ThiÕt kÕ s¬ bé ch-¬ng 1 pasb cÇu btd-l liªn tôc ®óc hÉng
3
ch-¬ng 1
PASB cÇu dÇm hép btd-l liªn tôc ®óc hÉng
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
4
!"! #$%$ &'$() *')+,
! ! "#$"%&'"()*+,"(-*"
!"#$
%
&%&%$'($)*+$,#-".$/01'$23-$
435$#67$
'849:$;<="$)>,$?$"#@7$AB,$#C".$
10.0
-40.90
-4.90
-37.85
-1.85
-28.325
2.675
11.49
13.314
15.615
16.215
Tên cọc
Khoảng cách lẻ (m)
Cao độ tự nhiên (m)
1
2
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
4.32
2.89
1.48
0.36
-1.20
-2.54
-3.46
-4.86
-5.88
-4.92
-7.61
-8.74
-8.00
-8.27
-7.64
-5.29
-3.84
-2.46
0.33
1.29
2.65
4.30
4.92
15.0016.0012.0016.0016.0012.0016.0019.0016.0019.0012.0012.0018.0015.0019.0019.0012.0019.0016.0016.0021.0012.00
24
5.32
15.00
Sét pha bụi cát
màu xám nâu
Cát hạt thô màu
váng xám
Cát hạt trung màu
xám đen
Cát pha bụi sét
màu xám xanh
K hi u đ a ch t
10000
MNCN:4.50
MNTT:1.00
MNTN:-1.40
1200007250045000
L=36 m, N=12 cọc.
Cọc khoan nhồi d=1500mm -28.325
Cọc khoan nhồi d=1000mm
L=31 m, N=8 cọc.
11.49
2.675
1
:
1
.
2
5
8.475
5000
7000
11500
15.615
13.314
-1.85
-4.90
10.0
8.80
3000
3000
11500
7000
5000
3000
3000
A2p4p3p2p1A1
L=31 m, N=8 cọc.
Cọc khoan nhồi d=1000mm
Cọc khoan nhồi d=1500mm
L=36 m, N=8 cọc. L=36 m, N=8 cọc.
Cọc khoan nhồi d=1500mm
Cọc khoan nhồi d=1500mm
L=36 m, N=12 cọc.
368000, R = 3000m
4500072500120000
80000
-37.85
-40.90
65006500
8.475
1
:
1
.
2
5
8.80
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
5
Cầu đXợc bố trí theo sơ đồ: 45 + 72.5 + 120+ 72.5 + 45m.
Chiều dài toàn cầu: L = 368m.
Cầu gồm 4 trụ P1, P2, P3, P4 và 2 mố A1, A2.
Hai nhịp biên dầm hộp đúc trên đà giáo dài 45 m từ mố A1 và từ mố A2.
Trên hai trụ P2, P3 đúc hẫng cân bằng.
ĐXờng cong đứng R = 3000m, L = 239.8m
Độ dốc dọc cầu : 4%.
Độ dốc ngang cầu : 2%.
! !."/0%"(1*"2)-+"%&3+"
Cầu đXợc thi công theo phXơng pháp đúc hẫng cầu bằng đối xứng.
Dầm tiết diện hình hộp có chiều cao tại gối 6.0m, tại giữa nhịp và phần nhịp biên có
chiều cao 2.5m. Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol bậc 2 đảm bảo yêu
cầu chịu lực và mỹ quan.
Mặt cắt ngang cầu dạng hình hộp, thành xiên, phần cánh hẫng của hộp 4m, sXờn
dầm có chiều dầy 45 cm, bản nắp hộp không thay đổi dầy 30cm, bản đáy hộp thay
đổi từ 80 cm tại gối đến 30 cm tại giữa nhịp.
!"#$%&%&D$E$FG)$,H)$".I".$JK)$,L-"#@7$
Vật liệu dùng cho kết cấu:
ỹ Bê tông loại B (40 Mpa).
ỹ Cốt thép cXờng độ cao lấy theo Tiêu chuẩn ASTM A416M grade 270.
4300
6000
2500
4
5
0
300
800
R 400
R 200
2500452
600
R 200
4
5
0
4592
R 400
600
4138 2300
250
300
225
900
R 200
R 400
R 200
R 400
320413845225002300
300
19100
1500400 400400 4001500
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
6
ỹ Thép thXờng lấy theo ASTM A706M.
! !4"/0%"(1*"2)5+"6789"
! !4! ":$"(-*"
Dùng mố chữ U bê tông cốt thép đặt trên móng cọc khoan nhồi đXờng kính cọc 1m,
chiều dài cọc 31m.
! !4!.";&<"(-*"
Dùng trụ thân đặc BTCT thXờng đổ tại chỗ đặt trên móng cọc khoan nhồi đXờng kính
cọc 1.5m, chiều dài cọc 36m.
!"- ./+' &01+ 2'34+, 1+ 54 67
Nội dung tính toán gồm:
ỹ Tính toán kết cấu nhịp trong giai đoạn khai thác
ỹ Tính duyệt hai mặt cắt trên trụ và giữa nhịp
ỹ Tính toán 1 trụ, 1 mố sơ bộ tính toán số cọc.
!.! ";'+)"%=>+"?0%"(1*"+)@2"
!.! ! "A)9B"C$%"C-D"
Công tác chia đốt dầm tuỳ thuộc vào năng lực thi công của xe đúc. Ta chia đốt nhX
sau:
!"#$%&D&%$M$1N$AO$,#<I$A()$P35&$
Đốt trên đỉnh trụ K0 dài 12m.
Các đốt K1 K9 dài 3m.
Các đốt K10 K13 dài 3.5m.
Các đốt K14 K16 dài 4m.
K17
p3
59000 (Đúc hẫng cân bằng)
ĐXờng tim kết cấu nhịp
2000
Đoạn hợp long
4 @ 3500 = 14000 9 @ 3000 = 27000 12000
6000 6000
K0K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
K9
K10
K11
K12
K13
K14
K15
K16
3 @ 4000 = 12000
1000
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
7
!.! !."E>("C@+)"()9F*"(B="6-D"%G9"(>("DH%"(I%""
Giả thiết đáy dầm có cao độ thay đổi theo quy luật parabol bậc 2.
$
$
$
!"#$%&D&%&DI$E$1N$AO$QR,$A@"#$7#SN".$)*!"#$)#IT$AU<$P35$
PhXơng trình Parabol bậc 2 có dạng: y=ax
2
+ bx + c
Tại điểm A1, x=0, y = 6 ta có
0 = c => c = 6
Tại điểm A2, x = 57.5, y = 2.5 ta có
+ì=
+ì+ì=
ba
ba
5.5720
65.575.575.2
2
Giải hệ phXơng trình trên ta tìm đXợc các hệ số :
a = 0.0010586
b = -0.12174
Vậy đXờng cong Parabol biểu diễn cao độ đáy dầm có phXơng trình:
y = 0.0010586x2 - 0.12174x + 6
TXơng tự nhX vậy, phXơng trình biểu diễn cao độ mép trên của bản đáy có dạng: y =
a1x
2
+ b1x + c1.
Tại điểm B1, x=0, y = 5.2 ta có
0 = c1 => c1 = 5.2
Tại điểm B2, x = 57.5, y = 2.2 ta có
+ì=
+ì+ì=
ba
ba
5.5720
2.55.575.572.2
2
6
60
5.2
1.5
2.5
57.5
1
A1 (0, 6)
Y
x
A2 (57.5, 2.5)
B2 (57.5, 2.2)
B1 (0, 5.2)
2.2
o
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
8
Giải hệ phXơng trình trên ta tìm đXợc các hệ số :
a = 0.0009073
b = -0.10435
Vậy đXờng cong Parabol biểu diễn cao độ đáy dầm có phXơng trình:
y = 0.0009073x2 - 0.10435x + 5.2
Ta xác định đXợc chiều cao dầm tại các mặt cắt nhX sau:
!"#$%&D&%&DV$M$W@$)*+$,R,$5G)$,H)$$
$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$'X".$%&D&%&D$M$2#<Y-$,IZ$P35$)[<$,R,$5G)$,H)$
Mặt cắt
Khoảng cách lẻ
(m)
Khoảng cách tới
tim khối K0 (m)
Chiều cao
dầm (m)
Chiều dày
bản đáy (m)
S0 0 0 6 0.8
S1 6 6 5.474 0.725
S2 3 9 5.146 0.678
S3 3 12 4.838 0.634
S4 3 15 4.549 0.593
S5 3 18 4.279 0.554
S6 3 21 4.029 0.518
S7 3 24 3.797 0.485
S8 3 27 3.584 0.455
S9 3 30 3.390 0.427
S10 3 33 3.216 0.402
S11 3.5 36.5 3.036 0.377
S12 3.5 40 2.882 0.355
S13 3.5 43.5 2.754 0.337
S14 3.5 47 2.652 0.322
S15 4 51 2.568 0.310
S16 4 55 2.517 0.303
K16
K15
K14
K13
K12
K11
K10
K9
K8
K7
K6
K5
K4
K3
K2
K1K0
K17
S16
s15
s14
s13
s12
s11
s10
s9
s8
s7
s6
s5
s4
s3
s2
s1
S0
S17
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
9
S17 4 59 2.500 0.300
!.! !4";'+)"%=>+"CH("%&7+,")J+)")K("%90%"69L+"
Mặt cắt đặc trXng kết cấu nhịp có các kích thXớc nhX sau:
Các kích thXớc thay đổi phụ thuộc vào vị trí mặt cắt bao gồm: chiều cao dầm, chiều
rộng và chiều cao bản đáy.
Các đặc trXng hình học của tiết diện đXợc tính bằng AutoCAD.
'X".$%&D&%&\$M$]G,$)*S".$#!"#$#^,$,R,$5G)$,H)$
Mặt
cắt
Chiều
cao
dầm
(m)
Chiều
dày
bản
đáy
(m)
Chiều
rộng
bản
đáy
(m)
Diện
tích
(m
2
)
Vị trí
trục
trung
hoà
(m)
Mô
men
quán
tính
Jx
(m
4
)
S0 6.000
0.800
8.600
19.93
2.897
113.8455
S1 5.474
0.725
8.688
18.787
2.581
89.5563
S2 5.146
0.678
8.742
18.067
2.386
79.1197
S3 4.838
0.634
8.794
17.387
2.204
64.6663
S4 4.549
0.593
8.842
16.748
2.036
54.918
S5 4.279
0.554
8.887
16.141
1.88
46.6326
S6 4.029
0.518
8.929
15.578
1.738
39.6684
S7 3.797
0.485
8.967
15.056
1.608
33.8029
S8 3.584
0.455
9.003
14.572
1.489
28.831
S9 3.390
0.427
9.035
14.134
1.384
24.826
S10 3.216
0.402
9.064
13.735
1.291
21.4774
S11 3.036
0.377
9.094
13.329
1.196
18.3274
S12 2.882
0.355
9.120
12.975
1.117
15.8569
S13 2.754
0.337
9.141
12.683
1.052
13.9684
S14 2.652
0.322
9.158
12.444
1
12.5565
S15 2.568
0.310
9.172
12.249
0.958
11.4655
4
5
0
300
800
R 400
R 200
2500452
600
R 200
4
5
0
2500
4592
R 400
600
4138 2300
6000
250
300
225
900
R 200
R 400
R 200
R 400
320413845225002300
5250 4300 4586
4964
300
19100
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
10
S16 2.517
0.303
9.181
12.134
0.934
10.8356
S17 2.500
0.300
9.183
12.09
0.925
10.6221
(Vị trí mặt cắt xem hình 1.2.1.2b)
!.! !M";N9"%&K+,"OP"%Q")R2"%N9"%&K+,"
Các loại tải trọng và hệ số tải trọng
;N9"%&K+,"SN+"%)5+"(TB"(>("SU"2)V+"?0%"(1*"OP"%)90%"S@"2)<"2)9"?0%"(1*"WXAY"
Trong trXờng hợp này, DC là tải trọng bản thân các đốt dầm. Để đơn giản trong tính
toán, ta giả thiết trong mỗi đoạn chiều cao dầm thay đổi tuyến tính. Khi tính ta coi nhX
trọng lXợng dầm trong một đốt phân bố đều và có giá trị theo tiết diện giữa đốt (Lấy
giá trị trung bình của 2 mặt cắt 2 bên).
Trọng lXợng các khối tính theo công thức:
P
i
= V
i
ì
= S
i
ì
ì
i
l
Trong đó: V
i
= thể tích khối thứ i.
l
i
= Chiều dài khối thứ i
= Trọng lXợng riêng của bê tông,
= 24.525 kN/m
3
.
S = Diện tích mặt cắt ngang của khối.
Tĩnh tải rải đều của các khối tính theo công thức
DC = =
i
i
l
P
S
ì
'X".$%&D&%&_&%$M$8`"#$)X<$*X<$AY-$,aI$,R,$J#(<$
Khối
Chiều dài (m) Diện tích (m
2
) DC (kN/m)
K0 6
19.359
474.770
K1 3
18.427
451.923
K2 3
17.727
434.752
K3 3
17.067
418.574
K4 3
16.444
403.299
K5 3
15.860
388.958
K6 3
15.317
375.649
K7 3
14.814
363.317
K8 3
14.353
352.005
K9 3
13.934
341.742
K10
4
13.532
331.876
K11
4
13.152
322.553
K12
4
12.829
314.628
ThiÕt kÕ s¬ bé ch-¬ng 1 pasb cÇu btd-l liªn tôc ®óc hÉng
11
K13
4
12.563
308.111
K14
4
12.347
302.799
K15
4
12.192
298.997
K16
4
12.112
297.038
;N9"%&K+,"SN+"%)5+"(TB"Z82"2)T"DH%"OP"(>("%9L+"'()"([+,"(U+,"WX\Y"
;&K+,"Z7R+,"ZB+"(B+""
!"#$%&D&%&_I$M$b+,#$)#Sc,$;I"$,I"$
TÜnh t¶i r¶i ®Òu cña lan can DW
lc
= 2x(0.083532x24.525 + 0.75) = 2x2.8 = 5.6 kN/m
;&K+,"Z7R+,",]"()I+"S>+)
400
200
174 370
400
200
455
944
1250
600
200
400
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
12
Tĩnh tải rải đều của gờ chắn bánh DW
gc
= 2x(0.260x24.525 + 0.3) = 2x6.6765 =
13.353 kN/m.
;&K+,"Z7R+,"Z82"2)T"DH%"(-*"
Mặt cầu gồm các lớp sau đây (theo thứ tự từ trên xuống dXới):
ỹ Lớp bê tông Asphalt dày 5cm. DW
AC
= 0.05 x 14.5 x 2.3 x 9.81 = 16.36 kN/m
ỹ Lớp bê tông xi măng bảo hộ dày 3cm. DW
CC
= 0.03 x 14.5 x 2.4 x 9.81 = 10.24
kN/m
ỹ Lớp phòng nXớc dày 1cm. DW
WP
= 0.01 x 14.5 x 1.5 x 9.81 = 2.13 kN/m
ỹ Lớp tạo mui luyện. Chiều rộng vuốt mui luyện T = 1/3 chiều rộng mặt đXờng xe
chạy. Bán kính mui luyên R =
n
i
B
3
=
02
.
0
3/5.14
= 241.67m. Chiều dày trung bình
5.85cm. DW
CF
= 0.0585 x 14.5 x 2.4 x 9.81 = 19.97 kN/m
Tổng tải trọng do các lớp phủ mặt cầu gây ra
DW
lp
= 16.36 + 10.24 + 2.13 + 19.97 = 48.7 kN/m
;Q+,"%N9"%&K+,"6="X\",5^"&B"
DW = 5.6 + 13.353 + 48.7 = 67.653 kN/m
;N9"%&K+,"%)9"([+,"(Theo 5.14.2.3.2 TCN-272-01)
Hoạt tải thi công phân bố đXợc lấy bằng tải trọng rải đều CLL = 0.48 x 19.1 = 9.168
kN/m cho một bên cánh hẫng và bằng 0.24 x 19.1 = 4.584 kN/m cho bên kia.
Thiết bị thi công chuyên dùng chọn loại xe đúc có CE = 800kN đặt cách mép khối
0.5m.
_=G%"%N9"(Theo 3.6 TCN-272-01)
Hoạt tải thiết kế gồm có: HL-93, xe hai trục (Tandem), tải trọng làn và ngXời đi bộ lấy
theo quy trình 22TCN-272-01. Tuỳ thuộc vào dạng đXờng ảnh hXởng mà lựa chọn
giữa HL93 và xe hai trục để xếp tải sao cho bất lợi nhất.
A>(")L"`$"%N9"%&K+, (Theo 3.4.1 TCN-272-01)
ỹ Hệ số điều chỉnh tải trọng
i
=1
ỹ Hệ số tải trọng
i
: tuỳ thộc vào tổ hợp tải trọng ta sẽ có các hệ số
i
khác nhau.
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
13
ỹ Hệ số xung kích: (Điều 3.6.2.1)
1+IM/100 = 1+75/100=1.75 (áp dụng cho tính bản mặt cầu).
1+IM/100 = 1+25/100=1.25 (áp dụng cho các cấu kiện còn lại).
Lực xung kích không áp dụng cho tải trọng bộ hành hoặc tải trọng làn thiết kế.
ỹ Hệ số làn M: khi trên cầu xếp bốn làn xe thì lấy M = 0.65, các trXờng hợp khác
tuân theo điều 3.6.1.1.2.
;Q")R2"%N9"%&K+,"
Quy trình 22TCN:272-01 xét 6 tổ hợp tải trọng, mỗi tổ hợp xét đến các tải trọng với hệ
số khác nhau theo các trạng thái giới hạn khác nhau, và yêu cầu kiểm toán cụ thể đối
với từng tổ hợp tải trọng.Trong phạm vi tính duyệt kết cấu nhịp của đồ án này chỉ xét
tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn cXờng độ I và trạng thái giới hạn sử dụng.
;Q")R2"%N9"%&K+,"%)a="%&G+,"%)>9",989")G+"(7]+,"CU"b"
Q
u
= (
P
Q
DC
+
P
Q
DW
+1.75Q
LL+IM
+ 1.75Q
L+P
)
Trong đó:
= Hệ số điều chỉnh tải trọng, = 1
P
= Hệ số tải trọng dùng cho tải trọng thXờng xuyên.
Với DC,
Pmax
= 1.25,
Pmin
= 0.90
Với DW,
Pmax
= 1.5,
Pmin
= 0.65
Q
u
= Nội lực lớn nhất (nội lực tính toán) sinh ra dXới tác dụng của tải trọng
đã xét đến các hệ số tải trọng dùng trong trạng thái giới hạn cXờng độ I.
Q
DC
= Nội lực lớn nhất (nội lực tính toán) sinh ra dXới tác dụng của DC.
Q
DW
= Nội lực lớn nhất (nội lực tính toán) sinh ra dXới tác dụng của DW.
Q
LL+IM
=Nội lực lớn nhất (nội lực tính toán) sinh ra dXới tác dụng của HL-93 hoặc
xe hai trục có xét tới hệ số làn và lực xung kích.
Q
L+P
= Nội lực lớn nhất (nội lực tính toán) sinh ra dXới tác dụng của tải trọng làn
và tải trọng ngXời đi có xét tới hệ số làn và không xét lực xung kích. Hệ
số làn của tải trọng làn lấy theo hệ số làn khi xếp HL-93 hoặc xe hai
trục. Hệ số làn của tải trọng ngXời đi khi xếp một làn lấy bằng 1.2, khi
xếp hai làn lấy bằng 1.
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
14
;Q")R2"%N9"%&K+,"%)a="%&G+,"%)>9",989")G+"`c"6<+,"
Q
u
= Q
DC
+ Q
DW
+ Q
LL+IM
+ Q
L+P
Trong đó:
Q
u
= Nội lực lớn nhất (nội lực tính toán) sinh ra dXới tác dụng của tải trọng
đã xét đến các hệ số tải trọng dùng trong trạng thái giới hạn sử dụng.
Q
DC
= Nội lực lớn nhất (nội lực tính toán) sinh ra dXới tác dụng của DC.
Q
DW
= Nội lực lớn nhất (nội lực tính toán) sinh ra dXới tác dụng của DW.
Q
LL+IM
=Nội lực lớn nhất (nội lực tính toán) sinh ra dXới tác dụng của HL-93 hoặc
xe hai trục có xét tới hệ số làn và lực xung kích.
Q
L+P
= Nội lực lớn nhất (nội lực tính toán) sinh ra dXới tác dụng của tải trọng làn và tải
trọng ngXời đi có xét tới hệ số làn và không xét lực xung kích. Hệ số làn của tải trọng
làn lấy theo hệ số làn khi xếp HL-93 hoặc xe hai trục. Hệ số làn của tải trọng ngXời đi
khi xếp một làn lấy bằng 1.2, khi xếp hai làn lấy bằng 1.
!.! !d";'+)"%=>+"+U9"Ze(
Do đặc điểm của công nghệ thi công hẫng, sơ đồ kết cấu bị thay đổi liên tục qua các
giai đoạn thi công. Căn cứ vào trình tự thi công và sơ đồ kết cấu ta chia ra các giai
đoạn tính toán nhX sau:
ỹ Giai đoạn thi công hẫng từ hai trụ P2 và P3;
ỹ Hợp long nhịp biên A1-P1 và P4-A2;
ỹ Hợp long nhịp giữa P2-P3;
ỹ Hoàn thiện cầu, tháo xe đúc, ván khuôn, các loại thiết bị thi công;
ỹ Giai đoạn khai thác.
Tiến hành tính toán nội lực tại các mặt cắt dXới tác dụng của tải trọng trong từng giai
đoạn. Để từ đó tính ra số bó cốt thép DƯL cần thiết tại mỗi mặt cắt để đảm bảo cho
kết cấu đXợc an toàn trong suốt quá trình thi công cũng nhX khai thác. Số bó cốt thép
phải đảm bảo có ít nhất trên mỗi mặt cắt đXợc neo một bó.
Trong phạm vi tính toán sơ bộ, ta chỉ xác định nội lực trong giai đoạn cuối cùng. Kết
quả nội lực tổng hợp nhX sau:
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
15
'<d-$AO$VIZ$Fe5f"$)U".$#g7$)h$)L)$,X$,R,$.<I<$AZ["&$
'<d-$AO$VIZ$:i,$,H)$)U".$#g7$)h$)L)$,X$,R,$.<I<$AZ["&$
'X".$%&D&%&?$M$j<R$)*@$"6<$;i,$)U".$#g7$)h$)L)$,X$,R,$.<I<$AZ["&$
Mặt
cắt
Mô tả
Khoảng
cách
lẻ
(m)
Khoảng
cách
cộng
dồn
(m)
M
max
(kN.m)
V
max
(kN)
M
min
(kN.m)
V
min
(kN)
1 Mố A1 0
0
0.000
-9894.336
0.000
-11746.372
2
Giữa nhịp
biên
22.5
22.5
54596.114
2840.050
50939.524
1027.213
3 Trụ P1 22.5
45
-84238.303
15574.437
-91551.484
13800.799
4
Đầu đốt
hợp long
biên
11.5
56.5
-16736.887
-1617.562
-30578.881
-3450.514
5
Cuối đốt
hợp long
biên
2
58.5
-10754.882
-1057.223
-27404.096
-2832.203
6 4
62.5
-7200.803
1605.887
-28921.939
-92.039
7 4
66.5
-13491.343
3843.305
-39452.845
2157.778
8 4
70.5
-29090.485
6109.236
-58554.423
4425.876
9 3.5
74
-50481.130
8117.436
-82370.791
6432.702
10 3.5
77.5
-79206.645
10153.421
-112909.425
8466.710
11 3.5
81
-115358.939
12222.974
-150280.896
10533.693
12 3.5
84.5
-158886.076
14331.836
-194617.259
12639.355
13 3
87.5
-202270.771
16174.946
-238275.650
14479.272
14 3
90.5
-251388.109
18055.001
-287272.268
16355.636
15 3
93.5
-306332.759
19975.635
-341728.473
18272.146
16 3
96.5
-367214.179
21940.439
-401777.262
20232.394
17 3
99.5
-434148.789
23952.855
-467562.866
22239.807
18 3
102.5
-123936.497
26016.516
-155915.819
24298.046
19 3
105.5
-586686.138
28134.692
-616977.699
26410.355
20 3
108.5
-672560.101
30310.534
-700950.442
28575.906
21 3
111.5
-764950.374
32547.647
-791346.636
30801.554
22 Trụ P2 6
117.5
-965766.324
37183.864
-992213.187
35342.346
23 6
123.5
-755531.706
17168.517
-775547.835
15303.921
24 3
126.5
-658183.796
15883.679
-677498.320
14054.362
25 3
129.5
-567041.835
14665.682
-586013.442
12871.573
26 3
132.5
-482100.067
13531.233
-500917.914
11751.763
27 3
135.5
-403263.050
12463.070
-423788.008
10691.392
28 3
138.5
-330389.498
11453.284
-352949.936
9686.805
29 3
141.5
-263348.090
10496.816
-287848.679
8733.978
1370.927 kN
37183.864 kN
-9840.997 kN
15574.437 kN
-10575.576 kN
-11746.372 kN
-10575.576 kN
37183.864 kN
15574.437 kN
-11746.372 kN-9840.997 kN
-992213.187 kNm
-91551.484 kNm
119399.569 kNm
-992213.187 kNm
-91551.484 kNm
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
16
30 3
144.5
-202016.964
9588.581
-228340.005
7829.104
31 3
147.5
-146281.509
8724.602
-174290.920
6968.206
32 3
150.5
-96045.667
7900.791
-125580.061
6147.138
33 3.5
154
-44253.892
6984.756
-75349.151
5233.968
34 3.5
157.5
313.656
6111.369
-32083.134
4363.028
35 3.5
161
37768.937
5274.234
4350.045
3527.956
36 3.5
164.5
68200.395
4466.951
34060.960
2722.326
37 4
168.5
94485.136
3572.218
59899.161
1829.049
38 4
172.5
111839.268
2697.600
77166.691
955.348
39
Đầu đốt
hợp long
giữa
4
176.5
119832.291
833.495
85421.159
-908.392
40 Tim cầu 1
177.5
119399.569
1370.927
85090.733
-370.927
"
!.! !f"#$"%&'"`g"SU"($%"%)h2"Xij"
Cốt thép dự ứng lực trong đXợc phân thành các nhóm tXớng ứng với các giai đoạn thi
công đúc hẫng cũng nhX đặc điểm chịu lực chính nhX sau:
ỹ Cốt thép dự ứng lực nhóm A. Nhóm này bao gồm các cốt thép dự ứng lực đXợc
đặt để chịu mômen âm xuất hiện trong suốt quá trình đúc hẫng cân bằng cũng
nhX trong giai đoạn khai thác sau này. Việc bố trí các cốt thép này đXợc thực
hiện ngay trong quá trình thi công hẫng.
ỹ Cốt thép dự ứng lực nhóm B. Nhóm này bao gồm các cốt thép dự ứng lực đXợc
căng dần từng bó trong lúc hợp long và sau lúc hợp long. Nhóm này lại đXợc
chia thành hai nhóm.
Nhóm B1, nằm ở khu vực bản đáy hộp, có chức năng chịu mômen dXơng.
Nhóm B2, nằm ở khu vực bản nắp hộp, có thể là phần kéo dài của các cáp
thuộc nhóm A, chức năng chủ yếu là chịu mômen âm.
Việc tính toán bố trí cốt thép dự ứng lực phảI đXợc tiến hành độc lập cho từng loại cốt
thép với yêu cầu là luôn đảm bảo cho kết cấu làm việc an toàn trong mọi giai đoạn từ
giai đoạn thi công cho đến khi đXa vào sử dụng.
Cốt thép dự ứng lực nhóm A đXợc bố trí nhX sau:
579111315171921232527293133 571311915173331292725232119
632302826242220181614121088101214161820222426283032644
tLn 1:200
2W162E16
40004000
2E152E142E132E122E112E102E96E82E72E62E52E43E32E22E12P2W12W22W32W42W52W62W72W82W92W102W112W122W132W142W15
20
18,32
16,30
14,28
12,26
10,24
8,22
6
4
2
21
19,33
17,31
15,29
13,27
11,25
9,23
7
5
1
3
3000300030003000300030003000300030003500350035003500 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3500 3500 3500 350012000 4000 400040004000 3000
p2
2e15
2e14
2e13
2e12
2e11
2e10
2e9
2e8
2e7
2e6
2e5
2e4
2e
2e2
2E12P2w12w22w32w42w52w62w72w82w92w102w112w122w132w142w152w16
2e16
30
31
32
31
1
3
4
4
3
6
5
8
7
10
9
12
11
14
13
16
15
18
17
20
19
22
21
24
23
26
25
28
27
30
29
33
6
5
7
9
8
11
10
13
12
15
14
17
16
19
18
21
20
23
22
25
24
27
26
29
28
33
32
2
1
2
tL 1:200
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
17
Tổng số bó: 66 bó
ỹ Loại bó cáp: 13-T15.2
ỹ Diện tích một tao: 140 mm
2
ỹ Diện tích một bó: 1820 mm
2
Cốt thép dự ứng lực nhóm B1 đXợc bố trí nhX sau:
$
!"#$%&D&%&kV$E$'($)*+$,()$)#l7$Pi$m".$;i,$"#n5$'%$
Tổng số bó: 12 bó
ỹ Loại bó cáp: 19-T15
ỹ Diện tích một tao: 140 mm
2
ỹ Diện tích một bó: 2660 mm
2
!.! !k"/9lD"%=>+"`m("?)>+,"*$+""
Sức kháng uốn tính toán
Theo điều 5.7.3.2.1 22TCN-272-01 Sức kháng uốn tính toán đXợc lấy nhX sau
M
r
=
M
n
Trong đó
M
n
= Sức kháng uốn danh định
= Hệ số sức kháng quy định ở điều 5.5.4.2,
= 1
Vậy M
r
= M
n
.
Theo 5.7.3.2.2 22TCN-272-01, sức kháng uốn danh định của mặt cắt chữ T đXợc tính
nhX sau:
404142373839
p2
2W1
2W2
2W3
2W4
2W5
2W6
2W7
2W8
2W9
2W10
2W11
2W12
2W13
2W14
2W15
2W16
tL 1:200
tL 1:200
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
18
M
n
= A
ps
f
ps
(d
P
-
2
a
) (N.mm)
Trong đó:
A
ps
= Diện tích thép dự ứng lực (mm
2
)
f
ps
= ng suất trung bình trong cốt thép dự ứng lực ở sức kháng uốn danh định.
Đối với thép dự ứng lực không dính bám
py
e
p
pps
f
cd
6300ff
e
+=
py
e
p
pps
f
cd
6300ff
e
+=
(5.7.3.1.2-1)
với
+
=
s
i
e
N2
2
(5.7.3.1.2-2)
Đối với mặt cắt hình T:
w1c
fwc1csyspsps
bf0,85
)hb(bf0,85fA'fAfA
c
+
=
(5.7.3.1.2-3)
trong đó :
c = khoảng cách tính từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà với giả
thiết là thép dự ứng lực của bó tao thép đã bị chảy dẻo đXợc cho trong
phXơng trình (mm).
e
= chiều dài bó tao thép hữu hiệu (mm)
i
= chiều dài bó tao thép giữa các neo (mm)
N
s
= số lXợng các gối khớp mà các bó thép đi qua nằm giữa các neo hay
các điểm có dính bám riêng biệt
f
py
= sức kháng chảy dẻo của thép dự ứng lực(MPa)
f
pe
= ứng suất hữu hiệu trong thép dự ứng lực ở mặt cắt đang xét sau khi đã
tính mọi mất mát (MPa).
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
19
b = chiều rộng của bản cánh chịu nén (mm)
b
w
= chiều rộng của bản bụng (mm)
h
f
= chiều dày bản cánh chịu nén (mm)
d
p
= khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm các bó thép dự ứng
lực (mm)
c = khoảng cách từ trục trung hoà đến mặt chịu nén (mm)
1
= hệ số quy đổi hình khối ứng suất,
1
= 0.75.
Cốt thép dự ứng lực cần phải đảm bảo khả năng chịu lực của của mặt cắt trong cả
giai đoạn thi công và giai đoạn khai thác. Kết quả tính toán nhX sau:
b<d5$)ZR"$om,$J#R".$-("$)[<$,R,$5G)$,H)$)*="$)*>$pq$.<rI$"#@7$
Mặt
cắt
Số bó
Loại
A
ps
d
p
a f
ps
M
r
M
u
Kết quả
22
66 13T
120120
5835
690.4
1674
-1103896
-992213
Đạt
40
12
19T
31920
2335
82.35
1674
122565 119400
Đạt
"
!.!.";'+)"%=>+"%&<"(-*"
!.!.! "A>("?'()"%)78("(g"SN+"
!"#%&D&D$M$b+,#$)#Sc,$,N$VX"$,aI$)*>$,3-$
!.!.!.";N9"%&K+,"
;n+)"%N9"
-4.90
8.80
4500
MNTN:-1.40
16000
1250 4500
13700
107003000
4500 1250
L=35 m, N=12 cọc.
Cọc khoan nhồi d=1500mm
-1.90
-39.9
9000
11500
45004500 1250
3000
1250
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
20
X="%&K+,"Z7R+,"SN+"%)5+"(TB"(>("SU"2)V+"?0%"(1*"OP"%)90%"S@"2)<"2)9"?0%"(1*"
WXAY"
Do kết cấu phần trên
DC do kết cấu phần trên gây ra chính là tải trọng của các đốt đúc truyền xuống ngay
trong quá trình thi công hẫng. Kết quả tính nhX sau:
'X".$%&D&D&DI$E$8`"#$)X<$VX"$)#s"$,R,$A()$
Khối
Chiều dài
(m)
P
(kN)
K0 6 2849
K1 3 1356
K2 3 1304
K3 3 1256
K4 3 1210
K5 3 1167
K6 3 1127
K7 3 1090
K8 3 1056
K9 3 1025
K10
4 1162
K11
4 1129
K12
4 1101
K13
4 1078
K14
4 1211
K15
4 1196
K16
4 1188
Tổng
59 21505
Vậy P
DCdầm
= 2*21505 = 43010 kN
Do kết cấu phần dXới
STT
Tên kết cấu
Thể tích
(m3)
Trọng lXợng
(KN)
1 Bệ móng 552.00
13537
2 Thân trụ 268.20
6577
3 Đá kê gối 3.84 90.41
Tổng
20206
Tổng DC do kết cấu phần trên và kết cấu phần dXới
P
DC
= 43010 + 20206 = 63216 kN
X="%N9"%&K+,"SN+"%)5+"(TB"Z82"2)T"DH%"OP"(>("%9L+"'()"([+,"(U+,"WX\Y"
DW tác dụng váo kết cấu khi kết cấu đã làm việc theo sơ đồ dầm liên tục 5 nhịp. Do
đó để tính DW, sử dụng SAP2000 lấy ra giá trị phản lực gối tại vị trí trụ P2 khi kết cấu
chịu tải trọng DW.
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
21
!"#$%&D&D&D$M$/#X"$;i,$.(<$PZ$4t$
P
DW
= 7336.26 kN.
_=G%"%N9"
Lấy 90% phản lực gối lớn nhất khi xếp 2 xe cách nhau 15m. Sử dụng xe tải thiết kế
và xe hai trục, lấy giá trị lớn hơn trong hai giá trị này, kết hợp với tải trọng làn, có xét
số làn xe và hệ số làn xe.
/#X"$;i,$.(<$PZ$#Z[)$)X<$)#fZ$7#SN".$P^,$,3-$
P
xe tải
(kN)
P
xe hai trục
(kN)
P
làn
(kN)
P
hoạt tải
(kN)
1675.96
1151.67
2622.07
3868.2
;N9"%&K+,"SU")P+)"
Phản lực lớn nhất do tải trọng bộ hành P
ngXời
= 2*487.98 = 975.96
Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng tại đáy bệ P = 98501.3kN
!.!.!4";'+)"%=>+"`g"SU"`$"(K("
om("()@*"%N9"(TB"(K("
Các thông số kỹ thuật của cọc:
ĐXờng kính cọc D = 1.5m
Diện tích tiết diện cọc A
s
= 3.14*1.5
2
/4 = 1.766 m
2
Chiều dài cọc L = 36m
Chiều dài cọc chôn trong đất: L
1
= 36 1.5 = 34.5m
Chi vi cọc P = 3.14*1.5 = 4.71m
Sức chịu tải của cọc đXợc tính theo công thức sau: (10.7.3.2-2 22TCN-272-01 )
Q
R
=
pq
Q
P
+
qs
Q
S
với:"
Q
p
= q
p
A
p
(10.7.3.2-3)
Q
s
= q
s
A
s
(10.7.3.2-4)
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
22
trong đó:
Q
p
= sức kháng mũi cọc (N)
Q
s
= sức kháng thân cọc (N)
q
p
= sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)
q
s
= sức kháng đơn vị thân cọc (MPa)
A
s
= diện tích bề mặt thân cọc (mm
2
)
A
p
= diện tích mũi cọc (mm
2
)
qp
= hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định cho trong Bảng 10.5.5-3
dùng cho các phXơng pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi
cọc và sức kháng thân cọc.$Đối với đất sét
qp
= 0.55.
qs
= hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc cho trong Bảng 10.5.5-3 dùng
cho các phXơng pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức
kháng thân cọc. Đối với đất sét
qs
= 0.65, Đối với đất cát
qs
= 0.55.
Khí tính sức kháng thành bên bỏ qua 1.5m chiều dài cọc tính từ mặt đất trở xuống và
1D tính từ chân cọc trở lên.
'X".$%&D&D&\$M$$1m,$,#@-$)X<$,aI$,^,$)#fZ$5I$oR)$)#q"#$V="
Số
lớp
đất
Chiều
dày
thực
(m)
Chiều
dày
tính
toán
(m)
Loại
đất
N S
u
q
s
(dính)
(Mpa)
q
s
(rời)
(Mpa)
Q
s
(kN)
Lớp 1
6 4.5 Rời 12 0.03 286.13
Lớp2
7.5 7.5 Rời 23.5
0.05875
933.90
Lớp 3
9 9 Rời 35 0.0875
1669.11
Lớp 4
12 9.5 Dính
50 0.6
0.35
0.21 6750.61
Tổng
34.5 9639.75
Sức chịu tải tại đơn vị tại mũi cọc đXợc xác định nhX sau:
q
p
= N
c
S
u
4 (10.8.3.3.2-1)
ở đây:
N
c
= 6[1+ 0,2 (Z/D)] 9 (10.8.3.3.2-2)
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
23
trong đó:
D = đXờng kính cọc khoan (mm)
Z = độ xuyên của cọc khoan (mm)
S
u
= cXờng độ kháng cắt không thoát nXớc (MPa), S
u
= 0.6
N
c
= 6[1+0.2(9.5/1.5)] = 13.6 > 9, lấy N
c
= 9
q
p
= 9*0.6 = 5.4>4, lấy q
p
= 4.
Sức chịu tải tại mũi cọc
Q
Rmũicọc
= =
pq
q
p
A
p
= 0.55x4x1.76625x1000 = 3885.75kN
Tổng sức chịu tải của một cọc đơn
Q
R
= 3885.75 + 9639.75 = 13525.50 kN
Số cọc cần bố trí N = 1.5x
R
u
Q
V
= 1.5x
50
.
13525
3.98501
= 10.9 cọc
Bố trí 12 cọc nhX sau:
"
"
"
"
"
"
!"#$%&D&D&\$M$FG)$Vu".$V($)*+$,^,$J#ZI"$"#O<$
16000
45001250 4500
1250 2 @ 4500 = 9000 1250
4500 1250
11500
ThiÕt kÕ s¬ bé ch-¬ng 1 pasb cÇu btd-l liªn tôc ®óc hÉng
24
!.!4 ;'+)"%=>+"D$"(-*"
!.!4! "A>("?'()"%)78("(g"SN+"
$
$
$
$
$
$
$
$
!"#$%&D&\$M$b+,#$)#Sc,$,N$VX"$,aI$5($,3-$
!.!4!.";N9"%&K+,"
;n+)"%N9"
X="%&K+,"Z7R+,"SN+"%)5+"(TB"(>("SU"2)V+"?0%"(1*"OP"%)90%"S@"2)<"2)9"?0%"(1*"
WXAY"
Do kÕt cÊu phÇn trªn
500
1000
1600
17001700
10%
5000
29601940
8.475
2800
7100
1700
500 12005400
4%
1.25
1
3800
2.675
2000
3
0
0
500
1000 3000
1700
-28.325
Cäc khoan nhåi D=1000mm
L=31 m, N=8 cäc.
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
25
DC do kết cấu phần trên gây ra chính là trọng lXợng kết cấu nhịp truyền xuống gối
với sơ đồ làm việc là dầm liên tục 5 nhịp. DC = 5703.24
Do tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng (DW)
DW tác dụng váo kết cấu khi kết cấu đã làm việc theo sơ đồ dầm liên tục 5 nhịp. Do
đó để tính DW, sử dụng SAP2000 lấy ra giá trị phản lực gối tại vị trí trụ P2 khi kết cấu
chịu tải trọng DW. P
DW
= 1223.66 kN.
Do trọng lXợng bản thân mố
'X".$)+"#$)ZR"$)X<$)*^".$VX"$)#s"$5(
Thể
tích
T. lXợng
STT Tên kết cấu Công thức tính
(m
3
) (KN)
1 Bệ mố V
bm
= b
1
*a
1
*c
2
201.0
4929.53
2 TXờng thân V
tt
=a
3
.b
6
.c
3
123.4
3026.04
3 TXờng đầu ( trên ) V
tđ
=a
8
.b
7
.c
3
26.7 655.80
4 Mấu đỡ bản quá độ V
mđ
=(b
11
+a
9
/2)*a
9
*(c
3
-2*c
1
) 2.4 59.93
5 TXờng cánh ( phần đuôi) V
tcd
=(2b
4
+b
3
)*a
5
*c1 11.8 288.56
6 TXờng cánh ( phần thân) V
tct
=2*(b
2
+ b
3
+ b
4
)*a
2
*c
1
11.2 275.17
7 Đá kê gối V
đkg
=ng*(a
11
*b
9
*c
4
) 0.03 0.79
8 TXờng tai 0.3 7.73
Tổng cộng 9243.54
Hoạt tải
P
HL
= 1426.8 kN
Tải trọng bộ hành
Phản lực lớn nhất do tải trọng bộ hành P
ngXời
= 211.61
Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng tại đáy bệ P = 29149kN
!.!4!4";'+)"%=>+"`g"SU"`$"(K("
om("()@*"%N9"(TB"(K("
Các thông số kỹ thuật của cọc:
ĐXờng kính cọc D = 1m
Diện tích tiết diện cọc A
s
= 3.14*1
2
/4 = 0.785 m
2
Chiều dài cọc L = 31m
Chiều dài cọc chôn trong đất: L
1
= 31m
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
26
Chi vi cọc P = 3.14*1= 3.14m
Sức chịu tải của cọc đXợc tính theo công thức sau: (10.7.3.2-2 22TCN-272-01 )
Q
R
=
pq
Q
P
+
qs
Q
S
với:"
Q
p
= q
p
A
p
(10.7.3.2-3)
Q
s
= q
s
A
s
(10.7.3.2-4)
trong đó:
Q
p
= sức kháng mũi cọc (N)
Q
s
= sức kháng thân cọc (N)
q
p
= sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)
q
s
= sức kháng đơn vị thân cọc (MPa)
A
s
= diện tích bề mặt thân cọc (mm
2
)
A
p
= diện tích mũi cọc (mm
2
)
qp
= hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định cho trong Bảng 10.5.5-3
dùng cho các phXơng pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi
cọc và sức kháng thân cọc.$Đối với đất sét
qp
= 0.55.
qs
= hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc cho trong Bảng 10.5.5-3 dùng
cho các phXơng pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức
kháng thân cọc. Đối với đất sét
qs
= 0.65, Đối với đất cát
qs
= 0.55.
Khí tính sức kháng thành bên bỏ qua 1.5m chiều dài cọc tính từ mặt đất trở xuống và
1D tính từ chân cọc trở lên.
'X".$%v&w&%$E$1m,$,#@-$)X<$,aI$,^,$)#fZ$5I$oR)$)#q"#$V="
Số
lớp
đất
Chiều
dày
thực
(m)
Chiều
dày
tính
toán
(m)
Loại
đất
N S
u
q
s
(dính)
(Mpa)
q
s
(rời)
(Mpa)
Q
s
(kN)
Lớp 1
6 4.5 Rời 12 0.03 190.76
Lớp2
7.5 7.5 Rời 23.5
0.05875
622.6
Thiết kế sơ bộ ch-ơng 1 pasb cầu btd-l liên tục đúc hẫng
27
Lớp 3
9 9 Rời 35 0.0875
1112.74
Lớp 4
8.5 7.5 Dính
50 0.6
0.35
0.21 3214.58
Tổng
34.5 5140.67
Sức chịu tải tại đơn vị tại mũi cọc đXợc xác định nhX sau:
q
p
= N
c
S
u
4 (10.8.3.3.2-1)
ở đây:
N
c
= 6[1+ 0,2 (Z/D)] 9 (10.8.3.3.2-2)
trong đó:
D = đXờng kính cọc khoan (mm)
Z = độ xuyên của cọc khoan (mm)
S
u
= cXờng độ kháng cắt không thoát nXớc (MPa), S
u
= 0.6
N
c
= 6[1+0.2(7.5/1)] = 15 > 9, lấy N
c
= 9
q
p
= 9*0.6 = 5.4>4, lấy q
p
= 4.
Sức chịu tải tại mũi cọc
Q
Rmũicọc
= =
pq
q
p
A
p
= 0.55x4x0.785x1000 = 1727kN
Tổng sức chịu tải của một cọc đơn
Q
R
= 5140.67 + 1727kN = 6867.67 kN
Số cọc cần bố trí N = 1.5x
R
u
Q
V
= 1.5x
67
.
6867
29149
= 6.367 cọc
Bố trí 8 cọc nhX sau:
"
"
"
!"#$%&D&\&\$FG)$Vu".$V($)*+$,^,$J#ZI"$"#O<$
20100
6000 1050
5000
1050 6000 6000
100030001000