Đồ án Thiết kế Cầu, Thiếu kế mố M1, Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN27205
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.01 MB, 60 trang )
N THIT K CU
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
MC LC
LI CM N ..... 3
I. Số liệu thiết kế........ 4
1.1. Số liệu chung ..... .......4
1.2. Số liệu mố........ .......4
1.3. Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu mố... .......5
1.4 Tải trọng thiết kế..... .........6
II. Yêu cầu tính toán....... .........7
III. Xác định tải trọng tác dụng lên kết cấu .........8
3.1. Tĩnh tải tác dụng :DC..... ...........8
3.2. Tĩnh tải tác dụng :DW...
........10
3.3. Hoạt tải tác dụng : ...... .........10
3.4. Tải trọng gió (WS,WL) .. .....12
3.5. Nội lực do trọng lng bản thân đất đắp .....14
3.6. Tải trọng áp lực đất ngang (EH) ... .... 14
3.7 Tổ hợp tải trọng theo các TTGH..... .....18
IV Thiết kế và kiểm toán các mặt cắt.......28
4.1. Nguyên tắc tính và bố trí cốt thép ......28
4.2.Kiểm toán mặt cắt A-A ........32
4.3.Kiểm toán mặt cắt B-B ............................................................32
4.4.Kiểm toán mặt cắt C-C .......32
4.5.Kiểm toán mặt cắt F-F .......36
4.6.Kiểm toán mặt cắt E-E. ....38
4.7.Kiểm toán mặt cắt D-D ............43
4.8.Kiểm toán mặt cắt G1-G1.. .......45
SVTH: Hong Quc Hng
1
66DLCD32
N THIT K CU
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
4.9.Kiểm toán mặt cắt G2-G2 .........47
4.10.Kiểm toán mặt cắt H3 .........50
IV. Tính toán cọc khoan nhồi ..53
5.1.Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đáy bệ móng
53
.......
5.2.Bố trí cọc trong móng.. ........53
5.3.Kiểm toán khả năng chịu tải cọc khoan nhồi theo TTGH
CĐ...........57
5.4.Kiểm toán khả năng chịu tải cọc khoan nhồi theo TTGH
SD....59
SVTH: Hong Quc Hng
2
66DLCD32
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU
GVHD: Th.S Nguyễn Văn Tuấn
LỜI CẢM ƠN
Trong giai đoạn phát triển hiện nay, nhu cầu về xây dựng hạ tầng cơ sở đã
trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho sự tăng trưởng nhanh chóng và vững chắc
của đất nước, trong đó nổi bật lên là nhu cầu xây dựng, phát triển mạng lưới
giao thông vận tải.
Với nhận thức về tầm quan trọng của vấn đề trên, là một sinh viên ngành
Xây dựng Cầu đường bộ thuộc trường Đại học Công Nghệ GTVT, trong những
năm qua, với sự dạy dỗ tận tâm của các thầy cô giáo trong trường, em luôn cố
gắng học hỏi và trau dồi chuyên môn để phục vụ tốt cho công việc sau này,
mong rằng sẽ góp một phần công sức nhỏ bé của mình vào công cuộc xây dựng
đất nước.
Trong khuôn khổ đồ án môn học Thiết kế cầu với đề tài giả định là thiết
kế cầu qua sông đã phần nào giúp em làm quen với nhiệm vụ thiết kế một công
trình giao thông để sau này khi tốt nghiệp ra trường sẽ bớt đi những bỡ ngỡ
trong công việc.
Do thời gian có hạn, tài liệu thiếu thốn, trình độ còn hạn chế và lần đầu
tiên vận dụng kiến thức cơ bản để thực hiện tổng hợp một đồ án lớn nên chắc
chắn em không tránh khỏi những thiếu sót. Vậy kính mong quý thầy cô thông
cảm và chỉ dẫn thêm cho em.
Cuối cùng cho phép em được gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến thầy
giáo Nguyễn Văn Tuấn và các thầy giáo trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn
em hoàn thành đồ án này.
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 06 năm 2016
Hoàng Quốc Hưng
SVTH: Hoàng Quốc Hưng
3
66DLCD32
N THIT K CU
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
I. Số liệu thiết kế
1.1. Số liệu chung
1.1.1. Số liệu đầu bài:
o Kết cấu mố M1
o Cng độ bê tông: 30Mpa
o Chiều dài dầm chủ: L=26m
o Gối
: Di động
o Tiêu chuẩn thiết kế :22 TCN 272-05
1.1.2. Số liệu thiết kế phần trên
o Số lng dầm :
o Chiều dài dầm
o Chiều dài nhịp tính toán
o Trọng lng một phiến dầm chủ
o Khổ cầu
o Chiều rộng toàn cầu
o Số làn xe
o Trọng lng riêng của BT
o Diện tích của gờ lan can
o Chiu cao lan can
o Chiều dày lớp BT phủ mặt cầu
o Trọng lng riêng của BT at phan
o Chiều cao gối cầu và đá kê gối
o Chiều cao dầm tính đến lớp phủ
o Trọng lng riêng của đất
N
L
Ls
Wg
B
W
n
BT
=
=
=
=
=
=
=
=
Fgờ lc
Hlc
tap
ap
hg
hd
s
7
26
25,4
550
14
15
2
24,5
=
=
=
=
=
=
=
0,225
0,61
0,07
22
0,2
1.94
18
dầm
m
m
kN
m
m
làn
kN/m3
m2
m
m
kN/m3
m
m
kN/m3
1.2. Số liệu mố
o Loại mố : Mố chữ U bằng BTCT
o Đất đắp sau mố sử dụng đất tốt đầm chặt
o Mố gồm 6 cọc khoan nhồi ng kính D=1m chiều sâu dự kiến
L=42m
Các kích thc cấu tạo chung của mố cầu nh sau:
STT
1
2
3
4
5
6
Kí
hiệu
Tên kích thc
Kớch thc theo phng dc cu
Chiều rộng bệ mố (dọc cầu)
Bề rộng tng cánh(phần di)
Bề dày tng thân
Khoảng cách từ tng thân đến mép ngoài bệ
Bề rộng tng cánh (phần đuôi)
Bề rộng tng cánh (toàn bộ)
SVTH: Hong Quc Hng
4
a1
a2
a3
a4
a5
a6
Giá
trị
6,500
2,700
1,800
1,900
3,000
7,000
Đơn
vị
m
m
m
m
m
m
66DLCD32
N THIT K CU
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
1
2
3
4
5
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
Chiều rộng tng tai
Bề dày tng đầu
Kích thc phần đỡ bản dẫn
Khoảng cách từ tim gối tới mép ngoài tng thân
Kích thc đá kê gối theo phng dọc cầu
Chiều rộng đất đắp trc mố
Chiều dày bệ mố
Kích thc tng cánh (phần đứng)
Kích thc tng cánh (phần đứng)
Kích thc tng cánh (phần đứng)
Chiều cao mố (từ đáy bệ đến đỉnh tng đầu)
Chiều cao tng thân
Chiều cao tng đầu
Tổng chiều cao tng thân và tng đầu
Chiều cao đá kê gối
Chiều cao từ đỉnh mấu đỡ bản quá độ tới đỉnh gờ
lan can
Kích thc mấu đỡ bản quá độ
Kích thc theo phng ngang cầu
Bề dày tng cánh
Chiều rộng bệ mố (phng ngang cầu)
Bề rộng mố (phng ngang cầu)
Bề rộng đá kê gối
Số lng đá kê gối
a7
a8
a9
a 10
a 11
a 12
b1
b2
b3
b4
b5
b6
b7
b8
b9
1,300
0,500
0,300
0,800
1,000
0,000
2,500
2,100
2,200
1,700
8,500
4,800
1,200
6,000
0,200
m
m
m
b10
0,100
m
b11
0,300
m
c1
c2
c3
c4
ng
0,50
16,00
15,00
1,00
7,00
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
1.3. Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu mố
- Bêtông:
+ Cng độ chịu nén quy định ở tuổi 28 ngày: fc = 30 Mpa.
+ Trọng lng riêng của bê tông: bt = 24,5 kN/m3
+ Mô đun đàn hồi EC = 0.043. c1.5 f 'C = EC = 0, 043.24501.5 30 = 28561,32Mpa
- Cốt thép:
+ Giới hạn chảy fy = 420 Mpa
+ Mô đun đàn hồi quy ớc Es = 200 000 Mpa
+ Tỷ số mô dung đàn hồi Es/Ec=200 000/28561,32=7,00
- Đất đắp:
s = 18 kN/m3
= 30o
= 0o
+ Trọng lng riêng của đất đắp:
+ Góc ma sát trong của đất đắp:
+ Góc ma sát giữa đất và tng:
SVTH: Hong Quc Hng
5
66DLCD32
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU
GVHD: Th.S Nguyễn Văn Tuấn
KẾT CẤU MỐ M1
Cao độ đỉnh bệ 100,5m
Các kích thước đơn vị cm
1.4 T¶i träng thiÕt kÕ
Tải trọng thiết kế theo tiªu chuẩn 22 TCN - 272 - 05 bao gồm c¸c tải trọng sau:
• Xe tải thiết kế
• Xe 2 trục thiết kế
• Tải trọng lµn
• Tải trọng người 300kG/m2
SVTH: Hoàng Quốc Hưng
6
66DLCD32
N THIT K CU
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
II. Yêu cầu tính toán
Chn v tớnh duyt cỏc mt ct c trng bao gm :
- Mt ct ỏy múng (A-A)
- Mt ct chõn tng thõn (B-B)
- Mt ct chõn tng nh (C-C)
- Mt ct chõn tng cỏnh
- Mt ct D-D
- Mt ct E-E
- Mt ct F-F
- Tính toán cọc:
+ Xác định sức chịu tải của cọc
+ Kiếm toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu và theo đất nền.
SVTH: Hong Quc Hng
7
66DLCD32
N THIT K CU
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
III. xác định tảI trọng tác dụng lên kết cấu
M trờn MNTT v hu nh khụng ngp nc nờn khụng tớnh ti trng va xụ
tu bố v ỏp lc y ni ca nc. t p sau m s dng loi t tt, m cht
cú =18 kN/m3, gúc ma sỏt trong =30 .
-
Trng lng bn thõn ca kt cu phn trờn v cỏc b phn khỏc (DC1)
Trng lng tnh tói phn II (DW)
Trng lng bn thõn m v b múng (DC2)
Hot ti HL 93 (LL) v ti trng ngi (PL)
p lc t (EV v LS)
p lc ngang do hot ti cht thờm
Ti trng giú tỏc dng lờn kt cu
Lc hóm xe (BR)
Lc ma sỏt gi cu (FR)
3.1. Tĩnh tải tác dụng :DC
3.1.1 Tnh ti tỏc ng t kt cu phn trờn
Bảng tổng hợp tĩnh tải từ kết cấu phần trên truyền xuống mố:
Đại lng
Chiều dài dầm:
Chiều dài nhịp tính toán:
Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối:
Trọng lng kết cấu nhịp(7 dầm)
G lan can
Lan can
Tổng trọng lng 1 nhịp dầm
Tĩnh tải của các bộ phân tác dung lên mố(TC)
Tĩnh tải của các bộ phân tác dung lên mố(TT)
Giá trị
26
25,4
0.3
2124.023
143,325
30,1
2297,448
2297,448
2871,81
Đơn vị
m
m
m
kN
kN
kN
kN
kN
kN
3.1.2 . Tĩnh tải từ kết cấu phần dới :
Các lực tác dụng lên mố bởi trọng lng bản thân sẽ sinh ra mômen, lực dọc ,
lực cắt tại tiết diện tính toán.
Mômen tại tiết diện cần tính :
M=P*e
Trong đó : P: Các lực gây ra mômen tại tiết diện tính toán.
e: Độ lệch tâm của tiết diện đặt lực so với TTH của mặt cắt cần tính.
(Mômen mang dấu dng khi hng về phía nền đờng, dấu âm khi hng ra
phía sông)
SVTH: Hong Quc Hng
8
66DLCD32
N THIT K CU
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
-Xác định thể tích các bộ phận của mố:
STT
Tên kết cấu
1
2
3
B m
Tng thõn
Tng u ( trờn )
4
Mu bn quỏ
5
Tng cỏnh ( phn uụi)
6
Tng cỏnh ( phn thõn)
7
8
ỏ kờ gi
Tng tai
Công thức tính
Thể tích Trng lng
(KN)
(m3)
Vbm= b1*a1*c2
Vtt=a3.b6.c3
Vtđ=a8.b7.c3
Vmđ =(b11+a9/2)*a9*(c32*c1)
Vtcd=(2b4+b3)*a5*c1
Vtct=2*(b2+ b3 +
b4)*a2*c1
Vđkg=ng*(a11*b9*c4)
260.0
129.6
9.0
6370.00
3175.20
220.50
1.9
46.31
8.4
205.80
16.2
396.90
1.4
0.3
34.30
7.72
10456.72
Tng cng
Bảng tính nội lực cho tiết diện A-A bởi trọng lợng bản thân :
STT
Kt cu
1 B m P1
2 Tng thõn P2
3 Tng u P3
4 Mu bn quỏ P4
5 Tng cỏnh ( uụi) P5
6 Tng cỏnh ( phn thõn) P6
7 ỏ kờ gi P7
8 Tng tai P8
Tng cng
P(kN)
e(m)
M(kNm)
6370
3175.2
220.50
46.31
205.80
396.90
34.30
7.72
10456.72
0.000
-0.450
0.200
0.600
4.454
1.800
-0.700
-0.700
0.000
-1428.84
44.100
27.783
916.545
714.42
-24.01
-5.402
244.596
Bảng tính nội lực cho tiết diện B-B bởi trọng lợng bản thân :
STT
Kt cu
1 Tng thõn P2
2 Tng u P3
3 Mu bn quỏ P4
4 ỏ kờ gi P7
5 Tng tai P8
Tng cng
P(kN)
e(m)
M(kNm)
3175.2
220.50
46.31
34.30
7.72
0.00
0.65
1.05
-0.10
-0.25
0.00
143.33
48.62
-3.43
-1.93
3484.02
186.59
Bảng tính nội lực cho tiết diện C-C bởi trọng lợng bản thân :
STT
Kt cu
1 Tng u P3
SVTH: Hong Quc Hng
9
P(kN)
e(m)
M(kNm)
220.50
0.00
0.00
66DLCD32
N THIT K CU
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
2 Mu bn quỏ P4
Tng cng
46.31
266.81
0.40
18.52
18.52
3.2. Tĩnh tải tác dụng :DW
Trọng lợng lớp phủ: =gamaphu*B*L*tphu/2 = 22.0,07.14.26/2=280,28kN
Trng lng lp ph
280,28
kN
Tổng (DW)
kN
280,28
3.3. Hoạt tải tác dụng :
3.3.1. Hoạt tải xe ôtô trên kết cấu nhịp
Với cầu có lòng đờng rộng B = 14000mm ta có :
Số làn xe thiết kế là n = 2 làn
Hệ số làn xe m = 1
Tính tải trọng do hoạt tải gây bằng cách chất tải lên đờng ảnh hởng phản
lực tại gối để xác định tải trọng bất lợi nhất
Công thức tính P = Pi.Yi
Trong ó:
+ Pi : ti trng trc (kN)
+ Yi : tung ng nh hng phn lc gi.
Đối với mố cầu trừ khi có quy định khác, ứng lực lớn nhất phải đợc lấy
theo giá trị lớn hơn của các trờng hợp sau:
Hiệu ứng của xe hai trục thiết kế tổ hợp với hiệu ứng tải trọng
làn thiết kế , hoặc
Hiệu ứng của một xe tải thiết kế có cự ly trục bánh thay đổi
nh trong Điều 3.6.1.2.2 tổ hợp với hiệu ứng của tải trọng làn
thiết kế.
Đối với ngời đi bộ: Không xét do cầu không bố trí lề ngời đi
SVTH: Hong Quc Hng
10
66DLCD32
N THIT K CU
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
Sơ đồ xếp tải tính phản lực gối tác dụng lên mố do hoạt tải.
- Chiều dài nhịp tính toán Ltt = 25.4 m
Bảng tính toán:
Xe ti thit k
1
Y2
Y1
1
0,83
0,66
145
145
35
145,00
120,45
23,15
288,60
kN
kN
kN
kN
110
110
110,00
104,80
214,80
kN
kN
kN
118,11
kN
773,228
957,726
kN
kN
0,00
kN
Tng
Xe hai trc
1
Y3
1
0,95
Tng
i 12,7
9,3
Ti trng ln
Hot ti thit k HL93+ti trng ln
* Trng hp 1:
* Trng hp 2
Hot ti xe (LL)
Ti trng b hnh
(PL)
0
3.3.2. Lực hãm xe
Bố trí gối cố định ở mố. Lực hãm c lấy bằng 25% của trọng lng các
trục xe tải hay xe hai trục thiết kế cho mỗi làn c đặt trong tất cả các làn thiết
kế đợc chất tải theo Điều 3.6.1.1.1 và coi nh đi cùng một chiều. Các lực này
c coi là tác dụng theo chiều nằm ngang cách phía trên mặt ng 1,8m theo
cả hai chiều dọc để gây ra ứng lực lớn nhất. Tất cả các làn thiết kế phải đợc chất
tải đồng thời đối với cầu và coi nh đi cùng một chiều trong tơng lai.
Xét với gi di ng lực hãm xe đợc xác định nh sau :
BR = 0 kN
3.3.3. Lực ma sát
Lực ma sát chung gối cầu phải c xác định trên cơ sở của giá trị cực đại
của hệ số ma sát của các mặt trợt . FR c xác định nh sau :
FR = fmax* N
Trong đó
fmax = 0,03 Là hệ số ma sát giữa bê tông và gối cầu
SVTH: Hong Quc Hng
11
66DLCD32
N THIT K CU
N
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
= 3328 kN Phản lực gối do tĩnh tải và hoạt tải không kể xung
kích
FR = fmax* N = 99,8 kN
3.3.4. Lực ly tâm(CE)
Trong ú:
v: Tc thit k = 60km/h = 16,67m/s
g: Gia tc trng lc = 9.81m/s2
R: Bỏn kớnh cong ca ln xe = 0m
- Lc ly tõm tỏc dng theo phng ngang cu, t cỏch mt xe chy l 1.8 m
=> H s tớnh toỏn lc ly tõm C = 0
- Tr s lc ly tõm:Cu thit k khụng nm trong ng cong
CE =0 kN
3.4. Tải trọng gió (WS,WL)
3.4.1. Tải trọng của gió lên công trình ( WS ).
a. Tải trọng gió ngang lên kết cấu nhịp và mố.
Tải trọng gió ngang PD phải đợc lấy theo chiều tác dụng nằm ngang và đặt tại
trọng tâm của các phần diện tích thích hợp, và đợc tính nh sau:
PD = 0,0006V2At Cd 1,8 At
Trong đó :
At : Diện tích của kết cấu hay cấu kiện phải tính tải trọng gió ngang
2
(m )
Cd : Hệ số cản .Tra bảng ta có : Cd = 1,4.
b : Chiều rộng toàn bộ cầu giữa các bề mặt lan can = 8000 mm
d : Chiều cao KCPT bao gồm cả lan can đặc
= 2,44 mm
V : Vận tốc gió thiết kế đợc tính nh sau :
V = VB S
Với :
VB : Tốc độ gió giật cơ bản trong 3 giây với chu kỳ xuất hiện
100 năm thích hợp với vùng tính gió tại vị trí cầu đang
nghiên cứu ( m/s ). Giả thiết thiết kế tại vùng gió I (theo
TCVN 2737-1995) ta có : VB = 38m/s.
S : Hệ số điều chỉnh với khu đất chịu gió và độ cao mặt cầu .
Giả thiết thiết kế tại khu vực thông thoáng ta có : S = 1.
= > V = VB S = 38.1 = 38 m/s.
Bảng tải trọng gió ngang WS xét tới mặt cắt A-A
Kt
Mx25
ez
At (m2) PD (kN)
Mx (KNm)
PD25 (kN)
(KNm)
cu
SVTH: Hong Quc Hng
12
66DLCD32
N THIT K CU
M
KCPT
Kt cu
M
KCPT
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
4,572 37,17
45,09
206,14
19,51
6,554 39,67
48,11
315,33
20,82
Tng
93,20
521,47
40,34
Bảng tải trọng gió ngang WS xét tới mặt cắt B-B
ez
At (m2) PD (kN)
3,07 37,17
5,05 39,67
Tng
Mx (KNm)
PD25 (kN)
138,51
243,16
381,67
19,51
20,82
40,34
45,09
48,11
93,20
89,22
136,48
225,71
Mx25
(KNm)
59,95
105,25
165,20
b. Tải trọng gió dọc tác dụng lên kết cấu.
- i vi m, tr, kt cu phn trờn l gin hay cỏc dng kt cu khỏc cú mt
b mt cn giú ln song song vi tim dc ca kt cu thỡ phi xột ti trng
giú dc. Vỡ vy õy ta khụng phi tớnh n ti trng giú dc.
3.4.2. Tải trọng gió tác dụng lên hoạt tải ( WL ).
a. Tải trọng gió ngang tác dụng lên hoạt tải.
Tải trọng ngang của gió lên xe cộ bằng tải trọng phân bố 1.5 kN/m, tác
dụng theo hớng nằm ngang, ngang với tim dọc kết cấu và đặt ở cao độ 1.8m
so với mặt đờng .
WL ngang = 0,5.1,5.L
Trong đó :
L : Chiều dài thực của của xe 3 trục =8,6 m
Thay vào ta có :
WL ngang = 6, 45kN
b. Tải trọng gió dọc tác dụng lên hoạt tải.
Tải trọng gió dọc lên xe cộ bằng tải trọng phân bố 0,75 kN/m tác dụng nằm
ngang, song song với tim dọc kết cấu và đặt ở cao độ 1.8m so với mặt đờng.
Do gi ti m gi di ng lờn khụng xột ti trng giú dc
WL ngang = 0
c. Tải trọng gió thẳng đứng:
- Ch tớnh ti trng ny cho cỏc trng thỏi gii hn khụng liờn quan n giú lờn hot
- Phi ly ti trng giú thng ng PV tỏc dng vo trng tõm ca din tớch thớch
PV =0.00045.V2.AV (KN)
Trong ú:
+ V: Tc giú thit k = 38m/s
+ AV: Din tớch phng mt cu 104(m2)
- Tr s ti trng thng ng PV :
SVTH: Hong Quc Hng
13
66DLCD32
N THIT K CU
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
PV = 66,83 kN
3.5. Nội lực do trọng lng bản thân đất đắp
Chiu cao t p sau m:
Chiu rng m chu tỏc dng ca cỏc lp (c5=c3-2.c1):
Din tớch tỏc dng ca cỏc lp (St=c5.(a1-a3-a4)):
Trng lng riờng ca lp t p sau m:
Chiu cao p t trc m:
b8 = 6,0(m)
c5 =
14(m)
St = 39,2(m2)
=
18(KN/m3)
b12 = 0,915(m)
Chiu rng t p trc m:
a12 = 0,915(m)
Bảng tính nội lực cho tiết diện A-A bởi trọnglợng đất đắp :
Kt cu
1.t sau m
2.t trc m
Tit din A-A
P(KN)
Cụng thc
Ps=b8.St.
Ptr=0.5xb12.a12.c3.
Tng cng
4233.60
113.03
4346.63
e(m)
1,85
-1,35
M(KN.m)
7832.2
-152.6
7680
3.6. Tải trọng áp lực đất ngang (EH).
SVTH: Hong Quc Hng
14
66DLCD32
N THIT K CU
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
3.6.1. Tải trọng áp lực đất ngang sau mố .
H2
k h c5
2
EH sau = s
- im t lc l ti 0,4H
Trong đó:
EHsau
: áp lực đất ngang sau mố ( kN ).
s
: Trọng lng thể tích tự nhiên của đất đắp ( kN )
H
= Chiều cao tờng chắn mố ( m ).
c5
= Bề rộng tờng chắn mố ( m ).
kh
= Hệ số áp lực đất
Vi:
K = Ka (h s ỏp lc t ch ng ) nu l tng chn cụng xon
K = KO (h s ỏp lc t tnh ) nu l tng chn trng lc.
H1 = 8,3 m Chiều cao áp lực đất tác dụng tại tiết diện A-A
H2 = 6,3 m Chiều cao áp lực đất tác dụng tại tiết diện B-B
H3 =2,06 m Chiều cao áp lực đất tác dụng tại tiết diện C-C
- i vi tng cú dch chuyn, K ly bng h s p lc t ch ng
kh = ka =
sin 2 ( + S )
.sin 2 .sin( S )
Trong đó :
ka : Hệ số áp lực đất chủ động .
S: Góc ma sát giữa đất và tờng . S= 0
: Góc của đất đắp với phơng nằm ngang : = 0
S : Góc nội ma sát hữu hiệu :S = 30o.
: Góc của đất đắp sau tờng với phng thẳng đứng : = 90o.
sin( S + S ).sin( S )
= 1 +
sin( + S ).sin( + )
2
2
=>
sin(30 o + 0 o ).sin(30 o 0 0 )
= 1 +
= 2,877
sin(90 o + 0 o ).sin(90 o + 0 o )
ka =
sin 2 (90 o + 30 o )
= 0,285
2,25.sin 2 90 o .sin(90 o 0 o )
Bảng tổng hợp tại các mặt cắt
Tiết diện
I -I
II - II
III - III
SVTH: Hong Quc Hng
áp lực ngang của đất đắp lên tờng (EH)
P (kN)
e(m)
M(kNm)
1238,44
-3,32
-3,32
713,51
-1,89
-1,89
76,29
-0,82
-0,82
15
66DLCD32
N THIT K CU
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
3.6.2. áp lực ngang do hoạt tải sau mố LS
Khi hoạt tải đứng sau mố trong phạm vi bằng tng chắn, tác dụng của
hoạt tải có thể thay bằng lớp đất tng ng có chiều cao h eq.
áp lực ngang do hoạt tải sau mố tính theo công thức :
LS = k*heq* s *H*c5
Vị trí hợp lực đặt tại 0,5H
Trong đó :
k = ka = 0,333
heq Chiều cao lớp đất tng ng phụ thuôc vào chiều cao
tng chắn (Bảng 3.11.6.2-1)
Chiu cao tng chn
Chiu cao lp t tng ng (heq)
(H)
1700
1500
1500 - 3000
1200
3000 - 6000
760
9000
610
Tit din
p lc ngang ca hot ti sau m (LS)
H (m)
heq (m)
LS (kN)
M (kNm)
8.5
6
1.2
0.635
453.39
383.04
171.36
-1926,91
-1149,12
-102,82
I -I
II - II
III - III
0.760
1.7
Ngoài áp lực ngang LS nói trên , còn phải tính đến áp lực thẳng đứng (VS) do lớp
đất tng ng tác dụng tới mặt cắt A-A khi thiết kế mố . Trị số VS c tính
nh sau :
VS = heq* s *(a1-a3-a4)*c5
VS = 448,06 kN MS = 806,50 kN.m
3.6.3 Tính toán áp lực đất ứng với tng cánh mặt cắt IV-IV
Phân tích tng cánh
2
2
2
SVTH: Hong Quc Hng
16
66DLCD32
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU
GVHD: Th.S Nguyễn Văn Tuấn
1
1
1
Tên tải trọng
Phần
Áp lực ngang của đất (EH)
1
Phần
2
Tổng :
Phần
Hoạt tải sau mố (LS)
1
Phần
2
Tổng :
B
m
H
m
Qy
kN
3,1
6,3
81,52
2,9
3,8
104,48
186,0
3,1
6,3
59,65
2,9
3,8
23,28
82,93
e
m
1,550
1,03
-1,550
1,03
--
Mx
kNm
126,36
107,96
234,32
92,45
24,06
116,51
3.7 Tæ hîp t¶i träng theo c¸c TTGH
• Tổng hiệu ứng lực được tính theo công thức sau:
SVTH: Hoàng Quốc Hưng
17
66DLCD32
N THIT K CU
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
Trong ú :
g : H s ti
trng
Qi : Hiu ng lc ca cỏc ti trng gõy ra
T hp theo cỏc
TTGH sau :
1. TTGH cng I
2. TTGH cng II
3. TTGH cng III
4. TTGH s dng
3.7.1.Hệ số tải trọng
1 - Bảng hệ số tải trọng theo các trọng thái giới hạn : (Bảng 3.4.1.1)
Tổ hợp
tải trọng
DC
DD
DW
EH
Trạng thái GH EV
ES
Cng độ I
Cng độ II
Cng độ III
Đặc biệt
Sử dụng
Mỏi chỉ có LL
, IM và CE
Gn
Gn
Gn
Gn
1.00
0
LL
IM
CE
BR
PL
LS
EL
1.75
0.00
1.35
0.50
1.00
0.75
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
0.00
1.40
0.40
0.00
0.30
0.00
0.00
0.00
1.00
0.00
1.00
0.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
0.5/1.2
0.5/1.2
0.5/1.2
0.00
1/1.20
0.00
GTG SE
GTG SE
GTG SE
0.00 0.00
GTG SE
0.00 0.00
2 - Bảng các hệ số tải trọng cho tĩnh tải : (Bảng 3.4.1.2)
Hệ số tải trọng
Loại tải trọng
Kí hiệu
Lớn nhất Nhỏ nhất
Cấu kiện và thiết bị phụ
DC
1.25
0.90
Kéo xuống (xét ma sát âm)
DD
1.80
0.45
Lớp phủ mặt cầu và các tiện ích
DW
1.50
0.65
áp lực ngang của đất
EH
+) Chủ động
1.50
0.90
+) Nghỉ
1.35
0.90
Các ứng suất lắp giáp bị hãm
EL
1.00
1.00
SVTH: Hong Quc Hng
18
66DLCD32
N THIT K CU
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
áp lực đất thẳng đứng
+) ổn định tổng thể
+) Kết cấu tờng chắn
+) Kết cấu vùi cứng
+) Khung cứng
+) KC vùi mềm
+) Cống hộp thép mềm
Tải trọng chất thêm
EV
1.35
1.35
1.30
1.35
1.95
1.50
1.50
ES
N/A
1.00
0.90
0.90
0.90
0.90
0.75
3.7.2.Tổ hợp tải trọng theo các TTGH tại các mặt cắt cần kiểm toán
3.7.2.1 Mặt cắt đáy móng A-A
TấN TI TRNG
Kớ hiu
Tớnh ti nhp v m
Lp ph
DC
DW
p lc ngang ca t
EH
Tớnh ti t p
Hot ti xe ụ tụ
Lc hóm xe
Ti trng ngi i
p lc ngang do hot ti sau
m
p lc thng ng do hot ti
sau m
EV
LL
BR
PL
Hy
kN
Mx
kNm
4346,6
957,7
0,00
0,0
LS
My
kNm
-1558.90
-220.02
10317.30
7679.58
-751.81
0.00
0.00
453,39
VS
448,1
93,20
40,34
521,5
225,7
-1926.91
806,50
93,20
40,34
0
TấN TI TRNG
Kớ hiu
Tớnh ti nhp v m
Lp ph
p lc ngang ca t
Hot ti xe ụ tụ
Lc hóm xe
Ti trng ngi i
p lc ngang do hot ti sau m
DC
DW
EH
LL
BR
PL
LS
WS
WS
Ngang cu
SVTH: Hong Quc Hng
Hx
kN
3034,5
Giú lờn cụng Ngang cu
trỡnh
Dc cu
3.7.2.2 Mặt cắt đáy tờng thân B-B
Giú lờn cụng trỡnh
V
kN
12754,2
280,3
19
572,5
247,8
0
V
kN
Hx
kN
Hy Mx
kN kNm
3845,0
158,25
My
kNm
-317,56
-29,28
-1348,53
-177,18
0,00
0,00
-531,56
713,51
957,7
0,00
0,00
168,75
93,20 381,7
40,34 165,2
66DLCD32
N THIT K CU
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
Dc cu
Ngang cu
Dc cu
Giú lờn xe c
WS 0,00
0,00 0.00
WL
6,45 54,05
WL 0,00
0,00 0.00
PV 66,83
-12,36
FR
99,83
-454,64
Giú thng ng
Lc ma sỏt
Bảng tổ hợp tải trọng theo các TTGH tại mặt cắt B-B ứng với hệ số Max
Trng thỏi
gii hn
DC
Cng I 1.25
Cng II 1.25
Cng III 1.25
S dng
1.00
DW
1.50
1.50
1.50
1.00
EH
1.50
1.50
1.50
1.00
EV
1.35
1.35
1.35
1.00
B WS
1.75 0.00
0.00 1.40
1.35 0.40
1.00 0.30
WL
0.00
0.00
1.00
1.00
FR
1.00
1.00
1.00
1.00
kN
6720
5137
6337
4961
kN
kN
1465,4 0,00
1170,1 130,48
1397,9 22,59
982,1 34,41
kNm
0,00
534,3
120,1
168,6
kNm
-4159
-2936
-3875
-2859
Bảng tổ hợp tải trọng theo các TTGH tại mặt cắt B-B ứng với hệ số min
Trng thỏi
gii hn
Cng
I
Cng
II
Cng
III
S dng
DC
DW
EH
0,90
0,65
0,90
EV
B
WS
WL
FR
kN
kN
kN
1,50
1,75
0,00
0,00
1,00
5239
1037
0
0,65
1,50
0,00
1,40
0,00
1,00
3657
742
130,5
0,90
0,65
1,50
1,35
0,40
1,00
1,00
4856
969,8
22,59
1,00
1,00
1,00
1,00
0,30
1,00
1,00
4961
982,1
34,41
kNm
kNm
0
-3213,4
534
-1990,5
120
-2930,0
169
-2858,7
3.7.2.3 Mặt cắt đáy tng đỉnh C-C
TấN TI TRNG
Tớnh ti m
p lc ngang ca t
p lc ngang do hot ti sau m
SVTH: Hong Quc Hng
Kớ hiu
DC
EH
LS
20
V
kN
225,0
Hx
kN
76,29
112,09
Hy
kN
-
Mx
My
kNm kNm
9,26
-62,86
-115,45
66DLCD32
N THIT K CU
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
Bảng tổ hợp tải trọng theo các TTGH tại mặt cắt C-C ứng với hệ số max
Trng thỏi
gii hn
H s ti trng
DC
Cng I 1.25
Cng II 1.25
Cng III 1.25
S dng
DW
-
V
Hx
EH EV B LS WL FR
kN
kN
1.50 - 1.75 - 281,29 310,58
1.50 - 0.00 - 281,29 114,43
1.50 - 1.35 - 281,29 265,75
1.00 - 1.00
-
- 1.00 -
-
Hy
Mx
My
kN
-
kNm
-
kNm
-284,75
-82,71
-238,57
-
-
-169,05
225,03 188,37
Bảng tổ hợp tải trọng theo các TTGH tại mặt cắt C-C ứng với hệ số min
Trng
thỏi
gii
hn
Cng
I
Cng
II
Cng
III
S
dng
DC
DW
EH
EV
B
LS
WL FR
kN
kN
kN
0,90
-
0,90
-
-
1,75
-
-
202,53 264,81
-
0,90
-
0,90
-
-
0,00
-
-
202,53
68,66
-
0,90
-
0,90
-
-
1,35
-
-
202,53 219,97
-
1,00
-
1,00
-
-
1,00
-
-
225,03 188,37
-
kNm
kNm
-
-250,27
-
-48,24
-
-204,09
-
-169,05
3.7.2.4 Mặt cắt chân tng cánh
SVTH: Hong Quc Hng
21
66DLCD32
N THIT K CU
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
3.7.2.4.1 Mt ct G1
Bảng tóm tắt tải trọng xét tới mặt cắt G1
Tên tải trọng
Công thức tính
kN
1. áp lực ngang của
đất (EH)
2. hoạt tải sau mố
(LS)
2
=0.5(512)(512)
=2(512)
81,52
59,65
m
1,550
1,550
kNm
126,36
92,45
BNG TNG HP TI TRNG XẫT TI MT CT G1
SVTH: Hong Quc Hng
22
66DLCD32
N THIT K CU
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
ng vi h s Max
BEH Hệ sốB
1,50
BLS
1,75
kN
226,67
kNm
351,34
1,50
0,00
122,28
189,54
III
1,50
1,35
202,81
314,35
Sử dụng
1,00
1,00
141,17
218,82
Trạng thái
giớiIhạn
II
ng vi h s min
Trạng thái
giới hạn
BEH
0,9
0,9
0,9
1,00
I
II
III
Sử dụng
BLS
1,75
0,00
1,35
1,00
kN
177,75
73,37
153,90
141,17
kNm
275,52
113,72
238,54
218,82
3.7.2.4.2 Mt ct G2
Bảng tóm tắt tải trọng xét tới mặt cắt G2
Tên tải trọng
Công thức tính
kN
1. áp lực ngang của đất
(EH)
2. hoạt tải sau mố (LS)
5
=22(5122/3)0.
=22/2
104,48
23,28
m
kNm
1,03
1,03
107,96
24,06
Bảng tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt G2
ng vi h s Max
Trạng thái
giới hạn
I
II
III
S dng
BEH
1,50
1,50
1,50
1,00
BLS
1,75
0,00
1,35
1,00
kN
197,46
156,72
188,15
127,76
204,04
161,94
194,42
132,02
kN.m
kN.m
kN.m
kN.m
ng vi h s min
Hệ sốB
SVTH: Hong Quc Hng
23
66DLCD32
N THIT K CU
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
BEH
0,9
0,9
0,9
1,00
I
II
III
Sử dụng
kN
134,77
94,03
125,46
127,76
BLS
1,75
1,35
1,00
kNm
139,27
97,16
129,64
132,02
3.7.2.4.3 Mt ct H3
Bảng tóm tắt tải trọng xét tới mặt cắt H3
Tên tải trọng
Công thức tính
1. áp lực ngang
của đất (EH)
2. hoạt tải sau
mố (LS)
kN
Qy=Ka*a2*a2*Gđ*(b5-b1a2/3)*0.5
m
129,98 1,03 134,31
Qy=Ka*Gđ*heq*a2*a2/2
18,39
1,03
Bảng tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt H3
ứng với hệ số tải trọng max
Trạng thái
giới hạn
BEH
Cng I
1,50
Cng II
1,50
Cng III
1,50
Sử dụng
1,00
ứng với hệ số tải trọng min
Trạng thái
giới hạn
Cng I
Cng II
Cng III
Sử dụng
BEH
0,9
0,9
0,9
1,00
BLS
1,75
0,00
1,35
1,00
kN
227,15
194,97
219,79
148,37
kNm
234,72
201,47
227,12
153,31
BLS
1,75
0,00
1,35
1,00
kN
149,16
116,98
141,80
148,37
kNm
154,13
120,88
146,53
153,31
3.7.2.4.4. Mặt cắt D-D
Bảng tóm tắt tải trọng xét tới mặt cắt D-D
Tên kết cấu
SVTH: Hong Quc Hng
Công thức tính thể tích
24
Thể tích
kN
66DLCD32
19,00
N THIT K CU
GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun
1.Bệ mố
Vbm= b1*(a1-a3-a4)*c2
Vmđ =(b11+a9/2)*a9*(c32*c1)
Vtcd=(2b4+b3)*a5*c1
Vtct=2*(b2+ b3 +
b4)*a2*c1
Vs=b8*Stđ
Vls=heq*c5*(a1-a3a 4)
2.Mấu đỡ bản quá độ
3.Tờng cánh ( phần đuôi)
4.Tờng cánh ( phần thân)
5.Đất sau mố
6.áp lực thẳng đứng (LS)
(m3)
49,6
()
1215,20
(à)
1,55
(.à)
1883,56
0,9
23,15
0,13
11,0
269,99
4,37
3,09
1178,66
21,1
516,46
1,55
136,7
2460,78
1,55
800,51
3814,21
14,0
251,94
1,55
390,50
4737,5
2
Tổng cộng
Hệ số b
Trạng thái
giới hạn
I
II
b DC
1,25
1,25
b EV
1,35
1,35
b LS
1,75
0,00
III
1,25
1,35
1,35
Sử dụng
1,00
1,00
1,00
8070,53
Nội lực đầu cọc
Lực cắt Mô men
Ni
Mi
Qz
My
(kN)
(kNm)
(kN)
(kNm)
-6727,71
-9755,18 -433,76 909,66
-5804,21
-8416,10 48,85
1565,35
-14240,80
20649,16 8047,63 10140,52
-6491,76
-9413,05
-1342,52
1754,24
Bảng tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt D-D ứng với hệ số tải trọng min
Nội lực đầu cọc
Hệ số
Trạng
thái giới
hạn
DC
EV
I
0,9
N/A
II
0,9
N/A
III
0,9
N/A
1,3
5
Sử dụng
1,00
1,00
1,0
0
LS
1,7
5
0,0
0
Ni
(kN)
6727,71
5804,21
14240,8
0
6491,76
Mi
(kNm)
9755,18
8416,10
20649,1
6
9413,05
Lực cắt
Qz
(kN)
4464,50
3981,89
12078,3
6
1754,24
Mô
men
My
(kNm)
5592,56
4936,87
16642,7
4
1342,52
3.7.2.5. Mặt cắt chân E-E
Tên kết cấu
Thể tích
Công thức tính thể
SVTH: Hong Quc Hng
25
66DLCD32
