởng lực cắt mang dấu dương và mang dấu âm của mặt cắt cần xác định nội lực. - mặt cắt L/2 :  Bảng tính lực cắt : Tĩnh tải  Giá trị  Dầm ngoài  Dầm trong     Vttc  Vttt  Vttc  Vttt   DCdc  22.74  0.00  25.90  0.00  25.90   DCdn  1.82  0.00  2.07  0.00  2.07   DCmn  1.67  0.00  1.90  0.00  1.90   DWlp  7.23  0.00  19.98  0.00  19.98   DWlancan  5.73  0.00  15.85  0.00  0.00   Tổng   0.00  65.70  0.00  49.86   Đơn vị : kN -Mặt cắt L/4 : Đah lực cắt :  Bảng tính lực cắt : Tĩnh tải  Giá trị  Dầm ngoài  dam trong     Vttc  Vttt  Vttc  Vttt   DCdc  22.74  148.00  191.47  148.00  191.4739   DCdn  1.82  11.85  15.33  11.85  15.33475   DCmn  1.67  10.85  14.03  10.85  14.0318   DWlp  7.23  47.02  75.53  47.02  75.52926   DWlancan  5.73  37.29  59.89  0.00  0   Tổng   255.01  356.26  217.72  296.37   Đơn vị : kN - Mặt cắt x = 1.08 m : Đah lực cắt :  Bảng tính lực cắt : Tĩnh tải  Giá trị  Dầm ngoài  dam trong     Vttc  Vttt  Vttc  Vttt   DCdc  22.74  272.66  340.99  272.66  340.99   DCdn  1.82  21.84  27.31  21.84  27.31   DCmn  1.67  19.98  24.99  19.98  24.99   DWlp  7.23  86.63  130.07  86.63  130.07   DWlancan  5.73  68.70  103.14  0.00  0.00   Tổng   469.81  626.50  401.11  523.36   Đơn vị : kN - Mặt cắt gối : Đah lực cắt :  Bảng tính lực cắt : Tĩnh tải  Giá trị  Dầm ngoài  dam trong     Vttc  Vttt  Vttc  Vttt   DCdc  22.74  296.00  370.00  296.00  369.9979   DCdn  1.82  23.71  29.63  23.71  29.63237   DCmn  1.67  21.69  27.11  21.69  27.11458   DWlp  7.23  94.04  141.07  94.04  141.0663   DWlancan  5.73  74.58  111.86  0.00  0   Tổng   510.02  679.68  435.44  567.81   Đơn vị : kN - Bảng tổng hợp nội lực dầm do tĩnh tải: TTGH Sử Dụng : Mặt cắt  L/2  L/4  X = 1.08  Gối   Mômen  Dầm trong  2982.76  2237.07  451.74  0    Dầm biên  3493.61  2620.21  529.11  0   Lực cắt  Dầm trong  0.00  217.72  401.11  435.44    Dầm biên  0.00  255.01  469.81  510.02   TTGH Cường Độ I : Mặt cắt  L/2  L/4  X = 1.08  Gối   Mômen  Dầm trong  3889.51  2917.13  589.06  0.00    Dầm biên  4655.77  3491.83  705.12  0.00   Lực cắt  Dầm trong  49.86  296.37  523.36  567.81    Dầm biên  65.70  356.26  626.50  679.68   Đơn vị : Lực cắt (kN) Mômen(kN.m) 3.4. Tính toán nội lực do hoạt tải 3.4.1. Xác định hệ số phân bố ngang 3.4.1.1. Xác định hệ số phân bố ngang theo phương pháp đòn bẩy 3.4.1.1.1. Xác định hệ số phân bố ngang đối với dầm biên - Điều kiện tính toán: + Tính hệ số PBN do tải trọng người. + Tính hệ số PBN cho dầm biên do tải trọng HL93 trong trường hợp xếp tải trên một làn. Vẽ tung độ ĐAH áp lực gối R1:  - Xếp tải trọng bất lợi lên ĐAH phản lực gối. - Tính hệ số PBN đối với xe tải và xe 2 trục thiết kế. + Công thức tính :  + Hệ số PBN của xe tải thiết kế và xe 2 trục thiết kế đối với dầm biên khi xếp tải trên 1 làn :  Hệ số PBN đối với tải trọng người dải đều :   Trong đó : + ble : Bề rộng của lền người đi bộ. + y1 : Tung độ ĐAH tại mép ngoài của ĐAH phản lực khi xếp tải trọng người. + y2 : Tung độ ĐAH tại mép trong của ĐAH phản lực khi xếp tải trọng người. - Kết quả tổng hợp hệ số PBN cho dầm biên: Xếp tải trọng  Tung độ ĐAH  Hệ số g    y1  y2  yh1  yh2    Tải trọng người  1.208  0.792        1.00   Xe tải thiết kế        0.958  0.208  0.7   Xe 2 trục thiết kế        0.958  0.208  0.7   Tải trọng làn thiết kế              0.7   3.4.1.1.2. Xác định hệ số phân bố ngang đối với dầm trong - Đối với dầm trong thì ảnh hưởng của tải trọng người là không đáng kể . Khi đó ta xếp tải trọng người lên cả 2 lề đi bộ và coi như tải trọng này phân bố đều cho các dầm chủ :  Với : + n : số dầm chủ, n = 5dầm. + Số lề đi bộ thiết kế là 2. 3.3.1.2 Tính hệ số PBN đối với tải trọng HL93 3.4.1.2.1. Điều kiện tính toán - Phương pháp tính hệ số phân bố ngang trong 22TCN272 – 05 chỉ áp dụng khi thoả mãn các điều kiện sau: + Bề rộng mặt cầu không thay đổi trên suốt chiều dài nhịp. + Số dầm chủ  + Các dầm chủ song song với nhau và có độ cứng xấp xỉ nhau. + Phần hẫng của đường xe chạytrừ khi có quy định khác. + Mặt cắt ngang cầu phù hợp với quy định trong bảng theo quy trình. 3.4.1.2.2. Tính tham số độ cứng dọc - Công thức tính:  Trong đó: + EB: Môdun đàn hồi của vật liệu chế tạo dầm Ec + ES: Môđun đàn hồi của vật liệu chế tạo bản (cánh) + n: Tỉ số môđun đàn hồi :  + I: Mômen quán tính của mặt cắt dầm (mc giữa nhịp)I = 2.39E+11 mm4 + A: Diện tích mặt cắt dầm (mặt cắt giữa nhịp), A = 8600 mm2 + eg: Khoảng cách từ trọng tâm dầm tới trọng tâm bản:  => Ta có giá trị tham số độ cứng dọc:  3.4.1.2.3. Tính hệ số ngang mômen - Điều kiện áp dụng công thức: + 1100 < S < 4900 mm + 110 < ts < 300 mm + 6000 < L < 7300 mm - Hệ số phân bố ngang mômen cho dầm giữa: + Trường hợp có 1 làn xếp tải:  + Trường hợp số làn xếp tải  2 làn:  - Hệ số phân bố ngang cho dầm biên: + Trường hợp có 1 làn xếp tải: Tính theo nguyên tắc đòn bẩy:  + Trường hợp số làn xếp tải  2 làn co :  Trong đó: e =  = 0.77+ =>  3.4.1.2.4. Tính hệ số PBN lực cắt - Điều kiện áp dụng công thức: + 1100 < S < 4900 mm + 110 < ts < 300 mm + 6000 < L < 7300 mm - Hệ số phân bố ngang lực cắt cho dầm trong : + Trường hợp có 1 làn xếp tải:  + Trường hợp số làn xếp tải  2 làn:  - Hệ số phân bố ngang lực cắt cho dầm biên: + Trường hợp có 1 làn xếp tải: Tính theo nguyên tắc đòn bẩy:  + Trường hợp có số làn xếp tải  2 làn:  Trong đó: e = = 0,6 +  =>  3.4.1.3. Tổng hợp hệ số phân bố ngang Hệ số PBN đối với dầm biên STT  Số làn  Hệ số PBN  Kí hiệu  Tải trọng       gXetai  gXe2truc  gLan  gNguoi   1  1 làn  Mômen  gM  0.700  1.000   2   Lực cắt  gV  0.700  1.000   3  2 làn  Mômen  gM  0.608  1.000   4   Lực cắt  gV  0.357  1.000   Hệ số PBN đối với dầm trong STT  Số làn  Hệ số PBN  Kí hiệu  Tải trọng       gXetai  gXe2truc  gLan  gNguoi   1  1 làn  Mômen  gM  0.453  0.333   2   Lực cắt  gV  0.676  0.333   3  2 làn  Mômen  gM  0.641  0.333   4   Lực cắt  gV  0.465  0.333   Hệ số phân bố ngang tính toán

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docĐồ án thiết kế cầu BTCT DƯL dầm T 28m kéo sau.doc
  • dwgCAD.dwg