đồ án tốt nghiệp cầu dầm super t 10.75 +2x0 căng trước

Bước 1 : Xác định đặc trưng vật liệu của cầu, bố trí mặt cắt ngang kết cấu nhịp, chọn khoảng cách và chiều cao dầm, hình dạng, kích thướcmặt cắt dầm, bố trí cốt thép, các kiểu gối cầu, k

P/s e cĩ cả bản vẽ cad ai tải xong thi để lại mail hoặc gửi

về mail:tvh2801.k53@gmail.com rồi e gửi cho ạ

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI CỘNG HÒA – XÃ HỘI - CHỦ NGHĨA - VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TPHCM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

-ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

CHUYÊN NGHÀNH CẦU

SVTH : NGUYỄN THỪA ĐẠI THẮNG

LỚP : CĐ03B

MSSV : CĐ03118

TRƯỚC

I GIỚI THIỆU CHUNG

I.1 Đặt vấn đề

Trong thời đại hiện nay, trên đà phát triển khoa học kỹ thuật, nhiều ngànhcông nghiệp với trình độ công nghệ cao đã ra đời , lượng hàng hóa sản xuất rangày càng nhiều, thị trường trao đổi buôn bán ngày càng lớn Để đáp ứngyêu cầu trao đổi giao lưu hàng hóa và đi lại giữa các khu vực, các tỉnh ,huyện và các nước với nhau , đòi hỏi hệ thống giao thông trong nước khôngngừng cải thiện và phát triển

Các công trình giao thông hàng loạt mọc ra không chỉ đảm bảo tính thôngsuốt liên tục cho các phương tiện lưu thông mà nó còn tạo tính mỹ quan tiêubiểu cho một vùng , một khu vực Do đó đòi hỏi các kỹ sư xây dựng khôngngừng nghiên cứu tìm tòi học hỏi để tạo ra các sản phẩm công trình giaothông nói chung và các công trình cầu đường nói riêng không những chấtlượng mà còn có tính mỹ quan cao

I.2 Mục tiêu luận văn

Trong xây dựng cầu hiện nay, do kinh tế đất nước còn hạn chế và côngnghệ thi công chưa cao nên kết cấu nhịp giản đơn được sử dụng phổ biến vìcó tính cơ giới hóa, tiêu chuẩn hóa cao, dễ lắp đặt, lao lắp và chuyển phùhợp công nghệ thi công của nước ta Nên luận văn đi tìm hiểu về loại kết cấunhịp giản đơn có nhiều ưu điểm được sử dụng hiện nay

I.3 Nhiệm vụ của luận văn

Thiết kế kĩ thuật và thi công các hạng mục chính của một công trình cầu bao gồm :

- Thiết kế một kết cấu nhịp ( dầm chủ, lan can, bản mặt cầu … )

- Thiết kế gối kê dầm

- Thiết kế một mố và một trụ ( bao gồm cả tính toán móng )

- Thiết kế thi công một hạng mục công trình cầu

I.4 Phương pháp thực hiện

Việc thiết kế một công trình cầu gồm hai bước :

- Thiết kế sơ bộ

- Thiết kế chi tiết

Trong bước thiết kế sơ bộ, cần đưa ra hai phương án kết cấu nhịp Từ đótính toán, để đưa ra khối lượng vật liệu cũng như giá thành của các hạng mụccông trình để xác định phương án tối ưu có tính khả thi cho bước thiết kế chitiết sau này ( Ở mức độ đồ án, sinh viên có thể chỉ cần đưa ra khối lượng vậtliệu các hạng mục, sau đó giáo viên hướng dẫn sẽ chỉ định phương án chobước thiết kế chi tiết )

I.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn

Hiện nay, kết cấu nhịp “ dầm Super – T ” có tính ưu việt được sử dụngrông rãi là do tiết diện có dạng hộp nên khả năng chống xoắn tốt, mômenuốn ngang lớn, có tính ổn định cao khi lắp đặt Mặt khác, cấu tạo đầu dầm cóchiều cao nhỏ nên dẫn đến chiều cao kiến trúc của cầu giảm làm giảm lượngđất đắp đường đầu cầu và phần cánh dầm đóng vai trò ván khuôn đổ bản mặtcầu

II TỔNG QUAN VỀ SỐ LIỆU - LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN

- Tiết diện dầm thiết kế : Dầm Super T

- Chiều dài dầm thiết kế : 34.6 m

- Cầu thiết kế có thông thuyền

- Số làn xe thiết kế là 2 làn xe

- Lan can ôtô ( Không lề bộ hành ).

- Tiêu chuẩn thiết kế : 22 TCN – 272 – 05

- Tải trọng thiết kế HL93, xe Tanđem

Bước 1 : Xác định đặc trưng vật liệu của cầu, bố trí mặt cắt ngang kết cấu

nhịp, chọn khoảng cách và chiều cao dầm, hình dạng, kích thướcmặt cắt dầm, bố trí cốt thép, các kiểu gối cầu, kiểu gối mố trụ vànền

Bước 2 : Đối với dầm liên hợp thì giả định bề dày bản mặt cầu dựa trên

khoảng cách tổ hợp dầm và bề rộng bản cánh trên của dầm

Bước 3 : Phân tích dầm biên và dầm giữa, xác định dầm cần kiểm toán

Bước 4 : Nếu giả định chiều dày của bản phù hợp với khoảng cách dầm và

chiều rộng của bản cánh trên dầm thì tiến hành thiết kế bản mặtcầu Ngược lại thì xét lại chiều dày của bản mặt cầu rồi quay vềbước 3

Bước 5 : Thiết kế kiểm toán dầm cầu chịu momen và lực cắt.

Bước 6 : Thiết kế gối cầu.

Bước 7 : Thiết kế mố và móng mố.

Bước 8 : Thiết kế trụ và móng trụ.

III TÍNH TOÁN CỤ THỂ

1 Tính toán kết cấu nhịp

 Nguyên lý và trình tự các bước thiết kế cơ bản gồm :

Bước 1 : Chuẩn bị số liệu thiết kế ban đầu như : chiều dài cầu, tải trọng

thiết kế …

Bước 2 : Xác định các đặc trưng vật liệu của cầu Lựa chọn sơ bộ hình dạng

, bố trí và kích thước mặt cắt ngang của kết cấu nhịp ( tại gối, tạigiữa nhịp …) và dầm chủ , chọn chiều dài nhịp tính toán, số lượngdầm chủ, dầm ngang , kiểu và kích thước của vỉa hè, lan can ,lớpphủ mặt cầu lan can đèn chiếu sáng …

Bước 3 : Phân tích kết cấu, xây dựng mô hình tính toán, xác định các đặc

trưng hình học của dầm chủ qua các giai đoạn thi công và khaithác

Bước 4 : Phân tích tác động các thành phần tải trọng lên cầu Tính toán các

hệ số phân bố tải trọng cho môn men và lực cắt của các thànhphần hoạt tải đối với biên dầm và dầm giữa

Bước 5 : Tính các trị số nội lực thành phần chưa nhân hệ số và nội lực đã

nhân hệ số lần lượt do : từng thành phần tĩnh tải, hoạt tải cho dầmgiữa và dầm biên Chọn ra các vị trí có số nội lực bất lợi nhất Phảitính cho các mặt cắt đặc trưng của dầm chủ ở vị trí giữa nhịp, vị trí1/4 , mặt cắt tại gối, mặt cắt có tiết diện thay đổi và mặt cắt bất lợivề lực cắt ( thường chọn mặt cắt cách gối một khoảng dv )

Bước 6 :Tổ hợp nội lực cho các mặt cắt theo các trạng thái giới hạn

(TTGH); TTGH Cường độ I; TTGH Sử dụng Xác định dầm bất lợicầm kiểm toán ( nên kiểm toán cả dầm giữa và dầm biên )

Bước 7 : Lựa chọn cốt thép chủ dự ứng lực và bố trí chúng trong mặt cắt

giữa dầm Hiệu chỉnh lại kích thước đầu dầm cho phù hợp với cáchbố trí thép Nếu có thay đổi nhiều về kích thước mặt cắt thì phảitính lại tĩnh tải và quy về tính lại bước 5 Nếu kích thước dầm phùhợp giả định ban đầu ở bước 2 thì tính duyệt mặt cắt giữa dầm vềmô men theo TTGH Cường độ I Nếu duyệt không đạt phải lặp lạibước 7 Nếu duyệt đạt thì tính bước 8

Bước 8 : Bố trí cốt thép dự ứng lực dọc dầm Xác định số bó và vị trí cắt

của chúng, vị trí các neo ở đầu dầm Tính tọa độ các trọng tâm củatừng cốt thép rồi tính tọa độ trọng tâm chung của các cốt thép dựứng lực và cốt thép thường trong từng đặc trưng mặt cắt đã nêutrên Tính toán các giá trị mất mát ứng suất tức thời và mất máttheo thời gian

Bước 9 : Tính duyệt dầm kiểm toán theo momen cho các mặt cắt( mặt cắt

nguy hiểm nhất là giữa nhịp ) Tíh duyệt theo TTGH Sử dụng :kiểm tra độ mở rông vết nứt trong dầm BTCT chịu uốn, kiểm trabiến dạng dầm BTCT, kiểm tra ứng suất đối với bê tông, kiểm tragiới hạn sử dụng đối với cốt thép dự ứng lực … Tính duyệt theoTTGH Cường độ: tính duyệt về mô men kháng tính toán của mặtcắt Mr ≥ momen uốn tính toán Mu , kiểm tra các giới hạn tối đa, tốithiểu của cốt thép …

Nếu không đạt phải chọn một trong các biện pháp sau :

- Tăng chiều cao dầm và quay về bước 2

- Tăng số lượng cốt thép chủ dự ứng lực, quay về bước 7

Bước 10 : Tính độ vồng dự ứng lực, tính kiểm tra độ võng lớn nhất do tĩnh

tải và hoạt tải lớn nhất, độ vồng trước

Bước 11 : Tính duyệt dầm kiểm toán theo lực cắt Lựa chọn mô hình tính

toán Kiểm tra sức kháng cắt của các mặt cắt kiểm toán (thường làmặt cắt cách gối dv và mặt cắt gối) Kiểm tra cốt thép chịu cắt bổsung

Bước 12 : Duyệt cường độ và ổn định trong giai đoạn tạo dự ứng lực nén bê

tông Bố trí cốt thép chịu dự ứng lực cục bộ ở đầu dầm, nơi đặtmấu neo và ở bên trên gối Duyệt ứng suất cục bộ trong khu vựcđầu dầm do dự ứng tập trung gây ra

Bước 13 : Tính toán , thiết kế bản mặt cầu và dầm ngang : xác định các mô

hình tính toán, tính duyệt theo các TTGH cường độ và sử dụng Bốtrí chi tiết cốt thép

2 Tính toán gối kê dầm

3 Tính toán mố

CẦU:

Bước 1 : Chuẩn bị số liệu thiết kế ban đầu bao gồm cacù số liệu của kết cấu

phần trên như phần thiết kế kết cấu trụ cầu :+ Số lượng dầm chủ

+ Chiều dài tính toán kết cấu nhịp

+ Bố trí mặt cắt ngang cầu ( khổ cầu, bề rộng mặt cầu …)+ Tải trọng xe thiết kế

+ Số làn xe thiết kế

Bước 2 : Xác định các đặc trưng vật liệu của mố cầu Lựa chọn sơ bộ hình

dạng , bố trí và kích thước của kết cấu mố (bao gồm các kích thướccủa mố ) và bệ móng , vị trí và kích thước các gối , cao độ đỉnh gối, đỉnh mũ mố ( nếu có ), đỉnh móng và đáy móng Cụ thể đối vớikết cấu trụ gồm :

+ Loại kết cấu mố

+ Bảng kích thước kết cấu mố + Cao độ mực nước cao nhất (MNCN)

+ Cao độ mực nước thấp nhất (MNTN)

+ Cao độ mực nước thông thuyền (MNTT)

+ Cao độ mực nước thi công (MNTC)

+ Cao độ đỉnh gối + Cao độ đỉnh mố + Cao độ đỉnh móng

+ Cao độ đáy móng

Bước 3 : Phân tích kết cấu, xây dựng mô hình tính toán, xác định các mặt

cắt nguy hiểm cần tính toán kết cấu mố , thường xét tại 4 mặt cắtsau :

+ Mặt cắt tại bệ móng mố + Mặt cắt tại chân tường đỉnh

+ Mặt cắt tại chân tường thân

+ Mặt cắt tại chân tường cánh

Bước 4 : Phân tích tác động các thành phần tải trọng từ dầm , bản thân và

nền đường đầu cầu truyền xuống kết cấu mố

* Các loại tải trọng tác dụng lên mố + Tĩnh tải bản thân mố: bao gồm tĩnh tải do bản thân kết cấu mốbao gồm các bộ phận của mố : tường thân, tường đỉnh, tường cánh,bệ móng mố, bản quá độ, gờ kê bản quá độ (nếu có) và đất đắpsau mố

+ Tĩnh tải do kết cấu nhịp truyền xuống : Trong giai đoạn thi công : bao gồm tĩnh tải phần I, phần II , tảitrọng thi công và các thiết bị phụ phục vụ quá trình thi công

Trong giai đoạn sử dụng : bao gồm tĩnh tải phần I, phần II , tảitrọng người bô hành và hoạt tải

+ Tải trọng do hoạt tải trên bản quá độ

+ Áp lực ngang của đất đắp tác dụng lên mố

+ Lực hãm xe : đựơc truyền từ kết cấu trên xuống mố qua gối đỡ.Tuỳ theo từng loại gối cầu và dạng liên kết mà tỉ lệ truyền của lựcngang xuống mố khác nhau Lực hãm được lấy bằng 25% trọnglượng của các trục xe tải hay xe hai trục thiết kế cho mỗi làn đượcđặt trong tất cả các làn thiết kế được chất tải theo quy trình và coinhư đi cùng một chiều Các lực này được coi như tác dụng theochiều nằm ngang cách phía trên mặt đường 1800mm theo cả haichiều dọc để gây ra hiệu ứng lực lớn nhất

+ Tải trọng do lực ma sát tại gối cầu

+ Lực li tâm (đối với cầu thiết kế cong )+ Tải trọng gió tác động lên công trình : Bao gồm :

- Tải trọng gió ngang : Tác dụng lên kết cấu nhịp , lan can thanh tay vịn và kết cấu mố

- Tải trọng gió dọc : Đối với mố, trụ, kết cấu phần trên là giàn hay các dạng kết cấukhác có bề mặt cản gió lớn song song với tim dọc của kết cấunhịp, thì phải xét tới tải trọng gió dọc Trong trường hợp cầu thiếtkế không thuộc các dạng trên thì không cần xét tới tải trọng giódọc

+ Tải trọng gió tác động lên xe cộ : Theo điều 3.8.1.3, khi xét tổ hợp tải trọng cường độ III, phải xéttải trọng gió tác dụng vào cả kết cấu và xe cộ.

Phải biểu thị tải trọng ngang của gió lên xe cộ bằng tải phân bố1.5 KN/m, tác dụng theo hướng nằm ngang, ngang với tim dọc kếtcấu và đặt ở 1.8m trên mặt đường

Phải biểu thị tải trọng gió dọc lên xe cộ bằng tải trọng phân bố0.75 kN/m tác dụng nằm ngang, song song với tim dọc kết cấuvà đặt ở cao độ 1800mm so với mặt đường

Bước 5 : Xác định các hệ số tải trọng và tính các trị số phản lực thành phần

tại gối chưa nhân hệ số và phản lực đã nhân hệ số lần lượt do :từng thành phần tải trọng phân tích ở bước 4 tác dụng

Bước 6 : Xác định các hệ số tổ hợp và tổ hợp nội lực cho các mặt cắt cần

tính toán theo các trạng thái giới hạn (TTGH); TTGH Cường độ I ,

II , III; TTGH Sử dụng; TTGH Mỏi Xác định mặt cắt bất lợi cầntính toán

Bước 7 : Lựa chọn cốt thép chủ và thép đai bố trí chúng trong các các bộ

phận của kết cấu mố rồi tiến hành kiểm toán tại các mặt cắt bấtlợi

- Kiểm tra theo cấu kiện chịu uốn và cấu kiện chịu cắt với tổ hợpdùng để kiểm tra là THGH có giá trị nội lực max

- Kiểm tra nứt với tổ hợp dùng để kiểm tra là THGH sử dụng.Nếu duyệt không đạt phải tăng cốt thép, thay đổi mac thép hoăïcmác bê tông rồi quay lại bước 7 hoặc thay đổi kích thước mặt cắtngang kết cấu thân, bệ mố sau đó tính lại tĩnh tải và quay về bước5

5 Tính toán trụ

Bước 1 : Chuẩn bị số liệu thiết kế ban đầu bao gồm cacù số liệu của kết cấu

phần trên :+ Số lượng dầm chủ

+ Chiều dài tính toán kết cấu nhịp

+ Bố trí mặt cắt ngang cầu ( khổ cầu, bề rộng mặt cầu …)+ Tải trọng xe thiết kế

+ Số làn xe thiết kế

Bước 2 : Xác định các đặc trưng vật liệu của trụ cầu Lựa chọn sơ bộ hình

dạng , bố trí và kích thước của kết cấu trụ (bao gồm các kích thước

của trụ và xà mũ trụ) và bệ móng , vị trí và kích thước các gối ,cao độ đỉnh gối , đỉnh mũ trụ ( nếu có ), đỉnh trụ , đỉnh móng vàđáy móng Cụ thể đối với kết cấu trụ gồm :

+ Loại kết cấu trụ

+ Bảng kích thước xà mũ và thân kết cấu trụ

+ Cao độ mực nước cao nhất (MNCN)

+ Cao độ mực nước thấp nhất (MNTN)

+ Cao độ mực nước thông thuyền (MNTT)

+ Cao độ mực nước thi công (MNTC)

+ Cao độ đỉnh gối + Cao độ đỉnh mũ trụ ( nếu có )+ Cao độ đỉnh trụ

+ Cao độ đỉnh móng

+ Cao độ đáy móng

Bước 3 : Phân tích kết cấu, xây dựng mô hình tính toán, xác định các mặt

cắt nguy hiểm cần tính toán của xà mũ và thân kết cấu trụ

+ Đối với xà mũ thường là mặt cắt tiếp giáp với mép thân trụ.+ Đối với xà mũ thường xét mặt cắt đỉnh móngï và đáy móng

Bước 4 : Phân tích tác động các thành phần tải trọng từ dầm truyền xuống

kết cấu trụ

Các loại tải trọng tác dụng lên trụ+ Tĩnh tải bản thân trụ: bao gồm tĩnh tải do xà mũ (nếu có) và thânkết cấu trụ

+ Tĩnh tải do kết cấu nhịp truyền xuống : Trong giai đoạn thi công : bao gồm tĩnh tải phần I, phần II , tảitrọng thi công và các thiết bị phụ phục vụ quá trình thi công

Trong giai đoạn sử dụng : bao gồm tĩnh tải phần I, phần II tảitrọng người bộ hành và hoạt tải

+ Tải trọng nước ( đối với cầu bắt qua sông ) :

- Áp lực nước đẩy nổi ứng với mực nước thấp nhất

- Áp lực nước tĩnh ứng với mực nước thấp nhất

- Áp lực dòng chảy gồm hai thành phần :

* Theo phương dọc

* Theo phương ngang

+ Lực hãm xe : đựơc truyền từ kết cấu trên xuống trụ qua gối đỡ.Tuỳ theo từng loại gối cầu và dạng liên kết mà tỉ lệ truyền của lựcngang xuống trụ khác nhau Lực hãm được lấy bằng 25% trọnglượng của các trục xe tải hay xe hai trục thiết kế cho mỗi làn đượcđặt trong tất cả các làn thiết kế được chất tải theo quy trình và coinhư đi cùng một chiều Các lực này được coi như tác dụng theo

chiều nằm ngang cách phía trên mặt đường 1800mm theo cả haichiều dọc để gây ra hiệu ứng lực lớn nhất.

+ Lực li tâm (đối với cầu thiết kế cong )+ Tải trọng gió tác động lên công trình : Bao gồm :

- Tải trọng gió ngang : Tác dụng lên kết cấu nhịp , lan can thanh tay vịn và xà mũ và trụ

- Tải trọng gió dọc : Đối với mố, trụ, kết cấu phần trên là giàn hay các dạng kết cấukhác có bề mặt cản gió lớn song song với tim dọc của kết cấunhịp, thì phải xét tới tải trọng gió dọc Trong trường hợp cầu thiếtkế không thuộc các dạng trên thì không cần xét tới tải trọng giódọc

+ Tải trọng gió tác động lên xe cộ : Theo điều 3.8.1.3, khi xét tổ hợp tải trọng cường độ III, phải xéttải trọng gió tác dụng vào cả kết cấu và xe cộ

Phải biểu thị tải trọng ngang của gió lên xe cộ bằng tải phân bố1.5 KN/m, tác dụng theo hướng nằm ngang, ngang với tim dọc kếtcấu và đặt ở 1.8m trên mặt đường

Phải biểu thị tải trọng gió dọc lên xe cộ bằng tải trọng phân bố0.75 kN/m tác dụng nằm ngang, song song với tim dọc kết cấu vàđặt ở cao độ 1800mm so với mặt đường

Bước 5 : Xác định các hệ số tải trọng và tính các trị số phản lực thành phần

tại gối chưa nhân hệ số và phản lực đã nhân hệ số lần lượt do :từng thành phần tải trọng phân tích ở bước 4 tác dụng

Bước 6 : Xác định các hệ số tổ hợp và tổ hợp nội lực cho các mặt cắt cần

tính toán theo các trạng thái giới hạn (TTGH); TTGH Cường độ I ,

II , III; TTGH Sử dụng; TTGH Mỏi Xác định mặt cắt bất lợi cầntính toán

Bước 7 : Lựa chọn cốt thép chủ và thép đai bố trí chúng trong các mặt cắt

xà mũ và kết cấu trụ rồi tiến hành kiểm toán tại các mặt cắt bấtlợi

+ Đối với xà mũ kiểm tra :

- Kiểm tra theo cấu kiện chịu uốn và cấu kiện chịu cắt với tổ hợpdùng để kiểm tra là THGH có giá trị nội lực max

- Kiểm tra nứt với tổ hợp dùng để kiểm tra là THGH sử dụng.+ Đối với kết câu thân và bệ trụ :

- Kiểm tra theo cấu kiện chịu nén và cấu kiện chịu cắt với tổ hợpdùng để kiểm tra là THGH có giá trị nội lực max

- Kiểm tra nứt với tổ hợp dùng để kiểm tra là THGH sử dụng

Nếu duyệt không đạt phải tăng cốt thép, thay đổi mac thép hoăïcmác bê tông rồi quay lại bước 7 hoặc thay đổi kích thước mặt cắtngang xà hoặc kết cấu thân, bệ trụ sau đó tính lại tĩnh tải và quayvề bước 5.

6 Tính toán móng cọc

TRỤ CẦU:

Trong báo cáo này, xét móng thiết kế là móng cọc Các bước cơ bản gồm :

Bước 1 : Chuẩn bị số liệu thiết kế ban đầu bao gồm chọn loại cọc, chiều

dài, kích thước tiết diện mặt cắt ngang cọc, khoảng cách các cọc,các đặc trưng về vật liệu, cao độ mực nước thiết kế , cao độ mặtđất tự nhiên, cao độ đáy bệ và cao độ mũi cọc

Bước 2 : Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền và theo vật liệu để từ

đó chọn ra sức chịu tải tính toán của cọc ( là giá trị min của hai sứcchịu tải trên)

Bước 3 : Căn cứ vào lực dọc lớn nhất tính được từ các TH để xác định sơ bộ

số lượng cọc

Bước 4 : Bố trí cọc rồi mô hình hóa sơ đồ kết cấu để giải ra nội lực ứng với

từng cọc Cần chú ý giá trị chuyển vị tại đầu cọc nếu > 1 cm cấntiến hành thay đổi tiết diện ngang, số lượng cọc rồi trở lại bước 4

Bước 5 : Kiểm toán khả năng chịu lực của cọc là tổ hợp tải trọng theo

TTGH CĐ I.Ứng với mỗi cọc ta xác định được nội lực nguy hiểmnhất rồi tiến hành kiểm tra so sánh với khả năng chịu tải tính toáncủa cọc và thiết kế cốt thép cho cọc

IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1 Kết luận

Qua phân tích đánh giá kết cấu “ dầm Super T ” sử dụng bản liên tục nhiệtđể liên tục hóa bản mặt cầu, ta thấy rõ các ưu điểm của dạng kết này Nókhông những có tính tối ưu do đặc trưng hình học ( chống xoắn và uốn ngangtốt ) mà nó còn đảm bảo tính tối ưu của công việc từ bước thiết kế kĩ thuật( do có tính tiêu chuẩn hóa cao, dễ dạng lập các bảng tính chung cho các cỡ

kết cấu nhịp cùng loại ), đến bước vận chuyển, thiết kế, tổ chức thi công cáchạng của cầu ( do có thể chế tạo sẵn, vận chuyển và lắp đặt dễ dàng ), ngaycả trong quá trình khai thác xe cộ lưu thông qua cầu được thông suốt làmgiảm tiếng ồn tăng tuổi thọ máy mọc và đảm bảo môi trường sinh thái ( dobụi và khí thải động cơ khi lưu thông qua cầu ) của khu vực.

2 Kiến nghị

Vì các ưu điểm của nó phù hợp với tình hình đất nước và trình độ thi côngcủa các đơn vị hiện tại, nên cần tiếp tục tìm hiểu nghiên cứu để có thể tối ưuhơn hình dạng kết cấu và tận dụng tối đa các ưu điểm hiện có của nó cũngnhư khắc phục các nhược điểm có thể – tuy nhiên cần đi đôi với việc đánhgiá giá thành cũng như tính khả thi của phương án sau khi đưa ra một giảipháp để khắc phục một nhược điểm nào đó Điển hình với kết cấu bản liêntục nhiệt đang tính để đơn giản ta chỉ xem bản làm việc liên tục dưới tácdụng của tải trọng nhiệt và tải trọng dọc trục bỏ qua tác động co ngót, từbiến theo thời gian giữa dầm và bản để đơn giản phép tính Tuy nhiên vớitính toán bằng các chương trình máy tính hiện nay đã xét đến vấn đề này.Xong, vẫn không xét đến sự tham gia của bản vào momen âm sau khi liêntục bản mặt cầu do sẽ dần đến bề dày bản lớn, và cốt thép trong bố trí dàyđặc sẽ làm mất tính kinh tế của phương án và thi công phần bản nối phứctạp

V TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Tính toán kết cấu nhịp

- TCTK 22 TCN 272 – 05

- Cầu BTCT trên đường ôtô ( tập 1 ) - thầy Lê Đình Tâm

- Các ví dụ tính toán dầm cầu I, T, Super T theo TC 272 – 05 - thầy NguyễnViết Trung

- Cầu BTCT nhịp giản đơn ( tập 1 ) - thầy Nguyễn Viết Trung

- Các ví dụ tính toán cầu dầm BTCT ( tập 1 ) - thầy Nguyễn Viết Trung

- Tính toán KCBTCT theo tiêu chuẩn ACI 318-2002

2 Tính toán bản liên tục nhiệt

- Luận văn nghiên cứu một số giải pháp khoa học kĩ thuật liên tục hóa dầm giản đơn nhiều nhịp trên đường ôtô – thầy Phạm Hữu Sơn

3 Tính toán mố, trụ và móng

- Những vấn đề chung về mố trụ cầu ( giới thiệu hình dạng, phân loại và tínhtoán đá kê gối ) thầy Nguyễn Như Khải

- Ví dụ tính toán mố trụ cầu theo TC 22 TCN 272-05 - thầy Nguyễn Viết

Trung

- Tính toán móng cọc - thầy Lê Đức Thắng

- Nền và Móng công trình cầu đường - thầy Bùi Anh Định và Nguyễn Sỹ

Ngọc

4 Tính toán thi công một hạng mục công trình

- Thi công mố trụ - thầy Lê Đình Tâm

- Tính toán thiết kế các công trình phụ tạm để thi công cầu - thầy Phạm Huy

IV.Kết luận và kiến nghịV.Tài liệu tham khảo

CHƯƠNG I: THIẾT KẾ LAN CAN 1

I Sơ đồ tính toán lan can btct

II Điều kiện kiểm toánIII Xác định các số liệu tính toán

IV Kiểm toán lan can

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU 15

I Tính toán trọng lượng do lan can gây ra (dc lc

II Tính toán phần nhịp bảnIII Tính toán bản hẫng

IV Bố trí cốt thép dọc cầu

CHƯƠNG III : THIẾT KẾ DẦM NGANG 31

I Các thông số thiết kế dầm ngang

II Tính toán nội lực cho dầm ngangIII Thiết kế cốt thép cho dầm ngang

IV Thiết kế cốt đai cho dầm ngang

V Bố trí cốt thép chống co ngót và nhiệt độ

CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ DẦM CHỦ SUPER – T .41

I Số liệu thiết kế

II Thiết kế cấu tạoIII Tính toán đặc trưng hinh học , hệ số phân bố ngang

IV Xác định nội lực tại các mặt cắt đặc trưng

V Tổ hợp tải trọng theo các tggh tại các mặt cắt đặc trưng

VI Tính toán và bố trí cốt thépVII Tính toán các mất mát dưlVIII Tính duyệt theo momen

IX Tính duyệt theo lực cắt

X Tính duyệt cho mc tại gối và khấc ( không bố trí cáp dưl )

XI Bố trí cốt thép chống co ngót và nhiệt độ [5.10.8.2-1]

XII Kiểm tra sức kháng cắt của cốt thép chờ nối bmc với dầm chủ

CHƯƠNG V : THIẾT KẾ MỐ CẦU .93

I.Giới thiệu chungII.Số liệu thiết kế mốIII.Tính toán nội lực do tĩnh tảiIV.Tính toán nội lực do hoạt tảiV.Tính toán nội lực do tt gióVI.Tính toán nội lực do áp lực đấtVII.Các hệ số tổ hợp tải trọng tt nội lựcVIII.Tính toán thiết kế tường đỉnhIX.Tính toán thiết kế thân mốX.Tính toán thiết kế phần tường cánhXI.Tính toán thiết kế bản quá độ

CHƯƠNG VI : THIẾT KẾ TRỤ CẦU 155

I.Giới thiệu chungII.Số liệu thiết kế trụIII.Tính toán nội lực do tĩnh tảiIV.Tính toán nội lực do hoạt tảiV.Tính toán nội lực do tt gió

VI.Tính toán nội lực do tt nướcVII.Tính toán nội lực do tt va tàu vào thân trụ ( ttghđb )VIII.Các hệ số tổ hợp tải trọng tt nội lực

IX.Tính toán thiết kế xà mũX.Tính toán thiết kế trụ

CHƯƠNG VII : THIẾT KẾ GỐI 202

I Các thông số thiết kế gối cầu

II Tính toán kích thước cấu tạo gối cao su

CHƯƠNG VIII : THIẾT KẾ MÓNG MỐ CẦU .204

I.Giới thiệu chungII.Số liệu thiết kế móng cọcIII.Tính toán tải trọng tác dụng tại đáy bệIV.Các hệ số tổ hợp tải trọng tt nội lựcV.Bảng tổ hợp nội lực tác dụng lên đáy bệ (có xét HSTT)VI.Tính toán nội lực trong cọc khoan nhồi

CHƯƠNG IX : THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN II 237

I Số liệu thiết kế

II Mặt cắt ngang cầuIII Đặc trưng hình học mặt cắt ngang cầu

IV Hệ số phân bố tải trọng

V Nội lực tại các mặt cắt đặc trưng

VI Kiểm toán dầm

CHƯƠNG X : SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 280 CHƯƠNG XI : TỔ CHỨC THI CÔNGMỘT HẠNG MỤC .282

I.Số liệu thiết kế

II Thiết kế cấu tạoIII Tính toán đặc trưng hình học và các hệ số tải trọng

IV Xác định nội lực tại các mặt cắt đặc trưng

V Tổ hợp tải trọng theo các tggh tại các mặt cắt đặc trưng

VI Tính toán và bố trí cốt thépVII Tính toán các mất mát dưlVIII Tính duyệt theo momenIX.Tính duyệt theo lực cắt

X Bố Trí cốt thép chống co ngót và nhiệt đo

CHƯƠNG XII : TỔ CHỨC THI CÔNGMỘT TỔNG THỂ 303

I Yêu cầu về vật liệu

II Giới thiệu công trình III Tổ chức thi công

IV Biệân pháp thi công

CHƯƠNG I:

THIẾT KẾ LAN CAN ĐƯỜNG NGƯỜI ĐI

I Một số yêu cầu chung:

Lan can là kết cấu bố trí dọc theo lề cầu để bảo vệ cho xe cộ và người đi không

bị rớt xuống sông Lan can còn là công trình thể hiện tính thẩm mỹ, tạo hình thái

hài hòa với các công trình và cảnh quan xung quanh

Hình I.1: Sơ đồ tính lan can chịu lực va xe

Để bảo đảm an toàn, lan can phải được thiết kế với tải trọng va đập của xe cộ Trị

số tải trọng phụ thuộc vào cấp lan can

Thông số thiết kế lan can:

+ Chiều cao tường bêtông: Hw = 800 mm

+ Chiều cao thanh lan can: HR = 1050 mm

+ Cường độ chịu kéo của cột, thanh lan can: fu = 260 MPa

I.1 ĐIỀU KIỆN KIỂM TOÁN:

Lan can thiết kế phải thoải mãn điều kiện sau: 







e t

H Y F R

Trong đó:

Rp R Rw

R: Tổng sức kháng cực hạn của hệ lan can.

Ft: Lực va ngang của xe vào lan can

Y: Chiều cao từ mặt cầu đến điểm đặt của lực tác dụng ngang Ft (mm)

He: Chiều cao từ mặt cầu đến tổng hợp các sức kháng ngang của các thanh lan can (mm)

I.2 XÁC ĐỊNH CÁC SỐ LIỆU THIẾT KẾ:

- Cầu được thiết kế cho đường cao tốc với tổ hợp các xe tải và các xe nặng:

- Theo bảng A13.7.3.3-1 QT 22TCN 272-05: Cấp lan can là cấp L-3 có

I.3 THIẾT KẾ TƯỜNG CHẮN:

I.3.1 Sức kháng của tường chắn:

Sức kháng của tường chắn có thể được xác định bằng phương pháp đường chảy như sau:

t c w

H

LMM8M8)LL(2

2

Trong đó:

Rw: Tổng sức kháng của hệ lan can (N)

Lc: Chiều dài tới hạn của kiểu phá hoại theo đường chảy (mm)

Lt: Chiều dài phân bố của lực va theo hướng dọc Ft (mm), điều 13.7.3.3-1

Mw: Sức kháng uốn của tường theo phương đứng (Nmm/mm)

Mc: Sức kháng uốn của tường theo phương ngang (Nmm/mm)

Mb: Sức kháng uốn phụ thêm của dầm cộng thêm với Mw tại đỉnh tường (Nmm) Do lan can không có tường đỉnh nên Mb = 0

Chiều dài tường giới hạn trên đó xảy ra cơ cấu đường chảy:

c

w b

2 t t

H M M H 8 2

L 2

- Lớp bêtông bảo vệ : abv = 25 mm

- Đường kính thanh cốt thép dọc : ddọc = 14 mm

- Đường kính thanh cốt thép đứng : dđứng = 14 mm

Hình I.3: bố trí thép trên đoạn 1

- Bước thanh cốt đai: 200

500200

Hình I.2: Hình dạng tường chắn và bố trí thép trong tường chắn

I.3.1.1 Sức kháng tường đối với trục thẳng đứng:

- Sức kháng của tường đối với trục thẳng đứng phụ thuộc vào thép ngang trong tường

- Bỏ qua sự tham gia của cốt thép chịu nén, sức kháng uốn dương và âm gần bằngnhau:

- Xác định sức kháng thép ngang Mw trên một đơn vị chiều dài

- Bài toán xác định khả năng chịu lực của tiết diện đặt cốt đơn

- Ta chia tường thành 3 phần có chiều cao lần lượt là 400 mm, 200mm, 200m như hình vẽ

 Xét phần 1 của tường:

doc s

280 8 307 b

836 0 ) 28 30 ( 7

05 , 0 85 , 0 ) 28 f 7

05 , 0

bêtông chịu nén đến trọng tâm

cốtthép chịu kéo:

2

14 14 25 300 2

h h

a

h

dung bv

( a: là khoảng cách từ mép bêtông vùng kéo đến trọng tâm cốt thép chịu kéo)

107 10 836

.

0

45

280 88 307 9 0 ) 2

a d ( f A

kNmm

(Lấy hệ số kháng uốn   0 9)

 Xét phần 2 của tường:

Xem tường là một hình chữ nhật có bề dày không đổi

Có: Chiều cao:h 3002500 = 400 mm

Chiều rộng: b = 200 mm

Diện tích thép:

4

14 4

d

A

2 2

280 94 153 b

Khoảng cách từ mép bêtông chịu nén đến trọng

tâm cốt thép chịu kéo:

2

14 14 25 400 2

d d

a

h

dung bv

107 10 836

.

0

45

45 8 354 ( 1000

280 94 153 9 0 ) 2

a d ( f A

Hình I.4: Tiết diện qui đổi trong phần

2 của tường chắn

Hình I.5: Bố trí thép trên phần 2

của tường chắn

354 46 400

454 46 500

Hình I.6: Bố trí thép trên phần 3

của tường chắn

 Xét phần 3 của tường:

d A

2 2

doc s

280 94 153 b

f 85

.

0

f A

c

y s

Khoảng cách từ mép bêtông chịu nén đến

trọng tâm cốt thép chịu kéo:

2

14 14 25 500 2

d d

a h

dung bv

107 10 836 0

45 8 a

107 10

280 94 153 9 0 ) 2

a d ( f A

kNmm

Vậy tổng sức kháng uốn dọc của tường chắn:

3 w

2 w

1 w 3

1 i

i w



= 19378.68 + 13568.58 + 17447.82 = 50395.07 kNmm

Bảng tổng hợp giá trị M w H :

As

Chiềucaocóhiệu d

h f 85 0

f A

c

y s

I.3.1.2 Sức kháng tường đối với trục ngang:

Sức kháng uốn của tường đối với trục ngang phụ thuộc vào thép đứng trong tường.Bỏ qua sự tham gia của cốt thép chịu nén, sức kháng uốn dương và âm gần bằng nhau:

Xác định sức kháng thép ngang Mc trên một đơn vị chiều đứng.

Bài toán xác định khả năng chịu lực của tiết diện đặt cốt đơn

 Xét phần 1 của tường:

Các giá trị tính toán:

Chiều cao trụ bêtông (chính là chiều rộng b tính toán trong phương pháp tính cốt đơn):

1 4

d 200

1 A

2 2

dung s

280 77 0 b f 85

0

f A

c

y s

d a h

ds   bv  dung    = 268 mm2

836 0

45 8 a C

280 77 0 9 0 ) 2

a d ( f A

(Lấy hệ số kháng uốn   0 9)

 Xét phần 2 của tường:

Các giá trị tính toán:

Chiều cao trụ bêtông (chính là chiều rộng b tính toán trong phương pháp tính cốt đơn):

1 4

d 200

1 A

2 2

dung s

280 77 0 b f 85

0

f A

c

y s

14 25 400 2

d a h

ds   bv  dung    = 368 mm

107 10 836 0

45 8 a C

107 10 d

280 77 0 9 0 ) 2

a d ( f A

 Xét phần 3 của tường:

Các giá trị tính toán:

Chiều cao trụ bêtông (chính là chiều rộng b tính toán trong phương pháp tính cốt

1 4

d 200

1 A

2 2

dung s

280 77 0 b f 85 0

f A

c

y s

d a h

ds   bv  dung    = 468 mm

107 10 836 0

45 8 a C

107 10 d

280 77 0 9 0 ) 2

a d ( f A

Vậy tổng sức kháng uốn dọc của tường chắn:

800

200 95 89 200 56 70 400 16 51 H

b M

1

i ci c

As

Chiềucao cóhiệu d

b f 85 0

f A

c

y s

w

i ci c

H

h M M

) 07 50395 0

( 800 8 2

1070 2

1070 M

) H M M ( H 8 2

L 2

L

L

c

w b

2 t t

b t

c w

H

L.MHM8M8)LL2(

2R

65 07 50395 8

) 1070 17

2814 2

(

= 462.29 kNĐối với va chạm ở đầu tường hoặc mối nối:

) 07 , 50395 0

( 800 2

1070 2

1070 M

) H M M ( H 2

L 2

L

L

c

w b

2 t t

b t

c w

H

LMHMMLL2

2R

65 07 50395 1070

17 2814 2

= 243.71 kNĐây là cầu nằm trên đường cao tốc; không có lề bộ hành cho người đi bộ nên ta

chọn lan can thép kê trên tường chắn

I.4 THIẾT KẾ LAN CAN:

Do không có lề bộ hành nên khi thiết kế lan can ta thiết

kế với tải trọng đặc biệt là tải trọng va xe

Chọn tiết diện thanh lan can là tiết diện tròn rỗng có:

Chọn đường kính thanh lan can:

L L n 2

L n P M 16 R

Pp: Sức kháng ngang cực hạn của 1 cột đơn ở độ cao Y

RP phụ thuộc vào biến n, đạo hàm phương trình (1), ta có:

 2 

chan : n N n

M L P 64 ) L P ( L P L P 2 1 n

0 dn

dR

P P

2 t P t

P P

Chọn kích thước cột:

B

2

I

2 ' 3

5

130

2

2 3

= 9.955106 mm4Sức kháng ngang cực hạn của 1 cột đơn ở độ cao Y:

1000 180 ) 800 1050 (

10 955 9 260 9 0 2 b ) H H (

I f 2 H

H

M

P

6 '

w R

u w

4 3

110

100 1

110 1 0 D

d 1

9 0 W f

Chiều dài 1 nhịp lan can: L = 2000 mm

Từ (2) suy ra:

119 99 1070 64 119 99 2000 9872 67 1 1 1070

99 119 2000 99

2 2

2000 2

99 119 67 9872 16 L

L n

2

L n P M

3 P

2 t P

t P

2 P

L P 4 M L P 64 ) L L P ( L L P L

119 2

1 2

67 9872 16 L

L n 2

L P ) 1 n ( ) 1 n ( M

16

R

t

p p

Trường hợp xe va vào cột lan can thì sức kháng của phần gờ bêtông bị giảm do

phải chịu tải trọng cột và dầm lan can:

Sức kháng của gờ bêtông trong trường hợp này được xác định theo côntg thức:

w

R P w w '

w

H

H P H R

 Trường hợp xe va vào cột lan can + đầu tường hoặc mối nối:

800

1050 99 119 800 29 462 H

H P H R R

w

R P w w '

H P H R R

w

R P w w '

I.5 KIỂM TOÁN LAN CAN:

I.5.1 Trường hợp 1: Giữa nhịp lan can + đầu tường hoặc tại mối nối.

Sức kháng của hệ lan can:

R = Rw + RR = 243.71 + 53.91 = 297.62 kN > Ft = 240 kN => ĐẠT

Chiều cao kháng:

62 297

1050 91 53 800 71 243 R

H R H R

I.5.2 Trường hợp 2: Giữa nhịp lan can + một phần đoạn tường.

Sức kháng của hệ lan can:

R = Rw + RR = 462.29 + 53.91 = 516.21 kN > Ft => ĐẠT

Chiều cao kháng:

21 516

1050 91 53 800 91 462 R

H R H R

I.5.3 Trường hợp 3: Cột lan can + đầu tường hoặc tại mối nối.

Sức kháng của hệ lan can:

R = Rw + RR = 326.40 + 142.32 = 468.72 kN > Ft => ĐẠT

Chiều cao kháng:

72 468

1050 32 142 800 40 326 R

H R H R

I.5.4 Trường hợp 4: Cột lan can + một phần đoạn tường.

Sức kháng của hệ lan can:

R = Rw + RR = 107.81 + 142.32 = 250.13 kN > Ft => ĐẠT

Chiều cao kháng:

13 250

1050 13 250 800 81 107 R

H R H R

Sứckhángcột +

Sức khánghệ lan can Chiều caokháng Điềukiện

kiểm

bêtông dầm

toán

1 can + đầu tườngGiữa nhịp lan

hoặc tại mối nối

2

Giữa nhịp lan

can + một phần

3

Cột lan can +

đầu tường hoặc

4 một phần đoạnCột lan can +

tường

I.6 TÍNH TOÁN LIÊN KẾT BU LÔNG:

Chọn bu lông đường kính d =20 mm được bố trí như hình vẽ:

Hình I.9: Sơ đồ bố trí lổ bulông I.6.1 Sức kéo danh định của bu lông:

Ta tính sức kéo danh định của bu lông theo (6.13.2.10.2-1):

4

d n

A

2 2

Fub: cường dộ chịu kéo nhỏ nhất qui định của bu lông được qui định trong điều 6.4.3 Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các bulông: Fub = 420 MPa

Suy ra sức kéo danh định của bu lông:

ln

lMN

Với M là momen tại mặt cắt nối bu lông đựơc tính như sau:

) 800 1050 ( 54 103 ) H H ( P

M  P  R  w    = 25.885103 = 25.885106Nmm

Vậy lực kéo:

) 250 ( 2

250 10

885 25 ) l ( n

l M

6 2

i

max max

Vậy bu lông thoả mản cường độ

I.7 TÍNH TOÁN CHỐNG CẮT CHO LAN CAN NGAY TẠI MẶT CẮT TIẾP XÚC VỚI BẢN MẶT CẦU (KIỂM TRA TRƯỢT CỦA LAN CAN):

Sự truyền lực của thanh lan can và bản mặt cầu

Giả thuyết Rw Phát triển theo góc nghiêng 1:1 bắt đầu từ Lc lực cắt tại chân tường

do va chạm xe cộ VCT trở thành lực kéo T trên 1 đơn vị chiều dài bản hẫng được cho bởi :

H 2 L

R V

T

c

w cT









VCT : Lực cắt do va chạm xe

Trong 4 trường hợp vừa tính ở trên, ta chọn trường hợp xe xô vào cột lan can + đầu tường hoặc tại mối nối

Suy ra: T V L R2 H 1483.574682.72875.91

c cT

Acv : diện tích tiếp xúc chịu cắt, Acv = 5001 = 500 mm2/mm

Avf : diện tích cốt thép neo của mặt chịu cắt, Avf =24 200142

P1: Trọng lượng của tường chắn:

10 85 7

2 2

P3: Trọng lượng của cột thép

Chiều cao cột lan can: hcot = 340 mm

1 ) 180 5 130 5 2 ( 10 85 7 s

c : hệ số dính kết (A 5.8.4.2), c = 0.52

 : hệ số ma sát (A 5.8.4.2),  = 0.6

 = 1 (Bê tông tỉ trọng thông thường)

c,  Dùng cho bêtông đổ trên lớp bêtông đã đông cứng được rửa sạch vữa bẩn nhưng không làm nhám mặt

Ta có:

) P f A ( A

c

Vn   cv   vf y  c = 0.52500 + 0.6 (1.539280 +24.899) = 533.49 N/mm

Ta thấy:

Vn < 0.2fc’Acv = 0.230500 = 30000 N/mm

Vn < 5.5Acv = 5.5500 = 2750 N/mm

Vn > VCT = 144.9 N/mm

 Thỏa điều kiện chống trượt của lan can

I.8 TÍNH TOÁN CHIỀU DÀI NEO CỦA CỐT THÉP VÀO TRONG BẢN MẶT CẦU:

Chiều dài neo thép vào bản mặt cầu lấy theo cấu tạo = 30d (d là đường kính của thép neo)

Vậy chiều dài neo:30d=3014 = 420 mm

Kết luận: Lan can thoả mãn các yêu cầu chịu lực

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

II Cấu tạo bản mặt cầu:

¯ Bản Bêtông cốt thép dày: 180 mm

¯ Lớp phủ Bêtông Atphan dày: 75 mm

¯ Tầng phòng nước dày: 5 mm

Lớp bê tông at phan 75 mm Lớp phòng nước 5 mm Lớp liên kết 180 mm

III Sơ đồ tính:

Bản của cầu không dầm ngang được tính theo hai bước:

¯ Tính bản chịu lực theo sơ đồ bản hai cạnh

¯ Tính bản chịu lực theo sơ đồ dầm congxon

Sau đó các kết quả tính toán sẽ được so sánh với nhau làm căn cứ tính duyệt mặt cắt và chọn cốt thép

Lực tác dụng bản mặt cầu:

- Lớp phủ bêtông Atfan :

Quy về lực tập trung: P1 = glancan1000 = 0.1291000 = 3 N

Trọng lượng của cột lan can trên 1 mét dài cầu:

gcanh = 2305 thep  h cot= 23057.8510-5340 = 34.697 N

gsuon = 1705 thep  h cot = 17057.8510-5340 = 22.686 N

Quy về lực tập trung: P2 = gcot1000 = 0.031000 = 30 N

Tổng trọng lượng của hệ lan can truyền xuống bản mặt cầu:

Pb = P1 + P2 + = 129 + 30= 7359 N/mm

Hệ số :

R D

i η η η

η 

- η D : hệ số liên quan đến tính dẻo: η D= 0,95 (1.3.3)

- η R : hệ số liên quan đến tính dư: η R= 0,95 (1.3.4 )

- η i : hệ số liên quan đến tính quan trọng khai thác:η i = 1,25(1.3.5 )

95 , 0 25 , 1 95 , 0 95 , 0

Vì S < 4600 nên ta chỉ cần tính nội lực do xe 3 truc tác dụng và không xéttải trọng làn (3.6.1.3.3)

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

Sơ đồ tính:

Ta xem bản mặt cầu như dầm liên tục được tựa trên các gối tựa

Để đơn giản trong tính toán, khi tính toán cho bản mặt cầu ở phía trong, ta xem như một dầm giản đơn tựa trên 2 gối tựa, sau đó để xét đến tính liên tục ta nhân thêm hệ số xét đến ảnh hưởng liên tục

1210 1, 752.12100.95 1, 25.5 1,5

2) Do hoạt tải:

Xét trường hợp đặt hai làn xe:

Ta xét trường hợp đặt hai làn xe : hệ số tải trọng n = 1

Bề rộng tác dụng của bánh xe lên bản mặt cầu

mm 650 70 2 510 h

2 510

Khi xét trường hợp xe lấn làn , trên nhịp bản mặt cầu trong trường hợp này sẽchịu tác dụng của hai bánh xe của 2 xe cách nhau 1,2m , lực phân bố tác dụngcủa 2 bánh xe như hình vẽ

Bề rộng tác dụng của hai bánh xe :

mm185012006501200b

Do đó ta chỉ lấy trong phạm vi S = 1210 mm

 Qui tải trọng tác dụng của xe thành lực phân bố với độ lớn p

"

1

145000

78,39 /1850

Xét trường hợp đặt một làn xe:

Ta xét trường hợp đặt một làn xe : hệ số tải trọng n = 1,2

Bề rộng tác dụng của bánh xe lên bản mặt cầu

mm 650 70 2 510 h

2 510

1210

p

650 1210

Qui tải trọng tác dụng của xe thành lực phân bố với độ lớn p

mm / N 5 , 111 650

2

145000 b

2

P p

do đó ta xét trường hợp xếp 1 làn xe

V Xét tính liên tục của bản

1) Bề rộng của dải bản ảnh hưởng của bánh xe:

Chiều rộng của dải bản ảnh hưởng của bánh xe được gọi là chiều rộng dảibản tương đương được lấy như trong bảng 22 TCN 272-05 4.6.2.1.3

2) Nội lực trong bản dầm trong:

Trạng thái giới hạn cường độ :

2, 41.100,5 1, 236.10 1000 0,971.10

2 b

2 lc b DW

DC

2

l DC 25 1 2

) b l ( DW 5 1

2 b

2 lc b DW

DC

2

l DC 2

b l DW

II.1.2.2 Nội lực do hoạt tải:

Chiều dày lớp phủ:

DW

h  = 70 mm

Diện tích tiếp xúc của bánh xe được giả thiết là hình chữ nhật

Có: Chiều rộng: b2 = 510 mm

Chiều rộng phân bố của tải trọng bánh xe dọc theo nhịp tính toán của bản:

300

b1=650510

171595

Tải trọng của một trục bánh xe truyền xuống bản: P = 145000 N

Suy ra áp lực bánh xe truyền xuống bản:

) IM 1 ( m 75

.

1

b 1 93 HL

= 2.42410 Nmm

II.1.3 Tổ hợp nội lực (Tỉnh tải + Hoạt tải):

LL u DW

DC

s

M    =5.279106 + 2.424107 = 3.662107 Nmm

- Xét trạng thái giới hạn đặt biệt:

Trong 4 trường hợp tính R ở trên, ta chọn R, Y , Lc sao cho gây ra momen lớn nhất khi xe va vào lan can

Ta có: R = 468.72103 N

H = Y = 875.91 mm

Lc = 1483.57 mm

91 875 2 57 1483

1000 10

72 468 H

2 L

1000 R

II.1.4 Thiết kế thép cho bảng hẫng:

II.1.4.1 Thiết kế thép trên gối:

Bài toán đặt cốt đơn, xét trên 1 mét dài theo phương dọc cầu

Dữ liệu thiết kế:b = 1000 mm

h = 200 mmLớp bảo vệ: a = 50 mm vì bản chịu mài mòn do vấu lốp xe

ds = h – 50 = 200 – 50 = 150 mm

Mu = M = 1.352108 Nmm = 1.352 Nmm

30 1000 9

0 85 0

10 352 1 2 150

150 f

b 85 0

M 2 d

d

a

8 2

' c

u 2

s s

464 46 a

46 30 85 0 f

b a f 85 0 A

y

' c s

f h b 03 0 A

y

' c min

min s

A 

Lấy As để bố trí cốt thép.

Chọn thép: 528 trên 1 mét dài cầu (bước 200 mm)

II.1.4.2 Thiết kế thép giữa bản hẫng:

Thép ở dưới bản hẫng bố trí giống thép bản trong

II.1.5 Kiểm tra nứt :

Đối với gối (momen âm):

Công thức xác định bề rộng vết nứt:

6 3

c s max

fs: là ứng suất trong cốt thép do tải trọng gây ra (US trung bình) (MPa)

dc: là khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm của thanh thépchịu kéo gần nhất và không vượt quá 50 mm

Suy ra: A = 5 1 667 10 4

6

10 1

1031.4793.61An

bd21b

3

3

096 70 1000 x

d A n 3

x b

= 3.111108 mm4

10 111 3

10 662 3 n x d I

M

7 s

sa

10 667 1 50

23000 A

d

Z f

fsa = 0.6fy = 168 MPa > fs = 67.086 MPa  Đạt

VII Tính toán thép cho bản mặt cầu:

a Tính toán thép chịu mômen dương:

Xét : tính toán trên 1 m theo phương dọc cầu Tiết diện tính toán

b x h = 1000 x 200 mmMomen tính toán :

Từ phương trình cân bằng momen :

2

'

7 2

2

.0,85 .2.1,585.10

4,77

0,027 0, 45175

s

a

c d



Xảy ra trường hợp phá hoại dẻo ( 5 7.3.3.1 )

Diện tích cốt thép :

20,85 0,85.30.1000.3,99

363,375280

c s

30 03 , 0 f

' f 03 , 0

Diện tích thép trên một đơn vị mm chiều dài : As = 0,56 mm2

Khoảng cách giữa các thanh thép :

.200 0,56.200 112 1,12

Tra bảng thép VIỆT NAM ta chọn thép 12 có As = 113 mm2

Kiểm tra điệu kiện tiết diện bị phá hoại dẻo :

mm 2 , 6 1000 30 200 85 , 0

280 1000 113 b

.

` 200 85 , 0

f 1000 As a

7, 41

0,042 0, 45175

s

a

c d



Thoả điều kiện phá hoại dẻo ( đảm bảo lượng thép tối đa )

Vậy ta chon thép  12 200a mm

b Tính toán thép chịu mômen âm:

Xét: tính toán trên 1 m theo phương dọc cầu Tiết diện tính toán

b x h = 1000 x 200 mmMomen tính toán :

Từ phương trình cân bằng momen :

'

7 2

1

2

.0,85 .2.1,946.10

0,9.0,85.30.10004,91

5,880,8365,88

0,0336 0, 45175

c d

447,16280

c s

30 03 , 0 f

' f 03 , 0

Diện tích thép trên một đơn vị mm chiều dài : As = 0,56 mm2

Khoảng cách giữa các thanh thép :

.200 0,56.200 112 1,12

Tra bảng thép VIỆT NAM ta chọn thép 12 có As = 113 mm2

Kiểm tra điệu kiện tiết diện bị phá hoại dẻo :

mm 2 , 6 1000 30 200 85 , 0

280 1000 113 b

.

` 200 85 , 0

f 1000 As a

7, 41

0,042 0, 45175

s

a

c d



Thoả điều kiện phá hoại dẻo ( đảm bảo lượng thép tối đa )

Vậy ta chon thép  12 200a mm

c Tính toán thép phân bố dọc cầu:

Vì bản làm việc theo phương ngang cầu nên ta đặt cốt thép cấu tạo theophương dọc cầu cả đáy trên và đáy dưới của bản mặt cầu để phân bố tảitrọng bánh xe dọc cầu đến cốt thép chịu lưc theo phương ngang Diện tíchyêu cầu tính theo phần trăm cốt thép chính lực Đối với cốt thép chính đặtvuông góc với hướng xe chạy

% 67 S

3840 sophantram

Vậy ta dùng 67 % diện tích cốt thép dọc

Trên 1m dài ta có thể bố trí 5 12 ( A s 565mm2)

2.67% 0,565.67% 0,38 /

s

Ta chọn thép  10 200a mm có A s= 0,393 mm2 / mm

VIII Kiểm tra điều kiện chịu nứt của bản:

1) Kiểm tra điều kiện chịu nứt của phần bản chịu mômen dương:

Điều kiện chịu nứt của bản , ta xét trên 1 mm chiều dài

y

3 c

sa s

f 6 , 0

A d

Z f

¯ d c:chiều cao tính từ thớ chịu kéo xa nhất đến tim thanh gần nhất 50mm

¯ A: diện tích có hiệu của bêtông chịu kéo trên thanh có cùng trọng tâm với cốt

thép

Dùng trạng thái giới hạn sử dụng để xét vết nứt của bêtông cốt thépthường Trong trạng thái giới hạn sử dụng hệ số thay đổi tải trọng  1 vàhệ số tải trọng cho tĩnh và hoạt tải là 1

Việc tính ứng suất kéo trong cốt thép do tải trọng sử dụng dựa trên đặctrưng tiết diện nứt chuyển sang đàn hồi

Tỷ số mođun đàn hồi :

c

s E

E

n 

Trong đó :

- Es  200 000 MPa