Đồ án mố trụ cầu Dại học bách khoa Đà Nẵng

MỤC LỤC


PHẦN 1: THIẾT KẾ TRỤ T2
Chương 1:
GIỚI THIỆU CHUNG
1. Địa điểm xây dựng:
Cầu vượt sông Nhật Lệ nằm trên trục đường Trần Hưng Đạo,nối liền 2 vùng đất bị
chia cắt bởi sông Nhật Lệ.vị trí xây cầu cách trung tâm thành phố Đồng Hới 1.2Km về
hướng Đông Bắc
2.Điều kiện tự nhiên:
2.1. Địa hình:
Khu vực xây dựng cầu nằm trong vùng đồng bằng,không dốc, mặt cắt ngang sông
khá đối xứng hai bên bờ sông tương đối bằng phẳng rất thuận tiện cho việc vận chuyển
vật liệu, máy móc thi công cũng như việc tổ chức xây dựng cầu.
2.2 .Địa chất:
Địa chất lòng sông tương đối tốt, số liệu khảo sát địa chất lòng sông cho thấy có 3
lớp đất:
+ Lớp 1: Sét dẻo dày 0.6m
+ Lớp 2: Cát hạt mịn (e=0.7) dày 3.5m
+ Lớp 3: Cát hạt thô lẫn cuội sỏi (e=0.5) dày vô cùng
2.3.Thuỷ văn:
Số liệu khảo sát thuỷ văn cho thấy:
+ Mực nước cao nhất: + 27.4m.
+ Mực nước thông thuyền: + 24.13 m. Lấy làm mực nước thi công

2.4.Khí hậu:


Khu vực xây dựng cầu có khí hậu nhiệt đới gió mùa. Thời tiết phân chia rõ rệt theo
mùa, lượng mưa tập trung từ tháng 9 đến tháng 1 năm sau. Ngoài ra ở đây còn chịu

ảnh hưởng trực tiếp của gió mùa đông bắc vào những tháng mưa, độ ẩm ở đây tương
đối cao do gần cửa biển.
3 .Điều kiện văn hóa xã hội:
Khu vực có tình hình an ninh trật tự tốt, dân cư phân bố tương đố, gần khu vực có
trường học và dân cư cần đảm bảo che chắn tránh ảnh hưởng đến khu vực lân cận.
4 .Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu :
Vật liệu đá: vật liệu đá được khai thác tại mỏ gần khu vực xây dựng cầu. Đá được
vận chuyển đến vị trí thi công bằng đường bộ một cách thuận tiện. Đá ở đây đảm bảo
cường độ và kích cỡ để phục vụ tốt cho việc xây dựng cầu,
Vật liệu cát: cát dùng để xây dựng được khai thác gần vị trí thi công, đảm bảo độ
sạch, cường độ và số lượng.
Vật liệu thép: sử dụng các loại thép trong nước như thép Thái Nguyên,… hoặc các
loại thép liên doanh như thép Việt-Nhật, Việt-Úc…Nguồn thép được lấy tại các đại lý
lớn ở các khu vực lân cận.
Xi măng: hiện nay các nhà máy xi măng đều được xây dựng ở các tỉnh thành luôn
đáp ứng nhu cầu phục vụ xây dựng. Vì vậy, vấn đề cung cấp xi măng cho các công
trình xây dựng rất thuận lợi, luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu cầu công
trình đặt ra.
Thiết bị và công nghệ thi công: để hòa nhập với sự phát triển của xã hội cũng như
sự cạnh tranh theo cơ chế thị trường thời mở cửa, các công ty xây dựng công trình giao
thông đều mạnh dạn cơ giới hóa thi công, trang bị cho mình máy móc thiết bị và công
nghệ thi công hiện đại nhất đáp ứng các yêu cầu xây dựng công trình cầu.
Nhân lực và máy móc thi công: hiện nay trong tỉnh có nhiều công ty xây dựng cầu
đường có kinh nghiệm trong thi công. Về biên chế tổ chức thi công các đội xây dựng


cầu khá hoàn chỉnh và đồng bộ. Cán bộ có trình độ tổ chức và quản lí, nắm vững về kỹ
thuật, công nhân có tay nghề cao, có ý thức trách nhiệm cao. Các đội thi công được
trang bị máy móc thiết bị tương đối đầy đủ. Nhìn chung về vật liệu xây dựng, nhân
lực, máy móc thiết bị thi công, tình hình an ninh tại địa phương khá thuận lợi cho việc

thi công đảm bảo tiến độ đã đề ra.
1.6 Các chỉ tiêu kỹ thuật
- Quy mô: Cầu được xây dựng với quy mô vĩnh cửu
+ Cầu vượt sông cấp V có yêu cầu khẩu độ thông thuyền là 20 m.
+ Khẩu độ cầu: L0 = 131 m.
+ Khổ cầu: K = 9 + 2x1,25 m
+ Tải trọng thiết kế: HL93x0.65.
+ Đoàn người PL= 4,0 KN/m2.
- Cầu gồm 4 nhịp: 35 × 4 = 140 (m), bê tông cốt thép dự ứng lực.
+ Mặt cắt ngang cầu chữ I.
- Tổng bề rộng cầu: Bmc 12.9m
- Số lượng dầm chủ. 6 dầm
- Khoảng cách giữa các dầm chủ.S =2.16m
- Phần cánh hẫng: Sk =1.05m

Chương 2


TỔ HỢP NỘI LỰC LÊN TRỤ CẦU T2
2.1:. TẢI TRỌNG VÀ TỔNG HỢP NỘI LỰC:
2.1.1. Số liệu đầu vào:
- Tên cầu :
Thiết kế cầu 113/L.
- Loại cầu :
Cầu dầm BTCT DƯL.
- Loại dầm :
Dầm I
-Tên trụ tính toán:
Trụ T2.
Quy trình tính toán:

Theo tiêu chuẩn ASSHTO.
-Loại dầm:
Cầu dầm BTCT DƯL I
-Số lượng dầm:
N = 6 dầm.
-Khoảng cách các dầm:
S = 2,16m.
-Chiều dài nhịp tính toán:
Ls = 34,4m.
-Chiều dài thực tế:
L = 35 m.
-Chiều cao dầm:
H = 1.6m.
-Khổ cầu :
B = 12.9m
-Số làn xe thiết kế:
n = 2 làn.
-Hệ số làn xe: m=1
-Tải trọng HL93×0.65, đoàn người 3(KN/m2).
-Hệ số xung kích:
IM=0,25.
-Trọng lượng riêng bêtông:
=24,0 kN/m³.
-Trọng lượng riêng nước:
=10 kN/m³.
-Bề dày lớp phủ mặt cầu:
75 mm.
-Bê tông xà mũ f'c=30Mpa, thân trụ và bệ cọc f'c=30Mpa.

2.1.2. Cấu tạo trụ T2 :

B
50 125
R310

VAÛ
CH SÅN PHÁN LAÌN 20 cm

16020 50
80 70 30

900/2

20

900/2

In=2%

20 125 50
50

In=2%

70
105

216

216

108

108

216

216

MNCN 27.4m

105

220

800

B
90

670

90

MNTT 24.13m

MNTN 22.26m

A

160

A
1050

Hình 2.1: kích thước trụ T2


- Số liệu trụ :
Bảng 2.1: Số liệu trụ T2
- Loại dầm
- Số lượng dầm
- Khoảng cách giữa các dầm
- Chiều dài tính toán
- Chiều dài thực tế
- Chiều cao dầm
- Chiều cao gờ đỡ lan can
- Chiều cao lan can
- Bề rộng mặt cầu
- Khổ cầu
- Số làn xe thiết kế
- Hệ số làn xe
- Hệ số xung kích
- Trọng lượng riêng bê tông
- Trọng lượng riêng nước

Dầm BTCT DUL I 35m
N
6
Dầm

S
2,16
m
Ls
34.4
m
L
35
m
H
1.6
m
Hg
0.5
m
Hlc
0.6
m
B
9
m
W
12,9
m
n
2
Làn
m
1
IM

0,25
gc
24,0
kN/m3
gn
10,0
kN/m3

2.1.3. Tính toán các tải trọng cơ bản tác dụng lên trụ.
2.1.3.1. Tĩnh tải:
a. Kết cấu phần trên
- Trọng lượng bản thân dầm
- Trọng lượng dầm ngang, tấm đan
- Trọng lượng lan can
- Trọng lượng bản mặt cầu
Tổng

3498,18
834.05
321,965
2469,6
7123,795

kN
kN
kN
kN
kN

- Tĩnh tải lớp phủ + tiện ích (DW)

- Trọng lượng lớp phủ
b. Kết cấu phần dưới:
-Tĩnh tải bản thân trụ tính theo công thức: P = V.γ
V :Thể tích các bộ phận (m3)

γ : Dung trọng riêng của bêtông, γ=24 kN/m³,
Ta có bảng tính toán các bộ phận trụ như sau:
Bảng2.2: Trọng lượng các bộ phận trụ:

729,995

kN


S
T
T
1

Tên kết
cấu

Diễn toán

Kết
quả

Bệ trụ

1.6×10.5×4×24

2

Thân trụ

3

Xà mũ

4

Đá kê
gối
Tổng

1612
.8
2804
.1
844.
32
42.3
4
5303
.56

5

(П×0,92+6,7×1,8) ×8×24
(0,7×12,9+0,8×0,5 × (12,9+8,5)) ×2×24

0.7×0.3×0.7×12×24

Đơ
n
vị
kN
kN
kN
kN
kN

c. Các mặt cắt tính toán.
Mặt cắt tính toán là mặt cắt nguy hiểm mà tại đó tiết diện thay đổi đột ngột phát sinh
ứng suất tập trung lớn, dễ gây phá hoại.
Ở đây có 2 mặt cắt tính toán là mặt cắt A-A (tại đỉnh bệ trụ) và B-B (phần
côngxôn xà mũ theo phương dọc cầu).(phần côngxôn xà mũ theo phương ngang cầu:
vì tiết diện thay đổi không đáng kể, phần côngxôn bé nên không bất lợi, có thể bỏ
qua)
d. Tải trọngtác dụng lên mặt cắt xà mũ:


Hình 2.2: Quy đổi công xôn xà mũ
Vì thực tế trụ được vuốt tròn 2 bên nên công xôn thực tế được ngàm vào thân trụ một
đoạn là 1/3*R, trong đó R là bán kính phần vuốt tròn.
Diện tích xà mũ (hình thang): 2.2(0.7+1.5)/2+0.9/3×1.5=2.87m2;
Quy về tiết diện hình chữ nhật có: Chiều dài: l=2.2+0.3=2.5m;
Chiều rộng: b=2.87/2,5=1.15m;
Bảng 2.3: Nội lực do tải trọng trọng lượng bản thân tác dụng lên mc A-A
Kết cấu
Thân trụ

Xà mũ
Đá kê gối
Tổng

Tiết diện A-A
P(kN)
E(m) M(kN.m)
2804.1
0
0
844.32
0
0
42.34
0
0
3690.76
0
0


Bảng 2.4: Nội lực do tải trọng trọng lượng bản thân tác dụng lên mc B-B
Kết cấu
Công xôn xà mũ

Tiết diện B-B
e(m)
M(kN.m)
1.45
192.86

P(kN)
137.76

Bảng 2.5: Nội lực tác dụng lên mc B-B do kết cấu nhịp truyền xuống
Kết cấu
Kết cấu phần trên

Tiết diện B-B
P(kN)
e(m)
M(kN.m)
1187.17 1.45
1721.39

Bảng 2.6: Tĩnh tải lớp phủ + tiện ích (DW)
Kết cấu

P(kN)
121.67

Trọng lượng lớp phủ

e(m)
1.4
5

M(kN.m)
176.42

2.1.3.2. Hiệu ứng do hoạt tải xe ô tô (LL).
 Mặt cắt tại đỉnh bệ trụ A-A
a. Do HL93x0.65 trên 2 nhịp và 2 làn (gây bất lợi cho R):
+ Xe tải thiết kế:
35

0.884

0.884

ωtr=17.52

4.3

145

1.01

4.3

145

ωph=17.52

Hình 2.3: ĐAH phản lực tại gối do 1 xe tải thiết kế
Bảng 2.7:: Kết quả tính toán xe 3 trục trên 2 nhịp, 2 làn.
Tải
Phản
Tung độ đường
Đơn vị

trọng
lực
Tải trọng
Vị trí
ảnh hưởng
trục
Ri
Tải trọng làn
WL
35.04
9.3
325.87
kN
1
0.884
145
128.18
kN
Xe tải thiết kế
2
1.010
145
146.45
kN
3
0.884
35
30,94
kN

RHL1

920.18

kN

Momen:

RHL1 phải
kN
711.89

RHL1 trái
kN
631.92

ex
m
0

ey
m
0.325

Mx
kN.m
0

My

kN.m
25.99

+ Xe tandem:
1.2

ωtr=17.52

110

0.992

0.992

110

ωph=17.52

Hình 2.4:: ĐAH phản lực tại gối do 1 xe hai trục
Bảng 2.8:: Kết quả tính toán xe 2 trục trên 2 nhịp, 2 làn.
Tung độ
Tải
Phản
Đơn
đường
trọng
lực
vị
Tải trọng
Vị trí

ảnh hưởng
trục
Ri
1'
0.992
110 109.12
kN
Xe tandem
2'
0.992
110 109.12
kN
Tải trọng làn
WL
35.04
9.3
325.87
kN
RHL2
778.27
kN
Momen:
RHL2 trái
kN

ex
m
0

ey

m
0

Mx
kN.m
0

+ 90% hiệu ứng của 2 xe tải thiết kế cách nhau 15m:

My
kN.m
0


4.3 4.3
145 35

0.791

145

0.666
0.541

15

0.791

4.3 4.3
145 35

0.541
0.666

145

ωtr=17.52

ωph=17.5

Hình 2.5:: ĐAH phản lực tại gối do 2 xe tải thiết kếcách nhau 15m
Bảng 2.9: Kết quả tính toán 2 xe 3 trục trên 2 nhịp, 2 làn.
Tải trọng

Tung độ đường

Vị trí

ảnh hưởng
0.541
0.666
0.791
0.791
0.666
0.541
35.04

3
4
5

6
7
8
WL

2 Xe tải thiết kế

Tải trọng làn

Tải
trọng
trục
145
145
35
145
145
35
9.3

RHL3

Phản lực

Đơn vị

Ri
78.45
96.57
27.69

114.7
96.57
18.94
325.87
1014.41

kN
kN
kN
kN
kN
kN
kN
kN

- Momen:
RHL3 phải
kN
717.95

RHL3 trái
kN
677.73

ex
m
0

ey
m

0.325

Mx
kN.m
0

My
kN.m
13.072

b. Do HL93x0.65 trên 1 nhịp và 2 làn (gây bất lợi cho My):

+ Xe tải thiết kế:
Hình 2.6:: ĐAH phản lực tại gối do 1 xe tải thiết kế

0.759

4.3 4.3
145 35

0.884

1.010

145

ωph=17.52


Bảng 2.10:: Kết quả tính toán xe 3 trục trên 1 nhịp, 2 làn.

Tải trọng

Vị trí

Tung độ đường
ảnh hưởng

Tải trọng làn

WL
1
2
3

17.52
1.010
0.884
0.759

Xe tải thiết kế

Tải
trọng
trục
9.3
145
145
35

Phản
lực
Ri
162.94
146.45
128.18
26.565
701.26

RHL4

Đơn vị
kN
kN
kN
kN
kN

Momen :
RHL4
phải

RHL4 trái

ex

ey

Mx

My

kN

m
0

m
0.325

kN.m
0

kN.m
227.91

kN
701.26
+ Xe tandem:

Hình 2.7: ĐAH phản lực tại gối do 1 xe hai trục

110

0.973

1.2

1.010

110

ωph=17.52

Bảng 2.11: Kết quả tính toán xe 2 trục trên 1 nhịp, 2 làn.
Tải trọng
Xe tandem
Tải trọng làn

Vị trí

Tung độ đường
ảnh hưởng

1'
2'
WL

1.010
0.973
17.52
RHL5

Momen:
RHL5 phải
RHL5 trái
kN
kN
556.28

ex
m
0

ey
m
0.325

Tải
trọng
trục
110
110
9.3

Phản lực
Ri
111.10
107.03
162.94
566.28

Mx
kN.m
0

My
kN.m
184.04

Đơn
vị
kN
kN
kN
kN


c.

Do HL93x0.65 trên 2 nhịp và 1 làn lệch tâm (gây bất lợi cho Mx):
Bảng 2.12: Kết quả tính toán xe 3 trục trên 2 nhịp, 1 làn.
Tải trọng

Tung độ đường

Vị trí

Tải trọng làn
Xe tải thiết kế

ảnh hưởng
35.04
0.884
1.010
0.884

WL
1
2

3

Tải
trọng
trục
9.3
145
145
35

Phản
lực
Ri
325.87
128.18
146.45
30,94
552.11

RHL6

Đơn vị
kN
kN
kN
kN
kN

Momen:
RHL6 phải

kN
427.13

RHL6 trái
kN
379.15

ex
m
3.0

ey
m
0.325

Mx
kN.m
1656.33

My
kN.m
15.59

Bảng 2.13: Kết quả tính toán xe 2 trục trên 2 nhịp, 1 làn.
Tải trọng
Xe tandem
Tải trọng làn

Vị trí

Tung độ đường
ảnh hưởng

1'
2'
WL

0.992
0.992
35.04

Tải
trọng
trục
110
110
9.3

RHL7

Phản lực
Ri
109.12
109.12
325.87
466.963

Đơn
vị
kN

kN
kN
kN

Momen:
RHL7 phải
kN
360.57

RHL7 trái
kN
360.57

ex
m
3.0

ey
m
0

Mx
kN.m
1400.89

My
kN.m
0

-2 xe tải thiết kế cách nhau 15m:

Bảng 2.14: Kết quả tính toán 2 xe 3 trục, 2 nhịp, 1 làn.
Tải trọng

Vị trí

Tung độ đường
ảnh hưởng

2 Xe tải thiết kế

3

0.541

Tải
trọng
trục
145

Phản lực
Đơn vị
Ri
78.45

kN


Tải trọng làn

4
5
6
7
8
WL

0.666
0.791
0.791
0.666
0.541
35.04

145
35
145
145
35
9.3

RHL8

96.57
27.69
114.7
96.57
18.94
325.87
608.64

kN
kN
kN
kN
kN
kN
kN

Momen:
RHL8
phải

(kN)
430.77

RHL8 trái

ex

ey

Mx

My

(kN)
406.64

(m)

3.0

(m)
0.325

(kN.m)
1825.94

(kN.m)
7.84

2.1.3.3. Do tải trọng đoàn người PL.
Trường hợp người đi trên cả 2 lề, cả 2 nhịp (bất lợi cho R)
4 kN/m2

ωtr=17.52

ωph=17.52

Trường hợp người đi trên cả hai lề, trên 1 nhịp (bất lợi cho My)
4 kN/m2

ωtr=17.52

ωph=17.52

Trường hợp người đi trên 1 lề 1 bên, cả 2 nhịp (bất lợi cho Mx)
4 kN/m2

ωtr=17.52

ωph=17.52

Bảng 2.15: Kết quả tính toán tải trọng người đi
2 lề
2 lề
2 nhịp
1 nhịp

1 lề
2 nhịp


Tải trọng tiêu chuẩn người đi bộ qPL (kNm)
Bề rồng đường người đi bộ BPL(m)
Diện tích đường ảnh hưởng (m2)
Phản lực gối PL (kN)
ex (m)
ey (m)
Mx (kNm)
My (kNm)

4
2.5
35.04
350.4
0
0
0
0

4
2.5
17.52
175.2
0
0.325
0
56.94

4
1.25
35.04
175.2
5.125
0
897.9
0

 Mặt cắt tại công xôn xà mũ trụ B-B

Xét trường hợp gây bất lợi cho Mx: HL93x0.65 đi trên 2 nhịp, 1 làn và PL đi trên 2
nhịp, 1 lề. Theo như trên thì trường hợp 2 xe tải thiết kế cách nhau 15m gây bất
lợi nhất. Vì vậy, ta có:

Bảng 2.16: Kết quả tính toán hoạt tải và tải trọng người đi cho mặt cắt B-B.
HL93x0.65
R (kN)
ex (m)
ey (m)

Mx (kNm)
My (kNm)

PL

Tổng

348.45
1.45

211.47
1.45

559.92

505.25

306.63

811.88

2.1.3.4. Lực hãm BR
Lực hãm BR lấy giá trị lớn nhất trong các giá trị sau:
-25%×max{Wtruck; Wtandem}
-5%×max{Wtruck+9.3L; Wtandem+9.3L}
 BR1=0.25×(145×2+35) ×2×1=162.5kN
BR2=0.05×(145×2+35+9.3×35) ×2×1=65.05kN
 BR=BR1=162.5kN
Lực BR nằm ngang dọc cầu và cách mặt cầu 1.8m.
Mặt cắt A-A

MBR,x = BR * eBR,x = 0;
MBR,y = BR * eBR,y = 162.5 × 13.4 = 2177.5 kNm.
2.1.3.5. Lực ly tâm CE


Vì R=∞ nên CE=0
2.1.3.6. Do áp lực nước WA
Mặt cắt A-A:
a. Lực đẩy nổi WAB:

Bảng 2.17: Kết quả tính toán lực đẩy nổi.
Thông số
Diện tích mặt cắt thân trụ TB
Dung trọng của nước
Chiều cao cột nước tới đỉnh bệ trụ
Áp lực WAB
Momen

Mặt cắt tính toán
MNCN
MNTN
14.605
14.605
10
10
7.9
2.76
-1153.8
-403.1
0

0

b. Lực dòng chảy WAS:
-Vận tốc dòng nước trung bình: V=2.5m/s (giả định)
-Trụ đầu tròn: CD=0.7;
-Góc dòng chảy θ=0° CL=0;
-Theo phương dọc cầu (ngang kết cấu):

CL=0 p=0 WAS,x=0kN;
-Theo phương ngang cầu (dọc kết cấu):
Bảng 2.18: Kết quả tính toán lực dòng chảy.
Kết quả
Đơn
Thông số
MNT
vị
MNCN
N
kN/
p
2.249
2.249
m2
kN/
WAS,y
31.981 11.173
m2
MWAS,x
126.325 15.419 kNm
MWAS,y

0
0
kNm

2.1.3.7. Tải trọng gió

Đơn vị
m2
kN/m3
m
kN
kNm


R310

VAÛ
CH SÅN PHÁN LAÌN 20 cm

In=2%

In=2%

MNCN = 27.40m

MNTN = 22.26m

Hình 2.8: Tải trọng gió tác dụng lên trụ.
Giả thiết cầu được xây dựng ở vùng thoáng V0=13.2km/h; Z0=70mm;
VDZ = 2,5V0

V10  Z 
ln  ÷
VB  Z 0 

Vận tốc gió:
, lấy V10=VB=160km/h vì không có số liệu;
VDZ=2.5×13.2×1×ln(z/70)=33×ln(z/70) nếu Z>10m và VDZ=160km/h nếu Z≤10m;
PD = PB

2
VDZ
At
25600

Lực gió:
. Trong đó:
Áp lực gió cơ bản PB=0.0024MPa đối với dầm, PB=0.0019MPa đối với trụ.
a. Áp lực gió lên kết cấu theo phương ngang cầu:
b. Từ nhịp 2 và 3:

- Chiều cao gờ lan can:0.5 m; Chiều cao dầm chủ:1,6+0,2=1.8m;
Chiều dài dầm:35m
- Diện tích chắn gió của nhịp 2 và 3 lên trụ: At=(1.8+0.5)×35=64.75m2;
Z=5.24+1.5+0.3+(1.8+0.5)=9.34m < 10mVDZ=160km/h


PD,1=0.0024×1602/25600×103×64.75=155.4 kN
MD,1,x=PD,1*ePD,1,x=155.4×(2.3/2+0.3+1.5+5.24)=1319.35kNm;
MD,1,y=PD,1*ePD,1,y=0

c. Từ xà mũ và đá kê gối :

- Chiều cao: 1.5+0.3 = 1.8m ;
- Diện tích chắn gió:At=1.5×2+0.7×0.3×2=3.42m2;
- Z=5.24+1,5+0,3=7.04 < 10mVDZ=160km/h
PD,2=0,0019×1602/25600×103×3.42=6.498kN;
MD,2,x=PD,2*ePD,2,x=6.498x(1,8/2+5.24)=39.89kNm; MD,2,y=PD,2*ePD,2,y=0.
d. Từ thân trụ (xét đến MNTN):

-Chiều cao chắn gió: 5.24m;
-Diện tích chắn gió: At = 5.24×1,6=8.384m2
-Z=5.24m PD,3=0.0019×1602/25600×103×8.384=15.93kN;
MD,3,x=PD,3*ePD,3,x=15.93×5.24/2=41.737kNm; MD,3,y=PD,3*ePD,3,y=0.
Bảng 21.19: Kết quả tính toán tải trọng gió ngang xét tới mặt cắt A-A (MNTN)
At(m2
MD,x(kNm
)
Z(m)
VDZ(km/h) PD(kN) ex(m) )
Từ nhịp 2 và 3
64.75
9.94
160
155.4
8.49
1319.35
Từ xà mũ
3.42
7.04

160
6.498
6.14
39.89
Từ thân trụ
8.384
5.24
160
15.93
2.62
41.737
177.82
Tổng
8
1400.977
Bảng 2.20: Kết quả tính toán tải trọng gió ngang xét tới mặt cắt A-A (MNCN)
At(m2
)
Z(m)
VDZ(km/h) PD(kN)
ex(m) MD,x(kNm)
Từ nhịp 1 và 2
64.75
4.2
160
155.4
3.35
520.59
Từ xà mũ
3.42

1.9
160
6.498
1
6.489
Thân trụ
0.1
0.1
160
0.19
0.1
0.019
Tổng
162.088
527.098


e. Áp lực gió lên kết cấu theo phương dọc cầu:
-Không xét.
f. Áp lực gió lên hoạt tải:

c.1 Theo phương ngang cầu:
- Lực phân bố 1.46kN/m, đặt trên mặt cầu 1.8m (theo LRFD 2012);
- Chiều dài chắn gió: 2×35/2+0.3=35.3m;
WL=1.46×35.3=51.54kN;
Đối với mặt cắt A-A:
MWL,x=WL×eWL,x=51.54× (1.8+0.2+1.6+0.3+1.5+5.24)= 548.39 kN.m;
MWL,y=WL×eWL,y=0.
c.2 Theo phương dọc cầu:
Không tính.

g. Áp lực gió thẳng đứng:
-PV=9.6×10-4×12.9×35.3×103=437.16 kN; tác dụng tại ¼ bề rộng ngang cầu;

MPV,x=PV×ePV,x=437.16×12.9/4=1409.83kN.m;
MPV,y=PV×ePV,y=0.
2.1.3.8. Lực ma sát FR
Lực ma sát chung gối cầu phải được xác định trên cơ sở của giá trị cực đại
của hệ số ma sát giữa các mặt trượt:
FR= fmax.N
+fmax = 0.3: hệ số ma sát giữa bê tông và gối di động
+N =6574.14 (KN) : phản lực thẳng đứng do tĩnh tải và hoạt tải
=> FR = 0.3×6574.14= 1972.242(KN)
2.1.3.9. Lực va của tàu thuyền CV
a. Lực va tàu tự hành:
-Sông cấp V : DWT = 100T ; LOA=15m;
-Vận tốc va thiết kế : 2.5 +2 = 4.5 m/s.
-Lực va vào trụ : Ps= 1.2×105×4.5×

100

= 5400 kN.

-Được tính vào 2 trường hợp:

+ 100% PS theo hướng luồng vận tải ( phương ngang cầu):


 Ps,y=5400 kN;
 MPS,x=PS,y×ePS,x= 5400 ×(24.13-19.5) = 25002kNm;

+ 50% PS theo hướng vuông góc luồng vận tải (phương dọc cầu):
 PS,x=0.5×5400= 2700 kN;
 MPS,y =PP,x ×ePS,y = 2700×4.63 = 12501kNm;
b. Lực va sà lan:

- Sông cấp V : DWT = 100T ; LOA=27m; Mớn nước: 1.3m  CH=1.05;
- Vận tốc va thiết kế : 1.6 +2.5 = 4.1 m/s.
- Năng lượng va tàu: KE=500×1.05×100×4.12 = 882525 J;
- Chiều dài hư hỏng mũi sà lan:
- aB=3100×[sqrt(1+1.3×10-7×882525)-1] = 173mm >100mm
 Lực va vào trụ: PB = 6×106+1600×173=6276.8kN < PS,y=8485.3kN.
2.1.3.10. Lực do nhiệt độ thay đổi đều TU
-Chênh lệch nhiệt độ ∆T=23-3=200;
-Hệ số giãn nở nhiệt: α=1.08×10-5;
-Gối cao su: Mô đun cắt G=100KPa; Diện tích gối: 0.35×0.5=0.175m 2; Chiều
cao gối: 0.1m;
-Chiều dài giãn nở: L=35m;
 Chuyển vị dọc cầu: ∆U=ε×L= α×∆T×L=1.08×10-5×20×35=0.00756 m;
 Lực dọc:
TU=1000×0.175×0.00756/0.1×6= 79.38 kN
Mặt cắt A-A:
 MTU,y=TU×eTU,y=69.38× (0.3+0.1+1.5+8)= 686.86 kN.m;
2.2. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên trụ
Theo tiêu chuẩn AASHTO LRFD 2012 ta có bảng các hệ số tải trọng theo các
TTGH CĐ:



2.2.1. Xét mặt cắtA-A
* Xét TTGH CĐI: là tổng hợp tải trọng cơ bản liên quan xe cộ khai thác thông thường

mà không xét đến gió:

1.25/0.9DCKCN+1.5/0.65DWKCN+1.25/0.9RDC+1.75(RHL93+RLL)
+1.75BR+1.0WAB+1.0WAS+ 0.5TU


Bảng 2.21: Kết quả THTT xét theo TTGH CĐI lên mặt cắt A-A.

R

Mx

My

Hệ số (max/min)

DCKCN (z)

7123,795

0

0

1.25/0.9

DWKCN (z)

729,995

0

0

1.5/0.65

RDC (z)

3690.76

0

0

1.25/0.9

1014.41

0

13.072

1.75

608.4

1825.94

7.84

1.75

701.26

0

227.91

1.75

162.5

0

2177.5

1.75

2nhịp2là
HL93×0.6
5
(z)

n
2nhịp1là
n
1nhịp2là
n

BR (x)

WAB

MNTN

-403.1

0

0

1

(z)

MNCN

-1153.8

0

0

1

WAS

MNTN

11.173

15.419

0

1

(y)

MNCN

31.981

126.325

0

1

79.38

0

686.86

0.5

Z
(kN)

Y

(kN)

X
(kN)

MY
(kNm)

MX
(kNm)

HL93trên 2 nhịp, 2 làn,
MNTN (Bất lợi R)

15985.30

11.173

324.06
5

4176.931

15.419

HL93 trên 2 nhịp, 1 làn,
MNCN (Bất lợi Mx)

14524.09

31.981

324.06
5

4167.775

3321.72

HL93 trên 1 nhịp, 2 làn,
MNCN (Bất lợi My)

14686.59

31.981

324.06
5

4937.898

126.325

TU (x)


*Xét TTGH CĐIII:
Là tổ hợp tải trọng liên quan đến vận tốc gió

≥

25m/s và trên cầu không có hoạt tải:

1.25/0.9DCKCN+1.5/0.65DWKCN+1.25/0.9RDC+1.0WAB+1.0WAS+1.4WSH+1.4WSV
+0.5TU
Bảng 2.22: Kết quả THTT xét theo TTGH CĐIII lên mặt cắt A-A.
R

Mx

My

Hệ số (max/min)

DCKCN (z)

7123,795

0

0

1.25/0.9

DWKCN (z)

729,995

0

0

1.5/0.65

RDC (z)

3690.76

0

0

1.25/0.9

WAB

MNTN

-403.1

0

0

1

(z)

MNCN

-1153.8

0

0

1

WAs

MNTN

11.173

15.419

0

1

(y)

MNCN

31.981

126.325

0

1

WSH

MNTN

177.828

1400.977

0

1.4

(y)

MNCN

162.088

527.098

0

1.4

-437.16

1409.83

0

1.4

WSV (z)