THIẾT KẾ DẦM CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC MẶT CẮT CHỮ T(Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (620.61 KB, 67 trang )
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI
CƠ SỞ THÁI NGUYÊN
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ CẦU
Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Văn Tuấn
Sinh viên thực hiện : Đào Xuân Dũng
Lớp : 64DLCD01
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
THIẾT KẾ DẦM CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC
MẶT CẮT CHỮ T
(Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05)
1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
1.1. Số liệu chung
Thiết kế cầu dầm BTCT DƯL nhịp giản đơn.
- Chiều dài nhịp L=38 m
- Bề rộng phần xe chạy: 8m
- Bề rộng lề đi bộ: 1,5m
- Tải trọng thiết kế HL93, người đi 3.10
-3
Mpa
- Dạng kết cấu nhịp Cầu dầm
- Dạng mặt cắt ngang Chữ T
- Vật liệu kết cấu BTCT dự ứng lực
- Công nghệ tạo ứng lực: Kéo sau
- Cường độ BT của dầm chủ: 46 MPa
- Loại cốt thép DƯL tao 15.2
- Không Có dầm ngang
- Quy trình thiết kế: 22TCN 272-05
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
35 kN
145 kN
145 kN
4300
mm
4300
mm
tíi 900mm
mmm
600 mm nãi chung
300mm mót thõa cña mÆt cÇu
Lµn thiÕt kÕ 3600 mm
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
1.2. Các loại vật liệu
- Bêtông dầm:
+ Cường độ chịu nén của bêtông tuổi 28 ngày:
'
c
f
= 46 MPa
+ Trọng lượng riêng của bêtông:
c
γ
= 25 kN/m
3
- Cáp DƯL:
+ Cáp 15.2mm
+ Cường độ chịu kéo: f
pu
= 1860MPa
+ Giới hạn chảy: f
py
= 0,9.f
pu
f
py
= 1674MPa
+ Môđun đàn hồi: E
p
= 197000Mpa
- Cốt thép chịu lực bản mặt cầu:
+ Cường độ chảy quy định nhỏ nhất: f
y
= 420 MPa
+ Môđun đàn hồi: E
s
= 200000MPa
+ Ứng suất trong thép khi kích f
pj
=0,8.f
pu
f
pj
= 1488 MPa
2. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP
2.1. Chiều dài tính toán KCN
- Kết cấu nhịp giản đơn có chiều dài nhịp: L
nh
= 38 m
- Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối: a = 0,3 m
- Chiều dài tính toán nhịp: L
tt
= L
nh
- 2.a L
tt
= 37.40m
2.2. Quy mô mặt cắt ngang cầu
- Các kích thước cơ bản của mặt cắt ngang cầu:
+ Bề rộng phần xe chạy: B
xe
= 8 m
+ Bề rộng lề đi bộ: b
le
= 1,5m
+ Bề rộng dải phân cách b
vs
=0,15m
+ Bề rộng chân lan can: b
clc
= 0,5m
+ Bề rộng toàn cầu: B
cau
= B
xe
+ 2.b
le
+ 2.b
vs +
2 b
clc
B
cau
=12,3m
+ Số làn xe thiết kế: n
l
=2làn
- Số dầm chủ thiết kế chọn như sau:
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
=(5.59 – 6.83)
=> Chọn n
dam
= 6 dầm.
- Khoảng cách giữa các dầm chủ:
-
=> Chọn S = 2000mm.
Cấu tạo mặt cắt ngang kết cấu nhịp
2.3. Kích thước mặt cắt ngang dầm chủ
Chiều cao dầm chủ
- Đối với cầu ô tô: h/L=1/18 1/20 do đó ta chọn h=1900 mm.
Kiểm tra lại chiều cao dầm tối thiểu h
min
=0,045L
Trong đó
L-Chiều dài nhịp tính toán L=37400 mm
h
min
=0,045.37400=1683mm <h=1900 mm Thoả mãn.
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
cau cau
dam
B B
n
2200 1800
= ÷
÷
12,3
2,05
6
dam
B
S m
n
= = =
20001150 2000 2000 2000 2000 1150
200
200
200
200
1900
12300
11300
500
500
650
650
1900
1500 4000150 15004000 150
2% 2%
l?p mui luy?n 0.02m
l?p phòng nu?c 0.01m
l?p bê tông b?o v? 0.04m
l?p bê tông asphan 0.05m
720
720
÷
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
- Điều kiện chọn tiết diện: Chiều dầy các phần không nhỏ hơn
+Sườn dầm, kéo sau 165.00 Mm
+Bản cánh 50.00 Mm
- Chiều dài nhịp tính toán 37.40 Mm
- Chiều cao tối thiểu của dầm chủ : h
min
= 1.683m
Chiêù rộng cánh b
f
1800.00 mm
Chiều dầy bản t
s
200.00 mm
Chiêù cao vụt cánh h
1
100.00 mm
Chiều rộng vụt cánh b
1
200.00 mm
Chiêù dầy sườn b
w
200.00 mm
Chiều cao vụt bầu dưới h
2
200.00 mm
Chiều rộng vụt bầu dưới b
2
200.00 mm
Chiêù cao bầu dưới h
3
320.00 mm
Chiều rộng bầu dưới b
b
600.00 mm
Chiều cao dầm H 1900.00 mm
2.3.1. Mặt cắt L/2
cấu tạo mặt cắt L/2
2.3.2. Mặt cắt tại gối.
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
200
100
320
200
600
200
200
200
1800
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
Cấu tạo mặt cắt gối
2.4. Xác định chiều rộng bản cánh hữu hiệu
Bề rộng bản cánh hữu hiệu có thể lấy giá trị nhỏ nhất của
+ 1/4 chiều dài nhịp = mm
+ 12 lần độ dày trung bình của bản cộng với số lớn nhất của bề dày
bản bụng dầm hoặc 1/2 bề rộng bản cánh trên của dầm
=12.200+max = 3300(mm)
+ Khoảng cách trung bình giữa các dầm kề nhau (S= 2000) Khống
chế
Đối với dầm biên
- Bề rộng cánh dầm hữu hiệu có thể được lấy bằng 1/2 bề rộng hữu
hiệu của dầm kề trong(=2000/2=1000) cộng trị số nhỏ nhất của
+ 1/8 chiều dài nhịp hữu hiệu(= )
+ 6 lần chiều dày trung bình của bản cộng với số lớn hơn giữa 1/2
độ dày bản bụng hoặc 1/4 bề rộng bản cánh trên của dầm chính
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
600
200
1900
1800
37400
9350
4
=
600
1800 / 2
37400
4675
8
=
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
=6.200+max =1650mm
+ Bề rộng phần hẫng( =1150) Khống chế
Kết luận: Bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu
Dầm giữa (bi) 2000 mm
Dầm biên (be) 2150 mm
2.7. Đặc trưng hình học của mặt cắt
Do dầm trong và dầm biên có cấu tạo giống nhau nên ta tính DTHH của mặt cắt
dầm trong, mặt cắt dầm biên tương tự.
2.7.1. Đặc trưng hình học mặt cắt L/2 và L/4
Diện tích mặt cắt:
Đặc trưng hình học Mặt cắt L/2 và L/4
trong đó:
+ A
o
: Diện tích mặt cắt dầm tại giữa nhịp.
+ A
i
: Diện tích từng khối đã chia của mặt cắt.
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
600 / 2
1800 / 4
0 i
A A=
∑
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
stt Hình dạng Chiều dài Chiều dài Chiều cao Diện tích
cạnh trên cạnh dưới
1 Chữ nhật 1800 1800 200 360000
2 Hình thang 600 200 100 40000
3 Chữ nhật 200 200 1080 216000
4 Hình thang 200 600 200 80000
5 Chữ nhật 600 600 320 192000
Tổng 888000
2.7.2. Đặc trưng hình học mặt cắt gối
- Diện tích mặt cắt gối:
Trong đó:
+ A
o
: Diện tích mặt cắt dầm tại gối.
+ A
i
: Diện tích từng khối đã chia của mặt cắt.
stt Hình dạng Chiều dài Chiều dài Chiều cao Diện tích
cạnh trên cạnh dưới
1 Chữ nhật 1800 1800 200 360000
2 Hình chữ nhật 600 600 1700 1020000
Tổng
1380000
II. Các hệ số tính toán
1. Hệ số tải trọng
Tên tải
trọng
TTGT CĐI TTGH
Sử dụng
Hệ số xung
kich
IM
Hệ số
max
Hệ số
min
Tĩnh tải 1,25 0,9 1 -
Lớp phủ mặt cầu 1,5 0,65 1 -
Hoạt tải 1,75 1,75 1 0,25
2. Hệ số điều chỉnh tải trọng
Hệ số xét đến tính dẻo của kết cấu η
D
=0,95 cho các thiết kế thông thường.
Hệ số xét đến tính dư của kết cấu η
R
= 0,95 cho các mức dư thông thường
Hệ số liên quan đến tầm quan trọng khi khai thác η
L
=1,05 cho các cầu điển hình
Hệ số điều chỉnh tải trọng η = η
D
× η
D
× η
D
= 0,95
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
0 i
A A=
∑
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
3. Hệ số làn xe m
Số làn chất tải Hệ số làn (m)
1 1.2
2 1
3 0,84
>3 0,65
4. TÍNH TOÁN NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN DẦM CHỦ
4.1. Các hệ số tính toán
- Hệ số tải trọng:
+ Tĩnh tải giai đoạn I:
1
γ
= 1,25 và 0,9
+ Tĩnh tải giai đoạn II:
2
γ
= 1,5 và 0,65
+ Hoạt tải HL93 và đoàn người:
h
γ
= 1,75 và 1,0
- Hệ số xung kích:
+ Trạng thái giới hạn cường độ: 1+ IM = 1,25
+ Trạng thái giới hạn mỏi: 1+ IM = 1,15
- Hệ số làn (do thiết kế 2 làn): m = 1,0
- Hệ số điều chỉnh tải trọng: η.
+ : Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư và tầm quan trọng trong khai thác
xác định theo: =
I
.
D
.
R
0.95
+
I
: Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác
I
= 1.05
+
D
: Hệ số liên quan đến tính dẻo
D
= 0.95
+
R
: Hệ số liên quan đến tính dư
R
= 0.95
Vậy: = 0.95
4.2. Tĩnh tải dải đều lên một dầm chủ
- Tĩnh tải dải đều lên một dầm chủ bao gồm:
+ Trọng lượng bản thân dầm chủ.
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
η
η η η
≥
η η
η η
η η
η
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
+ Trọng lượng lớp phủ mặt cầu.
+ Trọng lượng lan can.
=> Trọng lượng các bộ phận trên được tính cho 1m chiều dài dầm chủ
4.2.1. Dầm trong
4.2.1.1. Trọng lượng bản thân dầm
Xác định các loại tĩnh tải:
- Do mặt cắt dầm chủ có thể thay đổi tiết diện từ mặt cắt gối đến mặt cắt giữa
nhịp nên trọng lượng bản thân dầm chủ được xác định với 3 phần. Chiều dài mặt
cắt thay đổi như sau:
Cấu tạo mặt cắt thay đổi tiết diện
x
1
= 1900mm. x
2
= 1000mm x
3
= 2900mm
- Trọng lượng đoạn dầm có tiết diện là mặt cắt gối:
Trong đó:
+ γ
c
: Trọng lượng riêng của bêtông dầm, γ
c
= 25 kN/m
3
+ A
goi
: Diện tích mặt cắt gối, A
goi
= 1380000mm
2
.
+ x
1
: Chiều dài mặt cắt có tiết diện A
goi
, x
1
= 1900mm.
Do đó =2x25x1.38x1.9=131.1kN
- Trọng lượng đoạn dầm có tiết diện là mặt cắt giữa nhịp:
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
gôi c gôi 1
p 2. .A .x= γ
nh c nh nh 3
p .A .(L 2x )= γ −
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
Trong đó:
+ γ
c
: Trọng lượng riêng của bêtông dầm, γ
c
= 25kN/m
3
+ L
nh
: Chiều dài nhịp, L
nh
= 38m
+ A
nh
: Diện tích mặt cắt giữa nhịp, A
nh
= 888000 mm
2
+ x
3
: Chiều dài mặt cắt có tiết diện A
nh
, x
3
= 2900 mm.
Do đó = 25x0.888x(38-2x2.9)=714.84 KN
- Trọng lượng đoạn dầm có tiết diện là mặt cắt thay đổi:
Trong đó:
+ γ
c
: Trọng lượng riêng của bêtông dầm, γ
c
= 25 kN/m
3
+ x
2
: Chiều dài dầm có tiết diện A
td
, x
2
= 1000 mm.
+ A
td
: Diện tích mặt cắt thay đổi tiết diện:
A
td
= (A
goi
+ A
nh
)/2=(1380000+888000) =1134000 mm2
2x25x1.134x1=56.7 kN
- Trọng lượng dải đều của dầm trong:
= 23.754 kN/m
4.2.2.2. Trọng lượng dải đều của lan can
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
nh c nh nh 3
p .A .(L 2x )= γ −
td c td 2
p 2. .A .x= γ
td
p =
goi nh td
tr
1
nh
p p p
DC
L
+ +
=
131.1 714.84 56.7
38
+ +
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
Coät lan can=Tấm thép + Tấm thép +Tấm thép + Ống liên kết
Cấu tạo cột lan can
Với
* Trọng lượng tấm thép :
* Trọng lượng tấm thép :
* Trọng lượng tấm thép :
* Trọng lượng tấm thép
Ф90:
*Trên cột lan can bố trí 2 thanh thép ống Ф100 dầy 8mm dài 2000mm
+ Trọng lượng 1 cột lan can
Khoảng cách giữa 2 cột lan can là 2000mm, trên chiều dài nhịp 38 m có 20
côt (1 bên của cầu)
+ Trọng lượng toàn bộ cột lan can
*Trên cột lan can bố trí 2 thanh thép ống Ф100 dầy 8mm dài 2000mm
Trọng lượng của 1 thanh phân bố đều trên chiều dài dầm
-Trọng lượng phần lan can bằng thép là
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
1
T
2
T
3
T
5 3
s
7.85 10 N/ mm
−
γ = ×
1
T
122.46 N
2
T
51.92 N
3
T
19.39 N
2.04 N
3
P '' 122.46 51.92 19.39 2.04 195.81 N= + + + =
3 3
'' '' 20 195.81 20 3916.2P P N= × = × =
∑
2 2 2 2
-5
D -d 100 -92
g 7.85 10 3.14 0.095 N/ mm
4 4
= γ π = × × × =
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
g
lcth
= 0,095x2+0.1031=0.293(N/mm)
g
lcth
=0.293(KN/m)
Cấu tạo lan can phần bê tông
Trọng lượng rải đều của lan can phần bằng bê tông:
g
lcbt
= ((0.25x0.65)+((0.4+0.45)x0.05/2)+((0.07+0.23)x0.2/2))x25=5.344 kN/m.
Như vậy trọng lượng lan can là:
g
lc
= 5.344+0.293=5.637 kN/m
4.2.2.3. Trọng lượng dải đều của lớp phủ mặt cầu
- Cấu tạo bản bêtông mặt cầu:
+ Lớp mui luyện: = 0,02m
+ Lớp phòng nước: = 0,01m
+ Lớp bê tông bảo vệ: = 0,04m
+ Lớp bê tông Asphalt: = 0,05m
+ Tổng chiều dày lớp phủ mặt cầu h
mc
= 0,12m
+ Trọng lượng riêng lớp phủ mặt cầu: = 22,5kN/m
3
- Trọng lượng dải đều của lớp phủ mặt cầu: Ta coi lớp phủ mặt cầu có chiều dày
không đổi trên mặt cắt ngang cầu
- Trọng lượng dải đều của lớp phủ mặt cầu tính cho 1 dầm
DW
1
=(11.3x0.12x22.5)/6 =5.085KN/m
Bảng tổng hợp tĩnh tải tác dụng lên dầm biên và dầm trong
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
a
γ
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
Tĩnh tải
Dầm Đơn
vị
Kí hiệu Giá trị
Tĩnh tải dầm chủ DC
1
23.754
kN/m
Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu DW
1
5.085
kN/m
Tĩnh tải do lan can DC
2
5.637
kN/m
4.2.3. Tính toán nội lực do tĩnh tải
4.2.3.1. Các mặt cắt tính toán
- Về nguyên tắc khi tính toán nội lực ta thường chia dầm chủ ra thành nhiều mặt
cắt, khoảng cách giữa các mặt cắt từ 1-2m. Tuy nhiên thực tế ta chỉ cần xác định
nội lực tại các mặt cắt quan trọng phục vụ cho việc tính duyệt dầm chủ.
- Tính toán nội lực tại 3 mặt cắt sau:
+ Mặt cắt có mômen lớn nhất: Mặt cắt giữa nhịp L/2.
+ Mặt cắt có lực cắt lớn nhất: Mặt cắt gối.
+ Mặt cắt có mômen và lực cắt cùng lớn: Mặt cắt L/4.
- Bảng tọa độ các mặt cắt tính toán nội lực:
STT Mặt cắt tính toán Kí hiệu Cách gối x Đơn vị
1 Mặt cắt gối I-I
0.00
m
2 Mặt cắt cách gối 0.8m II-II
0.8
m
3 Mặt cắt L/4 III-III
9.35
m
4 Mặt cắt L/2 IV-IV
18.7
m
4.2.3.2. Vẽ đường ảnh hưởng nội lực tại các mặt cắt tính toán
Xác định nội lực do tĩnh tải:
Nội lực dầm chủ được tính toán tại 4 mặt cắt: giữa nhịp, 1/4 nhịp, cách gối 0,8m và mặt
cắt gối.
- Diện tích ĐAH mômen tại mặt cắt cách tim gối đoạn x:
- Diện tích ĐAH lực cắt tại mặt cắt cách tim gối đoạn x:
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
M
x.(L x)
2
−
ϖ =
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
, và
Để xác định nội lực, ta vẽ đường ảnh hưởng cho các mặt cắt cần tính rồi xếp tĩnh tải
rải đều lên đường ảnh hưởng. Nội lực được xác định theo công thức:
- Mômen: M
u
=η.γ
p
.ω.g
- Lực cắt: V
u
=η.g . [γ
pmax
.ω
(+)
- γ
pmin
.ω
(-)
]
Trong đó: ω : Diện tích đường ảnh hưởng mômen tại mặt cắt đang xét.
ω
(+)
: Diện tích đường ảnh hưởng lực cắt dương tại mặt cắt đang xét.
ω
(-)
: Diện tích đường ảnh hưởng lực cắt âm tại mặt cắt đang xét.
γ
p
: Hệ số tải trọng dùng cho tải trọng thường xuyên, bằng 1,25 đối với
DC, bằng 1,5 đối với DW.
γ
pmax
: Hệ số tải trọng lớn nhất dùng cho tải trọng thường xuyên, bằng
1,25 đối với DC, bằng 1,5 đối với DW. Hệ số này được dùng cho
phần tải trọng nằm trên phần đường ảnh hưởng mang dấu dương.
γ
pmin
: Hệ số tải trọng nhỏ nhất dùng cho tải trọng thường xuyên, bằng
0,9 đối với DC, bằng 0,65 đối với DW. Hệ số này được dùng cho
phần tải trọng nằm trên phần đường ảnh hưởng mang dấu âm.
g : Các tĩnh tải phân bố đều.
η: Hệ số điều chỉnh tải trọng, hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư, và
sự quan trọng trong khai thác xác định theo điều 1.3.2.
η=η
I
η
D
η
R
≥ 0.95
Hệ số liên quan đến tính dẻo η
D
= 1 vì cầu được thiết kế thông thường
(theo Điều 1.3.3).
Hệ số liên quan đến tính dư η
R
= 1,05 vì cầu dầm giản đơn nên không
dư (theo Điều 1.3.4).
Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác η
I
= 1 vì đây là cầu
điển hình (theo điều 1.3.5).
Vậy :
η = 1,05
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
2
V
(L x)
2.L
−
ϖ =
2
V
x
2.L
−
ϖ =
V V V
+ −
ϖ = ϖ + ϖ
∑
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
Vẽ các đường ảnh hưởng mô men và lực cắt tại các mặt cắt như hình vẽ bên dưới,
sau đó xếp tải trọng lên đường ảnh hưởng.
- Diện tích ĐAH mômen tại mặt cắt cách tim gối đoạn x:
- Diện tích ĐAH lực cắt tại mặt cắt cách tim gối đoạn x:
, và
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
36.6 0.8 36.6
0.9786
-0.0214
37.40 m
28.059.35
18.7
18.7
37.40 m
28.059.35
18.7 18.7
§AH m«men t¹i mÆt c¾t g
ô
i
7.0125
9.35
§AH m«men t¹i mÆt c¾t L/4
§AH m«men t¹i mÆt c¾t L/2
§AH lùc c¾t t¹i mÆt c¾t gèi
-0.25
-0.50
§AH lùc c¾t t¹i mÆt c¾t L/4
§AH lùc c¾t t¹i mÆt c¾t L/2
1.00
0.75
-0.50
§AH lùc c¾t t¹i mÆt c¾t
cách gôi 0,8m
§AH momen t¹i mÆt c¾t
cách g?i 0,8m
0.7829
0.8
M
x.(L x)
2
−
ϖ =
2
V
(L x)
2.L
−
ϖ =
2
V
x
2.L
−
ϖ =
V V V
+ −
ϖ = ϖ + ϖ
∑
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
+Mômen:M
u
=η.γ
p
.ω.g
+Lực cắt : V
u
=η.g(γ
p
.ω
+
γ
p
.ω
-
)
Mặt cắt
Khoảng cách từ mặt cắt
đến gối (m)
Tung độ
ĐAH lớn
nhất
Diện tích ĐAH (ω)
Gối 0 0 0
Cách gối 0,8m 0.8 0.7829 14.64023
1/4 nhịp 9.35 7.0125 131.13375
1/2 nhịp 18.7 9.35 174.845
Bảng tính diện tích đường ảnh hưởng lực cắt:
Mặt cắt
Khoảng cách
đến gối (m)
Tung độ
ĐAH lớn
nhất
Tung độ
ĐAH nhỏ
nhất
ω
(+)
ω
(-)
Gối 0 1 0 18.7 0
Cách gối 0,8m 0.8 0.9786 -0.0214 17.908 0.00856
1/4 nhịp 9.35 0.75 -0.25 10.519 1.16875
1/2 nhịp 18.7 0.5 -0.5 4.675 4.67500
Bảng tính mô men khi chưa nhân hệ số
Dầm ngoài
Mặt cắt
Diện tích
ĐAH (ω)
g
dầm
(kN/m)
g
lc
(kN/m)
g
dw
(kN/m)
Mô men chưa nhân hệ số
(kN.m)
Gối 0 23.754 5.637 5.085 0
Cách gối 0,8m 14.64023 23.754 5.637 5.085 504.73657
1/4 nhịp 131.13375 23.754 5.637 5.085 4520.9672
1/2 nhịp 174.845 23.754 5.637 5.085 6027.9562
Dầm trong
Mặt cắt
Diện tích ĐAH
(ω)
g
dầm
(kN/m)
g
dw
(kN/m
)
Mô men chưa nhân hệ số
(kN.m)
Gối 0 23.754 5.085 0
Cách gối
0,8m 14.64023 23.754 5.085 422.2096
1/4 nhịp 131.13375 23.754 5.085 3781.766
1/2 nhịp 174.845 23.754 5.085 5042.355
Bảng tính lực cắt khi chưa nhân hệ số
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
Dầm ngoài
Mặt cắt
ω
(+)
ω
(−)
g
dầm
(kN/m)
g
lc
(kN/m) g
dw
(kN/m)
Lực cắt chưa
nhân hệ số (kN)
Gối 18.7 0 23.754 5.637 5.085 644.7012
Cách gối
0,8m 17.90838
0.0085
6 23.754 5.637 5.085 617.11419
1/4 nhịp 10.51875
1.1687
5 23.754 5.637 5.085 322.3506
1/2 nhịp 4.675
4.6750
0 23.754 5.637 5.085 0
Dầm trong
Mặt cắt
ω
(+)
ω
(−)
g
dầm
(kN/m) g
dw
(kN/m)
Lực cắt chưa nhân hệ
số (kN.m)
Gối 18.7 0 23.754 5.085 539.2893
Cách gối 0,8m 17.90838 0.00856 23.754 5.085 516.21291
1/4 nhịp 10.51875 1.16875 23.754 5.085 269.64465
1/2 nhịp 4.675 4.67500 23.754 5.085 0
Bảng tính mô men khi đã nhân hệ số:
Dầm ngoài
Mặt cắt
Diện tích
ĐAH (ω)
g
dầm
(kN/m)
g
lc
(kN/m g
dw
(kN/m)
Mô men đã nhân hệ
số (kN.m)
Gối 0 23.754 5.637 5.085 0
Cách gối 0,8m 14.64023 23.754 5.637 5.085 682.00871
1/4 nhịp 131.13375 23.754 5.637 5.085 6108.8084
1/2 nhịp 174.845 23.754 5.637 5.085 8145.0778
Dầm trong
Mặt cắt
Diện tích
ĐAH (ω)
g
dầm
(kN/m) g
dw
(kN/m)
Mô men có nhân hệ số
(kN.m)
Gối 0 23.754 5.085 0
Cách gối 0,8m 14.64023 23.754 5.085 573.6921
1/4 nhịp 131.13375 23.754 5.085 5138.607
1/2 nhịp 174.845 23.754 5.085 6851.476
Bảng tính lực cắt khi đã nhân hệ số
Dầm ngoài
Mặt cắt
ω
(+)
ω
(−)
g
dầm
(kN/m)
g
lc
(kN/m) g
dw
(kN/m)
Lực cắt đã
nhân hệ số
(kN)
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
Gối 18.7 0 23.754 5.637 5.085 871.13132
Cách gối 0,8m 17.9084 0.00856 23.754 5.637 5.085 833.98659
1/4 nhịp 10.5188 1.16875 23.754 5.637 5.085 453.49376
1/2 nhịp 4.675 4.675 23.754 5.637 5.085 71.71242
Dầm trong
Mặt cắt
ω
(+)
ω
(−)
g
dầm
(kN/m) g
dw
(kN/m)
Lực cắt đã nhân hệ
số (kN)
Gối 18.7 0 23.754 5.085 732.7782
Cách gối 0,8m 17.9084 0.00856 23.754 5.085 701.536
1/4 nhịp 10.5188 1.16875 23.754 5.085 381.896
1/2 nhịp 4.675 4.675 23.754 5.085 62.028
2.2.7.1 – Tính toán hệ số phân phối hoạt tải theo làn:
Quy trình 22TCN 272 - 05 đề cập đến phương pháp gần đúng được dùng để phân
bố hoạt tải cho từng dầm (4.6.2.2.2). Không dùng hệ số làn của điều 3.6.1.1.2 với phương
pháp vì các hệ số đó đã được đưa vào trong hệ số phân phối, trừ khi dùng phương pháp
mô men tĩnh hoặc các phương pháp đòn bẩy.
Những kích thước liên quan: Chiều cao dầm: H = 1900 mm; khoảng cách của các
dầm: S=2000 mm; chiều dài nhịp tính toán: L=37400 mm; khoảng cách từ tim của dầm
biên đến mép trong của lan can d
e
=1150 - 500 = 650mm
Dầm T thuộc phạm vi áp dụng những công thức gần đúng của bảng 4.6.2.2.1.1 và
4.6.2.2.2a-1).
1- Hệ số phân bố hoạt tải theo làn đối với mô men uốn:
+ Đối với dầm trong:
- Một làn thiết kế chịu tải :
g
M
=
Trong thiết kế sơ bộ lấy
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
1,0
3
3,04,0
4300
06,0
+
s
g
Lt
K
L
SS
1
3
=
s
g
Lt
K
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
=> g
M
=
g
M
= 0,3658
- Hai làn thiết kế chịu tải :
g
M
=
g
M
= =0.52
+ Đối với dầm ngoài (Bảng 4.6.2.2.2.c-1)
- Một làn thiết kế chịu tải : Sử dụng phương pháp đòn bẩy.
- Điều kiện tính toán:
+ Tính hệ số PBN do tải trọng người.
+ Tính hệ số PBN cho dầm biên do tải trọng HL93 trong trường hợp xếp tải
trên một làn.
- Vẽ tung độ ĐAH áp lực gối R
1
:
Tính hệ số phân bố ngang cho dầm biên
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
( )
0,4 0,3
0,1
2000 2000
0,06 1
4300 37400
+
÷ ÷
1,0
3
2,06,0
2900
075,0
+
s
g
Lt
K
L
SS
( )
0,6 0,2
0.1
2000 2000
0,075 1
2900 37400
+
÷ ÷
1150
650
1500
2000
1800
250
y
1
y
3
y
2
y
4
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
y
1
=1.325 y
2
=0.575 y
3
=1.025 y
4
=0.125
- Xếp tải trọng bất lợi lên ĐAH phản lực gối.
- Tính hệ số PBN đối với xe tải và xe 2 trục thiết kế.
+ Công thức tính :
+ Hệ số PBN của xe tải thiết kế và xe 2 trục thiết kế đối với dầm biên khi
xếp tải trên 1 làn :
- Hệ số PBN đối với tải trọng người dải đều :
Trong đó :
+ b
le
: Bề rộng của lền người đi bộ.
+ y
1
: Tung độ ĐAH tại mép ngoài của ĐAH phản lực khi xếp tải trọng người.
+ y
2
: Tung độ ĐAH tại mép trong của ĐAH phản lực khi xếp tải trọng người.
- Kết quả tổng hợp hệ số PBN cho dầm biên:
Xếp tải trọng
Tung độ ĐAH Hệ số
g
y
1
y
2
y
3
y
4
Tải trọng người
1.325 0.575 1.425
Xe tải thiết kế
1.025 0.125 0.69
Xe 2 trục thiết kế
1.025 0.125 0.69
Tải trọng làn thiết kế
0.69
- Hai làn thiết kế chịu tải:
g
M
=
e g
bên trong
trong đó
= =1.002
g
M
= 1.002x 0.52 =0,521
2- Hệ số phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt:
+ Đối với dầm trong:
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
i
1
g .m. y
2
=
∑
( )
1
g 1,2x . 0,125 1,025 0,69
2
= + =
( )
( )
1 2
le
y y
1
g .b . 0,575 1,325 .1,5 1,425
2 2
+
= = + =
∑
0.77
2800
e
d
e = +
650
0.77
2800
+
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
Một làn thiết kế chịu tải : = 0, 623
- Hai làn thiết kế chịu tải g
v
= =0,721
+ Đối với dầm biên:
- Một làn thiết kế chịu tải : dùng phương pháp đòn bẩy nên tương tự như trên:
0,69
- Hai làn thiết kế chịu tải
g
v
= e g
bên trong
Trong đó
= =0,8167
g
v
= 0,721 . 0,8167 =0,589
Vây hệ số phân bố hoạt tải dùng để tính toán được thể hiện trong bảng:
Hệ số phân bố hoạt tải để tính Dầm trong Dầm ngoài
Mô men uốn 0,52 0,69
Lực cắt 0,721 0,69
2.2.7.2 – Tính toán nội lực do hoạt tải:
Hoạt tải xe ôtô thiết kế và quy tắc xếp tải (điều 3.6.1.3):
* Hoạt tải xe HL93:
- Hoạt tải xe ôtô trên mặt cầu hay kết cấu phụ trợ (HL- 93) sẽ gồm một tổ hợp của :
+ Xe tải thiết kế hoặc hai trục thiết kế.
+ Tải trọng làn thiết kế.
- Hiệu ứng lực của tải trọng làn thiết kế không xét lực xung kích.
* Quy tắc xếp tải (3.6.1.3)
- Hiệu ứng lực lớn nhất phải được lấy theo giá trị lớn hơn của các trường hợp sau :
+ Hiệu ứng của xe hai trục thiết kế tổ hợp với hiệu ứng tải trọng làn thiết kế.
+ Hiệu ứng của một xe tải thiết kế có cự ly trục bánh thay đổi như trong điều
3.6.1.2.2 tổ hợp với hiệu ứng của tải trọng làn thiết kế.
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
7600
36,0
S
g
v
+=
2
107003600
2,0
−+
SS
=
v
g
3000
6,0
e
d
e +=
650
0,6
3000
+
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
- Đối với các mômen âm giữa các điểm uốn ngược chiều khi chịu tải trọng rải đều
trên các nhịp và chỉ đối phản lực gối giữa thì lấy 90% hiệu ứng của hai xe tải thiết kế có
khoảng cách trục bánh trước xe này đến trục bánh sau xe kia là 15000mm tổ hợp 90%
hiệu ứng của tải trọng làn thiết kế ; khoảng cách giữa các trục 145KN của mỗt xe tải phải
lấy bằng 4300mm.
- Các trục bánh xe không gây hiệu ứng lực lớn nhất đang xem xét phải bỏ qua.
- Chiều dài của làn xe thiết kế hoặc một phần của nó mà gây ra hiệu ứng lực lớn
nhất phải được chất tải trọng làn thiết kế.
* Tải trọng người đi bộ (PL) : Trường hợp này không tính đến.
* Sơ đồ tính: Sơ đồ tính của dầm chủ là dầm giản đơn nên khoảng cách giữa các
trục của xe tải thiết kế Truck đều lấy bằng 4,3 m.
* Cách xếp xe tải lên đường ảnh hưởng: Xếp xe lên đường ảnh hưởng sao cho gây
nên hiệu ứng bất lợi nhất.
2- Tính mô men:
Vẽ đường ảnh hưởng mô men và xếp tải trọng lên đường ảnh hưởng sao cho bất lợi
nhất. Xe tải thiết kế và xe hai trục thiết kế xếp theo sơ đồ như hình vẽ. Tải trọng làn xếp
kín trên đường ảnh hưởng mô men. Từ đó tính toán được giá trị mô men. Kết quả tính
toán được cho trong các bảng tính.
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
Mô men do xe tải TK gây ra (chưa nhân hệ số) (M
truck
)
Mặt cắt
Tung độ
ĐAH
ứng với
trục 1
(145kN
)
Tung độ
ĐAH ứng
với trục 2
(145kN)
Tung độ
ĐAH ứng
với trục 3
(35kN)
Mô men chưa
nhân hệ số (kN.m)
Gối 0 0 0 0
Cách gối 0,8m 0.7829 0.6909 0.5989 234.6625
1/4 nhịp 7.0125 5.9375 4.8625 2047.938
1/2 nhịp 7.2 9.35 7.2 2651.75
Mô men do xe hai trục gây ra (chưa nhân hệ số) (M
tan
)
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
1 4 5 k N
1 4 5 k N
3 5 k N
110kN
110kN
1 4 5 k N
1 4 5 k N
3 5 k N
110kN
110kN
1 4 5 k N
1 4 5 k N
3 5 k N
110kN
110kN
7 .0 1 2 5
9 .3 5
Xêp xe trên
§AH m«men t¹i mÆt c¾t L/4
Xêp xe trên
§AH m«men t¹i mÆt c¾t L/2
Xêp xe trên
§AH momen t¹i mÆt c¾t
cách gôi 0,8m
0 .7 8 2 9
0.8 36.6
37.40 m
28.059.35
18.70
18.70
Đồ án môn hoc thiết kế cầu
Mặt cắt
Tung độ
ĐAH ứng với
trục 1
(110kN)
Tung độ
ĐAH ứng
với trục 2
(110kN)
Mô men chưa
nhân hệ số (kN.m)
Gối 0 0 0
Cách gối 0,8m 0.7829 0.75723 169.4143
1/4 nhịp 7.0125 6.7125 1509.75
1/2 nhịp 9.35 8.75 1991
Mô men do tải trọng làn gây ra (chưa nhân hệ số) (M
lan
)
Mặt cắt
Diện tích ĐAH
mô men
Mô men chưa
nhân hệ số (kN.m)
Gối
0
0
Cách gối 0,8m
14.64023
136.15414
1/4 nhịp
131.13375
1219.5438
1/2 nhịp
174.845
1626.058
3- Tính lực cắt:
Vẽ đường ảnh hưởng lực cắt và xếp tải trọng lên đường ảnh hưởng sao cho bất lợi
nhất. Xe tải thiết kế và xe hai trục thiết kế xếp theo sơ đồ như hình vẽ. Tải trọng làn xếp
kín trên phần đường ảnh hưởng mang dấu dương, phần đường ảnh hưởng mang dấu âm
không xếp. Từ đó tính toán được giá trị lực cắt. Kết quả tính toán được cho trong các
bảng tính.
SVTH: Duong Ngoc Diep Lớp 65DLCD32
