Đồ Án Thiết Kế Cầu Bê Tông Cốt Thép Dul Dầm T26 Căng Trước (Kèm Bản Vẽ Cad)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.6 MB, 55 trang )
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
thiết kế môn học
cầu bê tông cốt thép
a. các số liệu ban đầu.
Chiu di nhp
: L = 26 (m).
Kh cu
: K = 7 + 2 ì 1,5 (m)
Ti trng thit k
: HL93.
Ti trng ngi i b: 300 (KG/m2).
Dng kt cu nhp
: Cu dm.
Dng mt ct
: Ch T.
Vt liu kt cu
: BTCT d ng lc.
Cụng ngh ch to
: Cng trc.
Cp bờ tụng
: Grade 30.
Loi ct thộp DL
: Tao 12,7.
Ct thng
: T chn.
Neo
: T chn.
Quy trỡnh thit k
: 22 TCN 272 05.
Cỏc c trng vt liu
* Bê tông
Phần bê tông đúc sẵn
Khi không có các số liệu chính xác hơn, mô đun đàn hồi, E c, của các loại bê
tông có tỷ trọng trong khoảng từ 1440 đến 2500 kg/m3, có thể lấy nh sau :
Ec = 0,043 y
1,5
c
fc
lớp cầu đờng sắt k43
1
(5.4.2.4-1)
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
trong đó :
yc
=
fc
=
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
tỷ trọng của bê tông (kg/m3)
cờng độ quy định của bê tông (MPa)
T trng ca bê tông (Khi tinh Ec)
yc=2400 kg/m3
Tỷ trong của bê tông
yc=2500 kg/m3 =24.525kN/m3
Cng chu nén quy nh 28 ngy tui
f'c= 30Mpa
Cng ộ khi ct tao thep
34 MPa
Cng chu keo khi un fr
Đối với bê tông có tỷ trọng thông thờng fr=0,63 fc fr=3.45065Mpa
Mô un n hi Ec = 0,043 y1,5c fc Ec=27691.47
Hệ số poison :
Trừ trờng hợp có xác định bằng thí nghiệm vật lý, hệ số Poisson có thể lấy
bằng 0.2.
Phần bê tông đổ tại công trờng
Cờng độ chịu nén quy định ở 28 ngày tuổi
f'c= 28Mpa
Cng chu keo khi un
fr= fr=0,63 fc fr=3.333647 Mpa
Mô un n hi
Ec = 0,043 y 1,5c fc Ec =26752.3
* Thép cờng độ cao
Sử dụng tao thép 12,7mm thép có độ trùng dão thấp theo tiêu chuẩn AASHTO M203M
(ASTM A416M) Grade 270
Cờng độ chịu kéo
fpu=1860 Mpa
( tra trong Bảng 5.4.4.1-1 - Tính chất của tao cáp thép và thép thanh dự ứng lực)
Cấp của thép
Grade 270
Giới hạn chảy của cốt thép DƯL fpy=1860.0,9=1674 Mpa
(Giới hạn chảy fpy (MPa) 85% của fpungoại trừ 90% của fpu với tao cáp tự chùng thấp).
Mô đun đàn hồi cáp :
Đối với tao thép : Ep = 197 000 Mpa
Đờng kính tao cáp
12.7 mm
Diện tích một tao cáp
98.7 mm2
* Cốt thép thờng
Giới hạn chảy
fpy=420 Mpa
Mô dun đàn hồi
Es=200000 Mpa
b. bài thiết kế.
i. chọn sơ bộ kết cấu nhịp.
1. Lựa chọn dạng mặt cắt và kích thớc mặt cắt ngang cầu:
Chiều dài tính toán cầu dầm giản đơn một nhịp: Ltính toán = L- 2a
a là khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối, với chiều dài nhịp 26m nên lấy
a=30ữ40cm ở đây ta lấy a=30cm. Vậy Ltính toán =26-2.0,3=25,4m.
Chiều rộng toàn cầu có thể đợc xác định theo công thức:
B=B1 +2.B3+2.B2+2.B4
Trong đó:
lớp cầu đờng sắt k43
2
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
B1 là chiều rộng phần xe chạy =7m( 2 làn xe).
B3 là chiều rộng phần ngời đi bộ =1,5m.
Ta bố trí phần lề ngời đi bộ cùng mức với phần xe chạy, ta chọn dùng gờ phân cách
rộng B2 =25cm.
Chiều rộng cột lan can là B4=25cm.
Vậy B=7+2.1,5+2.0,25+2.0,25=11m=11000mm.
Ta chọn số dầm chủ là Nb=5 dầm.
Từ đó có đợc khoảng cách S giữa các dầm chủ S=2300mm.
Bố trí dầm ngang tại các vị trí ở gối cầu, 1/4 nhịp (tính toán) và giữa nhịp.
Chiều rộng mối nối: 500 (mm).
2. Thiết kế dầm chủ:
Điều kiện chọn tiết diện ( theo điều 5.14.1.2.2.)
Chiều dày của bất kỳ phần nào của nhịp dầm bê tông đúc sẵn không đợc nhỏ hơn :
Bản cánh trên
50 mm
Sờn dầm, không kéo sau
125 mm
Sờn dầm, kéo sau
165 mm
Bản cánh dới
125 mm
Dầm chủ là dầm chữ T bằng bê tông cốt thép dự ứng lực.
+ Chiều cao dầm chủ: h = (
1
1
ữ ) L = 1,18 ữ 1,44 (m).
18 22
Chọn: h = 1,3 (m) = 1300 (mm).
Kiểm tra điều kiện về chiều cao kết cấu nhịp tối thiểu(Bảng 2.5.2.6.3-1 - Chiều
cao tối thiểu thông thờng dùng cho các kết cấu phần trên có chiều cao không đổi)
Yêu cầu: hmin 0.045L=0,045.25400=1143mm, thoả mãn.
+ Chiều rộng bản cánh: b = 1800 (mm).
+ Chiều dày bản cánh : hf = 200 (mm).
+ Chiều dày sờn dầm: Chọn: bw =20(cm) = 200 (mm).
+ Kích thớc bầu dầm:
- Chiều cao bầu : hS = 300 (mm).
- Chiều rộng bầu: BS = 600 (mm).
- Chiều cao vút cánh dầm : hvf= 200 mm
- Chiều rộng vút cánh dầm : bvf=200 mm
- Chiều cao vút bầu dầm
hvbf= 200 mm
- Chiều rộng vút bầu dầm bvbf= 200 mm
ta có bảng sau:
tham số
kí hiệu
trị số
đơn vị
Chiều dài nhịp
L
26
m
lớp cầu đờng sắt k43
3
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
Khẩu độ nhịp tính
toán
Tải trọng HL93
Tổng bề rộng cầu
Mặt xe chạy
Gờ chắn xe
Lề ngời đi
Lan can
Ltt
25,4
m
B
B1
B2
B3
B4
11
7
0,25
1,5
0,25
m
m
m
m
m
3. Cấu tạo dầm ngang.
+ Chiều rộng dầm ngang: Bn = 2140 mm
+ Chiều cao dầm ngang: n = 600 (mm).
+ Khoảng cách giữa các dầm ngang: 6350 (mm).
+Chiều dày dầm ngang: tn = 200 mm
+Diện tích dầm ngang : A=2140x600=1284000mm2
+Thể tích dầm ngang : V=0.2568.108=0,2568 m3
4. Xác định bề rộng bản cánh hữu hiệu:
4.1 Đối với dầm giữa:
Bề rộng bản cánh hữu hiệu có thể lấy giá trị nhỏ nhất của :
1/ 4 chiều dài nhịp =
25400
= 6350mm
4
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
200
= 3300mm
1800 / 2
=12.200+max
Khoảng cách trung bình giữa các dầm kề nhau(=2300mm)
Vậy bề rộng bản cánh hữu hiệu bi= 2300mm.
4.2 Đối với dầm biên:
Bề rộng cánh dầm hữu hiệu có thể đợc lấy bằng 1/2 bề rộng hữu hiệu của dầm kề
trong(2300/2=1150) cộng trị số nhỏ nhất của
+ 1/8 chiều dài nhịp hữu hiệu(=
25400
= 3175 mm)
8
+ 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
200 / 2
=1650 mm
1800 / 4
=6.200+max
+ Bề rộng phần hẫng( =900 mm) ->be=900+1650=2550 mm
lớp cầu đờng sắt k43
4
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
ii. tính toán hệ số phân bố ngang.
1. Hệ số phân bố cho momen.
a. Phân bố hoạt tải theo làn đối với momen trong các dầm giữa.
Với dầm bê tông chữ T hệ số phân bố ngang đợc tính theo công thức dới đây:
(Bảng 4.6.2.2.2a-1- Phân bố hoạt tải theo làn đối với mô men trong các dầm giữa)
Phạm vi áp dụng:
1100 S 4900
110 ts 300
6000 L 73000
Nb 4
Cầu thiết kế có:
S = 2300 (mm)
tS = 200 (mm)
L = 25400 (mm)
Nb = 5 (dầm)
Thoả mãn điều kiện áp dụng các công thức:
+ Khi một làn thiết kế chịu tải:
0, 4
0, 3
S S Kg
g = 0,06 +
. .
3
4300 L ( L.t S )
0 ,1
+ Khi hai (hoặc hơn hai làn) thiết kế chịu tải:
0,6
0, 2
S S Kg
g = 0,075 +
. .
3
2900 L ( L.t S )
Khi thiết kế sơ bộ lấy:
Kg
( L.t S ) 3
0,1
= 1.
Thay số ta có:
+ Một làn thiết kế chịu tải:
0, 4
0,3
2300 2300
g = 0,06 +
.
.1 = 0.4388
4300 25400
lớp cầu đờng sắt k43
5
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
+ Hai làn thiết kế chịu tải:
0, 6
g m2
0, 2
2300 2300
= 0,075 +
.
.1 = 0,6132
2900 25400
Chọn giá trị lớn nhất trong 2 giá trị trên
gben trong = gm2 = 0,6132
b. Phân bố hoạt tải làn đối với momen trong dầm biên.
*) 1 làn chịu tải
Dùng phơng pháp đòn bẩy
+ Hệ số phân bố cho tải trọng ngời đi:
1,283
1
0,630
650
250
850
1200
250
gM_SE_People=(1.283+0.63)/2*1500/1000=1,4348
+Hệ số phân bố cho tải trọng làn:
1
0,261
650
250
850
250
600
600
gM_SE_Lane =1,2*0.261/2*0.6=0,094
+Hệ số phân bố cho xe tải và xe hai trục thiết kế
1
0,261
250
650
850
250
m.gM_SE_Veh =1,2*1/2*0.261=0,1566
*) Nhiều làn chịu tải:
600
lớp cầu đờng sắt k43
6
600
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
m.gM_SE=g.mM_SI*e
e=0,77+de/2800 trong đó de=900
Không áp dụng đợc công thức trên nên ta dùng phơng pháp đòn bẩy các giá trị dùng nh
trờng hợp một làn.
Hệ số phân bố cho tải trọng ngời đi: gM_ME_People=1,4348
Hệ số phân bố cho tải trọng làn: m.gM_ME_Lane=0,0783
Hệ số phân bố cho xe tải và xe hai trục thiết kế: m.gM_ME_Veh=0,1305
Chọn giá trị:
gM_ME_People=1,4348
gM_SE_Lane =0,094
m.gM_SE_Veh =0,1566
2. Hệ số phân bố cho lực cắt.
a. Phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt trong các dầm giữa.
(Bảng 4.6.2.3a-1- Phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt trong dầm giữa).
Điều kiện áp dụng:
1100 S 4900.
6000 L 73000.
110 ts 300
Nb 4.
Ta có: S = 2300 (mm).
L = 25400 (mm).
ts =200mm.
Nb = 5
Đảm bảo điều kiện áp dụng các công thức trên.
+ Một làn thiết kế chịu tải:
g = 0,36 +
S
.
7600
+ Hai hoặc hơn 2 làn thiết kế chịu tải:
S
S
g = 0,2 +
3600 10700
2,0
.
Thay số tính toán ta có:
+ Một làn thiết kế chịu tải:
lớp cầu đờng sắt k43
7
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
g Q1 = 0,36 +
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
2300
= 0,6626
7600
+ Hai làn thiết kế chịu tải:
2
gQ 2
2300 2300
= 0,2 +
= 0,7927
3600 10700
Chọn giá trị lớn nhất trong 2 giá trị trên gben trong = 0,7927
b. Phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt trong các dầm biên.
*) 1 làn chịu tải:
áp dụng qui tắc đòn bẩy
Hệ số phân bố cho tải trọng ngời đi: gM_ME_People=1,4348
Hệ số phân bố cho tải trọng làn: m.gM_ME_Lane=0,094
Hệ số phân bố cho xe tải và xe hai trục thiết kế: m.gM_ME_Veh=0,1566
*) 2 hay nhiều làn chịu tải:
áp dụng qui tắc đòn bẩy
Hệ số phân bố cho tải trọng ngời đi: gM_ME_People=1,4348
Hệ số phân bố cho tải trọng làn: m.gM_ME_Lane=0,0783
Hệ số phân bố cho xe tải và xe hai trục thiết kế: m.gM_ME_Veh=0,1305
Chọn giá trị
gM_ME_People=1,4348
m.gM_ME_Lane=0,094
m.gM_ME_Veh=0,1566
ii. tính toán nội lực dầm chủ.
1. Xác định tải trọng thờng xuyên.
a. Tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi kết cấu (DC).
*tính cho dầm trong
+ Dầm dọc chủ:
- Diện tích tiết diện:
Aco = h f .b f + B S .hS + bw (h h f hS ) + 2.( Fvutcanh + Fvutsuon )
Aco = 0,2.1,8+ 0,6.0,3 + 0,2(1,3 0,2 0,30) +2.
(0,5*0.22+0,5*0,22)
Aco = 0,780m2.
Trọng lợng bản thân dầm chủ:
lớp cầu đờng sắt k43
8
DCl = BT . Aco .
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
DCIg = 24,525x0.780x 1 = 19,130(KN/m).
+ Dầm ngang:
Trọng lợng dầm ngang
Trọng lợng một dầm ngang
Wcross=Vn* Yc=0.2568*24,525=6,298 KN
Trọng lợng rải đều do dầm ngang
DCICross=5*6,298/(25400/1000)=1,240KN/m
Trọng lợng mối nối phần cánh T :
DCICon =(500/1000)*(200/1000)*24.525=2,453 KN/m
Tổng tải trọng: DCi== DCIg + DCICross + DCICon = 22,822(KN/m).
b. Tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng (DW).
Trng lng riêng BTAsphalt mt cu (=2250kg/3) yAtphan= 22.073 KN/m3
Trng lng riêng lp phòng nc
+ Lớp phòng nớc dày 10 (cm):
q1 =
yphòng nớc= 15KN/m3
10.230
.15 = 0.345 (KN/m).
1000
+Lớp bê tông ximăng bảo vệ 40 mm
q2=0.04*2.3*24.525=2. 256 KN/m
+ Lớp bê tông Asfan dày 5 (cm):
q3 =
50.2300
* 20.073 = 2.538 (KN/m).
1000
+Lớp mui luyện dày trung bình 20 mm
q4= (20*2300/100)*24.525 =1.128 (KN/m)
Tổng trọng lợng lớp phủ mặt cầu:
DWi = q1 + q2 + q3 + q4 = 6. 268 (KN/m).
* Đối với dầm biên
Tải trọng DC
Trong lợng bản thân dầm chủ
19,130 KN/m
Trọng lợng dầm ngang ( chỉ chịu 1/2 so với dầm trong)
0,620 KN/m
Trọng lợng mối nối phần cánh T
1,226 KN/m
Trọng lợng lan can
6 KN/m
Trọng lợng gờ chắn bánh
1,5KN/m
DCe = 28,476 KN/m
Tải trọng DW
lớp cầu đờng sắt k43
9
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
+ Lớp phòng nớc dày 10 (cm):
q1 =
10.230
.15 = 0.345 (KN/m).
1000
+Lớp bê tông ximăng bảo vệ 40 mm
q2=0.04*2.3*24.525=2. 256 KN/m
+ Lớp bê tông Asfan dày 5 (cm):
q3 =
50.2300
* 20.073 = 2.538 (KN/m).
1000
+Lớp mui luyện dày trung bình 20 mm
q4= (20*2300/100)*24.525 =1.128 (KN/m)
Tổng trọng lợng lớp phủ mặt cầu:
DWi = q1 + q2 + q3 + q4 = 6. 268 (KN/m
3. Xác định nội lực dầm chủ do hoạt tải ở các mặt cắt đặc trng.
Ta tiến hành tính toán tại các mặt cắt: Ltt/2, Ltt/4, Ltt/3, Cách gối 1.5 m , gối.
3.1. Xác định nội lực tính toán tại mặt cắt giữa dầm.
a. Do tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi kết cấu (DC)
22,822
6,35
0,5
0,5
M
Tại mặt
cắt L/2
Q
Ta có:
M = [(6,35.25,4/2).22,822] = 1840,461 (KN.m).
Q = 0 (KN).
b. Do tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng (DW).
6,268
6,35
0,5
0,5
Ta có:
M = [(6,35.25,4/2).6.268] = 505,466 (KN.m).
Q = 0 (KN).
c. Do hoạt tải:
+ Do xe tải thiết kế (xe 3 trục):
lớp cầu đờng sắt k43
10
M
Tại mặt
cắt L/2
Q
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
4,3m
35KN
4,3m
145KN
145KN
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
0,186
0,5
35KN
4,2
4,3m
0,343
145KN
6,35
4,3m
145KN
4,2
Đ.a.h M
Đ.a.h Q
0,5
Ta có:
M = [6,35.145 + 4,2(145 + 35)] . 0,6132 = 1028,252(KN.m).
Q = [145.0,5 + 145.0,343 + 35.0,186]. 0,7927 = 83,076(KN).
+ Do xe 2 trục:
110KN
110KN
1,2m
6,35
5,84
Đ.a.h M
0,46
110KN
110KN
1,2m
Đ.a.h Q
0,5
0,5
Ta có:
M = [6,35.110 + 110.5,84] . 0,6132 = 822,24 (KN.m).
Q = [110.0,5 + 110.0,46] .0,6626 = 69,97(KN).
+ Do tải trọng làn:
9,3 KN/m
6,35
lớp cầu đờng sắt k43
11
Đ.a.h M
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
9,3 KN/m
0,5
0,5
Đ.a.h Q
Ta có:
M = [6,35. 25,4/2. 9,3]. 0,6132 = 459,899 (KN.m).
Q = 0 (KN).
+ Do tải trọng bộ hành (PL):
Ta có:
M = [6,35. 25,4/2. 3.1,5]. 0,6132= 362,903 (KN.m).
Q = 0 (KN).
+ Do lực xung kích động lực của xe (IM):
- Do xe 3 trục:
MIM = 25%M3T = 0,25* 1028,252= 257,063 (KN.m).
QIM = 25%Q3T = 0,25*85,31 = 20,769 (KN).
- Do xe 2 trục:
MIM = 25%M2T = 0,25. 822,24 = 205,56 (KN.m).
QIM = 25%Q2T = 0,25. 69,97 = 17,49 (KN).
3.2. Xác định nội lực tính toán tại mặt cắt Ltt/3.
a. Do tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi kết cấu (DC):
22,822 kN/m
5,64
Đ.a.h M
0,67
Đ.a.h Q
0,33
1
M = [( 5,64.25,4 ).22,822] = 1635,966(KN.m).
2
Q = [(0,67. 16,93/2 0,33. 8,467/2).22,822] = 96,612 (KN).
b. Do tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng (DW)
Ta có:
6,268 kN/m
5,64
Đ.a.h M
0,67
Đ.a.h Q
0,33
lớp cầu đờng sắt k43
12
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
Ta có:
M = [(
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
1
5,64.25,4 ).6,268]= 449,303(KN.m).
2
Q = [(0,67. 16,93/2 0,33. 8,467/2).6,268] = 26,534(KN).
35KN
4,3m
Đ.a.h M
0,33
0,63
0,50
5,27
5,64
0,67
2,78
145KN
4,3m
4,21
145KN
1,1m
110KN
110KN
c. Do hoạt tải:
Đ.a.h Q
0,33
+ Do xe tải thiết kế (xe 3 trục):
Ta có:
M = [2,78.35 + 145(4,21 + 5,64)].0,6132 = 935,976 (KN.m).
Q = [145.0,67 + 145.0,50 + 35.0,33].0,7927 = 142,896(KN).
+ Do xe 2 trục
Ta có:
M = [5,64.110 + 110. 5,27].0,6132 = 734,48 (KN.m).
Q = [110. 0,67 + 110. 0,63].0,7927= 112,143(KN).
+ Do tải trọng làn:
5,64
9,3 KN/m
lớp cầu đờng sắt k43
13
Đ.a.h M
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
9,3 KN/m
0,67
Đ.a.h Q
0,33
Ta có:
M = [5,64 . 25,4/2. 9,3].0,6132 = 408,826(KN.m).
Q = [0,67. 16,93/2. 9,3].0,7927 = 39,37 (KN).
+ Do tải trọng bộ hành (PL):
Ta có:
M = [5,64. 25,4/2. 3.1,5].1,4348= 462,822 (KN.m).
Q = [0,67. 16,93/2. 3.1,5].1,4348= 27.332 (KN).
+ Do lực xung kích động lực của xe (IM):
- Do xe 3 trục:
MIM = 25%M3T = 0,25. 935,976 = 233,994 (KN.m).
QIM = 25%Q3T = 0,25. 142,896 = 35,724 (KN).
- Do xe 2 trục:
MIM = 25%M2T = 0,25. 734,48 = 183,62 (KN.m).
QIM = 25%Q2T = 0,25. 112,143 = 28,04 (KN).
3.3. Xác định nội lực tính toán tại mặt cắt Ltt/4.
a. Do tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi kết cấu (DC):
22,822 kN/m
4,7625
Đ.a.h M
0,75
Đ.a.h Q
0,25
1
4,7625.25,4 ).22,822] = 1380,346(KN.m).
2
Q = [(0,75. 19,05/2 0,25. 6,35/2). 22,822] = 144,9182 (KN).
b. Do tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng (DW).
Ta có:
M = [(
lớp cầu đờng sắt k43
14
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
6,268 kN/m
4,7625
Đ.a.h M
0,75
Đ.a.h Q
0,25
1
M = [( 4,7625.25,4 ).6,268] = 379,099(KN.m).
2
Q = [(0,75. 19,05/2 0,25. 6,35/2).6,628] = 39,80 (KN).
c. Do hoạt tải:
+ Do xe tải thiết kế (xe 3 trục):
35KN
Đ.a.h M
0,71
0,75
0,41
0,58
4,4875
4,7625
4,3m
2,6125
145KN
4,3m
3,6875
145KN
1,1m
110KN
110KN
Ta có:
Đ.a.h Q
0,25
Ta có:
M = [2,6125.35 + 145(3,6875 + 4 ,7625)].0,6132= 807,447(KN.m).
Q = [145.0,75 + 145.0,58 + 35.0,41]. 0,7927= 164,365 (KN).
+ Do xe 2 trục:
Ta có:
M = [4,7625.110 + 110. 4,4875].0,6132 = 734,477 (KN.m).
Q = [110. 0,75 + 110. 0,71].0,7927 = 126,676(KN).
+ Do tải trọng làn:
9,3 KN/m
4,7625
Đ.a.h M
lớp cầu đờng sắt k43
15
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
9,3 KN/m
0,75
Đ.a.h Q
0,25
Ta có:
M = [4,7625. 25,4/2. 9,3] .0,6132= 344,92 (KN.m).
Q = [0,75. 19,05/2. 9,3].0,7927= 46,812 (KN).
+ Do tải trọng bộ hành (PL):
Ta có:
M = [4,7625. 25,4/2. 3.1,5].1,4348 = 390,506 (KN.m).
Q = [0,75. 19,05/2. 3].1,4348 = 40,998 (KN).
+ Do lực xung kích động lực của xe (IM):
- Do xe 3 trục:
MIM = 25%M3T = 0,25. 807,447= 201,861 (KN.m).
QIM = 25%Q3T = 0,25. 164,365 = 41,09 (KN).
- Do xe 2 trục:
MIM = 25%M2T = 0,25. 734,477 = 183,62 (KN.m).
QIM = 25%Q2T = 0,25. 126,676= 31,669 (KN).
3.4. Xác định nội lực tính toán tại mặt cắt cách gối 1,5 m.
a. Do tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi kết cấu (DC):
22,822 kN/m
Đ.a.h M
1,411
0,941
Đ.a.h Q
0,059
1
M = [( 1,411.25,4 ).22,822] = 409,080(KN.m).
2
Q = [(1/2.0,941. 23,9 1/2.0.059. 1,5). 22,822] = 255,604 (KN).
b. Do tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng (DW).
Ta có:
lớp cầu đờng sắt k43
16
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
6,268 kN/m
Đ.a.h M
1,411
0,941
Đ.a.h Q
0,059
0,772
35KN
0,903
Đ.a.h M
0,602
145KN
0,894
0,941
4,3m
1,157
4,3m
1,411
1,340
145KN
1,1m
110KN
110KN
1
M = [( 1,411.25,4 ).6,268] = 112,350(KN.m).
2
Q = [(1/2.0,941.23,9 1/2.0,059. 1,5).6, 268] = 70,199(KN).
c. Do hoạt tải:
+ Do xe tải thiết kế (xe 3 trục):
Đ.a.h Q
0,059
Ta có:
M = [0,903.35 + 145(1,157 + 1,411)].0,6132 = 274,819(KN.m).
Q = [145.0,941 + 145.0,772 + 35.0,602]. 0,7927 = 213,557 (KN).
+ Do xe 2 trục:
Ta có:
M = [1,411.110 + 110. 0,894].0,6132 = 185,63(KN.m).
Q = [110. 0,941 + 110. 0,894].0,7927 = 159,98 (KN).
+ Do tải trọng làn:
9 kN/m
Đ.a.h M
1,411
lớp cầu đờng sắt k43
17
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
9 kN/m
0,941
Đ.a.h Q
0,059
Ta có:
M=[1,411.25,4/2.9,3].0,6132=102,229(KN.m).
Q = [0,941. 23,9/2. 9,3].0,7927 = 82,566 (KN).
+ Do tải trọng bộ hành (PL):
Ta có:
M = [1,411. 25,4/2. 3.1,5] .1,4348= 115,731 (KN.m).
Q = [0,941. 23,9/2. 3].1,4348 = 72,311 (KN).
+ Do lực xung kích động lực của xe (IM):
- Do xe 3 trục:
MIM = 25%M3T = 0,25. 274,819= 68,70 (KN.m).
QIM = 25%Q3T = 0,25. 213,557= 53,39 (KN).
- Do xe 2 trục:
MIM = 25%M2T = 0,25. 185,63= 46,41 (KN.m).
QIM = 25%Q2T = 0,25. 159,98 = 39,99(KN).
3.5. Xác định nội lực tính toán tại mặt cắt gối.
a. Do tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi kết cấu (DC)
22,822 kN/m
Đ.a.h M
1
Đ.a.h Q
Ta có:
M = 0 (KN.m).
Q = [(1. 25,4/2).22,822] = 289,836 (KN).
b. Do tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng (DW).
6,268 kN/m
Đ.a.h M
1
Ta có:
Đ.a.h Q
M = 0 (KN.m).
lớp cầu đờng sắt k43
18
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
4,3m
35KN
4,3m
145KN
145KN
Q = [(1. 25,4/2).6,268] = 79,60 (KN)
c. Do hoạt tải:
+ Do xe tải thiết kế (xe 3 trục):
1
Đ.a.h Q
1,1m
110KN
M = 0 (KN.m).
Q = [145. 1 + 145. 0,866 + 35. 0,733].0,7927 = 228,77 (KN).
+ Do xe 2 trục:
110KN
Ta có:
0,733
0,866
Đ.a.h M
1
Ta có:
0,963
Đ.a.h M
Đ.a.h Q
M = 0 (KN.m).
Q = [110. 1 + 110. 0,963].0,7927 = 170,27(KN).
+ Do tải trọng làn
9,3 kN/m
Đ.a.h M
1
Đ.a.h Q
Ta có:
M = 0 (KN.m).
Q = [1. 25,4/2. 9,3].0,7927= 93,624 (KN).
+ Do tải trọng bộ hành (PL):
Ta có:
M = 0 (KN.m).
Q = [1. 25,4. 3.1,5].1,4348 = 81,996(KN).
+ Do lực xung kích động lực của xe (IM):
- Do xe 3 trục:
MIM = 25%M3T = 0 (KN.m).
lớp cầu đờng sắt k43
19
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
QIM = 25%Q3T = 0,25. 228,77= 57,193 (KN).
- Do xe 2 trục:
MIM = 25%M2T = 0 (KN.m).
QIM = 25%Q2T = 0,25. 170,27= 42,57 (KN).
Bảng tổng hợp nội lực do hoạt tải:
Do Mô men:
Mômen KNm
Mặt cắt
L/2
L/3
L/4
1.5m
Dầm trong
1,488.182
1,344.802
1,152.394
350.048
Dầm biên
919.368
824.230
701.100
210.499
Do lực cắt:
Lực cắt
Mặt cắt
L/2
L/3
L/4
1.5m
Dầm trong
83.076
209.828
211.177
296.123
Dầm biên
23.579
66.319
87.136
134.835
Gi
0.000
0.000
Gi
322.394
149.587
Bảng tổng hợp nội lực do tảI trọng thờng xuyên:
Do mômen:
Mômen KNm
Dầm trong
Dầm biên
Mt ct
L/2
L/3
L/4
1.5m
Aah
DCi
DWi
Aah
DCe
DWe
80.645
1,840.461
505.466
80.645
2,296.417
505.466
71.684
1,635.966
449.303
71.684
2,041.260
449.303
60.484
1,380.346
379.099
60.484
1,722.313
379.099
17.925
409.080
112.350
17.925
510.426
112.350
Gi
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
Do lực cắt:
Lực cắt KN
Dầm trong
Dầm biên
Mt ct
L/2
L/3
L/4
1.5m
Gi
Aah
DCi
DWi
Aah
DCe
DWe
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
4.233
96.612
26.534
4.233
120.547
26.534
6.350
144.918
39.800
6.350
180.820
39.800
11.200
255.604
70.199
11.200
318.927
70.199
12.700
289.836
79.601
12.700
361.641
79.601
Bảng tổng hợp tảI trọng và hệ số tảI trọng:
TTGH
DC
Hệ số tảI trọng
DW
lớp cầu đờng sắt k43
20
LL, IM, PL
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
Cờng độ I
Cờng độ II
Cờng độ III
Sử dụng
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
1.25
1.25
1.25
1
1.5
1.5
1.5
1
1.75
1.35
1
Bảng tổng hợp hệ số điều chỉnh tảI trọng:
Hệ số điều chỉnh tải trọng:
= D . R . I
D : Hệ số xét đến tính dẻo của kết cấu.
R : Hệ số xét đến tính d của kết cấu.
I : Hệ số liên quan đến tầm quan trọng khi khai thác.
Ta có thể áp dụng:
D = 0,95;
R = 0,95;
I = 1,05.
= 0,95.0,95.1,05 0,95 .
Thoả mãn điều kiện:
TTGH
Cờng độ
Sử dụng
hD
1
1
0,95.
hR
1
1
Hệ số
Bảng tổng hợp nội lực trong dầm tại các mặt cắt điển hình:
Bảng tổng hợp nội lực dầm trong:
Mômen:
Mômen KNm
Mặt cắt
L/2
L/3
L/4
DCi
1,840.461
1,635.966
1,380.346
DWi
505.466
449.303
379.099
LLi + IMi
1,488.182
1,344.802
1,152.394
Cờng độ I
5,663.093
5,072.316
4,310.771
Cờng độ II
3,058.775
2,718.911
2,294.082
Cờng độ III
5,067.820
4,534.395
3,849.813
Sử dụng
3,834.109
3,430.071
2,911.839
Lực cắt:
Lực cắt KN
lớp cầu đờng sắt k43
21
hI
1
-
h
1
1
1.5m
409.080
112.350
350.048
1,292.460
679.875
1,152.440
871.478
Gi
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
Mặt cắt
L/2
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
L/3
L/4
1.5m
Gi
DCi
0.000
96.612
144.918
255.604
289.836
DWi
0.000
26.534
39.800
70.199
79.601
LLi + IMi
83.076
209.828
211.177
296.123
322.394
Cờng độ I
145.383
527.765
610.408
943.018
1,045.887
Cờng độ II
0.000
160.566
240.848
424.804
481.697
Cờng độ III
112.152
443.834
525.937
824.569
916.929
Sử dụng
83.076
332.974
395.896
621.926
691.832
Bảng tổng hợp nội lực dầm biên
Mômen:
Mômen KNm
Mặt cắt
L/2
L/3
L/4
1.5m
Gi
DCi
2,296.417
2,041.260
1,722.313
510.426
0.000
DWi
505.466
449.303
379.099
112.350
0.000
919.368
824.230
701.100
210.499
0.000
Cờng độ I
5,237.615
4,667.932
3,948.465
1,174.931
0.000
Cờng độ II
3,628.720
3,225.529
2,721.540
806.557
0.000
Cờng độ III
4,869.867
4,338.240
3,668.025
1,090.731
0.000
Sử dụng
3,721.251
3,314.793
2,802.512
833.275
0.000
1.5m
318.927
70.199
134.835
739.919
503.958
685.985
523.961
Gi
361.641
79.601
149.587
833.230
571.452
773.395
590.829
LLe +IMe+PLe
Lực cắt:
Lực cắt KN
Mặt cắt
DCi
DWi
LLi + IMi
Cờng độ I
Cờng độ II
Cờng độ III
Sử dụng
L/2
0.000
0.000
23.579
41.263
0.000
31.831
23.579
L/3
120.547
26.534
66.319
306.542
190.484
280.014
213.399
L/4
180.820
39.800
87.136
438.214
285.726
403.360
307.757
III. Bố TRí CốT THéP Dự ứNG LựC.
Tao thép 7 si DL không sơn phủ, có kh ng suất cho bê tông d ng lc
Bảng toạ độ cốt thép DƯL do bố trí
K/c t tim dm
13000
12000
10000
8000
lớp cầu đờng sắt k43
22
6000
4000
2000
0
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
Nhúm ct thộp s 1
Nhúm ct thộp s 2
Nhúm ct thộp s 3
Nhúm ct thộp s 4
Nhúm ct thộp s 5
Nhúm ct thộp s 6
Nhúm ct thộp s7
Nhúm ct thộp s 8
Nhúm ct thộp s 9
Nhúm ct thộp s 10
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
1100
1018.5
855.93
693.33
530.73
368.13
360
360
1040
958.53
795.93
633.33
470.73
308.13
300
300
980
898.53
735.93
573.33
410.73
248.13
240
240
920
800.65
561.94
323.23
180
180
180
180
860
740.65
501.94
263.23
120
120
120
120
800
680.65
441.94
203.23
60
60
60
60
240
240
240
240
240
240
240
240
180
180
180
180
180
180
180
180
120
120
120
120
120
120
120
120
60
60
60
60
60
60
60
60
Bảng toạ độ cốt thép DƯL do bố trí
Mt ct
Cỏch gi
1,5m
Gi
K/c t tim dm
Nhúm ct thộp s
1
Nhúm ct thộp s
2
Nhúm ct thộp s
3
Nhúm ct thộp s
4
Nhúm ct thộp s
5
Nhúm ct thộp s
6
Nhúm ct thộp
s7
Nhúm ct thộp s
8
Nhúm ct thộp s
9
Nhúm ct thộp s
10
Ltt/4
12700
11200
6350
Ltt/3
4233.3
3
1075.60
953.63
559.23
387.11
360
1015.60
893.63
499.23
327.11
300
955.60
833.63
439.23
267.11
240
884.19
705.16
180
180
180
824.19
645.16
120
120
120
764.19
585.16
60
60
60
240
240
240
240
240
180
180
180
180
180
120
120
120
120
120
60
60
60
60
60
Trọng tâm của nhóm cốt thép tại các mặt cắt
Mặt cắt giữa nhịp
1
2
360
2
2
300
3
2
240
lớp cầu đờng sắt k43
23
Ltt/2
0
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
4
2
180
5
2
120
6
2
60
7
6
240
8
6
180
9
6
120
10
6
60
Cng
36
ypb=
176.842
Mặt cắt dầu nhịp
1
2
1100
2
2
1040
3
2
980
4
2
740
5
2
740
6
2
740
7
6
240
8
6
180
9
6
120
10
6
60
Cng
36
ypb=
391.579
Mặt cắt gối
1
2
1075.60
2
2
1015.60
3
2
955.60
4
2
884.19
5
2
824.19
6
2
764.19
lớp cầu đờng sắt k43
24
Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
7
6
240
8
6
180
9
6
120
10
6
60
36
Cng
ypb=
401.019
Mặt cắt cách gối 1,5m
1
2
953.63
2
2
893.63
3
2
833.63
4
2
705.16
5
2
645.16
6
2
585.16
7
6
240
8
6
180
9
6
120
10
6
60
Cng
36
ypb=
353.493
Mặt cắt Ltt/4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Cng
2
2
2
2
2
2
6
6
6
6
36
ypb=
559.23
499.23
439.23
180
120
60
240
180
120
60
208.299
lớp cầu đờng sắt k43
25
