THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ CẦU

đồ án MÔN học Đồ án Thiết kế và thi công mố trụ cầu Đồ án Thiết kế và thi công mố trụ cầu ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MỐ TRỤ CẦU THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TRỤ CẦU T1 – CẦU QUA SÔNG TS28 Chương 1 Các vấn đề chung 1 1 Sơ lược về địa điểm xây dựng cầu Vị trí xây dựng cầu Cầu bắc qua sông TS28, nối liền hai huyện Đại Lộc và Duy Xuyên thuộc tỉnh Quảng Nam, Việt Nam Cầu nằm trên tuyến giao thông huyết mạch của tỉnh Quảng Nam, kết nối tỉnh lộ 609B với tỉnh lộ 610 Về địa hình Sông TS28 nằm ở vùng đồng b.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MỐ TRỤ CẦU THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TRỤ CẦU T1 – CẦU QUA SÔNG TS28

Chương 1: Các vấn đề chung

1.1 Sơ lược về địa điểm xây dựng cầu:

- Vị trí xây dựng cầu: Cầu bắc qua sông TS28, nối liền hai huyện Đại Lộc và DuyXuyên thuộc tỉnh Quảng Nam, Việt Nam Cầu nằm trên tuyến giao thông huyếtmạch của tỉnh Quảng Nam, kết nối tỉnh lộ 609B với tỉnh lộ 610

- Về địa hình: Sông TS28 nằm ở vùng đồng bằng mặt cắt ngang sông gần như đốixứng hai bên bờ sông tương đối bằng phẳng Hai bên bờ là là dải đất rộng cáchđường xe chạy từ 8-10m rất thuận tiện cho việc vận chuyển vật liệu, máy móc thicông cũng như việc tổ chức xây dựng cầu

- Về địa chất: Địa chất ở khu vực xây dựng cầu được chia thành 3 lớp khá rõ rệt:+ Lớp 1: cát mịn dày 3,5 m Lớp này chủ yếu là các hạt cát có đường kính rấtnhỏ từ 0,05mm - 0,25mm ,có E = 40 MPa, φ = 30 độ , c = 0,005 MPa Vì là lớpđầu tiên nên hàm lượng vi sinh vật trong đất rất màu mỡ

+ Lớp 2: cát hạt vừa 5,5 m Lớp này chủ yếu là các hạt cát có đường kính từ0,25mm - 0,5mm, có E = 44 MPa, φ = 36 độ , c = 0,031 MPa

+ Lớp 3: sét cứng Lớp này chủ yếu là các hạt cát có đường kính cỡ có E = 42MPa, φ = 24 độ , c = 0,032 MPa

- Về điều kiện thủy văn: sông có lưu lượng dòng chảy lớn, đầy nước quanh năm.Lưu lượng dòng chảy trung bình năm của sông TS28 (với diện tích lưu vực 3,130km²) là 281 m3/s Chế độ dòng chảy của sông ngòi có sự phân mùa rõ rệt Dòngchảy 3 tháng mùa lũ (tháng 10, 11, 12) chiếm 65 - 70% tổng dòng chảy cả nămtrong khi dòng chảy vào mùa kiệt (từ tháng 2 đến tháng 8) rất thấp Hai tháng 1 và

9 là các tháng chuyển tiếp với dòng chảy thất thường Lưu lượng cực đại của TS28

là 10,600 m3/s và lưu lượng tối thiểu đo được là 15,7 m3/s Lưu lượng lớn vàomùa mưa và thấp vào mùa khô là nguyên nhân chính gây nên lũ lụt và hạn hántrong vùng

Số liệu khảo sát thuỷ văn cho thấy:

+ Mực nước thấp nhất: + 0,00 m Là mực nước thấp nhất xuất hiện trên sôngTS28 ứng với tần suất lũ thiết kế 4% Mực nước này xuất hiện chủ yếu vàomùa khô ( khoảng từ tháng 4 đến tháng 6) Dựa vào MNTN để biết vị trí chỗ

lòng sông nước sâu trong mùa cạn, căn cứ vào đó để xác định vị trí các nhịpthông thuyền.

+ Mực nước thông thuyền: + 4,00 m Là mực nước cao nhất cho phép tàu bè đilại dưới cầu an toàn Mực nước này chiếm hầu hết thời gian còn lại trong 1năm và có độ ổn định cao

+ Mực nước cao nhất: + 7,00 m Là mực nước lớn nhất xuất hiện trên sôngTS28 ứng với tần suất lũ thiết kế 4% Nó xảy ra vào mùa mưa và hầu như rấthiếm để xuất hiện mực nước này

1.2 Sơ lược về điều kiện cung ứng vật liệu:

- Tất cả nguồn vật liệu cần thiết cho quá trình thi công cầu đều đi mua tại các chỗcung ứng vật liệu với giá cả và quảng đường vận chuyển ngắn nhất: mỏ đá kheRọm và của hàng vật liệu xây dựng Hoàng Thuyên

1.3 Sơ lược về nguồn nhân lực và máy móc thi công:

- Máy móc thi công của đơn vị thi công công trình cầu cũng còn nhiều thiếusót Máy khoan cọc nhồi, xe tải, cẩu trục tháp ta sẽ thuê tại công ty Công tyxây dựng Hòa Phát có địa chỉ 25 tổ 4, đường số 11 quảng nam, Quảng Namcách địa điểm thi công 1,25km về hướng Đông Đội ngũ gồm 20 kỹ sư lànhnghề, có chuyên môn cao Song song vẫn phải thuê nguồn lao động phổthông tại địa điểm thi công Ở gần khu dân cư nên việc thuê sẽ rất dễ dàng

1.4 Sơ lược về điều kiện tự nhiên:

- Quảng Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, chỉ có 2 mùa là mùa mưa và mùakhô, chịu ảnh hưởng của mùa đông lạnh miền Bắc Nhiệt độ trung bình năm 25,6

°C, Mùa đông nhiệt độ vùng đồng bằng có thể xuống dưới 12 °C và nhiệt độ vùngnúi thậm chí còn thấp hơn Độ ẩm trung bình trong không khí đạt 84% Lượng mưatrung bình 2000-2500mm Mùa mưa thường kéo dài từ tháng 10 đến tháng 12, mùakhô kéo dài từ tháng 2 đến tháng 8, tháng 1 và tháng 9 là các tháng chuyển tiếp vớiđặc trưng là thời tiết hay nhiễu loạn và khá nhiều mưa Mưa phân bố không đềutheo không gian, mưa ở miền núi nhiều hơn đồng bằng Vùng Tây Bắc thuộc lưuvực sông Bung (các huyện Đông Giang, Tây Giang và Nam Giang) có lượng mưathấp nhất trong khi vùng đồi núi Tây Nam thuộc lưu vực sông Thu Bồn (các huyệnNam Trà My, Bắc Trà My, Tiên Phước và Hiệp Đức) có lượng mưa lớn nhất Trà

My là một trong những trung tâm mưa lớn nhất của Việt Nam với lượng mưa trungbình năm vượt quá 4,000 mm Mưa lớn lại tập trung trong một thời gian ngắn trong

3 tháng mùa mưa trên một địa hình hẹp, dốc tạo điều kiện thuận lợi cho lũ các sônglên nhanh

1.5 Sơ lược về kinh tế xã hội:

- Quảng Nam 6 tháng đầu năm 2021 có dấu hiệu khởi sắc và phục hồi trở lại sauthời gian dài chịu ảnh hưởng dịch bệnh Covid-19 Đặc biệt, hoạt động sản xuấtcông nghiệp 6 tháng đầu năm 2021 đạt khá (IIP tăng 30,1%); thu ngân sách nhànước tăng cao so với cùng kỳ (+62,3%);vốn đầutư thực hiện trên địa bàn (+5%);tổng mức bán lẻ hàng hóa và doanh thu dịch vụ tiêu dùng (+8,1%) Tuy nhiên, một

số ngành chịu tác động lớn bởi dịch bệnh Covid-19 bùng phát vào dịp Tết Nguyênđán và vào đầu tháng

5 nên có mức giảm sâu so với cùng kỳ như: doanh thu hoạt động lữ hành (-75,9%),doanh thu hoạt động lưu trú (-73,6%); an sinh xã hội được đảm bảo, an ninh-quốcphòng được tăng cường

Chương 2: Tính toán thiết kế trụ cầu T1 :

2.1 Nguyên lý tính toán thiết kế:

- Hiệu ứng do tải trọng gây ra tại các tiết diện của Trụ cầu T1 không vượt quá sứckháng của trụ tại tiết diện đó

Phương trình tổng quát:

Với 0,95

Đối với tải trọng dùng giá trị cực đại

Trong đó : là hệ số tải trọng

- Áp dụng tiêu chuẩn AASHTO LRFD Bridge Design Specifications

- Tải trọng TK: Tải trọng 0.5HL93, đoàn người 4.1 (kN/m2)

2.3 Các số liệu ban đầu:

2.3.1 Số liệu chung:

- Cầu vượt sông cấp : V

- Loại cầu: Cầu dầm giản đơn BTCT ỨST tiết diện chữ T

I-I I-I

Chiều dày các lớp : + Lớp phòng nước có bề dày 4 mm.

+ Lớp bê tông nhựa dày 70 mm (quy định từ 50 – 70 mm)

+ Lớp bê tông bảo vệ dày 30 mm

+ Lớp vữa đệm dày 10 mm

Tính toán các thông số sơ bộ: DC,DW

- Dung trọng của bê tông ximăng là 2,4 T/m3

- Dung trọng của bê tông nhựa là 2,25 T/m3

- Dung trọng của cốt thép là 7,85 T/m3

1.Tính toán trọng lượng bản mặt cầu:

2%

Ta có diện tích bản cầu là : 2,1 m2

Thể tích bản mặt cầu : 2,1 × 33 = 69,3 m3

Lượng cốt thép trung bình trong 1 m3 thể tích bê tông là 2 kN/m3

Trọng lượng của cốt thép trong bản mặt cầu tính cho 1 nhịp dầm :

69,3 × 2 = 138,6 (kN)

Thể tích cốt thép trong bản mặt cầu là :

Vậy thể tích bê tông của bản mặt cầu là : 69,3 – 1,766 = 67,534 m3

Trọng lượng bê tông bản mặt cầu là :

67,534 × 2,4 × 10 = 1620,816 kN

Vậy trọng lượng bản mặt cầu một nhịp dài 33 m là :

DC BMC =138,6 + 1620,816 = 1759.416 kN

2.Tính toán trọng lượng các lớp phủ mặt cầu:

Lớp BTN dày 7cm có khối lượng trên 1 mét dài là :

DW = 24,653 x 33 = 813,549 (KN)

3.Lan can :

- Vì có dải phân cách cứng nên ta thiết kế lan can tay vịn không cần tính lực va của xe cộ khi có sự cố trên cầu, các thông số cho như hình vẽ : (mm)

Hình 1.1.2:Kích thước lan can tay vịn.

Với diện tích phần bệ Ab = 0,1175 m2 , liên tục ở 2 bên cầu

Diện tích phần trụ : At = 0,045m2 ,các trụ cách nhau 2m , tổng số lượng là 15,9 trụTiết diện tay vịn : Mỗi đoạn có 4 tay vịn dài 2 m

Thể tích lan can Vlc= 0,1175x33 + 0,045x0,2x15,9 = 4,021 m3

Hàm lượng cốt thép trong lan can chiếm kp = 1,5 %

Ta có thể tích cốt thép trong lan can : Vct =4,021 x 1,5% = 0,06 m3

Khối lượng cốt thép trong lan can là: Gct =0,06 x 7,85 = 0,471 T

Thể tích BT trong lan can: Vbt =4,021 - 0,06 = 3,961 m3

Khối lượng BT trong lan can: Gbt = Vbt×γbt = 3,961 x 2,4 = 9,506 T

Vậy, khối lượng toàn bộ lan can là: Glc = Gct + Gbt = 0,471 + 9,506 = 9,977 T

Khối lượng tay vịn: dùng thép rỗng đường kính ngoài 8cm, dày 0,2 cm có diện tích mặt cắt ngang tay vịn là 0,000316 m2

Hình 1.1.3 Gờ chắn bánh xe

Diện tích phần gờ chắn bánh xe là:0,0575(m2)

Thể tích phần gờ chắn bánh xe trong 1 nhịp 33 m:

VGCBX=0,0575×33×2=3,795(m3)

Lượng cốt thép trung bình trong 1m3 thể tích bêtông là 2(kN/m3)

Trọng lượng cốt thép có trong gờ chắn bánh xe của 1 nhịp :

3,795x2=7,59 (KN)

Thể tích cốt thép trong 1 nhịp: =0,097 (m3)

Thể tích bê tông trong 1 nhịp: 3,795-0,097=3,698(m3)

Trọng lượng bêtông trong 1 nhịp: 3,698×2,4×10=88,752(kN)

Thể tích cốt thép trong mối nối : 17.76/(7.85x10) =0.202 m3Thể tích bê tông trong mối nối: 7.92 – 0,202=7.718 m3Trọng lượng bê tông trong mối nối: 7.718 ×2,4= 15.436 kNTổng trọng lượng mối nối:

Trọng lượng cốt thép có trong lề bộ hành của 1 nhịp: 6,6 x 2= 13,2 (kN)

Thể tích cốt thép trong 1 nhịp: =0,168 (m3)

Thể tích bê tông trong 1 nhịp: 6,6 - 0,168 = 6,432 (m3)

Trọng lượng bêtông trong một nhịp: 6,432 ×2,4×10= 154,368 (kN)

Hình 1.1.6:Mặt cắt ngang dầm chủ.

Diện tích mặt cắt ngang giữa dầm : Ag = 0,8 m2

Diện tích mặt cắt ngang tại đầu dầm : A’

g = 1,140 m2Thể tích dầm tại vị trí 2 đầu dầm : 1,140 ×2,4×2 = 5,472 m3

m3

Thể tích dầm đoạn giữa dầm : 0,8×(33 - 2×2,4 - 2×1) = 20,96 m3

=> Tổng thể tích của 1 dầm : 5,472 +1,94+20,96 = 28,372 m3

Trong dầm chính thì lượng thép chiếm khoảng 2 kN/m3

Suy ra : Trọng lượng thép trong 1 dầm chủ : 28,372 x 2 = 56,744 kN

Suy ra thể tích thực của bêtông : 28,372 – 0,723 = 27,649 m3

Trọng lượng thực của bêtông : 27,649 × 2,4 × 10 = 663,576 kN

Suy ra khối lượng 1 dầm chủ : 663,576 + 56,744 = 720,32 kN

+ Tính toán thông số sơ bộ :

Các thông số dầm ngang được thể hiện ở hình trên

Bề dày dầm ngang là 20cm

Diện tích mặt cắt ngang dầm tại vị trí giữa nhịp: 1,915 m2

Diện tích mặt cắt ngang dầm tại vị trí tại gối : 1,95 m2

Thể tích 1 dầm ngang tại vị trí giữa nhịp : 1,915 × 0,2 = 0,383 m3

Thể tích 1 dầm ngang tại vị trí tại gối : 1,95 × 0,2 = 0,39 m3

=> Tổng thể tích dầm ngang: 0,39x8 + 0,383×12 = 7,716 m3

Hàm lượng cốt thép theo thể tích trong dầm ngang là khb = 2%

Suy ra : thể tích cốt thép : Vshb = khb.Vhb = 0,02×7,716 = 0,154 m3

Khối lượng cốt thép trong dầm ngang: Gshb = Vshb.γs=0,154 ×7,85= 1,209 T

Thể tích bê tông trong dầm ngang : Vchb = Vhb–Vshb = 7,716 – 0,154 = 7,562 m3

Khối lượng bê tông trong dầm ngang : Gchb = Vchb.γc= 7,562 ×2,4= 18,149 T

Khối lượng toàn bộ dầm ngang (một nhịp 33m) là :

Ghb = Gshb+Gchb = 1,209+ 18,149 = 19,358 TTrọng lượng toàn bộ dầm ngang cho 1 nhịp 33m là:

750 800

Bảng tổng kết khối lượng của kết cấu phần dưới :

Bảng 1.1.1: Kết quả tính toán trọng lượng mố và trụ.

Tải tĩnh tải tác dụng lên trụ T1 đỡ 2 nhịp 33m

RTT = Rbt+ Rkcn

Trong đó : Rbt- trọng lượng bản thân của trụ

32200 32200

ω : diện tích đường ảnh hưởng tương ứng với chiều đặt tải.

Ta có bảng tính toán giá trị hoạt tải như sau:

2.5.2 Hoạt tải người đi.

Công thức tính toán chung:

RPL = γ.N.Tn.PL.Ω

Trong đó:

γ : hệ số tải trọng = 1

N : số làn người đi

Tn : bề rộng phần người đi bộ = 1 m

PL : tải trọng người đi = 4.1 kN/m2

Ω : diện tích đường ảnh hưởng

- Trường hợp 1 : Xếp 2 làn trên 2 nhịp (Trường hợp người đi trên cả 2 lề trên cả 2 nhịp):

PL=4.1kN/m

32200 32200

- Độ lệch tâm theo phương ngang cầu: ex=4.5 m

- Tải trọng tiêu chuẩn người đi bộ: qPL= 4.1 kN.m2

- Bề rộng đường người đi bộ: BPL=Tn= 1m

Bảng Tính toán giá trị hoạt tải do người đi

Áp lực gối tiêu chuẩn do hoạt tải người đi (PL=

4.1 kN/m), BL=1m

Các trường hợp xếp tải

Số làn người :n

đah

)

P L

R PL gối ( kN)

M(kN m)

4

594.09Xếp 1 làn trên 2

4

594.092.5.3 Lực hãm xe(BR) (22tcn272-05 mục 3.6.4):

Lực hãm xe được lấy bằng 25% của trọng lượng các trục xe tải hay xe hai trục thiết kế cho mỗi làn BR = 0.25 x 2 x (145+145+35) = 162,5 kN

2.5.4 Tính toán lực ly tâm ( CE) (22tcn272-05 mục 3.6.3):

- Lực ly tâm nằm ngang cách phía trên mặt đường khoảng cách:

- VB: tốc độ gió giật cơ bản trong 3 giây với chu kỳ xuất hiện trong 100 năm (22TCN272-05 3.8.1.1-1)

Ta chọn vùng tính gió là vùng I nên có VBI=38m/s đồng thời ta cũng phải tính tĩnh tải trọng gió tác dụng vào công trình khi có VB2=25 m/s để kiểm toán ở trạng thái giới hạn sử dụng

- S: Hệ số điều chỉnh đối với khu đất chịu gió và độ cao mặt đất

(22TCN272-05 3.8.1.1-2)=> S=1

 V1=VB1.S=38×1 = (m/s).

V2=VB2.S=25×1 = (m/s)

2.5.7 Tải trọng gió tác dụng lên công trình (WS):

Tải trọng gió ngang P D :

+ Diện tích chắn gió của xà mũ: Axm= (0.7+0.8)x2 = 3 m2

+ Diện tích chắn gió của thân trụ: Attrụ=1.6x9.2= 14.72 m2

- Cd: Hệ số cản gió Lấy theo điều: TCN 3.8.1.2

Trong đó: b= bề rộng của toàn bộ cầu giữa các bề mặt lan can = 10000 (mm)

d = chiều cao KCPT bao gồm cả lan can đặc = 2000 (mm)

Bảng 2.3: Tải trọng gió ngang tác dụng lên kết cấu nhịp.

Hệ số cảnCd

1,8*At(kN)

0,0006*V2*At*Cd

Kết luậnPd(kN)

Cánh tay đòn tạimặt cắt

Attrụ=6.5x9.2= 59.8 m2

Bảng 2.4:Tải trọng gió dọc tác dụng lên công trình

At(m2)

Hệ sốcản Cd

1,8.At(kN)

bệ(Z2)

Đáybệ(Z3)Kết

2.5.8 Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ :WL (22TCN272-05 mục 3.8.1.3)

Tải trọng gió ngang:

- Theo TCN 3.8.1.3 ta có : Tải trọng gió ngang tác dụng lên xe cộ biểu thị bằng tải trọng phân bố 1,5 kN/m, tác dụng theo phương nằm ngang với tim dọc của kết cấu và đặt ở 1800mm bên trên mặt đường

- Theo đó ta tính được tải trọng gió ngang tác dụng lên xe cộ như sau:

WL = 1,5xL = 1,5 x 33= 49.5 (kN)Bảng 2.5: Tải trọng gió ngang tác dụng lên xe cộ:

- Theo đó ta tính được tải trọng gió dọc tác dụng lên xe cộ như sau:

WL = 0.75xL = 0.75 x 1.8 x 2= 2.7 (kN)

Bảng 2.6:Tải trọng gió dọc tác dụng lên xe cộ:

Đơn vị kN/m m kN

2.5.9.Áp lực thủy tĩnh:WA

WA = Trong đó:

h: chiều cao mặt nước phía trên điểm đang tính (m)

γw : dung trọng trung bình ứng với chiều cao tính (kN/m3)

( kN/m3 )Với :

γ n: dung trọng của nước, γ n = 1 (T/ m3)

γ đ: dung trọng của lớp đất, lớp đất ở đây là cát nên : γ đ = 1.2 ( T/ m3)

h n: chiều cao của nước , h n=1.5(m)

- γw: dung trọng của nước, γw = 10 (kN/m3)

Tính tại mặt cắt đỉnh bệ:

Áp lực dòng chảy theo phương dọc :

Được tính theo công thức:

V: vận tốc nước thiết kế tính theo lũ thiết kế cho xói ở trạng thái giới hạn cường độ và

sử dụng và theo lũ kiểm tra xói khi tính theo trạng thái giới hạn đặc biệt

Tính tạimặt cắt đáy bệ

Lực cản dọc của dòng chảy WAđộng(kN) 20.997 20.997

Áp lực dòng chảy theo phương ngang :

- Áp lực ngang phân bố đều trên kết cấu phần dưới do dòng chảy lệch với chiều dọc của trụ một góc θ được lấy bằng:

P = 5,14.10-4.CL.V2

CL: hệ số cản của trụ theo phương dọc lấy theo bảng 3.7.3.2-1

Với trục dọc của cầu vuông gốc với hướng dòng chảy nên CL = 0

Vậy P = 5.14×10-4×CL×V2=02.5.12 Tính lực va tàu thuyền CV:(22TCN272-05 mục 3.14)

- Mặc dù sông cấp IV nhưng do vị trí của cây cầu nằm ở khu vực miền xa cho nên việclưu thông đường thuỷ là rất hạn chế MNTT thấp vì vậy tàu thuyền có tải trọng thiết

kế như quy định trong điều 3.14 (22TCN272-05) không thể lưu thông Cho nên việc tính va tàu thuyền ở đây có thể không cần xét

2.6 Tổ hợp tải trọng:

1 Mặt cắt tại xà mũ III-III:

Hệ số phân bố hoạt tải đối với dầm biên :(sử dụng khi tính toán xà mủ)

- Đối với momen :

Khi một làn xe chất tải: dùng phương pháp đòn bẩy:

Một làn xe thiết kế hệ số làn m=1,2

Với xe tải thiết kế:

Khi 2 hay nhiều hơn 2 làn xe chất tải:

=1.0,572=0,572Với mà (e ) nên chọn e = 1

Ta có de= -200 thuộc phạm vi sử dụng -300≤ de≤1700

-Đối với lực cắt:

Khi một làn xe chất tải: dùng phương pháp đòn bẩy

Khi 2 hay nhiều hơn 2 làn xe chất tải:

=0,533.0,745=0,397Với

Hình 2.4 : Các lực tác dụng lên xà mũ

a.Tải trọng do tĩnh tải truyền xuống dầm biên.

- Tỉnh tải phần trên truyền xuống: DCNhịp = DCtc = DCdtc +DCmctc+ DCdn,mntc + DClc

DC= 36.014 (kN/m)

- Tải trọng truyền xuống do lớp phủ:

DW= 4.93 (kN/m)

b.Tải trọng do tĩnh tải bản thân phần hẫng của mũ trụ.

Tính gần đúng ta có thể xem tĩnh tải bản thân xà mũ phân bố đều với cường độ

q1=(0.5x(0.24+2.24)x0.8x2+0.7x2.4x2)x24=128.256 (kN/m)

c.Tải trọng do hoạt tải truyền xuống dầm biên.

Hệ số phân bố ngang cho dầm kế biên, đã tính ở chương 4:

+ Đối với hoạt tải xe: mgLL= 0.572

+ Đối với hoạt tải người: gPL=1.143

-Nội lực mặt cắt III-III :Áp lực do dầm biên tác dụng lên trụ

1 Tổng hợp tải trọng tại mặt cắt tại đỉnh móng II-II:

Bảng 2.12: Bảng tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt II-II

Bảng tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn xét đến mặt cắt đỉnh móng II-II

-Tải trọng người đi 2

-2 Tổ hợp tải trọng tại đỉnh móng II-II ở các trạng thái giới hạn:

Bảng 2 13: Tổng hợp các hệ số tải trọng xét tới mặt cắt đỉnh móng dùng để tính toán

Tổ hợp 1 : Cường độ I (chỉ xét xe , không xét gió).

HY(kN)

MX(kN.m)

HX(kN)

MY(kN.m)

4

253.72 7

1995.80

1

214.64 1

(kN)

MX(kN.m)

HX(kN)

MY(kN.m)

N(kN)

HY(kN)

MX(kN.m)

HX(kN)

MY(kN.m)

4 5

Bảng 2.18: Bảng tổ hợp tải trọng tại đỉnh móng (II-II)

TỔ HỢP TẢI TRỌNG TẠI ĐỈNH MÓNG.

HY(kN)

MX(kN.m)

HX(kN)

MY(kN.m)

3 Mặt cắt tại đáy móng I-I :

Bảng 2.19: Bảng tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt I-I

Bảng tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn xét đến mặt cắt đáy móng I-I

Bảng 2.21: Bảng tổ hợp cường độ II tại mặt cắt I-I

Tổ hợp 2 : Cường độ II (ko xét xe, xét gió có V=38m/s)

ST

Hệsốtảitrọng

N(kN)

HY(kN)

MX(kN.m)

HX(kN)

MY(kN.m)

kế WS

3

214.641

2618.298

4

302.75 4

2509.16 3

214.64 1

2618.29 8

Bảng 2 22: Bảng tổ hợp cường độ III mặt cắt I-I

Tổ hợp 3 : Cường độ III- (Có xét xe, gió có vận tốc V=25m/s.)

Hệsốtảitrọng

N(kN)

HY(kN)

MX(kN.m)

HX(kN)

MY(kN.m)

STT Tải trọng

Hệsốtảitrọng

N(kN)

HY(kN)

MX(kN.m)

HX(kN)

MY(kN.m)

Bảng 2.24: Bảng tổ hợp tải trọng tại đáy bệ (I-I)

TỔ HỢP TẢI TRỌNG TẠI ĐỈNH MÓNG.

2.7 Bố trí cốt thép và kiểm toán tiết diện:

1 Kiểm toán mặt cắt xà mũ (III-III):

a) Tính toán và bố trí thép chịu lực

Bảng 2 25: Dữ liệu ban đầu:

Chiều dày lớp phủ bê tông a' 0.05 m

Trọng lượng riêng của bê tông cốt

Trong đó: Mu : Mômen do ngoại lực tác dụng từ các tổ hợp tính toán

fy : Giới hạn chảy, fy = 420Mpa

φ : Hệ số sức kháng, φ=1

d: Chiều cao làm việc của mặt cắt

Với BT có cường độ >28Mpa hệ số β1 giảm đi theo tỉ lệ 0,05 cho từng 7Mpa vượt quá 28Mpa nhưng không nhỏ hơn 0,65:

β1= 0.85 - (30-28)×0.05/7= 0.836Chọn 20φ20, Diện tích cốt thép: AS = 7598.8 mm2

Vậy ta có : Mr = 4075.034 (kN.m) > Mu = 3292.363 (kNm) ⇒Đạt.

b) Kiểm tra cấu kiện chịu cắt:

- Tổ hợp dùng để kiểm tra là Cường độ I: Vu = 2783.591 (kN)

- Sức kháng cắt của cấu kiện: Vr=φ.Vn

- Vc – do ứng suất kéo trong bê tông

V s v. y. v.(cot θ +cot(α)).sin(α)

Bảng 2.27: Kiểm toán cắt tiết diện III-III

M f

s

s s

=

1

.A d

Z f

- A : Diện tích bêtông ở vùng chịu kéo có cùng trọng tâm với cốt thép chủ chịu

2

mm n

t b

, trong đó n là số thanh thép ở vùng chịu kéo, A =2000.(50+20/2) /17 = 17143 (mm2)

-Z = Thông số bề rộng vết nứt (N/mm), đại lượng Z không được lấy vượt quá

30000 (N/mm) đối với các cấu kiện trong điều kiện môi trường thông thường Lấy Z=25000 N/m

- Ms := Tổ hợp lớn nhất của tổ hợp tải trọng sử dụng

- As : Tổng diện tích cốt thép chịu kéo

( )n n n

3 /

=> Vậy ta có bảng kết quả sau :

Bảng 2.28: Kiểm tra nứt của tiết diện

Ms(kNm)

As

)

fs(Mpa)

0,6.fy(Mpa)

fsa(Mpa)

Kiểm tra

fs<0,6fy

fs<fs a

d) Tính toán cốt thép đá tảng:

- Chiều cao đá tảng cao nhất: 20 cm

- Chiều dài theo phương ngang cầu: 1 m

- Chiều dài theo phương dọc cầu: 1m

- Tính toán theo điều kiện ép mặt của đá tảng

- Tại vị trí kê gối cầu lên đá tảng cần kiểm tra điều kiện:

1 a k cb

+Rlt,Ra: Cường độ tính toán (lăng trụ) của bêtông và cốt thép

+Fcb: Diện tích chịu nén cục bộ (phạm vi bản đế gối áp lên đá tảng)

+F1: Diện tích của phần bêtông nằm trong đường viền của lưới cốt thép tính đếnmép thanh cốt thép.

+ : Hệ số kể đến sự tăng khả năng chịu lực của bêtông do ép mặt trên diện tíchnhỏ hơn diện tích chịu lực, được xác định như sau:

F

F3

4− × cb

=

θ

, đồng thời 2≤ θ ≤3,5Trong đó:

+ F: Diện tích làm việc của đá tảng tính tại mặt phẳng lưới cốt thép tăng cường dưới cùng do phản lực A phân bố xuống một góc 450

+ Cốt thép đá tảng có Ra=420 (Mpa)

+ Bêtông 30Mpa có: Rlt=30 (Mpa)

+ Bố trí hai lưới hàn 10a100

+ηK : Hàm lượng cốt thép tính theo bê tông bộc lưới

+ n1, f1, l1: là số lượng, diện tích, chiều dài các thanh cốt thép theo phương ngang cầu

Chọn 10 10 a100,có f = 0,872 (cm2), chiều dài l1 = 80 (cm)

+ h : khoảng cách giữa các lưới cốt thép ; h = 15(cm)

+ n2, f2, l2 : số lượng, diện tích, chiều dài các thanh cốt thép thép phương ngangdọc cầu

Chọn 5 10a100, có f = 0,785 (cm2), chiều dài l1 = 40 (mm)

Xác định diện tích làm việc của đá tảng

⇒ Thoả mãn điều kiện chịu ép mặt

2 Kiểm toán mặt cắt thân trụ II-II

X Y

Hình 2.6: Mặt cắt ngang thân trụBảng 2.29: Bảng tổng hợp tải trọng tới mặt cắt II-II

Bảng 2.30: Bảng tổng hợp tải trọng tới mặt cắt II-II

TỔ HỢP TẢI TRỌNG TẠI ĐỈNH MÓNG.

HY(kN)

MX(kN.m)

HX(kN)

MY(kN.m)

a) Tính toán cấu kiện chịu nén:

- Kiểm tra điều kiện chịu uốn 2 chiều (Theo điều 5.7.4.5)

+ Nếu lực tính toán dọc trục không nhỏ hơn 0,1ϕ f 'c Ag thì kiểm tra theo điềukiện:

o ry

rx

1P

1P

1P

1

ϕ

−+

=

(5.7.4.5-1)Trong đó :

Po = 0,85 f 'c (Ag - Ast) + Ast fy (5.7.4.5-2)

Po :sức kháng lực dọc trục danh định có hoặc không có uốn (N)