Đồ án Thi công cầu bê tông cốt thép dự ứng lực bằng phương pháp đúc hẫng cân bằng

2.46 15 57.5 Đốt 14 4 2.501 9.30594 930.59 232.65 290.81 16 59.5 Đốt HL 2 2.500 9.29475 464.74 232.37 290.46 - Tính tĩnh tải giai đoạn I (Tĩnh tải giai đoạn I được tính toán với giá trị trung bình) +) Tĩnh tải giai đoạn I tiêu chuẩn : DCTCI = 279.19 kN/m +) Tĩnh tải giai đoạn I tính toán : DCTTI = 1.25 x 279.19 = 348.98 kN/m 1.2.4.2 – Tính tĩnh tải giai đoạn II a.- Tính tĩnh tải giai đoạn II - Tĩnh tải giai đoạn II gồm có các bộ phận sau : +) Trọng lượng phần chân lan can +) Trọng lượng lan can tay vịn +) Trọng lượng lớp phủ mặt cầu +) Trọng lượng phần lề Người đi bộ DWIITC = 2. (DWgc+ DWclc+ DWlc+tv+ DWng ) - Tính trọng lượng lớp phủ mặt cầu Tên gọi các đại lượng Chiều dày h DWtc Đơn vị Lớp bê tông Atphan 5 1.15 kN/m2 Lớp bê tông bảo vệ 3 0.69 kN/m2 Lớp chống thấm 3 0.69 kN/m2 Lớp bê tông mui luyện dày 1.03 0.24 kN/m2 Chiều dày lớp phủ mặt cầu hmc 12.030 cm Trọng lượng lớp phủ mặt cầu DWmcTC 2.77 kN/m2 Trọng lượng dải đều của lớp phủ (tính cho nửa cầu) pmc 11.07 kN/m - Tính trọng lượng của lan can + tay vịn + lề Người đi bộ Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị 1- Tính trọng lượng chân lan can Chiều rộng chân lan can blcn 50 cm Chiều cao chân lan can hlcn 30 cm Trọng lượng dải đều phần chân lan can DWlc 3.75 kN/m 2- Tính trọng lượng cột lan can và tay vịn Trọng lượng 1 cột lan can Pclc 0.276 kN Khoảng cách bố trí cột lan can aclc 2 m Trọng lượng dải đều của cột lan can Pclc 0.138 kN/m Trọng lượng dải đều phần tay vịn Ptv 0.7 kN/m Trọng lượng dải đều lan can và tay vịn Plv 0.838 kN/m 3 - Tính trọng lượng lề người đi bộ Bề rộng lề người đi bộ ble 200 cm Chiều dày trung bình lề người đi bộ hle 10 cm Trọng lượng lề người đi bộ DWNG 4.6 kN/m b.- Tổng hợp tĩnh tãi giai đoạn II +) Tính tải giai đoạn II tiêu chuẩn DWIITC = 2. ( DWclc+ DWlc+tv+ DWng ) = 2. ( 3.75 + 0.838 + 11.07+4.6) = 40.51 (kN/m) +) Tĩnh tải giai đoạn II tính toán DWIItt = g . DWIITC = 1.5x 40.51 = 60.77 (kN/m) 1.2.5 – Tính toán và bố trí cốt thép mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn thi công. 1.2.5.1 – Tính nội lực mặt cắt . - Các giai đoạn thi công bao gồm : Sơ đồ 1 – Giai đoạn đúc hẫng đối xứng . - Sơ đồ : - Tải trọng : +) Trọng lượng bản thân các đốt dầm (tĩnh tải GĐ I ) , DCTC = 279.19 kN/m +) Tải trọng thi công tiêu chuẩn : qTc = 0.24 x13 = 3.12 kN/m. +) Trọng lượng 1 xe đúc : PXD = 600kN. - Sử dụng chương trình MiDas 6.3.0 để tính toán và phân tích nội lực ta có : giá trị mômen mặt cắt đỉnh trụ lớn nhất trong giai đoạn đúc hẫng : Mdhmax -489711.86kN.m MTC(kN.m) MTT(kN.m) -489711.86 -613497.41 Sơ đồ 2 – Giai đoạn hợp long nhịp biên - Sơ đồ : - Tải trọng : +) Trọng lượng bản thân các đốt dầm (tĩnh tải GĐ I ) , DCTC = 279.19 kN/m +) Trọng lưọng bản thân đoạn đổ trên Đà giáo +) Tải trọng thi công tiêu chuẩn : qTC = 0.24 . 13 = 3.12 kN/m. +) Trọng lượng đốt hợp long : PHL = 464.74kN/m +) Tải trọng dỡ xe đúc tại đốt Hợp long 1 : PXD = 600kN. - Sử dụng chương trình MiDas6.3.0 để tính toán và phân tích nội lực ta có : giá trị mômen mặt cắt đỉnh trụ lớn nhất trong giai đoạn hợp long nhịp biên : Mhlmax -454911.84kN.m MTC(kN.m) MTT(kN.m) -454911.84 -569997.39 Sơ đồ 3 – Giai đoạn hợp long xong giữa nhịp. - Sơ đồ : - Tải trọng : +) Trọng lượng bản thân các đốt dầm (tĩnh tải GĐ I ) , DCTC = 279.19 kN/m +) Tải trọng thi công tiêu chuẩn : qTC = 0.24 . 13 = 3.12 kN/m. +) Trọng lượng 1/2 đốt hợp long : PHL = 464.74/ 2 kN = 232.37 kN/m +) Trọng lượng 1/2 xe đúc : 1/2 PXD = 300kN. - Sử dụng chương trình MiDas6.3.0 để tính toán và phân tích nội lực ta có : giá trị mômen mặt cắt đỉnh trụ lớn nhất trong giai đoạn hợp long nhịp giữa : Mhlmax = -486021.66kN.m MTC(kN.m) MTT(kN.m) -486021.66 -608884.67 1.2.5.2 – Tổng hợp nội lực mặt cắt - Nội lực trong dầm chủ giai đoạn thi công được lấy với giá trị lớn nhất trong các giai đoạn thi công ứng với sơ đồ chịu lực tương ứng . - Nội lực mặt cắt giai đoạn đúc hẫng : Mdhmax = -489711.86kN.m - Nội lực mặt cắt giai đoạn hợp long : Mhlmax = -486021.66 kN.m => Giá trị nội lực lớn nhất trong giai đoạn thi công : MTC(kN.m) MTT(kN.m) -489711.86 -613497.41 1.2.6– Tính toán nội lực mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn khai thác 1.2.6.1 – Nguyên tắc tính nội lực dầm chủ giai đoạn khai thác. Giai đoạn khai thác là giai đoạn kết cấu cầu đã hình thành hoàn chỉnh , đó là sơ đồ kết cấu liên tục kê trên các gối cứng . - Nội lực dầm chủ trong giai đoạn khai thác được lấy theo nguyên lý cộng tác dụng giá trị nội lực của dầm chủ trong 3 sơ đồ 4-5-6 Sơ đồ 4 – Sơ đồ dỡ tải trọng thi công ,xe đúc,dỡ ván khuôn treo đốt hợp long và tĩnh tải đốt hợp long Sơ đồ : - Tải trọng : +) Hiệu ứng dỡ tải trọng thi công : qTC =1. 0.24 . 13 = 3.12 kN /m. +) Hiệu ứng dỡ xe đúc : PXD = 600kN. - Sử dụng chương trình Midas 6.3.0 để vẽ đường ảnh hưởng và xếp tải ta có : giá trị mômen mặt cắt đỉnh trụ lớn nhất trong giai đoạn dỡ tải : Mdxmax = 14124.38kN.m MTC(kN.m) MTT(kN.m) 14124.38 18760.78 Momen tại mặt cắt giữa nhịp khi dỡ tải: Mmax-9483.02kN.m MTC(kN.m) MTT(kN.m) -9483.02 -12151.48 Sơ đồ 5 – Sơ đồ cầu chịu tĩnh tải giai đoạn II Sơ đồ : - Tải trọng : +) Trọng lượng lớp phủ mặt cầu ( tĩnh tải giai đoạn II ) , DWTC=40.51 kN/m - Sử dụng chương trình Midas 6.3.0 để vẽ đường ảnh hưởng và xếp tải ta có : giá trị mômen mặt cắt đỉnh trụ lớn nhất trong giai đoạn chịu tĩnh tải phần 2 : Mdwmax -57626.43kN.m MTC(kN.m) MTT(kN.m) -57626.43 -86439.64 Tại mc giữa nhịp Mdwmax=15578.23kN.m MTC(kN.m) MTT(kN.m) 15578.23 23367.35 Sơ đồ 6 – Sơ đồ cầu chịu hoạt tải Sơ đồ : - Tải trọng : +) Hoạt tải thiết kế : HL 93 và tải trọng Người (3kN/m2). +) Nội lực do hoạt tải mặt cắt đỉnh trụ được lấy giá trị lớn nhất trong tổ hợp : 1 – Tổ hợp 1 : Xe tải + Làn + Người 2 – Tổ hợp 2 : Xe 2 trục + Làn + Người 1 - Vẽ ĐAH mômen mặt cắt đỉnh trụ Sử dụng chương trình Midas 6.3.0 vẽ ĐAH mômen tại mặt cắt đỉnh trụ như sau : DAH tại MC giữa nhịp: 2 - Tính giá trị mômen do hoạt tải - Đối với tải trọng làn và tải trọng Người thì ta xếp tải trọng lên phần ĐAH âm khi đó nội lực do tải trọng được tính theo công thức : MTT = gi . q. - +) Tải trọng làn dải đều : qlan = 9.3 (KN/m) +) Tải trọng Người : qNG = 6 (KN/m) +) Nội lực do tải trọng Người : Mặt cắt đỉnh trụ: MTC(kN.m) MTT(kN.m) -19465.88 -34065.29 Mặt cắt giữa nhịp : MTC(kN.m) MTT(kN.m) 7241.11 12671.94 - Tính nội lực do xe tải thiết kế+ tải trọng làn +Mặt cắt đỉnh trụ: MTC(kN.m) MTT(kN.m) -43988.02 -76979.04 +Mặt cắt giữa nhịp: MTC(kN.m) MTT(kN.m) 21445.35 37529.36 -Tính nội lực do xe 2 trục thiết kế+ tải trọng làn +Mặt cắt đỉnh trụ: MTC(kN.m) MTT(kN.m) -39843.00 -69725.25 +Mặt cắt giữa nhịp: MTC(kN.m) MTT(kN.m) 18790.62 32883.59 Ta thấy tổ hợp tải trọng: Xe tải+ tải trọng làn +Người bất lợi hơn Ta có bảng tổng hợp nội lực do Hoạt tải: Mặt Cắt MTC(kN.m) MTT(kN.m) Đỉnh trụ -63453.90 -111044.32 Giữa nhịp 28686.46 50201.31 1.2.6.2 – Tính tổng nội lực mặt cắt giai đoạn làm việc của kết cấu nhịp Mặt cắt Giai đoạn thi công Giai đoạn khai thác Tiêuchuẩn (kN.m) Tính toán (kN.m) Tiêuchuẩn (kN.m) Tính toán (kN.m) Đỉnh trụ -486021.66 -608884.67 -106955.95 -178723.18 Giữa nhịp 0 0 34781.68 61417.18 Kết luận : Nội lực tính toán mặt cắt đỉnh trụ là: M= Mtc + Mkt=-608884.67 – 178723.18 = -787607.85 kN.m Nội lực tính toán mặt cắt giữa nhịp là: M= Mtc + Mkt= 0 + 61417.18 = 61417.18 kN.m 1.2.6.3– Tính toán và bố trí cốt thép a.Quy đổi mặt cắt: Quy đổi mặt cắt hộp dầm về mặt cắt chữ I nhằm mục đích xây dựng các công thức tính duyệt thuận lợi. Nguyên tắc quy đổi là đổi từ tiết diện hình hộp, hình phức tạp sang tiết diện chữ I có chiều cao, chiều dày sườn và diên tích làm việc không đổi. Diện tích tham gia làm việc của hộp dầm bao gồm toàn bộ các bộ phận nằm trong phạm vi hộp và một phần của hai cánh hẫng. Phần diện tích cánh hẫng tham gia làm việc có chiều dài 6hc’ tính từ điểm cắt của đường kéo thẳng theo mặt ngoài thành hộp với nắp hộp. hc’ là chiều dày trung bình của cánh hẫng - Chiều dày bản nắp quy đổi: -Chiều rộng bản nắp quy đổi: - Chiều dày bản đáy quy đổi: Trong đó: , t- chiều dài cánh hẫng nắp hộp Nếu thì t1 = 0 và Fvt , Fvd – diện tích các vút trên và vút dưới Bảng tính kích thước mặt cắt quy đổi Mc Chiều cao H(cm) Bề rộng cánh hữu hiệu bc(cm) Chiều dày cánhh’t(cm) Chiều rộng cánh dưới bd(cm) Chiều dày cánh dưới h’d(cm) Bề rộng sườn w(cm) 0-0 (đỉnh trụ) 600.00 1221.40 39.29 600.00 83.02 100.00 1-1 537.28 1221.40 39.29 617.92 73.66 100.00 2-2 505.68 1221.40 39.29 626.95 68.97 100.00 3-3 475.92 1221.40 39.29 635.45 64.56 100.00 4-4 448.00 1221.40 39.29 643.43 60.44 100.00 5-5 421.92 1221.40 39.29 650.88 56.60 100.00 6-6 390.01 1221.40 39.29 660.00 51.91 100.00 7-7 361.37 1221.40 39.29 668.18 47.71 100.00 8-8 336.01 1221.40 39.29 675.43 44.00 100.00 9-9 313.92 1221.40 39.29 681.74 40.77 100.00 10-10 295.10 1221.40 39.29 687.11 38.03 100.00 11-11 279.56 1221.40 39.29 691.56 35.77 100.00 12-12 267.28 1221.40 39.29 695.06 33.98 100.00 13-13 258.28 1221.40 39.29 697.63 32.67 100.00 14-14 252.56 1221.40 39.29 699.27 31.84 100.00 15-15 250.10 1221.40 39.29 699.97 31.48 100.00 16-16 (Giữa nhịp) 250.00 1221.40 39.29 700.00 31.47 100.00 b.– Các công thức tính toán và bố trí cốt thép. 1 - Xác định vị trí TTH của mặt cắt - Mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn thi công : - Giả thiết TTH đi qua mép dưới bản cánh khi đó ta có : a = hf - Lấy tổng mômen với trong tâm cốt thép DƯL ta có : +) Nếu MTTmax Thì TTH đi qua bản cánh khi đó ta tính toán theo các công thức của mc chữ nhật +) Nếu MTTmax > MC => Thì TTH đi qua sườn dầm khi đó ta tính toán theo các công thức của mc chữ T. - Sau khi xác định được vị trí TTH thì ta giải hệ phương trình bậc 2 để tìm được chiều cao vùng chịu nén tương đương a - Xác định chiều cao vùng chịu nén c theo công thức : c = a/b1 2 - Tính diện tích cốt thép DƯL cần thiết - Trường hợp TTH đi qua sườn dầm - Trường hợp TTH đi cánh dầm Trong đó : +) Aps : Diện tích cốt thép DUL +) dp : Khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thép DUL +) f’c : Cường độ của bê tông ở tuổi 28 ngày, f’c = 40 Mpa +) b : Bề rộng mặt cắt chịu nén +) bw : Bề dày bản bụng +) hf : Chiều dày cánh chịu nén +) b1 : Hệ số chuyển đổi hình khối ứng suất +) fpu : Cường độ chịu kéo quy định của thép DUL, fpu = 1860 MPa. +) fpy : Giới hạn chảy của thép DUL, fpy = 90%fpu = 1674 MPa. (bó 19 tao) +) c : Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà với giả thiết là thép DUL đã bị chảy dẻo. +) a = c.b1: Chiều dày của khối ứng suất tương đương +) fps : ứng suất trung bình trong cốt thép DUL ở sức kháng uốn danh định tính theo công thức 5.7.3.1.1-1. Với - Hàm lượng thép DƯL và thép thường phải được giới hạn sao cho : c.– Bảng tính toán và bố trí cốt thép mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn thi công Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Tổng giá trị mô men tại mặt cắt đỉnh trụ Mtt 787607.85 KN.m Chiều cao mặt cắt h 600 cm Chiều cao bố trí cốt thép DƯL atp 20 cm Chiều cao có hiệu mặt cắt dp 580 cm Bề rộng bản cánh chịu nén b 600 cm Chiều dày bản cánh chịu nén hf 83.02 cm Bề dày bản bụng bw 100 cm Cốt thép thường chịu kéo Đường kính cốt thép d 2.8 cm Diện tích 1 thanh as 6.16 cm2 Chiều cao bố trí cốt thép thường chịu kéo ats 20 cm Khoảng cách đến mép chịu nén ngoài cùng ds 580 cm Khoảng cách bố trí @ 15 cm Số thanh thép trên 1 lưới N thanh 80 thanh Số lưới thép chịu kéo bố trí n luoi 3 lưới Tổng diện tích thép thường chịu kéo As 1479.53 cm2 Cốt thép thường chịu nén Đường kính cốt thép d 2.0 cm Diện tích 1 thanh as' 3.14 cm2 Chiều cao bố trí cốt thép thường chịu nén ats' 41.51 cm Khoảng cách đến mép chịu nén ngoài cùng ds' 41.51 cm Khoảng cách bố trí @ 15 cm Số thanh thép trên 1ưới n thanh 39 thanh Số lưới thép chịu nén bố trí n luoi 2 lưới Tổng diện tích thép thường chịu nén As' 242.95 cm2 Xác định vị trí trục trung hoà Mô men quán tính bản cánh Mc 755079.67 KN.m Vị trí trục trung hoà TTH Qua sườn Tính toán cốt thép DƯL Chiều dày khối ƯS tương đương a 225.53 cm Chiều cao vùng chịu nén c 295.08 cm ứng suất trung bình trong thép DƯL fps 159.10 KN/cm2 Diện tích cốt thép DƯL cần thiết Aps 719.92 cm2 Số bó thép DƯL cần thiết n cần 27.06 bó Số bó chọn bố trí nbt 30 bó Diện tích cốt thép DƯL bố trí Aps 798 cm2 Kết luận : - Bố trí cốt thép DƯL mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn thi công +) Số bó thép DƯL bố trí là : n = 30 bó ( 19 tao 15,2mm) +) Diện tích cốt thép bố trí : APS = 30 x16.8 = 504 cm2 1.2.6.4 – Tính duyệt mặt cắt đỉnh trụ. a-Xác định vị trí TTH của mặt cắt - Giả thiết TTH đi qua mép dưới bản cánh khi đó mặt cắt làm việc giống như mặt cắt chữ nhật . - Cân bằng phương trình lực theo phương ngang ta có : N1 = b1.0,85.fc’.b.hf + AS’.fy = APS.fPS + AS.fY = N2 +) Nếu N1 > N2 : thì TTH đi qua bản cánh => tính toán theo công thức của mặt cắt chữ nhật +) Nếu N1 tính toán theo công thức của mặt cắt chữ T. - Ta có : N1 = 129440.77 (kN) N2 = 126959.19 (kN) => N1 > N2 => TTH đi qua bản cánh b - Các công thức tính duyệt mặt cắt - Công thức tính chiều cao vùng chịu nén (tính theo công thức của mặt cắt chữ nhật) - Công thức tính mômen kháng uốn danh định của mặt cắt (tính theo công thức của mặt cắt chữ nhật) - Công thức tính sức kháng uốn tính toán của mặt cắt Mr = j .Mn Trong đó : +) j : Hệ số sức kháng , lấy j = 1 +) Aps : Diện tích cốt thép DUL +) dp : Khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thép DUL +) f’c : Cường độ của bê tông ở tuổi 28 ngày, f’c = 40 MPa. +) b : Bề rộng mặt cắt chịu nén +) bw : Bề dày bản bụng +) hf : Chiều dày cánh chịu nén +) b1 : Hệ số chuyển đổi hình khối ứng suất, b1 +) fpu : Cường độ chịu kéo quy định của thép DUL, fpu = 1860 MPa. +) fpy : Giới hạn chảy của thép DUL, fpy = 90%fpu = 1674 MPa. +) c : Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà với giả thiết là thép DUL đã bị chảy dẻo. +) a = c.b1: Chiều dày của khối ứng suất tương đương +) fps : ứng suất trung bình trong cốt thép DUL ở sức kháng uốn danh định tính theo công thức 5.7.3.1.1-1. Với +) Hàm lượng thép DƯL và thép thường phải được giới hạn sao cho : Bảng tính duyệt mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn sử dụng Tên Gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Diện tích cốt thép DƯL bố trí Aps 798 cm2 Chiều cao bố trí cốt thép at 20 cm Chiều cao có hiệu của mặt cắt dp 580 cm Lực nén trong bản cánh dầm N1 129440.77 kN Lực kéo trong thép DƯL và thép thường N2 126959.19 kN Vị trí trục trung hoà TTH Qua cánh Chiều cao vùng chịu nén c 122.78 cm Chiều cao khối ứng suất tương đương a 93.84 cm Tỉ số c/dp c/dp 0.212 <0,42 ứng suất trung bình trong thép DƯL fps 174.81 kN /cm2 Sức kháng uốn danh định của mặt cắt Mn 1078538.49 KN.m Hệ số sức kháng j 1 Sức kháng uốn tính toán Mr 1078538.49 > Mtt Tỉ số Mr/Mtt Mr/Mtt 1.369 Kết luận : Mr = 1078538.49 (kN.m) > MTT= 787607.85 (kN.m) => Đạt =>Vậy việc bố trí cốt thép DƯL đảm bảo khả năng chịu lực cho mặt cắt 1.2.7 – Tính toán và bố trí cốt thép mặt cắt giữa nhịp giai đoạn khai thác 1.2.7.1 – Nguyên tắc tính nội lực dầm chủ giai đoạn khai thác. Giai đoạn khai thác là giai đoạn kết cấu cầu đã hình thành hoàn chỉnh , đó là sơ đồ kết cấu liên tục kê trên các gối cứng . Nội lực dầm chủ trong giai đoạn khai thác được lấy theo nguyên lý cộng tác dụng giá trị nội lực của dầm chủ trong 3 sơ đồ 4-5-6 1.2.7.2 –Tổng hợp nội lực mặt cắt giữa nhịp giai đoạn khai thác Theo bảng tổng hợp nội lực tại mặt cắt giữa nhịp ở trên ta có: => Mttmax=61417.18 (kN.m) 1.2.7.3 – Tính toán và bố trí cốt thép . a - Tính diện tích cốt thép DƯL cần thiết Mặt cắt tính đổi: - Trường hợp TTH đi qua sườn dầm - Trường hợp TTH đi cánh dầm Bảng tính toán diện tích cốt thép DƯL cần thiết tại mặt cắt giữa nhịp Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Tổng giá trị mô men tại mặt cắt giữa nhịp Mtt 61417.18 KN.m Chiều cao mặt cắt h 250 cm Chiều cao bố trí cốt thép DƯL atp 30 cm Chiều cao có hiệu mặt cắt dp 220 cm Bề rộng bản cánh chịu nén b 1221.4 cm Chiều dày bản cánh chịu nén hf 39.23 cm Bề dày bản bụng bw 100 cm Cốt thép thường chịu kéo Đường kính cốt thép d 2.0 cm Diện tích 1 thanh as 3.14 cm2 Chiều cao bố trí cốt thép thường chịu kéo ats 15 cm Khoảng cách đến mép chịu nén ngoài cùng ds 235 cm Khoảng cách bố trí @ 20 cm Số thanh thép trên 1 lưới N thanh 34 thanh Số lưới thép chịu kéo bố trí n luoi 2 lưới Tổng diện tích thép thường chịu kéo As 213.629 cm2 Cốt thép thường chịu nén Đường kính cốt thép d 2.0 cm Diện tích 1 thanh as' 3.14 cm2 Chiều cao bố trí cốt thép thường chịu nén ats' 19.62 cm Khoảng cách đến mép chịu nén ngoài cùng ds' 19.62 cm Khoảng cách bố trí @ 20 cm Số thanh thép trên 1ưới n thanh 60 thanh Số lưới thép chịu nén bố trí n luoi 2 lưới Tổng diện tích thép thường chịu nén As' 377.43 cm2 Xác định vị trí trục trung hoà Mô men quán tính bản cánh Mc 302324.60 KN.m Vị trí trục trung hoà TTH Qua cánh Tính toán cốt thép DƯL Chiều dày khối ƯS tương đương a 4.06 cm Chiều cao vùng chịu nén c 5.309 cm ứng suất trung bình trong thép DƯL fps 184.81 KN/cm2 Diện tích cốt thép DƯL cần thiết Aps 106.92 cm2 Số bó thép DƯL cần thiết n cần 4.02 bó Số bó chọn bố trí nbt 8 bó Diện tích cốt thép DƯL bố trí Aps 212.8 cm2 Kết luận : - Bố trí cốt thép DƯL mặt cắt giữa nhịp giai đoạn khai thác +) Số bó thép DƯL bố trí là : n = 6 bó ( 12 tao 15.2mm) +) Diện tích cốt thép bố trí : APS = 6 x 16.8 = 100.8 cm2 1.2.7.4 - Tính duyệt mặt cắt giữa nhịp giai đoạn sử dụng theo trạng thái giới hạn cường độ 1 a) Xác định vị trí TTH của mặt cắt - Giả thiết TTH đi qua mép dưới bản cánh khi đó mặt cắt làm việc giống như mặt cắt chữ nhật . - Cân bằng phương trình lực theo phương ngang ta có : N1 = b1.0,85.fc’.b.hf APS.fPS = N2 +) Nếu N1 > N2 : thì TTH đi qua bản cánh => tính toán theo công thức của mặt cắt chữ nhật +) Nếu N1 tính toán theo công thức của mặt cắt chữ T. - Ta có : N1 = 124512.60 (KN) N2 = 39326.57 (KN) => N1 > N2 => TTH đi qua bản cánh b) Các công thức tính duyệt mặt cắt - Công thức tính chiều cao vùng chịu nén (tính theo công thức của mặt cắt chữ nhật) - Công thức tính mômen kháng uốn danh định của mặt cắt (tính theo công thức của mặt cắt chữ nhật) - Công thức tính sức kháng uốn tính toán của mặt cắt Mr = j .Mn - Bảng tính duyệt mặt cắt giữa nhịp giai đoạn sử dụng T Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Diện tích cốt thép DƯL bố trí Aps 212.8 cm2 Chiều cao bố trí cốt thép at 15 cm Chiều cao có hiệu của mặt cắt dp 235 cm Lực nén trong bản cánh dầm N1 124512.60 kN Lực kéo trong thép DƯL và thép thường N2 39326.57 kN Vị trí trục trung hoà TTH Qua cánh Chiều cao vùng chịu nén c 10.15 cm Chiều cao khối ứng suất tương đương a 7.76 cm Tỉ số c/dp c/dp 0.043 <0,42 ứng suất trung bình trong thép DƯL fps 183.72 kN /cm2 Sức kháng uốn danh định của mặt cắt Mn 108598.95 kN.m Hệ số sức kháng j 1 Sức kháng uốn tính toán Mr 108598.95 > Mtt Tỉ số Mr/Mtt Mr/Mtt 1.69 >1.33 Kết luận : Mr = 108598.95 (KN.m) > MTT= 61417.18 (KN.m) => Đạt =>Vậy việc bố trí cốt thép DƯL đảm bảo khả năng chịu lực cho mặt cắt 1.3. – tính toán thiết kế trụ cầu 1.3.1 – Tính áp lực thẳng đứng tác dụng lên bệ cọc 1.3.1.1 – Tính áp lực thẳng đứng do trọng lượng bản thân trụ Ta thấy Trụ P3 có chiều cao lớn hơn vì vậy ta đi tính toán cho Trụ P3 - Bảng tính toán trọng lượng trụ và bệ trụ Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị a) Kích thước cơ bản trụ Chiều cao trụ Htr 18 m Chiều dày thân trụ dtr 3 m Bề rộng thân trụ Btr 8 m Trọng lượng thân trụ Pttr 9435.18 kN b) Kích thước bệ trụ Chiều cao bệ trụ Hbt 3 m Bề rộng bệ trụ Bbt 18.5 m Chiều dày bệ trụ dbt 10.5 m Trọng lượng bệ trụ Pbt 14393.75 kN Tổng trọng lượng trụ Ptr 23828.93 kN 1.3.1.2. tính toán áp lực thuỹ tĩnh (WA) a.- Đối với mặt cắt đỉnh móng: 1.Tính với MNTN: WATN= A ´h´ g = (6´3+p´22/4)x7.77´10=1642.70kN. 2. Tính với MNCN: WACN=(6´3+p´22/4)x12.67´10=2678.64 kN b. - Đối với mặt cắt đáy móng: 1. Tính với MNTN: WATN= F ´ h´ g = 10x((6´3+p´22/4)´7.77+10.5´18.5´3 -1/2´0.5´ (10.5´18-9.5´17)) =7400.20 kN 2. Tính với MNCN: WACN=1x((6´3+p´22/4)´12.67+10.5´18´3 -1/2´0.5´ (10.5´18-9.5´17)) = 8436.14 kN 1.3.1.3 - Tính phản lực của kết cấu nhịp và hoạt tải truyền lên Trụ Cầu a. - Tính phản lực do tĩnh tải kết cấu nhịp: Tĩnh tải kết cấu nhịp tác dụng lên trụ có thể chia riêng thành các tải trọng như sau: Để tính được tĩnh tải kết cấu nhịp tác dụng lên trụ ta tiến hành vẽ đường ảnh hưởng phản lực gối, sau đó xếp tải tương đương. Sử dụng chương trình Midas để tính và vẽ đường ảnh hưởng phản lực gối . Từ đó chất tải lên đường ảnh hưởng ta sẽ có kết quả tính như sau: 1.Tĩnh tải nhịp phần 1(DC) +Do tĩnh tải bản thân: PtcDC = 33063.24 (kN 2.Tĩnh tải nhịp phần 2 (DW) Sử dụng chương trình Midas để tính và vẽ đường ảnh hưởng phản lực gối trụ P4. Tiến hành đặt tải lên đường ảnh hưởng phản lực gối để xác định phản lực gối do tĩnh tải phần 2 (DW) gây ra: +Do tĩnh tảI phần II: PttDW =4714.27 (kN) b. - Tính phản lực do hoạt tải: Khi tính phản lực tác dụng lên gối trụ thì ta tính như sau : +) Sử dụng 2 xe tải thiết kế đặt cách nhau 15 m ( khoảng cách trục sau lấy bằng 4,3 m ) +) Hiệu ứng của hoạt tải thiết kế được lấy bằng 90% giá trị phản lực tính được cộng với hiệu ứng của 90% tải trọng làn + hiệu ứng của tải trọng Người 1.Khi xếp 2 làn xe: Tính phản lực do tải trọng làn + Xe tải thiết kế khi xếp 2 làn PLanTC = 3476.74 (kN) +) Hiệu ứng của hoạt tải thiết kế được lấy bằng 90% giá trị phản lực tính được cộng với hiệu ứng của 90% tải trọng làn Tính phản lực tiêu chuẩn do xe tải+ làn khi xếp 2 làn PTTXT = 0.9x 3476.74 = 3129.07(kN) 2.Khi xếp 1 làn xe: Hệ số làn m=1.2 Lực xung kích IM = 25% - Tính phản lực do tải trọng làn+ Xe tải thiết kế khi xếp 1 làn PLanTC = 1738.37 (kN) +) Hiệu ứng của hoạt tải thiết kế được lấy bằng 90% giá trị phản lực do xe tải thiết kế được cộng với hiệu ứng của 90% tải trọng làn Tính phản lực tiêu chuẩn do tải hoạt tải khi xếp 1 làn PTTXT = 1.2x0.9x 1738.37=1877.44 (kN) Độ lệch tâm so với tim cầu: e=6.5-0.5-2-0.2-0.6 -1.8/2= 2.3m Tải trọng người (PL) Xếp tải trọng người (tải trọng rải đều 2x3kN/m2) lên phần đường ảnh hưởng dương để có phản lực gối nguy hiểm nhất. 1. Xếp trên 2 làn PPL = 2´qPL´A+ Trong đó: qPL - tải trọng rải đều người , qPL = 2´3 =6.0KN/m Tính phản lực do tải trọng Người khi người đi trên cả hai lề: PNGTC = 1492.33 kN 2.Xếp trên 1 làn PPL = qPL´A+ Trong đó: qPL - tải trọng rải đều người , qPL = 2´3 = 6.0kN/m A+ - diện tích phần đường ảnh hưởng phản lực gối dương PNGTC = 746.165 kN Độ lệch tâm so với tim cầu e= 6.5-0.5-2.0/2=5.0m - Tính tổng phản lực do hoạt tải thiết kế xếp tải 2 làn PttHT = = 3129.07+1492.33= 4621.40 (kN) - Tính tổng phản lực do hoạt tải thiết kế xếp tải 1 làn PttHT = 1877.44+746.165=2623.61 kN 3 - Tổng phản lực do KCN truyền lên trụ PKCN = PTinh + PHoat = 33063.24+4714.27 + 4621.40 = 42398.91 kN Bảng tổng hợp nội lực tính toán tại mặt cắt đáy bệ Tải trọng P (KN) Hệ số tải trọng Pu (kN) Trọng lượng trụ + bệ(DC) 23828.93 1.25 29786.16 Trọng lượng bản thân của KCN(DC) 33063.24 1.25 41329.05 Trọng lượng lớp phủ (DW) 4714.27 1.5 7071.41 Lực đẩy nổi (DC) =Ntrụ+bệ ngập nước -7400.20 0.9 -6660.18 Hoạt tải(LL+IM) 3129.07 đã xét 3129.07 Tải trọng người đi bộ (PL) 1492.33 1.75 2611.58 ứng lực tính toán (Pu)(kN) 77267.09 1.3.2 – Tính và bố trí cọc trong móng - Móng bệ cọc được thiết kế với móng cọc khoan nhồi D = 150cm 1.3.2.1 -Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu: Công thức tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu: Bảng tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu: Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Bê tông chế tạo cọc f’c 30 Mpa Đường kính cọc thiết kế D 1.5 m Đường kính cốt thép d 28 mm Số thanh thép thiết kế nthanh 24 Thanh Diện tích phần bê tông Ac 1.767 m2 Diện tích phần cốt thép As 0.015 m2 Hệ số uốn dọc j 0.9 Cường độ chịu kéo của thép fy 420 Mpa Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Qvl 18738.57 kN 1.3.2.2- Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền: Công thức tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền: Bảng số liệu địa chất: STT Loại đất H (m) e B g (T/m3) C  KG/cm2 s KG/cm2 j (độ) R'  KG/cm2 Lớp 1 Sét dẻo cứng 5.61 0.7 0.4 1.8 0.14 2.6 22 1.