PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ: CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DUL 3 NHỊP.DOC
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (805.01 KB, 50 trang )
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
CHƯƠNG I
PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ 1
CẦU DẦM BTCT DƯL THI CƠNG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG
I.
TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ THI CƠNG CẦU BTCT DƯL BẰNG
PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG.
Phương pháp đúc hẫng là q trình xây dựng kết cấu nhịp dầm từng đốt theo sơ đồ
hẫng cho tới khi nối liền thành các kết cấu hồn chỉnh. Có thể thi cơng hẫng từ trụ đối
xứng ra 2 phía hoặc hẫng dần từ bờ ra. Phương pháp này có thể áp dụng thích hợp để
thi cơng các kết cấu liên tục, cầu dầm hẫng, cầu khung hoặc cầu dây xiên dầm cứng
BTCT .
Nội dung cơ bản của phương pháp đúc hẫng :
- Khi thi cơng theo phương pháp đúc hẫng, kết cấu nhịp BTCT được đúc trên đà
giáo di động theo từng đốt nối liền nhau đối xứng qua trụ cầu. Cốt thép thường của
các khối được liên kết với nhau trước khi đúc bê tơng để đảm bảo tính liền khối và
chịu cắt tốt của kết cấu. Sau khi bê tơng đốt dầm đủ cường độ cần thiết thì các đốt
dầm này được liên kết với các đốt đã đúc trước đó nhờ cốt thép DƯL
- Phần cánh hẫng của kết cấu nhịp BTCT đã thi cơng xong phải đảm bảo đủ khả
năng nâng đỡ trọng lượng của các đốt dầm thi cơng sau đó cùng với trọng lượng
giàn giáo ván khn đúc dầm và các thiết bị phục vụ thi cơng
- Để đảm bảo ổn định chống lật trong suốt q trình thi cơng đúc hẫng phải đảm
bảo tính đối xứng của hai cánh hẫng (Thi cơng hẫng từ trụ ra) hoặc nhờ trọng lượng
bản thân của nhịp sát bờ đã đúc trên đà giáo làm đối trọng. Đối các sơ đồ cầu
khung, đốt dầm trên đỉnh trụ được liên kết cứng với thân trụ nhờ các cáp thép DƯL
chạy suốt trên chiều cao tru, Với các sơ đồ cầu dầm đốt này cũng được liên kết
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 1
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
cứng tạm thời vào trụ cầu nhờ các gối tạm và các cáp thép hoặc các thanh thép
DƯL mà sau khi thi cơng xong sẽ tháo bỏ.
- Ở giai đoạn thi cơng hẫng, kết cấu nhịp chỉ chịu mơ men âm do đó chỉ cần bố trí
cốt thép DƯL ở phía trên. Sau khi thi cơng xong 1 cặp đốt dầm đối xứng thì căng
kéo cốt thép DƯl từ đầu mút này sang đầu mút kia và bơm vữa bê tơng lấp kín khe
hở giữa cốt thép và thành ống ngay để bảo vệ cốt thép.
- Sau khi đúc xong đốt cuối cùng của các cánh hẫng tiến hành nối ghép chúng
thành kết cấu nhịp hồn chỉnh.
Việc đúc hẫng từng đốt trên đà giáo di động giảm được chi phí đà giáo. Ván khn
được dùng lại nhiều lần cùng với 1 thao tác lặp lại sẽ giảm chi phí nhân lực và nâng cao
năng suất lao động .
Phương pháp đúc hẫng thích hợp với xây dựng các dạng kết cấu nhịp có chiều cao
mặt cắt thay đổi, khi đúc các đốt dầm chỉ cần điều chỉnh cao độ đáy ván khn cho hợp lý
Phương pháp thi cơng đúc hẫng khơng phụ thuộc vào khơng gian dưới cầu do đó có
thể thi cơng trong điều kiện sơng sâu, thơng thuyền hay xây dựng các cầu vượt trong thành
phố, các khu cơng nghiệp mà khơng cho phép đình trệ sản xuất hay giao thơng dưới cơng
trình ...
II. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN.
II.1. Tiêu chuẩn thiết kế:
- Quy trình thiết kế : 22TCN – 272 –2005 Bộ Giao thơng vân tải
- Tải trọng thiết kế :
+) Hoạt tải : HL93
+) Người đi : 300 KG/m2
II.2. Sơ đồ kết cấu.
- Sơ đồ cầu:
2x33 + 46 + 70 + 46 + 2x33
- Chiều dài tồn cầu Lc = 304.6 m, khổ cầu 7,5+2x1,5 m
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 2
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
30467
Sơ đồ bố trí chung tồn cầu.
II.2.1. Kết cấu phần trên.
- Một liên dầm liên tục ở giữa, 2 bên là các nhịp dầm giản đơn L=33m
- Dầm liên tục BTCTDƯL 3 nhịp ( 46 + 70 + 46 ) tiết diện hình hộp, vách đứng,
chiều cao dầm thay đổi H= 5,5m trên trụ đến H=2,5m tại giữa nhịp và đầu dầm, bề rộng
đáy dầm hộp B=5,5m
- Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol đảm bảo phù hợp u cầu chịu lực
và mỹ quan kiến trúc.
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 3
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
Kích thước sơ bộ mặt cắt ngang đặc trưng.
- Vật liệu dùng cho kết cấu nhịp:
1- Bê tơng có:
+) Cấp bêtơng M500
+) Cường độ chịu nén qui định ở tuổi 28 ngày:
f’c = 40 MPa = 40000 kN/m2
+) Tỷ trọng của bêtơng:
c = 25 kN/m3.
+) Mơđun đàn hồi của bêtơng:
Ec= 33994485 kN/m2.
2- Cốt thép DƯL của hãng VSL theo tiêu chuẩn ASTM A416 cấp 270 có các chỉ
tiêu sau:
+) Diện tích một tao cáp danh định Astr = 98,7mm2 = 987.E-07m2
+) Giới hạn bền: fpu = 1860 MPa = 1860000 kN/m2
+) Độ chùng ở 70% UTS ở 20oC sau 1000h là: 2.5%
3- Neo: Sử dụng loại neo EC-5-31, EC-5-22 và EC 5-12.
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 4
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
4- Cốt thép thường: Sử dụng loại cốt thép theo tiêu chuẩn ASTM A615:
+) Loại cốt thép: cấp 600.
+) Cường độ giới hạn chảy : fy = 420 MPa = 420000 kN/m2
+) Mođun đàn hồi :E = 200000 Mpa = 2.00E+08 kN/m2
- Dầm dẫn : bằng bê tơng cốt thép DƯL có chiều dài L = 33m , Mặt cắt ngang gồm
5 dầm chủ tiết diện chữ I , chiều cao h = 1,65 m , đặt cách nhau 2,5m, tạo dốc bằng lớp đá
kê tại chân dầm.
- Trắc dọc cầu theo bán kính R = 3500 m , trong phạm vi tồn cầu , tiếp theo dốc
tăng từ 3,36% đến 4% về phía 2 mố, Độ dốc ngang cầu in = 2%.
- Mặt cầu BT Asphan 7cm , dưới là lớp phòng nước 4mm.
- Gối cầu, khe co giãn bằng cao su, lan can bằng thép, Thốt nước và chiếu sáng
theo quy định hiện hành.
- Bản mặt cầu trên nhịp dẫn giản đơn bằng BTCT 15 cm , Lớp phủ mặt cầu gồm 2
lớp: lớp phòng nước 0,4cm, Lớp bê tơng asphan 7cm; độ dốc ngang cầu in = 2%.
II.2.2. Kết cấu phần dưới
a) Cấu tạo trụ cầu :
- Cấp bêtơng M300.
- Cường độ chịu nén qui định ở tuổi 28 ngày: f’c = 24 MPa = 24000 kN/m2
- Các trụ được đặt trên móng cọc khoan nhồi: D = 150 cm,
- Phương án móng: Móng cọc bệ thấp.
b) Cấu tạo mố cầu
- Cấp bêtơng M300.
- Cường độ chịu nén qui định ở tuổi 28 ngày:f’c= 24 MPa = 24000 kN/m2
- Mố của kết cấu nhịp dẫn được đặt trên móng cọc khoan nhồi: D= 100cm.
III. TÍNH TỐN KẾT CẤU NHỊP.
III.1. u cầu tính tốn cho phương án sơ bộ:
- Lựa chọn mặt cắt ngang đặt trưng.
- Xác định hiệu ứng tải trọng tác dụng lên KCN theo cơng nghệ thi cơng và trong
giai đoạn khai thác. Tổ hợp tải trọng theo TTGH cường độ I.
- Sơ bộ bố trí cốt thép DƯL và các tao cáp. Kiểm tốn sức kháng uốn của dầm tại 2
mặt cắt giữa nhịp và đỉnh trụ.
- Sơ bộ chọn kích thước của trụ và mố.
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 5
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
- Tính tốn một trụ, một mố: Kiểm tốn và tổ hợp nội lực tại mắt cắt đỉnh bệ móng,
sơ bộ xác định số lượng cọc.
- Nhịp dẫn cho phép chọn thiết kế định hình.
III.2. Tính tốn kết cấu nhịp.
III.2.1. Sơ bộ chọn các kích thước cầu chính.
- Chiều dài kết cấu nhịp: đối với kết cấu nhịp liên tục chiều dài nhịp biên Lnb= (0,6
0,8) chiều dài nhịp giữa Lng.
+) Trong phương án này chọn Lng = 70m.
+) Lấy : Lnb = 46 m
Sơ đồ bố trí chung nhịp cầu chính :
- Xác định kích thước mặt cắt ngang : Dựa vào các cơng thức kinh nghiệm ta chọn mắt
cắt ngang như hình vẽ :
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 6
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
Kích thước sơ bộ mặt cắt ngang đặc trưng.
III.2.2. Tính đặc trưng hình học của dầm chủ.
III.2.2.1. Phân chia đốt dầm.
- Để đơn giản trong q trình thi cơng và phù hợp với các trang thiết bị hiện có của
đơn vị thi cơng ta phân chia các đốt dầm như sau :
+ Đốt trên đỉnh trụ : do = 12m (khi thi cơng 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 = 10 m
+ Số đốt trung gian : chia làm 2 nhóm: nhóm K1 gồm 4 đốt, chiều dài mỗi đốt d1 =
3 m; nhóm K2 gồm 4 đốt, chiều dài mỗi đốt d2= 4m.
- Sơ đồ phân chia đốt dầm :
+ Nhịp giữa :
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 7
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
+) Nhịp biên :
III.2.2.2. Xác định phương trình thay đổi cao độ đáy dầm.
Đường cong đáy dầm thay đổi theo quy luật đường cong Parabol bậc 2 có phương trình tổng qt
y=ax 2 +bx+c ,các tham số a,b,c được xác định như sau :
Ho
Hg
Chọn hệ trụ tọa độ tại điểm trên đỉnh trụ chính :
C
A
B
Hình 1.3. Hệ tọa độ tính tốn đường cong đáy dầm
Đường cong đi qua 3 điểm A,B,C,dựa vào tọa độ của 3 điểm này ta sẽ xác định được các tham số
a,b,c của phương trình.
+ Điểm A trùng với gốc tọa độ,do đó tọa độ điểm A(0 ; 0) => c=0
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 8
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
+ Tọa độ điểm B(67 ; 0)
+ Tọa độ điểm C(33,5 ; 3)
Từ tọa độ hai điểm B,C ta có hệ phương trình sau để xác đinh a và b :
y B x B2 .a+x B .b+c
2
y C x C .a+x C .b+c
a=-1/12
Từ hệ phương trình trên ta có :
b=67/12
Phương trình đường cong đáy dầm : y = -1/12x 2 +67/12x
III.2.2.3 – Xác định cao độ mặt dầm chủ
Mặt cầu nằm trên đường cong đứng bán kính R = 3500 m.
III.2.2.4 – Xác định các kích thước cơ bản và đặc trưng hình học của mặt cắt tiết diện
dầm.
- Sau khi khai báo xong mặt cắt thay đổi trong Midas/Civil xong, ta có được đặc
trưng hình học các mặt cắt như sau:
Bảng tính đặc trưng hình học của mặt cắt dầm chủ từ chương trình Midas.
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 9
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
MC4
MC5
MC6
MC7
MC8
MC9
Area
1.07E+01
1.08E+01
1.09E+01
1.12E+01
1.15E+01
1.19E+01
Asy
7.11E+00
7.09E+00
7.03E+00
6.95E+00
6.84E+00
6.75E+00
Asz
1.93E+00
1.98E+00
2.12E+00
2.37E+00
2.72E+00
3.04E+00
Ixx
1.91E+01
1.98E+01
2.19E+01
2.55E+01
3.11E+01
3.67E+01
Iyy
9.08E+00
9.51E+00
1.09E+01
1.33E+01
1.73E+01
2.16E+01
Izz
9.41E+01
9.45E+01
9.56E+01
9.75E+01
1.00E+02
1.03E+02
Cyp
6.00E+00
6.00E+00
6.00E+00
6.00E+00
6.00E+00
6.00E+00
Cym
6.00E+00
6.00E+00
6.00E+00
6.00E+00
6.00E+00
6.00E+00
Czp
1.24E+00
1.26E+00
1.32E+00
1.42E+00
1.55E+00
1.68E+00
Czm
1.46E+00
1.48E+00
1.56E+00
1.69E+00
1.87E+00
2.04E+00
Cyb
4.61E+00
4.73E+00
5.10E+00
5.73E+00
6.64E+00
7.52E+00
Czb
1.55E+01
1.55E+01
1.58E+01
1.62E+01
1.67E+01
1.72E+01
Peri:0
2.79E+01
2.80E+01
2.82E+01
2.87E+01
2.93E+01
2.99E+01
Peri:I
1.27E+01
1.28E+01
1.31E+01
1.35E+01
1.40E+01
1.46E+01
center:y
6.00E+00
6.00E+00
6.00E+00
6.00E+00
6.00E+00
6.00E+00
center:z
1.46E+00
1.48E+00
1.56E+00
1.69E+00
1.87E+00
2.04E+00
-6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00
-6.00E+00
y1
z1
9.23E-01
9.43E-01
1.00E+00
1.10E+00
1.23E+00
1.36E+00
y2
6.00E+00
6.00E+00
6.00E+00
6.00E+00
6.00E+00
6.00E+00
z2
9.23E-01
9.43E-01
1.00E+00
1.10E+00
1.23E+00
1.36E+00
y3
3.00E+00
3.00E+00
3.00E+00
3.00E+00
3.00E+00
3.00E+00
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 10
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
z3
-1.46E+00 -1.48E+00 -1.56E+00 -1.69E+00 -1.87E+00
-2.04E+00
y4
-3.00E+00 -3.00E+00 -3.00E+00 -3.00E+00 -3.00E+00
-3.00E+00
z4
-1.46E+00 -1.48E+00 -1.56E+00 -1.69E+00 -1.87E+00
-2.04E+00
Area
Asy
Asz
Ixx
Iyy
Izz
Cyp
Cym
Czp
Czm
Cyb
Czb
Peri:0
Peri:I
center:y
center:z
y1
z1
y2
z2
y3
z3
y4
z4
MC10
1.23E+01
6.65E+00
3.41E+00
4.35E+01
2.73E+01
1.05E+02
6.00E+00
6.00E+00
1.84E+00
2.24E+00
8.58E+00
1.78E+01
3.06E+01
1.52E+01
6.00E+00
2.24E+00
-6.00E+00
1.52E+00
6.00E+00
1.52E+00
3.00E+00
-2.24E+00
-3.00E+00
-2.24E+00
MC11
1.27E+01
6.55E+00
3.82E+00
5.17E+01
3.48E+01
1.09E+02
6.00E+00
6.00E+00
2.01E+00
2.46E+00
9.86E+00
1.85E+01
3.14E+01
1.59E+01
6.00E+00
2.46E+00
-6.00E+00
1.69E+00
6.00E+00
1.69E+00
3.00E+00
-2.46E+00
-3.00E+00
-2.46E+00
MC12
1.32E+01
6.47E+00
4.30E+00
6.17E+01
4.45E+01
1.13E+02
6.00E+00
6.00E+00
2.21E+00
2.72E+00
1.14E+01
1.92E+01
3.23E+01
1.68E+01
6.00E+00
2.72E+00
-6.00E+00
1.89E+00
6.00E+00
1.89E+00
3.00E+00
-2.72E+00
-3.00E+00
-2.72E+00
MC13
1.41E+01
6.34E+00
5.11E+00
7.96E+01
6.45E+01
1.19E+02
6.00E+00
6.00E+00
2.56E+00
3.14E+00
1.41E+01
2.05E+01
3.39E+01
1.82E+01
6.00E+00
3.14E+00
-6.00E+00
2.24E+00
6.00E+00
2.24E+00
3.00E+00
-3.14E+00
-3.00E+00
-3.14E+00
MC14
3.41E+01
2.45E+01
2.33E+01
1.40E+02
9.42E+01
1.57E+02
6.00E+00
6.00E+00
2.48E+00
3.02E+00
4.11E+00
8.88E+00
3.38E+01
5.53E+00
6.00E+00
3.02E+00
-6.00E+00
2.36E+00
6.00E+00
2.36E+00
3.00E+00
-3.02E+00
-3.00E+00
-3.02E+00
m^2
m^2
m^2
m^4
m^4
m^4
m
m
m
m
m^2
m^2
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
III.2.3. Tính tĩnh tải giai đoạn I và giai đoạn II.
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 11
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
III.2.3.1. Tính tĩnh tải giai đoạn I.
Tĩnh tải giai đoạn I (DC) Chính là trọng lượng của bản thân kết cấu . Khi sử dụng
chương trình phân tích kết cấu bằng MiDas Civil ta khai báo có ngay được loại tải trọng
này.
Khối
K01
K02
K03
K0
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
KHL
KĐG
LENGTH
(m)
4.5
3
4.5
12
3
3
3
3
4
4
4
4
2
10
INNER
m
OUTER
M
78.7
16.595
78.7
173.995
42.92
44.68
46.72
49.06
51.13
51.78
53.07
55.02
25.48
127.4
149
101.55
149
399.55
88.84
90.78
93.03
95.59
111.60
112.30
113.80
116.00
55.72
278.6
DCItc
(KN)
DCItt
(KN)
1540
2556
1540
5636
877.80
905.50
937.50
974.00
1073.00
1083.00
1104.00
1135.00
535.23
2676.15
3465
3834
3465
33816
1316.70
1358.25
1406.25
1461.00
2146.00
2166.00
2208.00
2270.00
535.23
13380.75
III.2.3.2. Tính tĩnh tải giai đoạn II.
Các thơng số vật liệu (Bảng 3.5.1-1- 22TCN 272 -05)
Trọng lượng riêng của Bêtơng:
25 kN/m3
Trọng lượng riêng của BT asphalt:
22,5 kN/m3
Trọng lượng riêng của thép:
77 kN/m3
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 12
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
-Trọng lượng lớp phủ mặt cầu:
+ Lớp BT asphalt dày:
0.07m
+Lớp BT bảo vệ:
0.004m
Tổng chiều dày lớp phủ :
0.074m
=> Trọng lượng rải đều của lớp phủ mặt cầu:
DWlp = 0.074 x 7.5 x 22.5=12.4875 kN/m
- Trọng lượng lan can và tay vịn
+ Gờ chân lan can có trọng lượng:
2,21 kN/m
+ Tay vịn bằng thép có trọng lượng:
2,65 kN/m
=> Trọng lượng rải đều của tay vịn, lan can:
glc= 4,86 kN/m
-Trọng lượng của lớp bêtơng lề người đi
+ Chiều dày lớp bêtơng lề đi bộ: 0.1m
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 13
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
=> Trọng lượng rải đều của lề người đi bộ: DWle= 0.1 x 3 x 25= 7.5 kN/m
- Trọng lượng rải đều của gờ chắn bánh
+ b1 = 0.13m
+ h1 = 0.13m
+ h= 0.3m
+ b= 0.25m
=> Trọng lượng rải đều của gờ chắn: DWg= 0.0666 x 25= 1.664 kN/m
- Các tiện ích khác trên cầu: DWkhác
= 10 KN/m
Vậy tổng tĩnh tải phần II là:
DWttII = DWlp+DWlc+DWle+DWg+DWkhác
=12.4875+4,86+7.5+1.664+10= 36.511kN/m
III.2.4. Tính nội lực và bố trí cốt thép mặt cắt đỉnh trục giai đoạn thi cơng.
III.2.4.1. Tính nội lực (mơmen).
- Nội lực mặt cắt đỉnh trụ trong giai đoạn thi cơng do :
+) Trọng lượng bản thân các đốt đúc (DC)
+) Trọng lượng xe đúc : Pxe = 800 KN ; Mơmen uốn: Mxe = 1600kN.m
+) Tải trọng thi cơng : qTC = 0,48 KN/m2 => qtc = 0,48 . 8 = 3.84 KN/m
+) Trọng lượng bê tơng ướt (WC)
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 14
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
+) Co ngót ,từ biến
+) Tải trọng gió
- Các giai đoạn thi cơng bất lợi nhất.
Sơ đồ 1: Giai đoạn đúc hẫng đối xứng đốt dầm cuối cùng trước khi hợp long.
Sơ đồ 2: Giai đoạn hợp long nhịp biên bên trái và bên phải:
Sơ đồ 3: Giai đoạn hợp long đốt giữa nhịp:
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 15
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
- Tính tải trọng bê tơng ướt và tải trọng xe đúc :
+) Tải trọng xe đúc :
Trọng lượng xe đúc:
Gxđ =
Trọng lượng ván khn: Gvk =
Tải trọng thi cơng:
Gk
=
Tổng cộng:
=
550 kN
230 kN
20 kN
800 kN
+) Trọng lượng bê tơng ướt : Khi ta tiến hành đổ bê tơng đốt đúc Ki thì trọng lượng
bê tơng ướt quy đổi thành lực cắt và mơ men tác dụng vào nút Ki+1 như hình vẽ sau :
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 16
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
Cơng thức tính :
WC =
F1 F2
.L. wc
2
Trong đó :
WC : Trọng lượng bê tơng ướt
F1 , F2 : Diện tích của hai mặt của khối đúc
wc : Trọng lượng riêng của bê tơng ướt ( wc = 25 KN/m3)
Tính quy đổi về nút . WC đặt tại trọng tâm của đốt đúc quy đổi về nút thành lực cắt và mơ
men như hình vẽ trên.
Loai TT
HL
K8
K7
K6
K5
K4
K3
K2
K1
DG
SVTH: PHẠM THẾ VINH
WC
WC
WC
WC
WC
WC
WC
WC
WC
WC
My
(kN.m)
-535.23
-535.23
-1104.00
-2208.00
-1083.00
-2166.00
-1073.00
-2146.00
-915.00
-1372.5
-974.0
-1461.0
-937.5
-1406.25
-905.5
-1358.25
-877.8
-1316.7
-2676.15
-13380.75
Fz (kN)
Trang 17
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
- Tính nội lực . mơ men trong giai đoạn thi cơng ,Ta tính tốn cho trường hợp thi
cơng hẫng nhất : đó là khi tiến hành hợp long nhịp giữa , khi đó tất cả trọng lượng các đốt
đúc đều được tính tốn và đồng thời lúc này xe đúc đang đứng ở đốt số 8 để tiến hành hợp
long nhịp giữa .
Dùng chương trình phân tích kết cấu MiDas ta có biểu đồ mơ men giai đọan hợp
long nhịp giữa như sau :
Và tổng giá trị mơ men mặt cắt đỉnh trụ trong q trình thi cơng là :
MTT = 213686.1 (KN.m)
III.2.4.2. Tính và bố trí cốt thép DƯL đỉnh trụ giai đoạn thi cơng
a) Xác định vị trí TTH của mặt cắt
Ta quy đổi mặt cắt hộp sang mặt cắt chữ nhật như sau:
Aps
as
M
bw
H
dp
TTH
c
hf
C¸nh chÞu nÐn
b
H=
SVTH: PHẠM THẾ VINH
5500 (mm)
Trang 18
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
hf=
541.67 (mm)
b=
6000 (mm)
bw=
1000 (mm)
Mơ men tính tốn ứng với giai đoạn thi cơng bất lợi nhất tại mặt cắt trên trụ:
Mu = 213686.1 (kN.m)
b)Tính diện tích cốt thép DƯL cần thiết
Trong giai đoạn tính tốn sơ bộ, ta chỉ tính tốn cáp dự ứng lực.
Căn cứ vào điều kiện về cường độ:
Giả thiết mặt cắt vừa đủ chịu lực => Mr = φ×Mn = Mu
A ps
Mu
Mu
213686.1 10 6
24430 . 622 mm 2
f c J d
0 . 95 f pu 0 . 9 h 0.95 1860 0.9 5500
Trong đó :
+) Aps : Diện tích cốt thép DUL
+) fpu : Cường độ chịu kéo quy định của thép DƯL, fpu = 1860 MPa.
+) fps : ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL ở sức kháng uốn danh định tính
tốn
c
f ps f pu 1 - k
d p
( 5.7.3.1.1-1)
f
k 2 .1.04 - py
f pu
(5.7.3.1.1-2)
Chọn bó cáp gồm 19 tao 15.2mm => diện tích 1 bó là: A= 19x140 = 2660(mm2)
Số bó cáp dự ứng lực cần thiết là: n = Apsct/A = 24430.6/2660 =9.18 bó
Kết luận : - Bố trí cốt thép DƯL mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn thi cơng
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 19
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
+) Số bó thép DƯL bố trí là : n = 16 bó (1 bó 19 tao 15.2mm)
+) Diện tích cốt thép bố trí : Aps = 16x2660 = 42560 (mm2)
III.2.4.3.Tính duyệt mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn thi cơng
a. Xác định vị trí TTH của mặt cắt
Aps
as
M
bw
dp
H
TTH
c
hf
C¸nh chÞu nÐn
b
H=
5500 (mm)
hf=
541.67 (mm)
b=
6000 (mm)
bw=
1000 (mm)
- Giả thiết TTH đi qua bầu dầm khi đó mặt cắt làm việc giống như mặt cắt chữ nhật.
=> c
Aps f pu
0.85 fc ' 1 b1 k Aps
f pu
dp
42560 1860
1860
0.85 40 0.764 6000 0.28 42560
5350
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 20
494.76mm
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
Ta thấy: c=494.76mm < hf = 541.67mm => Trục trung hòa qua cánh.
b. Các cơng thức tính duyệt mặt cắt
- Cơng thức tính mơmen kháng uốn danh định của mặt cắt (tính theo cơng thức của
mặt cắt chữ nhật) ( 5.7.3.2.2-1)
a
475.3 0.764
11
M n A ps f ps d p 42560 1813.73 5350
3.989 10 N .mm
2
2
- Cơng thức tính sức kháng uốn tính tốn của mặt cắt
Mr = φ.Mn = 0.9x3.989x1011 = 3.59x1011 N.mm
(5.7.3.2.1-1)
Trong đó :
+) φ : Hệ số sức kháng , lấy φ = 0.9
+) Aps : Diện tích cốt thép DUL
+) dp
: Khoảng cách từ thớ ngồi cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thép
DUL
+) f’c : Cường độ của bê tơng ở tuổi 28 ngày, f’c = 40 MPa.
+) b
: Bề rộng mặt cắt chịu nén
+) 1
: Hệ số chuyển đổi hình khối ứng suất, 1 = 0.764 (theo 5.7.2.2)
+) fpu
: Cường độ chịu kéo quy định của thép DUL, fpu = 1860 MPa.
+) fpy
: Giới hạn chảy của thép DUL, fpy = 90%fpu = 1674 MPa.
+) c
: Khoảng cách từ thớ chịu nén ngồi cùng đến trục trung hồ với giả
thiết là thép DUL đã bị chảy dẻo.
+) a = c. 1 : Chiều dày của khối ứng suất tương đương
+) fps
: ứng suất trung bình trong cốt thép DUL ở sức kháng uốn danh định
c
f ps f pu 1 - k
d p
f py
k 2 .1.04
f pu
(5.7.3.1.1-1)
(5.7.3.1.1-2)
+) Hàm lượng thép DƯL và thép thường phải được giới hạn sao cho :
c
0, 42 (5.7.3.3.1.-1)
dp
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 21
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
475.34
0.0888 0.42 thỏa mãn điều kiện
5350
Kết luận : Mr = 359000 (kN.m) > Mu = 213686.1 (kN.m) => Đạt
=> Vậy việc bố trí cốt thép DƯL đảm bảo khả năng chịu lực cho mặt cắt
III.2.5. TÍNH NỘI LỰC VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP MẶT CẮT ĐỈNH TRỤ TRONG GIAI
ĐOẠN SỬ DỤNG
III.2.5.1. Tính tốn nội lực (mơmen )
a) Vẽ ĐAH mơmen mặt cắt đỉnh trụ :
- Sử dụng chương trình phân tích kết cấu MiDas vẽ ĐAH mơmen tại mặt cắt đỉnh
trụ và cách xếp hoạt tải lên ĐAH như sau:
b) Tính giá trị mơmen do tĩnh tải và hoạt tải:
Tĩnh tải bao gồm :
- Tĩnh tải giai đoạn I :DC
- Tĩnh tải giai đoạn II tính : DW
Hoạt tải bao gồm :
- Tải trọng xe thiết kế : HL93
- Tải trọng người bộ hành : 3kN/m2
- Dùng chương trình phân tích kết cấu , Sau khi tổ hợp tải trọng ( có nhân hệ số tải trọng )
ta có mơ men lớn nhất tại mặt cắt đỉnh trụ :
TH1 : 1,75 .( Xe 3 trục + người) + 1,25.DC + 1,5.DW
MTT1 = 332928.8 (kN.m)
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 22
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
TH2 : 1,75 .( Xe 2 trục + người) + 1,25.DC + 1,5.DW
MTT2= 329000.3 (kN.m)
TH3 : 0.9.1,75 .( 2 Xe 3 trục + người) + 1,25.DC + 1,5.DW
MTT3= 337497.6 (kN.m)
Vậy giá trị mo men tính tốn lớn nhất tại mặt cắt đỉnh trụ :
MTT = 337497.6 (kN.m)
III.2.5.2. Tính và bố trí cốt thép DƯL
a) Quy đổimặt cắt hộp sang mặt cắt chữ T
Ta quy đổi mặt cắt hộp sang mặt cắt chữ T như sau:
Aps
as
M
bw
H
dp
TTH
c
hf
C¸nh chÞu nÐn
b
SVTH: PHẠM THẾ VINH
H=
5500 (mm)
hf=
541.67 (mm)
b=
6000 (mm)
bw=
1000 (mm)
Trang 23
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
Mơ men tính tốn ứng với giai đoạn thi cơng bất lợi nhất tại mặt cắt trên trụ:
Mu = 337497.6 (kN.m)
b) Tính diện tích cốt thép DƯL cần thiết
Trong giai đoạn tính tốn sơ bộ, ta chỉ tính tốn cáp dự ứng lực.
Căn cứ vào điều kiện về cường độ:
Giả thiết mặt cắt vừa đủ chịu lực => Mr = φ×Mn = Mu
A ps
Mu
Mu
337497.6 10 6
38585 . 9 mm 2
f ps J d
0 . 95 f pu 0 . 9 h 0.95 1860 0.9 5500
Trong đó :
+) Aps : Diện tích cốt thép DUL
+) fpu : Cường độ chịu kéo quy định của thép DƯL, fpu = 1860 MPa.
+) fps : ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL ở sức kháng uốn danh định tính
tốn
c
f ps f pu 1 - k
d p
( 5.7.3.1.1-1)
f
k 2 .1.04 - py
f pu
(5.7.3.1.1-2)
Chọn bó cáp gồm 19 tao 15.2mm => diện tích 1 bó là: A= 19x140 = 2660(mm2)
Số bó cáp dự ứng lực cần thiết là: n = Apsct/A = 38585.9/2660= 14.5 bó
Kết luận : - Bố trí cốt thép DƯL mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn sử dụng
+) Số bó thép DƯL bố trí là : n = 20 bó (1 bó 19 tao 15.2mm)
+) Diện tích cốt thép bố trí : Aps = 20x2660 = 53200 (mm2)
III.2.5.3.Tính duyệt mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn sử dụng
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 24
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG
a. Xác định vị trí TTH của mặt cắt
Aps
as
M
bw
dp
H
TTH
c
hf
C¸nh chÞu nÐn
b
H=
5500 (mm)
hf=
541.67 (mm)
b=
6000 (mm)
bw=
1000 (mm)
- Giả thiết TTH đi qua bầu dầm khi đó mặt cắt làm việc giống như mặt cắt chữ nhật.
=> c
Aps f pu
0.85 fc ' 1 b1 k Aps
f pu
dp
53200 1860
1860
0.85 40 0.764 6000 0.28 53200
5350
522.4mm
Ta thấy: c=522.4mm < hf = 541.67mm => Trục trung hòa qua cánh.
b. Các cơng thức tính duyệt mặt cắt
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 25
Lớp: Cầu Hầm- K48
