Đề tài thiết kế cầu bê tông cốt thép dự ứng lực supper-t căng trước

Đồ án bê tông cốt thép dầm liên hợp

MỤC LỤC

SỐ LIỆU THIẾT KẾ 5

PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1 8

CHƯƠNG I 8

THIẾT KẾ SƠ BỘ LAN CAN LỀ BỘ HÀNH 8

Lan can lề bộ hành chọn sơ bộ như hình vẽ: 8

Bản mặt cầu: 8

CHƯƠNG II 10

THIẾT KẾ DẦM CHỦ 10

Số liệu thiết kế: 10

Thiết kế cấu tạo 10

Tính toán đặc trưng hình học dầm Super-T 13

Hệ số phân bố tải trọng: 16

Xác định nội lực tại các mặt cắt đặc trưng: 19

Nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên: 25

PHẦN II: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 2 33

THIẾT KẾ DẦM THÉP LIÊN HỢP BÊ TÔNG CỐT THÉP 33

CHƯƠNG I: 33

SỐ LIỆU BAN ĐẦU 33

Các số liệu thiết kế: 33

Mặt cắt ngang cầu: 33

CHƯƠNG II 34

LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH 34

Lan can: 34

Lề bộ hành: 34

CHƯƠNG III 35

BẢN MẶT CẦU 35

Mô hình tính toán bản mặt cầu: 35

Sơ đồ tính bản mặt cầu: 35

Xác định nội lực bản mặt cầu do tĩnh tải ( tính cho 1 mét dài bản): 35

CHƯƠNG IV 39

TÍNH CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN DẦM 39

Chọn tiết diện dầm như hình vẽ: 39

Tính hệ số phân bố ngang cầu: 47

CHƯƠNG V: 48

TÍNH NỘI LỰC TẠI CÁC MẶT CẮT ĐẶC TRƯNG 48

Nội lực do hoạt tải tại các mặt cắt 48

Xác định nội lực do tĩnh tải tại các mặt cắt 64

CHƯƠNG VI: 79

KIỂM TOÁN DẦM 79

Kiểm toán dầm thép trong giai đoạn 1: 79

PHẦN IV: THIẾT KẾ KỸ THUẬT DẦM SUPPER-T 81

CÁC SỐ LIỆU ĐẦU VÀO: 81

CHƯƠNG I 82

THIẾT KẾ LAN CAN ĐƯỜNG NGƯỜI ĐI 82

Một số yêu cầu chung: 82

Cấu tạo thanh lan can 82

Thiết kế: 83

Xác định nội lực trong thanh lan can: 84

Mômen kháng uốn của thanh lan can: 85

Thiết kế trụ lan can: 85

CHƯƠNG II 90

THIẾT KẾ BÓ VỈA 90

Vật liệu: 90

Kiểm toán khả năng chịu lực va xe của bó vỉa: 90

CHƯƠNG III 95

THIẾT KẾ BẢN MẶT LỀ BỘ HÀNH 95

Sơ đồ tính toán và tải trọng tác dụng: 95

Lực tác dụng: 95

Thiết kế và bố trí cốt thép: 95

CHƯƠNG IV 97

THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU 97

Khái niệm: 97

Cấu tạo bản mặt cầu: 97

Sơ đồ tính: 97

Tính nội lực bản chịu lực theo sơ đồ bản hai cạnh: 99

Xét tính liên tục của bản 101

Tính bản chịu lực như dầm congxon đối với bản hẫng: 101

Tính toán thép cho bản mặt cầu: 102

Kiểm tra điều kiện chịu nứt của bản: 105

CHƯƠNG V 109

THIẾT KẾ DẦM CHỦ 109

Số liệu thiết kế: 109

Thiết kế cấu tạo 109

Tính toán đặc trưng hình học dầm Super-T 112

Hệ số phân bố tải trọng: 115

Xác định nội lực tại các mặt cắt đặc trưng: 118

Nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên: 124

Tổ hợp tải trọng tại các mặt cắt đặc trưng: 131

Tính duyệt theo lực cắt và xoắn: 158

TÍNH TOÁN DẦM NGANG: 162

CHƯƠNG VI 168

TÍNH TOÁN MỐ M1 168

Các điều kiện cơ bản 169

Vật liệu sử dụng 169

Số liệu kết cấu phần trên 170

Tải trọng tĩnh của kết cấu phần trên 170

Các mặt cắt cần kiểm tra 179

Tính toán nội lực do tải trọng của KCPT tác dụng xuống các mặt cắt 179

Nội lực do TLBT Mố gây ra (DC) 181

Tính toán bản quá độ 184

Tổng hợp nội lực tại các mặt cắt 187

Tổ hợp nội lực tại các mặt cắt 191

Thiết kế cốt thép cho các mặt cắt 193

Thiết kế cốt đai cho thân Mố 196

Tính toán cốt thép cho các mặt cắt còn lại 197

CHƯƠNG VII 201

TÍNH TOÁN CỌC NHỒI CHO MỐ 201

Điều kiện địa chất khu vực xây dựng mố: 201

Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu: 203

Tính sữc chịu tải của cọc theo vật liệu: 203

Thiết kế cốt thép cho cọc nhồi 218

Tính toán chọc thủng cho đài cọc: 220

Thiết kế cốt thép cho đài cọc: 220

CHƯƠNG VIII 222

TÍNH TOÁN TRỤ CẦU 222

Các kích thước cơ bản 222

Vật liệu sử dụng 223

Tải trọng tĩnh tác dụng lên kết cấu 223

Hoạt tải HL-93 225

Thiết kế xà mũ 236

Thiết kế trụ 242

Tĩnh tải 242

Hoạt tải 243

Tải trọng gió 246

Lực đẩy nổi, áp lực dòng chảy 246

Lực va tàu 246

Tổ hợp tải trọng tại mặt cắt đỉnh móng 246

Thiết kế cốt thép theo TTGH CĐI 247

Thiết kế cốt thép theo TTGH ĐB 250

Thiết kế cốt đai và kiểm tra lực cắt theo TTGH ĐB 251

TÍNH TOÁN CỌC NHỒI CHO TRỤ 254

Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu: 256

Tính toán sức chịu tải của cọc theo dất nền: 256

Thiết kế cốt thếp cho cọc nhồi : 273

Tính toán chọc thủng cho đài cọc: 275

Thiết kế cốt thép cho đài cọc: 275

CHƯƠNG IX 277

BẢN LIÊN TỤC NHIỆT 277

Tổng quan: 277

Cơ sở tính toán 278

Tính toán nội lực bản liên tục nhiệt: 290

Các thông số cơ bản ban đầu: 290

Tính toán nội lực do nhiệt độ, co ngót, từ biến: 291

Tính toán nội lực do tải trọng tác dụng: 293

Tổng hợp nội lực tại bản liên tục nhiệt: 298

Tính toán cốt thép cho bản liên tục nhiệt: 301

PHẦN V: TỔ CHỨC THI CÔNG 304

Chọn phương án thi công các bộ phận cầu 304

Thitết kế thi công trụ T1 311

Thiết kế ván khuôn đổ bệ cọc và thân trụ 312

TÀI LIỆU THAM KHẢO 317

SỐ LIỆU THIẾT KẾ

1 ĐỀ TÀI:

Thiết kế cầu bê tông cốt thép dự ứng lực supper-t căng trước

2 QUI MÔ THIẾT KẾ: Cầu vĩnh cửu

- Khổ cầu : 2x1.2 + 3.5x4 = 17 m

- Phần xe chạy: 14m

- Chiều cao thông thuyền: 3m

- Chiều rộng thông thuyền: 25m

- Mực nước cao nhất: 3.7m

- Mực nước thấp nhất: 1.6m

- Mực nước thông thuyền: 2.5m

3 SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT:

Lớp 1 : Đất sét hữu cơ màu xám đen, trạng thái rất mềm

Chiều dày lớp : h1 = 5.5m

Các chỉ tiêu cơ lý :

- Trọng lượng thể tích : γw = 1.39g/m3

- Lực dính c = 0.083 (KG/cm2)

- Giá trị SPT = 0

Lớp 2 : Đất sét hữu cơ màu xám đen, trạng thái rất mềm

Chiều dày lớp : h2 = 8 m

Các chỉ tiêu cơ lý :

- Trọng lượng thể tích : γw = 1.49 T/m3

- Lực dính c = 0.095 (KG/cm2)

- Giá trị SPT = 0

Lớp 3 : Đất sét màu nâu đốm xám xanh, trạng thái rắn

Chiều dày lớp : h3 = 3.9 m

- Trọng lượng thể tích : γw = 1.93 T/m3

- Lực dính c = 0.29 (KG/cm2)

- Giá trị SPT N =15

Lớp 4 : Đất sét pha cát, màu xám vàng nâu, trạng thái rắn

Chiều dày lớp : h4 = 4.1m

Các chỉ tiêu cơ lý :

- Trọng lượng thễ tích : γw = 1.94 T/m3

- Lực dính c = 0.273 (KG/cm2)

- Giá trị SPT N =14

Lớp 5 : Đất sét lẫn ít cát mịn, màu xám đen trạng thái rất rắn

Chiều dày lớp h5 = 6 m

Các chỉ tiêu cơ lý :

- Trọng lượng thễ tích : γw = 1.97 T/m3

- Lực dính c = 0 (KG/cm2)

- Giá trị SPT N = 16

Lớp 6 : Đất sét lẫn ít cát mịn, màu xám đen trạng thái rất rắn

Chiều dày lớp : h6 =2m

Các chỉ tiêu cơ lý :

- Trọng lượng thễ tích : γw = 1.97 T/m3

- Lực dính c = 0 (KG/cm2)

- Giá trị SPT N = 16

Lớp 7: Đất sét lẫn ít cát mịn, màu xám đen trạng thái rất rắn

Chiều dày lớp h7 = 2m

Các chỉ tiêu cơ lý :

- Trọng lượng thễ tích : γ = 1.98 T/m3

Chiều dày lớp h8 = 2 m

Các chỉ tiêu cơ lý :

- Trọng lượng thễ tích : γw = 1.96 T/m3

- Lực dính c = 0.046 (KG/cm2)

- Giá trị SPT N = 30

Lớp 9 : Cát mịn màu xám trạng thái rất chặt

Chiều dày lớp h9 = 4 m

Các chỉ tiêu cơ lý :

- Trọng lượng thễ tích : γw = 1.99 T/m3

- Lực dính c = 0.051 (KG/cm2)

- Giá trị SPT N = 63 >50

Lớp 10 : Đất sét màu xám đen trạng thái rắn

Chiều dày lớp h10 = 2 m

Các chỉ tiêu cơ lý :

- Trọng lượng thễ tích : γw = 1.94 T/m3

- Lực dính c = 0.24 (KG/cm2)

- Giá trị SPT N = 13

PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1

CHƯƠNG I THIẾT KẾ SƠ BỘ LAN CAN LỀ BỘ HÀNH

I Lan can lề bộ hành chọn sơ bộ như hình vẽ:

Tính toán chi tiết lan can lề bộ hành được tính toán ở phương án thiết kế kỹ thuật

II Bản mặt cầu:

1 Khái niệm:

Mặt cầu là bộ phận trực tiếp chịu tải trọng giao thông và chủ yếu quyết định chất lượng khai thác của cầu vì vậy mặt cầu cần bằng phẳng, đủ độ nhám, đảm bảo thoát nước, khai thác thuận tiện, ít hư hỏng nhất và an toàn tối đa cho các phương tiện tham gia giao thông

Bản mặt cầu là kết cấu có dạng bản kê trên hệ dầm mặt cầu gồm các dầm chủ, dầm ngang và dầm dọc phụ, vì vậy bản mặt cầu chủ yếu làm việc chịu uốn cục bộ như một bản kê trên hệ dầm mặt cầu Ngoài ra bản còn là cánh trên của dầm T, dầm hộp nên còn tham gia chịu nén hoặc kéo khi chịu uốn tổng thể của cầu Trong cầu bêtông cốt thép bản mặt cầu thường làm bằng bê tông, bê tông dự ứng lực, đúc tại chỗ hoặc lắp ghép

2 cấu tạo:

¯ Bản Bêtông cốt thép dày: 20 cm

¯ Lớp phủ Bêtông Atphan dày: 7 cm

¯ Tầng phòng nước dày: 0.4 cm

Tính toán chi tiết bản mặt cầu cũng được trình bày trong phần thiết kế kỹ thuật

B ª t « n g a t p h a n : 7 c m

L í p B T C T l iª n k Õ t : 2 0 c m

T Ç n g p h ß n g n − í c : 0 4 c m

CHƯƠNG II THIẾT KẾ DẦM CHỦ

I Số liệu thiết kế:

Khoảng cách đầu dầm đến tim gối: a= 0.35 m

- Tải trọng người 3 Kpa

Loại cốt thép DUL: tao thép Tao 7 sợi xoắn đường kính D ps= 15.2 mm

Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: f pu= 1860 MPa

II Thiết kế cấu tạo

A Lựa chọn kích thước mặt cắt ngang cầu

¯ Khoảng cách giữa 2 dầm chủ: S= 2125 mm

¯ Lề người đi khác mức với mặt cầu phần xe chạy

¯ Bố trí dầm ngang tại các vị trí gối cầu: 2 mặt cắt

¯ Số lượng dầm ngang: N n =(N b− × = − × =1) 2 (8 1) 2 14

¯ Chiều dày trung bình của bản: h f= 20 cm

B Cấu tạo dầm chủ:

Đoạn cắt khấc: L ck =800mm

Đoạn dầm đặc: L dac =1200mm

1) Mặt cắt ngang dầm trên gối:

2) Mặt cắt ngang dầm tại đoạn cắt khấc:

III Tính toán đặc trưng hình học dầm Super-T

Xét các mặt cắt đặc trưng gồm:

+ Mặt cắt tại chỗ thay đổi tiết diện: x2 =1,65m

+ Mặt cắt không dính bám 1: x3 =3m

+ Mặt cắt không dính bám 2: x4 =6m

tt

L

x = = = m

a Mặt cắt trên gối x1:

Ta sẽ quy đổi tiết diện Super-T về tiết diện đơn giản hơn để thuận tiện cho việc tính toán

9 Tiết diện nguyên khối:

Ta quy đổi theo nguyên tắc sau:

9 Tiết diện liên hợp:

Ta quy đổi theo nguyên tắc tương tự:

( )

.0,837.200 2125 790261 1111986 1,1

b Mặt cắt tại chỗ thay đổi tiết diện x2:

¾ Tiết diện nguyên khối:

Vx Vy

¾ Tiết diện liên hợp:

Diện tích tiết diện liên hợp:

c Mặt cắt giữa nhịp:

¾ Tiết diện nguyên khối:

Dieän tích tieát dieän nguyeân khoái:

2125

2 2

2 1 0,837.2125.200 623730 0,837.2125.200 945455 0.94

IV Hệ số phân bố tải trọng:

a) Hệ số làn:

Số làn thiết kế: n lan =4

Hệ số làn: m lan =0,65

b) Phân bố hoạt tải theo làn đối với mômen và lực cắt

Tỷ lệ mođun đàn hồi giữa dầm chủ và bản mặt cầu

Cường độ chịu nén của bêtông làm dầm chủ: f'cd =50MPa

Mođun đàn hồi của dầm chủ:

E =0,043.γ f' =0,043.2500 50 36870MPa=Cường độ chịu nén của bêtông làm bản mặt cầủ : f 'cb =30MPa

Mođun đàn hồi của bản mặt cầu:

E =0,043.γ f' =0,043.2500 30 27897MPa=Tỷ số :

cban cdam

c) Hệ số phân bố hoạt tải đối với mômen trong các dầm giữa:

Với dầm Super-T, hệ số phân bố tải ngang được tính theo công thức:

Ta xét phạm vi áp dụng của các công thức tra bảng:

™ Với 1 làn thiết kế: dùng phương pháp đòn bẩy

Xét cho xe tải thiết kế và xe hai trục: vì khoảng cách của hai bánh xe theo chiều ngang của hai loại xe là như nhau nên có chung một hệ số phân bố ngang

2125 1062

M LL

y

g − =∑ = =Trên cầu chỉ có một làn xe chất tải ta có hệ số làn xe tương ứng là : m = 1,2

( 3.6.1.1.2) Vậy

(m g )SE M LL− =1, 2.0, 256 0,31=+ Với tải trọng người đi:

™ Với 2 hoặc nhiều làn thiết kế:

Khoảng cách từ tim dầm biên đến mép đá vỉa:

e

d =-438mm ⇒ ≤0 d e≤1400mm(không thỏa)

Không sử dụng công thức trong bảng

Vậy ta sẽ dùng hệ số phân bố ngang trong trường hợp 1 làn theo phương pháp đòn bẩy để thiết kế

e) Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt trong các dầm giữa:

Ta xét phạm vi áp dụng của các công thức tra bảng này bao gồm tất cả các điều kiện sau: (đơn vị khoảng cách là mm)

+ 1800 ≤ =S 2125 3500 ≤ (thỏa)

+ 6000≤L tt =30000 43000≤ (thỏa)

+ 450 ≤H = 1600 1700 ≤ (thỏa)

+ N b = ≥8 3(thỏa)

Vậy ta có thể dùng công thức trong bảng để tính

™ Với 1 làn thiết kế chịu tải:

( ) 0,6 0,1 2125 0,6 1600 0,1 0,601

SI V

f) Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt trong dầm biên:

™ Với 1 làn thiết kế chịu tải: dùng phương pháp đòn bẩy

Đã tính trong phần trên:

™ Với 2 hoặc nhiều làn thiết kế chịu tải:

Ta xét phạm vi áp dụng của các công thức tra bảng này bao gồm tất cả các điều kiện sau: (đơn vị khoảng cách là mm)

đòn bẩy để thiết kế

Các thông số Tải trọng xe Tải trọng là Tải trọng người

Dầm giữa

g) Hệ số điều chỉnh tải trọng :

η = cầu thiết kế là quan trọng

Hệ số điều chỉnh của tải trọng

1,05 0,95

D R I

η η η η= = >

V Xác định nội lực tại các mặt cắt đặc trưng:

A Xác định tĩnh tải tác dụng lên 1 dầm chủ:

a Dầm chủ:

+ Đoạn dầm cắt khấc:

+ Đoạn dầm đặc:

+ Đoạn dầm còn lại:

1763, 48 /30

/ 2450.(1,6 0,56).0,15.2 / 30 25, 476 /

vn c vn vn vn

f Lan can:

Từ thực tế ta có thép phần lan can tay vịn có khối lượng: 63 KN / m

Ta giả thiết tải trọng lan can , lề bộ hành được qui về bó vỉa và truyền xuống dầm biên và dầm giữa là khác nhau , phần nằm ngoài bản hẩng sẽ do dầm biên chịu ,còn phần nằm trong sẽ chia cho dầm biên và dầm trong chịu theo tỉ lệ khoảng cách từ điểm đặt lực đến mỗi dầm

- Phần nằm ngoài bản hẩng:

1 0,58.0,3 0,08.0, 475 630,58.0,3.2450 0,08.0,6.2450 63 606,9 /

3g 2 41,68 /

g

g Lớp phủ mặt cầu và tiện ích công cộng:

Lớp phủ bêtông Atfan:

1 1 1

DW =h γ S n =0,07.2400.2,125 357= KG m/Lớp phòng nước:

' ' 2

DW =h γ S n =0,004.1800.2,125 15,3= KG m/Tiện ích và trang thiết bị trên cầu:

m/KG5

DW3 =Vậy

1) Xe tải thiết kế:

Xe tải thiết kế: gồm trục trước nặng 35 KN , hai trục sau mỗi trục nặng 145KN, khoảng cách giữa 2 trục trước là 4300mm, khoảng cách hai trục sau thay đổi từ 4300 – 9000 mm sao cho gây ra nội lực lớn nhất, theo phương ngang khoảng cách giữa hai bánh xe là 1800mm

2) Xe hai trục thiết kế:

Xe hai trục: gồm có hai trục, mỗi trục nặng 110KN, khoảng cách giữa hai trục không đổi là 1200mm, theo phương ngang khoảng cách giữa hai bánh xe là 1800mm

3) Tải trọng làn:

Tải trọng làn: bao gồm tải trọng rải đều 9,3N/mm xếp tho phương dọc cầu, theo phương ngang cầu tải trọng này phân bố theo chiều rộng 3000mm, tải trọng làn có thể xe dịch theo phương ngang để gây ra nội lực lớn nhất

4) Tải trọng người đi bộ:

Là tại trọng phân bố được qui định độ lớn là 3.10-3 Mpa

5) Tải trọng xung kích:

Là tải trọng đưa vào tải trọng xe 3 trục hay xe hai trục lấy bằng 25% tại trọng của mỗi xe

C Đường ảnh hưởng mômen và lực cắt tại các mặt cắt đặc trưng:

1) Các mặt cắt đặc trưng:

+ Mặt cắt tại chỗ thay đổi tiết diện: x2 =1,65m

+ Mặt cắt không dính bám 1: x3 =3m

+ Mặt cắt không dính bám 2: x4 =6m

tt

L

x = = = m

2) Tính tại mặt cắt giữa nhịp x5:

™ Đường ảnh hưởng của mômen và lực cắt:

y1

Ltt x1

ya tung độ dương và âm của đah lực cắt tại xk

™ Bảng tổng hợp diện tích đường ảnh hưởng tại các mặt cắt đặc trưng:

x1 0 0 1 0 0 0 15

x3 3000 2.7 0.9 -0.1 40.5 -0.15 12.15 x4 6000 4.8 0.8 -0.2 72 -0.6 9.6

b) Lực cắt

y2 y3 - + x1

Ltt DC

™ Giai đoạn 1(chưa đổ bản bêtông)

1 Mômen do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại các mặt cắt dầm

Đối với các mặt cắt đặc trưng trong phạm vi từ gối đến L tt/ 2 ta xét 2 trường hợp xếp xe bất lợi nhất lên đường ảnh hưởng mômen Nội lực do xe thiết kế sẽ lấy giá trị Max của 2 trường hợp trên

a Do xe tải 3 trục thiết kế gây ra

b Do xe 2 trục thiết kế gây ra

Trường hợp 1:

y1 y1'P2 P1

Trường hợp 2:

y1 y1' y1''P2 P1

Ta có bảng tổng kết các tung độ tại các mặt cắt:

MC y1 y1' x1 0 0 x2 1.6 1.53 x3 2.7 2.58 x4 4.8 4.56 x5 7.5 6.9

Theo 3.6.1.2.4, tải trọng làn rải đều suốt chiều dài cầu và có độ lớn :

x1 0 0 x2 24 223.2 x3 40.5 376.65 x4 72 669.6 x5 112.5 1046.25

d Do tải trọng người đi gây ra ở dầm biên

Ta xem dầm biên chịu toàn bộ tải trọng người đi PL=3000Pa=3KN m/ 2

png

y1

Ltt x1

lan

M

ω

2 Tổ hợp mômen do hoạt tải (nhân với hệ số phân bố ngang m.g)

Hệ số xung kích: 1 +IM = + 1 0.25 1.25 =

3 Lực cắt do hoạt tải HL93 và PL

Đối với các mặt cắt đặc trưng trong phạm vi từ gối đến L tt/ 2 trường hợp xếp xe bất lợi nhất lên đường ảnh hưởng lực cắt của mặt cắt đó thể hiện trên hình:

a Do xe tải 3 trục

x1 0 0 x2 24 86.4 x3 40.5 145.8 x4 72 259.2 x5 112.5 405

M

ω

- y3

y2

y2'' y2'

Ta có các tung độ đường ảnh hưởng tại các mặt cắt:

MC y2 y2' y2'' x1 1 0.86 0.71 x2 0.94 0.8 0.65 x3 0.9 0.76 0.61 x4 0.8 0.66 0.51 x5 0.5 0.36 0.21 Lực cắt:

Ta có các tung độ đường ảnh hưởng tại các mặt cắt:

MC y2 y2' x1 1 0.96 x2 0.94 0.9 x3 0.9 0.86 x4 0.8 0.76 x5 0.5 0.46

x1 0 285.25 x2 453.25 266.35 x3 760.2 253.75 x4 1331.4 222.25 x5 1986.25 127.75

Lực cắt:

2T 110.0,5 110.0, 46 105,6

Bảng tổng hợp lực cắt do xe 2 trục gây ra

c Do tải trọng làn

Lực cắt do tải trọng làn gây ra tại các mặt cắt đặc trưng xác định bằng

phương pháp đường ảnh hưởng, nhân giá trị của q lan với diện tích dương (với các mặt cắt từ gối trái đến L tt/ 2)

Giá trị diện tích đường ảnh hưởng lực cắt phần diện tích dương tại các mặt cắt đặc trưng được tính sẵn ở trên

y2 y3 - + x1

Ltt lan

lan lan Vd

V =q ωBảng tổng hợp lực cắt do tải trọng làn:

x1 15 139.5 x2 13.32 123.876 x3 12.15 112.995

x1 0 215.6 x2 344.3 202.4 x3 580.8 193.6 x4 1029.6 171.6 x5 1584 105.6

V

ω+

d Do tải trọng người đi gây ra ở dầm biên

Xem như dầm biên chịu toàn bộ tải trọng người đi PL=3KN m/ 2

y2 y3 - + x1

e Tổ hợp lực cắt do hoạt tải (đã nhân hệ số phân bố ngang m.g)

V

ω+

Do phương án sơ bộ nên tính toán chi tiết được trình bày ở phần thiết kế kỹ thuật

PHẦN II: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 2

THIẾT KẾ DẦM THÉP LIÊN HỢP BTCT

CHƯƠNG I:

SỐ LIỆU BAN ĐẦU

I CÁC SỐ LIỆU THIẾT KẾ:

- Loại dầm thép liên hợp chữ I

- Khổ cầu: B = 17 m

- Chiều dài dầm chính: L = 30m

- Số dầm chính: 8 dầm

- Khoảng cách 2 dầm chính: 2.1 m

- Số liên kết ngang: 6

- Khoảng cách 2 liên kết ngang: 5 m

II.MẶT CẮT NGANG CẦU:

1.Chọn cầu tạo lớp phủ mặt cầu

- Lớp phủ:

™ Bê tông át phan dày: 70 (mm)

™ Lớp bảo vệ xi măng: 25 (mm)

™ Lớp phòng nước : 40 (mm)

™ Độ dốc mui luyện : 2 %

2.Chọn các kích thước cơ bản của dầm chủ

2.1Phần dầm thép

- Khoảng cách giữa các dầm chủ: S 2100 mm=

- Chiều cao dầm thép: d=1500 mm

- Chiều rộng cánh trên dầm: bc =300 mm

- Chiều dày cánh trên dầm: tc =20 mm

- Chiều cao sườn dầm: D =1440 mm

- Chiều dày sườn dầm: tw =15 mm

- Chiều rộng cánh dưới dầm: bf =350 mm

- Chiều dày cánh dưới dầm: tf =20 mm

- Chiều rộng bản phủ: b 'f =450 mm

- Chiều dày bản phủ: t 'f =20 mm

2.2Phần bản bê tông cốt thép:

-Chiều dày bản mặt cầu : ts = 200 mm

-Phần vút bản : th =50 mm

-Góc nghiêng :450

CHƯƠNG II LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH

I.LAN CAN:

-Chọn thanh lan can thép ống đường kính ngoài: D =100 (mm)

đường kính trong: d = 90 (mm)

-Khoảng cách 2 cột lan can là 2000 mm

-Khối lượng riêng thép lan can: γ =0.785x10− 4 (N/mm3)

-Rutt thép cacbon số hiệu Ct3: fy = 240 (Mpa)

II.LỀ BỘ HÀNH:

Chọn kích thước lề bộ hành:

Bề dày lớp BTCT hb =80 mm

Chiều cao lề Ho = 300 mm

Bêtông f’c =30MPa , thép AII fy =280MPa

Bề rộng lề bộ hành 1200 mm

Hình 1.1

CHƯƠNG III BẢN MẶT CẦU

1 Mô hình tính toán bản mặt cầu:

+ Bản mặt cầu kê lên cả dầm chính và ngang.Khi khoảng cách giữa các dầm ngang lớn hơn 1.5 lần khoảng cách giửa các dầm chủ Thì hướng chịu lực chính của bản theo phương ngang cầu

+ Theo điều 4.6.2.1.6 (22 TCN 272_05) cho phép sữ dụng phương pháp phân tích gần đúng là phương pháp dải bản để thiết kế bản mặt cầu Để sử dụng hương pháp này ta chấp nhận các giả thiết sau:

- Xem bản mặt cầu như các dải bản liên tục tựa trên các gối cứng là các dầm đở có độ cứng vô cùng

- Dải dản được xem là 1 tấm có chiều rộng SW kê vuông góc với dầm đỡ

2 Sơ đồ tính bản mặt cầu:

+ Phần cánh hẩng được tính theo sơ đồ dầm công xon

+ Phần bản ở phía trong dầm biên tính theo sơ đồ dầm liên tục

S S

S

3 Xác định nội lực bản mặt cầu do tĩnh tải ( tính cho 1 mét dài bản):

Khoảng cách giữa 2 dầm chủ là 2.1 m

- Bản mặt cầu dày ts = 200 mm , Tĩnh tải rãi đều do TTBT bản mặt cầu :

DC2 = ts×25×10−6×1000 = 200 25× ×10−6×1000 = 5 N/mm

- Lớp phủ mặt cầu gồm :

+ Lớp bêtông nhựa :t =70mm

+ Lớp vải nhựa phòng nước : t3 = 5mm

+ Lớp mui luyện :Ta bố trí lớp mui luyện có độ dốc thoát nước là 1.5% Tại mép bó vỉa ta bố trí lớp dày 10mm vào đến giũa nhịp ( mặt cắt ngang ) là 62.5 mm Nên ta lấy lớp mui luyện trung bình là : t4 =50mm

Tổng chiều dày của lớp phủ là :

+ Trọng lượng của bản thân thanh lan can tác dụng lên trụ tải tập trung vì có 2 thanh tay vịn

P =h.b.l.γ =650 250 1000 0.25 10× × × × − 4 =4062.5 N

Hệ số xung kích: 1+IM = 1+0.25=1.25

Hệ số điều chỉnh tải trọng:

Hệ số dẻo Hệ số dư thừa Hệ số quan trọng

D

D I R

η = η η η =0.95 x 0.95 x 1.05 = 0.95

Hệ số sức kháng: Bê tông cốt thép thường: φ=0.9

3.1.Nội lực tại nhịp 1(bản hẫng):

Xét phần hẩng theo dầm côngxol có chiều dài l h =925mm có tải trọng phân bố gồm tải trọng bản mặt cầu

211056812.5N.mm

5 186 2562.5 4062.5 1000 9311000 N.mm

2

3.2.Nội lực tại nhịp 2 : Tải trọng tác dụng xuống nhịp bao gồm trọng lượng lớp phủ , trọng lượng bó vỉa , lề bộ hành Xét nhịp có sơ đồ tính là nhịp đơn giản

- Đối lớp phủ :

Mô men tại giữa nhịp 2 khi xét sơ đồ chỉ có lớp phủ như trên là :

MDW = ×Vg = ×202.7 187500 N.mm=

-Xét trên toàn bộ nhịp :

Ta cũng có sơ đồ tính như sau :tải trọng lề bộ hành đặt tại mép vỉa ,tải trọng gờ đặt tại trọng tâm

Ta tính mô men tại giữa nhịp

8 *TTGHSD:

5 576562 450000 187500 3353124.5 N.mm8

3.3.Nội lực tại nhịp 3 : Nhịp tính toán chỉ còn chịu trọng lượng bản mặt cầu và lớp

CHƯƠNG IV

TÍNH CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN DẦM

I.Chọn tiết diện dầm như hình vẽ:

- Số hiệu dầm thép :M270 cấp 345 Mpa

- Chiều rộng cánh trên dầm : bc = 300 mm

- Bề dày cánh trên dầm : tc = 20 mm

- Chiều cao dầm thép : d = 1500 mm

- Chiều cao sườn dầm : D = 1440 mm

- Chiều dày sườn dầm tw =15mm

- Chiều rộng cánh dưới dầm : bf=350

- Chiều dày cánh dưới dầm : tf = 20 mm

- Chiều rộng bản phủ : b’f =450mm

- Chiều dày bản phủ : t’f =20 mm

1.Xác định các đặc trưng hình học của tiết diêïn dầm giai đoạn 1 (tiết diện dầm thép)

a Xác định diện tích mặt cắt ngang dầm:

As = tcxbc+Dxtw+tfxbf+t’fxb’f

=2x300+1432x15+20x350+20x450= 43600 mm2

b.xác định mô men quán tính của tiết diện đối với

trục trung hoà

*xác định trục trung hoà của tiết diện

+chọn trục X-X’đi qua mép trên của tiết diện như

hình vẽ:

Mômen tĩnh của dầm thép đối với trục X’-X:

20 56 911 1440 12

450 20

350 20 2

20 20 56 911 1400

12

20

350

15 1432 20

2

1440 56

911 12

1440 15 20 300 2

20 56 911 12

20

300

2 3

2 3

2 3

2 3

1500

8.29 1444014727

Trong tiết diện dầm thép liên hợp bêtông cốt thép có hai vật liệu thép và bêtông

_Thép : Thép dầm chủ + thép trong bản mặt cầu

_Bêtông : Bản bêtông

Hai loại vật liệu này có môđul đàn hồi khác nhau do đó khi xác định đặc trưng hình học tiết diện ta phải đưa vào hệ số quy đổi có giá trị bằng tỷ số môđul đàn hồi của hai vật liệu quy đổi vật liệu bêtông trong tiết diện về vật liệu thép

Ở đây bản bêtông có mác f’c=30Mpa, theo A6.10.3.1.1b ta có giá trị tỷ số môđul

đàn hồi

a.Xác định bề rộng có hiệu của bản cánh (bi):

Theo A 4.6.2.6 chiều rộng hữu hiệu của bản bêtông dầm giữa trong tác dụng liên

hợp được xác định như sau: