TKMH CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP - DẦM T CĂNG TRƯỚC L=32M

Bộ Môn CTGTTP Thiết Kế môn hoc cầu btctf1 Mặt cắt tại gối Mặt cát dầm chủ 2... Bộ Môn CTGTTP Thiết Kế môn hoc cầu btctf1Tĩnh tải : Tĩnh tải giai đoạn 1 DC1và tĩnh tải giai đoạn 2 DC2+ DW

Trang 1

Bộ Môn CTGTTP Thiết Kế môn hoc cầu btctf1

Mục lụcPhần 1: Nội dung thuyết minh

1 Chọn tiết diện mặt cắt dầm chủ

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

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

Trang 2

4 Tính toán nội lực dầm chủ do tĩnh tải

5 Nội lực dầm chủ do hoạt tải

6 Các đặc trng vật liệu cho dầm chủ

7 Chọn và bố trí cáp dự ứng lực

8 Tính toán các mất mát ứng suất

9 Kiểm toán theo - Trạng thái giới hạn cờng độ I

Trang 3

10 Tính độ võng cầu

11 Bản mặt cầu

Trang 4

Bé M«n CTGTTP ThiÕt KÕ m«n hoc cÇu btctf1

PhÇn 2: B¶n vÏ kü thuËt

(B¶n vÏ khæ A1)

Trang 5

NhiÖm vô thiÕt kÕ ThiÕt kÕ 1 cÇu Bª t«ng cèt thÐp D¦L

1* C¸c sè liÖu cho tríc:

- DÇm T, chiÒu dµi toµn dÇm L=24m, kÕt cÊu kÐo tríc

Trang 6

- Khæ cÇu K7+2 x1,5m -> W=7+2x1,5=10(m)

- T¶i träng thiÕt kÕ: HL93, Ngêi ®i bé 3.10-3MPa

- Tao c¸p D¦L:12.7mm

2*Tiªu chuÈn thiÕt kÕ:

- Quy tr×nh thiÕt kÕ : 22TCN – 272 - 05 Bé Giao th«ng vËn t¶i

- T¶i träng thiÕt kÕ: HL93 , ®oµn Ngêi ®i bé

3* VËt liÖu sö dông:

Trang 7

-Thép DƯL:

.Cờng độ quy định của thép ứng suất trớc fpu=1860 Mpa

.Giới hạn chảy của thép ứng suất trớc fpy=0,9 fpu=1674 Mpa

.Hệ số ma sát à =0,23

.ứng suất cho phép khi kích fpj=0,8 fpu=1488Mpa

.Cờng độ tính toán khi chế tạo Rd1=13280 Kg/cm2

Trang 8

.Cờng độ tính toán khi sử dụng Rd2=12800 Kg/cm2

.Môđun đàn hồi Et=197000Mpa

-Vật liệu bêtông:

Cờng độ chịu nén của bêtông ở tuổi 28 ngày fc’=40Mpa

Cờng độ chịu nén của bêtông khi tạo ứng suất trớc fci’=0,85.fc’=34Mpa

Trang 9

Môđun đàn hồi của bêtông Ec=0,043 1 , 5

Trang 10

( bản vẽ trên giấy A1)

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 24 mét, để hai đầu dầm mỗi bên 0,3 mét để kê gối Nh vậy chiều dài nhịp tính toán của nhịp cầu là 23,4 mét

Trang 11

phủ mặt cầu gồm có 2 lớp: lớp phòng nớc có chiều dày 0,4cm,, lớp bêtông Asphalt trên cùng có chiều dày 7cm Lớp phủ đợc tạo độ dốc ngang bằng cách kê cao các gối cầu

Trang 12

11000 4x2200 400

10000

Bè trÝ chung mÆt c¾t ngang CÇu

Trang 13

Kho¶ng çch gi÷a çc dÇm chñ S=2200 mmGi÷a phÇn xe ch¹y vµ lÒ ngêi ®i ph©n çch b»ng gi¶i ph©n çch mÒm

Trang 14

- ChiÒu réng bÇu dÇm: bb=60cm

- ChiÒu cao bÇu dÇm: hb=30cm

- ChiÒu dµy bông: bw=20cm

- ChiÒu réng b¶n c¸nh: b1=180cm

- Réng v¸t c¸nh: 15cm

- Cao v¸t c¸nh: 15cm

Trang 15

- Réng v¸t bÇu: 20cm

- Cao v¸t bÇu: 20cm

- PhÇn hÉng: 120cm

C¸c kÝch thíc kh¸c nh h×nh vÏ:

Trang 16

180

Trang 17

Mặt cắt tại gối Mặt cát dầm chủ

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

Yêu cầu: hmin=0,045.L Trong đó ta có:

L: Chiều dài nhịp tính toán L=23400mm

Trang 18

22

1 18

1

.24000

⇒ Chọn h = 1300 mm

suy ra: hmin=0,045.L=0,045.25200=1134mm< h=1300mm=> Thỏa mãn

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

3.1 Đối với dầm giữa

Trang 19

BÒ réng b¶n c¸nh h÷u hiÖu cã thÓ lÊy gi¸ trÞ nhá nhÊt cña

Trang 20

200

= 2700mm

+ Khoảng cách trung bình giữa các dầm kề nhau (S= 2200)->bi=2200mm

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(=2200/2=1100) cộng trị số nhỏ nhất của

Trang 21

2 / 200

=1350 mm

+ BÒ réng phÇn hÉng( =1200 mm) ->be=1100 +1100=2200 mm

Trang 22

KÕt luËn: BÒ réng b¶n c¸nh dÇm h÷u hiÖu

Trang 23

Tĩnh tải : Tĩnh tải giai đoạn 1 DC1và tĩnh tải giai đoạn 2 (DC2+ DW)

Hoạt tải gồm cả lực xung kích(IL+IM) : Xe HL 93

Nội lực do căng cáp ứng suất sau

Ngoài ra còn các tải trọng: Co ngót, từ biến, nhiệt độ, lún, gió, động đất (khụng xột)

Trang 24

4.1 Tĩnh tải rải đều lên 1 dầm chủ

Tỷ trọng của các cấu kiện lấy theo bảng (A.3.5.1.1) AASHTO,giả thuyết tĩnh tĩnh tải phân bố đều cho mỗi dầm, riêng lan can thì một mình dầm biên chịu

+ Tải trọng bản thân dầm DC dc

Trang 25

Thành phần tĩnh tải DC bên trên bao gồm toàn bộ tĩnh tải kết cấu trừ tĩnh tải lớp mặt hao mòn dự phòng và tải trọng dự chuyên dụng Do mục đích thiết kế 2 phần của tĩnh tải đợc định nghĩa nh sau:

Tĩnh tải rải đều lên dầm chủ xuất hiện ở giai đoạn căng ứng suất trớc

gDC1(dc) = γ.Ag Trong đó:

Trang 26

Ag – Diện tích mặt cắt ngang của dầm khi cha mở rộng Với kích thớc đã chọn nh trên, ta tính đợc Ag=0,665 m2 Do dầm có

mở rộng về 2 phía gối(xem bản vẽ) nên tính thêm phần mở rộng ta có Ag=0,6835 m2

Trọng lợng bản thân của dầm chủ là:

gDC1(dc) = 16.763 KN/m

Trang 27

+ T¶i träng do dÇm ngang: DC1 dn

Theo chiÒu däc cÇu bè trÝ 5 dÇm ngang(xem b¶n vÏ), theo chiÒu ngang cÇu bè trÝ 4 dÇm ngang, suy ra tæng sè dÇm ngang = 4.5=20

Trang 28

Träng lîng mét dÇm ngang: DC1dn= 2000.800.200.10-9.24,525=8.3453 KN

Trang 29

Tĩnh tải rải đều lên 1 dầm chủ do dầm ngang:

gDC1(dn)=

5 4 , 23

3453 , 8 20

=1,426 KN/m

+ Tải trọng do lan can

DC2 : Trọng lợng lan can xuất hiện ở giai đoạn khai thác sau các mất mát

Ta sử dụng loại lan can theo tiêu chuẩn AASHTO

Trang 30

=> TÜnh t¶i DC2 t¸c dông cho dÇm biªn

gDC2 = 4,654 KN/m + T¶i träng mèi nãi phÇn c¸nh T:

g3 = 0,4.0,2.24,525 = 1,4715 kN/m

+ T¶i träng cña líp phñ

Trang 31

Trang 32

4.2 C¸c hÖ sè cho tÜnh t¶i γp (B¶ng A3.4.1-2) B¶ng 5.2

Trang 33

4.3 Xác định nội lực

Ta tính toán nội lực dầm chủ tại 4 mặt cắt: MC giữa nhịp, MC 1/4 nhịp, MC cách gối 0,8m và MC gối

Trang 34

Để xác định nội lực, ta vẽ đờng ảnh hởng cho các MC cần tính rồi xếp tĩnh tải rải

đều lên đờng ảnh hởng Nội lực đợc xác định theo công thức:

+ Mômen: Mu= η.γp.ω.g

+ Lực cắt: Vu= η.g(γp.ω+-.γp.ω-) (Tơng tự nh tính toán bản mặt cầu với mục

đích tạo ra hiệu ứng tải lớn nhất)

Trang 35

Trong đó: ω- Diện tích đờng ảnh hởng mômen tại mặt cắt đang xét

ω+-Diện tích đờng ảnh hởng lực cắt dơng tại mặt cắt đang xét

ω+-Diện tích đờng ảnh hởng lực cắt âm tại mặt cắt đang xét

η: Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính d, và sự quan trọng trong khai thác xác định theo Điều (A.1.3.2)

Trang 36

η=ηiηDηR ≥ 0,95

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

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

Hệ số liên quan đến tầm quan trọng khi khai thác ηi = 1,05theo Điều (A.1.3.5)

Vậy: η = 0,95

Trang 37

4.3.1 TÝnh M«men

+ §êng ¶nh hëng m«men mÆt c¾t gi÷a nhÞp ω=68,445 m2

Trang 38

MÆt c¾t gi÷a nhÞp

5.85

Trang 39

- Trạng thái giới hạn cờng độ 1

Trang 40

DÇm trong (kh«ng cã tÜnh t¶i do lan can)

Mu=0,95.( 1,25.gDC1(dc)+1,25gm«inoi + 1,25.gDC1(dn)+ 1,5.gDW).ω

=0,95.( 1,25.16,763+1,25.1,4715+ 1,25.1,426+1,5.3,375).68,445

= 1927,15 kN.m

Trang 41

DÇm ngoµi (chÞu toµn bé t¶i träng do lan can)

Trang 42

Trang 43

Mu=0,95.(1.gDC1(moinoi)+1.gDC1(dc)+1.DC1(dn)+1.gDW+1.gDC2).ω

=1.(1.1,4715 + 1.16,763 + 1.1,426 + 1.3,375 + 1.4,564).68,445

= 1889KNm

+ §êng ¶nh hëng m«men mÆt c¾t 1/4 nhÞp ω=51,334 m2

Trang 44

§AH mÆt c¾t 1/4 nhÞp 4,3875

Trang 45

Dầm trong (không có tĩnh tải do lan can)

Mu=0,95.( 1,25.gDC1(dc)+1,25.gDC1(dn)+ 1,25.gDC(môinoi) +1,5.gDW).ω

=0,95.( 1,25.16,763+1,25.1,4715+ 1,25.1,426+1,5.3,375).51,334

= 1445,4KNm

Trang 46

DÇm ngoµi(chÞu toµn bé t¶i träng do lan can)

Trang 47

Mu=1.(1.gDC1(moinoi)+1.gDC1(dc)+1.gDC1(dn)+1.gDW).ω

= 1.( 1.1,4715 + 1.16,763+1.1,426+1.3,375).59,535 = 1182,5 KNm

Mu=1.(1.gDC1(moinoi)+1.gDC1(dc)+1.DC1(dn)+ 1.gDW+1.gDC2).ω

Trang 48

= 1.( 1.1,4715 + 1.16,763+1.1,426+1.3,375+1.4,564).59,535

= 1416,8kN.m

+ §êng ¶nh hëng mémen mÆt c¾t c¸h gèi 0,8 m ω=9,04 m2

Trang 49

0,77265

0,8 m

Trang 50

Trang 51

= 0,95.( 1,25.16,763+1,25.1,4715+ 1,25.1,426+1,5.3,375+1,25.4,564).9,04 = 303,53KNm

- Tr¹ng th¸i giíi h¹n sñ dông

Mu=1.(1.gDC1(moinoi)+1.gDC1(dc)+1.gDC1(dn)+1.gDW).ω

Trang 52

Trang 53

= 249,5kNm

Trang 54

0,5

Trang 55

Trạng thái giới hạn cờng độ 1

Trang 56

Trang 57

Vu=0,95[1,25(gDC1(moinoi)+gDC1(dc)+gDC1(dn)+ gDC2)ω+- 0,9(gDC1(moinoi)+gDC1(dc)+

+gDC1(dn)+ gDC2)ω-+ (1,5.gDW.ω+- 0,65.gDW.ω-)]

Vu= 0,95[1,25(1,4715+16,763+1,426+4,564).2,925

-0,9(1,4715+16,763+1,426+4,564).2,925+

Trang 58

(1,5.3,375.2,925 - 0,65.3,375.2,925)]

= 26,88 KN

- Tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông

Trang 59

Trang 60

Trang 61

+ §êng ¶nh hëng lùc c¾t mÆt c¾t 1/4 nhÞp

0,75

W =0,73

W =5.68 0,25

§AH mÆt c¾t L/4

Trang 62

+ §êng ¶nh hëng lùc c¾t mÆt c¾t c¸ch gèi 0,8m

Trang 63

§AH mÆt c¾t c¸ch gèi

0,8m

Trang 64

+ §êng ¶nh hëng lùc c¾t mÆt c¾t gèi

W =11,7

§AH mÆt c¾t gèi

Trang 65

Lµm t¬ng tù nh trªn, ta cã b¶ng tæng kÕt sau:

M«men do tÜnh t¶i :

B¶ng 5.3.1

Trang 66

Trang 67

TTGH C§1

TTGH SD

TTGH C§1

TTGH SD

TTGH C§1

TTGH SDDÇm

Trang 68

Dầm

5 Nội lực dầm chủ do hoạt tải

5.1 Tính toán hệ số phân phối hoạt tải theo làn

Quy trình AASHTO (1998) đề cập đến phơng pháp gần đúng đợc dùng để phân

bố hoạt tải cho từng dầm (AASHTO LRFD 4.6.2.2.2) Không dùng hệ số làn của

Trang 69

Điều 3.6.1.1.2 với phơng pháp vì các hệ số đó đã đợc đa vào trong hệ số phân phối ,trừ khi dùng phơng pháp mô men tĩnh hoặc các phơng pháp đòn bẩy

Những kích thớc liên quan :

Chiều cao dầm: H = 1300mm; Khoảng cách của các dầm: S=2200mm; Chiều dài nhịp: L=23400mm; Khoảng cách từ tim của dầm biên đến mép trong của lan can: de=1200- 500 = 700mm

Trang 70

Dầm T thuộc phạm vi áp dụng những công thức gần đúng của qui định AASHTO(Theo bảng 4.6.2.21 và 4.6.2.2a-1) Hệ số phân bố hoạt tải đợc tính nhsau

a Hệ số phân phối hoạt tải theo làn đối với mô men uốn

+ Đối với dầm giữa (AASHTO bảng 4.6.2.2.2b-1):

Một làn thiết kế chịu tải :

Trang 71

gm=

1 , 0 3

3 , 0 4 , 0

4300 06

s

g

Lt

K L

S S

23400

2200 4300

2200 06

, 0

3 , 0 4

, 0

2 , 0 6 , 0

2900 075

, 0

s

g

Lt

K L

S S

23400

2200 2900

2200 075

, 0

2 , 0 6

, 0

Trang 72

Do cự ly theo chiều ngang cầu của xe Truck và Tendom đều là 1800mm

nên ta có sơ đồ xếp tải nh hình vẽ cho cả 2 xe:

gtrong=gm= 0,603Hai làn thiết kế chịu tải

Trang 73

gm=e gbên trong trong đó

2800

e 0,77

e = + =

2800 0,77 900

gm=1,09.0,603= 0,6573

b Hệ số phân phối hoạt tải theo làn đối với lực cắt

+ Đối với dầm giữa (ASSHTO Bảng 4.6.2.2.3a-1):

Trang 74

Mét lµn thiÕt kÕ chÞu t¶i

gv=

7600

S 0,36 + =

7600 0,36 2200

10700 3600

2200 2 ,

Trang 75

+ Đối với dầm biên (AASHTO bảng 4.6.2.2.3b-1):

gtrong=max trong 2 giá trị trên, gtrong= 0,7688

Hai làn thiết kế chịu tải

gv = e gbên trong Trong đó

3000 6

0 +

=

gv= 0,9*0,7688 = 0,69192

Trang 76

Trang 77

Ho¹t t¶i xe «t« thiÕt kÕ vµ quy t¾c xÕp t¶i (§iÒu 3.6.1.3)

Trang 78

+ Tải trọng làn thiết kế

- Hiệu ứng lực của tải trọng làn thiết kế không xét lực xung kích

- Quy tắc xếp tải (A.3.6.1.3)

• Hiệu ứng lực lớn nhất phải đợc lấy theo giá trị lớn hơn của các trờng hợp sau :

Trang 79

+ Hiệu ứng của xe hai trục thiết kế tổ hợp với hiệu ứng tải trọng làn thiết kế(HL93M)

+ Hiệu ứng của một xe tải thiết kế có cự ly trục bánh thay đổi nh trong điều (A.3.6.1.2.2) tổ hợp với hiệu ứng của tải trọng làn thiết kế (HL93K)

rải đều trên các nhịp và đối phản lực gối giữa thì lấy 90% hiệu ứng của

Trang 80

hai xe tải thiết kế có khoảng cách trục bánh trớc xe này đến trục bánh sau

xe kia là 15000mm tổ hợp 90% hiệu ứng của tải trọng làn thiết kế ; khoảng cách giữa các trục 145KN của mỗt xe tải phải lấy bằng 4300mm(HL93S)

qua

Trang 81

lực lớn nhất phải đợc chất tải trọng làn thiết kế

Tải trọng ngời đi bộ (PL)

- Tải trọng ngời đi bộ 3 KN/m2 (Điều A.3.6.1.5) phân bố trên 1,5m nên tải trọng rải đều của ngời đi bộ là 3.1,5 = 4,5 KN/m và phải tính đồng thời cùng hoạt tải xe thiết kế

Trang 82

* Sơ đồ tính: Sơ đồ tính của dầm chủ là dầm giản đơn nên khoảng cách giữa các trục của xe tải thiết kế Truck đều lấy = 4,3 m

* Cách xếp xe tải lên đờng ảnh hởng: Xếp xe sao cho hợp lực của các trục xe

và trục xe gần nhất cách đều tung độ lớn nhất của đờng ảnh hởng

5.3.1 Mômen

+ Đờng ảnh hởng mômen mặt cắt

Tiêu đề	Tk Mh Cầu Bê Tông Cốt Thép - Dầm T Căng Trước L=32M
Trường học	Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
Chuyên ngành	Cầu Bê Tông Cốt Thép
Thể loại	Thiết kế

Định dạng
Số trang	278
Dung lượng	1,93 MB