Thiết kế cầu dây văng 7

- Đồ án tốt nghiệp - - Thiết kế kỹ thuật
-
Chơng VII
Tính toán và kiểm duyệt dây văng
*
* *
I Đặc điểm cấu tạo của hệ dây văng
I.1 Sơ đồ phân bố dây văng.
I.2 Các tính chất của thép làm dây văng.
- Sử dụng loại cáp CĐC loại bó xoắn 7 sợi của hãng VSL có các chỉ tiêu nh sau :
+) Đờng kính danh định : 15,2 mm
+) Diện tích mặt cắt danh định : 140 mm
2
+) Giới hạn chảy : f
py
= 1670 Mpa
+) Giới hạn bền : f
pu
= 1860 Mpa
- Mô đun đàn hồi : E
PS
= 197000 Mpa
II Tính toán nội lực trong dây văng.
II.1 Tính nội lực dây văng trong giai đoạn thi công
II.1.1 Nguyên tắc tính nội lực dây văng trong giai đoạn thi công .
- Nội lực trong dây văng 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 .
- Các giai đoạn thi công bao gồm :
Sơ đồ 1 Giai đoạn đúc hẫng đối xứng và căng chỉnh dây văng.
- Sơ đồ : Bao gồm các bớc 1 33 (theo trình tự thi công)
- Tải trọng :

+) Trọng lợng bản thân các đốt dầm ( tĩnh tải giai đoạn I ) ,
DC
TT
= 154,57 KN/m
+) Tải trọng thi công tính toán : q
TC
=1,5. 0,24 . 16/2 = 2,88 KN/m.
+) Trọng lợng 2 xe đúc : P
XD
= 600 KN.
- hồ xuân nam - -Lớp Cầu Đờng Bộ A K41-
156
9
10
11
7
5
4
3
2
1
8
6
1'
12
3
4
5
6
7

8
9
10
11
1'
2'
3'
4'
5'
6'
10'
11'
7'
8'
9'
HL
2'
3'
4'
5'
6'
7'
8'
9'
10'
11'
- Đồ án tốt nghiệp - - Thiết kế kỹ thuật
-
+) Lực căng trong dây văng.

Pxđ = 600 KN
DCtt+qtc =157,45 KN/m
Sơ đồ đúc hẫng kết cấu nhịp
DCtt+qtc =157,45 KN/m
Pxđ = 600 KN

Sơ đồ 2 Giai đoạn hợp long đốt giữa nhịp.
- Sơ đồ :

1/2 đốt HL
DCtt+qtc =157,45 KN/m DCtt+qtc =157,45 KN/m
Pxđ = 600 KN
- Tải trọng :
+) Trọng lợng bản thân các đốt dầm , DC
TT
= 154,57 KN/m
+) Tải trọng thi công tính toán : q
TC
=1,5. 0,24 . 16/2 = 2,88 KN/m.
+) Trọng lợng 1/2 đốt hợp long : P
HL
= 154,57 KN/m
+) Trọng lợng 1 xe đúc : P
XD
= 600 KN.
+) Lực căng trong dây văng.
II.1.2 Bảng tổng hợp nội lực dây văng giai đoạn thi công .
- Nội lực dầm chủ trong giai đoạn thi công đợc lấy với giá trị lớn nhất trong tất cả
các bớc thi công kết cấu nhịp cầu .
- Bảng tổng hợp nội lực dầm chủ lớn nhất trong giai đoạn thi công.

- hồ xuân nam - -Lớp Cầu Đờng Bộ A K41-
157
- Đồ án tốt nghiệp - - Thiết kế kỹ thuật
-
Tên
dây
ĐH HL GD thi công
Ndv tt Ndv tt Ndv tc Ndv tt
1 1925.1 1627.1 1540.1 1925.1
2 1988.4 1754.7 1590.7 1988.4
3 1709.5 1564.5 1367.6 1709.5
4 1433.9 1344.4 1147.1 1433.9
5 2665.7 2648.7 2132.6 2665.7
6 2562.9 2622.0 2097.6 2622.0
7 2487.7 2668.1 2134.5 2668.1
8 2433.7 2745.0 2196.0 2745.0
9 2324.0 2784.0 2227.2 2784.0
10 2121.8 2907.8 2326.2 2907.8
11 2523.8 3492.9 2794.3 3492.9
Tên
dây
ĐH HL GD thi công
Ndv tt Ndv tt Ndv tc Ndv tt
1' 2169.1 2434.8 1947.8 2434.8
2' 1379.0 1565.2 1252.2 1565.2
3' 979.1 1068.2 854.6 1068.2
4' 2218.1 2259.0 1807.2 2259.0
5' 2286.6 2314.0 1851.2 2314.0
6' 2373.9 2431.3 1945.0 2431.3
7' 2445.8 2588.8 2071.0 2588.8

8' 2486.5 2739.1 2191.3 2739.1
9' 2488.2 2875.8 2300.6 2875.8
10' 2452.8 2987.3 2389.8 2987.3
11' 2960.5 3638.4 2910.7 3638.4
II.2 Tính nội lực dây văng giai đoạn khai thác
II.2.1 Nguyên tắc tính nội lực dây văng trong 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 và gối đàn hồi (là các dây văng).
- Nội lực dây văng trong giai đoạn khai thác đợc lấy theo nguyên lý cộng tác dụng
giá trị nội lực của dây văng trong 3 sơ đồ 3-4-5
Sơ đồ 3 Sơ đồ dỡ tải trọng thi công và xe đúc
- Sơ đồ :
600 KN
Sơ đồ dỡ tải trọng thi công
qtc =1,92 KN/m qtc =1,92 KN/m
- Tải trọng :
+) Hiệu ứng dỡ tải trọng thi công : q
TC
=1. 0,24 . 16/2 = 1,92 KN/m.
+) Hiệu ứng dỡ xe đúc : P
XD
= 600 KN .
Sơ đồ 4 Sơ đồ cầu dây văng chịu tĩnh tải giai đoạn II
- Sơ đồ :
- hồ xuân nam - -Lớp Cầu Đờng Bộ A K41-
158
- Đồ án tốt nghiệp - - Thiết kế kỹ thuật
-
DWtt = 36,24 KN/m
Sơ đồ cầu chịu tĩnh tải giai đoạn 2

DWtt = 36,24 KN/m
- Tải trọng :
+) Trọng lợng lớp phủ mặt cầu ( tĩnh tải giai đoạn II ) , DW
TT
=36,24 KN/m
Sơ đồ 5 Sơ đồ cầu dây văng chịu hoạt tải
- Sơ đồ :
- Tải trọng :
+) Hoạt tải thiết kế : HL 93 và tải trọng Ngời (300 Kg/m
2
).
+) Nội lực do hoạt tải thiết kế đợc lấy giá trị lớn nhất trong 2 tổ hợp :
1 Tổ hợp 1 : Xe tải + Làn + Ngời
2 Tổ hợp 1 : Xe 2 trục + Làn + Ngời
II.2.2 Tính nội lực dây văng do hoạt tải
- Nội lực trong dây văng do hoạt tải đợc xác định bằng cách xếp xe trực tiếp trên
phần mềm SAP2000.
- Công thức tính nội lực do hoạt tải :
+) Nội lực tiêu chuẩn

=
ii
i
tc
yPmgN ....
+) Nội lực tính toán
tc
i
i
tt

SIMN ..

=
Trong đó :
+) N
i
TC
: Nội lực tiêu chuẩn trong dây văng thứ i.
+) N
i
TT
: Nội lực tính toán trong dây văng thứ i.
+) m : Hệ số làn , với cầu 3 làn m =0,85.
+) IM : Hệ số xung kích , IM = 1,25.
+) : Hệ số vợt tải , = 1,75
+) g : Hệ số phân bố ngang của hoạt tải
- hồ xuân nam - -Lớp Cầu Đờng Bộ A K41-
159
- Đồ án tốt nghiệp - - Thiết kế kỹ thuật
-
1 - Hệ số phân bố ngang của Xe tải : g
XT
= 1,569
2 - Hệ số phân bố ngang của Xe 2 trục : g
2T
= 1,569
3 - Hệ số phân bố ngang của Làn : g
L
= 2,352
4 - Hệ số phân bố ngang của Ngời : g

NG
= 0,856
- Nội lực trong dầm chủ do hoạt tải đợc lấy giá trị lớn nhất trong 2 tổ hợp tải trọng
+) Tổ hợp 1 : Xe tải + Làn + Ngời
+) Tổ hợp 2 : Xe 2 trục + Làn + Ngời
II.2.3 Kết quả tính nội lực dây văng giai đoạn khai thác
A Nội lực trong dây văng nhịp biên
Tên
dây
tĩnh tải do hoạt tải Tĩnh tải + hoạt tải
N tc N tt
Ntc
max
N tc
min
N tt
max
N tt
min
Ntc
max
N tc
min
N tt
max
N tt
min
1 261.0 261.0 165.8 -76.9 517.5 -242.2 426.8 184.1 778.5 18.9
2 275.0 275.0 247.8 -73.1 776.5 -231.9 522.8 201.9 1051.5 43.1
3 360.5 360.5 281.9 -60.3 886.1 -192.8 642.4 300.2 1246.6 167.8

4 543.0 543.0 341.3 5.2 1073.9 71.6 884.3 548.2 1616.9 614.6
5 418.0 418.0 320.9 -24.7 1007.8 -79.0 738.9 393.3 1425.8 338.9
6 489.5 489.5 292.0 -2.6 919.0 -8.3 781.5 486.9 1408.5 481.2
7 684.2 684.2 320.8 -15.2 1015.4 -48.1 1005.0 669.0 1699.6 636.2
8 574.2 574.2 299.9 -42.1 957.1 -133.4 874.1 532.1 1531.3 440.8
9 639.8 639.8 345.9 -105.1 1104.2 -332.8 985.7 534.7 1744.0 307.0
10 908.2 908.2 581.5 -295.0 1854.2 -936.4 1489.7 613.2 2762.4 -28.2
11 -196.9 -196.9 730.1 -477.4 2328.1 -1514.8 533.3 -674.3 2131.3 -1711.6
B Nội lực trong dây văng nhịp giữa
Tên
dây
tĩnh tải do hoạt tải Tĩnh tải + hoạt tải
N tc N tt
Ntc
max
N tc
min
N tt
max
N tt
min
Ntc
max
N tc
min
N tt
max
N tt
min
1' 301.5 301.5 158.6 -66.4 494.2 -208.2 460.1 235.1 795.7 93.3

2' 321.9 321.9 233.6 -58.3 731.0 -184.1 555.5 263.6 1052.9 137.8
3' 387.4 387.4 264.4 -40.8 829.9 -129.6 651.8 346.6 1217.3 257.8
4' 543.1 543.1 326.6 -31.0 1027.5 -99.0 869.7 512.1 1570.6 444.1
5' 396.3 396.3 325.9 -16.1 1026.7 -51.3 722.2 380.2 1423.0 344.9
6' 427.4 427.4 320.7 -6.8 1011.5 -21.6 748.1 420.6 1438.9 405.8
7' 496.0 496.0 374.9 -20.5 1185.4 -64.7 870.9 475.5 1681.4 431.4
8' 155.7 309.1 373.6 -39.0 1184.4 -123.3 529.3 116.7 1493.5 185.8
9' 144.7 303.6 369.5 -63.5 1174.2 -201.2 514.2 81.2 1477.8 102.3
10' 262.8 485.0 372.1 -95.7 1183.6 -304.4 634.9 167.1 1668.6 180.5
11' 507.2 845.8 370.3 -136.3 1180.1 -435.3 877.5 370.9 2025.9 410.5
- hồ xuân nam - -Lớp Cầu Đờng Bộ A K41-
160