Thiết kế cầu bê tông cốt thép dự ứng lực supper_t căng trước, khổ cầu 17m,, phần xe chạy14m
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.15 MB, 327 trang )
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD: THẦY PHAN QUỐC BẢO
MỤC LỤC
SỐ LIỆU THIẾT KẾ 5
PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1 8
CHƯƠNG I 8
THIẾT KẾ SƠ BỘ LAN CAN LỀ BỘ HÀNH 8
Lan can lề bộ hành chọn sơ bộ như hình vẽ: 8
Bản mặt cầu: 8
CHƯƠNG II 10
THIẾT KẾ DẦM CHỦ 10
Số liệu thiết kế: 10
Thiết kế cấu tạo 10
Tính toán đặc trưng hình học dầm Super-T 13
Hệ số phân bố tải trọng: 16
Xác đònh nội lực tại các mặt cắt đặc trưng: 19
Nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên: 25
PHẦN II: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 2 34
THIẾT KẾ DẦM THÉP LIÊN HP BÊ TÔNG CỐT THÉP 34
CHƯƠNG I: 34
SỐ LIỆU BAN ĐẦU 34
I .CÁC SỐ LIỆU THIẾT KẾ: 34
II.MẶT CẮT NGANG CẦU: 34
CHƯƠNG II 35
LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH 35
I.LAN CAN: 35
II.LỀ BỘ HÀNH: 35
CHƯƠNG III 36
BẢN MẶT CẦU 36
. Mô hình tính toán bản mặt cầu: 36
Sơ đồ tính bản mặt cầu: 36
Xác đònh nội lực bản mặt cầu do tónh tải ( tính cho 1 mét dài bản): 36
CHƯƠNG IV 40
TÍNH CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN DẦM 40
I.Chọn tiết diện dầm như hình vẽ: 40
II. TÍNH HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG CỦA CẦU: 48
CHƯƠNG V: 49
TÍNH NỘI LỰC TẠI CÁC MẶT CẮT ĐẶC TRƯNG 49
nội lực do hoạt tải tại các mặt cắt 49
II. Xác đònh nội lực do tónh tải tại các mặt cắt 65
CHƯƠNG VI: 80
KIỂM TOÁN DẦM 80
I. Kiểm toán dầm thép trong giai đoạn 1: 80
PHẦN III: SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KỸ THUẬT 81
MSSV:CD03041 SVTH: DƯƠNG CHÍ HIẾU
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
PHẦN IV: THIẾT KẾ KỸ THUẬT DẦM SUPPER-T 82
CÁC SỐ LIỆU ĐẦU VÀO: 82
CHƯƠNG I 83
THIẾT KẾ LAN CAN ĐƯỜNG NGƯỜI ĐI 83
Một số yêu cầu chung: 83
Cấu tạo thanh lan can 83
Thiết kế: 84
Xác đònh nội lực trong thanh lan can: 85
Mômen kháng uốn của thanh lan can: 86
Thiết kế trụ lan can: 86
CHƯƠNG II 91
THIẾT KẾ BÓ VỈA 91
Vật liệu: 91
Kiểm toán khả năng chòu lực va xe của bó vỉa: 91
CHƯƠNG III 96
THIẾT KẾ BẢN MẶT LỀ BỘ HÀNH 96
Sơ đồ tính toán và tải trọng tác dụng: 96
Lực tác dụng: 96
Thiết kế và bố trí cốt thép: 96
CHƯƠNG IV 98
THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU 98
Khái niệm: 98
Cấu tạo bản mặt cầu: 98
Sơ đồ tính: 98
Tính nội lực bản chòu lực theo sơ đồ bản hai cạnh: 100
Xét tính liên tục của bản 102
Tính bản chòu lực như dầm congxon đối với bản hẫng: 102
Tính toán thép cho bản mặt cầu: 103
Kiểm tra điều kiện chòu nứt của bản: 106
CHƯƠNG V 110
THIẾT KẾ DẦM CHỦ 110
Số liệu thiết kế: 110
Thiết kế cấu tạo 110
Tính toán đặc trưng hình học dầm Super-T 113
Hệ số phân bố tải trọng: 116
Xác đònh nội lực tại các mặt cắt đặc trưng: 119
Nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên: 125
Tổ hợp tải trọng tại các mặt cắt đặc trưng: 133
Tính toán và bố trí cốt thép: 140
Đặc trưng hình học của các mặt cắt dầm 144
Tính toán các mất mác dự ứng suất: 149
Kiểm toán dầm: 155
Kiểm tra độ vồng, độ võng của dầm: 161
Tính duyệt theo lực cắt và xoắn: 164
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
2
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
TÍNH TOÁN DẦM NGANG: 168
CHƯƠNG VI 174
TÍNH TOÁN MỐ M1 174
Các điều kiện cơ bản 175
Vật liệu sử dụng 175
Số liệu kết cấu phần trên 176
Tải trọng tónh của kết cấu phần trên 176
Các mặt cắt cần kiểm tra 185
Tính toán nội lực do tải trọng của KCPT tác dụng xuống các mặt cắt 185
Nội lực do TLBT Mố gây ra (DC) 187
Tính toán bản quá độ 190
Tổng hợp nội lực tại các mặt cắt 194
Tổ hợp nội lực tại các mặt cắt 197
Thiết kế cốt thép cho các mặt cắt 201
Thiết kế cốt đai cho thân Mố 204
Tính toán cốt thép cho các mặt cắt còn lại 205
CHƯƠNG VII 209
TÍNH TOÁN CỌC NHỒI CHO MỐ 209
ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU VỰC XÂY DỰNG M :Ố 209
TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU: 211
TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN: 211
THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO CỌC KHOAN NHỒI 226
TÍNH TOÁN CHỌC THỦNG CHO ĐÀI CỌC: 228
THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO ĐÀI CỌC: 228
CHƯƠNG VIII 230
TÍNH TOÁN TRỤ CẦU 230
.Các kích thước cơ bản 230
Vật liệu sử dụng 231
Tải trọng tónh tác dụng lên kết cấu 231
Hoạt tải HL-93 233
Thiết kế xà mũ 244
Thiết kế trụ 250
Tónh tải 250
Hoạt tải 251
Tải trọng gió 254
Lực đẩy nổi, áp lực dòng chảy 254
Lực va tàu 254
Tổ hợp tải trọng tại mặt cắt đỉnh móng 254
Thiết kế cốt thép theo TTGH CĐI 255
Thiết kế cốt thép theo TTGH ĐB 258
Thiết kế cốt đai và kiểm tra lực cắt theo TTGH ĐB 260
CHƯƠNG VIII 263
TÍNH TOÁN CỌC NHỒI CHO TRỤ 263
TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU: 265
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
3
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN: 265
THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO CỌC KHOAN NHỒI : 282
TÍNH TOÁN CHỌC THỦNG CHO ĐÀI CỌC: 284
.THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO ĐÀI CỌC: 284
CHƯƠNG IX 286
BẢN LIÊN TỤC NHIỆT 286
TỔNG QUAN: 286
CƠ SỞ TÍNH TOÁN 287
TÍNH TOÁN NỘI LỰC BẢN LIÊN TỤC NHIỆT: 299
Các thông số cơ bản ban đầu: 299
Tính toán nội lực do nhiệt độ, co ngót, từ biến: 300
Tính toán nội lực do tải trọng tác dụng: 302
TỔNG HP NỘI LỰC TẠI BẢN NỐI LIÊN TỤC NHIỆT: 307
TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO BẢN LIÊN TỤC NHIỆT: 310
PHẦN V: TỔ CHỨC THI CÔNG 312
Chọn phương án thi công các bộ phận cầu 313
THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ T1 319
THIẾT KẾ VÁN KHUÔN ĐỔ BỆ CỌC VÀ THÂN TRỤ 320
TÀI LIỆU THAM KHẢO 326
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
4
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
SỐ LIỆU THIẾT KẾ
1. ĐỀ TÀI:
Thiết kế cầu bê tông cốt thép dự ứng lực supper-t căng trước.
2. QUI MÔ THIẾT KẾ: Cầu vónh cửu
- Khổ cầu : 2x1.2 + 3.5x4 = 17 m
- Phần xe chạy: 14m
- Chiều cao thông thuyền: 3m
- Chiều rộng thông thuyền: 25m
- Mực nước cao nhất: 3.7m
- Mực nước thấp nhất: 1.6m
- Mực nước thông thuyền: 2.5m
3. SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT:
Lớp 1 : Đất sét hữu cơ màu xám đen, trạng thái rất mềm.
Chiều dày lớp : h
1
= 5.5m.
Các chỉ tiêu cơ lý :
- Trọng lượng thể tích : γ
w
= 1.39g/m
3
.
- Lực dính c = 0.083 (KG/cm
2
)
.
- Giá trò SPT = 0
Lớp 2 : Đất sét hữu cơ màu xám đen, trạng thái rất mềm.
Chiều dày lớp : h
2
= 8 m
Các chỉ tiêu cơ lý :
- Trọng lượng thể tích : γ
w
= 1.49 T/m
3
.
- Lực dính c = 0.095 (KG/cm
2
).
- Giá trò SPT = 0
Lớp 3 : Đất sét màu nâu đốm xám xanh, trạng thái rắn.
Chiều dày lớp : h
3
= 3.9 m .
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
5
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
Các chỉ tiêu cơ lý :
- Trọng lượng thể tích : γ
w
= 1.93 T/m
3
.
- Lực dính c = 0.29 (KG/cm
2
).
- Giá trò SPT N =15
Lớp 4 : Đất sét pha cát, màu xám vàng nâu, trạng thái rắn.
Chiều dày lớp : h
4
= 4.1m .
Các chỉ tiêu cơ lý :
- Trọng lượng thễ tích : γ
w
= 1.94 T/m
3
.
- Lực dính c = 0.273 (KG/cm
2
).
- Giá trò SPT N =14
Lớp 5 : Đất sét lẫn ít cát mòn, màu xám đen trạng thái rất rắn.
Chiều dày lớp h
5
= 6 m
Các chỉ tiêu cơ lý :
- Trọng lượng thễ tích : γ
w
= 1.97 T/m
3
.
- Lực dính c = 0 (KG/cm
2
).
- Giá trò SPT N = 16
Lớp 6 : Đất sét lẫn ít cát mòn, màu xám đen trạng thái rất rắn.
Chiều dày lớp : h
6
=2m
Các chỉ tiêu cơ lý :
- Trọng lượng thễ tích : γ
w
= 1.97 T/m
3
.
- Lực dính c = 0 (KG/cm
2
).
- Giá trò SPT N = 16
Lớp 7: Đất sét lẫn ít cát mòn, màu xám đen trạng thái rất rắn.
Chiều dày lớp h
7
= 2m
Các chỉ tiêu cơ lý :
- Trọng lượng thễ tích : γ
w
= 1.98 T/m
3
.
- Lực dính c = 0.308 (KG/cm
2
).
- Giá trò SPT N = 0
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
6
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
Lớp 8 : Cát mòn lẫn bột ít sét, màu xám trạng thái chặt vừa.
Chiều dày lớp h
8
= 2 m
Các chỉ tiêu cơ lý :
- Trọng lượng thễ tích : γ
w
= 1.96 T/m
3
.
- Lực dính c = 0.046 (KG/cm
2
).
- Giá trò SPT N = 30
Lớp 9 : Cát mòn màu xám trạng thái rất chặt.
Chiều dày lớp h
9
= 4 m
Các chỉ tiêu cơ lý :
- Trọng lượng thễ tích : γ
w
= 1.99 T/m
3
.
- Lực dính c = 0.051 (KG/cm
2
).
- Giá trò SPT N = 63 >50
Lớp 10 : Đất sét màu xám đen trạng thái rắn.
Chiều dày lớp h
10
= 2 m
Các chỉ tiêu cơ lý :
- Trọng lượng thễ tích : γ
w
= 1.94 T/m
3
.
- Lực dính c = 0.24 (KG/cm
2
).
- Giá trò SPT N = 13
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
7
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1
CHƯƠNG I
THIẾT KẾ SƠ BỘ LAN CAN LỀ BỘ HÀNH
I. Lan can lề bộ hành chọn sơ bộ như hình vẽ:
Tính toán chi tiết lan can lề bộ hành được tính toán ở phương án thiết kế kỹ thuật.
II. Bản mặt cầu:
1. Khái niệm:
Mặt cầu là bộ phận trực tiếp chòu tải trọng giao thông và chủ yếu quyết đònh chất
lượng khai thác của cầu vì vậy mặt cầu cần bằng phẳng, đủ độ nhám, đảm bảo
thoát nước, khai thác thuận tiện, ít hư hỏng nhất và an toàn tối đa cho các phương
tiện tham gia giao thông.
Bản mặt cầu là kết cấu có dạng bản kê trên hệ dầm mặt cầu gồm các dầm chủ,
dầm ngang và dầm dọc phụ, vì vậy bản mặt cầu chủ yếu làm việc chòu uốn cục bộ
như một bản kê trên hệ dầm mặt cầu. Ngoài ra bản còn là cánh trên của dầm T,
dầm hộp nên còn tham gia chòu nén hoặc kéo khi chòu uốn tổng thể của cầu.
Trong cầu bêtông cốt thép bản mặt cầu thường làm bằng bê tông, bê tông dự ứng
lực, đúc tại chỗ hoặc lắp ghép.
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
8
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
2. cấu tạo:
¯ Bản Bêtông cốt thép dày: 20 cm
¯ Lớp phủ Bêtông Atphan dày: 7 cm
¯ Tầng phòng nước dày: 0.4 cm
Tính toán chi tiết bản mặt cầu cũng được trình bày trong phần thiết kế kỹ thuật.
Bª t«ng atphan: 7 cm
Líp BTCT liªn kÕt: 20cm
TÇng phßng níc: 0.4 cm
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
9
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
CHƯƠNG II
THIẾT KẾ DẦM CHỦ
I. Số liệu thiết kế:
Chiều dài toàn dầm: L= 30,7 m
Khoảng cách đầu dầm đến tim gối: a= 0.35 m
Khẩu độ tính toán: Ltt= L-2a=30 m
Tải trọng thiết kế: - Hoạt tải HL93
- Tải trọng người 3 Kpa
Mặt xe chạy: B1= 14 m
Lề người đi: B2= 1.2 m
Lan can: B3= 0.3 m
Tổng bề rộng cầu: B=17 m
Dạng kết cấu nhòp: cầu dầm
Dạng mặt cắt: Super T
Vật liệu kết cấu: BTCT dự ứng lực
Công nghệ chế tạo: Căng trước
Cấp bêtông: dầm chủ:
'
1c
f
= 50 MPa
Bản mặt cầu:
'
2c
f
= 30 MPa
Tỷ trọng bêtông:
c
γ
=2450 KG/
3
m
Loại cốt thép DUL: tao thép Tao 7 sợi xoắn đường kính
ps
D
= 15.2 mm
Cường độ chòu kéo tiêu chuẩn:
pu
f
= 1860 MPa
Thép thường G60
u
f
= 620 MPa
y
f
= 420 MPa
Quy trình thiết kế: 22TCVN 272-05
II. Thiết kế cấu tạo
A. Lựa chọn kích thước mặt cắt ngang cầu
¯ Số lượng dầm chủ:
b
N
= 8
¯ Khoảng cách giữa 2 dầm chủ: S= 2125 mm
¯ Lề người đi khác mức với mặt cầu phần xe chạy
¯ Bố trí dầm ngang tại các vò trí gối cầu: 2 mặt cắt
¯ Số lượng dầm ngang:
( 1) 2 (8 1) 2 14
n b
N N= − × = − × =
¯ Chiều dày trung bình của bản:
f
h
= 20 cm
¯ Lớp BT atphan:
1
t
= 70 mm
¯ Tầng phòng nước:
2
t
= 4 mm
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
10
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
B. Cấu tạo dầm ch ủ:
Đoạn cắt khấc:
800
ck
L mm=
Đoạn dầm đặc:
1200
dac
L mm=
1) Mặt cắt ngang dầm trên gối:
2) Mặt cắt ngang dầm tại đoạn cắt khấc:
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
11
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
3) Mặt căt ngang dầm tại giữa nhịp:
C. Cấu tạo dầm ngang:
Diện tích dầm ngang:
( ) ( )
2 2
1010 100 .75 1010 2.100 1327 .575/ 2 812637.5 0,813
dn
A mm m= + + + + = =
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
12
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
III. Tính toán đặc trưng hình học dầm Super-T
Xét các mặt cắt đặc trưng gồm:
+ Mặt cắt gối:
1
0x m=
+ Mặt cắt tại chỗ thay đổi tiết diện:
2
1,65x m=
+ Mặt cắt không dính bám 1:
3
3x m=
+ Mặt cắt không dính bám 2:
4
6x m=
+ Mặt cắt giữa nhòp L/2:
5
30
15
2 2
tt
L
x m= = =
a. Mặt cắt trên gối
1
x
:
Ta sẽ quy đổi tiết diện Super-T về tiết diện đơn giản hơn để thuận tiện cho việc
tính toán.
Tiết diện nguyên khối:
bt
hch-hc
h
bb
Vx
Vy
bf1
hf1
h1
bw1
Ta quy đổi theo nguyên tắc sau:
+
1
1200
f t
b b mm= =
+
1
800h h mm= =
+
( )
( )
1 1
2 / 2 /
1200 100 1200 1200 2 100 75/ 2 /1200 169
f c t t t x y f
h h b b b V V b
mm
= × + + − ×
= × + + − × × =
+
( )
( )
( )
( )
1
1
2
880 1200 2 100 .(800 100 75)
931
2 (800 169)
2
b t x c y
w
f
b b V h h V
b mm
h h
+ − − −
+ − × − −
= = =
× −
−
Diện tích của tiết diện nguyên khối:
( )
1 1 1 1 1 1
2 2
1200 169 (800 169) 931 790261 0.79
g f f f w
A b h h h b
mm m
= × + − ×
= × + − × = =
Tiết diện liên hợp:
Ta quy đổi theo nguyên tắc tương tự:
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
13
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
Diện tích của tiết diện liên hợp:
( )
2 2 2 2 2 2 2
2 2
.
0,837.200 2125 790261 1111986 1,1
cban
g f f f w
cdam
E
A h b b h h h b
E
mm m
= × + × + −
= × + = =
b. Mặt cắt tại chỗ thay đổi tiết diện
2
x
:
Tiết diện nguyên khối:
bb
Vx
Vy
h
h - hc hc
bt
bt1
hf1
h1
bw1
Diện tích tiết diện nguyên khối:
2 2
1
2100.171 (1600 171).1296 2211084 2,2
g
A mm m= + − = =
Tiết diện liên hợp:
Diện tích tiết diện liên hợp:
2 2
2 1 2 2
. . 2211084 0.837.200.2125 2532809 2,5
cban
g g
cdam
E
A A h b mm m
E
= + = + = =
c. Mặt cắt giữa nhòp:
Tiết diện nguyên khối:
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
14
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
1071191302
1290
200
700
Diện tích tiết diện nguyên khối:
2 2
1
1290.107 200.1291 700.325 623730 0.62
g
A mm m= + + = =
Tiết diện liên hợp:
1071191302
1290
200
700
2125
200
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
15
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
Diện tích tiết diện liên hợp:
2 2
2 1
0,837.2125.200 623730 0,837.2125.200 945455 0.94
g g
A A mm m= + = + = =
IV. Hệ số phân bố tải trọng:
a) Hệ số làn:
Số làn thiết kế:
4
lan
n =
Hệ số làn:
0,65
lan
m =
b) Phân bố hoạt tải theo làn đối với mômen và lực cắt
Tỷ lệ mun đàn hồi giữa dầm chủ và bản mặt cầu
Cường độ chòu nén của bêtông làm dầm chủ:
cd
f' 50MPa=
Mun đàn hồi của dầm chủ:
1,5 1,5
cd c cd
E 0,043.γ . f' 0,043.2500 . 50 36870MPa= = =
Cường độ chòu nén của bêtông làm bản mặt cầủ :
' 30
cb
f MPa=
Mun đàn hồi của bản mặt cầu:
1,5 1,5
cb c cb
E 0,043.γ . f' 0,043.2500 . 30 27897MPa= = =
Tỷ số :
cban
cdam
E
27897
n 0,757
E 36870
= = =
c) Hệ số phân bố hoạt tải đối với mômen trong các dầm giữa:
Với dầm Super-T, hệ số phân bố tải ngang được tính theo công thức:
Ta xét phạm vi áp dụng của các công thức tra bảng:
+
1800 2125 3500S≤ = ≤
(thỏa)
+
450 1600 1700H≤ = ≤
(thỏa)
+
6000 30000 73000L≤ = ≤
(thỏa)
+
8 3
b
N = ≥
(thỏa)
Với 1 làn thiết kế chòu tải:
( )
0,25
0,35
2
0,35 0,25
2
.
. .
910
2125 2125.1600
. 0,334
910 30000
SI
M
tt
S S H
m g
L
=
÷
÷
= =
÷ ÷
Với 2 hoặc nhiều làn thiết kế chòu tải:
( )
0,125
0,6
2
0,6 0,125
2
.
. .
1900
2125 2125.1600
. 0,532
1900 30000
MI
M
tt
S S H
m g
L
=
÷
÷
= =
÷ ÷
Hệ số phân bố ngang cho mômen dầm trong là giá trò lớn nhất trong hai giá
trò:
( ) ( ) ( )
( )
. . , . 0,532
I SI MI
M M M
m g Max m g m g= =
d) Hệ số phân bố hoạt tải đối với mômen trong dầm biên:
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
16
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
Với 1 làn thiết kế: dùng phương pháp đòn bẩy
Xét cho xe tải thiết kế và xe hai trục: vì khoảng cách của hai bánh xe theo chiều
ngang của hai loại xe là như nhau nên có chung một hệ số phân bố ngang
2125
1062
1200 1800600
1
y3
y1
y2
Một làn thiết kế hệ số làn = 1,2
y1 = 0,512
y2 = 1,359
y3 = 0,794
+Với xe tải thiết kế:
0,51
0,256
2 2
i
SE
M LL
y
g
−
= = =
∑
Trên cầu chỉ có một làn xe chất tải ta có hệ số làn xe tương ứng là : m = 1,2
( 3.6.1.1.2) .Vậy
( )
. 1,2.0,256 0,31
SE
M LL
m g
−
= =
+Với tải trọng người đi:
( )
1,2
( . ) 1,36 0,79 .1200 / 2 1,29
1200 1200
SE
lan
M PL i
m
m g
ω
−
= = + =
∑
+Với tải trọng làn:
( ) ( )
1,2
. . . 0,79.(2125 (1500 1062)) / 2 0,268
3000 3000
SE
lan
i
M lan
m
m g
ω
−
= = − − =
∑
Tải trọng làn ta chia trước cho 3m, sau này khi tính toán ta chỉ nhân hệ số phân bố
tải trọng làn với 9,3N. Tải trọng người ta nhân với
3
3.10 .1200 /N mm
−
.
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
17
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
Với 2 hoặc nhiều làn thiết kế:
Khoảng cách từ tim dầm biên đến mép đá vỉa:
e
d =
-438mm
0 1400
e
d mm⇒ ≤ ≤
(không thỏa)
Không sử dụng công thức trong bảng
Vậy ta sẽ dùng hệ số phân bố ngang trong trường hợp 1 làn theo phương pháp
đòn bẩy để thiết kế
e) Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt trong các dầm giữa:
Ta xét phạm vi áp dụng của các công thức tra bảng này bao gồm tất cả các điều
kiện sau: (đơn vò khoảng cách là mm)
+
1800 2125 3500S≤ = ≤
(thỏa)
+
6000 30000 43000
tt
L≤ = ≤
(thỏa)
+
450 1600 1700H≤ = ≤
(thỏa)
+
8 3
b
N = ≥
(thỏa)
Vậy ta có thể dùng công thức trong bảng để tính
Với 1 làn thiết kế chòu tải:
( )
0,1
0,6 0,6 0,1
2125 1600
. . . 0,601
3050 3050 30000
SI
V
tt
S H
m g
L
= = =
÷
÷ ÷ ÷
Với 2 hoặc nhiều làn thiết kế:
( )
0,1
0,8 0,8 0,1
2125 1600
. . . 0,713
2250 2250 30000
MI
V
tt
S H
m g
L
= = =
÷
÷ ÷ ÷
Giá trò cực đại được chọn cho sự phân bố hệ số lực cắt thiết kế của các dầm
giữa
( ) ( ) ( )
( )
. . , . 0,713
I SI MI
V V V
m g Max m g m g= =
f) Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt trong dầm biên:
Với 1 làn thiết kế chòu tải: dùng phương pháp đòn bẩy
Đã tính trong phần trên:
( )
. 1,2.0,256 0,31
SE
V LL
m g
−
= =
( )
1,2
( . ) 1,36 0,79 .1200/2 1,292
1200 1200
SE
lan
V PL i
m
m g
ω
−
= = + =
∑
( ) ( )
1,2
. . . 0,79.(2125 (1500 1062)) / 2 0,268
3000 3000
SE
lan
i
V lan
m
m g
ω
−
= = − − =
∑
Với 2 hoặc nhiều làn thiết kế chòu tải:
Ta xét phạm vi áp dụng của các công thức tra bảng này bao gồm tất cả các điều
kiện sau: (đơn vò khoảng cách là mm)
Khoảng cách từ tim dầm biên đến mép đá vỉa:
e
d =
-438 mm
0 1400
e
d mm⇒ ≤ ≤
(không thỏa)
Không sử dụng công thức trong bảng
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
18
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
Vậy ta sẽ dùng hệ số phân bố ngang trong trường hợp 1 làn theo phương pháp
đòn bẩy để thiết kế
Các thông số
Tải trọng
xe
Tải trọng
là
Tải trọng
người
Dầm giữa
Mômen 0.532 0.532 0.532
Lực cắt 0.713 0.713 0.713
Dầm biên
Mômen 0.3072 0.268 1.292
Lực cắt 0.3072 0.268 1.292
g) Hệ số điều chỉnh tải trọng:
:
D
η
hệ số dẻo
1
D
η
=
đối với các bộ phận và liên kết thông thường
:
R
η
hệ số dư thừa
1
R
η
=
đối với mức dư thừa thông thường
:
I
η
hệ số quan trọng
1,05
I
η
=
cầu thiết kế là quan trọng
Hệ số điều chỉnh của tải trọng
. . 1,05 0,95
D R I
η η η η
= = >
V. Xác đònh nội lực tại các mặt cắt đặc trưng:
A. Xác đònh tónh tải tác dụng lên 1 dầm chủ:
a. Dầm chủ:
+ Đoạn dầm cắt khấc:
Diện tích tiết diện
2
1
0,796
g
A m=
Tỷ trọng bêtông dầm chủ
3 3
2,45.10 /
c
KG m
γ
=
Trọng lượng đoạn dầm:
3
1 1
. . .2 2,45.10 .0,796.0,8.2 3097,82
d c g ck
DC A L KG
γ
= = =
+ Đoạn dầm đặc:
Diện tích tiết diện
2
2
2,2
g
A m=
Trọng lượng đoạn dầm:
3
2 2
. . .2 2,45.10 .2,2.1,2.2 13001,17
d c g dac
DC A L KG
γ
= = =
+ Đoạn dầm còn lại:
Diện tích tiết diện
2
3
0,62
g
A m=
Trọng lượng đoạn dầm:
( ) ( )
3
3 3
. . 2. 2,45.10 .0,63. 30 2. 0,8 1,2 38039,73
d c g ck dac
DC A L L L KG
γ
= − + = − + =
+ Tónh tải dầm chủ coi là tải trọng rải đều suốt chiều dài dầm:
1 2 3
3097,82 13001,17 38039,73
1763,48 /
30
d d d
dc
DC DC DC
DC KG m
L
+ +
+ +
= = =
b. Bản mặt cầu:
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
19
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
+ Dầm giữa:
2
. . . 2450.2,125.0,2 1041, 25 /
g
bmc c bmc c
DC A S h KG m
γ γ
= = = =
+ Dầm biên:
2
. . . 2450.2,125.0,2 1041, 25 /
b
bmc c bmc c
DC A S h KG m
γ γ
= = = =
c. Dầm ngang:
( ) ( )
. . 0,813.0,8 .14
. 2450. 118,89 /
. 14.30
dn dn n
dn c
b
A t N
DC KG m
N L
γ
= = =
d. Ván khuôn lắp ghép:
. . 2450.0,86.0,025 52,675 /
vk c vk vk
DC b h KG m
γ
= = =
e. Vách ngăn:
Với dầm có chiều dài 33m, ta dùng 2 vách đứng mỏng dày 15cm chia dầm
làm 3 khoang, mỗi khoang dài 11m. Vách ngăn này có tác dụng tăng độ ổn
đònh khi cẩu lắp dầm.
. . . / 2450.(1,6 0,56).0,15.2 /30 25,476 /
vn c vn vn vn
DC A t N L KG m
γ
= = − =
f. Lan can:
Từ thực tế ta có thép phần lan can tay vòn có khối lượng: 63
m/KN
Ta giả thiết tải trọng lan can , lề bộ hành được qui về bó vỉa và truyền xuống
dầm biên và dầm giữa là khác nhau , phần nằm ngoài bản hẩng sẽ do dầm
biên chòu ,còn phần nằm trong sẽ chia cho dầm biên và dầm trong chòu theo tỉ
lệ khoảng cách từ điểm đặt lực đến mỗi dầm.
- Phần nằm ngoài bản hẩng:
1
0,58.0,3. 0,08.0,475. 63
0,58.0,3.2450 0,08.0,6.2450 63 606,9 /
c c
P
KG m
γ γ
= + +
= + + =
- Phần nằm trong:
2
0,28.0,25. 0,08.0,6.
0,28.0,25.2450 0,08.0,6.2450 282,98 /
c c
P
KG m
γ γ
= +
= + =
Suy ra:
Dầm giữa:
2 2
0,125
0,438 0,125
. .282,98 41,68
2,125
e
g
n
d
P P KG
S
−
−
= = =
Dầm biên:
2 2
0,125
2,125 0,438 0,125
. .282,98 241,3 /
2,125
n e
b
n
S d
P P KG m
S
− +
− +
= = =
Vậy
Dầm biên:
3 1 2
606,9 241,3 848,2 /
b
b
DC P P KG m= + = + =
Dầm giữa:
3 2
41,68 /
g
g
DC P KG m= =
g. Lớp phủ mặt cầu và tiện ích công cộng:
Lớp phủ bêtông Atfan:
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
20
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
1 1 1
DW h . . 0,07.2400.2,125 357 /
n
S KG m
γ
= = =
Lớp phòng nước:
' '
2
DW h . . 0,004.1800.2,125 15,3 /
n
S KG m
γ
= = =
Tiện ích và trang thiết bò trên cầu:
m/KG5DW
3
=
Vậy
1 2 3
357 15,3 5 377,3 /
DW DW DW DW
KG m
= + +
= + + =
h. Tổng cộng:
Dầm giữa
+ Giai đoạn chưa liên hợp bản mặt cầu:
1
1763,48 25,476 1788,96 /
dc dc vn
DC DC DC KG m= + = + =
+ Giai đoạn khai thác: đã đỗ bản mặt cầu:
1788,96 1041,25 50,68 41,68 2950,04 /
g g
g dc bmc dn lc vk vn
DC DC DC DC DC DC DC
KG m
= + + + + +
= + + + =
377,3 /
g
DW KG m=
Dầm biên
+ Giai đoạn chưa liên hợp bản mặt cầu:
1
1763,48 25,476 1788,96 /
dc dc vn
DC DC DC KG m= + = + =
+ Giai đoạn khai thác: đã đỗ bản mặt cầu:
1788,96 1041,25 118,89 52,68 848, 2 3849,98 /
b b
b dc bmc dn lc vk vn
DC DC DC DC DC DC DC
KG m
= + + + + +
= + + + + =
373,3 /
b
DW KG m=
B. Hoạt tải HL93:
1) Xe tải thiết kế:
Xe tải thiết kế: gồm trục trước nặng 35 KN , hai trục sau mỗi trục nặng
145KN, khoảng cách giữa 2 trục trước là 4300mm, khoảng cách hai trục sau
thay đổi từ 4300 – 9000 mm sao cho gây ra nội lực lớn nhất, theo phương
ngang khoảng cách giữa hai bánh xe là 1800mm
2) Xe hai trục thiết kế:
Xe hai trục: gồm có hai trục, mỗi trục nặng 110KN, khoảng cách giữa hai trục
không đổi là 1200mm, theo phương ngang khoảng cách giữa hai bánh xe là
1800mm
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
21
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
3) Tải trọng làn:
Tải trọng làn: bao gồm tải trọng rải đều 9,3N/mm. xếp tho phương dọc cầu,
theo phương ngang cầu tải trọng này phân bố theo chiều rộng 3000mm, tải
trọng làn có thể xe dòch theo phương ngang để gây ra nội lực lớn nhất.
4) Tải trọng người đi bộ:
Là tại trọng phân bố được qui đònh độ lớn là 3.10
-3
Mpa.
5) Tải trọng xung kích:
Là tải trọng đưa vào tải trọng xe 3 trục hay xe hai trục lấy bằng 25% tại trọng
của mỗi xe.
C. Đường ảnh hưởng mômen và lực cắt tại các mặt cắt đặc trưng:
1) Các mặt cắt đặc trưng:
+ Mặt cắt gối:
1
0x m=
+ Mặt cắt tại chỗ thay đổi tiết diện:
2
1,65x m=
+ Mặt cắt không dính bám 1:
3
3x m=
+ Mặt cắt không dính bám 2:
4
6x m=
+ Mặt cắt giữa nhòp:
5
30
15
2 2
tt
L
x m= = =
2) Tính tại mặt cắt giữa nhòp
5
x
:
Đường ảnh hưởng của mômen và lực cắt:
y1
Ltt
x1
x1
Ltt
+
-
y3
y2
y2''
y2'
Diện tích của các đường ảnh hưởng
y1 = 7,5m, y2 = 0,5, y3 = 0,5
Momen:
2
1 1
. . .7,5.30 112,5
2 2
k
M x tt
y L m
ω
= = =
Lực cắt:
Phần âm :
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
22
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
1 1
. . .0,5.15 3,75
2 2
k
Va x k
ya x m
ω
= = =
Phần dương:
( )
1
. . 3,75
2
k
Vd x tt k
yd L x m
ω
= − =
Tổng:
0
V Va Vd
ω ω ω
= + =
k
x
y
tung độ đường ảnh hưởng momen tại
k
x
k
x
yd
,
k
x
ya
tung độ dương và âm của đah lực cắt tại
k
x
Bảng tổng hợp diện tích đường ảnh hưởng tại các mặt cắt đặc trưng:
MC Xi Y1(m) Y2 Y3
x1 0 0 1 0 0 0 15
x2 1650 1.6 0.94 -0.06 24 -0.05 13.32
x3 3000 2.7 0.9 -0.1 40.5 -0.15 12.15
x4 6000 4.8 0.8 -0.2 72 -0.6 9.6
x5 15000 7.5 0.5 -0.5 112.5 -3.75 3.75
D. Tính nội lực do tónh tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên tại mặt cắt
5
x
:
1) Dầm biên:
a) Mômen:
y1
Ltt
x1
DC
Giai đoạn 1(chưa đổ bản bêtông)
. .9,81/1000 1778,96.112,5.9,81/1000 1974,34 .
dc
DC dc M
M DC KN m
ω
= = =
Giai đoạn 2(đã đổ bản bêtông)
. .9,81/1000 2950,04.112,5.9,81/1000 3255,74 .
b
DC b M
M DC KN m
ω
= = =
. .9,81/1000 377,3.112,5.9,81/1000 416,4 .
b
DW b M
M DW KN m
ω
= = =
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
23
M
ω
V
ω
−
V
ω
+
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
b) Lực cắt
y2
y3
-
+
x1
Ltt
DC
Giai đoạn 1(chưa đổ bản bêtông)
. .9,81/1000 1788,96.0.9,81/1000 0
dc
DC dc V
V DC KN
ω
= = =
Giai đoạn 2(đã đổ bản bêtông)
. .9,81/1000 2950,04.0.9,81/1000 0
b
DC b V
V DC KN
ω
= = =
. .9,81/1000 377,3.0.9,81/1000 0
b
DW b V
V DW KN
ω
= = =
c) Bảng tổng hợp cho dầm biên
MC
Mômen Lực Cắt
Giaiđọan 1 Giai đọan 2 Giai đọan 1 Giai đọan 2
MDC1 MDC2 MDW VDC1 VDC2 VDW
X1 0 0 0 263.24 566.52 55.52
X2 421.19 906.44 88.83 232.88 501.18 49.12
X3 710.76 1529.61 149.9 210.6 453.22 44.42
X4 1263.58 2719.32 266.49 157.95 339.91 33.31
X5 1974.34 4248.93 416.4 0 0 0
2) Dầm giữa:
+ Bảng tổng hợp cho dầm giữa
MC
Mômen Lực Cắt
Giaiđọan 1 Giai đọan 2 Giaiđọan 1 Giai đọan 2
MDC1 MDC2 MDC1 MDC2 MDC1 MDC2
X1 0 0 0 263.24 434.1 55.52
X2 421.19 694.56 88.83 232.88 384.03 49.12
X3 710.76 1172.07 149.9 210.6 347.28 44.42
X4 1263.58 2083.67 266.49 157.95 260.46 33.31
X5 1974.34 3255.74 416.4 0 0 0
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
24
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP GVHD : THẦY PHAN QUỐC BẢO
VI. Nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên:
1.Mômen do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại các mặt cắt dầm
Đối với các mặt cắt đặc trưng trong phạm vi từ gối đến
/ 2
tt
L
ta xét 2 trường hợp
xếp xe bất lợi nhất lên đường ảnh hưởng mômen. Nội lực do xe thiết kế sẽ lấy giá
trò Max của 2 trường hợp trên.
a. Do xe tải 3 trục thiết kế gây ra
Trường hợp 1:
y1y1
y1'
y1''
P3
P2
P1
Trường hợp 2:
y1
y1''
y1'
P3
P2
P1
Ta có bảng tổng kết các tung độ tại các mặt cắt:
MC y1 y1' y1''
x1 0 0 0
x2 1.6 1.36 1.11
x3 2.7 2.27 1.84
x4 4.8 3.94 3.08
x5 7.5 5.35 5.35
Mômen
1
3
145 7,5 145 5,3 35 5,3 1986,25 .
T
M KN m= × + × + × =
2
3
35 3,2 145 7,5 145 5,35 1874,45 .
T
M KN m= × + × + × =
1 2
3 3 3
( , ) 1986,25 .
T T T
M Max M M KN m= =
Bảng tổng hợp mômen do xe 3 trục gây ra:
MC Mômen
x1 0
x2 453.25
x3 760.2
x4 1331.4
x5 1986.25
MSSV : CD03041 SVTH : DƯƠNG CHÍ HIẾU
25
