Đề tài Thiết kế cầu qua sông vàm cỏ Đồng Tháp

N cỏch nhau 1200mm. Cự ly chiều ngang của cỏc bỏnh xe lấy bằng 1800mm. Tải trọng động cho phộp lấy theo điều 3.6.2. II.3. Tải trọng làn thiết kế Tải trọng làn thiết kế gồm tải trọng 9.3KN/m phõn bố đều theo chiều dọc. Theo chiều ngang cầu được giả thiết phõn bố đều trờn chiều rộng 3000mm. Hiệu ứng lực của tải trọng làn thiết kế khụng xột lực xung kớch. CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU I. THIẾT KẾ CẤU TẠO MẶT CẦU I.1. Cấu tạo của bản mặt cầu Chiều cao mặt cầu bờ tụng khụng bao gồm bất kỳ dự phũng nào về mài mũn, xúi rónh và lớp mặt bỏ đi, khụng được nhỏ hơn 175mm. (9.7.1.1) Theo bảng A2.5.2.6.3-1 chiều cao tối thiểu thụng thường của bản mặt cầu được xỏc định dựa trờn chiều dài nhịp của (L). Chọn chiều dày bản phải thoả món cỏc điều kiện sau: Độ dầy bản phải đủ để coi là bản cỏnh chịu nộn đối với mụ men dương dầm chớnh hoặc bản cỏnh chịu kộo với mụ men õm. Độ dầy cần thiết được coi là phần bản chịu hoạt tải trực tiếp. Độ dày cần thiết để bố trớ thộp (thộp ưst căng ngang , dọc và thộp thường) (FCC) Chiều dài nhịp của bản L lấy tại giữa nhịp là lớn nhất nờn trong đồ ỏn này thiết kế bản tại giữa nhịp. Bản mặt cầu được thiết kế với kớch thước như sau: Chiều dầy bản tại giữa nhịp là 25cm. Chiều dầy bản tại vị trớ tiếp giỏp với sườn dầm là 60cm. Chiều dầy bản tại vị trớ mộp là 25cm (bố trớ neo của cỏp căng ngang). Chi tiết thể hiện như hỡnh vẽ sau (mặt cắt tại giữa nhịp). Mặt cắt ngang tớnh toỏn bản Lan can được xõy dựng liền với bản mặt cầu. I.2. Cấu tạo lớp mặt cầu Lớp mặt cầu được thiết kế với cấu tạo cơ bản sau: Bờ tụng asphant 50mm Lớp bờ tụng bảo vệ cú lưới thộp 40mm Lớp phũng nước 10mm Lớp đệm xi măng 10mm Lớp đệm vữa tạo độ dốc 1á12cm, trung bỡnh 6cm Bản mặt cầu Cấu tạo chung lớp mặt cầu II. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN NỘI LỰC: Do bản mặt cầu được cấu tạo liền khối với sườn dầm khụng bố trớ bản chắn ngang nờn chỉ tồn tại liờn kết theo phương dọc cầu ỏp dụng phương phỏp tớnh toỏn gần đỳng theo Điều 4.6.2(AASHTO-98). Phương phỏp phõn tớch gần đỳng trong đú bản mặt cầu được chia thành những dải nhỏ vuụng gúc với cấu kiện đỡ. Khi ỏp dụng phương phỏp dải thỡ phải lấy mụ men dương cực trị trong bất cứ panel sàn giữa cỏc dầm để đặt tải cho tất cả cỏc vựng cú mụ men dương, tương tự phải lấy mụmen õm cực trị trờn bất cứ dầm nào để đặt tải cho tất cả cỏc vựng cú mụmen õm. Khi tớnh hiệu ứng lực do tĩnh tải gõy ra, ta phõn tớch một dải bản rộng 1m theo phương dọc cầu. III. SƠ ĐỒ TÍNH: Như vậy ta cú thể cú sơ đồ tớnh như sau: Khi tớnh bản mỳt thừa ta coi nú như một cụng xụn 1 đầu ngàm, với chiều dài nhịp tớnh từ mộp bản đến tim của cấu kiện đỡ. Khi tớnh bản giữa ta coi nú như một dầm 2 đầu ngàm, nhịp là khoảng cỏch từ tim đến tim cỏc cấu kiện đỡ. Để đơn giản trong tớnh toỏn ta dựng phương phỏp gần đỳng : Quan niệm như một dầm giản đơn, hai đầu khớp, nhịp của bản là khoảng cỏch từ tim đến tim của cấu kiện đỡ. Sau khi tớnh được mụmen giữa nhịp ta nhõn với cỏc hệ số kể đến ngàm sẽ ra được mụ men tại ngàm và giữa nhịp. Hệ số đú lấy như sau: Đối với mụ men giữa nhịp: Khi chiều cao bản / chiều cao dầm Ê 0.25 thỡ hệ số là 0.5 Đối với mụ men trờn gối hệ số đú là - 0.7 Lực cắt xỏc định như dầm giản đơn tương ứng. IV.TÍNH TOÁN NỘI LỰC A. BẢN MÚT THỪA: Tải trọng tác dụng: Bản bờ tụng phần hẫng (DC1) Lan can (DC2) Lớp mặt cầu (DW) 1. Do lan can Coi là tải trọng tập trung cú trọng lượng (đó tớnh ở phần sơ bộ): DC2 = (0.25x0.5 + 0.5x0.35x0.05 + 0.05x0.25/2 + 0.5x0.2x0.25/2 + 0.25x0.075) = 0.171 (m2). Pb = 2400kg/m3 x 10N/kg x 0.171m2 = 4104 (N/m) = 4.104 (N/mm). Lan can coi là tải trọng tập trung đặt tại trọng tõm của lan can Pb = 4.104 N/mm, cỏch mộp ngoài lan can là 100 mm đ cỏch mộp bản tớnh toỏn là 150 mm đ cỏch ngàm là 2700 -150 = 2550 (mm) MDC2 = - 4.104 x 2550 = - 10465.2 (Nmm/mm) = -10.465 (KNm/m). VDC2 = -Pb = - 4.104 N/mm = - 4.104 (KN/m). 2. Do lớp mặt cầu Coi là tải trọng phõn bố đều với tỷ trọng bằng tỷ trọng trung bỡnh cỏc lớp (2250Kg/m3) wDW = 2250 x 10 x 0.12 = 2700 (N/m2) = 2.7 x10-3 (N/mm2). Lớp mặt cầu là tải trọng phõn bố tỏc dụng lờn phần hẫng trờn chiều dài kể từ mộp trong của lan can đến vị trớ ngàm L = 2700 - 250 = 2450 (mm.) MDW = - 2.7 x10-3 x 24502/2 = - 8103.375 (Nmm/mm) = - 8.103 (KNm/m). VDW = - 2.7x10-3 x 2450 = - 6.615 (N/mm) = - 6.615 (KN/m). 3. Do bản bờ tụng Coi là tải trọng phõn bố đều cú bề dầy trung bỡnh: 395(mm) DC1 = 2400 x 10 x 0.395 = 9480 (N/m2) = 9.48x10-3 (N/mm2). Bản bờ tụng là tải trọng phõn bố đều trờn toàn bộ phần hẫng MDC1= - 9.48 x10-3 x 27002/2 = - 34554.6(Nmm/mm) = - 34.55 (KNm/m). VDC1 = - 9.48 x10-3 x 2700 = - 25.569(Nmm/mm) = - 25.569 (KN/m). IV.1.5. Do hoạt tải xe: Bề rộng của phần đường bộ hành là 1000mm, dải phõn cỏch bằng bờ tụng là 250mm nờn xe tải khụng vi phạm phần đường bộ hành, phần hẫng chịu tải trọng xe tải tỏc dụng lờn là 1200mm. Đối với trục bỏnh xe gần lan can, bề rộng tương đương của dải ngang là: 1140 + 0.833X = 1140 + 0.833x600 = 1639.8 (mm) và hệ số làn m =1.2 MTr = = - 31.833(KNm/m). VTr = -1.2= - 53.055 (KN/m). MLn = - 1.2 x 3.1x10-3 x 6002/2 = - 669.6 (Nmm/mm) = - 0.670(KNm/m). VLN = - 1.2 x 3.1 x10-3 x 600 = - 2.232 N/mm = - 2.232 (KN/m). Vậy ta cú: MLL+IM = MTr + MLn = - 31.833 - 0.670 = - 32.503 (KNm/m). VLL+IM = VTr + VLn = - 53.055 - 2.232 = - 55.287 (KN/m). Hoạt tải tỏc dụng lờn phần hẫng IV.1.6. Do tải trọng người Theo điều [A3.6.1.5] Đối với tất cả đường bộ hành rộng hơn 600mm phải lấy tải trọng bộ hành bằng 3x10-3 Mpa = 3x10-4 Kg/mm2 và phải tớnh đồng thời cựng hoạt tải thiết kế. PL = 3x10-4 Kg/mm2 x 10 N/kg = 30x10-4 (N/mm2). MPL = - 30x10-4 x 1000 x (1000/2 + 1450) = - 5850 Nmm/mm = - 5.85 (KNm/m). VPL = - 30x10-4 x 1000 = - 3.0 (N/mm) = - 3.0 (KN/m). Hoạt tải bộ hành. Tải trọng do bộ hành sẽ được tổ hợp với hoạt tải xe của mục 2.4.1.5, sau đú sẽ so sỏnh hiệu ứng lực với trường hợp chỉ do hoạt tải gõy ra trong mục 2.4.1.4 giỏ trị lớn hơn sẽ được lấy để tớnh tiếp. B. Nệ̃I LỰC BẢN NGÀM 2 ĐẦU: 1. Tớnh toỏn hiệu ứng lực cho nhịp giản đơn Ta tớnh mụmen tại giữa nhịp và lực cắt tại gối của dầm giản đơn. 1.1. Do tải trọng phõn bố của lớp mặt cầu MDW = wDW(Diện tớch DahM105) = 3.936 x 10-3 x 3.92x106 = 15429.2 (Nmm/m) = 15.429 (KNm/m). VDW = wDW(Diện tớch DahVgối) = 3.936x10-3 x 2.8x103 = 11.021 (KN/m). 1.2. Do tải trọng của bản bờ tụng Bản bờ tụng coi là tải trọng phõn bố đều, cú bề dầy trung bỡnh là: 2154966/5600 = 384.815mm ằ 0.40 m. wS = 2400 x 10 x 0.40 = 9600 N/m2 = 9.6x10-3 (N/mm2). MS = wS(Diện tớch DahM0.5) = 9.6x10-3 x 3.92 x106 = 37632 Nmm/mm = 37.632 (KNm/m). VS = wS(Diện tớch DahVgối) = 9.6x10-3 x 2.8 x103 = 26.88 (KN/m). 1.3. Do hoạt tải xe Bề rộng dải tương đương với mụmen dương: 660 + 0.55S = 660 + 0.55x5600 = 3740 mm. Bề rộng dải tương đương với mụmen õm: 1220 +0.25S = 1220 +0.25x5600 = 2620 mm. Áp dụng bề rộng dải đối với lực cắt, do qui trỡnh khụng qui định nờn giả thiết là theo mụmen. Lực cắt tại gối là vị trớ cú mụmen õm. Giỏ trị của mụ men dương ở khu vực giữa nhịp bản: MTr = MLn = wLnwĐahmụmen Giỏ trị lực cắt tại khu vực gối bản: VTr = VLn = wLnwĐahlựccắt Trong đú: P = 72.5 KN (Tải trọng nửa trục bỏnh xe Truck). yi = Tung độ của Đah tại vị trớ bỏnh xe tập trung (P). wLn = Tải trọng làn. wĐah = diện tớch Đah bờn dưới vị trớ đặt tải trọng làn. Tớnh toỏn Mụmen: ồyi = 0.50 +1.4 +0.80 = 2.7 wĐah = 3.92 Xếp hoạt tải lờn đường ảnh hưởng mụ men MTr = 52.340 (KNm/m) (Hệ số làn xe m=1). MLn = wLnwĐahmụmen = 3.1 x 3.92 = 12.125 (KN/m). MLL+IM = m(1.75MTr + MLn ) = 1.0x(1.75 x 52.34 + 12.125) = 103.72(KNm/m). Tớnh toỏn Lực cắt tại gối: ồyi =1.0 + 0.685 + 0.463 +0.150 = 2.298 wĐah = 2.8 Sơ đồ tớnh toỏn: Xếp hoạt tải lờn đường ảnh hưởng lực cắt VTr = 63.89 (KN/m). VLn = wLnwĐahlựccắt = 3.1 x 2.8 = 8.68 (KN/m). VLL+IM = m(1.75VTr + VLn ) = 1x(1.75 x 63.89 + 8.68) = 120.488 (KN/m). IV.3. Tổ hợp nội lực IV.3.1. Bảng kết quả tớnh nội lực Bảng tổng hợp nội lực Mb DC2 Vb DC2 MS DC1 VS DC1 MDW DW VDW DW MPL PL VPL PL MLL+IM LL VLL+IM LL Phần hẫng -10.47 -4.10 -34.15 -25.57 -8.10 -6.62 -5.85 -3.0 -32.50 -55,29 Phần giữa - - 37.632 26.88 15.43 11.02 - - 103.72 120.48 Đơn vị mụmen là (KNm/m), lực cắt là (KN/m). IV.3.2. Tổ hợp nội lực theo cỏc trạng thỏi giới hạn. Tổng hiệu ứng lực tớnh toỏn phải lấy như sau [A3.4.1] Q = ồhi gi Qi Trong đú: gi = Hệ số tải trọng bảng [A3.4.1-1] và [A3.4.1-2] Qi = Tải trọng qui định ở đõy. hi = Hệ số điều chỉnh tải trọng đhi = hDhRhI ở trạng thỏi giới hạn cường độ: hD = 1.00 cho cỏc thiết kế thụng thường. hR = 1.00 cho cỏc mức dư thụng thường. hI = 1.05 cho cỏc cầu quan trọng. đ hi = hDhRhI = 1.05 Cỏc trạng thỏi giới hạn khỏc: hi = hDhRhI = 1x1x1 = 1.0 Đối với trạng thỏi GHCĐ1 Mu = 1.05[1.25MDC+1.5MDW + 1.75(MLL+IM +MPL)] Đối với trạng thỏi GHSD I Mu = MDC + MDW + MLL+IM +MPL Thay số theo bảng ta được: * Đối với TTGHCĐ1: + Theo giỏ trị momen õm ta cú: Mcừng xụnu = 1.05[1.25(-10.465-34.15) + 1.5(-8.103) + 1.75(-5.85-32.503)] = -141.793 (KNm/m). Vcụng xụnu = 1.05[1.25(-4.104-25.569) + 1.5(-6.615) + 1.75(-3.0-55.287)] = -153.407 (KN/m). + Theo giỏ trị mụ men dương: Mnhu = 1.05[1.25x(37.632) +1.5(15.429) + 1.75(103.72)] = 264.278 (KNm/m). Vnhu = 1.05[1.25x(26.88) +1.5(11.021) + 1.75(120.488)] = 274.034 (KN/m). * Đối với TTGHSD: + Theo giỏ trị momen õm ta cú: Mcong xonu = - 10.465 - 34.15 - 8.103 - 5.85 - 32.503 = - 91.071 (KNm/m). Vcụngxonu = - 4.104 - 25.569 - 6.615 - 3.0 - 55.287 = - 94.575 (KN/m). + Theo giỏ trị mụ men dương: Mnhu = 37.632 + 15.429 + 103.72 = 156.781 (KNm/m). Vnhu = 26.88 + 11.021 + 120.488 = 158.389 (KN/m). Giỏ trị mụ men uốn vừa tớnh ở trờn là của sơ đồ bản kờ tự do lờn gối. Để kế đến ảnh hưởng liờn kết của bản với dầm ngang, ta đưa vào hệ số ngàm k. Khi đú, mụ men dựng để tớnh toỏn sẽ là: Mu = k.M Trong đú: M : Là mụ men giữa nhịp của bản khi coi bản là dầm đơn giản. k : Là hệ số ngàm. Tớnh gần đỳng: k = 0.5 cho tiết diện giữa nhịp, k = 0.7 cho tiết diện tại gối. * Đối với TTGHCĐ1: + Theo giỏ trị momen õm ta cú: Mu = 0.7x(-264.28) = 184.996 (KNm/m). + Theo giỏ trị mụ men dương: Mnhu = 0.5x264.278 = 132.14 (KNm/m). * Đối với TTGHSD: + Theo giỏ trị momen õm ta cú: Mu = 0.7x(-156.781) = -109.75 (KNm/m). + Theo giỏ trị mụ men dương: Mnhu = 0.5x156.781 = 78.375 (KNm/m). Bảng tổ hợp nội lực của bản mặt cầu Nội lực tớnh toỏn theo sơ đồ Nội lực tớnh toỏn của bản TTGHCĐI TTGHSDI TTGHCĐI TTGHSDI Mu Vu Mu Vu Mu Vu Mu Vu Ngàm -264.28 -274.034 -156.781 -158.389 Tại gối - 184.996 -274.03 Tại gối: -109.75 -158.389 Nhịp giản đơn 264.28 274.034 156.781 158.389 Tại giữa nhịp: 0.5x264.28 = 132.14 274.03 Tại giữa nhịp: 0.5 x 156.78 = 78.375 158.389 Đơn vị mụmen (KNm/m), lực cắt (KN/m). V. THIẾT KẾ CỐT THẫP BẢN MẶT CẦU V.1. Tớnh toỏn diện tớch cốt thộp Từ kết quả tớnh nội lực ở trờn, ta cú cặp mụmen để thiết kế là: Mụmen õm tại gối: M- = - 184.996 KNm/m. Mụmen dương tại giữa nhịp: M+ = 132.14 KNm/m. Cỏc đặc trưng vật liệu thiết kế Cường độ chịu nộn của bờ tụng qui định ở tuổi 28 ngày là: f’c = 50Mpa. Cường độ bờ tụng khi căng cỏp 0.9 f’c = 45 Mpa. Mụ đun đàn hồi của bờ tụng tỷ trọng thường lấy như sau: = 35750 Mpa Lớp bảo vệ: Lớp bờ tụng bảo vệ phớa trờn: 50mm. Lớp bờ tụng bảo vệ phớa dưới : 50mm. Khoảng cỏch từ trọng tõm bú cỏp đến mộp ngoài chịu kộo với vựng chịu moomen õm là 100mm và vựng chịu momen dương là 60mm đ Chiều cao làm việc của bờ tụng là: Vựng chịu mụmen õm: z = 600 - 100 = 500 mm. Vựng chịu mụmen dương: z = 2500 - 60 = 190 mm. Diện tớch cốt thộp UST được chọn sơ bộ theo cụng thức: Trong đú: Mu = Mụmen tớnh toỏn Nmm/mm. Aps = Diện tớch cốt thộp ứng suất trước (mm2). fpj = 0.7x 1860Mpa (Cường độ kộo qui định của thộp ƯST trong giai đoạn khai thỏc). Tại tiết diện chịu mụmen õm: = = 284.172 (mm2). Tại tiết diện chịu mụmen dương: = 534.158 (mm2). Chọn số lượng bú cỏp trờn 1m bản: n = Aps/A1bú Trong đú: A1 bú = diện tớch một bú cỏp. Bú cỏp sử dụng của hóng VSL cú dạng dẹt, mỗi bú 3 tao f12.7 diện tớch mỗi tao là 98.7mm2 đ A1bú = 3 x 98.7 = 296.1 mm2 Bảng chọn cỏp Tiết diện Mu h z 0.7fpu A1bú Aps n chọn Aps Thực (Nmm/mm) mm mm N/mm2 mm2 mm2 bú mm2 Gối 202944000 600 500 1302 296.1 284.172 1 296.1 Giữa nhịp 182140000 250 190 1302 296.1 534.158 2 592.2 Vậy ta chọn chung là 2 bú/1m. Kớch thước ống Gen tương ứng là: cao x rộng = 27 x 80 = 2160 mm2 Sử dụng neo loại VSL type S5-4 Chọn loại kớch căng đơn : ZPE-23PJ của hóng VSL. Cỏc bú thộp kộo sau của bản khụng được đặt xa nhau, từ tim đến tim khụng quỏ 4 lần chiều dầy tối thiểu của bản. [A5.10.3.4] Khoảng cỏch giữa cỏc bú cỏp là 500mm < 4x200 = 800 mm. V.2. Tớnh toỏn mất mỏt ứng suất trước Hỡnh 11: Đường đi của cỏp ngang qua bản mặt cầu Cỏp ƯST của bản mặt cầu là cỏp cú một đầu neo cố định, căng một đầu. Trong đồ ỏn này sẽ trỡnh bày tớnh mất mỏt tại cỏc tiết diện: gối 1(là gối gần vị trớ kớch căng nhất), giữa nhịp, gối 2(gối gần neo chết). Cỏc bú thộp trong 1m tớnh toỏn đặt tờn là B. Trong tớnh toỏn mất mỏt ƯST coi như bú cỏp được căng một lỳc (khụng kể đến căng từng tao). Cỏc mất mỏt ứng suất trước trong cỏc cấu kiện được xõy dựng và được tạo ứng suất trước trong một giai đoạn duy nhất cú thể lấy bằng: Trong cỏc cấu kiện kộo sau: DfPT = DfpF + DfpA + DfpES + DfpSR + DfpCR + DfpR (5.9.5.1-2) Trong đú: DfPT = Tổng mất mỏt (MPa). DfpF = Mất mỏt do ma sỏt(MPa). DfpA = Mất mỏt do thiết bị neo (MPa). DfpES = Mất mỏt do co ngắn đàn hồi (MPa). DfpSR = Mất mỏt do co ngút (MPa). DfpCR = Mất mỏt do từ biến của bờ tụng (MPa). DfpR = Mất mỏt do trựng dóo cốt thộp (MPa). Trong cỏc mất mỏt phõn ra làm 2 loại: Mất mỏt tức thời gồm cỏc mất mất : DfpF, DfpA, DfpES Mất mỏt theo thời gian gồm cỏc mất mỏt sau: DfpSR, DfpCR, DfpR V.2.1. Mất mỏt do ma sỏt Mất mỏt do ma sỏt giữa bú thộp và ống bọc cú thể lấy như sau: DfpF = fpj(1-e-(kx+ma)) (5.9.5.2b-1) Trong đú: fpj : ứng suất trong thộp ưst khi kớch fpj = 0.8 fu = 1488(Mpa). x : chiều dài bú thộp ưst từ đầu kớch đến điểm bất kỡ đang xem xột (mm). K : hệ số ma sỏt lắc; K = 6.6x10-7/mm-1 m : Là hệ số ma sỏt; m = 0.2 a : Tổng giỏ trị tuyệt đối của thay đổi gúc của đường cỏp thộp ƯST từ đầu kớch đến điểm đang xột (rad). e : cơ số logarit tự nhiờn Bảng tớnh mất mỏt do ma sỏt Tiết diện Tờn bú thộp a(rad) X(mm) Kx+ma fpj(MPa) DfpF(MPa) Gối 1 B1,B2 0.0262 2700 0.00702 1488 10.409 Giữa nhịp B1,B2 0.052 5500 0.01403 1488 20.731 Gối 2 B1,B2 0.1221 8300 0.02990 1488 43.830 V.2.2. Mất mỏt do biờ́n dạng neo Sơ đồ tớnh toỏn mất mỏt do biến dạng neo Cụng thức tớnh toỏn: Trong đú: DL : biến dạng do tụt neo ;DL = 6mm/neo Ep : mụđun đàn hồi của thộp; Ep = 197000 (Mpa). L : chiều dài của bú cỏp; L = 11.10 m V.2.3. Mất mỏt do co ngắn đàn hồi Sự co ngắn đàn hồi trong hệ bản quy định lấy bằng 25% giỏ trị được tớnh từ phương trỡnh : Trong đú: fcgp là tổng ứng suất bờ tụng ở trọng tõm cỏc bú thộp ứng suất trươc sau khi kớch và tự trọng của cấu kiện ở cỏc mặt cắt mụ men Max (Mpa). Ep là mụ đun đàn hồi của thộp ứng suất trước. Ep =197000 (Mpa). Eci là mụ đun đàn hồi của bờ tụng lỳc truyền lực. Trong cụng thức dưới đõy, giỏ trị Pj cú thể tớnh dựa trờn ứng suất trong bú cỏp căng trước. Đối với thộp chựng dóo thấp lấy bằng 0.70fpu . e là khoảng cỏch từ mộp chịu nộn đến đường tõm của tiết diện. Tớnh e: tại gối e = h - y - 100 y = , Trong đú: S = = +5.5x592.2x500 = 181.629x106 (mm3). A = bxh + nxAps = 1000x600 + 5.5x592.2 = 603257.1 (mm2). Vậy y = 301.080 - > e = 600 – 301.080 - 100 = 198.92 (mm). Tương tự tại giữa nhịp ta cú e’ = 125.84 - 60 = 65.84 (mm). Tiết diện giữa nhịp Tiết diện gối Ag = diện tớch của tiết diện tại vị trớ tớnh toỏn (mm2) (là hỡnh chữ nhật cú bề rộng 1m, chiều cao phụ thuộc vị trớ tớnh toỏn). Ig = Mụmen quỏn tớnh của tiết diện tớnh toỏn (mm4). Mdg = mụmen do trọng lượng bản thõn của bản(Nmm) Thấy rằng diện tớch tiết diện và mụmen quỏn tớnh của tiết diện nguyờn trừ lỗ và tiết diện nguyờn tớnh toỏn của bản mặt cầu là gần bằng nhau, nờn trong tớnh toỏn sử dụng tiết diện nguyờn. Bảng tớnh toỏn Pj Tiết diện Tờn bú thộp 0.7fpu fpF(Mpa) fpA(Mpa) Aps(m2) Pj (KN) Gối 1 B1,B2 1302 10.409 106.486 0.0005922 701.819 Giữa nhịp B1,B2 1302 20.731 106.486 0.0005922 695.706 Gối 2 B1.B2 1302 43.830 106.486 0.0005922 683.572 Bảng tớnh toỏn fcgp Tiết diện Tờn bú thộp Mdg (KN.mm) e (mm) A (mm2) Ix (mm4) Pj (KN) fcgp (Mpa) Gối 1 B1, B2 184996 198.92 603257.1 1.82E+10 701.82 -0.96 Giữa nhịp B1, B2 132140 65.84 253257.1 1.34E+09 695.71 -2.1 Gối 2 B1, B2 184996 198.91 603257.1 1.82E+10 683.57 -0.93 Kết quả tớnh toỏn ghi bảng tớnh toỏn mất mỏt ứng suất do co ngắn đàn hồi. Tiết diện Tờn bú thộp Ep(Mpa) Eci(Mpa) -fcgp(Mpa) 0.25DfpEs Gối 1 B1,B2 197000 33941 0.96 1.40 Giữa nhịp B1,B2 197000 33941 2.1 3.06 Gối 2 B1.B2 197000 33941 0.93 1.35 V.2.4. Mất mỏt do co ngút Mất mỏt ứng suất trước do co ngút cú thể lấy bằng: Đối với cấu kiện kộo sau: DfpSR = (93 - 0.85H) = 93 - 0.85x80 = 25 Mpa (5.9.5.4.2-2) H = độ ẩm tương đối bao quanh,lấy trung bỡnh hàng năm(%) =80% V.2.5. Mất mỏt do từ biến của bờ tụng Cụng thức: Trong đú:fcgp: là ứng suất bờ tụng tại trọng tõm thộp ứng suất trước lỳc truyền lực (Mpa). E: là khoảng cỏch từ trọng tõm bú thộp đến trục trung hoà của tiết diện. Bảng tớnh fcgp Tiết diện Tờn bú thộp Mdg (KN.mm) e (mm) A (mm2) Ix (mm4) Pj (KN) -fcgp (Mpa) Gối 1 B1,B2 184996 198.92 603257.1 1.82E+10 701.829 0.96 Giữa nhịp B1,B2 132140 65.84 253357.1 1.35+9 695.471 2.10 Gối 2 B1,B2 184996 198.92 603257.1 1.82E+10 683.572 0.93 Dfcdp: là thay đổi trong ứng suất bờ tụng tại trọng tõm thộp ứng suõt trước do tải trọng thường xuyờn, trừ tải trọng tỏc động vào lỳc thực hiện lực ứng suõt trước. Giỏ trị Dfcdp cần được tớnh ở cựng mặt cắt hoặc cỏc mặt cắt được tớnh fCGP .(Mpa) Mds mụmen do trọng lượng cỏc lớp phủ và lớp bảo vệ mặt cầu. Mda là mụmen do tĩnh tải chất thờm sau khi bờ tụng đụng cứng. Bảng tớnh toỏn Dfcdp Tiết diện Tờn bú thộp e (mm) I (mm4) Mds (KN.mm) Mda s(KN.mm) Dfcdp (Mpa) Gối 1 B1,B2 198.92 1.82E+10 8103 10465 -0.20 Giữa nhịp B1,B2 65.84 1.35E+9 15429 0 -0.76 Gối 2 B1,B2 198.92 1.82E+10 8103 10465 -0.20 Kết quả tớnh toỏn mất mỏt ứng suất do từ biến Tiết diện Tờn bú thộp E (mm) Mds (KN.mm) Mda (KN.mm) -Dfcdp (Mpa) -Fcgp (Mpa) DfPCR Gối 1 B1,B2 33941 8103 10465 0.20 0.96 10.13 Giữa nhịp B1,B2 33941 15429 0 0.75 2.10 19.99 Gối 2 B1,B2 33941 8103 10465 0.20 0.93 9.77 V.2.6. Mất mỏt do trựng dóo cốt thộp Mất mỏt sau khi truyền lực - đối với tao thộp được khử ứng suất kộo sau: DfpR= 0.3[138 - 0.3DfPF - 0.4DfPES - 0.2(DfPSR+DfPCR)] (5.9.5.4.4c-2) Trong đú: DfPF: Mất mỏt do ma sỏt dưới mức 0.70fPu ở thời điểm xem xột tớnh theo Điều 5.9.5.2.2.(Mpa) DfPES: Mất mỏt do co ngắn đàn hồi (Mpa) DfPSR: Mất mỏt do co ngút (Mpa) DfPCR: Mất mỏt do từ biến (Mpa) Bảng tớnh mất mỏt do trựng dóo cốt thộp Tiết diện Tờn bú thộp DfpF (MPa) 0.25 DfpEs DfpSR (MPa) DfPCR (MPa) DfpR (MPa) Gối 1 B1, B2 10.409 1.40 25 10.13 38.19 Giữa nhịp B1,B2 20.731 3.06 25 19.99 36.47 Gối 2 B1,B2 43.83 1.35 25 9.77 35.21 V.2.7. Tổng mất mỏt ứng suất trước Bảng tổng kết mất mỏt UST Tiết diện Tờn bú thộp DfpA (MPa) DfpF (MPa) DfpES (MPa) DfpSR (MPa) DfpCR (MPa) DfpR (MPa) DfpT (MPa) Gối 1 B1,B2 106.486 10.409 1.40 25 10.13 38.19 191.61 Giữa nhịp B1,B2 106.486 20.731 3.06 25 19.99 36.47 211.73 Gối 2 B1,B2 106.486 43.83 1.35 25 9.77 35.21 221.65 V.3. Kiểm tra tiết diện theo cỏc trạng thỏi giới hạn Trong bản mặt cầu kiểm tra cỏc trạng thỏi giới hạn sau: Trạng thỏi giới hạn sử dụng: Kiểm tra ứng suất, nứt. Trạng thỏi giới hạn cường độ: Kiểm tra sức khỏng uốn, khỏng cắt của tiết diện. V.3.1. Trạng thỏi giới hạn sử dụng Giới hạn ứng suất cho cỏp ƯST: fpu = 1860Mpa, tao thộp cú độ dóo thấp 12.70, tao 3 sợi Aps = 592.2mm2, Ep = 197000 (Mpa). Yờu cầu: Sau khi truyền lực: fpj = 0.74fpu = 0.74x1860 = 1376.4 (Mpa). Cường độ chảy qui định: fpy = 0.9fpu = 0.9x1860 = 1674 (Mpa). Sau toàn bộ mất mỏt: fpe = 0.8fpy = 0.8x1674 = 1339.2 (Mpa). Giới hạn ứng suất cho bờ tụng: Đối với cỏc ứng suất ở TTGHSD trước mất mỏt: f’c = 50Mpa, sau 28 ngày. f’ci = 0.9x50 = 45 Mpa cường độ bờ tụng lỳc truyền lực. Giới hạn ứng suất nộn: -0.6f’ci = -0.6x45 = -27 (Mpa). Giới hạn ứng suất kộo: 1.677 (Mpa). Đối với cỏc ứng suất ở trạng thỏi giới hạn sử dụng sau mất mỏt: Giới hạn ứng suất nộn: - 0.45f’c = - 22.5 (Mpa). Giới hạn ứng suất kộo : 3.535 (Mpa). V.3.1.1. Kiểm tra ứng suất bờ tụng khi truyền lực căng Cụng thức kiểm tra: a. Tại vị trớ gối: Thớ dưới: =1.677MPa Thớ trờn: = -27 Mpa b. Tại giữa nhịp: Thớ trờn: =1.677MPa Thớ dưới: = -27 Mpa Trong đú: Ft = lực căng của cỏp ứng suất trước lỳc truyền lực (MPa). Ft = Aps(0.74fpu - DfpA - DfpF - DfpES ) (Mpa). e = độ lệch tõm của lực F so với trục trung hoà tại tiết diện (mm). MS = mụmen do tải trọng bản thõn của bản tại tiết diện lỳc truyền lực (Nmm). yt,yb = khoảng cỏch từ thớ ngoài cựng chịu kộo và nộn tới trục trung hoà (mm). A = diện tớch tiết diện (mm2) I = mụmen quỏn tớnh tiết diện (mm4) Kết quả kiểm toỏn ứng suất bờ tụng khi truyền lực Tiết diện A mm2 I mm4 e mm Ms Nmm yt mm yb mm Ft KN fbg MPa ftg MPa Duyệt Gối 1 603257.1 1.820E+10 198.92 34150000 301.08 298.9 921011.67 0.94 -3.97 Đạt Giữa nhịp 253257.1 1.350E+09 65.84 37632000 123.19 126.8 928471.94 -5.81 -1.46 Đạt Gối 2 603257.1 1.820E+10 198.92 34150000 301.08 298.9 931290.70 0.96 -4.03 Đạt V.3.1.2. Kiểm tra ứng suất bờ tụng sau mất mỏt a. Tại gối: Thớ dưới : Mpa Thớ trờn: Mpa b. Tại giũa nhịp: Thớ dưới : Mpa Thớ trờn: Mpa Trong đú: F = lực căng của cỏp ứng suất trước sau khi đó tớnh trừ mất mỏt (MPa) F = Aps(0.74fpu - DfpT) Mpa e = độ lệch tõm của lực F so với trục trung hoà tại tiết diện (mm) M = mụmen tại tiết diện trong gđ sử dụng lấy theo tổ hợp nội lực ở TTGHSD (Nmm) yt,yb= khoảng cỏch từ thớ ngoài cựng chịu kộo và nộn tới trục trung hoà (mm) A = diện tớch tiết diện (mm2) I = mụmen quỏn tớnh tiết diện (mm4) Kết quả kiểm toỏn ứng suất bờ tụng TTGHSD1 Tiết diện A mm2 I mm4 e mm M Nmm yt mm yb mm F KN fbc MPa ftc MPa Duyệt Gối 1 603257.1 1.820E+10 198.92 109750000 301.08 298.92 861844.28 -0.41 -2.44 Đạt Giữa nhịp 253257.1 1.350E+09 65.84 78375000 123.907 126.81 858511.38 -1.38 -5.44 Đạt Gối 2 603257.1 1.820E+10 198.92 109750000 301.08 298.92 874563.03 -0.39 -2.50 Đạt V.3.2. Trạng thỏi giới hạn cường độ 1 V.3.2.1. Kiểm tra sức khỏng uốn cho tiết diện Cụng thức kiểm tra sức khỏng uốn: Mu Ê fMn (5.7.3.2.1-1) Trong đú: Mu = mụmen tớnh toỏn ở trạng thỏi GHCĐI (MPa) f = Hệ số sức khỏng được lấy theo điều 5.5.4.2; f=1.0 Dựng cho uốn và kộo bờtụng cốt thộp ưst f = 1.0 Mn = Sức khỏng danh định của mặt cắt (MPa) Với mặt cắt hỡnh chữ nhật: (5.7.3.2.2-1) Aps : Diện tớch thộp ứng suất trước (mm2) a= cb1: chiều dày của khối ứng suất tương đương (mm) - chiều cao chịu nộn  b1 : Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất qui định trong điều 5.7.2.2 = fps : ứng suất trung bỡnh trong thộp ƯST ở sức khỏng uốn danh định (MPa) (5.7.3.1.1-1) k = 2(1.04 – ) = 2(1.04 – ) = 0.28 (5.7.3.1.1-2) dp : Khoảng cỏch từ thớ nộn ngoài cựng đến trọng tõm cốt thộp ứng suất trước (mm) dp = 500mm tại gối dp = 190mm tại giữa bản c = khoảng cỏch từ trục trung hoà đến mặt cắt chịu nộn (mm) Đối với mặt cắt hỡnh chữ nhật : (5.7.3.1.1-4) Tại giữa nhịp Tại gối Tại gối : Tại giữa bản: f'c : Cường độ chịu nộn qui định của bờ tụng ở tuổi 28 ngày (Mpa) bw : Chiều dày của phần chịu nộn ; bw = 1000mm Kết quả kiểm tra sức khỏng uốn Tiết diện a mm Aps mm2 fps MPa dp mm fMn KNm Mu KNm Duyệt Gối 1 24.57 592.2 1828.07 500 527.99 185.00 Đạt Giữa bản 24.32 592.2 1769.03 190 186.31 132.14 Đạt Gối 2 24.57 592.2 1828.07 500 527.99 185.00 Đạt V.3.2.2. Kiểm tra hàm lượng cốt thộp V.3.2.2.1. Lượng cốt thộp tối đa [5.7.3.3.1] Lượng cốt thộp ưst và khụng ứng suất trước phải được giới hạn sao cho : (5.7.3.3.1-1) de = dp: khoảng cỏch cú hiệu tương ứng từ thớ chịu nộn ngoài cựng đến trọng tõm lực kộo của cốt thộp chịu kộo (mm). c: khoảng cỏch từ thớ nộn ngoài cựng đến trục trung hoà (mm) đó được tớnh toỏn ở trờn: Kết quả kiểm tra hàm lượng thộp tối đa Tiết diện de mm c mm Duyệt Gối 1 500 36.611 0.073 Đạt Giữa nhịp 190 35.455 0.186 Đạt Gối 2 500 36.611 0.073 Đạt V.3.2.2.2. Lượng cốt thộp tối thiểu [5.7.3.3.2] Bất kỳ một mặt cắt nào của cấu kiện chịu uốn, lượng cốt thộp thường và cốt thộp DƯL chịu kộo phải đủ để phỏt triển sức khỏng uốn tớnh toỏn Mr phải nhỏ hơn trong 2 giỏ trị sau: 1.2 lần sức khỏng nứt Mcr xỏc