thiết kế cầu Bà Lớn, chương 11 pptx

Chương 11
TÍNH TOÁN DẦM NGANG
XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG DẦM NGANG :
- Kết cấu nhòp có 6 dầm ngang, các dầm ngang nối 7 dầm chính
lại và có thể coi như sơ đồ dầm ngang liên tục 6 nhòp. Các dầm
ngang ở gần gối tính như dầm liên tục tựa trên gối cứng chỉ chòu
tải trọng trực tiếp truyền lên nó.
- Các dầm ngang nằm giữa khẩu độ dầm chính sẽ chòu hai loại
lực :
+ Một là : Sẽ làm việc như dầm liên tục nhiều nhòp tựa
trên gối cứng chòu tải trọng cục bộ dưới dạng xe H30 xếp gần
nhau hoặc xe bánh xích XB80.
+ Hai là : Do dầm ngang tham gia cùng làm việc với toàn
bộ kết cấu nhòp, có xét cả sự phân bố ngang của tải trọng theo
phương pháp gần đúng.
Do vậy tính toán dầm ngang sẽ lấy nội lực tổng cộng do cả
hai ảnh hưởng đó gây ra.
I./ Nội lực do tải trọng cục bộ gây ra:
Sơ đồ tính
Ta giả thiết các bản được nối cứng. Để tính gần đúng và thiên
về an toàn ta lấy đường ảnh hưởng áp lực dạng gãy khúc. Căn
cứ vào điều kiện tải trọng truyền qua bản bốn cạnh. Khi đó tung
độ đường ảnh hưởng áp lực ở ¼ chiều dài của nó là :
Dầm dọc
H30
XB80
1
l = 6.44m
1
l = 6.44m
l = 1.65m

2
Dầm ngang
1.6m
6m
6T 12T 12T
1.2m 1.2m
1.2m
20T 20T 20T 20T
= 0.0165
= 0.0165
0.511
0.633
0.007
0.633
0.267
0165.0
65.144.6
65.1
5.05.0
33
3
3
2
3
1
3
1






ll
l

Trong đó :
l
1
: Khoảng cách của dầm dọc. l
1
=
1.65m.
l
2
: Khoảng cách của dầm ngang. L
2
=
6.44m
- p lực từ một hàng bánh xe đè lên dầm là:


ii
yPP 5.0
'
0
Với :
P
i
: áp lực trên một trục bánh xe.
y

i
: Tung độ đường ảnh hưởng dưới các tải trọng.
Tính cho H30 :


TP
o
94175110611206801250
'

Tính cho XB80 :


TP
o
332520267063301633050
'

Moment do tải trọng cục bộ
'
r
M sẽ được tính bằng cách xếp
áp lực
'
0
P lên đường ảnh hưởng vẽ như với dầm đơn giản và nhân
kết quả nhận được với các hệ số xét đến sự liên tục của kết cấu.
Moment tính toán trong dầm ngang nhiều nhòp liên tục do
hoạt tải H30 và XB80 gây ra.
- Giá trò môment khi dầm chòu tải trọng cục bộ:

0.4125
0.5
0.5
1
đah M
đah Q
1/2
g
đah Q
0.333
l = 1.65m
2
o
P
'
P
o
2.7m
1.9m
'
XB80
H30
2.7m
1.9m
H30
XB80
o
P
'
'

P
o
2.7m
1.1m
XB80
H30
o
P
'
'
P
o
P
o
'
1.9m
1.9m
1.1m
* Ở giữa nhòp:
0
'
2/1
0
'
2/1
3.0min
7.0max
MnM
MnM
h

h


* Tại các gối giữa :
0
'
0
'
9.0min
2.0max
MnM
MnM
hg
hg


Trong đó : M
0
xác đònh theo đường ảnh hưởng M
1/2
của dầm
giản đơn.

 ).1(
'
00
i
yPM

- Lực cắt:

Q
1/2
= n
h
.1.6.
2/1
0
Q
Q
gối
= n
h
.1.15.
g
Q
0

 ).1(
'
00
i
yPQ

1./ Khi đặt tải trọng ôtô H30


413119417
0
.,.,.
'


h
nTP

 
T Q
T Q
Tm
.
.
.
.
1/2
0
g
0
162550941731
7611333301941731
258441250941731
0






M
- Moment :
* Ở giữa nhòp:
min

max
'
/
'
/
TmM
TmM
788125843041
173425847041
21
21


* Tại các gối giữa :
min
max
'
'
TmM
TmM
g
g
365525849041
192125842041


- Lực cắt: Q’
1/2
= 1.4  1.6  5.162 = 11.563 T.
Q’

gối
= 1.4  1.15  13.761 = 22.155
T.
2./ Khi đặt tải trọng XB80




11113325
0
.,,.
'

h
nTP

T Q
T Q
Tm
.
.
.
.
1/2
0
g
0
9321350332511
863271332511
4931141250332511

0






M
- Moment :
* Ở giữa nhòp:
min
max
'
/
'
/
TmM
TmM
44834931130
04584931170
21
21


* Tại các gối giữa :
min
max
'
'
TmM

TmM
g
g
3441049391190
29924931120


- Lực cắt: Q’
1/2
= 1.15  13.932 = 16.022T.
Q’
gối
= 1.6  27.863 = 44.581 T.
II./ Nội lực do dầm ngang cùng làm việc với kết cấu nhòp gây
ra :
1./Xác đònh hệ số phân bố ngang.
1.1./ Tính hệ số mềm :
dd
n
n
IE
l
p
a
I
I
pIE
d
384
5

6
4
'
3





Trong đó :
l : khẩu độ tính toán của nhòp(l = 33m).
E
d
, E
n
: môđun đàn hồi của dầm dọc và dầm ngang
(lấy E
d
= E
n
).
I
d
: Moment quán tính của dầm chủ.
I
n
: Moment quán tính của dầm ngang.
d : khoảng cách giữa hai dầm chủ.
a : khoảng cách giữa hai dầm ngang(a = 6.44m).
n

d
Il
Iad
4
3
.8.12


* Tính I
d
:
Diện tích tiết diện ngang của dầm dọc chủ( bỏ qua cốt thép)
F = 4180.5 cm
2
Moment tónh đối với trục đi qua mép dưới của tiết diện :
3
mc625.26909225.135.161625.7214641291100S 
Vò trí trọng tâm của tiết diện quy ước
cm369.64
5
.
4180
269092
F
S
Y 
Moment quán tính của tiết diện dối với trục đi qua trọng tâm
tiết diện quy ước là:
42
3

2
3
2
3
d
cm
1007035261
1119
.
51
5
.
1616
12
5
.
26
61
881.71464
12
5
.
91
16
631.641100
12
22
50
I











26.5 91.5
22
50
61
TIẾT DIỆN TÍNH ĐỔI
F = 4180.5 cm
2
* Tính I
n
:
4
3
n
cm1815848
12
12212
I



Sơ bộ bỏ qua cốt thép bố trí trong dầm ta có:

Tính
:
8
4
3
4
3
10.029.1
18158483300
61.100703526441558.12
8.12





n
d
Il
aId


Ta thấy
 = 1.029.10
-8
 0.005
Và tỷ số :
5.0227.0
33
5.7


L
B
Do thoả mãn hai điều kiện trên ta tính hệ số phân bố
ngang theo phương pháp nén lệch tâm là chấp nhận được về độ
chính xác so với thực tếù.
Theo phương pháp này, đường ảnh hưởng áp lực lên dầm
chủ biên sẽ là đường thẳng xiên. Dầm ngoài cùng về phía tải
trọng lệch tâm chòu lực nhiều nhất, dầm ngoài cùng phía đối
diện tức là trái ngược với phía lệch tâm chòu lực ít nhất.
Tung độ đường ảnh hưởng theo phương pháp nén lệch tâm
:
179.0
464.0
)9.96.63.3(2
9.9
7
1
2
1
222
2
2
2





ph

tr
i
tr
ph
y
y
a
a
n
y
1.2./ Hệ số phân bố ngang :
652.0)386.0483.0(
2
1
5.1
 nK
ng
n
4325.0)032.0156.0227.0350.0(5.05.0
30


i
H
n
yK

 250.0)156.0344.0(5.05.0
80
i

XB
n
yK
Trong đó :
y
i
: Là các tung độ đường ảnh hưởng của áp lực R ở
dưới các tải trọng.
 : Diện tích của phần đường ảnh hưởng áp lực gối ở
0.464
-0.179
đah R
1
K
1 2 3 4 3 2 1
K
,
,
,
,
a
3
a
2
1
a
0.3
1.5
7.5m
1.5 0.3

0.55 1.1 1.91.9
0.65
2.7
0.483
0.344
0.227
0.156
0.503
0.250
0.143
0.032
-0.072
-0.218
-0.101
0.386
0.035
0.168
0.356
0.350
H30
XB80
dưới đường bộ hành có đặt tải trọng.
- Tung độ đường ảnh hưởng M”, Q’ được xác đònh theo công
thức sau:
+ Khi tải trọng P = 1 đặt bên trái tiết diện “r”









trái
i
trái
riirr
RQ
xaRxxM
1
5.0
"
"
+ Khi tải trọng P = 1 đặt bên phải tiết diện “r”






trái
i
trái
riir
RQ
xaRM
"
"
5.0
Trong đó :

x và x
r
: Là các toạ độ của lực P = 1, và của mặt cắt
thứ r so với tim cầu .

trái
R
i
: Tổng tất cả các R
i
ở bên trái mặt cắt r.
Ta cần vẽ các đường ảnh hưởng :
Đường ảnh hưởng vẽ cho lực cắt : Q
’
3
, Q
’
3-4.
Đường ảnh hưởng vẽ cho Moment : M
3
, M
3
-
4
.
Moment lớn nhất thường xuất hiện tại khoang dầm ngang
gần giữa cầu.
Khi tính tính theo phương pháp nén lệch tâm đường ảnh
hưởng sẽ có dạng đường thẳng. Vì thế, để vẽ đường ảnh hưởng
M và Q ta chỉ cần xác đònh tung độ tương ứng dưới hai dầm

biên.
Tung độ của các đường ảnh hưởng
Nội
lực
y
1
y
2
y
3
y’
1
y’
2
y’
3
Z
1
Z’
1
R
1
0.46
4
-
0.17
9
R
2
0.35 -

7 0.07
1
R
3
0.24
9
-0.036
M
3
2.12
0
-0.708
M
3
-
4
3.00
3
-0.944
Q

3
0.07
0
-1.070
Q

3-
4
0.07

0
-1.070
2.7m
ẹệễỉNG ANH HệễNG CHO LệẽC CAẫT
S =0.712
0.398
0.602
0.068
0.105
0.139
1.070
0.070
1
S =0.084
1
1.07
0.07
0.139
0.105
0.068
2
S =0.417
0.697
0.303
0.478
1
1
S =0.084
2
2.925

2.925
1.9m
1.9m
2.7m
1.65m1.65m1.65m
K
1 2
3
4
2.10
2.10
S =1.572
S =0.076
0.133
0.098
0.070
1.070
0.074
0.291
0.386
3
0.389
3
S =2.107
0.074
,
ủah Q
3
4
1.070

0.070
0.098
0.133
S =0.076
,
ủah Q
3
4
H30
XB80
3-4
,
ủah Q
1.65m1.65m1.65m
3'
2'
1'
K'
XB80
H30
1.122
1.180
4.125
0.400
1.302
1.483
3.003
0.338
1.412
1.627

1.166
3
21
K
2.120
3.3
1
S = 1.828
1
S = 1.848
ñah M
3-4
0.466
1.064
S = 3.849
1.358
1.183
0.944
0.793
0.367
0.399
0.878
1.9m
2.7m
2.7m
K'
1'2'
3'
4
ñah M

0.708
3
0.284
2
3
S = 1.756
2
S = 3.342
S = 1.359
3
ÑÖÔØNG AÛNH HÖÔÛNG CHO MOMENT
1.65m1.65m 1.65m 1.65m 1.65m 1.65m
XB80
H30
H30
XB80
0.019
1.081
0.768
0.228
1.9m
1.1m
0.5
1.9m1.1m1.9m
0.215
0.920
0.162