Chơng II Phơng án 2 cầu treo dây văng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (182.18 KB, 13 trang )
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
Đồ án tốt nghiệp
Chơng II
Phơng án 2 cầu treo dây văng
I- Giới thiệu chung về phơng án
1.1 Tiêu chuẩn thiết kế.
Thiết kế theo qui trình do bộ GTVT ban hành năm 1979
Tiêu chuẩn kỹ thuật : Tải trọng H30 , XB80 - Ngời bộ hành
1.2 Sơ đồ kết cấu.
1.2.1 Kết cấu phần trên .
Sơ đồ bố trí chung toàn cầu 62 + 131 +62 kết cấu là hệ cầu dây văng ba nhịp liên tục .
- Kết cấu phần trên: kết cấu đối xứng gồm hai cột tháp có chiều cao dự tính 30m (tính từ
đỉnh tháp xuống mặt dầm).
- Mặt cắt ngang dầm có chiều cao không đổi dạng TT .
- Chiều dài một khoang sơ bộ chọn 8,8 m
- Số lợng dây cho một cột tháp 14 dây
Các dầm ngang đợc bố trí tại các điểm nút của dây.
- Vật liệu chế tạo kết cấu nhịp :
+ Bê tông mác 400
+ Cốt thép cờng độ cao dùng các loại tao đơn 7 sợi có đờng kính danh định 15,2
mm.
+ Thép cấu tạo dùng thép CT3
1.2.2 Kết cấu phần dới
- Tháp cầu dùng loại thân hộp đặc đổ BT tại chỗ . Bê tông chế tạo M300
- Phơng án móng: Móng cọc đài cao, cọc khoan nhồi đờng kính 1,5m.
- Mố cầu dùng loại mố chữ U .
II- tính toán chọn sơ bộ các tham số cơ bản của cầu treo dây văng
1. Phân nhịp cầu và chiều dài khoang dầm.
Với cầu dây văng có thể có các sơ đồ một, hai, ba và nhiều nhịp, trong đó hệ ba nhịp
là hệ đặc trng của cầu dây văng, nó có u điểm về kết cấu, khả năng chịu lực cũng nh công
nghệ thi công .
Nghiên cứu các đặc điểm địa chất - địa hình - thủy văn và kiến trúc cảnh quan xung
quanh, điều kiện kinh tế - xã hội - chính trị của các vùng mà tuyến đi qua. Ta quyết định
chọn phơng án cầu dây văng ba nhịp có hai mặt phẳng giàn dây đối xứng qua tháp cầu.
Từ những phân tích đã nêu ở trên, áp dụng cụ thể cho phơng án cầu ở đây, chọn :
- Chiều dài khoang dầm d=8,8 m.
- Chiều dài khoang dầm giữa nhịp chính dg= 7 m
- Chiều dài khoang dầm cạnh tháp dt= 9,2m
2. Hình dạng và chiều cao dầm cứng.
Mỗi một loại tiết diện dầm đa năng hoặc đơn năng đều có u điểm và nhợc điểm khác
nhau. Song theo xu hớng thi công hiện nay thì việc sử dụng loại tiết diện nào ngoài việc
đỗ thuỷ trung
đờng - bộ k37
Lớp cầu
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
Đồ án tốt nghiệp
đảm bảo đợc điều kiện chịu lực đồng thời đảm bảo công nghệ thi công đơn giản nhất phù
hợp với trình độ thi công và đã đợc sử dụng trong nớc.
Do vậy ta quyết định sử dụng tiết diện ngang dầm chủ đơn năng bằng bê tông cốt thép theo
kiểu dáng tiết diện ngang cầu Mỹ Thuận .
Theo thống kê các cầu dây văng trên thế giới và trong nớc đã và đang xây dựng, tỉ số chiều
cao dầm chủ h/l = 1/100-1/300 .
Vậy sơ bộ ban đầu chọn dầm chủ có mặt cắt ngang gồm hai chữ T có kích thứơc nh
hình vẽ .
Hiện nay, các tao cáp đơn đợc sử dụng rộng rãi cho kết cấu B.T..S.T và cầu dây văng
vì các tao đơn dễ vận chuyển, dễ lắp đặt và thích hợp với hệ neo thông dụng nhất hiện nay
là neo kẹp.
Sử dụng loại tao đơn gồm 7 sợi thép 5 đờng kính ngoài 15,2 mm. Đồng thời sử
dụng dây văng đợc tổ hợp từ các tao thép giảm đợc độ giãn của dây ( do độ võng của trọng
lợng bản thân gây ra khi chịu tác dụng của hoạt tải ).
Các tao thép đợc căng kéo riêng biệt và đợc ghép thành bó lớn trong các khối neo ở
ngay hiện trờng. Công tác lắp đặt dây văng rất đơn giản vì dây đợc lắp từng tao nhỏ lên
không cần giàn dáo. Hệ neo dùng với loại dây văng này là neo kẹp 3 mảnh giống hệ neo
dùng trong cầu BTCT - ƯST.
Khối neo là khối thép hình trụ có khoan các lỗ hình côn để luồn các tao thép và các
tao thép này đợc kẹp chặt bằng nêm 3 mảnh hình côn có ren răng. Bên ngoài khối neo đợc
ren răng và dùng một êcu đủ lớn để xiết neo theo nguyên tắc vặn bu - lông.
Phơng án dùng dây văng tổ hợp từ các tao thép 7 sợi và hệ neo kẹp là phơng án tối u
nhất vì so với các dây văng sử dụng cáp xoắn ốc hay cáp kín thờng phải dùng neo đúc, loại
neo này cần đợc đổ ở nhiệt độ 4500ữ 5000 là yêu cầu khó đảm bảo ở ngay tại công trờng.
Đồng thời việc vận chuyển lắp đặt các bó cáp lớn và dài sẽ gặp khó khăn hơn và việc điều
chỉnh nội lực dây văng bằng cách thay đổi chiều dài dây cũng rất hạn chế.
3. Hình dạng và tiết diện tháp cầu
Chọn chiều cao tháp cầu là 30 m tính từ đỉnh tháp đến mặt cầu(chiều cao này do
chiều dài nhịp biên quyết định sao cho góc nghiêng của dây neo hợp lý nhất, góc này vào
khoảng 220 250 vừa đảm bảo yêu cầu chịu lực vừa đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật). Trong
đó điểm neo dây trên cùng cách đỉnh tháp
2,4m nhằm mục đích đảm bảo mỹ quan và liên kết giữa dây văng trên cùng với tháp đ ợc
chắc chắn.
đỗ thuỷ trung
đờng - bộ k37
Lớp cầu
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
Đồ án tốt nghiệp
Với các tham số vừa chọn, tính đợc góc nghiêng và chiều dài tính toán của các dây
văng.
Kết quả đợc ghi trong bảng sau:
STT
Số hiệu dây
Góc nghiêng(độ)
Chiều dài tính toán ( m )
1
S1neo
240
0
2
S2
26 4648,6
3
S3
30027
4
S4
3502713,88
5
S5
42033
6
S6
5205727
7
S7
68017
Tháp là kết cấu chủ yếu chịu nén lệch tâm. Mức độ lệch tâm(mô men uốn trong tháp cầu)
phụ thuộc vào sơ đồ liên kết giữa tháp với dây văng và trụ cầu.
Tiết diện tối thiểu của tháp cầu có thể sơ bộ xác định nh sau:
(g + p)(2.l1 + l 2 ) 2
AT =
4l1 R.. sin
Trong đó : At tiết diện cột tháp với tháp 2 cột.
g, p tĩnh tải và hoạt tải tính toán phân bố đều tác dụng lên một dàn.
g = 12,08 T/m p = 1,7 T/m
l1, l2 chiều dài nhịp biên và nhịp chính. l1 = 62m l2 = 131m
R cờng độ vật liệu làm tháp. R = 2050T/m2
- góc nghiêng của chân tháp so với mặt ngang. = 8102234
0,5 hệ số xét tới ảnh hởng của uốn dọc và mô men uốn trong tháp.
thay các hệ số vào ta có:
AT =
(12,08 + 1,7)(2.62 + 131) 2
= 1,78m 2
4.62.2050. sin 810 22 ' 34 "
Chọn tiết diện tháp cầu có dang thay đổi theo chiều dọc cầu :
Tại chân tháp có kích thớc 3 x 1 m;
Tại gần đỉnh tháp có kích thớc 2 x 1 m thay đổi từ chân tháp đến vị trí có thanh dằng ngang
của tháp
Vị trí của thanh dằng ngang này cách điểm neo trên cùng là 6,5m hay là cách đỉnh tháp
8,9m.
4- Chọn tiết diện dây văng
Trong cầu treo dây văng các dây làm việc chịu kéo phản lực của các gối tựa đàn hồi,
có trị số thay đổi không nhiều theo độ cứng của dầm chủ nội lực lớn nhất ứng với tổ hợp
hoạt tải phủ kín cầu ,vậy nội lực trong dây văng thoải nhất ở giữa nhịp dới tác dụng của tĩnh
và hoạt tải có thể xac định theo công thức sau .
S max =
( g + q ).(d t + d g )
2 sin g
Trong đó :
đỗ thuỷ trung
đờng - bộ k37
Lớp cầu
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
Đồ án tốt nghiệp
g , p : Tải trọng tĩnh và hoạt tải tơng đơng phân bố đều trên toàn cầu.
d , dg : Chiều dài khoang dầm nằm kề nút dây thoải nhất
g : Góc nghiêng của dây văng thoải nhất ở khu giữa nhịp
4.1 Tính nội lực trong dây văng giữa do tĩnh tải
Nội lực trong dây văng do tĩnh tải đợc xác định theo công thức :
Sg =
n g.(d t + d g )
2 sin g
a.
Tĩnh tải giai đoạn một gồm :
Trọng lợng bản thân dầm chủ, bản mặt cầu, dầm ngang
Diện tích dầm chủ và bản mặt cầu
F =540 . 30 + 50 . 50 + 100 . 90 =2,77 .10 4cm2 = 2,77m2
- Tĩnh tải rải đều dầm chủ gdc = 2,5 . 2,77 = 6,925 (T/m)
-
Trọng lợng một dầm ngang ( kích thớc 0,8 x 0,3 x6,9 m )
-
V = 0,8 . 0,3 . 6,9 = 1,656 m3
Pdn = 2,5 . 1,656 = 4,14 (T)
toàn cầu có 88 dầm ngang
Tại những khoang có d = 8,8 m thì khoảng cách giữa các dầm ngang là:
:2,933 m
Tại khoang gần tháp d = 9,2 thì khoảng cách giữa các dầm ngang là:
:3,067m
Tại khoang giữa nhịp d = 7 thì khoảng cách giữa các dầm ngang là:
:2,33m
P = 88 . Pdn = 364,32 (T)
- Tĩnh tải rải đều một dầm ngang
Pdn =
364,32
= 1,4287(T / m) tĩnh tải rải đều của dầm ngang cho một mặt phẳng dây là:
255
Pđn = 1,4287/2 = 0,714 T/m
Bản mặt cầu nối hai dầm chủ cũng tính cho 1 mặt phẳng dây.
đỗ thuỷ trung
đờng - bộ k37
Lớp cầu
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
Đồ án tốt nghiệp
F = 1,25 . 0,25 = 0,3125 m2 q = 2,5 .0,3125 = 0,78 T/m.
+ Tĩnh tải rải đều tiêu chuẩn giai đoạn I
gtcgđI = 8,42(T/m)
+ Tĩnh tải rải đều tính toán giai đoạn I
gttgđI = 1,1 . 8,42 = 9,26 (T/m)
b.Tĩnh tải giai đoạn II
Bao gồm: Lớp phủ phần xe chạy, lớp phủ lề ng ời đi, gờ chắn bánh, lan can tay
vịn.
Lớp phủ mặt cầu:
Bêtông atfan 5cm :
0,05. 2,3 = 0,115
(T/m 2 )
Lớp bảo hộ 3cm :
0,03. 2,4 = 0,072
(T/m 2 )
Lớp phòng nớc dày 2cm: 0,02. 1,5 = 0,03
(T/m 2 )
Lớp mui luyện dầy trung bình 1,5cm : 0,015.1,67 =0,025 T/m 2
=> Tổng cộng: q 1 = 0,242
(T/m 2 )
=>
Tĩnh tải rải đều của lớp phủ q t c = 0,242. 11 = 2,662
(T/m)
q t t =1,5.q t c = 1,5.2,662=3,993 (T/m)
Ta chỉ tính cho một mặt phẳng dây vậy:
q t c = 2,662/2 = 1,331 T/m q t t = 3,993/2 = 2 T/m
Gờ chắn bánh(cũng tính cho một mặt phẳng dây) :
p g ch ắ n T C = (0,25 + 0,2).0,3/2.1.2,5 = 0,169 (T/m)
p g ch ắ n T T = 1,1. 0,169 = 0,186 (T/m)
- Lan can tay vịn :
+ Gờ đỡ cột lan can cũng có kích thớc nh gờ chắn bánh:
p g ờ đỡ T C = (0,25 + 0,2).0,3/2.1.2,5 = 0,169 (T/m)
p g ờ đỡ T T = 1,1. 0,169 = 0,186 (T/m)
+ Lan can bằng bê tông cách 1m bố trí 1 lan can. Lan can có đ ờng kính thớc
0,2 x 0,15 x 0,9 m.
V = 0,2 . 0,15 . 0,9 2 .0,1 . 0,1 . 0,15 = 0,024 m 3
Toàn cầu có 256 cột (một bên lan can).
V = 256 . 0,024 = 6,144 m 3 .
Vậy q T C = 6,24/255 = 0,024 T/m q T T = 1,1 . 0,024 = 0,0264 T/m.
Tay vịn cũng dùng bê tông cốt thép (tính cho một bên).
q T C = 2 . 0,1 .0,1 .1 .2,5 = 0,05T/m.
q T T = 1,1 .0,05 =0,055 T/m.
Rải bê tông chắn giữa dây và lề ng ời đi:
q T C = (0,2 + 0,15) . 0,3/2 . 1 .2,5 = 0,131 T/m.
q T T = 1,1 . 0,131 = 0,144 T/m
+ Đèn chiếu sáng và neo
gđtc = 0,2 ( T/m )
gđtt = 0,22 ( T/m )
đỗ thuỷ trung
đờng - bộ k37
Lớp cầu
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
Đồ án tốt nghiệp
- Tổng cộng tĩnh tải giai đọan hai là:
q g đ2 t c = 2,074 (T/m)
q g đ2 t t =2,82 (T/m)
Vậy tổng tải trọng rải đều tính toán (cho một dàn dây)là:
gtt = 12,08 (T/m)
STT
g =
g tt .(d t + d g )
2 sin g
=
12,08(8,8 + 7)
= 234,646(T)
2.sin( 24 )
4.2 Tính nội lực trong dây văng biên giữa do hoạt tải .
* Do H30
- Tải trọng: xác định tải trọng tơng ứng với chiều dài đờng ảnh hởng bằng 255 m ( xếp tải
toàn cầu )
Của H30 lấy qtđ= 1,7 T/m
- Các hệ số :
+ Hệ số xung kích :
1+ à = 1+
50
50
= 1+
= 1,249
70 +
70 + 131
+ Hệ số làn xe : = 0,9
-Hệ số phân bố ngang theo phơng pháp đòn bẩy ta có :
Hệ số phân bố ngang của H30
y1= 0,943 y2= 0,7025 y3= 0,563 y4= 0,323
H30 = 0,5.(0,943 + 0,7025 + 0,563 + 0,323) = 1,266
Hệ số phân bố ngang của XB80
y1= 0,924 y2= 0,582
= 0,5 . (0,924 + 0,582) = 0,753
Hệ số phân bố ngang của ngời tính cho một lề để đợc bất lợi nhất.
ngời= (diện tích phần đờng ảnh hởng đặt tải ngời).
ngời= ( 1,31 + 1,12 ) . 1,5 /2 = 1,83
đỗ thuỷ trung
đờng - bộ k37
Lớp cầu
Đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
SgH 30 =
q TD (1 + à)...h .(d t + d g )
2 sin g
=
1,7.1,249.1,266.0,9.1,4.(8,8 + 7)
= 65,785
2.sin 24
g=240
SgH30= 65,785T
SgXB80 =
q TD (1 + à)... h .(d t + d g )
2 sin g
=
3,2.1.0,753.0,9.1,1.(8,8 + 7)
= 46,33T
2.sin 24
SgXB80= 46,33T
S ng =
q N (1 + à).. h .(d t + d g )
2 sin g
=
0,45.1.1,83.1,4.(8,8 + 7)
= 22,4T
2.sin 24
Sng= 22,4T
Vậy S h m a x =S h H30 +S ng = 88,185T.
4.3 Nội lực dây văng giữa do hoạt tải + tĩnh tải
Sgmax= Sghoạt + Sgtĩnh
S g m a x =88,185+234,646 = 322,83T
4.4 Tính nội lực trong dây neo .
Dây neo làm việc bất lợi nhất khi hoạt tải đứng kín nhịp giữa do đó nội lực trong dây neo đợc xác định theo công thức:
14
T
S neo = S14
+ Sih
i =8
14
cos
Sih . cos i
i =8
0
cos i
cos 0
h
14
S14
. sin 14 cos i
h
= S14
tg14 cot g i
sin i cos 0
i =8
i =8
14
=
14
cot g i = 9,576
i =8
14
cos
Sih cos i
8
= 88,185.9,567.tg 24 = 375,98
0
Sn = 322,83 +375,98 = 698,81 T
4.5 Nội lực trong các dây văng từ S2 ữ S13.
Ta có cầu dây văng ba nhịp đối xứng do vậy ta chỉ cần tính nội lực trong các dây văng từ
tháp ra đến giữa nhịp, các dây còn lại lần lợt có nội lực đối xứng bằng nhau.
Nội lực trong các dây đợc xác định theo công thức
Si=Sgmax.sing/sini.
Sgmax= 398,81T
Nội lực các dây đợc thống kê trong bảng sau:
STT dây
Góc i
Sin i
đỗ thuỷ trung
đờng - bộ k37
Nội lực S i
Lớp cầu
Đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
14
13
12
11
10
9
8
240
2604648,6
30027
3502713,88
42033
5205727
68017
0,406737
0,45
0,5068
0,58
0,6762
0,7982
0,929
322.83
291.7931
259.0902
226.3912
194.1835
164.5038
141.3422
4.6 Tiết diện dây văng:
Diện tích bó cáp đợc tính theo công thức:
A = S/f
Trong đó:
A: diện tích bó cáp
S: nội lực tính toán
f: khả năng chịu lực của vật liệu làm dây
Vật liệu làm dây văng dùng bó cáp 7 sợi có các chỉ tiêu kỹ thuật của một tạo nh sau:
+ Đờng kính danh định 15,2 mm
+ Diện tích 1,4cm2
+ Cờng độ giới hạn 18730 kg/cm2 = 18,73T/cm2
khả năng chịu lực của vật liệu làm dây
f = 0,45 . 18,73 = 8,4285 T/cm2
Ký hiệu Nội lựcT D.T dâycm 2 Số tao ST chọn D.T sau khi chọn
S1(dn)
698,81
82.91036
59.77
61
S8=S7
141.3422
16.76956
12.09
19
S9=S6
164.5038
19.51756
14.07
19
S10=S5 194.1835
23.03892
16.61
19
S11=S4
226.3912
26.8602
19.37
31
S12=S3 259.0902
30.73977
22.16
31
S13=S2 291.7931
34.61982
24.96
31
S14
322.83
38.30219
27.62
31
Ta dùng loại thép bó soắn 7 sợi loại 15,2mm, diện tích thép một
F
= 1,387cm 2 số tao cần có =F /F
nh bảng trên.
1 ta o
5. Tính Duyệt dầm dọc:
t hé p
84,607
26,353
26,353
26,353
42,997
42,997
42,997
42,997
tao là
1t s o
Sau khi chọn sơ bộ đợc dầm chủ, tháp cầu, dầm ngang và dây văng ta
tiến hành vẽ Đah của một số mặt cắt cần tính duyệt theo sơ đồ cầu đã chọn.
Dầm dọc là kết cấu chịu nén uốn trong mặt phẳng thẳng đứng
Để tính lợng cốt thép ta tính theo cấu kiện chịu nén lệch tâm, thiên về an toàn ta tính
lợng cốt cần thiết theo mô men uốn sau đó kiểm toán với trờng hợp nén lệch tâm.
đỗ thuỷ trung
đờng - bộ k37
Lớp cầu
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
Đồ án tốt nghiệp
Khi tính với mô men dơng ta tính dầm dọc với tiết diện chữ T còn khi tính với mô men âm
ta tính dầm dọc với tiết diện chữ nhật .
Ta tính duyệt tại 2 mặt cắt :
+ mặt cắt 1: tại gối
+ mặt cắt 2 : giữa nhịp chính
5.1. Tính mặt cắt 1
Tính toán mô men uốn tác dụng lên mặt cắt
= -97 m2
+ = 3 m2 - = -100 m2
+ Mô men do Tĩnh tải I gây ra
Tiêu chuẩn MtcI = 18,87 . ( -97 ) = - 1830,4 (T.m)
Tính toán MItt = 1,1 . MItc = - 2013,4 (T.m)
+ Mô men do tĩnh tải II gây ra
Tiêu chuẩn MtcII = 3,989 . ( -97 ) = - 387 (T.m)
Tính toán
MttII = 5,49 . ( -97 ) = - 532,53 (T.m)
+ Mô men do H30 gây ra
Tiêu chuẩn MtcH30 =1,7 . 1,3875 . (-100) = - 235,875 (T.m)
Tính toán
Mtt H30 = -235,875 . 1,4 . 1,203 = - 397,26 (T.m)
+ Mô men do xe nặng XB80 gây ra qtd = 3,2 T/m
Tiêu chuẩn MtcXB80 = 3,2 . 0,8125. ( - 100 ) = - 260 (T.m)
Tính toán
Mtt XB80 = 1,1 . MtcXB80 = - 286 (T.m)
+ Mô men do ngời đi qtd = 0,3 T/m
Tiêu chuẩn Mtcngơi = 0,3 . 1,92( - 100 ) = -57,6 (T.m)
Tính toán
Mtt ngời = 1,4 . Mtcngời = -80,64 (T.m)
Vậy tổng mô men tác dụng lên mặt cắt gối là:
Mtc = - 1402,17 T.m
Mtt = - 1750 T.m
5.2. Tính mặt cắt 2 ( mặt cắt giữa nhịp )
= 63,3 m2
+ = 104,3 m2
- = -41 m2
+ Mô men do tĩnh tải I gây ra
Tiêu chuẩn MtcI = 18,87 . ( 63,3 ) = 1194,47 (T.m)
Tính toán MItt = 1,1 . MItc = 1314 (T.m)
+ Mô men do tĩnh tải II gây ra
Tiêu chuẩn MtcII = 3,989 . ( 63,3 ) = 252,5 (T.m)
Tính toán
MttII = 5,49 . ( 63,3 ) = 347,5 (T.m)
+ Mô men do H30 gây ra
Tiêu chuẩn MtcH30 =1,7 . 1,3875 . (104,3) = 246 (T.m)
Tính toán
Mtt H30 = 246 . 1,4 . 1,203 = 414,34 (T.m)
+ Mô men do xe nặng XB80 gây ra qtd = 3,2 T/m
đỗ thuỷ trung
đờng - bộ k37
Lớp cầu
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
Đồ án tốt nghiệp
Tiêu chuẩn MtcXB80 = 3,2 . 0,8125. ( 104,3 ) = 271,18 (T.m)
Tính toán
Mtt XB80 = 1,1 . MtcXB80 = 298,3 (T.m)
+ Mô men do ngời đi qtd = 0,3 T/m
Tiêu chuẩn Mtcngơi = 0,3 . 1,92( 104,3) = 60,1 (T.m)
Tính toán
Mtt ngời = 1,4 . Mtcngời = 84,1 (T.m)
Vậy tổng mô men tác dụng lên mặt cắt gối là:
Mtc = 1029,6 T.m
M t t = 1329,19 T.m
5.3. Tính duyệt mặt cắt 1:
Tính toán bố trí cốt thép theo M- = -1750 T.m
- Hệ số mô men tĩnh vùng bê tông chịu nén.
A0 =
M
R u .b c h 0
2
=
1750.10 5 = 0,40935
190.100.150 2
- Chiều cao tơng đối vùng bê tông chịu nén:
= 1- 1 2.A 0 = 1 - 1 2.0,40935 = 0,574
- Diện tich cốt thép cần thiết
Ft =
.R u .b c .h 0 0,574.190.100.150
=
= 545,5 cm 2
Rt
3000
- Số thanh cốt thép 32 cần thiết : n =
Ft
= 67,82 thanh
F
Vậy ta chọn n = 70 thanh 32 ( do cha xét tới lực nén nên lợng cốt thép cần thiết tính toán
ra là khá lớn )
5.4. Tính duyệt mặt cắt 2:
Tính toán bố trí cốt thép theo M+ = 1329,29 T.m
- Hệ số mô men tĩnh vùng bê tông chịu nén.
A0 =
M
R u .b c h 0
2
5
= 1329,29.10 2 = 0,10365
190.300.150
- Chiều cao tơng đối vùng bê tông chịu nén:
= 1- 1 2.A 0 = 1 - 1 2.0,10365 = 0,1096
- Diện tich cốt thép cần thiết
Ft =
.R u .b c .h 0 0,10966.190.300.150
=
= 545,5 cm 2
Rt
3000
- Số thanh cốt thép 32 cần thiết : n =
Ft
= 38,2 thanh
F
Vậy ta chọn n = 40 thanh 32
đỗ thuỷ trung
đờng - bộ k37
Lớp cầu
Đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
6. Tính toán bản mặt cầu :
1
2
6.1. Tính toán bản hẫng.
Cấu tạo bản hẫng nh hình vẽ
50
6.1.1 Các loại tải trọng tác dụng
1
lên bản:
2
100
175
- Trọng lợng bản thân của bản
- Trọng lợng lớp phủ lan can
- Hoạt tải ngời đi bộ ( không xét tới xe trong phần này )
Ta xác định mô men, lực cắt tại mặt cắt 1 -1 & 2 -2 và kiểm toán tại hai
cắt trên.
6.1.2. Xác định mô men, lực cắt tại mặt cắt 1 -1
- Do tĩnh tải giai đoạn 1 ( xét cho 1m dài cầu )
25
mặt
2
M1= - ql
2
Trong đó l = 1,75m
Tĩnh tải bản : qbản = 0,25.1.2,5.1,1 = 0,6875 Tm
2
Vậy M1 = - 0,6875.1,75 = -1,05 T.m
2
Lực cắt do tĩnh tải giai đoạn 1:
Q1 = - 0,6875. 1,75 = - 1,203 T
- Do tĩnh tải giai đoạn 2 (xét cho một mét dài cầu )
+ Lan can tay vịn bằng thép trọng lợng 0.1815 T/m
+ Lớp phủ bê tông mặt cầu dầy 5cm trọng lợng riêng 2,4T/m 3
hệ số vợt tải n =1,5
2
0,25
Vậy : M2 = (0,05.2,4.1,5).1,75 - 0,1815.(1,75 ) = - 0,57 T.m
2
2
Q2 = - ( 0,05 . 1,75 . 2,4 ) . 1,5 - 0,1815 = - 0,4965 T
(Đang sửa)
- Do tải trọng ngời đi bộ : q = 0,3T/m có n = 1,4
2
M3 = 0,3.1,4.1,5 = - 0,475 T. M
2
Q3 = - 0,3.1,5.1,4 = -0,63 T
Nội lực tổng cộng tại mặt cắt 1 - 1
M 1 = M1 + M2 + M3 = - 1,6669 T.m
Q = Q1 + Q2 + Q3 = - 2,0162 T
1.3. Xác định mô men & lực cắt tại mặt cắt 2 - 2
- Nội lực do tĩnh tải phần 1:
đỗ thuỷ trung
đờng - bộ k37
Lớp cầu
Đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
2
0,2
0,35.1.1,1.1.0,4.2,5
M1 = - 0,6875.1,9 - 0,11.(1,9 +
)-
2
2
6
= - 1,5251 T.m
1.0,35.1.2,5.1,1
= - 1,8975 T
2
Q1 = 0,6875. 1,9 - 0,11 - Nội lực do tĩnh tải giai đoạn 2 :
2
0,2
M2 = - (0,05.2,4.1,5).1,9 - 0,025.(1,9 ) = - 0,3749 T.m
2
2
Q2 = -( 0,05.2,4.1,5)1,9 - 0,025 = - 0,317 T
- Nội lực do ngời đi bộ:
M3 = - 0,3.1,4.1,5.1,15 = - 0,7245 T.m
Q3 = - 0,3.1,4.1,5 = - 0,63 T
Nội lực tổng cộng tại mặt cắt 2 - 2
M ii = - 2,6245 ( T.m )
Q ii = - 2,8445 ( T )
Bảng tổng kết nội lực trong bản hẫng
Mặt cắt
Mô men
Lực cắt
TT
HT
Tổng
TT
1,1919
- 0,475
-1,6669
1,3862
11
1,9
- 0,7245
- 2,6245
2,2145
22
1.4. Tính toán lợng cốt thép và tiến hành kiểm toán:
HT
- 0,63
- 0,63
Tổng
-2,0162
- 2,8445
- Căn cứ vào yêu cầu cốt thép trong bản d > 10mm
- Số lợng cốt thép cho 1m rộng bản từ 5 - 11 thanh, đối với cầu ô tô Thờng lấy đờng
kính cốt thép d = 12 - 14mm cự li giữa chúng không vợt Quá hai lần đờng kính cốt thép
trong bản.Và trong bản hẫng của cầu ô tô thờng chỉ đặt cốt thép ở gần mép trên để chịu kéo
do mô men âm trong bản
Vậy ta chọn cốt thép trong bản 14 và lấy 5 thanh cho 1m dài , khoảng cách giữa các cốt
thép là 20cm và tiến hành kiểm toán.
Công thức kiểm toán:
M < Ru.b.x.( h0 -
x
,
,
) + Rt .Ft .( h0 - a )
2
,
,
Do chỉ bố trí cốt thép đơn nên Rt .Ft = 0
+ chiều cao có hiệu của bản h0= 25 - 2d = 22,2cm
+ chiều cao vùng bê tông chịu nén.
X=
Rt.Ft
2400.7,695
=
= 0,972cm
Ru.b
190.100
đỗ thuỷ trung
đờng - bộ k37
Lớp cầu
Trờng Đại học Giao thông Vận tải
Ru.b.x( h0-
Đồ án tốt nghiệp
x
) = 190.100.0,972.( 22,2 - 0,486) = 4,01 (T m) > 2,6245T.m
2
Đạt yêu cầu
- cốt thép trong bản đợc bố trí nh sau:
đỗ thuỷ trung
đờng - bộ k37
Lớp cầu
