đề cương ôn tập kiểm định cầu

ĐỀ CƯỜNG ÔN TẬP NGUYỄN TÀI ĐÌNH Đề cương ôn tập kiểm định cầu M ột số lưu ý :  Khái ni ệm đoàn xe Đoàn xe đưa vào tính toán bao gồm đoàn xe H-30 và H-10, khi xếp phải đảm bảo các kích

Trang 1

ĐỀ CƯỜNG ÔN TẬP NGUYỄN TÀI ĐÌNH

Đề cương ôn tập kiểm định cầu

M ột số lưu ý :

 Khái ni ệm đoàn xe

Đoàn xe đưa vào tính toán bao gồm đoàn xe H-30 và H-10, khi xếp phải đảm bảo các kích thước cơ bản về khoảng cách giữa các trục bánh xe, khoảng cách giữa các xe Xếp bánh nặng nhất vào đường ảnh hưởng có giá trị tung độ lớn nhất để gây ra ảnh hưởng bất lợi nhất Lưu ý khi xếp phải xếp hết trên toàn bộ ĐAH, nếu xếp hết xe mà vẫn có thể xếp

1 phần của xe thì vẫn xếp Dưới đây là sơ đồ 2 đoàn xe H-10,H-30 cần phải nhớ:

Hình 1 Sơ đồ xếp xe đoàn xe H-30

Hình 2 Sơ đồ xếp xe đoàn xe H-10

 Các hệ số đi kèm

 H ệ số vượt tải:

 Đối với hoạt tải: n = 1.4

 Tải trọng người đi bộ: n = 1.4, gng = 300kg/m2

 Tĩnh tải loại 1: ng1 = 1.1

 Tĩnh tải loại 2: ng2 = 1.5

 H ệ số làn xe:

 1 làn  α = 1

 2 làn  α = 0.9

L/4

L

0.7P 0.3P

4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000

0.7P 0.3P 0.7P 0.3P 0.7P 0.3P 0.7P 0.3P

0.7P 0.3P

L

4000 4000 4000

Trang 2

 3 làn  α = 0.8

 ≥4 làn  α = 0.7

 Lưu ý khác

 Chiều dài nhịp luôn luôn phải tính là chiều dài nhịp tính toán

 Nếu đề bài yêu cầu tính theo momen uốn có nghĩa là tính đối với momen uốn tiết diện giữa nhịp - nơi gây ra tác động bất lợi nhất

 Nếu đề bài cho các thông số là các "thông số kỹ thuật được đo đạc ngoài hiện trường"

 không cần nhân với hệ số vượt tải

 Cuối mỗi bài toán luôn luôn phải có kết luận là với tải trọng như thế thì có thể đi qua cần được hay không - rất quan trọng trong công việc kiểm định cầu

D ạng 1: Xác định hoạt tải cho phép qua cầu theo ứng suất cho phép

Dạng bài này hệ số vượt tải lấy bằng 1

Ví d ụ 1:

Sử dụng phương pháp ứng suất cho phép để đánh giá khả năng chịu lực của kết cấu nhịp theo momen uốn Cho biết:

Sơ đồ đoàn xe qua cầu H-30, P = 30T

Dầm chủ dùng để đánh giá cấp tải trọng của kết cấu nhịp có các thông số kỹ thuật sau:

 Chiều dài nhịp: L = 38.2m

 Momen chống uốn: Wtt = 13840 cm3

 Ứng suất cho phép: [σ] = 1600 kg/cm2

 Hệ số xung kích: 1+ = 1.28

 Hệ số phân phối ngang:  = 0.4125

Sơ đồ đoàn xe tải trọng đơn vị H-1 được xếp giống như đoàn xe H-30 với P = 1T

Tĩnh tải dầm chủ: 1 T/m

Cầu không có đường cho người đi bộ

Gi ải

 Xác định cấp của hoạt tải

 Ta có chiều dài nhịp tính toán:

L   L  l l      

 Xác định nội lực do đoàn xe H-30 gây ra - S0: vẽ đường ảnh hưởng momen tại tiết diện giữa nhịp rồi xếp đoàn xe H-30 và H-1 ta được:

Trang 3

Nội lực do đoàn xe H-30 gây ra:

0 0

[0.2 3.6125 6.4125 0.4 0.6125 8.6125 9.4125 1.4125 ] 1

i i

P y





Nội lực do đoàn xe đơn vị H-1 gây ra:

1 1

1

[0.2 3.6125 6.4125 0.4 0.6125 8.6125 9.4125 1.4125 ] 1

i i

P y





 Cấp của hoạt tải:

0 0

1

0

1

[0.2 3.6125 6.4125 0.4 0.6125 8.6125 9.4125 1.4125 ] 1

30 30 1

S

K

S

P



 Cấp của kết cấu nhịp K k

 Quy đổi tải trọng đoàn xe đơn vị H-1 ta được:

1 1 1

0.2 3.6125 6.4125 0.4 0.6125 8.6125 9.4125 1.4125

37.65 9.4125

2 0.056577

P y K













 Hoạt tải lớn nhất mà kết cấu nhịp có thể chịu được:

 

6

max

37.65 9.4125

13840 10 16000 1

0.525 37.65 9.4125

2

q

 

6T 12T

12T

1600

Trang 4

 Cấp của kết cấu nhịp:

max 1

0.525

9.29 0.056577

k

K K

K

 Kết luận: với K k = 9.29 < K 0 = 30  đoàn xe theo sơ đồ đoàn xe tiêu chuẩn H-30 qua c ầu không an toàn

Trang 5

Dạng 2: Xác định hoạt tải cho phép qua cầu theo trạng thái giới hạn

Loại này có nhân hệ số vượt tải

Ví d ụ 2:

Sử dụng phương pháp trạng thái giới hạn để đánh giá khả năng chịu lực của nhịp giản đơn theo momen uốn, biết:

Sơ đồ đoàn xe H-10, P = 10 tấn

Dầm chủ dùng để đánh giá cấp tải trọng của kết cấu nhịp có các thông số kỹ thuật sau:

 Momen chống uốn Wtt = 14740 cm3 = 14740×10-6 m3

 Cường độ tính toán của vật liệu dầm chủ: R = 1900 kg/cm2 = 19000 T/m2

 Tĩnh tải 1 và 2 của dầm chủ tương ứng là: g1 = 0.7 T/m, g2 = 0.3 T/m

Sơ đồ đoàn xe đơn vị H-1 có bố trí như đoàn xe H-10 với P = 1T

Cầu có 2 làn xe, không có người đi bộ

Bài làm

 Chiều dài nhịp tính toán của kết cấu nhịp:

2 35.15 2 0.05 0.25 34.6

Cấp của hoạt tải:

0

1

10

P

   (Với đoàn xe H-10 sinh ra momen S0, đoàn xe H-1 sinh ra momen S1, lúc này ta có

0

K

  )

Phần này nên viết rõ như ví dụ 1

 Xác định cấp của kết cấu nhịp:

 Ta có tải trọng đoàn xe H-1 quy đổi thành lực phân bố:

1

.

i i

P y

K 





Trang 6

Ta có giá trị tải trọng quy đổi:

1

0.7 8.65 0.3 0.3 6.65 0.7 0.7 4.65 0.3 0.3 2.65 0.7 0.7 0.65

0.127 8.65 34.6

2

 

max

W 1

34.6 8.65 0.01474 19000 0.7 0.3 1

2 8.71 34.6 8.65

0.127 0.9 1.4 0.55 1.15

2

k

q n K

K



 



Kết luận: Kết quả tính cho thấy K0 = 10 > Kk = 8.71  không cho phép đoàn xe H-10 đi qua cầu

Ví dụ 3:

Sử dụng phương pháp TTGH để đánh giá khả năng chịu lực của KCN giản đơn theo momen uốn, biết:

Sơ đồ đoàn xe H-10, P=10T

Dầm chủ dùng để đánh giá cấp tải trọng có các thông số kĩ thuật theo số liệu đo đạc khảo sát:

 L = 35.15m

 Wtt = 14740 cm3

 Cường độ tính toán của vật liệu dầm R = 1900 kg/cm2

 Tĩnh tải 1 và 2 của dầm chủ: 0.7 T/m và 0.3 T/m

Sơ đồ đoàn xe đơn vị H-1 bố trí như đoàn xe H-10 với P = 1T

Cầu có 2 làn xe và không có làn cho người đi bộ

Gi ải

 Xác định cấp của hoạt tải K 0

 Chiều dài nhịp tính toán:

Trang 7

L   L  l l      

 Nội lực S0 do đoàn xe tiêu chuẩn H-10 gây ra:

Vẽ đường ảnh hưởng momen tại tiết diện giữa dầm rồi xếp đoàn xe H-10, H-1 ta có:

 Cấp của tải trọng xác định theo phương pháp trạng thái giới hạn:

0 0

0

1 1

1

0.3 2.65 2 6.65 2 0.7 0.65 2 4.65 2 8.65

10 0.3 2.65 2 6.65 2 0.7 0.65 2 4.65 2 8.65

i i

P y

K

P y





Vì các hệ số của 2 đoàn xe là như nhau nên có thể giản ước được

 Xác định cấp của kết cấu nhịp

 Quy đổi tải trọng đoàn xe đơn vị H-1 ta được:

1 1 1

0.3 2.65 2 6.65 2 0.7 0.65 2 4.65 2 8.65

34.6 8.65 2 0.127

i i

P y K









 Hoạt tải lớn nhất mà kết cấu nhịp có thể chịu được:

max

6

1

36.4 8.65

14740 10 19000 0.7 0.3 1

36.4 8.65

2

q

K

n









65 4.65 2.

65 0.65

Trang 8

max 1

0.969

7.63 0.127

k

K K

K

 K ết luận: Kết quả tính cho thấy K 0 = 10 > K k = 7.63  không cho phép đoàn xe

H-10 đi qua cầu

Trang 9

Dạng 3: Xác định khả năng chịu tải của kết cấu nhịp

Ví d ụ 4:

Xác định khả năng chịu tải của kết cấu nhịp, cho biết:

Sơ đồ đoàn xe qua cầu là H-10

Dầm chủ dùng để xác định khả năng chịu tải của kết cấu nhịp có các thông số kỹ thuật sau:

 a = 1m, b = 20cm, c = 35cm, d = 25cm, e = 65cm, h = 1.5m

 Trọng lượng lớp phủ mặt cầu tác dụng lên dầm chủ: g2 = 0.8T/m

 Ứng suất biên dưới tại tiết diện giữa nhịp do lực căng trước: [σ] = 1600 kg/cm2

 Hệ số lực xung kích: 1+ = 1.15

Cầu có 2 làn xe và không có đường dành cho người đi bộ

Gi ải

 Chiều dài nhịp tính toán:

 Xác định đặc trưng hình học của tiết diện:

 Tung độ trọng tâm so với mép dưới tiết diện:

1 0.2 1.4 0.35 1.05 0.775 0.25 0.65 0.125

0.8

1 0.2 0.35 1.05 0.25 0.65

c

y





Trang 10

 Momen quán tính của tiết diện:

3

0.65 0.25

0.65 0.25 0.125 0.8 0.1815 12

m

 Xác định ứng suất:

Khả năng chịu tải của kết cấu nhịp theo ứng suất:

  HT TT Trong đó:

[] - ứng suất nén trước;

σHT - ứng suất gây ra bởi hoạt tải;

TT - ứng suất gây ra bởi tĩnh tải

 Ứng suất do tĩnh tải gây ra:

TT

Trong đó:

I - momen quán tính đối với trục x của toàn bộ tiết diện

y - khoảng cách từ trục trung hòa tới mép dưới tiết diện (thớ chịu kéo xa nhất)

MTT - momen do tĩnh tải tác dụng lên kết cấu nhịp, bao gồm tĩnh tải loại 1 và 2

Ta có momen do tác dụng lên kết cấu nhịp:

33.65 0.73 2.5 33.65 8.4125 33.65 8.4125

tt c

L S

L



Tm

Ứng suất do tĩnh tải tác dụng:

2

375.765

0.8 1656.26 / 0.1815

TT TT

M

I

 Ứng suất do hoạt tải tác dụng

HT HT

M y I

Trong đó:

Trang 11

MHT - momen do hoạt tải gây ra, được tính theo công thức:

1

M n   P y

Với:

n - hệ số vượt tải đối với hoạt tải

 - hệ số phân phối ngang

α - hệ số làn

Vẽ đường ảnh hưởng tại tiết diện giữa nhịp và xếp đoàn xe H-10 ta được:

Momen do hoạt tải gây ra:

0.3 2.4125 2 6.4125 2 1.4 0.5 0.9 1.15

0.7 0.4125 2 4.4125 2 8.4125 12.9966

HT

P M

P P



Ứng suất do hoạt tải gây ra:

12.9966

0.1815 57.285

HT

y I

P



 Xác định khả năng chịu tải của kết cấu nhịp:

Ta có biểu thức:

250.4

 Kết luận: Như vậy kết cấu nhịp đã cho có thể chịu được tải trọng đoàn xe ứng với đoàn xe tiêu chuẩn H-10 với P = 250.4T

Ví dụ 5:

Xác định khả năng chịu tải của KCN giản đơn BTCT theo momen uốn, cho biết:

Sơ đồ đoàn xe qua cầu theo tiêu chuẩn đoàn xe H-30

4000

Trang 12

Dầm chủ dùng để xác định khả năng chịu tải của KCN có các thông số kỹ thuật theo số liệu khảo sát:

 Các kích thước dầm cho như hình vẽ

 Hệ số phân phối momen = 0.48

 Trọng lượng lớp phủ BMC tác dụng lên dầm chủ tính toán là 0.3T/m

 Ứng suất tại biên dưới tiết diện giữa nhịp do lực căng trước: [σ] = -235 kg/cm2

 Hệ số xung kích = 1.07

Cầu có 2 làn xe và không có đường dành cho người đi bộ

Gi ải

 Chiều dài nhịp tính toán:

 Xác định đặc trưng hình học của tiết diện:

 Tung độ trọng tâm so với mép dưới tiết diện:

1.61

2 0.2 0.2 2.1

c

y



 Momen quán tính của tiết diện:

4

0.426

m



2000

200

Trang 13

 Xác định ứng suất:

Khả năng chịu tải của kết cấu nhịp theo ứng suất:

  HT TT Trong đó:

[] - ứng suất nén trước;

σHT - ứng suất gây ra bởi hoạt tải;

TT - ứng suất gây ra bởi tĩnh tải

 Ứng suất do tĩnh tải gây ra:

TT

Trong đó:

I - momen quán tính đối với trục x của toàn bộ tiết diện

y - khoảng cách từ trục trung hòa tới mép dưới tiết diện (thớ chịu kéo xa nhất)

MTT - momen do tĩnh tải tác dụng lên kết cấu nhịp, bao gồm tĩnh tải loại 1 và 2

Ta có momen do tác dụng lên kết cấu nhịp:

41.5 0.82 2.5 41.5 10.375 41.5 10.375

tt c

L S

L



Tm

Ứng suất do tĩnh tải tác dụng:

2

511.76

1.61 1934 / 0.426

TT TT

M

I

 Ứng suất do hoạt tải tác dụng

HT HT

M y I

Trong đó:

MHT - momen do hoạt tải gây ra, được tính theo công thức:

1

M n   P y

Với:

n - hệ số vượt tải đối với hoạt tải

 - hệ số phân phối ngang

α - hệ số làn

Trang 14

Vẽ đường ảnh hưởng tại tiết diện giữa nhịp và xếp đoàn xe H-30 ta được:

Momen do hoạt tải gây ra:

0.2 5.375 6.575 1.4 0.48 0.9 1.07

0.4 1.575 2.375 10.375 9.375 1.575 0.775 8.28

HT

P M

P P



 Xác định khả năng chịu tải của kết cấu nhịp:

Ta có biểu thức:

50.24

 Kết luận: Như vậy kết cấu nhịp đã cho có thể chịu được tải trọng đoàn xe ứng với đoàn xe tiêu chuẩn H-30 với P = 50.24T

0.4P

Trang 15

Dạng 4: Xác định khả năng chịu tải của móng trụ cầu

Ví d ụ 6:

Xác định khả năng chịu lực của móng trụ cầu theo hình vẽ cho trước, biết các thông số kỹ thuật của trụ cầu theo số liệu khảo sát như sau:

L1 = 27m, L2 = 40m

Sơ đồ đoàn xe qua cầu: H-30

Số lượng cọc trong móng: 30 cọc

Sức chịu tải giới hạn của cọc: Pgh = 50T

Thân trụ, bệ trụ có tiết diện không đổi

Cường độ tĩnh tải nhịp L1, L2tương ứng là: g1 = 1.2T/m, g2 = 1.5T/m

Cầu có 2 làn đường người đi bộ, mỗi làn rộng 1.5m

Gi ải

 Số lượng cọc:

gh

R n

P



Trong đó:

β - hệ số kể đến áp lực ngang và momen tác dụng vào trụ

R - tổng lực thẳng đứng tác dụng lên móng

Pgh - sức chịu tải giới hạn của cọc

 Xác định áp lực thẳng đứng tác dụng lên móng trụ

 Áp lực thẳng đứng do tĩnh tải tác dụng:

Trong đó:

G1, G2 - áp lực thẳng đứng do tải trọng nhịp 1 và 2 tác dụng lên trụ

Q - trọng lượng bản thân trụ, bệ móng

6000

Trang 16

Chất tĩnh tải lên đường ảnh hưởng, xác định áp lực tác dụng lên trụ ta có:

1 27

2

1 40

2



Trọng lượng bản thân trụ:

tru be tru bt be bt

QQ Q V  V           (T) Giá trị áp lực thẳng đứng của tĩnh tải tác dụng lên trụ:

16.2 30 200 246.2

TT

 Áp lực thẳng đứng do hoạt tải tác dụng lên trụ:

HT oto nguoi

Trường hợp 1 (không bất lợi bằng)

Trường hợp 2 (bất lợi hơn)

Áp lực do ô tô tác dụng lên trụ:

'

0.2 0.63 0.81 0.37

2 1.4 0.9

0.4 0.348 0.407 1 0.96 0.56 0.52 0.12 0.08 4.9588

P P P







0.4P 0.4P 0.2P

1600 6000 10000 1600 6000 10000 1600

0.4P 0.4P 0.2P 0.4P 0.4P 0.2P 0.4P 0.4P 0.2P

1600 6000 10000

1 0.94 0.348

0.85

0.4P 0.4P 0.2P 0.4P 0.4P 0.2P 0.4P 0.4P 0.2P 0.4P 0.4P 0.2P

Trang 17

Áp lực do người đi bộ tác dụng lên trụ:

27 1 40 1

Áp lực do hoạt tải tác dụng lên trụ:

4.9588 42.21

HT

 Áp lực thẳng đứng do tổng các tải trọng tác dụng lên trụ:

4.9588 42.21 246.2 4.9588 288.41

 Xác định tải trọng cho phép:

1.5

gh gh

n P R

P





Lại có:

R P

Như vậy tải trọng cho phép đi qua cầu là:

1000 288.41

143.5 4.9588

(T)

 Kết luận: Như vậy kết cấu trụ đã cho có thể chịu được tải trọng đoàn xe ứng với đoàn xe tiêu chuẩn H-30 với P = 143.5T

Định dạng
Số trang	17
Dung lượng	378,85 KB