Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Thiết kế dọc cầu

Thiết kế dọc cầu

Tải bản đầy đủ - 0trang

GVHD: TS. NGUYỄN TRỌNG TÂM



ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP



20



16



820

800



840



20



260



260



Hình 2.1. Tiết diện dầm dọc.



1.2. Tải trọng tác dụng lên dầm dọc

- Hệ số phân bố tải trọng theo phương ngang cầu lên các dầm dọc được

xác định theo phương pháp đòn bẩy.

5800

2200



0,1 74



Hình 2.2. Đường ảnh hưởng áp lên dầm dọc.



- Hệ số phân bố ngang được tính theo công thức:

1

 0  1. �y

2

- Hệ số phân bố ngang của dầm 1 khi tàu chạy qua:

1

1 0

 dam1  �y 

 0,5

2

2

- Hệ số phân bố ngang của dầm 2 khi tàu chạy qua:



SVTH: TRƯƠNG QUỐC MỸ - MSSV: 1551090352 9



1



0,1 74



Ðah R2



0,8 26



1



Ðah R1



0,8 26



1435



GVHD: TS. NGUYỄN TRỌNG TÂM



ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP



dam 2 



1

1 0

y

 0,5



2

2



Bảng 2.1. Hệ số phân bố ngang của dầm dọc.

Dầm



Hệ số phân bố ngang η



1



0,5



2



0,5



1.2.1. Nội lực do tĩnh tải

- Tĩnh tải tác dụng lên dầm dọc bao gồm: Bản thân dầm dọc và tải trọng

do tà vẹt và ray.

- Trọng lượng của dầm dọc:

- Trọng lượng ray, tà vẹt và máng đá dăm:

gmc = 0,4 (T/m)

- Tĩnh tải tác dụng lên 1 dầm dọc

:

- Nội lực tính tốn cho tĩnh tải được xác định theo công thức:

S0  gtt .

8000

4000



8000

4000



Ðah M1/2



2000



6000



Ðah M1/4



Odah=8m2



2



1,5



Odah=7,5m2



8000

4000



8000

4000



0,5



Ðah Q1/2



Ðah Q1/4



Odah=0



6000



0,25

0,75



Odah=0,65m2



8000



Ðah Qg?i



2000



1



Odah=4m2



Hình2.3. Đường ảnh hưởng.



- Kết quả nội lực do tĩnh tải:

Bảng 2.2. Momen do tĩnh tải.



Tiết diện giữa nhịp

M1/2 (T/m)

SVTH: TRƯƠNG QUỐC MỸ - MSSV: 1551090352 10



Tiết diện 1/4

M1/4 (T/m)



GVHD: TS. NGUYỄN TRỌNG TÂM



ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP



8



5,123



6



3842



Bảng 2.3. Lực cắt do tĩnh tải.



Tiết diện tại gối

VL (T)

4

2,561



Tiết diện 1/4

V1/4 (T)

1,281



2



1.2.2. Nội lực do hoạt tải

- Nội lực do hoạt tải tàu được xác định theo công thưc:

S0  nh .(1   ). .ktd .

Bảng 2.4. Tổng hợp nội lực tĩnh tải của dầm dọc.



Momen



Thông số



Lực cắt



L/2



L/4



L



L/2



L/4



λ



8



8



8



4



6



nh



1.276



1.276



1.276



1.288



1.282



1.474



1.474



1.474



1.529



1.500



Ktd



17.888



17.628



20.358



26.806



21.658



η



0.5



0.5



0.5



0.5



0.5



8



6



4.000



1



2.250



134.548



99.444



76.563



26.402



46.854



S0



Bảng 2.5. Tổng hợp nội lực của dầm dọc.



Momen (T.m)

Vị trí



Lực cắt (T)

Tổng



Tĩnh tải



Hoạt tải



Tổng M



Tĩnh tải



Hoạt tải



Tổng Q



L



0



0



0



2.561



76.563



79.125



43.044



L/4



3.842



99.444



103.286



1.281



46.854



48.135



25.529



L/2



5.123



134.548



139.671



0



26.402



26.402



13.403



SVTH: TRƯƠNG QUỐC MỸ - MSSV: 1551090352 11



Qtc



GVHD: TS. NGUYỄN TRỌNG TÂM



ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP



1.3. Kiểm tra tiết diện

1.3.1. Kiểm tra độ bền

a) Ứng suất pháp tuyến khi dầm dọc chịu uốn trong mặt phẳng chính

- Ứng suất pháp tuyến của dầm dọc

 Trong đó:

 M: Momen lớn nhất của dầm dọc (T.m)

 Wx: Momen kháng uốn của dầm dọc m3.

- Cường độ tính tốn khi chịu uốn: Ru = 28000 (T/m2).

- Điều kiện:

- Yêu cầu chênh lệch khơng q 15%



MAX



0



Y



24081,207



TTB



X



6181,641



T MAX 6919,367



MIN



Hình 2.4. Biểu đồ ứng suất.



b) Ứng suất tiếp tuyến khi dầm dọc chịu uốn

- Ứng suất tiếp tuyến của dầm dọc

 Trong đó:

 Q: Lực cắt lớn nhất của dầm dọc (T).

 Sx: Momen tĩnh của dầm dọc (m3).

 Ix: Momen quán tính của dầm dọc (m4).

 b: Bề rộng của dầm tại chính giữa tiết diện dầm (m).

- Ứng suất tiếp tuyến bình quân.



SVTH: TRƯƠNG QUỐC MỸ - MSSV: 1551090352 12



T TB



6181,641



GVHD: TS. NGUYỄN TRỌNG TÂM



ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP



 Trong đó:

 Q: Lực cắt lớn nhất của dầm T.

 H: Chiều cao của toàn bộ bản bụng.

 tw : Bề dày bản bụng.

- Ta có:

 C’ = 1

 0,6C’R0 = 16200 (T/m2)

- Điều kiện

- Vậy thỏa điều kiện.

c) Kiểm tra ứng suất tương đương (tại vị trí L/4)



R0 = 27000 (T/m2)

- Vậy thỏa điều kiện.

1.3.2. Kiểm tra mỏi

- Hệ số triết giảm cường độ tính tốn của thép γ:

- Khi nén là chủ yếu ( đối với thép cơ bản của cấu kiện liên kết bu long

đinh tán hoặc lien kết hàn trong nhà máy:

 Với:

 a = 0,65 và b = 0,3 (thép hợp kim thấp).

 Hệ số ứng suất tập trung có hiệu β = 1,4 (Kim loại cơ bản có gia cơng cơ khí

hàn - phụ lục 12 TCN 18-79).

 Đặc trưng chu kỳ thay đổi.

 σmin lấy momen tiêu chuẩn chỉ trường hợp tĩnh tải.

 σmax lấy momen tiêu chuẩn trường hợp tĩnh tải gia them hoạt tải có hệ số

xung kích

 Khi xét đến điều kiện mỏi, hệ số vượt tải của hoạt tải nh = 1,276

- Vậy: γ = 0,846

- Ứng suất pháp tuyến

- Hệ số xung kích ở trạng thái mỏi

SVTH: TRƯƠNG QUỐC MỸ - MSSV: 1551090352 13



GVHD: TS. NGUYỄN TRỌNG TÂM



ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP



- Momen lớn nhất ở trạng thái mỏi

- Ứng suất ở trạng thái mỏi

γRu = 0,846.28000 = 23688 (T/m2)

- Điều kiện:

(thỏa điều kiện)

- Vậy thỏa điều kiện

1.3.3. Kiểm tra độ võng

gtt+ght



q.l2/8



Hình 2.5. Biểu đồ momen dầm dọc.

- Độ võng tại giữa dầm dọc được tính theo cơng thức:



- Momen tiêu chuẩn do tĩnh tải và hoạt tải gây ra

- Modun đàn hồi của thép E = 21.106 (T/m2)

- Độ võng cho phép của cầu dành cho xe lửa

- Điều kiện: f < [f] (thỏa điều kiện)

- Vậy: Thỏa điều kiện ( chênh lệch 0,5%)

1.3.4. Kiểm tra ổn định cục bộ



Hình 2.6. Ổn định cục bộ.



a) Kiểm tra ổn định cục bộ

 Trong đó:

 Fyc = RII = 35000 (T/m2): Cường độ chảy dẻo nhỏ nhất.

SVTH: TRƯƠNG QUỐC MỸ - MSSV: 1551090352 14



ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP



GVHD: TS. NGUYỄN TRỌNG TÂM



 E = 21.106 (T/m2): Modun đàn hồi của thep.

 Dc = 0,5(h – 2tf) = 0,5(0,84 – 2x0,02) = 0,4m: Chiều cao bản bụng chịu nén

tải lúc momen chả dẻo.

 tw = 16mm = 0,016m: chiều dày bản bụng.

- kết quả: 40 < 92,101. Vậy thỏa điều kiện.

b) Kiểm tra ổn định của biên chịu nén

 Trong đó:

 Fyc = RII = 35000 (T/m2): Cường độ chảy dẻo nhỏ nhất.

 E = 21.106 (T/m2): Modun đàn hồi của thép.

 bf = 260mm = 0,26m: Bề rộng bản cánh chịu nén.

 tf = 20mm = 0,02m: Chiều dày bản cánh chịu nén.

- Kết quả: 6,5 < 9,357

- Vậy thỏa điều kiện.

c) Kiểm tra ổn định cục bộ

 Trong đó:

 Bề rộng tấm bf = 260mm = 0,25m.

 Bề dày tấm tf = 20mm = 0,02m.

 k = 0,56

 Fyc = RII = 35000(T/m2): Cường độ chảy dẻo nhỏ nhất.

 E = 21.106 (T/m2): momen đàn hồi của thép.

 Kết quả: 6,5 < 13,717

- Vậy thỏa điều kiện

1.3.5. Kiểm tra ổn định tổng thể



 Với



 yc = h/2 = 0,42m : Khoảng cách từ trục trung hòa của dầm chủ đến tâm biên

chịu nén.

 Ix = 0,00243m4 : Momen quán tính theo trục x

 F = 0,0232m2 : Diện tích tiết diện dầm.

 r : Bánh kính quán tính



SVTH: TRƯƠNG QUỐC MỸ - MSSV: 1551090352 15



GVHD: TS. NGUYỄN TRỌNG TÂM



ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP



 : Hệ số uốn dọc, phụ thuộc vào độ mảnh.

 Kx = 0,5 (Vì sơ đồ 2 đầu ngàm).

 Tra bảng lực tác dụng đúng tâm nên i = 0

- Kết quả:

- Vậy thỏa điều kiện.

1.3.6. Kiểm tra đường hàn

- Chọn đường hàn

 Trong đó:

 Sx: Momen tĩnh từ đường hàn đến trục X.

 Ix: Momen qn tính.

 Trong đó:

 Với Z = 26 tấn/trục: tải trọng trục của to axe đối với khổ đờng 1435mm.

 a = 0,22m: Bề rộng của tà vẹt (Thông số chiều dài 1 thanh tà vẹt là 3000mm,

rộng là 220mm và cao là 300mm)

 h = tf + htavet = 0,32m.

 1 + 2/3 = 1,316 với λ = 8m. nh = 1,276.



 hh = 0,01m (theo điều kiện cấu tạo thi công)

- Kiểm tra:

- Điều kiện

S tc

� .0,75.R0

2.hh







tc

Tmin

tc

(Tmax

) 2  (V tc ) 2



SVTH: TRƯƠNG QUỐC MỸ - MSSV: 1551090352 16



GVHD: TS. NGUYỄN TRỌNG TÂM



ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP



γ = 0,969

- Vậy thỏa điều kiện

1.3.7. Yêu cầu cấu tạo

- Yêu cầu:

- Momen quán tính theo trục Y

- Momen quán tính của bản cánh trục y

- Tỉ số:

- Vậy thỏa điều kiện

2. Thiết kế dầm ngang

- Dầm dọc được đặt vng góc với hướng tàu chạy, được kiên kết với

dầm dọc và dầm biên giúp truyền lực từ dầm dọc sang cho dầm biên (kết cấu

chịu lực chính).

2.1. Chọn tiết diện

- Dùng thép tổ hợp hàn : tiết diện chữ I bao gồm : tấm sườn dầm, các bản

biên ghép với nhau bằng mối nối hàn góc

- Chiều cao của cả dầm ngang h :

 Chọn h = 0,84m = 840mm.

- Bề dày sườn dầm tw



- Mặt khác:

 Chọn tw = 16mm



tw ≥ 12mm.



- Bề rộng bản biên bf:



bf ≥ 180mm

 Chọn bf = 320mm.

SVTH: TRƯƠNG QUỐC MỸ - MSSV: 1551090352 17



GVHD: TS. NGUYỄN TRỌNG TÂM



ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP



- Chiều dày bản biên tf :

10 ≤ tf ≤ 50mm

 Chọn tf = 20mm

- Kiểm tra bố trí sườn tăng cường

- Vậy khơng bố trí sườn tăng cường.



320



20



16



820

800



840



20



320



Hình 2.7. Tiết diện dầm ngang



- Đặc trưng hình học dầm ngang :

- Diện tích mặt cắt : A = 25600mm2 = 0,0256mm2

- Momen quán tính theo truc X :

- Momen kháng uốn theo trục X:

- Momen tĩnh theo trục X:

2.2. Tải trọng tác dụng lên dầm ngang

2.2.1. Nội lực do tĩnh tải

- Tải trọng bản than dầm ngang.

SVTH: TRƯƠNG QUỐC MỸ - MSSV: 1551090352 18



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Thiết kế dọc cầu

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×