Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
PHỤ LỤC 2: KIỂM TOÁN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM

PHỤ LỤC 2: KIỂM TOÁN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM

Tải bản đầy đủ - 0trang

Trường Đại Học GTVT Cơ Sở 2

Bộ mơn Cơng Trình GTCC &Môi Trường



GVHD: Th.s Trần Quang Vượng



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Lớp: Cơng trình GTCC – K52



Trang 40



SVTH: Trần Lý Hùng



Trường Đại Học GTVT Cơ Sở 2

Bộ mơn Cơng Trình GTCC &Mơi Trường



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Lớp: Cơng trình GTCC – K52



1.2. Xác định lưu lượng xe chạy tính tốn

Lưu lượng xe chạy ở cuối năm khai thác: 2738 (xcqd/ngđ)

Bảng 2.2: Số lượng từng loại xe ở năm tương lai

Thành

phần xe

(%)



Số xcqđ

của từng

loại xe



Hệ số

quy đổi



Số xe từng

loại trong

năm tương

lai (xe)



1.Xe đạp, xích lơ



0.07



1.9



0.2



9.5



2.Xe máy, xích lơ máy



1.92



52.6



0.3



175



3.Xe lam



2.16



59.1



0.67



88



4.Xe con



23.58



645.6



1



646



5.Xe khách 4.5T



23.03



630.6



2



315



6.Xe khách 9.5T



18.03



493.7



2.5



198



7.Xe tải 4 bánh 5.6T



24.97



683.7



2



342



8.Xe tải 6 bánh 6.9T



4.44



121.6



2



61



9.Xe tải 3 trục (2x9.4T)



1.39



38.05



2.5



15



10.Xe tải > 3 trục (3x10T)



0.42



11.5



2.5



5



Loại xe



Bảng 2.3: Dự báo thành phần xe ở cuối năm thời hạn thiết kế



Loại xe



Trọng lượng

trục Pi (kN)



Số Số bánh của Khoảng cách

trục mỗi cụm bánh giữa các trục

sau

ở trục sau

sau (m)



Lượng xe 2

chiều ni

(xe/ngày đêm)



Trục

trước



Trục

sau



Xe khách (4.5T)



26.4



45.0



1



Cụm bánh đôi



-



315



Xe khách (9.5T)



56.0



95.0



1



Cụm bánh đôi



-



198



Xe tải (5.6T)



18.0



56.0



1



Cụm bánh đôi



-



342



Xe tải (6.9T)



25.8



69.0



1



Cụm bánh đôi



-



61



Xe tải (2x9.4T)



45.2



94.0



2



Cụm bánh đôi



1.4



15



-



5



Xe tải (3x10T) 48.2 100.0 3 Cụm bánh đơi

1.3. Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100kN

Việc quy đổi được thực hiện theo 22TCN 211-06.

Công thức:



GVHD: Th.s Trần Quang Vượng



Trang 41



SVTH: Trần Lý Hùng



Trường Đại Học GTVT Cơ Sở 2

Bộ mơn Cơng Trình GTCC &Mơi Trường



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Lớp: Cơng trình GTCC – K52

4.4



�P �

Ntk =�C1 �C2 �ni �� i �

i=1

100 �



k



Trong đó:

C1 = 1 + 1.2 �(m -1).

C2 = 6.4 cho các trục trước và trục sau loại mỗi cụm bánh chỉ có một bánh.

C2 = 1.0 cho các trục sau loại mỗi cụm bánh có hai bánh (cụm bánh đơi).

Bảng 2.3 Số trục xe quy đổi về số trục tiêu chuẩn 100 kN:

Loại xe



Pi(kN)



C1



C2



ni



Pi

C1.C2.ni.( 100



)4,4

Xe khách



Trục trước



26.4



1



6.4



315



6



(4.5T)



Trục sau



45



1



1



315



9



Xe khách



Trục trước



56



1



6.4



198



99



(9.5T)



Trục sau



95



1



1



198



158



Xe tải

(5.6T)



Trục trước



18



1



6.4



342



-



Trục sau



56



1



1



342



27



Xe tải

(6.9T)



Trục trước



26



1



6.4



61



1



Trục sau



69



1



1



61



12



Trục trước



45



1



6.4



15



3



Trục sau



94



2.2



1



15



25



Xe tải



Trục trước



48



1



6.4



5



1



(3x10T)



Trục sau



100



3.4



1



5



17



Ntk



358



Xe tải

(2x9.4T)



1.4. Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế tính tốn trên 1 làn

Tính số trục xe tính tốn tiêu chuẩn trên 1 làn xe Ntt:

Ntt= Ntk �fL

Vì tuyến thiết kế có 2 làn xe và khơng có dải phân cách nên theo 22 TCN 211-06

thì:

fL= 0.55  Ntt= 358 �0.55= 197(trục/làn.ngđ)

GVHD: Th.s Trần Quang Vượng



Trang 42



SVTH: Trần Lý Hùng



Trường Đại Học GTVT Cơ Sở 2

Bộ mơn Cơng Trình GTCC &Mơi Trường



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Lớp: Cơng trình GTCC – K52



Tính số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trong thời hạn tính tốn 15 năm:



o







o







o







(1+q)t -1�

(1+ 0.1)15 -1�







��365 �197

Ne =

�365�N tt

t-1

15-1

q�(1+q)

= 0.1�(1+ 0.1)

=6.02x105 (trục/làn.ngày đêm)

2. Xác định module đàn hồi yêu cầu

Với Ntt =197 trục /làn.ngày đêm � loại tầng mặt lựa chọn là cấp cao A1, ta tra

bảng 3-4 trang 30 TCN 211-06 được:

Eyc = 159.6MPa>130 MPa (trị số tối thiểu của môđun đàn hồi yêu cầu quy định

trong bảng 3-5, điều 3.4.3 TCN 211-06) � chọn Eyc = 159.6MPa.

3. Chọn sơ bộ kết cấu áo đường

Kết cấu áo đường

Tầng mặt

Lớp trên: bê tông nhựa chặt hạt mịn rải nóng dày 6cm.

Lớp nhựa dính bám: RC-70 (0,5l/m2).

Lớp dưới: bê tông nhựa chặt hạt trung rải nóng dày 8cm.

Tầng móng

Lớp nhựa thấm bám: MC 70 (1l/m2).

Lớp móng trên cấp phối đá dăm nghiền loại I dày 24 cm (22 TCN 334-06), cỡ hạt lớn

nhất danh định Dmax≤25mm.

Lớp móng dưới cấp phối đá dăm nghiền loại II dày 30 (22 TCN 334-06), cỡ hạt lớn

nhất danh định Dmax=35mm.

Nền đất: Đất Bazan

4. Kiểm toán kết cấu áo đường theo 22 TCN 211-06

Bảng 2.4: Các thông số thiết kế của vật liệu và đất nền đường



Lớp kết cấu (từ dưới lên)



Bề

dày

lớp

(cm)



Đất Bazan độ ẩm tương

đối tính tốn 0.6



E (MPa)

Tính

về độ

võng



Tính

về

trượt



Rku

Tính về (MPa

kéo uốn )



44



Cấp phối đá dăm loại II



30



250



250



250



Cấp phối đá dăm loại I



24



300



300



300



Bê tông nhựa chặt hạt

trung



8



350



250



1600



2



Bê tông nhựa chặt hạt mịn



6



280



200



1200



2.8







C

(MPa

)



(độ

)



0.031



12



4.1. Theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi.

Điều kiện kiểm toán: Ech≥Kcd.Eyc

GVHD: Th.s Trần Quang Vượng



Trang 43



SVTH: Trần Lý Hùng



Trường Đại Học GTVT Cơ Sở 2

Bộ môn Cơng Trình GTCC &Mơi Trường



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Lớp: Cơng trình GTCC – K52



a/ Việc đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên được thực hiện theo biểu:



h2

E2

Với k= h1 và t= E1 ; Kết quả tính đổi tầng như ở Bảng 1:



Bảng 1: Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm Etb'.



Lớp kết cấu

Cấp phối đá dăm loại II

Cấp phối đá dăm loại I

Bê tông nhựa hạt trung

Bê tông nhựa hạt mịn

b/ Xét đến hệ số điều chỉnh β.



Ei

(MPa)

250

300

350

280



E2

t = E1



1.200

1.289

0.997



hi

(cm)

30

24

8

6



h2

k= h1



0.800

0.148

0.097



Htb

(cm)

30

54

62

68



Etb'

(MPa)

250.0

271.5

280.9

280.8



H

Với D = 2.061



Tra Bảng 3.6 trong 22TCN 211-06, được hệ số điều chỉnh β =1.21

Vậy kết cấu có mơ đun đàn hồi trung bình Etbdc = β.E’tb =339.76 Mpa.

c/ Tính Ech của cả kết cấu: sử dụng tốn đồ Hình 3.1 - 22TCN 211-06

H

Ta có: D =2.061

E0

Etbdc = 0.13



Từ 2 tỉ số trên tra tốn đồ Hình 3-1 trong 22TCN211-06, được:

Ech Ech

E1 = Etbdc =0.56

=>Ech=190.26 Mpa

dc



d.Tính K tb .Eyc

 Ta có: Eyc =159.6

 Chọn độ tin cậy thiết kế theo cấp đường từ Bảng 3-3: K=0.95

dc

Từ độ tin cậy, tra bảng 3-2 tìm hệ số cường độ về độ võng: Ktb =1.17

dc

 K tb .Eyc =186.73

dc



Vậy : Ech =190.26 > K tb .Eyc = 186.73 => Đạt

Kết luận :Mặt đường đảm bảo yêu cầu độ võng.

4.2. Theo tiêu chuẩn chịu cắt trược trong nền đất.



GVHD: Th.s Trần Quang Vượng



Trang 44



SVTH: Trần Lý Hùng



Trường Đại Học GTVT Cơ Sở 2

Bộ mơn Cơng Trình GTCC &Mơi Trường



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Lớp: Cơng trình GTCC – K52



C tt

tr

Điều kiện kiểm tốnTax+Tav ≤ K cd

a/ Tính Etb của tất cả các lớp kết cấu.

- Việc tính đổi các lớp về hệ 2 lớp được thực hiện như bảng sau:

3





1  k .t1/3 �

Etb '  E1 �



�1  k �



Bảng 2: Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm



Lớp kết cấu

Cấp phối đá dăm loại II

Cấp phối đá dăm loại I

Bê tông nhựa hạt trung

Bê tông nhựa hạt mịn

b/ Xét đến hệ số điều chỉnh β.



E



2

Ei

E

(MPa) t = 1

250

300

1.200

600

2.210

200

0.657



hi

(cm)

30

24

8

6



h2

k= h1



0.800

0.148

0.097



Htb

(cm)

30

54

62

68



Etb'

(MPa)

250.0

271.5

304.5

294.1



H

Với D = 2.061



Tra Bảng 3.6 trong 22TCN 211-06, được hệ số điều chỉnh β =1.21

Vậy kết cấu có mơ đun đàn hồi trung bình Etbdc = β.E’tb =355.87 Mpa.

c/ Xác định ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bánh xe tiêu chuẩn tính tốn gây ra Tax

H

Ta có: D =2.061



E1 Etbdc

E2 = E0 =8.09

 =120



Từ các kết quả trên, tra biểu đồ hình 3-4 ứng với góc nội ma sát của đất nền:

Tax

Ta có p =0.01625

Vậy Tax =0.01625x0.6= 0.00975 Mpa



d/ Xác định ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân các lớp KCAD gây ra

trong nền đất Tav.

Tra toán đồ Hình 3-4 phụ thuộc vào bề dày tổng cộng H của các lớp nằm trên lớp

tính tốn và trị số ma sát trong  của đất hoặc vật liệu lớp đó ta được:

Tav =0.000952

e/ Xác định trị số lực dính tính tốn Ctt.

Với

Ctt=C.K1K2K3

Trong đó: C= 0.031 Mpa

GVHD: Th.s Trần Quang Vượng



Trang 45



SVTH: Trần Lý Hùng



Trường Đại Học GTVT Cơ Sở 2

Bộ mơn Cơng Trình GTCC &Mơi Trường



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Lớp: Cơng trình GTCC – K52



K1=0.6

K2=0.8 (tra bảng 3-8)

K3=1.5

=> Ctt= 0.0223 Mpa

tr



f/ Xác định hệ số cường độ về cắt trượt K cd

Độ tin cậy yêu cầu đối với tính cắt trượt: K= 0.95

tr



 Hệ số cường độ về cắt trược K cd =1

Vậy ta có: Tax+Tav =0.00975 + 0.00952 = 0.010702 Mpa

C tt 0.02232

K cdtr =

1

=0.02232 Mpa



C tt

tr

Ta thấy: Tax+Tav < K cd => Đạt

=>Kết luận: Kết cấu dự kiến đảm bảo điều kiện chống trượt.

4.3. Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn trong

các lớp bê tông nhựa

Công thức kiểm tra:



Với  ku =

Rttku = k x k x R

1

2

ku



Bảng 3: Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm Etb'

E2

Lớp kết

Ei

cấu

(MPa) t = E1

Cấp phối đá dăm loại II 250

Cấp phối đá dăm loại I

300

1.200

Bê tông nhựa hạt trung 1600 5.894

Bê tông nhựa hạt mịn

1200 3.285



hi (cm)

30

24

8

6



h2

k= h1



0.800

0.148

0.097



Htb

(cm)

30

54

62

68



(MPa)

250.0

271.5

365.3

414.4



a/ Tính ứng suất kéo uốn lớn nhất ở đáy các lớp bê tông nhựa.

 Đối với lớp BT nhựa lớp dưới:

 Tìm Ech.m ở mặt lớp dưới lớp BTN lớp dưới:

+ Tính Etbdc của các lớp KC dưới lớp BTN lớp dưới

Mô đun đàn hồi các lớp KC dưới lớp BTN Etb'=271.47 (MPa)

GVHD: Th.s Trần Quang Vượng



Trang 46



SVTH: Trần Lý Hùng



Trường Đại Học GTVT Cơ Sở 2

Bộ môn Công Trình GTCC &Mơi Trường



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Lớp: Cơng trình GTCC – K52



Tổng bề dày các lớp dưới lớp BTN lớp dưới H= 54 cm

=> H/D = 54/33 = 1.64 (1)

=>Hệ số điều chỉnh b =

1.6269

dc

=> Etb = Etb' x b = 441.66

(MPa)

dc

Với Eo/Etb = 44 / 441.66 =0.0996 (2)

Từ 2 tỉ số (1) và (2) tra tốn đồ Hình 3-1 - 22TCN211-06, ta được:

Ech.m/Etbdc = 0.465

Vậy Ech.m = 441.66 x 0.465 =205.37 (MPa)

Tìm

ở đáy lớp BTN lớp dưới bằng cách tra tốn đồ hình 3-5 với:

H1= 14

cm

E1 = 1428.571429 (MPa)

h1/D = 14/33 =

0.42 (3)

E1/Ech.m = 1428.57 / 205.37 =6.96 (4)

Từ (3) và (4) Tra tốn đồ hình 3-5:

= 1.415

Chọn kb =0.85

Vậy  ku = 1.415 x 0.6 x 0.85 = 0.7217(MPa)

 Đối với lớp BT nhựa lớp trên:

Tìm Ech.m ở mặt lớp dưới lớp BTN lớp trên:

-> Tính Etbdc của các lớp KC dưới lớp BTN lớp trên

Mô đun đàn hồi các lớp KC dưới lớp BTN Etb'=365.3 (MPa)

Tổng bề dày các lớp dưới lớp BTN lớp dưới H= 62.0 cm

=> H/D = 62/33 = 1.88 (5)

=>HS điều chỉnh b = 1.2042

=> Etbdc = Etb' x b = 439.93 (MPa)

Với E0/Etbdc = 44 / 439.93 = 0.1 (6)

Từ 2 tỉ số (5) và (6) tra tốn đồ Hình 3-1 - QT 211-06, ta được:

Ech.m/Etbdc = 0.375

Vậy Ecn.m = 439.93 x 0.375 =164.97

(MPa)

Tìm

ở đáy lớp BTN lớp trên bằng cách tra tốn đồ hình 3-5 với:

h1=6.0 cm

E1 =1200.00 (MPa)

H1/D = 6/33 =0.18 (7)

E1/Ech.m = 1200 / 164.97 = 7.27 (8)

Từ (7) và (8) Tra tốn đồ hình 3-5:

= 1.835

Chọn kb =0.85

Vậy  ku = 1.835 x 0.6 x 0.85 = 0.9359 (MPa)



GVHD: Th.s Trần Quang Vượng



Trang 47



SVTH: Trần Lý Hùng



Trường Đại Học GTVT Cơ Sở 2

Bộ mơn Cơng Trình GTCC &Mơi Trường



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Lớp: Cơng trình GTCC – K52



b/Xác định cường độ chịu kéo uốn tính tốn của các lớp BTN theo (3-11) - 22TCN21106

Rttku = k1.k2.Rku

+k1=



0.594655279



(Với Ne là số trục xe tính tốn tích lũy trong suốt thời hạn thiết kế)

+k2 = 1.00

Vậy

 Đối với lớp BTN lớp dưới:

Rttku = k1 . k2 . Rku =.595 x 1 x 2 = 1.189 (MPa)

 Đối với lớp BTN lớp trên:

Rttku = k1 . k2 . Rku = 0.595 x 1 x 2.8 =1.665 (MPa)

Kiểm toán điều kiện (3-9) với hệ số cường độ về kéo uốn Kcdku = 1.00

c/ Kiểm tra

 Đối với lớp BTN lớp dưới:

 ku =0.7217 < 1.189 / 1 = 1.189



=> Đạt

Vậy kết cấu dự kiến đảm bảo điều kiện kéo uốn

 Đối với lớp BTN lớp trên:

 ku =0.9359 < 1.665 / 1 = 1.665



=>Đạt

Kết luận: Kết cấu dự kiến đảm bảo điều kiện kéo uốn



GVHD: Th.s Trần Quang Vượng



Trang 48



SVTH: Trần Lý Hùng



Trường Đại Học GTVT Cơ Sở 2

Bộ mơn Cơng Trình GTCC &Mơi Trường



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Lớp: Cơng trình GTCC – K52



PHỤ LỤC 3 : KIỂM TOÁN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG CỨNG

A: Yêu cầu thiết kế.

Tại Km3+700 cống tròn đường kính 1.5 m khơng đủ khả năng thốt nước Vì vậy

sau khi tính toán lưu lượng từ đoạn Km3+500 đến Km 3+800 thiết kế đường tràn bằng

kết cấu BTXM liên hợp cống tròn.

Khi thiết kế đoạn đường tràn cần cân nhắc việc tăng giảm chiều sâu nước tràn và

cần đảm bảo chiều dài đoạn nước tràn có chiều dài khơng q 100m và đảm bảo khả

năng thoát nước tốt cho lưu vực.

Tần suất thiết kế với lưu lượng lũ có tần suất khơng lớn hơn 4%.

B: Tính tốn kết cấu:

1. Dự kiến kết cấu mặt đường

 Định kết cấu và xác định các tham số tính tốn.

 Số liệu chung

- Lưu lượng xe thiết kế 2738/xe ngày đêm

- Loại đường và cấp đường: Đường ô tô – Đường cấp IV

- Số làn xe thiết kế: 2 làn

- Dải phân cách giữa: Không

- Dải phân cách biên: Không

- Vận tốc thiết kế: 60 (Km/h)

- Tải trọng trục tính tốn: 100 (KN)

- Tải trọng trục xe nặng nhất: 180 (KN)

- Độ tin cậy yêu cầu 80%

- Hệ số độ tin cậy thiết kế 1.13

- Module đàn hồi nền đường: 44 (MPa)

- Chiều dày CPĐD gia cố 5% xi măng (móng trên) : 20 (cm)

- Chiều dày CPĐD loại I (móng dưới): 18 (cm)

- Module đàn hồi móng lớp trên: 1300 (MPa)

- Module đàn hồi móng lớp dưới: 300 (MPa)

- Bề dày mặt đường BTXM : 26 (cm)

- Cường độ kéo uốn tính tốn lớp mặt BTXM: 5 (MPa)

- Cường độ chịu nén R = 42 MPa

- Module đàn hồi lớp mặt đường BTXM: 31 (GPa)

- Hệ số pốt sơng móng lớp trên: 0.2

- Hệ số pốt sơng mặt BTXM: 0.15

- Loại cốt liệu thơ trong BTXM: Cuội sỏi

- Thời hạn phục vụ thiết kế yêu cầu: 15 năm

- Tấm bê tơng có kích thước : 4.5x3.5 (m)



GVHD: Th.s Trần Quang Vượng



Trang 49



SVTH: Trần Lý Hùng



Trường Đại Học GTVT Cơ Sở 2

Bộ mơn Cơng Trình GTCC &Mơi Trường



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Lớp: Cơng trình GTCC – K52



2. Kiểm tốn kết cấu mặt đường BTXM

2.1. Mơ đun đàn hồi tương đương của lớp vật liệu hạt được xác định theo công

thức

n



Ex 



� h E 

i 1



2

i



n



i



�h

i 1



2

i



Do chỉ có 1 lớp móng bằng CPĐD nên n=1

n



Ex 



� h E 

i 1



2

i



n



i



�h

i 1



2

i



h12 E1 h12 E1

2

2

= h1 = h1 =300 (MPa)



2.2. Hệ số hồi quy liên quan đến tổng chiều dày các lớp



  0.86  0.26ln( hx )

Tổng chiều dày các lớp vật liệu hạt:

n



hx  �hi  0.36(m)

11



=>   0.86  0.26ln( hx )  0.86  0.26ln(0.18)  0.41

2.3. Mô đun đàn hồi tương đương của các lớp móng và nền đất kể từ đáy tấm

BTXM trở xuống









�E �

�300 �

Et  � x ��E0  � ��51  105.45( MPa )

�51 �

�E0 �

E0: Module đàn hồi của nền đất

2.4. Độ cứng tương đối chung của cả kết cấu

2.4.1. Độ cứng uốn cong tiết diện của tấm BTXM



Ec hc3

31000 �0.263

Dc 



 46.45( MN .m)

12(1  c2 ) 12(1  0.152 )

Ec: Module đàn hồi của tấm BTXM

hc: Chiều dày tấm BTXM



c : Hệ số poisson của tầng mặt BTXM

2.4.2. Độ cứng chịu uốn của tiết diện lớp móng trên có gia cố chất liên kết



Eb hb3

1300 �0.23

Db 



 0.903( MN .m)

12(1  b2 ) 12(1  0.2 2 )

GVHD: Th.s Trần Quang Vượng



Trang 50



SVTH: Trần Lý Hùng



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

PHỤ LỤC 2: KIỂM TOÁN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×