chương VII i tính toán bệ tháp
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (164.4 KB, 15 trang )
Đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
chơng VIIi
tính toán bệ tháp
1. Cấu tạo bệ tháp:
Do điều kiện địa hình, địa chất khu vực hai đầu cầu giống nhau, cũng nh kết
cấu nhịp đợc thiết kế đối xứng có các tiêu chuẩn kỹ thuật nh nhau nên ta thiết kế
tháp cầu hai bên nh nhau. Vì vậy ta chỉ tính toán một tháp.
2.Tính toán:
2.1. Tĩnh tải:
2.1.1. Tĩnh tải bản thân bệ tháp:
- Khối lợng riêng bê tông:
= 2,5(T/m3)
- Thể tích bệ tháp:
V = 184,4.4 = 737,6 (m3)
--> Pbệ = 737,6 . 2,5 = 1844 (T)
2.1.2. Tĩnh tải phần tháp:
Thể tích phần cột tháp:
V = (1,5.2.12 +(3 + 2). 32,2/2 . 1,5 ). 2 = 313,5 m3
Thể tích thanh xà ngang trên:
V = 1,2 . 1,6 . 7,6 = 14,6 m3
Thể tích thanh xà ngang dới:
V = 2,2 . 1,6 . 14,9 = 52,45 m3
Tổng thể tích tháp:
Vtháp = 380,55 m3
Trọng lợng tháp:
Q = 2,5 . 380,55 = 950,15 T
2.1.3. Lực đẩy nổi với MNTN:
Mực nớc thấp nhất chỉ ngập bệ 0,5 m do vậy thể tích phần chìm là:
V = 0,5. 8. 24,9 = 99,6 m3
Lực đẩy nổi:
Pđẩy nổi = - 1.99,6 = -99,6 (T)
2.1.4. Lực đẩy nổi với MNCN:
Mực nớc cao nhất ngập sâu lên tháp chiều sâu này tính từ đỉnh bệ lên
là 7 m.
Thể tích phần chụ tháp ngập trong nớc là:
Vtháp = 2 . (3 + 2.88).7/2 . 1.5 = 61,74 m3
Vbệ = 737,6 m3
V = 799,34 m3
Lực đẩy nổi: Ptc = - 1. 799,34 = - 799,34(T)
2.1.5. Phản lực do tĩnh tải kết cấu nhịp:
Diện tích đờng ảnh hởng phản lực gối chân tháp: = 22,784 (m2)
đỗ thuỷ trung
Cầu- Đờng bộ K 37
Lớp
-147-
Đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
Phản lực do tĩnh tải I + II:
Ptc = 2 . 11,036 . 22,784 =502,89 (T)
2.2 Hoạt tải:
Để tính phản lực do hoạt tải ta vẽ đờng ảnh hởng phản lực trụ sau đó xếp tải
lên đờng ảnh hởng tìm vị trí bất lợi ta đợc nội lực lớn nhất.
Diện tích đờng ảnh hởng phản lực gối tại trụ là:
= 22,784 (m2)
- = 3,93 (m2)
+ = 26,72 (m2)
2.2.1. Hoạt taỉ H30 + Ngời bộ hành:
Xếp tải lên đờng ảnh hởng phần dơng cho nội lực lớn nhất.
Diện tích đờng ảnh hởng phần dơng + = 26,72 (m2)
Phản lực tiêu chuẩn:
Ptc = (0,45 . 2 + 0,9 . 2 . 1,7).26,72 = 112,8 (T)
Phản lực tính toán:
Ptt = 1,4 .(0,45 .2 + 2. 0,9 1,154.1,7 .).26,72 = 189,76 (T)
2.2.2 Hoạt tải XB80:
Xếp tải lên đờng ảnh hởng phần dơng cho nội lực lớn nhất.
Phản lực tiêu chuẩn
Ptc = 3,2 . 26,72 .2= 171 (T)
Phản lực tính toán
Ptt = 1,1 . 171 = 188,1 (T)
2.2.3 Lực lắc ngang:
Theo qui trình lực lắc ngang của đoàn xe H30 đợc coi nh tải trọng raỉ đều có
cờng độ: 0,4 (T/m) đối với đoàn xe H30 và có điểm đặt lực đặt ở trên mặt đờng xe
xhạy.
Chiều dài xếp xe: l = 255(m)
Lực lắc ngang:
Htc = 255 . 0,4 = 102 (T)
Cánh tay đòn đến mặt cắt đáy bệ: y = 18,2 (m)
Mô men tiêu chuẩn: Mtc = 18,2 . 102 = 1856,4 (Tm)
2.2.4. Lực hãm do H30
Với chiều dài đặt tải > 50m, lực hãm Hhãm = 0,9P
--> H = 0,9 . 30 = 27(T)
Lực hãm đặt tại tim gối, với chiều cao gối: 55cm.
Mômen tiêu chuẩn do lực hãm với đáy bệ:
Mlh = 27 . 13,3 = 359,1(Tm)
2.2.5 lực gió:
Lực gió tác dụng vào tháp có gió dọc cầu và gió ngang cầu các tổ hợp này ta
đã tính toán ở chơng chớc.
đỗ thuỷ trung
Cầu- Đờng bộ K 37
Lớp
-148-
Đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Bảng tổng hợp nội lực:
Lực tác dụng
Tĩnh tải bản thân
n=1
n = 1,1
n = 0,9
Phản lực tĩnh tải KCN
n=1
n = 1.1
n = 0,9
Phản lực H30 + Ngời
n=1
n = 1.4
n = 1.12
Phản lực XB80
n=1
n = 1.1
Lực hãm H30
n=1
n = 1.4
n = 1.12
Lắc ngang
n=1
n = 1.4
n = 1.12
Đẩy nổi với MNCN
n=1
n = 1.1
n = 0,9
Đẩy nổi với MNTN
n=1
n = 1,1
n = 0,9
Gió dọc cầu
- Không xe
+MNTN
+MNCN
-Gió có xe
+MNTN
+MNCN
Gió ngang cầu
Gió không xe
MNTN
MNCN
đỗ thuỷ trung
Cầu- Đờng bộ K 37
N(T)
H(T)
M(Tm)
27
37.8
30.24
359,1
502,74
402,2
102
142,8
114,24
1856,4
2598,96
2079,17
2476,55
2724,2
2228,9
502,89
553,18
452,6
189,76
265,66
212,53
188,1
206,91
--665,94
-732,53
-599,35
-76,2
-83,82
-68,58
38.3
35.8
390.4
382.5
28.64
27.94
277.6
275.4
108.59
105.48
958.1
948.9
Lớp
-149-
Đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
Gió có xe
MNTN
MNCN
Tổng dọc cầu
Tổng ngang cầu
3459,22
3459,22
29.08
28.22
66,44
171,88
258.2
255.6
780,34
2857,16
4. Tính toán móng cọc:
4.1Tính số cọc cần thiết:
Dùng cọc đờng kính = 100cm, thi công bằng phơng pháp khoan nhồi. số
cọc cần thiết đợc xác định theo công thức:
n=
p
0,6.N TT
Trong đó:
P: Là tổng lực thẳng đứng lớn nhất P = 3459,22(T)
Ntt Sức chịu tải tính toán của cọc theo nền đất.
Chiều dài cọc L = 30 m
Cọc đi qua 3 lần đất.
Lớp : cát nhỏ
l1 = 1,8m.
f 1tc = 39 KN / m2
Lớp : cát vừa .
l2 = 12,65m
f 2tc = 67 KN / m2
Lớp : Sét pha .
L3 = 8,95m
f 3tc = 81KN / m2
Lớp đáy: là lớp đầu cọc cắm tại đây lớp cát vừa RTC = 5500 KN/m2
Ntt = k.m2 (Un1 . i . fitc . li + F .Rtc).
Ntt Sức chịu tải tính toán của cọc
K Hệ số đồng nhất lấy bằng : 0,7
m2 = 0,9 Hệ số điều kiện chịu lực
U = 3,14 m Chu vi tiết diện cọc
n = 3 Số lớp đất mà cọc đóng qua
li Bề dầy tầng đất thứ i
fitc Lực ma sát đơn vị tiêu chuẩn
F = 0,785 m2 tiết diện ngang của cọc
Rtc = 5500KN/m2 Sức kháng tiêu chuẩn của đất nền dới chân cọc
i = 1 Hệ số tra bảng.
Ntt = 0,7.0,9.(3,14(39 . 1,8 + 67.12,65 + 81.8,95) + 0,785 . 5500)
= 5969,6 KN = 596,96 T
Tính theo sức chịu tải của vật liệu
P: Sức chịu tải giới hạn của cọc
P = c . R . Fcọc
Lấy: c = 1
R = 600(T/m2)
Fcọc - Là diện tích mặt cắt ngang cọc
đỗ thuỷ trung
Cầu- Đờng bộ K 37
Lớp
-150-
Đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
Fcọc
D2
12
=
3
,
14
.
= .
= 0,785 (m2)
4
4
--> P = 1 . 600 . 0,785 = 471 (T)
So sánh P và Ntt ta thấy P nhỏ hơn chọn P để tính toán cọc.
n =
P
0,6.P ,
=
3459,22
= 12,24 cọc
0,6.471
--> n = 12,24 cọc --> Chọn 16 cọc, các cọc đợc bố trí nh hình vẽ.
4.2. Tính lực tác dụng lên một cọc theo phơng dọc cầu:
Tính các đặc trng đàn hồi của cọc:
Diện tích mặt cắt: F = 0,785 (m2)
Mômen quán tính:
Jx =.
D4
14
= 3,14. = 0,049 (m2)
64
64
Xác định chiều dài LNn và LMn của các cọc theo các công thức
LNn = L = 30 m chiều dài thực của cọc
Chiều dài tự do từ đáy bệ đến mặt đất sau khi sói lở là 2,7 m.
LMn = 5,7m.
Tính toán các hệ số của phơng trình:
rvv . V + rvu . U + rvw . W + P = 0
ruv . V + ruu . U + ruw . W + H = 0
rwv . V + rwu . U + rww . W + M = 0
n
rvv = E.
1
n
ruu = E.
1
Fn
0,785
cos 2 n = 3500000.3.
.1 = 274889,3.
L Nn
30
Fn
sin 2 n +12.E
L Nn
đỗ thuỷ trung
Cầu- Đờng bộ K 37
n
Jn
L
1
3
Mn
cos 2 n = 12.3500000.3.
0,049
.1=33397,6
5,7 3
Lớp
-151-
Đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
n
rww = E.
1
Fn 2
x n cos 2 n + 4.E
L Nn
n
rvu = ruv = E.
1
Jn
n
L
1
= 979240
Mn
Fn
sin n cos n = 0
L Nn
n
rvw = rwv = E.
1
Fn
x n cos 2 n = 0
L Nn
F
ruw = rwu = E. n .x n sin n cos n - 6E
1 L Nn
n
n
Jn
L
1
2
Mn
cos n = - 95013,8.
Bệ cọc không có cọc xiên do vậy sinn = 0 , cos n = 1.
Thay các hệ số vào hệ phơng trình với :
P = 3459,22/6 = 576,5 T
H = 11,073 T
M = 130,057 Tm.
Ta đợc kết quả tính toán chuyển vị của bệ nh sau:
V = - 2,1.10 3
U = - 9,8.10 4
W = -2,3.10 4
Thay các giá trị chuyển vị vừa tính vào các công thức dới đây ta đợc nội lực
trong từng cọc.
Nn =
E.Fn
(v.cos n + u. sin n + xn . w. cos n).
L Nn
QTn = QDn =
12.E.J n
6.E.J
(- v.sin n + u. cos n - xn . w. sin n) - 2 n w .
3
LMn
LMn
MTn =
6.E.J n
4.E.J n
w.
(- v.sin n + u. cos n - xn . w. sin n) 2
LMn
LMn
MDn =
6.E.J n
2.E.J n
w.
(- v.sin n + u. cos n - xn . w. sin n) +
2
LMn
LMn
Ta lập thành bảng để tính toán.
TT cọc v
u
w
xi
N
Q
Mt
Md
1 -0.0021 -0.00098 -0.00023 -2.50 -139.66 -3.61 -3.36 -44.88
2 -0.0021 -0.00098 -0.00023 0.00 -192.32 -3.61 -3.36 -44.88
3 -0.0021 -0.00098 -0.00023 2.50 -244.99 -3.61 -3.36 -44.88
4.3. Kiểm toán móng cọc bệ cao theo các trạng thái giới hạn:
4.3.1. Trạng thái giới hạn thứ nhất:
Đối với lực dọc trục:
đỗ thuỷ trung
Cầu- Đờng bộ K 37
-152-
Lớp
Đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
a, Theo sức chịu của đất nền:
Điều kiện:
Nmax + NBT Ntt
Trong đó:
Nmax : Nội lực tính toán lớn nhất Nmax = 244,99 (T)
NBT: Trọng lợng cọc, với cọc: 100cm, l = 30 m
--> NBT = 0,785 . 30 . 2,5 = 58,875(T)
Ntt : Sức chịu tính toán của cọc theo đất nền trong trờng hợp cọc ma
sát, tính theo công thức sau:
Ntt = k.m2 (Un1 . i . fitc . li + F .Rtc).
NTT = 596,96 T (Đã tính toán ở phần trên).
Nmax + NBT = 244,99 + 58,875 = 303,865(T) Ntt = 596,96 (T)
Đạt
b, Theo sức chịu của vật liệu làm cọc:
Điều kiên:
Nmax< Ntt
Tròn đó Ntt là sức chịu tính toán theo vật liệu của cọc, đợc tính đơn giản theo
công thức của cọc chịu nén đúng tâm tiết diện tròn:
Xét tỉ số Ltt/r nếu tỉ số này lớn hơn 12 thi áp dụng công thức dới.
Ntt = m2. (RnFb+ RaFa )
Ltt = Lm =5,7 m (đối với móng cọc thẳng).
r=
J
=
F
0,049
= 0,25
0,785
Ltt/ r = 5,7/0,25 =22,8 >12 vậy áp dụng công thức trên
= 22,8 = 0,96
m2- Hệ số làm việc điều kiện lấy nh trên, m2= 0,9
Fa = 0,785 m2 Diện tích của bê tông
Rn = 1650 T/m2 cờng độ chịu nén tính toán của bê tông.
Ra = 30000 T/ m2 cờng độ chịu nén tính toán của cốt thép
Ta dùng loại thép CT3 có gờ, trong cọc dủng 14 thanh thép 25
Fa = 68,6 (cm2) = 0,00686 (m2)
Thay số vào ta đợc:
Ntt = 0,9 . 0,96 (1650.0,785 + 30000.0,00686) = 1271,5 T
vậy Nmax < Ntt Đạt.
c, Đối với lực ngang:
Theo quy trình thiết kế cầu công suất 1979, kiểm tra theo điều kiện sau:
đỗ thuỷ trung
Cầu- Đờng bộ K 37
Lớp
-153-
Đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
Hx
m2
k.Ptc + Tx
Trong đó:
Hx - Lực ngang lớn nhất tác dụng lên bệ, Hx= 66,44(T)
k - Số cọc trong bệ, k = 16
Ptc- Lực ngang tiêu chuẩn của một cọc, đối với cọc khoan nhồi ta lấy
Ptc = 170(KN) = 17(T)
Tx- Tổng hình chiếu trên trục ngang của nội lực thẳng đứng, ở đây
thiết kế cọc thẳng nên Tx = 0
m2 - Hệ số điều kiện làm việc, tra theo bảng 3 - 21, trang 155 giáo
trình Nền và Móng; móng cọc bệ thấp, có số cọc > 11 cọc tra đợc m2 = 0,9
Hx
66,44
=
= 0,244 < m2 --> Đạt
k .Ptc + Tx
16.17
4.3.2. Trạng thái giới hạn thứ hai:
Kiểm toán ứng suất đáy móng dới chân cọc theo đáy móng quy ớc. Khối
móng qui ớc đợc xác định bởi chiều sâu chôn cọc và có diện tích xác định theo goá
mở nh hình vẽ, theo công thức sau đây:
a=
tb
4
Trong đó:
- tb là góc ma sát trung bình của các lớp đất từ chân cọc lên. ở đây ta
lấy tb đợc tính theo công thức
tb =
.h
h
ti
i
i
đỗ thuỷ trung
Cầu- Đờng bộ K 37
Lớp
-154-
Đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
thứ tự
1
2
3
4
tên lớp địa chất
cát hạt nhỏ
cát hạt vừa
sét pha
cát hạt vừa
chiều sâu
1,8
12,65
8,95
4
0
27
30
60
30
Thay số ta có: tb = 39036 --> a = 9054
Diện tich đáy móng F = (A1+ 2.h.tga).(B1 + 2.h.tga)
Trong đó:
A1= 6(m)
B1 = 23,61(m)
h = 27,3(m) chiều dài chôn cọc trong đất.
F = (6 + 2 .27,3tg9054).(23,61 + 2. 27,3.tg9054)
= 15,53 . 33,14 = 514,66 (m2)
Mômen chống uốn theo phơng dọc cầu:
W = 2842,66 (m2)
Trọng lợng các cọc trong móng
Pcọc = 20.(0,785 . 30).2,5 = 1177,5(T)
Thể tích đất trong móng khối quy ớc = Thể tích móng khối - Thể tích cọc
Vđ = Vmk - Vcọc = 514,66 .27,3 20 . 27,3 .0,785 = 13621,6 ( m3)
Dung trọng tính đổi các lớp đất trong móng khối:
tđ =
.h
h
i
i
i
Trong đó: i, hi là dung trọng và chiều dày các lớp đất trong móng khối.
Trọng lợng đất trong móng khối:
Pđất = tđ. Vđ = 1,83 . 13621,6 = 24927,5 (T)
--> Tổng lực thẳng đứng tác dụng lên móng cọc:
P = Pđ + Pcọc + N = 29564,26(T)
ứng suất dới đáy móng đợc kiểm toán theo công thức sau:
max =
P M
Rd
F W
Trong đó:
Rđ là cờng độ đất nền tại đáy móng khối xác đinh theo công thức sau:
Rđ = 1,2{Rqu[ 1 + k1(b -2 )] + k2. tđ (h - 3) };
Rqu - Cờng độ dất nền quy ớc tra bảng
Rqu = 3(kg/cm2) = 30 (T/m2)
k1,k2 : Hệ số tra bảng (2 -5) giáo trình Nền và Móng, trang 42
đỗ thuỷ trung
Cầu- Đờng bộ K 37
Lớp
-155-
Đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
k1 = 0,1; k2 = 0,3;
b = 12,53 (m)
h=27,3 (m)
Rđ = 1,2{3.[ 1 + 0,1.(12,53 -2 )] + 0,3 . 1,83 . (27,3 - 3) }= 23,4 (kg/cm2)
Rđ = 243T/m2
max = P/F + M/W = 29564,26/514,66 + 780,34 / 2842,66 = 57,72 (T/m2)
max = 57,72(T/m2) < Rđ =243(T/m2) --> Đạt
4.3. Tính lực tác dụng lên một cọc theo phơng ngang cầu:
Tính các đặc trng đàn hồi của cọc:
Diện tích mặt cắt: F = 0,785 (m2)
Mômen quán tính:
J =.
D4
14
= 3,14. = 0,049(m2)
64
64
Xác định chiều dài LNn và LMn của các cọc theo các công thức
LNn = L = 30 m chiều dài thực của cọc
Chiều dài tự do từ đáy bệ đến mặt đất sau khi sói lở là 2,7 m.
LMn = 5,7m.
Tính toán các hệ số của phơng trình:
rvv . V + rvu . U + rvw . W + P = 0
ruv . V + ruu . U + ruw . W + H = 0
rwv . V + rwu . U + rww . W + M = 0
n
rvv = E.
1
n
rvv = E.
1
Fn
0,785
cos 2 n = 3500000.6.
.1 = 549500.
L Nn
30
Fn
sin 2 n +12.E
L Nn
n
n
rvu = ruv = E.
1
3
Mn
1
F
rvv = E. n x n2 cos 2 n + 4.E
1 L Nn
n
Jn
L
n
cos 2 n = 12.3500000.6.
Jn
L
1
0,049
.1=66676,4
5,7 3
= 33004087,3
Mn
Fn
sin n cos n = 0
L Nn
n
rvw = rwv = E.
1
n
ruw = rwu = E.
1
Fn
x n cos 2 n = 0
L Nn
Fn
.x n sin n cos n - 6E
L Nn
n
Jn
L
1
2
Mn
cos n = - 190027,7.
Bệ cọc không có cọc xiên do vậy sinn = 0 , cos n = 1.
Thay các hệ số vào hệ phơng trình với :
đỗ thuỷ trung
Cầu- Đờng bộ K 37
Lớp
-156-
Đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
P = 3459,22/2 = 1729,61 T
H = 171,88/2 = 85,94T
M = 1428,58Tm.
Ta đợc kết quả tính toán chuyển vị của bệ nh sau:
V = - 3,148.10 3
U = - 1,436.10 3
W = -5,156.10 5
Thay các giá trị chuyển vị vừa tính vào các công thức dới đây ta đợc nội lực
trong từng cọc.
Nn =
E.Fn
(v.cos n + u. sin n + xn . w. cos n).
L Nn
QTn = QDn =
TT cọc v
1
2
3
4
5
6
12.E.J n
6.E.J
(- v.sin n + u. cos n - xn . w. sin n) - 2 n w .
3
LMn
LMn
MTn =
6.E.J n
4.E.J n
w.
(- v.sin n + u. cos n - xn . w. sin n) 2
LMn
LMn
MDn =
6.E.J n
2.E.J n
w.
(- v.sin n + u. cos n - xn . w. sin n) +
2
LMn
LMn
u
-0.003
-0.003
-0.003
-0.003
-0.003
-0.003
w
Xi
N
Q
Mt
Md
-0.001 -5E-05 -11.22 -235.3 -14.32 -39.27 -48.58
-0.001 -5E-05 -6.732 -256.5 -14.32 -39.27 -48.58
-0.001 -5E-05 -2.244 -277.7 -14.32 -39.27 -48.58
-0.001 -5E-05 2.244 -298.9 -14.32 -39.27 -48.58
-0.001 -5E-05 6.732 -320.1 -14.32 -39.27 -48.58
-0.001 -5E-05 11.22 -341.3 -14.32 -39.27 -48.58
Ghi chú:
Bệ cọc tháp ở hàng giữa có 8 cọc nhng khi tính toán thiên về an toàn nên ta
tính trung bình 6 cọc.
4.3. Kiểm toán móng cọc bệ cao theo các trạng thái giới hạn:
4.3.1. Trạng thái giới hạn thứ nhất:
Đối với lực dọc trục:
a, Theo sức chịu của đất nền:
Điều kiện:
Nmax + NBT Ntt
Trong đó:
Nmax : Nội lực tính toán lớn nhất Nmax = 341,3 (T)
NBT: Trọng lợng cọc, với cọc: 100cm, l = 30 m
đỗ thuỷ trung
Cầu- Đờng bộ K 37
Lớp
-157-
Đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
--> NBT = 0,785 . 30 . 2,5 = 58,875(T)
Ntt : Sức chịu tính toán của cọc theo đất nền trong trờng hợp cọc ma
sát, tính theo công thức sau:
Ntt = k.m2 (Un1 . i . fitc . li + F .Rtc).
NTT = 596,96 T (Đã tính toán ở phần trên).
Nmax + NBT = 341,3 + 58,875 = 400,175(T) Ntt = 596,96 (T)
Đạt.
b, Theo sức chịu của vật liệu làm cọc:
Điều kiên:
Nmax< Ntt
Tròn đó Ntt là sức chịu tính toán theo vật liệu của cọc, đợc tính đơn giản theo
công thức của cọc chịu nén đúng tâm tiết diện tròn:
Xét tỉ số Ltt/r nếu tỉ số này lớn hơn 12 thi áp dụng công thức dới đây.
Ntt = m2. (RnFb+ RaFa )
Ltt = Lm =5,7 m (đối với móng cọc thẳng).
r=
J
=
F
0,049
= 0,25
0,785
Ltt/ r = 5,7/0,25 =22,8 >12 vậy áp dụng công thức trên
= 22,8 = 0,96
m2- Hệ số làm việc điều kiện lấy nh trên, m2= 0,9
Fa = 0,785 m2 Diện tích của bê tông
Rn = 1650 T/m2 cờng độ chịu nén tính toán của bê tông.
Ra = 30000 T/ m2 cờng độ chịu nén tính toán của cốt thép
Ta dùng loại thép CT3 có gờ, trong cọc dủng 12 thanh thép 25
Fa = 58,8 (cm2) = 0,00588 (m2)
Thay số vào ta đợc:
Ntt = 0,9 . 0,96 (1650.0,785 + 30000.0,00588) = 1271,5 T
Vậy Nmax < Ntt Đạt.
c, Đối với lực ngang:
Theo quy trình thiết kế cầu công suất 1979, kiểm tra theo điều kiện sau:
Hx
m2
k.Ptc + Tx
Trong đó:
Hx - Lực ngang lớn nhất tác dụng lên bệ, Hx= 171,88(T)
k - Số cọc trong bệ, k = 16
Ptc- Lực ngang tiêu chuẩn của một cọc, đối với cọc khoan nhồi ta lấy
đỗ thuỷ trung
Cầu- Đờng bộ K 37
Lớp
-158-
Đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
Ptc = 170(KN) = 17(T)
Tx- Tổng hình chiếu trên trục ngang của nội lực thẳng đứng, ở đây
thiết kế cọc thẳng nên Tx = 0
m2 - Hệ số điều kiện làm việc, tra theo bảng 3 - 21, trang 155 giáo
trình Nền và Móng; móng cọc bệ thấp, có số cọc > 11 cọc tra đợc m2
= 0,9
Hx
171,88
=
= 0,63 < m2 --> Đạt
k .Ptc + Tx
16.17
4.3.2. Trạng thái giới hạn thứ hai:
Kiểm toán ứng suất đáy móng dới chân cọc theo đáy móng quy ớc. Khối
móng qui ớc đợc xác định bởi chiều sâu chôn cọc và có diện tích xác định theo goá
mở nh hình vẽ, theo công thức sau đây:
Hình vẽ
a=
tb
4
Trong đó:
- tb là góc ma sát trung bình của các lớp đất từ chân cọc lên. ở đây ta
lấy tbđợc tính theo công thức
tb =
thứ tự
1
2
3
.h
h
ti
i
i
tên lớp địa chất
cát hạt nhỏ
cát hạt vừa
sét pha
đỗ thuỷ trung
Cầu- Đờng bộ K 37
chiều sâu
1,8
12,65
8,95
0
27
30
60
Lớp
-159-
Đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
4
cát hạt vừa
4
30
Thay số ta có: tb = 39036 --> a = 9054
Diện tich đáy móng F = (A1+ 2.h.tga).(B1 + 2.h.tga)
Trong đó:
A1= 6(m)
B1 = 23,61(m)
h = 27,3(m) chiều dài chôn cọc trong đất.
F = (6 + 2 .27,3tg9054).(23,61 + 2. 27,3.tg9054)
= 15,53 . 33,14 = 514,66 (m2)
Mômen chống uốn theo phơng ngang cầu:
W = 1332,12 (m2)
Trọng lợng các cọc trong móng
Pcọc = 20.(0,785 . 30).2,5 = 1177,5(T)
Thể tích đất trong móng khối quy ớc = Thể tích móng khối - Thể tích cọc
Vđ = Vmk - Vcọc = 514,66 .27,3 20 . 27,3 .0,785 = 13621,6 ( m3)
Dung trọng tính đổi các lớp đất trong móng khối:
tđ =
.h
h
i
i
i
Trong đó:
i, hi là dung trọng và chiều dày các lớp đất trong móng khối.
Trọng lợng đất trong móng khối:
Pđất = tđ. Vđ = 1,83 . 13621,6 = 24927,5 (T)
--> Tổng lực thẳng đứng tác dụng lên móng cọc:
P = Pđ + Pcọc + N = 29564,26(T)
ứng suất dới đáy móng đợc kiểm toán theo công thức sau:
max =
P M
Rd
F W
Trong đó:
Rđ là cờng độ đất nền tại đáy móng khối xác đinh theo công thức sau:
Rđ = 1,2{Rqu[ 1 + k1(b -2 )] + k2. tđ (h - 3) };
Rqu - Cờng độ dất nền quy ớc tra bảng
Rqu = 3(kg/cm2) = 30 (T/m2)
k1,k2 : Hệ số tra bảng (2 -5) giáo trình Nền và Móng, trang 42
k1 = 0,1; k2 = 0,3;
b = 12,53 (m)
h=27,3 (m)
đỗ thuỷ trung
Cầu- Đờng bộ K 37
Lớp
-160-
Đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
Rđ = 1,2{3.[ 1 + 0,1.(12,53 -2 )] + 0,3 . 1,83 . (27,3 - 3) }= 23,4 (kg/cm2)
Rđ = 243T/m2
max = P/F + M/W = 29564,26/514,66 + 2857,16 / 1332,12 = 59,6 (T/m2)
max = 59,6(T/m2) < Rđ =243(T/m2) --> Đạt
đỗ thuỷ trung
Cầu- Đờng bộ K 37
Lớp
-161-
