Đồ án cầu đúc hẫng 3 nhịp liên tục (kèm bản vẽ)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (8.32 MB, 102 trang )
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
18
PHẦN 2:
THIẾT KẾ SƠ BỘ
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
19
CHƯƠNG 2:
THIẾT KẾ SƠ BỘ HAI PHƯƠNG ÁN
2.1.THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1
THIẾT KẾ CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DƯL ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG
2.1.1. YÊU CẦU THIẾT KẾ
Tiêu chuẩn thiết kế :22TCN272-05
Tổng chiều dài cầu : 328.4 m
Trong đó:
Nhòp chính : 78 m
Nhòp biên : 2x54 m
Nhòp dẫn : 4x33 m
Mố cầu :2x3.75 m
Khổ cầu : 2x0.25 + 2x1.5 + 2x0.25 + 2x3.5 = 11m
Trong đó:
Lề bộ hành : 2x1.5 m
Lan can : 2x0.25 m
Dải an toàn ; 2x0.25 m
Phần xe chạy : 2x3.5 m
Tải trọng thiết kế : HL93, Người 300KG/m
2
Khổ thông thuyền
Chiều cao thông thuyền : 7 m
Bề rộng thông thuyền : 50 m
2.1.2. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU NHỊP
Dạng dầm chọn là dầm hộp dự ứng lực thi công đúc hẫng cân bằng
2.1.2. 1.Lựa chọn nhòp tính toán
Tổng chiều dài cầu
328.4
L m
=
∑
Nhòp chính:
giua
L
=
78m
Ta xác đònh các nhòp biên dựa vào kinh nghiệm của các nước như sau:
L
=
∑
33x2+54+78+54+2x33
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
20
Kết cấu nhòp gồm 3 nhòp liên tục và 4 nhòp giản đơn, mỗi nhòp giản đơn dùng dầm I
căng trước.
2.1.2. 2.Lựa chọn kích thước dầm hộp
- Chiều cao dầm trên trụ : L/12 ~ L/17 = 6.5 ~ 4.6 (m)
Chọn H
g
= 5 (m)
- Chiều cao dầm giữa nhòp : L/40 ~ L/ 60
≥
2.5 (m)
Chọn H
n
= 2.5 (m)
Các kích thước của mặt cắt ngang hộp:
H
b
tm
hvd
bvd
bvtt
hd
B
w
hvtt
ts
Bo
bvtn
hvtn
Hình 2.1: Mặt cắt ngang tổng quát
5000
6000
2504750
300
300
1000 2800 1000 2500600
700
5500 5500
11000
600
350
250
2400
10001500
Hình 2.2: Mặt cắt ngang chi tiết tại đỉnh trụ
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
21
Bảng thông số đặc trưng mặt cắt
STT Bộ phận dầm hộp Kí hiệu
Giá trò (mm)
1 Chiều rộng toàn bộ nắp hộp (kể cả bản hẫng) B 11000
2 Chiều dày không đổi của nắp hộp ts 250
3 Chiều rộng nắp hộp (ko kể bản hẫng) Bo 6000
4 Chiều rộng phần vút trên (phía trong) bvtt 1000
5 Chiều cao phần vút trên (phía trong) hvtt 350
6 Chiều rộng phần vút trên (phía ngoài) bvtn 1000
7 Chiều cao phần vút trên (phía ngoài) hvtn 300
12 Chiều dày tại đầu mút cánh hẫng tm 250
13 Bề dày thành hộp bên wb 600
15 Chiều rộng phần vút dưới bvd 300
16 Chiều cao phần vút dưới hvd 300
17 Chiều cao tại mặt cắt gối Hg 5000
18 Chiều cao tại mặt cắt giữa nhòp Hgn 2500
19 Chiều dày bản đáy tại mặt cắt gối bg 700
20 Chiều dày bản đáy tại mặt cắt giữa nhòp bgn 300
21 Bề rộng bản đáy tại gối b 6000
2.1.2. 3. Xác đònh các yếu tố kó thuật trên trắc dọc
Khi lập các sơ đồ cầu để đưa ra các phân tích lựa chọn trước tiên cần phải nghiên
cứu về bố trí đường cong trắc dọc của cầu và độ dốc ngang của mặt cầu sao cho
đảm bảo các yêu cầu về khai thác.
Việc lựa chọn bán kính cong đường cong đứng phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố cao
độ đường đầu cầu, cao độ mặt cầu ở nhòp thông thuyền, độ dốc dọc tối đa cho phép
v.v…Nói chung cầu càng dài thì bán kính đường cong đứng càng lớn. Vấn đề này
phải xét nhiều yếu tố so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
Trong phạm vi đồ án chúng ta chỉ xét trên cơ sở của cấp đường và các thông số đã
được giao trong nhiệm vụ luận văn.
Tốc độ thiết kế theo tiêu chuẩn thiết kế đường:
V = 60km/h
Độ dốc phần đầu cầu i=3%
Độ dốc ngang mặt cầu i=2%
Bán kính đường cong lồi chọn: R=3500m
Độ dốc dọc theo thiết kế của các nhòp biên: i= 3%
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
22
2.1.3. ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU SỬ DỤNG
Đối với bê tông:
Cường độ bêtông f’c
Cấu kiện
f’c Đơn vò
Lề bộ hành 35 MPa
Dầm ,Bản mặt cầu 50 MPa
Mố – Trụ 50 MPa
Cọc khoan nhồi 35 MPa
Đối với thép:
Cường độ thép fy
Cấu kiện
fy Đơn vò
Lề bộ hành 280 MPa
Dầm,Bản mặt cầu 400 MPa
Mố - Trụ 400 MPa
Cọc khoan nhồi 280 MPa
2.1.4. TÍNH TOÁN KẾT CẤU CẦU VỚI CÁC THÔNG SỐ ĐÃ LỰA CHỌN
2.1.4.1. Sơ đồ phân chia đốt dầm
Nguyên tắc chung khi phân chia các đốt kết cấu nhòp là phải đảm bảo chiều dài
của đốt Ko trên đỉnh trụ sao có đủ diện tích mặt bằng để chúng ta có thể bố trí lắp
đặt hai xe đúc đối xứng nhau để thi công các đốt tiếp theo, ngoài ra các đốt dầm
còn phải phù hợp với năng lực của xe đúc hẫng, phù hợp với khả năng cung cấp
bêtông của các thiết bò chuyên dụng
Trên cơ sở đó chúng ta phân chia các đốt kết cấu nhòp như sau:
+ Đốt hợp long nhòp giữa: 2m.
+ Đốt hợp long nhòp biên : 2m.
+ Đốt thi công trên đỉnh trụ K0 dài: 12m.
+ Chiều dài đoạn đúc trên đà giáo nhòp biên : d
dg
= 14 m
+ Số đốt ngắn trung gian : n = 4 đốt , chiều dài mỗi đốt : d = 3 m.
+ Số đốt trung gian còn lai : n = 5 đốt , chiều dài mỗi đốt d = 4 m
+
K1
200 5x400 4x300 1200 4x300 5x400 200/2
300450 450
K2 K3 K4
K5
K6 K7 K8 K9K1K2K3K4
K5
K6K7K8K9 K0
S1S2
S3
S4
S5
S6S7S8S9HL
HLB
S0
Hình 2.3: Sơ đồ phân chia đốt
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
23
2.1.4.2. Xác đònh phng trình đường đáy dầm:
+ Giả thiết đáy dầm thay đổi theo phương trình parabol , đỉnh đường parabol
tại mặt cắt giữa nhòp.
+ Cung Parabol cắt trục hoành tại sát gối cầu bên trái và trục hoành 90.
+ Gốc tọa độ nằm ở mép trụ.
+ Phương trình có dạng ax2 + bx +c
+ Chiều cao dầm hộp tại vò trí đỉnh trụ là 5m và tại đốt hợp long là 2.5m
2500
Y
X
Hình 2.4: Đường cong đáy dầm
Xác đònh đường biên dưới đáy dầm:
Đường cong parabol đi qua gốc tọa độ (0,0)
2
0 .0 .0
0
a b c
c
⇒ = + +
⇒ =
Và có đỉnh là (36500,2500).
Nên ta có hệ phương trình:
( )
−
=
⇔
+ =
+ =
⇔
+ =
= − ×
⇔
=
'
36500,2500
2
2
6
0
. .
73000 0
.36500 .36500 2500
1.87652 10
0.13999
y
a x b x y
a b
a b
x
y
Phương trình đường cong đáy dầm:
−
= − × +
6 2
1.87652 10 0.13999
y x x
Xác đònh đường biên trên đáy dầm:
Bề dày đáy dưới của dầm hộp tại vò trí đỉnh trụ là 700mm và tại vò trí hợp long
là 300mm
Đường cong parabol đi qua điểm (0,700) vậy c =700, và có đỉnh là
(36500,2800).
Tương tự như trên nên ta có hệ phương trình:
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
24
−
+ =
⇔
+ =
= − ×
⇔
=
2
6
73000 0
.36500 .36500 2800
2.1017 10
0.15342
a b
a b
x
y
Phương trình đường cong đáy dầm:
6 2
1.4675 10 0.09538 700
y x x
−
= − × + +
+ Từ đó tính được chiều cao dầm và bề dày bản đáy
∆
h tại các mặt cắt như
sau:(mm)
Mắt Cắt Si H(m) Dh(m)
S0 5.000 0.700
S1 4.436 0.610
S2 4.100 0.556
S3 3.796 0.507
S4 3.524 0.464
S5 3.284 0.425
S6 3.014 0.382
S7 2.800 0.348
S8 2.644 0.323
S9 2.544 0.307
HL 2.500 0.300
2.1.4.3. Tính đặc trưng hình học của các mặt cắt:
Sử dụng công thức tính đặc trưng hình học của PGS.Ts Nguyễn Viết Trung. Để tính
đặc trưng hình học của một tiết diện bất kỳ nào đó ta phải gắn tiết diện đó vào một
hệ trục toạ độ và tiến hành đánh số một cách liên tục tới các điểm góc của tiết diện
đó theo chiều quay từ trục X tới trục Y. Giả sử có m điểm góc và điểm thứ m+1 =i
thì các giá trò đặc trưng hình học dược tính bằng các công thức sau đây:
Diện tích mặt cắt ngang:
∑
=
+
+
+
−=
m
i
i
Y
i
Y
i
X
i
XF
1
)
1
)(
1
(
2
1
Toạ độ trọng tâm mặt cắt:
∑
=
+++
++−=
m
i
iiiiiic
YYYYXX
F
Y
1
2
11
2
1
))((
6
1
Moment tónh của mc đối với trục X:
∑
=
+++
++−=
m
i
iiiiii
YYYYXXS
1
2
11
2
1
))((
6
1
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
25
Momen quán tính đối với trục X:
∑
=
++++
+++−=
m
i
iiiiiiiix
YYYYYYXXJ
1
3
1
2
11
23
1
))((
12
1
Momen quán tính đối với trục trung hoà:
2
th x c
J J Y F
= −
Trong các công thức trên
1 1
, , ,
i i i i
X X Y Y
+ +
là toạ độ của các điểm thứ i, i+1
Tính đặc trưng hình học của mặt cắt giữa nhòp, trình tự đánh số như sau:
12 11
X
3
4
5
6
17
16
15
14 21
20
8
9
10
19
18
7
Y
12
1322
Hình 2.5: Đánh đâu tọa độ điểm
Tính toán các giá trò trên bằng chương trình excel ta được bảng kết quả sau:
Số
hiệu
mặt
cắt
Chiều
dài
đốt li
(m)
Chiều
cao
dầm h
(m)
Diện
tích
A (m
2
)
Momen
tónh
S (m
3
)
Toạ độ
trọng
tâm
ytg (m)
Trọng tâm
so
đáy dầm
ybg (mm)
Ix (m
4
) Ith (m
4
)
Sst 4.50 5.000 12.900
31.671 2.455 2.545 144.0024
46.8097
S1 3.00 4.436 11.790
24.903 2.112 2.324 146.2137
33.7990
S2 3.00 4.100 11.129
21.265 1.911 2.189 147.6436
27.2454
S3 3.00 3.796 10.531
18.229 1.731 2.065 148.7633
22.0413
S4 3.00 3.524 9.995
15.716 1.572 1.952 149.4748
17.9414
S5 4.00 3.284 9.523
13.660 1.434 1.850 149.7695
14.7405
S6 4.00 3.014 8.991
11.525 1.282 1.732 149.6139
11.5824
S7 4.00 2.800 8.571
9.974 1.164 1.637 149.0481
9.4075
S8 4.00 2.644 8.263
8.913 1.079 1.565 148.3457
7.9835
S9 4.00 2.544 8.067
8.271 1.025 1.519 147.7595
7.1501
SHL
2.00 2.500 7.980
7.992 1.002 1.498 147.4609
6.7959
Việc tính toán đặc trưng hình học với tiết diện nguyên này rất cần thiết cho việc
tính toán sơ bộ trong giai đoạn thi công và khai thác để xác đònh tónh tải rồi sau đó
thiết kế nội lực và tính ra số bó thép dự ứng lực cần thiết.
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
26
2.1.4.4. SƠ LƯC VỀ PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ĐÚC HẪNG
Kết cấu nhòp được thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng từù trụ ra 2
phía đối xứng nhau, khối Ko trên đỉnh trụ là khối lớn nhất của kết cấu nhòp dầm và
được thi công đầu tiên sau khi đã đặt các gối kê tạm và các thanh cường độ cao
φ38 thẳng đứng để liên kết chặt cứng giữa khối đỉnh trụ và thân trụ đồng thời giữ
ổn đònh trong suốt quá trình thi công các cánh hẫng tiếp theo. Khối trên đỉnh trụ
được đúc trên đà giáo mở rộng trụ, đà giáo này được cấu tạo từ thép hình đã gia
công trong công xưởng và được lắp đặt sau khi thi công xong thân trụ.
Các đốt dầm còn lại được đúc đối xứng nhau qua trụ nhờ hai bộ ván khuôn
treo trên xe đúc, hai bộ ván khuôn này có thể trït đề thay đổi chiều dài và chiều
cao các đốt dầm
Sau khi thi công xong các đốt dầm trên đà giáo cũng như trên các xe đúc ta
tiến hành hợp long nhòp biên, hạ kết cấu nhòp xuống gối chính rồi tiến hành hợp
long nhòp giữa
Việc xác đònh nội lực của kết cấu phụ thuộc vào từng giai đoạn thi công. Do đó
chúng ta phải xét từng sơ đồ làm việc của kết cấu trong các giai đoạn thi công ,
hợp long và giai đoạn khai thác.
Lựa chọn phương pháp thi công hợp long biên trước, sau đó hạ gối xuống đỉnh trụ
và tiến hành hợp long giữa
2.1.4.5. Giai đoạn I thi công đúc hẫng cân bằng qua đỉnh trụ
Đây là giai đoạn đúc các đốt đối xứng qua trụ. Trong giai đoạn này kết cấu nhòp
làm việc theo sơ đồ khung T. Sau khi hợp long với đoạn đúc trên đà giáo của nhòp
biên và hạ xuống gối chính thì sơ đồ này không tồn tại, trạng thái cân bằng mới
của hệ được xác lập lại và kết cấu nhòp làm việc theo sơ đồ giản đơn mút thừa. Vì
vậy giá trò nội lực tính ở phần này có giá trò để kiểm tra cường độ của các mặt cắt
dầm trong giai đoạn thi công và tải trọng tai biến, xác đònh các mất mát ứng suất
trong quá trình căng kéo các bó cốt thép DƯL. Sơ đồ này còn để xác đònh các
chuyễn vò của đầu hẫng trong mỗi giai đoạn đúc, căn cứ vào đó để điều chỉnh cao
độ ván khuôn, tạo độ vồng kiến trúc cho nhòp đúc.
2.1.4.5.1. Tải trọng tác dụng:
+Tónh tải giai đoạn I: Trọng lượng bản thân các khối dầm tính theo công thức :
,
I i C i TB
P l
A
γ
× ×
=
, trong đó
A
tb
là diện tích trung bình mặt cắt của khối bê tông đúc,
C
γ
=2500 KG/m
3
, l
i
là chiều dài đốt đúc.
+Trong lượng xe thao tác (loại xe đúc hẫng -OVM- kiểu dàn hình thoi) là 69T. Vò
trí đặt tải trọng xe đúc lấy lùi 2.0m phía sau đầu mút hẫng của đốt đã đúc
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
27
+Hoạt tải thi công phân bố CLL = 0.48KN/m
2
2.1.4.5.2. Sơ đồ tính toán:
qthicong
qDC
e
Qxeduc Qxeduc
e
Sơ đồ 1: Thi công đúc hẫng
Bảng tính trọng lượng bản thân của các đốt dầm
Mặt cắt
Tên
đốt
Li (mm)
Ai (m
2
)
Atb (m
2
)
DC
(N/mm)
DC
(N)
Str 12.9
K0 6000 12.345 308.625
1851750
S1 11.79
K1 3000 11.450 286.488
859464
S2 11.129
K2 3000 10.830 270.75 812250
S3 10.531
K3 3000 10.263 256.575
769725
S4 9.995
K4 3000 9.759 243.975
731925
S5 9.523
K5 4000 9.257 231.425
925700
S6 8.991
K6 4000 8.781 219.525
878100
S7 8.571
K7 4000 8.417 210.425
841700
S8 8.263
K8 4000 8.165 204.125
816500
S9 8.067
K9 4000 8.024 200.588
802352
SHL 7.980 0
HL 2000 7.980 199.5 399000
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
28
2.1.4.5.3. Xác đònh mô men uốn tại các mặt cắt dầm công xon trong quá trình
đúc hẫng cân bằng.
• Do trọng lượng bản thân các đốt dầm P
I,i
:
Gọi
,
K K
I i
M
−
là mômen do khối thứ i gây ra tại mặt cắt thứ k, ta sẽ đi tìm công thức
tổng quát như sau:
+ Tại mặt cắt gối:
- Mô men do đốt K0
ï
gây ra tại mặt cắt 0 – 0 được xác đònh theo công thức
tính tải phân bố đều trên thanh 1 đầu ngàm:
2
,0 0
0 0
,0
2
I
I
P l
M
−
=
- Do đốt K1:
0 0 0 0
1
,1 ,0 ,1 1 0
2
I I I
l
M M P l l
− −
= + × +
- Do đốt Kn:
1
0 0 0 0
, , 1 ,
0
2
n
n
I n I n I n n i
l
M M P l l
−
− −
−
= + × +
∑
+ Tại mặt cắt thứ K:
1
, ,
1
2
n n
k k
i
I i I i i i
k k
l
M P l l
−
−
−
= +
∑ ∑
Trong đó: P
I,i
, l
i
la trọng lượng và chiều dài của đốt thứ i
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
29
Bảng kết quả mô men (kNm) do trọng lượng bản thân các khối gây ra
MC
K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9
Str
5555
12001
20530
30921
42998
61512
82586
106154
132282
161167
S1
0 1289 4944 10717
18402
31362
47168
65685
86914
110985
S2
0 0 1218 4682
10172
20354
33526
49518
68298
89961
S3
0 0 0 1155
4448 11854
22391
35858
52188
71445
S4
0 0 0 0 1098 5726 13629
24571
38452
55301
S5
0 0 0 0 0 1851 7120
15537
26968
41410
S6
0 0 0 0 0 0 1756
6806 14971
26204
S7
0 0 0 0 0 0 0 1683 6582 14606
S8
0 0 0 0 0 0 0 0 1633 6447
S9
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1605
HL
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
• Do hoạt tải thi công
Như đã phân tích ở trên hoạt tải thi công bao gồm :
- Hoạt tải thi công phân bố: P
I,tc
= 0.48x11=5.28KN/m
+ Mô men tại các mặt cắt do tải trọng thi công gây ra được tính theo công thức:
2
,
,
2
n
I tc i
i k
k k
TC i
P d
M
=
−
=
∑
Bảng kết quả mô men (kNm) do tải thi công rãi đều gây ra
MC K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9
Str
95 214 380 594 855 1278 1785 2376 3052 3812
S1
0 24 95 214 380 676 1056 1521 2070 2703
S2
0 0 24 95 214 446 763 1164 1650 2220
S3
0 0 0 24 95 264 517 855 1278 1785
S4
0 0 0 0 24 129 319 594 953 1397
S5
0 0 0 0 0 42 169 380 676 1056
S6
0 0 0 0 0 0 42 169 380 676
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
30
S7
0 0 0 0 0 0 0 42 169 380
S8
0 0 0 0 0 0 0 0 42 169
S9
0 0 0 0 0 0 0 0 0 42
HL
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
• Do hoạt tải xe đúc:
- Tải trọng xe đúc P= 690 KN đặt phía sau đầu đoạn đốt đã thi công một đoạn
L bằng 2m.
+ Mô men tại các mặt cắt do tải trọng xe đúc gây ra được tính theo công thức:
,
1
n
k k
xe i xe i
i k
M P d
−
=
= −
∑
Bảng kết quả mô men (kNm) do trọng lượng xe đúc gây ra
MC K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9
Str
0 5520
7590
9660
11730
13800
16560
19320
22080
24840
S1
0 1380
3450
5520
7590
9660
12420
15180
17940
20700
S2
0 0 1380
3450
5520
7590
10350
13110
15870
18630
S3
0 0 0 1380
3450
5520
8280
11040
13800
16560
S4
0 0 0 0 1380
3450
6210
8970
11730
14490
S5
0 0 0 0 0 1380
4140
6900
9660
12420
S6
0 0 0 0 0 0 1380
4140
6900
9660
S7
0 0 0 0 0 0 0 1380
4140
6900
S8
0 0 0 0 0 0 0 0 1380
4140
S9
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1380
HL
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2.1.4.5.4. Tổ hợp nội lực.
Momen ở trạng thái GHCĐ được xác đònh theo công thức:
(
)
DC DC CE CE CLL CLL
Mu M M M= η γ + γ + γ
Trong đó:
η : Hệ số liên quan tính đến tính dẻo, tính dư và sự quan trọng
trong khai thác
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
31
η = ηi.ηD.ηR ≥ 0.95
+ Hệ số liên quan đến tính dẻo : ηD = 1.00
+ Hệ số liên quan đến tính dư : ηR = 1.00
+ Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác: ηi = 1.05
⇒ η = × × =
1.00 1.00 1.05 1.05
.
Bảng hệ số tải trọng.
Loại tải γmax
γmin
Bản thân dầm:
1.25
0.9
Thi công: 1.5
Xe đúc 1.25
Ta tính toán ứng với các giá trò hệ số tải trọng trên ta được kết quả sau:
Bảng kết quả momen ứng với γmin.
Lúc thi công đốt
M
min
(10
6
Nmm)
Mặt
cắt
K0
K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9
Str
-5399
-18923
-29961
-42835
-57376
-78254
-102590
-129415
-158793
-190909
S1
0 -3067
-9350
-17710
-27951
-43381
-62538
-84392
-108940
-136307
S2
0 0 -3000
-9102
-17194
-29899
-46468
-65835
-87969
-112962
S3
0 0 0 -2940
-8881
-18863
-32842
-49723
-69443
-92061
S4
0 0 0 0 -2886
-10143
-21533
-35929
-53234
-73477
S5
0 0 0 0 0 -3627
-12428
-24337
-39228
-57097
S6
0 0 0 0 0 0 -3537
-12132
-23803
-38506
S7
0 0 0 0 0 0 0 -3469
-11920
-23458
S8
0 0 0 0 0 0 0 0 -3421
-11792
S9
0 0 0 0 0 0 0 0 0 -3394
HL
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Bảng kết quả momen ứng với γmax.
Lúc thi công đốt
M
max
(10
6
Nmm)
Mặt
cắt
K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9
Str
-7441
-23333
-37506
-54198
-73178
-100859
-132940
-168427
-207407
-250138
S1
0 -3541
-11167
-21648
-34714
-54906
-79873
-108531
-140881
-177094
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
32
S2
0 0 -3448
-10823
-20932
-37380
-58789
-84033
-113069
-146023
S3
0 0 0 -3364
-10516
-23219
-41071
-62901
-88622
-118317
S4
0 0 0 0 -3290
-12248
-26542
-44959
-67365
-93801
S5
0 0 0 0 0 -4308
-15045
-30047
-49139
-72316
S6
0 0 0 0 0 0 -4183
-14633
-29305
-48136
S7
0 0 0 0 0 0 0 -4087
-14339
-28825
S8
0 0 0 0 0 0 0 0 -4021
-14162
S9
0 0 0 0 0 0 0 0 0 -3984
HL
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
BIỂU ĐỒ BAO MOMEN (10
6
Nmm)
-177094
-146023
-118317
-93801
-72316
-48136
-28825
-14162
-3984
0
-190909
-136307
-112962
-92061
-73477
-57097
-38506
-23458
-11792
-3394
0
-14162
-28825
-48136
-72316
-93801
-118317
-146023
-177094
-250138
-11792
-23458
-38506
-57097
-73477
-92061
-112962
-136307
Hình 2.6: Biểu đồ bao moment trong giai đoạn thi công đúc hẫng qua đỉnh trụ
2.1.4.6. Giai đoạn 2 đã hợp long biên
Đã hợp long xong nhòp biên, hạ kết cấu nhòp xuống gối chính sau đó tiến hành hợp
long giữa nhưng đốt hợp long giữa chưa đông cứng. Kết cấu nhòp làm việc theo sơ
đồ dầm giản đơn mút thừa chòu các tải trọng: tónh tải giai đoạn I, tải trọng thi công,
½ trọng lượng xe đúc và ½ trọng lượng đốt hợp long.
2.1.4.6.1. Tải trọng tác dụng
+ Tải trọng bản thân.
+ Hoạt tải thi công phân bố: P
I,tc
= 0.48x12.6=6.048KN/m
+ Hoạt tải xe đúc
2.1.4.6.2. Sơ đồ tải trọng
Sơ đồ 2: Dầm mút thừa
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
33
Với các thông số: L1 = 54 m
L = 78 m
Điều kiện biên như sơ đồ thể hiện
2.1.4.6.3. Xác đònh nội lực
Sừ dụng phần mềm phân tích kêt cầu Midas ta có được bảng tổng hợp nội lực trong
giai đoạn này
Bảng kết quả nội lực
Mặt cắt Bước thi công Phần tử Lực cắt (kN)
Moment (kNm)
Str
Buoc 12 (HLGiua) I[115] -10994.63 -199809.54
S0
Buoc 12 (HLGiua) I[114] 10085.89 -183836.09
S1
Buoc 12 (HLGiua) I[113] 8648.54 -141672.31
S2
Buoc 12 (HLGiua) I[112] 7784.03 -116969.18
S3
Buoc 12 (HLGiua) I[111] 6964.93 -94810.37
S4
Buoc 12 (HLGiua) I[110] 6187.78 -75058.77
S5
Buoc 12 (HLGiua) I[109] 5447.82 -57592.25
S6
Buoc 12 (HLGiua) I[108] 4510.14 -37675.86
S7
Buoc 12 (HLGiua) I[107] 3618.9 -21422
S8
Buoc 12 (HLGiua) I[106] 2762.32 -8665.2
S9
Buoc 12 (HLGiua) I[105] 1928.86 712.69
HLB
Buoc 12 (HLGiua) I[104] 1106.92 6782.59
S0’
Buoc 12 (HLGiua) I[116] -9838.46 -184162.23
S1’
Buoc 12 (HLGiua) I[117] -8437.68 -142976.89
S2’
Buoc 12 (HLGiua) I[118] -7570.8 -118926.05
S3’
Buoc 12 (HLGiua) I[119] -6750.77 -97419.53
S4’
Buoc 12 (HLGiua) I[120] -5972.83 -78320.22
S5’
Buoc 12 (HLGiua) I[121] -5232.44 -61505.99
S6’
Buoc 12 (HLGiua) I[122] -4294.17 -42459.32
S7’
Buoc 12 (HLGiua) I[123] -3402.29 -27075.17
S8’
Buoc 12 (HLGiua) I[124] -2545.28 -15188.1
S9’
Buoc 12 (HLGiua) I[125] -1711.56 -6679.93
HLG
Buoc 12 (HLGiua) I[126] 0 0
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
34
Biểu đồ mô men trong giai đoạn này
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
35
2.1.4.7. Giai đoạn dỡ tải trọng thi công ra khỏi cầu
Giai đoạn dỡ tải trọng thi công – chuyển xe đúc ra khỏi cầu. Sau khi hợp long,
chưa tháo dỡ ván khuôn ngoài tiến hành căng kéo cốt thép thớ dưới của nhòp giữa
và di chuyển xe đúc ra khỏi cầu, tháo dỡ các tải trọng thi công khác. Các tải trọng
này vốn đã nằm ở trên nhòp gây nên biến dạng cho dầm, khi dỡ tải ra khỏi nhòp
dầm đàn hồi trở lại nhưng do lúc này dầm đã là liên tục, chuyển vò bò khống chế và
sẽ gây ra nội lực trong dầm. Chúng ta gọi hiện tượng này là hiệu ứng dỡ tải.
2.1.4.7.1. Tải trọng tác dụng
+ Trọng lượng xe đúc – lực tập trung tác dụng tại nhòp giữa, cách mặt cắt
giữa nhòp khoảng cách là d
xe
theo hướng ngược với trọng lực.
+ Tải trọng thi công – lực phân bố tác dụng trên kết cấu theo hướng ngược
với hướng trọng lực.
+ Tónh tải đốt hợp long – tải trọng phân bố bằng P
0
tác dụng trong phạm vi
chiều dài đốt theo hướng trọng lực.
2.1.4.7.2. Sơ đồ tải trọng
Ptc
Qxđ/2
Qxđ/2
Po
54m 78m 54m
Sơ đồ 3: Sơ đồ dỡ tải thi công
Với các thông số: L1 = 54 m
L = 78 m
Điều kiện biên như sơ đồ thể hiện
2.1.4.7.3. Xác đònh nội lực
Sừ dụng phần mềm phân tích kêt cầu Midas ta có được bảng tổng hợp nội lực trong
giai đoạn này
Bảng kết quả nội lực
Mặt cắt Bước thi công Phần tử Lực cắt (kN)
Moment (kN·m)
Str
Buoc 14 ( Do tai)
I[115] 694.79 8797.83
S0 Buoc 14 ( Do tai)
I[114] -365.35 8240.9
S1
Buoc 14 ( Do tai)
I[113] -329.71 6677.01
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
36
S2
Buoc 14 ( Do tai)
I[112] -305.95 5723.52
S3
Buoc 14 ( Do tai)
I[111] -282.19 4841.31
S4
Buoc 14 ( Do tai)
I[110] -258.43 4030.38
S5
Buoc 14 ( Do tai)
I[109] -234.67 3290.73
S6
Buoc 14 ( Do tai)
I[108] -202.99 2415.41
S7
Buoc 14 ( Do tai)
I[107] -171.31 1666.81
S8
Buoc 14 ( Do tai)
I[106] -139.63 1044.93
S9
Buoc 14 ( Do tai)
I[105] -107.95 549.77
HLB
Buoc 14 ( Do tai)
I[104] -76.27 181.33
S0’
Buoc 14 ( Do tai)
I[116] 682.91 7764.56
S1’
Buoc 14 ( Do tai)
I[117] 647.27 4771.64
S2’
Buoc 14 ( Do tai)
I[118] 623.51 2865.46
S3’
Buoc 14 ( Do tai)
I[119] 599.75 1030.56
S4’
Buoc 14 ( Do tai)
I[120] 575.99 -733.05
S5’
Buoc 14 ( Do tai)
I[121] 552.23 -2425.39
S6’
Buoc 14 ( Do tai)
I[122] 520.55 -4570.96
S7’
Buoc 14 ( Do tai)
I[123] 488.87 -6589.81
S8’
Buoc 14 ( Do tai)
I[124] 457.19 -8481.94
S9’
Buoc 14 ( Do tai)
I[125] 425.51 -10247.35
HLG
Buoc 14 ( Do tai)
I[126] -37.42 -11886.04
Biểu đồ mô men trong giai đoạn này
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
37
2.1.4.8. Xác đònh mô men uốn tại các mặt cắt giai đoạn khai thác ( sơ đồ 4)
2.1.4.8.1. Tải trọng tác dụng
Trong giai đoạn này kết cấu chòu các tải trọng như sau:
- Tónh tải giai đoạn 2
- Hoạt tải LL và PL
Với hoạt tải xe thì cần chú ý các yếu tố sau:
- Hoạt tải thiết kế là HL93 gồm hai tổ hợp sau:
Xe tải 3 trục và tải trọng làn
Xe tải 2 trục và tải trọng làn
Khi tính momen âm trên đónh trụ thì ta xếp thêm trường hợp 90%(2 xe tải
thiết kế cách nhau 15m, 2 trục 145kN cách nhau 4.3 m và tải trọng làn)
2.1.4.8.2. Tải trọng tác dụng
Sơ đồ giống như giai đoạn trên, dầm liên tục 3 nhòp
2.1.4.8.3. Xác đinh giá trò nội lực
Mô hình hóa trên midas ta được kết quả sau:
Biểu đồ bao moment
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
38
Bảng giá trò moment max
Mặt cắt Bước thi công Phần tử Lực cắt (kN)
Moment (kN·m)
Str
TH1(max) I[115] -1881.13 -25987.59
S0
TH1(max) I[114] 5322.68 -22921.38
S1
TH1(max) I[113] 4763.44 -13773.64
S2
TH1(max) I[112] 4406.85 -6442.27
S3
TH1(max) I[111] 4050.59 1438.27
S4
TH1(max) I[110] 3695.21 9073.89
S5
TH1(max) I[109] 3340.9 16081.66
S6
TH1(max) I[108] 2869.96 23586.92
S7
TH1(max) I[107] 2401.71 28913.15
S8
TH1(max) I[106] 1937.35 32056.7
S9
TH1(max) I[105] 1478.81 32875.31
HLB
TH1(max) I[104] 1028.69 31221.1
S0’
TH1(max) I[116] -1787.97 -23187.02
S1’
TH1(max) I[117] -1521.1 -15101.66
S2’
TH1(max) I[118] -1338.03 -9000.85
S3’
TH1(max) I[119] -1150.38 -2179.15
S4’
TH1(max) I[120] -957.88 4234.49
S5’
TH1(max) I[121] -729.36 10218.3
S6’
TH1(max) I[122] -389.29 17528.56
S7’
TH1(max) I[123] -31.76 24518.93
S8’
TH1(max) I[124] 344.02 30143.57
S9’
TH1(max) I[125] 738.11 33743.79
HLG
TH1(max) I[126] 1149.58 35292.21
Bảng giá trò moment min
Mặt cắt Bước thi công Phần tử Lực cắt (kN)
Moment (kN·m)
Str TH1(min) I[115] -5733.73 -83662.25
S0
TH1(min) I[114] 1953.32 -77229.49
S1
TH1(min) I[113] 1677.61 -60104.42
S2
TH1(min) I[112] 1475.15 -50430.37
S3
TH1(min) I[111] 1234.12 -42119.94
S4
TH1(min) I[110] 983.85 -35223.02
S5
TH1(min) I[109] 723.53 -29382.65
S6
TH1(min) I[108] 359.18 -22409.67
S7
TH1(min) I[107] -26.98 -16367.16
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
39
S8
TH1(min) I[106] -437.09 -11255.14
S9
TH1(min) I[105] -872.91 -7073.59
HLB
TH1(min) I[104] -1335.43 -3822.53
S0’
TH1(min) I[116] -5538.92 -75980.45
S1’
TH1(min) I[117] -5012.02 -55060.19
S2’
TH1(min) I[118] -4661.87 -43748.46
S3’
TH1(min) I[119] -4312.21 -34468.89
S4’
TH1(min) I[120] -3963.09 -26373.8
S5’
TH1(min) I[121] -3615.04 -19452.46
S6’
TH1(min) I[122] -3152.55 -12062.22
S7’
TH1(min) I[123] -2693.57 -7241.29
S8’
TH1(min) I[124] -2240.17 -3976.31
S9’
TH1(min) I[125] -1795.06 -1641.81
HLG
TH1(min) I[126] -1361.28 -237.8
2.1.4.9. Tổng hợp giá trò nội lực
Cộng giá trò đại số 3 trướng hợp SƠ ĐỒ 2 (Sơ dồ hợp long giữa) + SƠ ĐỒ 3 (Sơ đồ
dỡ tải) + SƠ ĐỒ 4 (Sơ đồ dầm liên tục 3 nhòp chòụ tónh tải II và hoạt tải)
Hình 2.7: Tổng hợp moment
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
40
Giá trò đường bao
M(kNm) theo sơ
đồ 4
Giá trò M (kNm) tính
toán trong giai đoạn
khai thác
Mặ
t
cắt
Giá trò
M(kNm) tính
theo sơ đồ 2
Giá trò
M(kNm) tính
theo sơ đồ 3
M (-) M (+) M (-) M (+)
Str
-199809.54 8797.83 -83662.25
0 -274673.96
-191011.71
S0
-183836.09 8240.9 -77229.49
0 -252824.68
-175595.19
S1
-141672.31 6677.01
-60104.42
0 -195099.72
-134995.3
S2
-116969.18 5723.52
-50430.37
0 -161676.03
-111245.66
S3
-94810.37 4841.31
-42119.94
1438.27
-132089 -88530.79
S4
-75058.77 4030.38
-35223.02
9073.89
-106251.41
-61954.5
S5
-57592.25 3290.73
-29382.65
16081.66
-83684.17 -38219.86
S6
-37675.86 2415.41
-22409.67
23586.92
-57670.12 -11673.53
S7
-21422 1666.81
-16367.16
28913.15
-36122.35 9157.96
S8
-8665.2 1044.93
-11255.14
32056.7
-18875.41 24436.43
S9
712.69 549.77
-7073.59
32875.31
-5811.13 34137.77
HL
6782.59 181.33
-3822.53
31221.1
3141.39 38185.02
S0’
-184162.23 7764.56
-75980.45
0 -252378.12
-176397.67
S1’
-142976.89 4771.64
-55060.19
0 -193265.44
-138205.25
S2’
-118926.05 2865.46
-43748.46
0 -159809.05
-116060.59
S3’
-97419.53 1030.56
-34468.89
0 -130857.86
-96388.97
S4’
-78320.22 -733.05
-26373.8
4234.49
-105427.07
-74818.78
S5’
-61505.99 -2425.39
-19452.46
10218.3
-83383.84 -53713.08
S6’
-42459.32 -4570.96
-12062.22
17528.56
-59092.5 -29501.72
S7’
-27075.17 -6589.81
-7241.29
24518.93
-40906.27 -9146.05
S8’
-15188.1 -8481.94
-3976.31
30143.57
-27646.35 6473.53
S9’
-6679.93 -10247.35
-1641.81
33743.79
-18569.09 16816.51
HL
0 -11886.04 -237.8 35292.21
-12123.84 23406.17
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
41
Bảng tổng hợp moment ở trạng thái giới hạn cường dộ I
Giá trò M(kNm) tính toán trong giai
đoạn khai thác
Mặt cắt
M (-) M (+)
Str
-288407.658 -200562.2955
S0
-265465.914 -184374.9495
S1
-204854.706 -141745.065
S2
-169759.8315 -116807.943
S3
-138693.45 -92957.3295
S4
-111563.9805 -65052.225
S5
-87868.3785 -40130.853
S6
-60553.626 -12257.2065
S7
-37928.4675 9615.858
S8
-19819.1805 25658.2515
S9
-6101.6865 35844.6585
HLB
3298.4595 40094.271
S0’
-264997.026 -185217.5535
S1’
-202928.712 -145115.5125
S2’
-167799.5025 -121863.6195
S3’
-137400.753 -101208.4185
S4’
-110698.4235 -78559.719
S5’
-87553.032 -56398.734
S6’
-62047.125 -30976.806
S7’
-42951.5835 -9603.3525
S8’
-29028.6675 6797.2065
S9’
-19497.5445 17657.3355
HLG
-12730.032 24576.4785
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU GVHD: ĐỖ THÀNH CHUNG
SVTH: HOÀNG VĂN THÁI_MSSV: CD06112 Trang
42
2.1.5. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CÁP DỰ ỨNG LỰC :
2.1.5.1. Vật liệu bê tông
Bê tông được sử dụng có các đặc trưng sau :
+ Tỉ trọng của bêtông :
c
γ
=25 (kN/m
3
)
+ Dùng bêtông có cường độ chòu nén ở 28 ngày f’
c
= 50 MPa.
+ Mun đàn hồi của bêtông là :
E
c
=
' 1.5
1.5
0.043 2500 50
0.043
c
c
f
γ
× = × ×
×
= 35749.5 MPa
Trong đó :
c
γ
- tỉ trọng của bêtông (kg/m
3
)
f’
c
– cường độ qui đònh của bêtông (MPa)
+ Cường độ chòu kéo khi uốn :
'
cr
f63.0f ×=
= 4.45 (MPa)
2.1.5.2. Vật liệu thép
Cốt thép thường:
Theo TCVN 6285:1997, sử dụng loại cốt thép thường dễ hàn RB500W có các
thông số sau:
- Giới hạn chảy: f
y
= 400 (MPa)
- Giới hạn kéo đứt: f
u
= 440 (MPa)
-Mô đun đàn hồi E
s
= 200000 (MPa)
- Độ giãn dài 14%
Cốt thép dự ứng lực:
Dầm được thiết kế với vật liệu cáp 12.7 mm do hãng VSL sản xuất. Vật liệu sử
dụng có các tính chất cơ lý như sau:
+ Đường kính tao cáp : 12.7mm
+ Cường độ kéo qui đònh của thép DƯL : f
pu
= 1860 MPa
+ Giới hạn chảy của thép DƯL : f
py
=1670 MPa
+ Môđuyn đàn hồi : E
p
=195 000 MPa
+ Ứng suất cho phép khi kích : f
pj
= 0.8xf
pu
=1488 (MPa) (5.9.3)
