Thiết kế cầu dây văng 3

- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB pA Cầu liên hợp -
Chơng III : Phơng án sơ bộ III
Thiết kế Cầu liên tục liên hợp thép - BTCT
*
* *
I Giới thiệu chung về ph ơng án
I.1 Tiêu chuẩn thiết kế
- Quy trình thiết kế : 22TCN 272 01 Bộ Giao thông vân tải
- Tải trọng thiết kế : HL93 , đoàn Ngời bộ hành 300 Kg/m
2
I.2 sơ đồ kết cấu
I.2.1 Kết cấu phần trên
- Sơ đồ bố trí chung toàn cầu 5x33 + 95 + 120 + 95 + 3x33 m
- Kết cấu cầu không đối xứng gồm 4 nhịp dẫn phía bên trái và 2 nhịp dẫn phía bên
phải và hệ kết cấu cầu liên tục liên hợp thép - BTCT
- Dầm liên tục 3 nhịp 95 + 120 + 95 m tiết diện dầm thép có chiều cao thay đổi
+) Chiều cao dầm trên đỉnh trụ h= 4,65 m.
+) Chiều cao dầm tại giữa nhịp h= 3,15 m.
- Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật tuyến tính đảm bảo phù hợp yêu cầu chịu
lực và mỹ quan kiến trúc.
- Mặt cắt dầm chủ là dạng mặt cắt chữ I có bản cánh không đối xứng
Tên gọi các kích thớc Kí hiệu Giá trị Đơn vị
Số dầm chủ thiết kế ndc 5 cm
Khoảng cách giữa các dầm chủ d 296 cm
Chiều dài phần cánh trong ct 148 cm
Chiều dài phần cánh hẫng ch 148 cm
Chiều cao bản bụng mặt cắt gối hb 457 cm
Chiều cao bản bụng mặt cắt giữa nhịp hbg 307 cm
Chiều dày bản bụng b 3 cm
Bề rộng bản cánh trên bc 80 cm
Chiều dày bản cánh trên c 4 cm

Bề rộng bản cánh dới bd 100 cm
Chiều dày bản cánh dới d 4 cm
Chiều cao dầm chủ mặt cắt gối h 465 cm
Chiều cao dầm chủ mặt giữa nhịp hg 315 cm
- Vật liệu dùng cho kết cấu nhịp.
1- Bê tông mác M400 có:
+) f
c
= 40 (MPa).
+)
c
= 25 (kN/m
3
).
- hồ xuân nam - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41
70
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB pA Cầu liên hợp -
+) E
c
= 0,043.
c
1,5
.
'
c
f
=

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 A
str
= 98.71mm
+) Cờng độ cực hạn: f
pu
= 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).
5- Thép chế tạo dầm : sử dụng thép M270M, cấp 345 W
+) Cờng độ chịu kéo của thép : F
y
= 345 (Mpa)
+) Cờng độ chịu kéo khi uốn : F
u
= 485 (Mpa)
+) Es = 200000 (MPa).
+) Trọng lợng riêng của thép : = 78,5 (KN /m
3
)
+) Hệ số tính đổi từ bê tông sang thép :
n = 7 (khi xét mặt cắt liên hợp dài hạn n = 21)
- Nhịp dẫn : Dầm dẫn 2 bờ dùng dầm BTCT dự ứng lực giản đơn chiều dài 33 m chế
tạo định hình theo công nghệ căng sau.
+ Chiều cao 1,65 m
+ Có dầm ngang

1I.2.2 Kết cấu phần d ới
1 - Cấu tạo trụ cầu :
- Trụ cầu dùng loại trụ thân hẹp , đổ bê tông tại chỗ mác M300
- Trụ cầu chính: đợc xây dựng trên móng cọc khoan nhồi: D = 150 cm
- Trụ cầu dẫn: đợc xây dựng trên móng cọc khoan nhồi : D = 120 cm
- Phơng án móng : Móng cọc đài cao .
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 = 120 cm
II tính toán kết cấu nhịp
II.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.
- hồ xuân nam - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41
71
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB pA Cầu liên hợp -
+ Mặt cắt gối
+ Mặt cắt giữa.
- 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.
II.2 Tính toán kết cấu nhịp
- Cần kiểm toán tại 2 mặt cắt trên đỉnh trụ và mặt cắt giữa nhịp
II.2.1 Sơ bộ chọn các kích th ớc cầu chính
- Chiều dài kết cấu nhịp: đối với kết cấu nhịp liên tục chiều dài nhịp biên L
nb
= (0,7 ữ
0,8) chiều dài nhịp giữa L
ng
.

+) Trong phơng án này chọn L
ng
= 120 m.
+) Lấy : L
nb
= 95 m
- Xác định kích thớc mặt cắt ngang: Dựa vào công thức kinh nghiệm mối quan hệ, ta
chọn mắt cắt ngang nh hình vẽ
II.2.2 Tính đặc tr ng hình học của dầm chủ giai đoạn I
1 Các công thức tính đặc tr ng hình học mặt cắt giai đoạn I
- Giai đoạn I chỉ là giai đoạn mới chi có dầm thép tham gia chịu lực do đó ĐTHH
của mặt cắt giai đoạn I sẽ là ĐTHH của dầm thép với các kích thớc nh hình vẽ
a- Xác định trọng tâm mặt cắt :
- Chọn hệ trục đi qua mép bản cánh dới .
- Toạ độ trọng tâm mặt cắt tính từ mép bản cánh dới
đợc tính theo công thức
- hồ xuân nam - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41
72


I
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB pA Cầu liên hợp -
Y
O
=
Fi
yiFi

*

b- Tính các đặc trng hình học của mặt cắt
- Công thức tính diện tích mặt cắt:
-
Tính mômen quán tính của mặt cắt:
+) Công thức tính mômen quán tính của phần bản bụng:
+) Công thức tính mômen quán tính bản cánh trên :
+) Công thức tính mômen quán tính bản cánh dới :
+) Công thức tính mômen quán tính của mặt cắt:
J
t
=J
b
+ J
ct
+ J
cd
- Tính mômen tĩnh cảu mặt cắt đối với trục trung hoà :
- Tính moomen kháng uốn của mặt cắt :
2 Tính đặc tr ng hình học mặt cắt giai đoạn I
- Thay các kích thớc của mặt cắt vào các công thức ta tính đợc các đặc trng hình học
của mặt cắt dầm trong giai đoạn I (kết quả tính toán đợc lập thành bảng)
Tên gọi các đại lợng
Kí hiệu
Giá trị
MC gối MC giữa Đơn vị
Diện tích mặt cắt At 2091 1641 cm2
Mô men tĩnh của mặt cắt So 467718 246018 cm3
Vị trí TTH so với đáy mặt cắt Yo 223.681 149.919 cm
Mô men quán tính của bản bụng Jb 2.4E+07 7286538 cm4
Mô men quán tính của bản cánh trên Jct 1.8E+07 8510932 cm4

Mô men quán tính của bản cánh dới Jcd 2E+07 8752576 cm4
Mô men quán tính của mặt cắt Jt 6.2E+07 2.5E+07 cm4
Mômen kháng uốn của mặt cắt Wt 276971 163755 cm3
Mô men tĩnh của mặt cắt St 161062 91106.3 cm3
II.2.3 Tính đặc tr ng hình học của dầm chủ giai đoạn II
1 Các công thức tính đặc tr ng hình học mặt cắt giai đoạn I
- hồ xuân nam - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41
73
ddbbcct
bhbF

... ++=
2
3
2
..
12






+=
obb
b
b
b
Y
h

h
h
J


2
3
2
..
12






+=
c
occ
cc
ct
Yhb
b
J



2
3
2

..
12






+=
d
odd
dd
cd
Yb
b
J



2
)(
.
2
..
2
c
b
c
occt
Yoh

YhbS





+






=
o
t
t
Y
J
W =Ư
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB pA Cầu liên hợp -
- Giai đoạn II là giai đoạn mà dầm thép và bản BTCT đã tạo hiệu ứng liên hợp để
cùng tham gia chịu lực do đó ĐTHH giai đoạn II sẽ là ĐTHH của mặt cắt liên hợp
- Tính diện tích mặt cắt tính đổi của dầm chủ :
+) Tính đổi phần bản bê tông :
+) Tính đổi phần vút bản bê tông :
+) Diện tích mặt cắt tính đổi dầm chủ:
A
td
= A

t
+ A
c
+ A
v
- Công thức tính mômen tĩnh của tiết diện liên hợp với trục trung hoà của tiết diện
thép (trục I-I):
- Tính khoảng cách từ trọng tâm dầm thép đến trọng tâm tiết diện liên hợp:
- Tính mômen quán tính của tiết diện liên hợp với trục trung hoà của nó (trục II-II)
+)Mômen quán tính của dầm thép:
+)Mômen quán tính của phần bản bê tông :
+)Mômen quán tính của phần vút bản bê tông :
+)Mômen quán tính của dầm liên hợp :
J
td
=J
tII
+ J
ban
+ J
vut
- Tính mômen tĩnh của bản bê tông với trục trong hoà của tiết diện liên hợp.
2 Tính đặc tr ng hình học mặt cắt giai đoạn II
Mặt cắt dầm biên tại gối Mặt cắt dầm biên tại giữa nhịp
- hồ xuân nam - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41
74
cc
hbb
n
A )..(

1
21
+=
)..
2
1
.2..(
1
bvvcv
hbhb
n
A +=
{ }






++






++

+++=
vovv
v
vc
c
vcbtxI
hYhbh
h
Yohhb
h
hYohhb
n
SS .
3
2
..
2
1
.2
2
.
2
..
1
td
xI
A

S
Z =
2
.ZAJJ
ttItII
+=








+++=
2
3
)
2
(.
12
.1
c
vcb
c
b
ban
h
hZYohhb
hb

n
J








+++++=
2
3
2
3
)
3
2
.(..2
36
.
.2)
2
(.
12
.1
vovv
v
vv
vc

v
c
vut
hZYhhb
hbh
ZYohhb
hb
n
J
{ }






++






++

+++=
vovv
v
vc
c
vcban
hZYhbh
h
ZYohhb
h
hZYohhbb
n
S .
3
2
..
2
1
.2
2
.
2
.).(
1
21
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB pA Cầu liên hợp -
-
Bảng tính ĐTHH mặt cắt giai đoạn II
Tên các đặc trng hình học
của dầm

Kí
hiệu

Mặt cắt liên hợp ngắn
hạn (n=7)
Mặt cắt liên hợp dài
hạn (n=21)
Giá trị Giá trị
MC
gối MC giữa MC gối MC giữa
Đơn
vị
Bề rộng cánh hẫng b
1
148 148 148 148 cm
Bề rộng cánh trong b
2
148 148 148 148 cm
Bề rộng tính toán bản b
b
296 296 296 296 cm
Diện tích bản tính đổi Ac 845.71 845.71 281.90 281.90 cm
2
Diện tích phần vút bản Av 214.29 214.29 71.43 71.43 cm
2
Diện tích mặt cắt tính đổi Atd 3151.00 2701.00 2444.33 2444.33 cm
2
Mômen tĩnh của mc với trục I-I SxI 414345.87 263577.6 245490 148597 cm
4
KC giữa hai trục I-I và II-II Z 131.50 97.59 100.43 60.79 cm

MMQT dầm thép với trục II-II JtII 98109360 40177081 8.3E+07 3.1E+07 cm
4
MMQT bản BTCT với trục II-II Jban 15400743 7263635 7766936 1.2E+07 cm
4
MMQT vút bản với trục II-II Jvut 3594004.4 1482683 1909929 1088539 cm
4
MMQT mc liên hợp với trục II-II Jtd 117104107 48923399 9.3E+07 4.4E+07 cm
4
MM tĩnh của bản vói trục II-II Sban 139268.59 94402.41 57398.9 44467.6 cm
3
II.2.3 Tính tĩnh tải giai đoạn I
1 Chọn cấu tạo các bộ phận liên kết của cầu
a- Chọn cấu tạo hệ liên kết ngang tại gối
- hồ xuân nam - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41
75
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB pA Cầu liên hợp -
- Tại gối trong quá trình thi công sẽ phải bố trí kích để kích dầm do đó hệ liên kết
ngang tại gối phải đợc cấu tạo đảm bảo chịu lực .
- Hệ liên kết ngang tậi các mặt cắt tại gối đợc cấu tạo từ các thanh thép góc đều cánh
L 100x100x10 và thanh thép I90
- Dầm ngang I90 đợc tổ hợp từ các thép bản với kích thớc nh sau :
Tên gọi các kích thớc Kí hiệu Giá trị Đơn vị
Chiều cao bản bụng hbn 84 cm
Chiều dày bản bụng bn 2 cm
Bề rộng bản cánh bcn 40 cm
Chiều dày bản cánh cn 3 cm
Chiều cao dầm ngang hdn 90 cm
Diện tích mặt cắt dầm ngang Fdn 408 cm2
Mômen quán tính của dầm ngang Jdn 454320 cm4
Trọng lợng trên 1 m dài gn 3.2028 KN/m

Số liên kết ngang theo phơng dọc cầu nd 2
Số liên kết ngang theo phơng ngang cầu nn 4
Tổng số liên kết ngang trên toàn cầu nlkn 8 thanh
Chiều dài mỗi thanh liên kết ngang Ln 2.9 m
Trọng lợng dầm ngang Pdn 74.30 KN
Trọng lợng dầm ngang dải đều qdn
0.17
KN /m
b- Chọn cấu tạo hệ liên kết ngang tại các mặt cắt ngoài gối
- Hệ liên kết ngang tậi các mặt cắt ngoài gối đợc cấu tạo từ các thanh thép góc đều
cánh L 100x100x10
- Cấu tạo hệ liên kết ngang nh sau :
Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị
Trọng lợng thanh trên 1 m dài glkn 0.15 KN /m
Chiều dài thanh ngang Ltn 2.42 m
Số thanh ngang trên 1 mặt cắt ntn 8 thanh
Chiều dài thanh xiên Ltx 2.71 m
Số thanh xiên trên 1 mặt cắt ntx 8 thanh
Khoảng cách giữa các liên kết ngang alkn 4 m
Trọng lợng liên kết ngang dải đều qlkn
0.36
KN /m
c - Chọn cấu tạo hệ liên kết dọc cầu
- Hệ liên kết ngang tậi các mặt cắt ngoài gối đợc cấu tạo từ các thanh thép góc đều
cánh L 100x100x10
Cấu tạo hệ liên kết dọc dới nh sau :
- hồ xuân nam - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41
76
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB pA Cầu liên hợp -
Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị

Trọng lợng thanh trên 1 m dài glkd 0.15 KN /m
Chiều dài 1 thanh liên kết dọc Llkd 4.86 m
Số thanh liên kết dọc trên 1 khoang nlkd 8 thanh
Chiều dài khoang liên kết dọc Lkh 4 m
Trọng lợng liên kết dọc dải đều qlkd
0.29
KN /m
d- Chọn cấu tạo sờn tăng cờng đứng cho các dầm chủ
- Hệ sờn tăng cờng cho các dầm chủ đợc cấu tạo từ các thanh thép bản có chiều dày 3
cm
- Cấu tạo hệ sờn tăng cờng đứng cho dầm chủ nh sau :
Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị
Chiều cao sờn tăng cờng tại gối hsg 457 cm
Chiều cao sờn tăng cờng tại giữa nhịp hsg 307 cm
Chiều cao trung bình sờn tăng cờng hs 382 cm
Chiều dày sờn tăng cờng s 23 cm
Bề rộng sờn tăng cờng bs 3 cm
Trọng lợng thanh sờn tăng cờng gs 2.7 KN
Khoảng cách giữa các sờn tăng cờng as 2 m
Trọng lợng sờn tăng cờng dải đều qs
2.7
KN /m
2 Tổng hợp tĩnh tải giai đoạn I
- Trọng lợng của dầm chủ.
648,1450,78.10).16412091.(5,0.
4
=+==

TTdc
Fq

(KN/m)
- Trọng lợng neo liên kết : q
neo
=0,1 (KN/m)
- Trọng lợng bản bê tông :
75,182,0.15,0
2
1
.215,0.8,0
5
2,0.15
.25 =






++=
b
q
KN/m
- Trọng lợng gờ chắn bánh : Gờ chắn bánh đợc đổ cùng với bản mặt cầu do đó thuộc
tĩnh tải giai đoạn I.
56,05/25,0.
2
2,025,0
.25.2 =

+
=
g
q
KN /m
- Trọng lợng mối nối dầm : q
mn
=0,1 (K N /m)
- Bảng tổng hợp tĩnh tải giai đoạn I (Tính cho 1 m dài 1 dầm chủ)
Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị
Trọng lợng dầm chủ qdc 14.65 KN / m
Trọng lợng dầm ngang qdn 0.16 KN / m
Trọng lợng liên kết ngang qlkn 0.36 KN / m
Trọng lợng sờn tăng cờng qs 2.7 KN / m
- hồ xuân nam - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41
77
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB pA Cầu liên hợp -
Trọng lợng liên kết dọc qlkd 0.29 KN / m
Trọng lợng bản bê tông cốt thép qb 18.55 KN / m
Trọng lợng gờ chắn bánh qg 0.56 KN / m
Trọng lợng chân lan can glc 2.00 KN / m
Trọng lợng mối nối dầm qmn 0.1 KN / m
Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn I DCtc
38.98
KN / m

Tĩnh tải tính toán giai đoạn I DCtt
48.72
KN / m
II.2.4 Tính tĩnh tải giai đoạn II
1 Tĩnh tải giai đoạn II
- Tĩnh tải giai đoạn II gồm có các bộ phận sau :
+) Trọng lợng lan can tay vịn
+) Trọng lợng lớp phủ mặt cầu
+) Trọng lợng phần lề Ngời đi bộ
DW
II
TC
= (DW
gc
+ DW
lc+tv
+ DW
ng
)
- Tính trọng lợng lớp phủ mặt cầu
Tên gọi các đại lợng
Dày
h (cm)
DW
tc
Đơn vị
Lớp bê tông Atphan 5 1.15 KN /m2
Lớp bê tông bảo vệ 3 0.69 KN /m2
Lớp chống thấm 3 0.69 KN /m2
Lớp bê tông mui luyện dày 1.03 0.24 KN /m2

Chiều dày lớp phủ mặt cầu hmc 120. 3 cm
Trọng lợng lớp phủ mặt cầu DW
mc
TC
2.77 KN /m2
Trọng lợng dải đều lớp phủ mặt cầu tính cho toàn cầu
DW
mc
tc
= 2,77.10,5= 29,05 KN /m
- Tính trọng lợng của lan can + tay vịn +gờ chắn bánh + lề Ngời đi bộ
Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị
1- Tính trọng lợng cột lan can và tay vịn
Trọng lợng 1 cột lan can Pclc 0.276 KN
Khoảng cách bố trí cột lan can aclc 2 m
Trọng lợng dải đều của cột lan can Pclc 0.138 KN /m
Trọng lợng dải đều phần tay vịn Ptv 0.7 KN /m
Trọng lợng dải đều lan can và tay vịn Plv
1.68
KN /m
2 - Tính trọng lợng lề ngời đi bộ
Bề rộng lề ngời đi bộ ble 1.5 cm
Chiều dày trung bình lề ngời đi bộ hle 10 cm
Trọng lợng lề ngời đi bộ DW
NG
6.9
KN /m
2 Tổng hợp tĩnh tải tải giai đoạn II
+) Tính tải giai đoạn II tiêu chuẩn
- hồ xuân nam - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41

78
1,0
3
2,06,0
.
..
4300
075,0




















+=
s

g
tL
K
L
SS
g






+=
2
..
gg
eA
J
I
nK
2800
77,0
e
d
e +=
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB pA Cầu liên hợp -
DW
II
TC
=

53,7
4
9,668,105,29ƯƯƯ
=
++
=
++
+
dc
TVLCNGMC
n
WDWDWD
KN /m
+) Tĩnh tải giai đoạn II tính toán
DW
II
tt
= . DW
II
TC
= 1,5.7,53 = 11,29 KN /m
II.2.5 Tính hệ số phân bố ngang
1- Tính hệ số phân bố mômen
a - Công thức tính toán hệ số phân bố mô men
- Công thức hệ số phân bố cho dầm giữa
Với :
- Điều kiện áp dụng công thức :
+) 1100

S

4900 (mm)
+) 110

t
s


300 (mm)
+) 600

L

73000 (mm)
+) 4

n
dc
(dầm)
Trong đó :
+) L : Chiều dài nhịp , L = 120000 (mm)
+) S : Khoảng cách giữa các dầm chủ, S = 2960 (mm)
+) n =
714,5
350
2000
==
D
B
E

E
: tỷ số giữa mô đun đàn hồi của dầm với mô đun đàn
hồi của bản.
+) k
g
: Tham số độ cứng dọc.
+) I : Mômen quán tính của dầm không liên hợp.
+) J : Mô men quán tính chống xoắn của dầm không liên hợp.
+) t
s
: Chiều dày bản bê tông mặt cầu.
+) e
g
: Khoảng cách giữa trọng tâm dầm chủ và trọng tâm của bản bê tông .
+) A : Diện tích mặt cắt ngang của dầm (có liên hợp)
- Công thức tính hệ số phân bố mô men cho dầm biên
g
db
= e . g
dg
Với :
Trong đó :
- hồ xuân nam - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41
79
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB pA Cầu liên hợp -
+) d
e
: Chiều dài hẫng của phần đờng xe chạy , d
e
= 1060 mm

+) g
db
: Hệ số phân bố ngang mô men cho dầm biên.
+) g
dg
: Hệ số phân bố ngang mô men cho dầm giữa.
b - Bảng tính hệ số phân bố mô men cho đầm chủ.
Tên gọi các đại lợng
Kí
hiệu
Giá trị
MC gối MC giữa Đơn vị
Chiều dài tính toán nhịp L 120000 120000 m
Số dầm chủ thiết kế ndc 5 5 dầm
Mômen quán tính của dầm (không liên hợp) I 6.195E+11 2.455E+11 mm4
Mômen quán tính chống xoắn của dầm J 6.195E+11 2.455E+11 mm4
Tỉ số I/J I/J 1 1
Diện tích mặt cắt ngang dầm A 315100 270100 mm2
Tỉ số EB/ED n 5.714 5.714
Kc giữa trọng tâm dầm chủ và trọng tâm bản e
g
2575 1825 mm
Tham số độ cứng dọc k
g
1.194E+13 5.141E+12
Chiều dày bản bê tông mặt cầu t
s
200 200 mm
KC giữa các dầm chủ S 2960 2960 cm
Chiều dài phần hẫng của đờng xe chạy d

e
1065 1065 mm
Hệ số phân bố ngang mômen cho dầm giữa g
dg
0.565 0.526
Hệ số tính đổi từ dầm giữa sang dầm biên e 1.150 1.150
Hệ số phân bố ngang mômen cho dầm biên g
db
0.650 0.605
II.2.6 Tính duyệt mặt cắt đỉnh trụ
1- Vẽ ĐAH mômen mặt cắt đỉnh trụ
- Diện tích ĐAH mômen mặt cắt đỉnh trụ
+) Diện tích ĐAH dơng : S
+
= 222.987
+) Diện tích ĐAH âm : S-

= -1526.776
+) Tổng diện tích ĐAH : S

= - 1303.789
2- Tính nội lực mặt cắt đỉnh trụ
a - Tính giá trị mômen do tĩnh tải
- Tĩnh tải giai đoạn I tính toán : DC
TT

= 48,72 (KN /m)
- Tĩnh tải giai đoạn II tính toán : DW
TT
= 11,29 (KN /m)

- Nội lực do tĩnh tải giai đoạn I : M
TT
I
= 48,72. (-1303,789) = -63521 KN.m
- Nội lực do tĩnh tải giai đoạn I : M
TT
II
= 11,29. (-1303,789) = - 14718 KN.m
- hồ xuân nam - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41
80
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB pA Cầu liên hợp -
b - Tính giá trị mômen do hoạt tải (xếp tải trên cả 3 làn)
- 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 :
M
TT
=
i
.g. q.

S
-

+) Tải trọng làn dải đều : q
lan
= 9,3 KN /m
+) Tải trọng Ngời : q
NG
= 4,5 KN /m
+) Nội lực do tải trọng làn :

M
lan
TT
= 1,75 . 0,650. 9,3 . (-1526,776 )= - 16606 KN.m
+) Nội lực do tải trọng Ngời :
M
Ng
TT
= 1,75 . 0,650. 4,5 . (-1526,776)= - 7880 KN.m
- 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 2 Xe 1
P (KN) 145 145 35 P (KN) 145 145 35
Y -12.007 -12.340 12.572 Y -11.697 -11.087 -10.417
+) Nội lực do 2 xe tải thiết kế :
M
XT
TT
=

IMmgYP
ii
.....

= - 8236,1 KN.m
- Tổng nội lực do hoạt tải : Hiệu ứng do hoạt tải đợc tính nh sau
M
HT

TT
= 90% M
XT
TT
+ 90% M
lan
TT
+ M
TT
NG
= 0,9. (-8236,1) + 0,9 . (-16606 ) + (-7880) = - 30233 KN.m
- Bảng tính toán nội lực tại mặt cắt đỉnh trụ:
Tên các nội lực Kí hiệu Giá trịĐơn vị
Nội lực do tĩnh tải giai đoạn I Mtt1
-63521
KN.m
Nội lực do tĩnh tải giai đoạn II Mtt2
-14718
KN.m
Nội lực do tải trọng làn Mlan -16476 KN.m
Nội lực do đoàn Ngời Mng -7820.7 KN.m
Nội lực do 2 xe tải thiết kế M2XT -8174.1 KN.m
Tổ hợp : 90% 2 Xe tải + 90% Làn + Ngời Mht
-30005
KN.m
Nội lực tính toán tổng hợp Mu
108244
KN.m
3- Vẽ ĐAH lực cắt mặt cắt đỉnh trụ
- hồ xuân nam - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41

81
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB pA Cầu liên hợp -
- Diện tích ĐAH lực cắt mặt cắt đỉnh trụ
+) Diện tích ĐAH dơng : S
+
= 7.325
+) Diện tích ĐAH âm : S-

= -66.883
+) Tổng diện tích ĐAH : S

= - 59.558
4- Tính lực cắt mặt cắt đỉnh trụ
a - Tính giá trị lực cắt do tĩnh tải
- Tĩnh tải giai đoạn I tính toán : DC
TT

= 48,72 (KN /m)
- Tĩnh tải giai đoạn II tính toán : DW
TT
= 11,29 (KN /m)
- Nội lực do tĩnh tải giai đoạn I : V
TT
I
= 48,72. (-59,558) = -2901,7 KN
- Nội lực do tĩnh tải giai đoạn I : V
TT
II
= 11,29. (-59,558) = - 672,4 KN
b - Tính giá trị lực cắt do hoạt tải (xếp tải trên cả 3 làn)

- 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 :
V
TT
=
i
.g. q.

S
-

+) Tải trọng làn dải đều : q
lan
= 9,3 KN /m
+) Tải trọng Ngời : q
NG
= 4,5 KN /m
+) Nội lực do tải trọng làn :
V
lan
TT
= 1,75 . 0,650. 9,3 . (-66,883)= - 721,2 KN
+) Nội lực do tải trọng Ngời :
V
Ng
TT
= 1,75 . 0,650. 4,5 . (-66,883)= - 342,4 KN
- 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 2 Xe 1
P (KN) 145 145 35 P (KN) 145 145 35
Y -1 -0.975 -0.95 Y -0.792 -0.754 -0.714
+) Nội lực do 2 xe tải thiết kế :
V
XT
TT
=

IMmgYP
ii
.....

= - 6874 KN
- hồ xuân nam - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41
82
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB pA Cầu liên hợp -
- Tổng lực cắt do hoạt tải : Hiệu ứng do hoạt tải đợc tính nh sau
V
HT
TT
= 90% V
XT
TT
+ 90% V
lan
TT
+ V
TT

NG
= 0,9. (-687,4) + 0,9 . (-748,6 ) + (-342,4 ) = - 1634,8 KN
- Bảng tính toán lực cắt tại mặt cắt đỉnh trụ:
Tên các nội lực Kí hiệu Giá trịĐơn vị
Nội lực do tĩnh tải giai đoạn I Vtt1
-2901.7
KN
Nội lực do tĩnh tải giai đoạn II Vtt2
-672.4
KN
Nội lực do tải trọng làn Vlan -721.2 KN
Nội lực do đoàn Ngời Vng -342.4 KN
Nội lực do 2 xe tải thiết kế V2XT -687.4 KN
Tổ hợp : 90% 2 Xe tải + 90% Làn + Ngời Vht
-1634.8
KN
Nội lực tính toán tổng hợp Vu
6960
KN
5.Xác định sức kháng uốn âm của mặt cắt đỉnh trụ:
Lấy giá trị nhỏ nhất trong hai giá trị sau:
M
n
=M
p
Trong đó:
Qp=3 (Mặt cắt đối xứng)

yc
wf

f
n
F
E
t
Dcp
t
b
Q .
.2
.
.2
45,4
2








=
Xác định trục trung hoà dẻo:
Các lực dẻo:
Bản biên chịu kéo:
P
t
= F
y

b
t
t
t
= 345x800x40 = 1,38x10
7
N
Vách đứng
P
w
= F
y
Dt
w
= 345x30x4570 = 4,73x10
7
N.
Bản biên chịu nén:
P
c
= F
y
b
c
t
c
= 345x800x40 = 1,104x10
7
N
Bản bê tông:

P
s
=0.85f
c
b
s
t
s
= 0,85x40x(2960x20+15x(800+150)) = 2,054365x10
7
N.
Ta thấy:

SCWt
PPPP >++
Ư

Nh vậy: Vị trí trục trung hoà dẻo ở bản bụng
- hồ xuân nam - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41
83
Mp
Qp
QnQ
My
Mp
M
p
n

=
'
7,0
7,0
11
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB pA Cầu liên hợp -

Y
= t
fb
.(P
w
+ P
t
P
S
+P
C

)/(2P
c
) = 1426 mm
D
cp
=
Y
=1426 mm
Thay vào ta có: Qn=2,65
5.1.Xác định mô men dẻo: M
P
Đợc lấy bằng tổng mô men của các lực dẻo đối với trục trung hoà dẻo:
( )






++++++++= )
2
()
2
.()
2
.()(.
.2
Ư
22
ytD

t
Pyt
D
Py
t
PytY
t
Pc
M
ft
fb
tftW
S
SC
C
P
Thay số vào ta có: M
P
=132740,17 KN.m
5.2.Xác định mô men chảy:M
Y
*Trờng hợp cót thép bản và mép trên bản chịu kéo xuất hiện giới hạn chảy:
-ứng suất cánh chịu kéo:
-ứng suất mép dới cánh chịu nén :
Mô men chảy của tiết diện:
*Trờng hợp bản bê tông đạt giới hạn chảy,mép dới của bản cánh chịu kéo bắt đầu
xuất hiện giới hạn chảy
-ứng suất mép trên cánh chịu kéo:
-ứng suất mép trên cánh chịu nén:
-ứng suất mép dới cánh chịu nén:

Mô men chảy của tiết diện:
- hồ xuân nam - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41
84
MPa
yH
y
Ff
th
yt
345
)(
0
0
=

=
MPa
y
ty
ff
t
tt
06,339
0
0
1
=

=
MPa

yH
tyH
Ff
th
cth
yc
06,339
)(
0
0
=


=
MPa
y
ty
Ff
t
yt
06,339
0
0
=

=
MPa
y
yH
Ff

th
yc
345
0
0
=

=
MPa
yH
tyH
ff
th
cth
ct
06,339
)(
0
0
1
=


=
KNmtyA
ff
tyft
tyHtftyHA
fF
ZAfM

cc
ct
ttw
tthwtttht
ty
sssy
136324).5,0.(.
2
).(..
6
1
).(.
6
1
).5,0.(
2
..
0
1
2
01
2
000
=
+
++
++
+
+=
KNmtyA

fF
yHft
tyHtftyHA
ff
ZAfM
cc
cy
thcw
tthwtttht
tlt
sssy
137080).5,0.(.
2
).(..
6
1
).(.
6
1
).5,0.(
2
..
0
2
0
2
0100
=
+
++

++
+
+=