TÍNH TOÁN SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 3

CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 3
(Gồm 5 nhịp 33 m liên hợp với bản bê tông cốt thép, trụ đặc thân hẹp ,mố tường BTCT)
5.1Tính khối lượng của kết cấu nhịp :(cho 1 nhịp 33 m)
5.11 Tính toán tải trọng bản thân dầm chủ và hệ liên kết nhịp 33m:
Mặt cắt ngang cầu:
+Hệ liên kết ngang đặt cách nhau 4,3m để lợi dụng sườn tăng cường liên kết với dầm
chính
=>Khối lượng thép trên 1m dài dầm chủ g
d
có thể xác định theo công thức kinh nghiệm
của giáo sư N.X.Xtoreletxki:
l
lbn
R
gbnKa
g
t
o
mcth
d
.
.).1.(
.)....(
0
δ
γ
η
+−
+
=
Trong đó :

l: Chiều dài nhịp tính toán ; l= 33m
R
0
: cường độ tính toán của thép ; R
0
= 19000(T/m
2
)
γ :Trọng lượng thể tích của thép ; γ = 7,85(T/m
3
)
δ :hệ số xét đến trọng lượng của hệ liên kết các dầm chủ ; δ = 0,11
a, b :các hệ số đặc trưng tùy loại kết cấu nhịp , ta có a = b =4,5
n
h
, n
t
:hệ số siêu tải của hoạt tải, tỉnh tải của mặt cầu và của các lớp mặt cầu
n
h
= 1,4 ; n
t
=1,2
K
o
: tải trọng tương đương của tất cả các loại hoạt tải ô tô , người đi bộ kể cả hệ
số phân bố ngang hệ số làn xe và hệ số xung kích
K
o
= (1+µ).k

1/4
.β
o
.η
ôtô
+ 0,4.η
ng
η
ôtô
; η
ng
:Hệ số phân bố ngang của tải trọng của ô tô và của người được xác định
bằng phương pháp nén lệch tâm
(1 +µ ) :Hệ số xung kích được xác định như sau
(1 +µ ) =
214,1
4.325,37
15
1
5,37
15
1
=
+
+=
+
+
o
λ
Với λ = 32.4 m :chiều dài đặt tải

k
1/4
:tải trọng tương đương của một làn xe ôtô với đường ảnh hưởng tam giác
đỉnh
ở 1/4 nhịp :
+với H30:
)/(05,2
4/1
mTk
=
+với HK80:
)/(85,4
4/1
mTk
=
β
o
: hệ số làn xe; β
o
= 0,9
η
ôtô
;η
ng
:các hệ số phân bố ngang của ôtô và của người được xác định như sau :
-Xác đinh hệ số phân bố ngang :
Xuất phát từ giả thiết :do tỷ số B/L= 0,212<0,5 và có hệ liên kết ngang đặt cách nhau
4,3m do đó độ lớn theo phương ngang cầu lớn . Vì vậy ta tính hệ số phân bố ngang theo
phương pháp nén lệch tâm .Ta tính hệ số phân bố ngang η cho dầm biên(dầm số 0) và
cho dầm kế biên (dầm số 1) để xét cho dầm bất lợi nhất .

⇒ Hệ số phân bố ngang :
Đối với dầm biên:

( )
2,0
8,14,5.2
4,5
4
1
2
1
7,0
)8,14,5(2
4,5
4
1
2
1
22
2
2
2
1
1
22
2
2
2
1
1

−=
+
−=−=
′
=
+
+=+=
∑
∑
i
i
a
a
n
y
a
a
n
y
Đối với dầm kế biên:

( )
( )
1,0
8,14,5.2
8,1.4,5
4
1
2
.

1
7,0
8,14,5.2
8,1.4,5
4
1
2
.
1
222
1
1
222
1
1
−=
+
−=−=
′
=
+
+=+=
∑
∑
i
i
a
aia
n
y

a
aia
n
y
Ta vẽ đường ảnh hưởng của dầm biên :
1,9
2,7

Ñ.A.H
R0
Ñ.A.H R1
0,875
0,7
0,4
0,1
0,2
0,375
0,833
0,75
0,73
0,43
0,283
0,86
0,7
0,433
0,166
0,1
0,26
1,9
2,7

0,82
0,75
0,73
0,47
0,33
0,30
0,019
o
1
2
3 k
k
vậy ta tính được hệ số phân bố ngang :
+ cuả dầm biên:
∑
=
2
1
oto
η
y
k

=
ng
η
2
1
ω
599,0

2
43,075,0
=
+
=
oto
η

082,26,0.
2
01,0
8,1.
2
1,04,0
8,1.
2
4,07,0
8,0.
2
7,083,0
=
+
+
+
+
+
+
+
=
ng

η


506,0
2
283,073,0
=
+
=
HK
η
+ cuả dầm kế biên:
769,0,0
2
019,03,047,075,0
=
−++
=
oto
η
26,2125,1.
2
0166,0
8,1.
2
166,0433,0
8,1.
2
433,07,0
8,0.

2
7,082,0
2
1
=
+
+
+
+
+
+
+
==
ωη
ng

53,0
2
33,073,0
=
+
=
HK
η
Vậy : K
0(H30)
= 1,214.2,03.0,9.0,468 = 1,722(T/m)
K
ng
= 0,4.2,26= 0,904(T/m)

K
0(HK80)
=1.4,85.1,0.0,53= 2,57 T/m
-Ta đi tính toán trọng lượng phân bố trên 1m
2
các lớp mặt đường và của bản bê tông
cốt thép mặt cầu

+Thể tích bê tông bản mặt cầu :

)(28,4733.15,0
2
7,04,0
.45,7.15,0
3
mV
=






+
+=
+Khối lượng bê tông bản mặt cầu : G = 47,28.2,5 = 118,22 (T)
-Thể tích lan can , tay vịn :

)(652,5)(5652000
)200.10.10.2.(15.225.3300.20.22.16).20.20.90(

33
mcm
V
==
=++=
Tổng khối lượng bê tông làm lan can tay vịn :
G
lctv
= 5,652.2,5 = 14,13(T)
⇒ Khối lượng lan can tay vịn trên 1m dài cầu :
g
lc
= 14,13/33 = 0,428 (T/ m)

90
Bệ(25x20)cm
Thanh
ngang
TD
10x10(cm)
Thanh
đứng
TD
20x20(cm)
220c
m
20

+Khối lượng các lớp mặt cầu tính cho 1 nhịp 33m

, tính tương tự như phương án 2 ta
có : G
tc
lmc
= 63,29(T)
⇒ Trọng lượng của bản mặt cầu và của các lớp mặt cầu trên 1m dài tính cho 1 dầm chủ

)/(482,1
33.3
49,24,63
33.4
13,14
33.4
22,118
.
mT
ln
Gi
g
mc
=++==
∑
Với các số liệu như trên thì trọng lượng của 1 dầm chủ là :
)/(36,033.
33.5,4).11,01(2,1
85,7
19000
482,1.5,4.2,157,2.5,4.4,1
mTg
d

=






+−
+
=
⇒ g
lk
= 0,11.0,36 = 0,039 (T/m)
Vậy trọng lượng thép của 1 nhịp 35m gồm 7 dầm chủ là:
G
t
=(0,36+0,039).33.4= 52,67,44(T)
5.12 Tính toán khối lượng mố :
( các kích thước mố như hình vẽ)
TT
HẠNG MỤC
ĐƠN
VỊ
DIỄN GIẢI
KHỐI.
LƯỢNG
GHI
CHÚ
I
Tính toán khối lượng mố

bên trái sông
1 Khối lượng tường cánh:
m
3
V
1
= 2.[3,0.1,8 + 0,5 . 4,36 +1/2.
(2,86 . 2,5)].0,3
6,69
2
Khối lượng Tường đỉnh : m
3
V
2
=2,16.0,4.7,2
6,22
3 Khối lượng Tường ngực
m
3
V
3
= 4.1,0 .7,2
28,8
4 Khối lượng bệ mố m
3
V
4
= 1,5.2,5.7,2
27
5

Khối lượng đá kê : m
3
V
5
= 4.0,25.0,6.0,4
0,24
khối lượng bêtông của mố m
3
V
m
= 6,69 + 6,22 + 28,8 + 27 + 0,24 68,95
Trọng lượng của mố T G
tc
=V
m
.2,5 = 68,95.2,5 172,37
T G
tt
=G
tc
.1,1 = 172,37.1,1 189,6
III
Tính toán khối lượng mố
bên phải sông
1 Khối lượng tường cánh:
m
3
V
1
= 2.[3,0.1,8 + 0,5 . 5,36 +1/2.

(3,86 . 2,5)].0,3
7,74
2
Khối lượng Tường đỉnh : m
3
V
2
=2,16.0,4.7,2
6,22
3 Khối lượng Tường ngực
m
3
V
3
= 4.1,0 .7,2
28,8
4 Khối lượng bệ mố m
3
V
4
= 1,5.2,5.7,2
27
5
Khối lượng đá kê : m
3
V
5
= 4.0,25.0,6.0,4
0,24
khối lượng bêtông của mố m

3
V
m
= 7,74 + 6,22 + 28,8 + 27 +
0,24
70
Trọng lượng của mố T G
tc
=V
m
.2,5 = 70.2,5 175
T G
tt
=G
tc
.1,1 = 175.1,1 192,5

5.13 Tính toán khối lượng trụ :

TT
HẠNG MỤC
ĐƠN
VỊ
DIỄN GIẢI
KHỐI.
LƯỢNG
GHI
CHÚ
I
Khối lượng trụ cầu Tính

cho cáctrụ 1 đến trụ 3
1 Khối lượng xà mũ
m
3
V
1
=7,2.2,0.0,6 + 1/2.(7,2 +
8,0).0,7.2,0
16,2
2 Khối lượng đá kê
m
3
V
2
=4.(1,4.0,6.0,25)
0,84
3 Khối lượng bệ trụ
m
3
V
3
= 7,2.2,6.2,0
37,44
4 Khối lượng thân trụ
m
3
V
4
= (2,6.1,6 + 3,14.0,8
2

).4,0
24,67
khối lượng toàn trụ
m
3
V= 16,2 + 0,84 + 37,44 + 24,67
79,15
Trọng lượng toàn trụ
T
G
tc
= 2,5.79,15 = 197,87
197,87
T
G
tt
= 1,1.197,87 = 217,66
217,66
I
Khối lượng trụ cầu Tính
cho cáctrụ 1 đến trụ 4
1 Khối lượng xà mũ
m
3
V
1
=7,2.2,0.0,6 + 1/2.(7,2 +
8,0).0,7.2,0
16,2
2 Khối lượng đá kê

m
3
V
2
=4.(1,4.0,6.0,25)
0,84
3 Khối lượng bệ trụ
m
3
V
3
= 7,2.2,6.2,0
37,44
4 Khối lượng thân trụ
m
3
V
4
= (2,6.1,6 + 3,14.0,8
2
).6,3
38,86
khối lượng toàn trụ
m
3
V= 16,2 + 0,84 + 37,44 + 38,86
93,34
Trọng lượng toàn trụ
T
G

tc
= 2,5.93,34
233,35
T
G
tt
= 1,1.233,35 = 256,685
256,685
5.2 Tải trọng tính toán ở cao trình đáy mố :
Tải trọng truyền xuống cao trình đáy mố gồm (mố phía phải và phía trái bờ sông):
- Tỉnh tải :Tải trọng bản thân mố, và tải trọng do kết cấu nhịp truyền xuống
- Hoạt tải :Tải trọng do đoàn xe tiêu chuẩn H30 , đoàn người q= 400kg/m
2
hoặc hoạt
tải do xe đặc biệt HK80 truyền xuống .
+Tải trọng bản thân mố :
G
1
= 189,6 (T)
+Trọng lượng do kết cấu nhịp truyền xuống :
*Trọng lượng dầm thép và hệ liên kết:
G
t
=52,67.1,1 = 57,94(T)
*Trọng lượng các lớp mặt cầu :
G
lmc
= 63,29.1,5=94,94(T)
* Trọng lượng bản bê tông cốt thép bản mặt cầu:
G

bmc
= 118,22.1,1=130,04 (T)
*Khối lượng lan can tay vịn
G
lctv
=14,13.1,1= 15,54(T)
⇒ G
kcn
= 57,94 +94,94 +130,04+15,54 =298,46(T)
Như vậy tỉnh tải truyền xuống mố có giá trị là
G
tt
= G
1
+
2
1
G
kcn

+ Mố bên trái ( mố 1 )
G
tt
= 189,6 +
2
1
.298,46 = 338,83(T)
+ Mố bên phải ( mố 2)
G
tt

= 217,47 +
2
1
.298,46 = 366,7(T)
+ Tải trọng do đoàn xe tiêu chuẩn H30 và đoàn người truyền xuống :
P
ôtô
=n
h
.(1+µ) .m.β
o
.k
tđ.
ω
Trong đó :
- n
h
: Hệ số siêu tải : n
h
=1,4
- (1+µ) = 1,214 :Hệ số xung kích
- m: số làn xe ; m = 2 (làn )
- β
o
: Hệ số làn xe , β
o
= 0,9
- K
tđ
: Hệ số tải trọng tương đương phụ thuộc vào chiều dài xếp tải và vị trí đường

ảnh hưởng với λ=32,4 (m) . Đường ảnh hưởng đỉnh một đầu ⇒ Tra bảng và nội suy có
K
tđ
= 2,47(T/m)
- ω : Diện tích đường ảnh hưởng ,có ω = 16,2m
2
- q
n
: Tải trọng đoàn người ; q
n
= 400kg/m
2

⇒ Tải trọng do đoàn xe tiêu chuẩn H30 và đoàn người truyền xuống mố là :
P
ôtô
=1,4.1,214.2.0,9.2,47.16,2 = 122,4(T)
+ Tải trọng do đoàn người truyền xuống
P
ng
=1,4.7.0,4.16,2 = 63,5(T)
+Tải trọng tính toán do xe đặc biệt HK80 truyền xuống mố :
P
XB
= 1,1. k
tđ
.ω
Với k
tđ
là tải trọng tương đương ⇒ tra bảng và nội suy có ⇒ k

tđ
= 4,57(T/m)
⇒ P
XB
=1,1 .4,57.16,2 = 81,43(T)
Vậy tải trọng do hoạt tải truyền xuống mố :
P
h
= max { P
ôtô
,P
XB
, P
ng
} = P
ôtô
= 122,40 (T)
Vậy tải trọng tính toán ở cao trình đáy mố:
+ Mố bên trái sông ( mố1)
N = G
tt
+ P
h
= 338,83 + 122,40 =461,21 (T)
+ Mố bên phải sông (mố 2)
32.4
1
+
ω
ĐahR

g