Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Thiết kế 1 cầu Bê tông cốt thép DƯL

Thiết kế 1 cầu Bê tông cốt thép DƯL

Tải bản đầy đủ - 0trang

Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép

DƯL



Phần 1: Nội dung thuyết minh

1. Chọn tiết diện mặt cắt dầm chủ

1.1 Bố trí chung mặt cắt ngang cầu

Tổng chiều dài toàn dầm là 28 mét, để hai đầu dầm mỗi bên 0,4

mét để kê gối. Nh vậy chiều dài nhịp tính toán của nhịp cầu là 27.2

mét.

Cầu gồm 5 dầm có mặt cắt chữ I chế tạo bằng bêtông có

fc=40MPa, bản mặt cầu có chiều dày 20cm, đợc đổ tại chỗ bằng bêtông

fc=40MPa, tạo thành mặt cắt liên hợp. Trong quá trình thi công, kết hợp với

thay đổi chiều cao đá kê gối để tạo dốc ngang thoát nớc. Lớp phủ mặt

cầu gồm có 3 lớp: lớp phòng nớc có chiều dày 0,5cm,, lớp bêtông Asphalt trên

cùng có chiều dày 7cm. Lớp phủ đợc tạo độ dốc ngang bằng cách kê cao các

gối cầu.



1/2mặt c ắt n g a n g c ầu

giũ a n hịp



1/2mặt c ắt ng a n g c ầu

t ạ i gối



2%



2400



2%



2400



2400



2400



12000



Khoảng cách giữa các dầm chủ S=2400 mm

1.2 Chọn mặt cắt ngang dầm chủ.



Sinh viên: Nguyễn Đức Sơn

Cầu Hầm-K43



Lớp

5



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép

DƯL



Dầm chủ có tiết diện hình chữ I với các kích thớc sau:

-



Chiều cao toàn dầm: 1500mm



-



Chiều dày sờn dầm: 200mm



-



ChiỊu réng bÇu dÇm: 600mm



-



ChiỊu cao bÇu dÇm: 250mm



-



ChiỊu cao vút của bụng bầu dầm: 200mm



-



Chiều rộng cánh dầm: 800mm



-



Phần gờ dỡ bản bêtông đổ trớc: 80mm (mỗi bên)



Các kích thớc khác nh hình vẽ:

600



100



100 100 80



100



66.7



200



770



1500



770



200



200



250



200



200



600



Mặt cát dầm chủ



Mặt cắt tại gối (Mở rộng s ờn dầm)



2. Chiều cao kết cấu nhịp tối thiểu (A2.5.2.6.3-1)

Yêu cầu: hmin=0,045.L



Sinh viên: Nguyễn Đức Sơn

Cầu Hầm-K43



Trong đó ta có:



Lớp

6



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép

DƯL



L: Chiều dài nhịp tính toán L=27200mm

hmin: chiều cao tối thiểu của kết cấu nhịp k cả bản mặt cầu,

hmin=1500+200=1700mm

suy ra: hmin=0,045.L=0,045.27200=1224mm< h = 1500mm => Thỏa mãn

3. Xác định chiều rộng bản cánh hữu hiệu (A.4.6.2.6)

3.1 Đối với dầm giữa

Bề rộng bản cánh hữu hiệu có thể lấy giá trị nhỏ nhất của

+ 1/4 chiều dài nhịp (=



27200

6800 mm)

4



+ 12 lần độ dày trung bình của bản cộng với số lớn nhất của bề dày

bản bụng dầm hoặc 1/2 bề rộng bản cánh trên của dầm

200

= 2800

800 / 2



=12*200+max



+ Khoảng cách trung bình giữa các dầm kề nhau (S= 2300)- Khống

chế

3.2 Đối với dầm biên

Bề rộng cánh dầm hữu hiệu có thể đợc lấy bằng 1/2 bề rộng hữu

hiệu của dầm kề trong(=2400/2=1200) cộng trị số nhỏ nhất của

+ 1/8 chiều dài nhịp hữu hiệu(=



27200

3400 )

8



+ 6 lần chiều dày trung bình của bản cộng với số lớn hơn giữa 1/2

độ dày bản bụng hoặc 1/4 bề rộng bản cánh trên của dầm chính

200 / 2

=1400

 800 / 4



=6*200+max 



+ BỊ réng phÇn hẫng( =1200) Khống chế



Sinh viên: Nguyễn Đức Sơn

Cầu Hầm-K43



Lớp

7



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép

DƯL



Kết luận: Bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu

Dầm

(bi)



giữa 2400 mm



Dầm

(be)



biên 2400 mm



Bảng 3



4. Tính toán bản mặt cầu

4.1 Phơng pháp tính toán nội lực bản mặt cầu

áp dụng phơng pháp tính toán gần đúng theo Điều 4.6.2(AASHTO98).



Mặt cầu có thể phân tích nh một dầm liên tục trên các gối đàn hồi là

các dầm chủ.

4.2 Xác định nội lực bản mặt cầu do tĩnh tải

Sơ đồ tính và vị trí tính nội lực



1/2mặt c ắt nga ng cầu

giũ a nhịp



1/2mặt c ắt ngang c ầu

t ạ i gối



2%



2400



a



b



2%



2400



c



d



2400



2400



12000



e



Theo Điều (A.4.6.2.1) : Khi áp dụng theo phơng pháp giải phải lấy mô

men dơng cực trị để đặt tải cho tất cả các vùng có mô men dơng, tơng

tự đối với mô men âm do đó ta chỉ cần xác định nội lực lớn nhất của sơ

đồ. Trong dầm liên tục nội lực lớn nhất tại gối và giữa nhịp. Do sơ đồ tính



Sinh viên: Nguyễn Đức Sơn

Cầu Hầm-K43



Lớp

8



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép

DƯL



là dầm liên tục 3 nhịp đối xứng, vị trí tính toán nội lực là: a, b, c, d, e nh

hính vẽ.

Theo Điều (A.4.6.2.1.6): Các dải phải đợc coi nh các dầm liên tục hoặc

dầm giản đơn. chiều dài nhịp phải đợc lấy bằng khoảng cách tâm đến

tâm giữa các cấu kiện đỡ. Nhằm xác định hiệu ứng lực trong các dải , các

cấu kiện đỡ phải đợc giả thiết là cứng vô hạn .

Các tải trọng bánh xe có thể đợc mô hình hoá nh tải trọng tập trung

hoặc nh tải trọng vệt mà chiều dài dọc theo nhịp sẽ là chiều dài của diện

tích tiếp xúc đợc chỉ trong điều (A.3.6.1.2.5) cộng với chiều cao của bản

mặt cầu, ở đồ án này coi các tải trọng bánh xe nh tải trọng tập trung.

Xác định nội lực do tĩnh tải

Tỷ trọng của các cấu kiện lấy theo Bảng (A.3.5.1.1) AASSHTO

Tĩnh tải tác dụng lên bản mặt cầu gồm các tĩnh tải rải đều do TTBT

của bản mặt cầu, TTBT của líp phđ, lùc tËp trung do lan can t¸c dơng lên

phần hẫng.

Đối với tĩnh tải, ta tính cho 1 mét dài bản mặt cầu

Thiết kế bản mặt cầu dày 200mm, tĩnh tải rải đều do TTBT bản mặt

cầu:

gDC(bmc)=200.1000.24.10-6= 4,8 KN/m

Thiết kế lớp phủ dày 75mm, tĩnh tải rải đều do TTBT lớp phủ:

gDW=75.1000.22,5.10-6=1,665 KN/m

Tải trọng do lan can cho phần hÉng: Thùc chÊt lùc tËp trung quy ®ỉi

cđa lan can không đặt ở mép bản mặt cầu nhng để đơn giản tính

toán và thiên về an toàn ta coi đặt ở mép. gDC(Lan can)= 4,2 KN/m



Sinh viên: Nguyễn Đức Sơn

Cầu Hầm-K43



Lớp

9



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép

DƯL



+ Để tính nội lực cho các mặt cắt a, b, c, d, e ta vẽ đờng ảnh hởng của

các mặt cắt rồi xếp tải lên đơng ảnh hởng. Do sơ đồ tính toán bản mặt

cầu là hệ siêu tĩnh bậc cao nên ta sẽ dùng chơng trình Sap2000 để vẽ

DAH và từ đó tính toán nội lực tác dụng lên bản mặt cầu.

+ Công thức xác định nội lực tính toán:

MU= (P.M



DC1



+ P M



DC2



+P M



DW



)



: Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính d, và sự quan trọng trong khai

thác xác định theo Điều 1.3.2

=iDR 0,95

Hệ số liên quan đến tính dẻo D = 0,95 (theo Điều 1.3.3)

Hệ số liên quan đến tính d R = 0,95 (theo Điều 1.3.4)

Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác i = 1,05 (theo §iỊu

1.3.5)

=>  = 1,05.0,95.0,95 = 0,95

p: Hệ số tĩnh tải (Bảng A.3.4.1-2)

Loại tải trọng



TTGH

độ1



Cờng TTGH Sử dụng



DC: Cấu kiện và các thiết bị

phụ



1,25/0,9



1



DW: Lớp phủ mặt cầu và các

tiện ích



1,5/0,65



1



4.2.1 Nôi lực mặt cắt a

Mômen tại mặt cắt a là mômen



Lớ p phủ



Bản mặt cầu

Lan

can



hẫng.

Sơ đồ tính dạng công xon chịu



700



500



phần



uốn



1200



Sinh viên: Nguyễn Đức Sơn

Cầu Hầm-K43



Lớp

10



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép

DƯL



Ma=[. p .



g DC1(bmc) .1150 .1150

2.10



6



 . p .



g D¦W .(1150  500) 2

2.10 6



 . p .g DC 2 (lcncan) .1150 .10  3 ]



Trong THGH C§1 Ma=

0,95.[



4,8 * 1150 * 1150 * .1,25 1,665 * 650 * 650 * 1,5



 4,2 * 1150 *1,25 * 10  3 ] =9.806 kNm

6

6

2.10

2.10



Trong THGH SD Ma= 0,95.[



4,8 * 1150 2 * 1 1,665 * 650 2 * 1



 4,148 *1150 * 1 * 10 3 ]

6

6

2.10

2.10



=8.356 kNm

4.2.2 Nội lực mặt cắt b



+

-



Đ ờng ảnh h ởng Mb

Để tạo ra ứng lực lớn nhất tĩnh tải, trên phần Đah dơng ta xếp tĩnh tải với

hệ số lớn hơn 1, trên phần Đah âm ta xếp tĩnh tải với hệ số nhỏ hơn 1.Cụ

thể xếp nh sau:

Bmc



Phủ



+

-



Xếp tải lên phần Đ ah d ơng



Sinh viên: Nguyễn Đức Sơn

Cầu Hầm-K43



Lớp

11



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép

DƯL



Bmc



Phủ



+

-



Xếp tải lên phần Đ ah â

m



Tính nội lực theo công thức:

MU= (P.M



DC1



+ P M



DC2



+P M



DW



)



Trên phần Đah dơng:

Với bản mặt cầu lấy hệ số p= 1,25 trong THGH CĐ1, b»ng 1 trong

THGH SD

Víi líp phđ lÊy hƯ sè p= 1,5 trong THGH CĐ1, bằng 1 trong THGH SD

Trên phần Đah âm:

Với bản mặt cầu lấy hệ số p= 0,9 trong THGH C§1, b»ng 1 trong THGH

SD

Víi líp phđ lÊy hệ sô p= 0,65 trong THGH CĐ1, bằng 1 trong THGH SD

Sau khi giải sơ đồ bằng Sap2000 kết quả mô men M b trong bảng dới

đây

Bảng 4.2.2

Mặt

cắt

b



Đah

+

-



DC1

2.72

-1.92



DW

0.98

-0.36



4.2.3 Nội lực mặt cắt Mc



Sinh viên: Nguyễn Đức Sơn

Cầu Hầm-K43



Lớp

12



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép

DƯL



+



+

-



-



Đ ờng ảnh h ởng Mc

Làm tơng tự nh trên , ta có bảng kết quả sau:

Bảng 4.2.3



Mặt

cắt

c



Đah

+

-



DC1

1.16

-3.14



DW

0.19

-1.06



4.2.4 Nội lực mặt cắt Md



+



+

-



-



Đ ờng ảnh h ởng Md

Bảng 4.2.4



Mặt

cắt

d



Đah

+

-



DC1

2.44

-1.32



DW

0.75

-0.4



4.2.5 Nội lực mặt cắt e



-



+



+

-



-



-



Đ ờng ảnh h ởng Me

Bảng 4.2.5



Mặt

cắt



Sinh viên: Nguyễn Đức Sơn

Cầu Hầm-K43



Đah



DC1



DW



Lớp

13



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép

DƯL



e



+

-



0.8

-3.24



0.29

-0.98



Bảng tổng hợp nội lực do tĩnh tải tại các mặt cắt (a, b, c, d, e) là:



TTGHSD



TTGHCĐ1



Mặt

cắt



Đah



DC1



DW



b



+



2.72



0.98



3.4



1.47

-0.234



c



d



e



DC1



DW



-



-1.92



-0.36



1.728



+



1.16



0.19



1.45



0.285



-



-3.14



-1.06



2.826



-0.689



+



2.44



0.75



3.05



1.125



-



-1.32



-0.4



1.188



-0.26



+



0.8



0.29



1



0.435



-0.98



2.916



-0.637



-



-3.24



4.3 Xác định nội do hoạt tải và ngời đi bộ

Tải trọng thiết kế dùng cho bản mặt cầu và quy tắc xếp tải

áp dụng quy định của Điều 3.6.1.3.3 (AASHTO98) :

Do nhịp của bản S=2300<4600mm phải đợc thiết kế theo các bánh xe

của trục 145KN.

Tải trọng bánh xe phải đợc giả thiết là bằng nhau trong phạm một đơn

vị trục xe và sự tăng tải trọng bánh xe do các lực ly tâm và lực hãm không

cần đa vào tính toán bản mặt cầu.

Xe tải thiết kế hoặc xe hai bánh thiết kế phải bố trí trên chiều ngang

sao cho tim của bất kỳ tải trọng



bánh xe nào cũng không gần hơn



(3.6.1.3.1) :

+ 300mm tính từ mép đá vỉa hay lan can: Khi thiết kế bản mút thừa



Sinh viên: Nguyễn Đức Sơn

Cầu Hầm-K43



Lớp

14



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép

DƯL



+ 600mm tính từ mép làn xe thiết kế: Khi thiết kế các bộ phận khác

Do cầu không có dải phân cách xe thiết

kế có thể đi vào phần bộ hành



P



Khi xếp xe lên đờng ảnh hởng sao cho



x



300



gây ra hiệu ứng lực cực hạn cả âm và dơng

Bề rộng dải tơng đơng :áp dụng Điều

4.6.2.1.3

Phần hẫng: SW = 1140 + 0,833X

SW=1140+0, 833*350=1431.55 mm

Mô men dơng M+: SW = 660 + 0,55S = 660+0,55.2300=1925 mm

Mô men âm M- : SW = 1220 + 0,25S =1220+0,25.2300=1795 mm

Trong ®ã

X = Khoảng cách từ tải trọng đến điểm gối tựa (mm), X=350 mm

S



= Khoảng cách của trục cấu kiện đỡ



SW = Bề rộng dải tơng đơng

P



= Tải trọng trục xe (N)



Tải trọng bộ hành

Theo Điều 3.6.1.5 lấy tải trọng ngời đi bộ 3x10-3 Mpa và phải tính đồng

thời cùng hoạt tải xe thiÕt kÕ.

4.3.1 Néi lùc do Truck Load

Do TruckLoad vµ TendomLoad có khoảng cách 2 trục theo chiều ngang

cầu nh nhau(1800mm) nhng TruckLoad có trục sau(145 KN) nặng hơn

TendomLoad(110 KN) nên ta chỉ tính nội lực trong bản mặt cầu do

TruckLoad.



Sinh viên: Nguyễn Đức Sơn

Cầu Hầm-K43



Lớp

15



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Thiết kế 1 cầu Bê tông cốt thép DƯL

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×