Thiết kế cầu bê tông cốt thép - Chương 8 pdf

Ch
Ch
w¬
w¬
ng 8
ng 8
tÝnh to
tÝnh to
¸
¸
n n
n n
é
é
i l
i l
ù
ù
c
c
trong kÕt cÊu nhÞp
trong kÕt cÊu nhÞp
C
C
Ç
Ç
u B
u B
£
£
T

T
¤
¤
NG C
NG C
è
è
t ThÐp
t ThÐp
8.1.TÍNH TOÁN NӜI LӴC TRONG BҦN MҺT CҪU
MÚT THӮA KӂT CҨU LҲP GHÉP
1.1 Tҧi trӑng tác dөng:
* TӍnh tҧi:
-Trӑng lѭӧng bҧn thân: g
1
; n
1
=1.1 (Ȗ=2.5T/m
3
)
-Trӑng lѭӧng các lӟp mһt cҫu, lan can, tay vӏn:
g
2
; n
2
= 1.5 hoһc 0.9
.Lӟp bê tông asphalt : (Ȗ=2-2.3T/m
3
)
.Lӟp phòng nѭӟc : (Ȗ=1.5T/m

3
) .
Khi tính toán có thӇ lҩy trӑng lѭӧng lѭӧng riêng
trung bình cӫa các lӟp mһt cҫu:
Ȗ = 1.8 (T/m
3
)
* Ho̹t t̻i:
- Thѭӡng tính vӟi bánh xe nһng cӫa ôtô, xe xích
HT60, xe ÿһc biӋt HK80.
*Sӵ phân b
ӕ
tҧi t
r
ӑng bánh xe lên bҧn mһt c
ҫ
u ÿѭӧc
xét nhѭ sau:
+Trѭӡng hӧp ÿһt mӝt bánh xe:
a
1
=a
2
+2ǻH
b
1
=b
2
+2ǻH
Trong ÿó:

a
2
= 0.2cm lҩy chung cho xe ôtô, HK80
b
2
= 60 cm: H30; b
2
= 30cm: H10;
b
2
= 40cm: H13; b
2
= 70cm: HT60;
b
2
= 80cm: HK80.
a
1
x b
1
: diӋn tích phân bӕ áp lӵc hoҥt tҧi tác
dөng lên bҧn.
P/2
Theo phæång ngang CáöuTheo phæång doüc Cáöu
b2
b1a1
a2
'H
45
0

P
0
45
'H
Theo phæång doüc Cáöu Theo phæång ngang Cáöu
P/2
'H
45
0
P
P/2
0
45
'H
a2
a1 2.b1
c
+Trѭӡng hӧp ÿһt hai bánh xe:
a
1
=a
2
+2ǻH
b
1
=b
2
+2ǻH
2b
1

=c+b
1
=c+b
2
+2ǻH
1.2. Tính nӝi lӵc cӫa bҧn mút thӯa trong KC lҳp ghép:
* Nguyên lý tính toán:
-Nӝi lӵc ÿѭӧc xác ÿӏnh trên 1m chiӅu rӝng bҧn
-Lӵc tұp trung cӫa bánh xe P/2
ÿѭӧc quy vӅ tҧi trӑng phân bӕ
có giá trӏ là: P
0
lb/2
'
H
g1+g2+P
o
P/2
45
a a1
45
lb
b1
b
laa
Haa
Hbb
ba
P
P


'
'

1
21
21
1
0
2
*
2
a: ChiӅu rӝng làm viӋc cӫa bҧn, xác
ÿӏnh theo Trimosenco
Mô men tính toán tҥi tiӃt diӋn ngàm:
2
*
).1(
2
).(
2
0
2
2211
b
h
b
tt
lP
n

l
gngnM
P

Lӵc cҳt tính toán tҥi tiӃt diӋn ngàm.
boh
tt
lPnlbgngnQ .).1.().(
2211
P

+Khi chiӅu rӝng cӫa cánh lӟn áp lӵc do hoҥt tҧi chӍ truyӅn
xuӕng bҧn ta tính nhѭ sau:
b1/2
'
H
b1
lb
45
a1
a
45
P/2
g1+g2
Po
11
21
21
2
2

blaa
Haa
Hbb
b

'
'
Mô men tính toán tҥi ngàm:
)2/.(.).1(
2
).(
110
2
2211
blbPn
l
gngnM
bh
b
tt

P
Lӵc cҳt tính toán tҥi ngàm:
12211
.).1.().( bPnlbgngnQ
oh
tt
P

8.2.TÍNH NӜI LӴC TRONG BMC MÚT THӮA KӂT

CҨU TOÀN KHӔI
2.1.Xác ÿӏnh tҧi trӑng tác dөng:
*Tƭnh tҧi:
-Trӑng lѭӧng bҧn thân bҧn mһt cҫu :
g
1
(T/m) ; n
t
= 1.1
-Trӑng lѭӧng các lӟp mһt cҫu :
g
2
(T/m) ; n
t
= 1.5 hoһc 0.9
-Trӑng lѭӧng phҫn lӅ bӝ hành :
g
bh
(T/m) ; n
t
= 1.1
-Trӑng lѭӧng lan can, tay vin :
G
1
(T) ; n
t
= 1.5 hoһc 0.9
-Trӑng lѭӧng ÿávƭa :
G
2

(T) ; n
t
= 1.1
Các tҧi trӑng tƭnh tҧi tính cho1m rӝng
cӫa bҧn
(
theo
p
hѭѫn
g
dӑc cҫu
)
'
H
XO
X2
45
a1
a
P/2
g1+g2
G2 G1
X1
G1
G2
gbh
45
xo
b1
Po

*Hoҥt tҧi:
Theo Trimosenko sӵ làm viӋc cӫa bҧn toàn khӕi
tӕt hѫn so vӟi bҧn lҳp ghép ĺ góc truyӅn ӭng suҩt 45
o
xuҩt phát tӯ mép ngoài cӫa diӋn ÿһt tҧi
*Nӝi lӵc tính toán do tƭnh tҧi gây ra:
121221
1122
1
21
2
2
21
*1.1*5.1**1.1).*5.1*1.1(
**1.1**5.1)
2
(**1.1
2
).*5.1*1.1(
GGxgxggQ
xGxG
x
xxg
x
ggM
bh
tt
t
bh
tt

t


-BӅ rӝng làm viӋc cӫa bҧn theo phѭѫng dӑc cҫu:
Haa
xaa
o
'

.2
.2
21
1
-BӅ rӝng làm viӋc cӫa bҧn theo phѭѫng ngang cҫu:
Hbb ' .2
21
-Cѭӡng ÿӝ phân bӕ cӫa hoҥt tҧi tác dөng lên bҧn:
1
.
2/
ba
P
P
o

-Nӝi lӵc tính toán do hoҥt tҧi gây ra:
oh
tt
h
o

h
tt
h
xPnQ
x
PnM
.).1(
2
.).1(
0
2
0
P
P


Nӝi lӵc tәng cӝng trong bҧn mһt cҫu:
tt
h
tt
t
tt
tt
h
tt
t
tt
QQQ
MMM



+Khi chiӅu rӝng cӫa cánh lӟn áp lӵc do hoҥt tҧi chӍ
truyӅn xuӕng bҧn ta tính nhѭ sau:
11
21
21
2
.2
.2
blaa
Haa
Hbb
b

'
'
Nӝi lӵc tính toán tҥi tiӃt diӋn ngàm do hoҥt tҧi gây ra
1
110
.).1.(
)2/.(.).1(
bPnQ
bxbPnM
oh
tt
h
oh
tt
h
P

P


Lѭu ý:
+Khi xӃp hoҥt tҧi phҧi ÿһt cách mép ÿávƭa mӝt mӝt
ÿoҥn nhҩt ÿӏnh là m phө thuӝc vào tӯng loҥi xe:
m = 0.5m : Xe H30,H18
m = 0.6m : Xe xích XB60
m = 0.65 m : Xe ÿһc biӋt HK80
+BӅ rӝng làm viӋc cӫa bҧn a :
a 1.2 m: Ĉӕi vӟi Xe ÿһc biӋt HK80
a =1m: Ĉӕi vӟi xe xích XB60
1.9 1.1 1.9
m
Ngang Cáöu
8.3.TÍNH NӜI LӴC TRONG BҦN MҺT CҪU THEO SѪ
ĈӖ BҦN KÊ HAI CҤNH CÓ NHӎP LÀM VIӊC
VUÔNG GÓC VӞI PHѬѪNG XE CHҤY
3.1.Nguyên lý tính toán:
-Nӝi lӵc ÿѭӧc xác ÿӏnh trên 1m chiӅu rӝng bҧn
-Tính nhѭ dҫm ÿѫn giҧn rӗi nhân vӟi hӋ sӕ kӇÿӃn tính
chҩt ngàm cӫa nó (hӋ sӕ ngàm K)
M = K.M
o
Trong ÿó:
M
o
: Mô men trong hӋ II
M : Mô men trong hӋ I
K : hӋ sӕ ngàm

K.M
o
M
o
K’.M
o
I
II
3.2.Xác ÿӏnh mô men:
3.2.1.Trѭӡng hӧp ÿһt mӝt bánh xe:
+Tҧi trӑng tác dөng:
-Tƭnh tҧi bҧn thân bҧn : g
1
(T/m)
-Tƭnh tҧi CLMC : g
2
(T/m)
+Hoҥt tҧi:
Hbb
Haa
'
'
.2
.2
21
21
ChiӅu rӝng làm viӋc cӫa bҧn
b
b
la

l
aa
3
2
;
3
1
t
P/2
'
H
b2
b1
45
b1
a1
a
Po
g1+g2
lb
Cѭӡng ÿӝ phân bӕ cӫa hoҥt tҧi:
1
.
2/
ba
P
P
o

+Mô men tính toán tҥi giӳa nhӏp bҧn:

)
2
(
4
.
).1(
8
) (
1
1
2
2111
b
l
bP
n
l
gngnM
b
o
h
b
tt
o

P
Trong ÿó:
n
h
: hӋ sӕ vѭӧt tҧi cӫa hoҥt tҧi

n
h
=1.4: xe ôtô
n
h
=1.1: xe xích, xe nһng
(1+ȝ): hӋ sӕ xung kích;
(1+ȝ) =1.3: xe ôtô
(1+ȝ) =1 : xe xích, xe nһng
8.3.2.2.Trѭӡng hӧp ÿһt hai bánh xe:
Ta coi hai vùng ÿһt tҧi ÿó sӁ tҥo ra diӋn ÿһt tҧi chung có
chiӅu dài là:
g1+g2
Po
a
a1
45
b1
b2
'H
P/2 P/2
C
b1
C+b1
lb
3
.2
3
.2
.2

1
21
21
bb
ll
aa
Haa
Hbcbc
t
'
' 
+Khi ǻH dày hoһc l
b
lӟn diӋn
ÿһt tҧi cӫa hai trөc bánh xe
cách nhau 1.6m có thӇ trùng
lên nhau (a>1.6m), xác ÿinh a:
3232
1
1
bb
l
d
l
ada t
¸
¹
·
¨
©

§

Cѭӡng ÿӝ phân bӕ cӫa hoҥt tҧi:
).(
1
1
bca
P
P


Mô men tính toán tҥi giӳa nhӏp bҧn:
¸
¹
·
¨
©
§




2
)(
4
).(
).1(
8
) (
111

2
2111
bc
l
bcP
n
l
gngnM
bh
b
tt
o
P
8.3.2.3.Xác ÿӏnh hӋ sӕ ngàm K:
HӋ sӕ ngàm K phө thuӝc vào sѫÿӗ tƭnh hӑc cӫa bҧn và
hӋ sӕ n xác ÿӏnh nhѭ sau:

2
3
.
.001.0
cm
IG
lD
n
x
b

Trong ÿó:


cmkg
hE
D
b
.
)1.(12
.
2
3
X


:Ĉӝ cӭng trө cӫa bҧn
)(.63.0
3
1
4
1
4
cm
a
I
n
i
i
i
x
¦
¸
¸

¹
·
¨
¨
©
§

G
G
:Mô men chӕng xoҳn
cӫa dҫm
:;
ii
a
G
:BӅ rӝng và chiӅu cao cӫa các
tiӃt diӋn hình chӳ nhұt cӫa dҫm.
G = 0.435*E (kg/cm
2
) : Mô ÿun chӕng trѭӧt cӫa vұt liӋu
Sau khi xác ÿӏnh ÿѭӧc n, tra bҧng xác ÿӏnh ÿѭӧc hӋ sӕ
ngàm K theo bҧng 18-trang104 – Sách TK Cҫu BTCT &
Cҫu Thép – N.I.Polivanov
Min Max Min Max Min Max
Taҕ i dâҒ m g iѭѺ a -0.8 0.25 -0.8 0.25 -0.8 0.25
Taҕ i dâҒ m b iên -0.8 -0.65 -0.5
ѪѴ giѭѺ a nhiҕ p -0.25 0.5 -0.25 0.6 -0.25 0.7
Taҕ i dâҒ m -0.8 -0.65 -0.5
ѪѴ giѭѺ a nhiҕ p0.50.60.7
n (cm

2
)
Mo men tiғ nh toaғ n so vѫғ i Mo
<30 30-100 >100
Lo aҕ i baѴ n
Tiêғ t diêҕ n
tiғ nh
toaғ
n
BaѴ n liên tuҕ c
BaѴ n môҕ t nhiҕ p
+Trong tính toán sѫ bӝ có thӇ lҩy hӋ sӕ ngàm K nhѭ sau:
*Tҥi tiӃt diӋn giӳa nhӏp
K = 0.5 : khi h
b
/h
d
1/4;
K = 0.7 : khi h
b
/h
d
>1/4; bҧn kê trên dҫm thép.
*Tҥi tiӃt diӋn gӕi: K = -0.7
8.3.3.Xác ÿӏnh Lӵc cҳt:
Bҧn ÿѭӧc coi nhѭ
dҫm ÿѫn giҧn , ÿӇ xác
ÿӏnh lӵc cҳt ta dùng
ÿѭӡng ҧnh hѭӣng
+Lӵc cҳt tính toán :

ao=a1>=lb/3 a=a1+lb/3>=2lb/3
III
II
I
1
yx1
yx2
x1
x2
ax1
ax2
yx2
yx1
1
1
dah QI
dah QII
xo
lb
45
¦
¸
¸
¹
·
¨
¨
©
§




x
x
h
o
b
tt
h
tt
t
tt
a
y
P
n
x
l
gngn
QQQ
2
).1.(
)
2
).( (
2211
P
8.4.TÍNH NӜI LӴC TRONG BҦN MҺT CҪU THEO SѪ
ĈӖ BҦN KÊ HAI CҤNH CÓ NHӎP LÀM VIӊC SONG
SONG VӞI PHѬѪNG XE CHҤY

8.4.1.Nguyên lý tính toán:
-Trѭӡng hӧp này thѭӡng gһp ӣ kӃt cҩu bҧn mһt cҫu chӍ
kê lên dҫm ngang, nhӏp cӫa loҥi bҧn này thѭӡng khá lӟn
(3-4m)
-BӅ dài tҧi trӑng theo chiӅu dӑc cӫa nhӏp trong trѭӡng
hӧp này tѭѫng ÿӕi nhӓ nên có thӇ xem nhѭ nhӳ
ng lӵ
c
tұp trung khi tính toán
-Nӝi lӵc ÿѭӧc xác ÿӏnh trên 1m chiӅu rӝng bҧn
-Tính nhѭ dҫm ÿѫn giҧn rӗi nhân vӟi hӋ sӕ kӇÿӃn tính
chҩt ngàm cӫa nó (hӋ sӕ ngàm K)
M = K.Mo
8.4.2.Xác ÿӏnh mô men:
+Tҧi trӑng tác dөng:
-Tƭnh tҧi : g
1
(T/m)
-Tƭnh tҧi : g
2
(T/m)
+Hoҥt tҧi:
-ChiӅu rӝng làm viӋc cӫa bҧn
tѭѫng ӭng vӟi mӝt dãy bánh xe
lb
c1
c2
c1
d/4
d

lb/2
lb
g1+g2
xo d
xo
y1
y2
Hæåïng xe chaûy
âah Mx
o
P/2 P/2
b
30:)(5.0
;80:3/2
.2;
3
21
211
Hccb
HKlb
Hbb
l
bb
b
b
d
t
' 
-Theo Winkle M
max

trong dҫm
ÿѫn giҧn do hoҥt tҧi tұp trung gây
ra tҥi TD cách gӕi mӝt ÿoҥn là xo:
42
d
l
x
b
o

d: k/cách hai trөc xe theo phѭѫng dӑc cҫu
(H30: d = 1.6m)
Mô men tính toán lӟn nhҩt trong dҫm ÿѫn giҧn do tƭnh
tҧi và hoҥt tҧi gây ra (hoҥt tҧi H30):
)(
.2
).1.(
2
)(
)(
212211
yy
b
P
n
xlx
gngnM
h
obo
tt

o



P
Trong ÿó:
b
bo
o
b
ob
o
l
lx
xy
l
xl
xy
)3(
.;
)(
.
21




Chú ý:
+Khi hoҥt tҧi là xe ÿһc biӋt HK80 ĺ M
max

tҥi giӳa nhӏp
ĺ sӕ trөc xe xӃp ÿѭӧc lên ÿah khá nhiӅu (có thӇ xӃp
gҫn vào trong gӕi) ĺ bӅ rӝng làm viӋc cӫa bҧn phҧi tính
riêng vӟi tӯng trөc xe.
Mô men lӟn nhҩt tҥi giӳa nhӏp:
¸
¹
·
¨
©
§
 )2.1
2
(.
2
1
.
.2
.2
4
.
.2
.
8
)(
'
2
2211
bb
h

b
tt
o
l
b
P
l
b
P
n
l
gngnM
Trong ÿó:
b,b’ : bӅ rӝng làm viӋc ӭng vӟi vӏ trí xӃp xe lên ÿah (giҧ
thuyӃt nhӏp bҧn chӍ xӃp ÿӕi xӭng ÿѭӧc 3 trөc xe HK80)
+Nhân vӟi K ĺ M trong sѫÿӗlàm viӋc thӵc tӃ cӫa bҧn.
Cách xác ÿӏnh K tѭѫng tӵ nhѭ khi tính bҧn kê hai cҥnh
có nhӏp làm viӋc vuông góc phѭѫng xe chҥy.
8.4.3. Xác ÿӏnh lӵc cҳt:
Bҧn ÿѭӧc coi nhѭ dҫm ÿѫn giҧn , ÿӇ xác ÿӏnh lӵc cҳt ta
dùng ÿѭӡng ҧnh hѭӣng
+Lӵc cҳt tính toán :
45
xo
dah QII
dah QI
1
1
y
x1

yx2
bx2
bx1
x2
x1
yx2
yx1
1
I
II
III
b=b1+lb/3bo=b1>=lb/3
lb
¦
¸
¸
¹
·
¨
¨
©
§



x
x
h
o
b

tt
h
tt
t
tt
b
y
P
n
x
l
gngn
QQQ
2
).1.(
)
2
).( (
2211
P