Đồ án tốt nghiệp Cầu vượt sông
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.1 MB, 111 trang )
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
chơng i
Giới thiệu chung
I. Nhiệm vụ thiết kế.
Thiết kế một cầu vợt sông đợc thiết kế mới vĩnh cửu dành cho đờng ôtô .
II. Đặc điểm địa hình.
Vị trí cầu dự kiến nằm trên đoạn sông thẳng,có mặt cắt đối xứng.
Cao độ đáy sông thay đổi từ +12,1 m đến +18,6 m.
III. Đặc điểm địa chất.
Căn cứ vào kết quả điều tra và khoan thăm dò tại hiện trờng, các mẫu thí
nghiệm đất đá trong phòng thí nghiệm, địa tầng vị trí dự kiến xây cầu có thể phân
thành các lớp từ trên xuống dới nh sau:
+) Lớp 1 : Sét màu nâu vàng,trạng thái dẻo cứng.
+) Lớp 2 : Sét cát nâu vàng,trạng thái nửa mềm.
+) Lớp 3 : Sét cát màu nâu vàng, trạng thái nửa cứng.
+) Lớp 4 : Cuội sỏi sạn lẫn hạt cát sét
+) Lớp 5 : Sỏi sạn lẫn cát, sét màu xám trắng
IV. quy trình thiết kế và các nguyên tắc chung.
1. Quy trình thiết kế:
- Quy trình thiết kế : 22TCN - 272 - 2005 Bộ Giao thông vân tải.
2. Các thông số kĩ thuật cơ bản:
2.1. Quy mô công trình:
- Cầu vĩnh cửu.
2.2. Tải trọng thiết kế:
- Tải trọng thiết kế : HL93.
- Đoàn Ngời bộ hành.
2.3. Khổ cầu
Cầu có chiều rộng nh sau:
- Bề rộng mặt đờng xe chạy: 8m
- Bề rộng ngời đi: 2 x 1.5 = 3 m
2.4. Khổ thông thuyền.
Khổ thông thuyền theo yêu cầu thiết kế: Sông cấp II : 60 x 9 m.
V. Các phơng án kĩ thuật.
Phơng án xây dựng cầu dựa trên các nguyên tắc sau:
- Thoả mãn các yêu cầu về tuyến và cầu.
- Phơng án phải có tính khả thi.
- Phù hợp với các điều kiện tự nhiên tại vị trí xây dựng cầu ( Đặc biệt là điều
kiện địa chất, thuỷ văn và thuỷ lực).
- Tận dụng đợc nguyên liệu và công nghệ có sẵn trong nớc.
Nguyn c Sn
1
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
Chơng I
Cầu Đúc hẫng
I Giới thiệu chung về phơng án
I.1 Tiêu chuẩn thiết kế
- Quy trình thiết kế : 22TCN 272 05 Bộ Giao thông vân tải
- Tải trọng thiết kế : HL93 , đoàn Ngời bộ hành.
I.2 sơ đồ kết cấu
I.2.1 Kết cấu phần trên
- Sơ đồ bố trí chung toàn cầu 2 x40+75+120+75 + 2x40 m
- Kết cấu cầu đối xứng gồm 2 nhịp dẫn phía bên trái và 2 nhịp dẫn phía bên phải
và hệ cầu BTCTDƯL liên tục 3 nhịp thi công theo phơng pháp đúc hẫng cân
bằng.
- Dầm liên tục 3 nhịp 75+120+75 m tiết diện hình hộp chiều cao thay đổi
+) Chiều cao dầm trên đỉnh trụ h= 6.0 m.
+) Chiều cao dầm tại giữa nhịp h= 2.5 m.
- Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol đảm bảo phù hợp yêu cầu chịu lực
và mỹ quan kiến trúc.
- Mặt cắt hộp dạng thành xiên
+) Chiều dày bản nắp : tb = 30 (cm)
+) Chiều dày bản đáy : Mặt cắt gối là 80 cm , tại mặt cắt giữa nhịp là 30 cm
+) Chiều dày phần cánh hẫng : hc = 25 cm
+) Chiều dày bản mặt cầu tại ngàm : tn = 80cm
+) Chiều dày sờn dầm : ts = 50 cm
- Vật liệu dùng cho kết cấu nhịp.
1- Bê tông cấp A có:
+) fc = 40 (MPa).
+) c = 25 (KN/m3).
+) Ec = 0,043.c1,5 . f c' = 38006.99 (MPa).
2- Cốt thép DƯL của hãng VSL theo tiêu chuẩn ASTM - grade 270 có các chỉ
tiêu sau:
+) Diện tích một tao Astr = 98.71mm
Nguyn c Sn
2
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
+) Cờng độ cực hạn: fpu = 1860 MPa
+) Độ chùng sau 1000h ở 200C là 2.5%
3- Neo: Sử dụng loại neo EC-5-31, EC-5-22 và EC 5-12.
4- Cốt thép thờng: Sử dụng loại cốt thép có gờ với các chỉ tiêu:
+) Rs = 300 (MPa).
+) Es = 200000 (MPa).
+) fy = 420 (MPa).
- Nhịp dẫn : Dầm dẫn 2 bờ dùng dầm Super T dự ứng lực giản đơn chiều dài 40 m
chế tạo định hình theo công nghệ căng trớc.
+ Chiều cao 1.75 m
+ Cáp: Dùng loại bó xoắn
+ Có dầm ngang
I.2.2 Kết cấu phần dới
1- Cấu tạo trụ cầu :
- Trụ cầu dùng loại trụ thân hẹp, đổ bê tông tại chỗ có:
fc = 30 MPa
- Trụ đợc dựng trên móng cọc khoan nhồi : D = 150 cm
- Phơng án móng : Móng cọc đài thấp.
2 - Cấu tạo mố cầu
- Mố cầu dùng loại mố U BTCT , đổ tại chỗ mác bê tông chế tạo M300.
- Mố của kết cấu nhịp dẫn đợc đặt trên móng cọc khoan nhồi D= 150 cm
II tính toán kết cấu nhịp
III.1 Yêu cầu tính toán cho phơng án sơ bộ
- Trong phơng án sơ bộ yêu cầu tính toán KCN trong giai đoạn khai thác.
- Tiết diện tại hai mặt cắt.
+ Mặt cắt gối (mặt cắt
đỉnh trụ)
+ Mặt cắt giữa nhịp.
- Tính toán một trụ , một mố:
kiểm toán và tổ hợp chất tại mắt
cắt đỉnh bệ móng, sơ bộ tính cọc.
- Nhịp dẫn cho phép chọn thiết
kế định hình.
Nguyn c Sn
3
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
III.2 Xác định các kích thớc cơ bản của cầu
- Cần kiểm toán tại 2 mặt cắt 1-1 và 2-2 nh hình vẽ.
- Chiều dài kết cấu nhịp: đối với kết cấu nhịp liên tục chiều dài nhịp biên Lnb= (0,6
ữ 0,7) chiều dài nhịp giữa Lng.
+) Trong phơng án này chọn Lng = 120m.
+) Lấy : Lnb = 75 m
- Xác định kích thớc mặt cắt ngang: Dựa vào công thức kinh nghiệm ta chọn mặt
cắt ngang nh hình vẽ
1/2 mặt cắt tại trụ P3
1/2 mặt cắt tại trụ P5
250
4000
250
5001500
4000
1500
500
300
500
500
500
3500
2000
500
1238
300
1500
300
300
II.3 Tính đặc trng hình học của mặt cắt dầm chủ.
II.3.1 Phân chia đốt dầm
- Để đơn giản trong quá trình thi công và phù hợp với các trang thiết bị hiện có của
đơn vị thi công ta phân chia các đốt dầm nh sau :
+) Đốt trên đỉnh trụ : do = 14m (khi thi công sẽ tiến hành lắp đồng thời 2 xe
đúc trên trụ)
+) Đốt hợp long nhịp giữa : dhl = 2m
+) Đốt hợp long nhịp biên : dhl = 2m
+) Chiều dài đoạn đúc trên đà giáo : ddg = 14 m
+) Số đốt ngắn trung gian : n = 4 đốt , chiều dài mỗi đốt : d = 3 m
+) Số đốt trung gian còn lai : n = 10 đốt , chiều dài mỗi đốt d = 4 m
- Sơ đồ phân chia đốt dầm
Nguyn c Sn
4
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
Phân chia đốt dầm nhịp giữa
2000
6000
K1
K0
K2
K3
10@4
K4
K5
K6
K7
K9
K8
K10
K11
K12
K13
K14
HL
2500
4@3
14000
Phân chia đốt dầm nhịp biên
2000
2500
DG
HL
K14'
K13'
K12'
K11'
K10'
4@3
K9'
K8'
K7'
K6'
K5'
K4'
K3'
K2'
14000
K1'
6000
10@4
14000
K0
II.3. 2 Xác định phơng trình thay đổi cao độ đáy dầm
- Giả thiết đáy dầm thay đổi theo phơng trình parabol ,
đỉnh đờng parabol tại mặt cắt giữa nhịp.
- Trục Ox đi qua hai gối cầu, trục Oy đi qua mặt cắt giữa nhịp
- Phơng trình có dạng ax2 + bx +c
đợc xác định đi qua 3 điểm A(-58.5,0); B(58.5,0);
C(0, R R 2 x A2 + h0 hHL ) = C(0,3.7852)
Trong đó:
R:Bán kính cong đứng cầu R=6000m
xA: toạ độ điểm A
h0, hHL: chiều cao đốt đúc tại đỉnh tru và giữa nhịp
Vậy phơng trình có dạng:
y = 0.0011x 2 + 0.124 x
II.3.3 Xác định phơng trình thay đổi chiều dày đáy dầm
- Tính toán tơng tự ta có phơng trình thay đổi chiều dày đáy dầm nh sau :
y = 0, 00096 x 2 + 0,1123 x + 0.8
II.3. 4 Xác định cao độ mặt dầm chủ
- Mặt dầm chủ đợc thiết kế với độ dốc dọc 4% , với bán kính cong R = 6000 m
II.1.5 Tính toán đặc trng hình học của mặt cắt tiết diện
Để tính toán đặc trng hình học ta có thể sử dụng công thức tổng quát nh sau để
tính:
+ Diện tích mặt cắt :
F = 1/2 * ( xi-xi+1) * (yi+yi+1).
+ Tọa độ trọng tâm mặt cắt :
Nguyn c Sn
5
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
yc = 1/6 * F* (xi-xi+1) * (yi2+yi.yi+1+yi+12).
+ Mômen tĩnh của mặt cắt đối với trục x :
Sx = 1/6 * (xi-xi+1) * (yi3+yi2.yi+1+yi.yi+12+yi+13).
+ Mômen quán tính đối với trục trung hòa :
Jth = Jx - yc2 * F.
Ta có bảng kết quả sau:
Số liệu tính toán đặc trng hình học mặt cắt thay đổi
(kích thớc tính theo cm)
Bộ phận hộp dầm
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
Chiều rộng toàn bộ nắp hộp
Chiều dày nắp hộp
Chiều rộng phần hộp của bản nắp
Chiều rộng phần nắp hộp có chiều dày không đổi
Chiều rộng phần bản cánh có chiều dày thay đổi
Chiều dày bản nắp tại tiếp giáp với vút
Chiều dày tại đầu mút của cánh hẫng bản nắp
Bề dày bản bụng tại gối
Chiều rộng vút trên
Chiều cao vút trên
Chiều rộng vút dới
Chiều cao vút dới
Chiều cao tại mặt cắt gối
Chiều cao tại mặt cắt không đổi
Chiều dày bản đáy tại mặt cắt gối
Chiều dày bản đáy tại mặt cắt giữa nhịp
Chiều rộng bản đáy tại mặt cắt gối
Chiều dài phần dầm có chiều cao thay đổi
Số đốt
Đờng hình dạng của đáy dầm
Mác bê tông dầm
Chiều dài đốt K0 (tính từ mặt cắt sát trụ)
Chiều dài đốt K1
Chiều dài đốt K2
Chiều dài đốt K3
Chiều dài đốt K4
Chiều dài đốt K5
Chiều dài đốt K6
Chiều dài đốt K7
Chiều dài đốt K8
Chiều dài đốt K9
Nguyn c Sn
6
Kí hiệu
Số liệu
t
ht
to
tt
tv
hng
hc
w
bv
hv
bvd
hvd
H
Ho
hgoi
h1/2
b
L
m
K0
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
K9
1250
30
771.4
300
123.8
50
25
50
50
30
30
30
600
250
80
30
600
5850
14
Parabol
50Mpa
550
300
300
300
300
400
400
400
400
400
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
34
35
36
37
38
Thiết kế kỹ thuật
Chiều dài đốt K10
K10
Chiều dài đốt K11
Chiều dài đốt K12
Chiều dài đốt K13
Chiều dài đốt K14
K11
K12
K13
K14
400
400
400
400
400
- Trên cơ sơ các phơng trình đờng cong đáy dầm và đờng cong thay đổi chiều
dày bản đáy lập đợc ở trên ta xác định đợc các kích thớc cơ bản của từng mặt
cắt dầm
Bảng tính toán các kích thớc cơ bản của mặt cắt dầm chủ
Sau khi chạy chơng trình ta sẽ có đợc các đặc trng hình học của các mặt
cắt phần dầm đúc hẫng nh sau:
Tên MC
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
x
(m)
0
5.5
8.5
11.5
14.5
17.5
21.5
25.5
29.5
33.5
37.5
41.5
45.5
49.5
53.5
57.5
59.5
h
(cm)
600
537
506
476
448
422
390
361
336
314
295
280
267
258
253
250
250
hd
(cm)
86.58
77.43
72.82
68.48
64.42
60.62
55.98
51.81
48.12
44.91
42.18
39.92
38.14
36.83
36.00
35.64
35.64
bd
(cm)
593
611
620
628
636
644
653
661
668
675
680
684
688
690
692
693
693
F
(cm2)
155241
145846
140990
136342
131916
127724
122519
117777
113520
109770
106545
103858
101723
100149
99144
98713
98713
S
(cm3)
5.02E+07
4.30E+07
3.95E+07
3.64E+07
3.35E+07
3.09E+07
2.78E+07
2.51E+07
2.28E+07
2.08E+07
1.92E+07
1.79E+07
1.68E+07
1.61E+07
1.56E+07
1.55E+07
1.55E+07
Yo
(cm)
323.30
294.89
280.49
266.85
253.94
241.77
226.69
212.94
200.55
189.57
180.04
172.05
165.64
160.89
157.84
156.52
156.52
Jdc
(cm4)
8.60E+09
6.49E+09
5.55E+09
4.74E+09
4.05E+09
3.46E+09
2.81E+09
2.29E+09
1.88E+09
1.57E+09
1.32E+09
1.14E+09
1.01E+09
9.15E+08
8.59E+08
8.36E+08
8.36E+08
Trong đó :
+) F : Diện tích tính đổi của mặt cắt.
+) S : Mômen tĩnh của mặt cắt với đáy dầm.
+)Yo : Khoảng cách từ trục trung hoà đến đáy dầm.
+) Jc : Mômen quán tính của bản cánh dầm với trục trung hoà.
Nguyn c Sn
7
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
+) Js : Mômen quán tính của sờn dầm với trục trung hoà.
+) Jb : Mômen quán tính của bầu dầm với trục trung hoà.
+) Jdc : Mômen quán tính của mặt cắt dầm với trục trung hoà.
+) hd : Chiều cao bầu dầm tính đổi.
+) bd : Chiều rộng bầu dầm ( Chiều rộng đáy mặt cắt hộp).
III.4 Tính tĩnh tải giai đoạn I và giai đoạn II
III.4.1 Tính tĩnh tải giai đoạn I
Chiều cao dầm thay đổi theo đờng cong parabol nhng để tính toán đơn giản
ta giả thiết trong mỗi đoạn chiều cao dầm thay đổi tuyến tính.
Khi tính ta coi nh trọng lợng dầm trong một đốt phân bố đều và có giá
trị theo tiết diện giữa đốt.
Trọng lợng các đốt tính theo công thức:
q = V . c
Trong đó:
c : Trọng lợng riêng của bê tông cốt thép, c = 25 KN/m3.
V: thể tích của các đốt dầm (m3).
Kết quả tính ghi trong bảng sau:
Tên MC
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
x
(m)
0
5.5
8.5
11.5
14.5
17.5
21.5
25.5
29.5
33.5
37.5
41.5
45.5
49.5
53.5
57.5
Nguyn c Sn
Bảng tĩnh tải rải đều của từng đốt.
L đốt
h
F
P đốt
Tên đốt
(m)
(cm)
(cm2)
(KN)
600 155241
Đốt Ko
14
537 145846 5304.25
Đốt 1
3
506 140990 1075.63
Đốt 2
3
476 136342 1040.00
Đốt 3
3
448 131916 1005.97
Đốt 4
3
422 127724 973.65
Đốt 5
4
390 122519 1251.21
Đốt 6
4
361 117777 1201.48
Đốt 7
4
336 113520 1156.49
Đốt 8
4
314 109770 1116.45
Đốt 9
4
295 106545 1081.58
Đốt 10
4
280 103858 1052.01
Đốt 11
4
267 101723 1027.90
Đốt 12
4
258 100149 1009.36
Đốt 13
4
253
99144
996.47
Đốt 14
4
250
98713
989.29
8
DC tc
(KN/m)
DC tt
(KN/m)
378.87
358.54
346.67
335.32
324.55
312.80
300.37
289.12
279.11
270.39
263.00
256.98
252.34
249.12
247.32
473.59
448.18
433.33
419.15
405.69
391.00
375.46
361.40
348.89
337.99
328.75
321.22
315.42
311.40
309.15
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
16
Tổng
59.5
Đốt HL
Thiết kế kỹ thuật
2
250
98713
493.56 246.78 308.48
20775.29 4711.30 5889.12
+) Tính tải giai đoạn I tiêu chuẩn:
DCTCI = 4711.30 KN/m
+) Tính tải giai đoạn I tính toán:
DCTCI = 4711.30 *1.25 =5889.12 KN/m
III.4.2 Tính tĩnh tải giai đoạn II
1 - Tính tĩnh tải giai đoạn II
- Tĩnh tải giai đoạn II gồm có các bộ phận sau :
+) Trọng lợng phần chân lan can
+) Trọng lợng lan can tay vịn
+) Trọng lợng lớp phủ mặt cầu
+) Trọng lợng phần lề Ngời đi bộ
DWIITC = 2. (DWgc+ DWclc+ DWlc+tv+ DWng )
- Tính trọng lợng lớp phủ mặt cầu
Chiều
DWtc
Đơn vị
dày h
5
1.15 kN/m2
3
0.69 kN/m2
3
0.69 kN/m2
1.03
0.24 kN/m2
hmc
12.030
cm
TC
DWmc
2.77 kN/m2
Tên gọi các đại lợng
Lớp bê tông Atphan
Lớp bê tông bảo vệ
Lớp chống thấm
Lớp bê tông mui luyện dày
Chiều dày lớp phủ mặt cầu
Trọng lợng lớp phủ mặt cầu
Trọng lợng dải đều của lớp phủ
(tính cho nửa cầu)
pmc
11.07
kN/m
- Tính trọng lợng của lan can + tay vịn + lề Ngời đi bộ
Tên gọi các đại lợng
1- Tính trọng lợng chân lan can
Chiều rộng chân lan can
Chiều cao chân lan can
Nguyn c Sn
Kí hiệu Giá trị
blcn
hlcn
9
Đơn vị
50
30
cm
cm
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
Trọng lợng dải đều phần chân lan can
2- Tính trọng lợng cột lan can và tay vịn
Trọng lợng 1 cột lan can
Khoảng cách bố trí cột lan can
Trọng lợng dải đều của cột lan can
Trọng lợng dải đều phần tay vịn
Trọng lợng dải đều lan can và tay vịn
3 - Tính trọng lợng lề ngời đi bộ
Bề rộng lề ngời đi bộ
Chiều dày trung bình lề ngời đi bộ
Trọng lợng lề ngời đi bộ
DWlc
3.75 kN/m
Pclc
aclc
Pclc
Ptv
Plv
0.276 kN
2
m
0.138 kN/m
0.7 kN/m
0.838 kN/m
ble
hle
DWNG
150 cm
10 cm
4.6 kN/m
2 - Tổng hợp tĩnh tãi giai đoạn II
+) Tính tải giai đoạn II tiêu chuẩn.
DWIITC = (DWMC+ DWlc+tv)
= 11.76 + 33.2588+2.389 = 47.4078 (KN/m).
+) Tĩnh tải giai đoạn II tính toán.
DW
TT
II
= . DWIITC = 1,5. 47.4078 = 71.1117 (KN/m).
III.5 Tính toán và bố trí cốt thép mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn thi công.
III.5.1 Tính nội lực mặt cắt .
- Các giai đoạn thi công bao gồm :
Sơ đồ 1 Giai đoạn đúc hẫng đối xứng .
- Sơ đồ :
cll(tải trọng thi công)
dc(tải trọng các đốt đúc)
ce=600kn
(tải trọng xe đúc)
1m
59 m
- Tải trọng :
+) Trọng lợng bản thân các đốt dầm (tĩnh tải GĐ I ) , DCTC = 279.19 kN/m
+) Tải trọng thi công tiêu chuẩn : qTc = 0.24 x13 = 3.12 kN/m.
Nguyn c Sn
10
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
+) Trọng lợng 1 xe đúc : PXD = 600kN.
- Sử dụng chơng trình MiDas 6.3.0 để tính toán và phân tích nội lực ta có : giá trị
mômen mặt cắt đỉnh trụ lớn nhất trong giai đoạn đúc hẫng :
Mdhmax = 498575,1 kN.m
MTC(kN.m)
MTT(kN.m)
498575.1
624576.6
Sơ đồ 2 Giai đoạn hợp long nhịp biên
- Sơ đồ :
dc(đoạn trên đà giáo và 1/2 đốt hợp long)
cll(tải trọng thi công)
ce=600kn
14 m 1 m
60m
- Tải trọng :
+) Trọng lợng bản thân các đốt dầm (tĩnh tải GĐ I ) , DCTC = 279.19 kN/m
+) Trọng lọng bản thân đoạn đổ trên Đà giáo
+) Tải trọng thi công tiêu chuẩn : qTC = 0.24 . 13 = 3.12 kN/m.
+) Trọng lợng đốt hợp long : PHL = 464.74kN/m
+) TảI trọng dỡ xe đúc tại đốt Hợp long 1 : PXD = 600kN.
- Sử dụng chơng trình MiDas6.3.0 để tính toán và phân tích nội lực ta có : giá trị
mômen mặt cắt đỉnh trụ lớn nhất trong giai đoạn hợp long nhịp biên :
Mhlmax = 463881.1 kN.m
MTC(kN.m)
MTT(kN.m)
463881.1
584524.5
Sơ đồ 3 Giai đoạn hợp long xong giữa nhịp.
- Sơ đồ :
Nguyn c Sn
11
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
1
75
2
đốt hợp long
59
300
Xe đúc)
- Tải trọng :
+) Trọng lợng bản thân các đốt dầm (tĩnh tải GĐ I ) , DCTC = 279.19 kN/m
+) Tải trọng thi công tiêu chuẩn : qTC = 0.24 . 13 = 3.12 kN/m.
+) Trọng lợng 1/2 đốt hợp long : PHL = 464.74/ 2 kN = 232.37 kN/m
+) Trọng lợng 1/2 xe đúc : 1/2 PXD = 300kN.
- Sử dụng chơng trình MiDas6.3.0 để tính toán và phân tích nội lực ta có : giá trị
mômen mặt cắt đỉnh trụ lớn nhất trong giai đoạn hợp long nhịp giữa :
Mhlmax = 495868.8 kN.m
MTC(kN.m)
MTT(kN.m)
495868.8
621267.7
III.5.2 Tổng hợp nội lực mặt cắt
- Nội lực trong dầm chủ giai đoạn thi công đợc lấy với giá trị lớn nhất trong các
giai đoạn thi công ứng với sơ đồ chịu lực tơng ứng .
- Nội lực mặt cắt giai đoạn đúc hẫng : Mdhmax = 498575.1 kN.m
- Nội lực mặt cắt giai đoạn hợp long : Mhlmax = 495868.8 kN.m
=> Giá trị nội lực lớn nhất trong giai đoạn thi công :
MTC(kN.m)
MTT(kN.m)
498575.1
624576.6
III.6 Tính toán nội lực mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn khai thác
III.6.1 Nguyên tắc tính nội lực dầm chủ giai đoạn khai thác.
Giai đoạn khai thác là giai đoạn kết cấu cầu đã hình thành hoàn chỉnh , đó là sơ đồ
kết cấu liên tục kê trên các gối cứng .
Nguyn c Sn
12
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
- Nội lực dầm chủ trong giai đoạn khai thác đợc lấy theo nguyên lý cộng tác dụng
giá trị nội lực của dầm chủ trong 3 sơ đồ 4-5-6
III.6.2 . Sơ đồ 4 Sơ đồ dỡ tải trọng thi công ,xe đúc,dỡ ván khuôn treo đốt
hợp long và tĩnh tải đốt hợp long
Sơ đồ :
(dỡ xe đúc)
ce = 300 kn cll(dỡ tải trọng thi công)
75 m
59 m
2m
59m
75 m
- Tải trọng :
+) Hiệu ứng dỡ tải trọng thi công : qTC =1. 0.24 . 13 = 3.12 kN /m.
+) Hiệu ứng dỡ xe đúc : PXD = 600kN.
- Sử dụng chơng trình Midas 6.3.0 để vẽ đờng ảnh hởng và xếp tải ta có : giá trị
mômen mặt cắt đỉnh trụ lớn nhất trong giai đoạn dỡ tải :
Mdxmax = 12787.0 kN.m
MTC(kN.m)
MTT(kN.m)
12787.0
17055.9
Momen tại mặt cắt giữa nhịp khi dỡ tải:
Mmax= -6009.1 kN.m
MTC(kN.m)
MTT(kN.m)
-6009.1
-7711.4
III.6.3. Sơ đồ 5 Sơ đồ cầu chịu tĩnh tải giai đoạn II
- Tải trọng :
+) Trọng lợng lớp phủ mặt cầu ( tĩnh tải giai đoạn II ) , DWTC=40.51 kN/m
- Sử dụng chơng trình Midas 6.3.0 để vẽ đờng ảnh hởng và xếp tải ta có : giá trị
mômen mặt cắt đỉnh trụ lớn nhất trong giai đoạn chịu tĩnh tải phần 2 :
Mdwmax = -55681.3 kN.m
Nguyn c Sn
13
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
MTC(kN.m)
MTT(kN.m)
-55681.3
-97442.76
Tại mc giữa nhịp
Mdwmax=13092.8kN.m
MTC(kN.m)
MTT(kN.m)
13092.8
22912.4
III.6.4. Sơ đồ 6 Sơ đồ cầu chịu hoạt tải
Sơ đồ :
- Tải trọng :
+) Hoạt tải thiết kế : HL 93 và tải trọng Ngời (300 Kg/m2).
+) Nội lực do hoạt tải mặt cắt đỉnh trụ đợc lấy giá trị lớn nhất trong tổ hợp :
1 Tổ hợp 1 : Xe tải + Làn + Ngời
2 Tổ hợp 1 : Xe 2 trục + Làn + Ngời
3 Tổ hợp 3 : 90 % Xe tải + 90% Làn + Ngời (Với điều kiện xe tải
đợc xếp 2 xe cách nhau 15 m , khoảng cách giữa các trục bánh xe là 4,3 m)
2 - Tính giá trị mômen do hoạt tải
- Đối với tải trọng làn và tải trọng Ngời thì ta xếp tải trọng lên phần ĐAH âm khi
đó nội lực do tải trọng đợc tính theo công thức :
MTT = i . q.
S-
+) Tải trọng làn dải đều : qlan = 9,3 (KN /m)
+) Tải trọng Ngời
: qNG = 6 (KN /m)
+) Nội lực do tải trọng làn :
Mặt cắt đỉnh trụ: MlanTT = -25299.0 (kN.m)
MTT(kN.m)
MTC(kN.m)
-14456.6
Nguyn c Sn
-25299.0
14
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
Mặt cắt giữa nhịp:MlanTT= 4404.4(kN.m)
MTT(kN.m)
MTC(kN.m)
2516.8
4404.4
+) Nội lực do tải trọng Ngời :
Mặt cắt đỉnh trụ:MNgTT = -16322.0 (kN.m)
MTT(kN.m)
MTC(kN.m)
-9326.9
-16322.0
Mặt cắt giữa nhịp : MNgTT=2841.6(kN.m)
MTC(kN.m)
MTT(kN.m)
1623.8
2841.6
- Tính nội lực do xe tải :
+) Khi tính giá trị mômen tại mặt cắt đỉnh trụ thì ta sử dụng 2 xe tải thiết kế
đặt cách nhau 15 m , khoảng cách các trục lấy bằng 4,3 m
+) Xếp xe lên ĐAH ta có
Xe 1
Xe 2
P
P (KN) 145
145
35 (KN) 145
145
35
Y
-17.647 -17.931 -17.80 Y -10.782 -12.518 -14.06
+) Nội lực do xe tải thiết kế :
MXTTT =
P .Y . .m.IM =
i
i
=-21115.1(kN.m)
MTC(kN.m)
MTT(kN.m)
-12065.8
-21115.1
+) Khi tính giá trị mômen tại mặt cắt giữa nhịp thì ta sử dụng 1 xe tải thiết
kế, khoảng cách các trục thay đổi từ 4,3 m đến 9 m để tạo nên hiệu ứng bất lợi nhất
+) Xếp xe lên ĐAH ta có
Xe tải thiết kế
P (KN)
145
145
Y
10,991
13,314
+) Nội lực do xe tải thiết kế :
Nguyn c Sn
15
35
11,427
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
MXTTT =
Thiết kế kỹ thuật
P .Y . .m.IM = 8584.12 (kN.m)
i
i
MTC(kN.m)
MTT(kN.m)
4905.21
8584.12
- Tổng nội lực do hoạt tải (xếp trên 1 làn) : Hiệu ứng do hoạt tải đợc tính nh
sau
MC đỉnh trụ:
MHTTT = 90% MXTTT + 90% MlanTT + MTTNG
= 0.9x(-21115.1) + 0.9 x (-25299.0) + ( -16322.0) = - 58094.7(kN.m)
MTC(kN.m)
MTT(kN.m)
-33197.0
- 58094.7
Tổng nội lực do hoạt tải (xếp trên 2 làn): MHTTT =-58094.7x2=-116189.4 (kN.m)
MC giữa nhịp
MHTTT = 90% MXTTT + 90% MlanTT + MTTNG
= 0.9x(8584.12) + 0,9 x (4404.4) + (2841.6) = 14531.27(kN.m)
MTC(kN.m)
MTT(kN.m)
8503.6
14531.27
Tổng nội lực do hoạt tải (xếp trên 2 làn): MHTTT =14531.27x2=29062.54 (kN.m)
III.6.5 Tính tổng nội lực mặt cắt giai đoạn làm việc của kết cấu nhịp
Mặt cắt
Đỉnh trụ
Giữa nhịp
Giai đoạn thi công
Tiêuchuẩn
Tính toán
(kN.m)
(kN.m)
-498575.1
-624576.6
0
0
Giai đoạn khai thác
Tiêuchuẩn
Tính toán
(kN.m)
(kN.m)
-109288.3
-196576.3
36146.2
44263.5
Kết luận : Nội lực tính toán mặt cắt đỉnh trụ là:
Nguyn c Sn
16
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
M= Mtc + Mkt=-624576.6 196576.3 = 821152.9 kN.m
Nội lực tính toán mặt cắt giữa nhịp là:
M= Mtc + Mkt= 0 + 44263.5 = 44263.5 kN.m
III.6.6 Tính toán và bố trí cốt thép
1 Các công thức tính toán và bố trí cốt thép.
a - Xác định vị trí TTH của mặt cắt
- Mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn thi công :
392
dp
6000
13000
c
830
TTH
6000
- Giả thiết TTH đi qua mép dới bản cánh khi đó ta có : a = hf
h
M tt = M C = A S' .f y .(d p - d s ' ) + A S .f y .(d S - d P ) + 0,85f c' b. 1 h f d p - f
2
- Lấy tổng mômen với trong tâm cốt thép DƯL ta có :
+) Nếu MTTmax < MC => Thì TTH đi qua bản cánh khi đó ta tính toán theo các
công thức của mc chữ nhật
+) Nếu MTTmax > MC => Thì TTH đi qua sờn dầm khi đó ta tính toán theo
các công thức của mc chữ T.
- Sau khi xác định đợc vị trí TTH thì ta giải hệ phơng trình bậc 2 để tìm đợc
chiều cao vùng chịu nén tơng đơng a
- Xác định chiều cao vùng chịu nén c theo công thức : c = a/1
b - Tính diện tích cốt thép DƯL cần thiết
- Trờng hợp TTH đi qua sờn dầm
A ps =
As '. f y + 0,85. 1 . f c' .h f .(b bW ). + 1 .0,85. f c '.a.bW AS . f y
f ps
- Trờng hợp TTH đi cánh dầm
A ps =
As '. f y + 0,85. 1 . f c' .b.a AS . f y
f ps
Trong đó :
+) Aps : Diện tích cốt thép DUL
Nguyn c Sn
17
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
+) dp
: Khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thép DUL
+) fc
: Cờng độ của bê tông ở tuổi 28 ngày, fc = 50 Mpa
+) b
: Bề rộng mặt cắt chịu nén
+) bw
: Bề dày bản bụng
+) hf
: Chiều dày cánh chịu nén
+) 1
: Hệ số chuyển đổi hình khối ứng suất, 1 = 0.8 theo 5.7.2.2.
+) fpu
: Cờng độ chịu kéo quy định của thép DUL, fpu = 1860 MPa.
+) fpy
: Giới hạn chảy của thép DUL, fpy = 85%fpu = 1581 MPa. (bó 12 tao)
+) c
: Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà với giả
thiết là thép DUL đã bị chảy dẻo.
+) a = c.1: Chiều dày của khối ứng suất tơng đơng
+) fps
: ứng suất trung bình trong cốt thép DUL ở sức kháng uốn danh định
tính theo công thức 5.7.3.1.1-1.
f
c
1.04 - py
f ps = f pu 1 - k
k
2
.
=
Với
d p
f pu
- Hàm lợng thép DƯL và thép thờng phải đợc giới hạn sao cho :
c
0,42
dp
2 Bảng tính toán và bố trí cốt thép mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn thi công
Tên gọi các đại lợng
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
Mtt
821152.9
kN.m
h
600
cm
Chiều cao bố trí cốt thép DƯL
atp
20
cm
Khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến
trọng tâm cốt thép DUL
dp
580
cm
Bề rộng bản cánh chịu nén
b
600
cm
Chiều dày bản cánh chịu nén
hf
83.02
cm
Bề dày bản bụng
bw
100
cm
Đờng kính cốt thép
d
2.8
cm
Diện tích 1 thanh
as
6.16
cm2
Chiều cao bố trí cốt thép thờng chịu kéo
ats
15.00
cm
Tổng giá trị mô men tại mặt cắt đỉnh trụ
Chiều cao mặt cắt
Cốt thép thờng chịu kéo
Nguyn c Sn
18
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
Khoảng cách đến mép chịu nén ngoài cùng
ds
585
cm
Khoảng cách bố trí
@
10
cm
n thanh
128
thanh
n luoi
2
lới
As
1576.33
cm2
Đờng kính cốt thép
d
2.8
cm
Diện tích 1 thanh
as'
6.16
cm2
Chiều cao bố trí cốt thép thờng chịu nén
ats'
41.51
cm
Khoảng cách đến mép chịu nén ngoài cùng
ds'
41.51
cm
Khoảng cách bố trí
@
10
cm
n thanh
58
thanh
n luoi
3
lới
As'
1071.41
cm2
Mô men quán trính bản cánh
Mc
975219.7
kN.m
Vị trí trục trung hoà
TTH
Qua cánh
Chiều dày khối ƯS tơng đơng
a
64.37
cm
Chiều cao vùng chịu nén
c
80.47
cm
Tỉ số c/dp
c/dp
0.118
<0,42
ứng suất trung bình trong thép DƯL
fps
178.7
kN /cm2
Diện tích cốt thép DƯL cần thiết
Aps
469.33
cm2
Số bó thép DƯL cần thiết
n cần
27.94
bó
Số bó chọn bố trí
nbt
30
bó
Diện tích cốt thép DƯL bố trí
Aps
504
cm2
Số thanh thép trên 1 lới
Số lới thép chịu kéobố trí
Tổng diện tích thép thờng chịu kéo
Cốt thép thờng chịu nén
Số thanh thép trên 1 lới
Số lới thép chịu nén bố trí
Tổng diện tích thép thờng chịu nén
Xác định vị trí trục trung hoà
Tính toán cốt thép DƯL
Kết luận : - Bố trí cốt thép DƯL mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn thi công
+) Số bó thép DƯL bố trí là : n = 30 bó ( 12 tao 15,2mm)
+) Diện tích cốt thép bố trí : APS = 30 x16.8 = 504 cm2
III.6.7 Tính duyệt mặt cắt đỉnh trụ.
Nguyn c Sn
19
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
a-Xác định vị trí TTH của mặt cắt
- Giả thiết TTH đi qua mép dới bản cánh khi đó mặt cắt làm việc giống nh mặt
cắt chữ nhật .
- Cân bằng phơng trình lực theo phơng ngang ta có :
N1 = 1.0,85.fc.b.hf + AS.fy = APS.fPS + AS.fY = N2
+) Nếu N1 > N2 : thì TTH đi qua bản cánh => tính toán theo công thức của
mặt cắt chữ nhật
+) Nếu N1 < N2 : thì TTH đi qua sờn => tính toán theo công thức của mặt
cắt chữ T.
- Ta có :
N1 = 135488.6 (kN)
N2 = 90046.4 (kN)
=> N1 > N2 => TTH đi qua bản cánh
b - Các công thức tính duyệt mặt cắt
- Công thức tính chiều cao vùng chịu nén (tính theo công thức của mặt cắt chữ
nhật)
A f + A S . f y A S '. f y
c = ps pu
f
0,85.f c' .1.b + kA ps pu
dp
- Công thức tính mômen kháng uốn danh định của mặt cắt (tính theo công thức của
a
a
a
M n = A ps f ps d p - + AS . f y .(d S ) AS '. f y .(d S ' )
2
2
2
mặt cắt chữ nhật)
- Công thức tính sức kháng uốn tính toán của mặt cắt
Mr = .Mn
Trong đó :
+)
: Hệ số sức kháng , lấy = 1
+) Aps : Diện tích cốt thép DUL
+) dp
: Khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thép DUL
+) fc
: Cờng độ của bê tông ở tuổi 28 ngày, fc = 40 MPa.
+) b
: Bề rộng mặt cắt chịu nén
+) bw
: Bề dày bản bụng
Nguyn c Sn
20
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
+) hf
: Chiều dày cánh chịu nén
+) 1
: Hệ số chuyển đổi hình khối ứng suất, 1 = 0.8 theo 5.7.2.2.
+) fpu
: Cờng độ chịu kéo quy định của thép DUL, fpu = 1860 MPa.
+) fpy
: Giới hạn chảy của thép DUL, fpy = 85%fpu = 1581 MPa.
+) c
: Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà với giả
thiết là thép DUL đã bị chảy dẻo.
+) a = c.1: Chiều dày của khối ứng suất tơng đơng
+) fps : ứng suất trung bình trong cốt thép DUL ở sức kháng uốn danh định
tính theo công thức 5.7.3.1.1-1.
f
c
1.04 - py
f ps = f pu 1 - k Với
k
2
.
=
d p
f pu
+) Hàm lợng thép DƯL và thép thờng phải đợc giới hạn sao cho :
c
0,42
dp
Bảng tính duyệt mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn sử dụng
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
Aps
504
cm2
Chiều cao bố trí cốt thép
at
20
cm
Chiều cao có hiệu của mặt cắt
dp
580
cm
Lực nén trong bản cánh dầm
N1
135488.6
kN
Lực kéo trong thép DƯL và thép thờng
N2
90046.4
kN
TTH
Qua cánh
Chiều cao vùng chịu nén
c
68.51
cm
Chiều cao khối ứng suất tơng đơng
a
54.81
cm
Tỉ số c/dp
c/dp
0.118
<0,42
ứng suất trung bình trong thép DƯL
fps
179.75
kN /cm2
Sức kháng uốn danh định của mặt cắt
Mn
863445.2
KN.m
1
Mr
863445.2
Mr/Mtt
1.052
gọi các đại lợng
Diện tích cốt thép DƯL bố trí
Vị trí trục trung hoà
Hệ số sức kháng
Sức kháng uốn tính toán
Tỉ số Mr/Mtt
Nguyn c Sn
21
> Mtt
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
Kết luận : Mr = 863445.2 (kN.m) > MTT= 821152.9 (kN.m) => Đạt
=>Vậy việc bố trí cốt thép DƯL đảm bảo khả năng chịu lực cho mặt cắt
III.7 Tính toán và bố trí cốt thép mặt cắt giữa nhịp giai đoạn khai thác
III.7.1 Nguyên tắc tính nội lực dầm chủ giai đoạn khai thác.
Giai đoạn khai thác là giai đoạn kết cấu cầu đã hình thành hoàn chỉnh , đó là sơ đồ
kết cấu liên tục kê trên các gối cứng .
- Nội lực dầm chủ trong giai đoạn khai thác đợc lấy theo nguyên lý cộng tác
dụng giá trị nội lực của dầm chủ trong 3 sơ đồ 4-5-6
III.7.2 TổNG HợP NộI LựC MặT CắT GIữA NHịP GIAI ĐOạN KHAI THáC
Theo bảng tổng hợp nội lực tại mặt cắt giữa nhịp ở trên ta có:
=> Mttmax=4426,35 (T.m)
III.7.2 Tính toán và bố trí cốt thép .
1 - Ttính diện tích cốt thép DƯL cần thiết
Mặt cắt tính đổi:
13000
392
2500
phần chịu nén
315
1000
7000
- Trờng hợp TTH đi qua sờn dầm
A ps =
As '. f y + 0,85. 1 . f c' .h f .(b bW ). + 1 .0,85. f c '.a.bW AS . f y
f ps
- Trờng hợp TTH đi cánh dầm
A ps =
As '. f y + 0,85. 1 . f c' .b.a AS . f y
f ps
Bảng tính toán diện tích cốt thép DƯL cần thiết tại mặt cắt giữa nhịp
Nguyn c Sn
22
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
Mtt
44263.5
kN.m
h
250
cm
Chiều cao bố trí cốt thép DƯL
atp
15
cm
Chiều cao có hiệu mặt cắt
dp
235
cm
Chiều dày bản cánh chịu nén
hf
39.23
cm
Bề dày bản bụng
bw
100
cm
Đờng kính cốt thép
d
2
Diện tích 1 thanh
as
3.14
cm2
Chiều cao bố trí cốt thép thờng chịu kéo
ats
15
cm
KC đến mép chịu nén ngoài cùng
ds
235
cm
Khoảng cách bố trí
@
15
cm
Số thanh thép trên 1 lới
n thanh
49
thanh
Số lới thép chịu kéo bố trí
n luoi
2
lới
As
458.67
cm2
Đờng kính cốt thép
d
2
Diện tích 1 thanh
as'
3.14
cm2
Chiều cao bố trí cốt thép thờng chịu nén
ats'
19.62
cm
KC đến mép chịu nén ngoài cùng
ds'
19.62
cm
Khoảng cách bố trí
@
15
cm
Số thanh thép trên 1 lới
n thanh
85
thanh
Số lới thép chịu nén bố trí
n luoi
3
lới
As'
804.25
cm2
Tên gọi các đại lợng
Tổng giá trị mô men tại mặt cắt giữa nhịp
Chiều cao mặt cắt
Cốt thép thờng chịu kéo
Tổng diện tích thép thờng chịu kéo
Cốt thép thờng chịu nén
Tổng diện tích thép thờng chịu nén
Xác định vị trí trục trung hoà
Nguyn c Sn
23
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
Mô men quán trính bản cánh
Mc
371530 kN.m
TTH Qua cánh
1
Vị trí trục trung hoà
Tính toán cốt thép DƯL
Chiều dày khối ƯS tơng đơng
a
-3.40
cm
Chiều cao vùng chịu nén
c
-4.255
cm
Tỉ số c/dp
c/dp
-0.018
<0,42
ứng suất trung bình trong thép DƯL
fps
187.0 kN /cm2
Diện tích cốt thép DƯL cần thiết
Aps
13.25
cm2
Số bó thép DƯL cần thiết
n cần
0.79
bó
Số bó chọn bố trí
nbt
6
bó
Diện tích cốt thép DƯL bố trí
Aps
100.8
cm2
Kết luận : - Bố trí cốt thép DƯL mặt cắt giữa nhịp giai đoạn khai thác
+) Số bó thép DƯL bố trí là : n = 6 bó ( 12 tao 15.2mm)
+) Diện tích cốt thép bố trí : APS = 6 x 16.8 = 100.8 cm2
II.5.5.Tính duyệt mặt cắt giữa nhịp giai đoạn sử dụng theo trạng thái giới hạn
cờng độ 1
a) Xác định vị trí TTH của mặt cắt
- Giả thiết TTH đi qua mép dới bản cánh khi đó mặt cắt làm việc giống nh mặt
cắt chữ nhật .
- Cân bằng phơng trình lực theo phơng ngang ta có :
N1 = 1.0,85.fc.b.hf
APS.fPS = N2
+) Nếu N1 > N2 : thì TTH đi qua bản cánh => tính toán theo công thức của
mặt cắt chữ nhật
+) Nếu N1 < N2 : thì TTH đi qua sờn => tính toán theo công thức của mặt
cắt chữ T.
- Ta có :
N1 = 138717.3 (KN)
N2 = = 18845.3 (KN)
=> N1 > N2 => TTH đi qua bản cánh
b) Các công thức tính duyệt mặt cắt
Nguyn c Sn
24
Cầu hầm K43
Thiết kế Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế kỹ thuật
- Công thức tính chiều cao vùng chịu nén (tính theo công thức của mặt cắt chữ
nhật)
A f + A S . f y A S '. f y
c = ps pu
f
0,85.f c' .1.b + kA ps pu
dp
- Công thức tính mômen kháng uốn danh định
của mặt cắt (tính theo công thức của
a
a
a
M n = A ps f ps d p - + AS . f y .(d S ) AS '. f y .(d S ' )
2
2
2
mặt cắt chữ nhật)
- Công thức tính sức kháng uốn tính toán của mặt cắt
Mr = .Mn
- Bảng tính duyệt mặt cắt giữa nhịp giai đoạn sử dụng
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
Aps
100.8
cm2
Chiều cao bố trí cốt thép
at
15
cm
Chiều cao có hiệu của mặt cắt
dp
235
cm
Lực nén trong bản cánh dầm
N1
138717.3
kN
Lực kéo trong thép DƯL và thép thờng
N2
18845.3
kN
TTH
Qua cánh
Chiều cao vùng chịu nén
c
1.19
cm
Chiều cao khối ứng suất tơng đơng
a
0.95
cm
Tỉ số c/dp
c/dp
0.005
<0,42
ứng suất trung bình trong thép DƯL
fps
185.7
kN /cm2
Sức kháng uốn danh định của mặt cắt
Mn
8263.825
kN.m
1
Mr
82621.66
> Mtt
Mr/Mtt
1.87
>1
Tên gọi các đại lợng
Diện tích cốt thép DƯL bố trí
Vị trí trục trung hoà
Hệ số sức kháng
Sức kháng uốn tính toán
Tỉ số Mr/Mtt
Kết luận : Mr = 82621.66 (KN.m) > MTT= 44263.5 (KN.m) => Đạt
=>Vậy việc bố trí cốt thép DƯL đảm bảo khả năng chịu lực cho mặt cắt
IV tính toán thiết kế Trụ cầu
Nguyn c Sn
25
Cầu hầm K43
