IUH | ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU | NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM CHỮ I BTCT DỰ ỨNG LỰC CĂNG SAU NHỊP GIẢN ĐƠN

IUH | ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU | NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM CHỮ I BTCT DỰ ỨNG LỰC CĂNG SAU NHỊP GIẢN ĐƠN IUH | ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU | NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM CHỮ I BTCT DỰ ỨNG LỰC CĂNG SAU NHỊP GIẢN ĐƠN IUH | ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU | NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM CHỮ I BTCT DỰ ỨNG LỰC CĂNG SAU NHỊP GIẢN ĐƠN IUH | ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU | NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM CHỮ I BTCT DỰ ỨNG LỰC CĂNG SAU NHỊP GIẢN ĐƠN IUH | ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU | NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM CHỮ I BTCT DỰ ỨNG LỰC CĂNG SAU NHỊP GIẢN ĐƠN

CÁC SỐ LIỆU THIẾT KẾ

I NHIỆM VỤ THIẾT KẾ VÀ KÍCH THƯỚC CẤU TẠO

Thiết kế kết cấu nhịp cầu đơn giản bê tông cốt thép (BTCT) ứng suất trước căng sau, bán lắp ghép, mặt cắt chữ I.

 Tiêu chuẩn thiết kế: TCVN 11823:2017;

 Tải trọng thiết kế: HL93 + 3kN/m 2

Khoảng cách giữa các dầm: S=1.8m

Khoảng cách từ tim gối đến đầu dầm 0.5m Do đó, chiều dài nhịp tính toán:

Trong thiết kế kết cấu mặt cầu, số lượng dầm ngang (có đỡ bản mặt cầu) hoặc liên kết ngang (không đỡ bản mặt cầu) được lựa chọn sao cho khoảng cách giữa chúng từ 5 m đến 7 m Công thức tính số lượng dầm ngang là n_dn = (15/17) × L_n + 1, trong đó L_n đại diện cho chiều dài nhịp liên quan Việc bố trí dầm ngang hợp lý giúp phân bố tải trọng đồng đều, tăng độ cứng của mặt cầu và tối ưu chi phí thi công.

Khoảng cách giữa các dầm ngang: L a = L tt n dn −1= 32

Mặt cắt ngang kết cấu nhịp tại giữa nhịp và tại đầu dầm thể hiện qua hình bên dưới.

Trong thiết kế kết cấu cầu, các vật liệu chủ yếu được lựa chọn nhằm đảm bảo độ bền và khả năng chịu tải, gồm bê tông dầm và bê tông bản mặt cầu, kết hợp với cốt thép thường và cốt thép cường độ cao Sự phối hợp hài hòa giữa bê tông và thép giúp tối ưu hóa cường độ chịu lực và tuổi thọ của công trình.

Sử dụng bê tông thường

Cường độ chịu nèn quy định: f ' c @Mpa

Cường độ chịu nén khi uốn: f r =0.63× √ f ' c =0.63 × √ 40=3.98

Khối lượng riêng: W C "40+2.29× f ' c "40+2.29×40#31.6(Kg m 3 )Modun đàn hồi: E C =0.0017× K 1 ×W c 2 × f ' c 0.33 =0.0017×1×2331.6 2 ×40 0.33 ¿31220.28(Mpa)

2 Bê tông bản mặt cầu:

Cường độ nén quy định: f ' c 0Mpa

Cường độ chịu kéo khi uốn: f r =0.63× √ f ' c = 0.63 × √ 30 = 3.45 ( Mpa )

Modun đàn hồi: E bmc (110.91Mpa1

3 Cốt thép cường dộ cao:

Sử dụng thép có cường độ thấp , tiêu chuẩn ASTM 416- 96A cấp 270 Đường kính 1 tao 12.7 mm ( S.71mm 2 ) hoặc 15.24 mm (S0 mm 2 )

Cường độ chịu kéo: f pu 60Mpa

Giới hạn chảy : f py 74Mpa

Sử dụng thép chịu lực loại có gờ CB400 - V, theo TCVN 1651:2008

Giới hạn chảy: f py @0Mpa

THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU

I CẤU TẠO BẢN MẶT CẦU

Chiều dày bản mặt cầu cần chọn sao cho tỷ lệ giữa chiều dài hiệu và có chiều cao bản không vượt quá 18,0 và không được ít hơn 6,0

Chọn chiều dày bản mặt cầu: h f 0mm

Lớp phủ bản mặt cầu lớp cách nước dày 5mm, áo đường bê tông asphalt dày 75mm

Tổng chiều dày lớp phủ mặt cầu: γ w "50Kg m 3

Chọn lan can gồm gờ chắn bánh bê tông cốt thép, tay vịn kim loại có trọng lượng

Bề rộng lan can: 500 mm

Chia lan can thành các hình đơn giản để tính diện tích và tìm trọng tâm của lan can S và trọng tâm lan can

Tính cho dải bản ngang có chiều rộng 1mm

Chọn lan can theo các thông số mặt cắt ngang được trình bày trong bảng Để tính diện tích mặt cắt và xác định vị trí trọng tâm của lan can, cần chia mặt cắt thành các hình chữ nhật và hình tam giác, đồng thời xác định khoảng cách X_i từ trọng tâm của mỗi hình đến mép ngoài của lan can Bằng cách tổng hợp diện tích và trọng tâm của từng hình thành phần, ta tính được diện tích mặt cắt tổng thể và vị trí trọng tâm của lan can, phục vụ cho thiết kế và thi công an toàn và chính xác Các bước này giúp tối ưu hóa sự cân bằng và chịu lực của lan can trong mọi dạng mặt cắt ngang.

Hình Kích thước Diện tích(mm) K/c từ trọng tâm đến xi lan can

Trọng tâm Si đến Xi

Bảng tính diện tích và trọng tâm lan can

Diện tích mặt cắt ngang lan can: S mcnlc (0000mm 2

K/c từ trọng tâm lan can đến mép ngoài: e p !0.14mm

Trọng lượng một bên lan can:

Trọng lượng các lớp mặt đường:

Trọng lượng bản mặt cầu giữa các dầm chủ:

Chọn bê tông làm dải phân cách là bê tông có cường độ chịu nén: f ' c 5Mpa

Chia dải phân cách thành các hình gian đơn để tính diện tích:

Diện tích dải phân cách: S pc 87500mm 2

1 Tính nội lực do tĩnh tải:

1.1 Vẽ đường ảnh hưởng nội lực

Bản mặt cầu được xem như các dải bản nằm vuông góc với dầm chủ Khi thiết kế theo phương pháp đai bản, cần lấy giá trị mô-men dương tại mặt cắt có mô-men dương lớn nhất để bố trí cốt thép cho tất cả các vùng chịu mô-men dương; tương tự, lấy giá trị mô-men âm tại mặt cắt có mô-men âm lớn nhất (theo giá trị tuyệt đối) để bố trí cốt thép cho các vùng chịu mô-men âm (theo Đ4.6.2.1) Trong trường hợp này, khoảng cách giữa các dầm chủ bằng nhau và mô-men lớn nhất xuất hiện gần điểm 0,4 của nhịp thứ nhất M204 (mặt cắt 204 trên sơ đồ tính).

Momen âm được xác định bằng giá trị lớn hơn giữa M200 (mô men uốn tại mặt cắt 2,00) và M300 (mô men uốn tại mặt cắt 300) Đường ảnh hưởng của các giá trị M200, M204 và M300 được thể hiện trên hình minh họa kèm theo.

Khoảng cách từ trọng tâm lan can đến gối thứ nhất:

L 1 =S hẩng −e b 00−210.14x9.86(mm) Khoảng cách từ mép lan can đến gối thứ nhất:

Diện tích các phần của DAH được ghi ở bản trên

Nội lực do tĩnh tải được tính cho dải bản ngang có chiều rộng 1 mm

1.2 Nội lực do trọng lượng bản mặt cầu:

Tải trọng bản thân bản mặt cầu được coi làn phân bố đều như hình dưới

Hình Tải trọng do bản mặt cầu tác dụng vào dải bản Momen uốn tại các mặt cắt 200, 204, 300 do tải trọng bản thân bản mặt cầu:

1 3 Nội lực do lan can:

Vị trí đặt lan can thể hiện ở hình dưới:

Momen uốn tại các mặt cắt 200, 204, 300 do tải trọng lan can:

Hình Tải trọng lan can tác dụng lên dải bản 1.4 Nội lực do lớp phủ mặt cầu:

Sơ đồ tải tác dụng của tải trọng các lớp mặt đường:

Hình Tải trọng các lớp mặt đường tác dụng lên dải bản Momen uốn tại các mặt cắt 200, 204, 300 do tải trọng các lớp mặt đường:

2 Tính nội lực do hoạt tải:

Khoảng cách giữa 2 trụ bánh xe: S bx 00mm

Trọng lượng 1 bên bánh xe: Pr500N

Chiều rộng dải bản sau khi tính momen dương:

Xét DAH momen uốn tại mặt cắt 204:

Trường hợp 1: xếp 1 làn xe

Hệ số làn trong trường hợp 1 làn xe: m = 1.2

Tung độ ĐAH ứng với bánh xe 1 (vị trí 204) : Y 1 =0.204(tra phụ lục)

Khoảng cách từ vị trí 300 đến bánh xe thứ 2: S bx −0.6× S00−0.6×1800r0(mm)

Vị trí ứng với tung độ y 2 : 720

1800=0.4→ bánh xe thứ2đặt gần vị trí302 Tra phụ lục y 2 =−0.0305

Momen uốn do 1 làn xe tại mặt cắt 204:

M 204 ≪¿=m ( y 1 + y 2 ) S SW P d ¿ ¿1.2×(0.204+(−0.0305)) × 1800 × 72500 1650 466.73(N mm) Trường hợp 2: xếp 1 làn xe

Hệ số làn trong trường hợp 2 làn xe: m = 1

Sử dụng y1, y2 đã tính ở trường hợp 1:

Tung độ ĐAH ứng với bánh xe thứ 3 (vị trí 404): y 3 =0.0086

Khoảng cách từ vị trí 504 đến bánh xe số 4: S bx −0.6× S00−0.6×1800r0(mm)

Momen uốn do 2 làn xe tại mặt cắt 204:

M 204 ≪¿=m ( y 1 + y 2 + y 3 + y 4 ) S SW P d ¿ ¿1(0.204+(−0.0305)+0.0086+(−0.0027)) × 1800 × 72500 1650 188.91(N mm) Lấy kết quả lớn nhất trong 2 trường hợp xếp tải: M 204≪¿466.73 ( N mm )¿

2.2 Momen âm tại mặt cắt 300:

Chiều rộng dải bản khi tính momen âm: 1670 (mm)

Chiều rộng dải bản khi tính momen âm:

Tung độ ĐAH ứng với bánh xe thứ nhất: - 0.1029 (tra phụ lục, vị trí 206)

Khoảng cách từ vị trí 300 đến bánh xe thứ 2: 1800−0.4×180080(mm)

1800=0.6→ bánh xe đặt gần vị trí 304

Momen uốn do 1 làn xe tại mặt cắt 300: ¿1.2×(−0.1029+(−0.0626)) × 1800 × 72500 1650 =−15707.45(N mm)

Hình Sơ đồ xếp 1 làn xe lên đường ảnh hưởng M300

Momen âm tại mặt cắt 200:

Trường hợp: xếp 1 làn xe như hình

Hình Sơ đồ xếp 1 làn xe lên đường ảnh hưởng M200 Khoảng cách từ bánh xe tới tim gối: 1100−500−30000(mm)

Chiều rộng dảu bản khi tính momen uốn trong bản hẩng:

Momen âm lớn nhất tại mặt cắt 200:

3 Nội lực tổng cộng trong bảng

3.1 Trạng thái giới hạn cường độ:

Loại tải trọng Hệ số tải trọng

Bản mặt cầu γ D 1 cầu và lan can γ DB 1.25 0.9

Các lớp mặt đường γ DW 1.5 0.65

Hệ số xung kích: (1+IM)=1.33

Hệ số xét đến tính dẻo: bản mặt cầu được cấu tạo và bố trí cốt thép đúng qui định: 1

Hệ số xét đến tính dư thừa: Bản có mức dư đặc biệt vì liên tục và ngàm vào các dầm chủ: 0.95

Hệ số xét đến tính quan trọng của cầu: 1 (Đối với dầm thông thường)

Hệ số điều chỉnh tải trọng cho TTGHCD I: 0.95 (Thỏa điều kiện )

Bảng tổng hợp nội lực trong bản

Momen uốn tại các mặt cắt:

Trạng thái giới hạn sử dụng

Cấc hệ số tải trọng lấy bằng 1,0

4 Chọn cốt thép và kiểm tra mặt cắt theo trạng thái giới hạn cường độ I

Cốt thép chịu momen dương

Giới hạn chảy của cốt thép: f y @0Mpa α=0.85 Chiều rộng của dai bản ngang: b = 1 mm

Cường độ chịu nén của bê tông bản: f c ' 0Mpa

Chiều dày bản mặt cầu: h f 0mm

Momen uốn theo TTGHCD I: M u =M 204 &006.27(N mm)

Chọn chiều dày lớp bảo vệ: d 0 %mm

Hình Cốt thép chịu mô men dương Chọn đường kính cốt thép: d s mm

Chọn loại cốt thép có chiều cao gân: 0.065×12=0.78 Đường kính ngoài: d 1 =(1+2×0.065)d s =(1+2×0.065)×12.56mm

Diện tích 1 thanh cốt thép: a s =π × d 2

2 8.22(mm) Diện tích cốt thép yêu cầu:

Khoảng cách tối đa giữa các cốt thép:

Chọn khoảng cách giữa các cốt thép: S = 160 (mm)

Diện tích cốt thép chọn: 113

160=0.71(mm 2 mm ) Điều kiện A s ≥0.570→(thõa mãn)

Chiều cao vùng bê tông chịu nén: 0.71×400

0.9 Kiểm tra sức kháng uốn:

Modun kháng uốn của mặt cắt: 1×180 2

Cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông bản: f r =3.451(Mpa)

Hệ số biến động nứt do uốn: γ 1 =1.6

Tỷ lệ giữa cường độ chảy danh định với cường độ bền chịu kéo cảu cốt thép: γ 3 =0.67

Momen kháng nứt của mặt cắt: M cr =γ 3 γ 1 f r S c =0.67×1.6×3.451×5400977.15(N mm) Điều kiện:

Cốt thép chịu momen âm tại gối giữa

Momen uốn theo TTGHCD I: 50687.48 (N mm)

Chọn chiều dày lớp bảo vệ: d o @(mm)

Hình Cốt thép chịu mômen âm Chọn đường kính cốt thép: d s (mm) Đường kính ngoài: d 1 =(1+2×0.065)× d s =(1+2×0.065)×14.82(mm)

Diện tích 1 thanh cốt thép: 154(mm 2 )

Diện tích cốt thép yêu cầu: 50687.48

Khoảng cách tối đa giữa các cốt thép: 154

1.162.44(mm) Chọn khoảng cách giữa các cốt thép: S = 130 (mm) (bằng với cốt thép momen dương)

Diện tích cốt thép chọn: 154

130=1.18(mm 2 mm ) Điều kiện A s ≥0.380→(thõa mãn)

Kiểm tra sức kháng uốn:

0.9×1.18×400× ( 132.09− 18.58 2 ) R369.01 ( N mm) Ф M n R369.01(N mm)≥50687.48(N mm)→thõa mãn

Cốt thép chịu momen âm tại gối biên:

Momen uốn theo TTGHCD I: 49769.41(N mm)

Tại đây, bản BTCT cao: h f #0(mm)

Chiều dày lớp bảo vệ, đường kính ngoài cốt thép, khoảng cách giữa các cốt thép giống như tại gối giữa.

Kiểm tra sức kháng uốn:

Modun kháng uốn của mặt cắt: 1×230 2

Momen kháng nứt của mặt cắt: M cr =γ 3 γ 1 f r S c =0.67×1.6×3.451×8816.672617.01(N mm) Điều kiện:

Bề rộng vách dầm chủ: b w 0(mm)

Khoảng cách tĩnh giữa 2 dầm chủ: S c =S−b w 00−20000(mm)

Theo Đ9.7.3.2, phải bố trí cốt thép ở hướng phụ dưới đáy bản với số lượng bằng tỷ lệ phần trăm của cốt thép ở hướng chính chịu momen dương bằng 3840

Diện tích cốt thép phân bố: 0.79(mm 2 mm ) Chọn đường kính cốt thép: d s (mm)

Diện tích 1 thanh cốt thép: 78.5(mm 2 )

Khoảng cách tối đa: S max =a s

Cốt thép phân bố mặt trên của bản được lấy giống như đối với bản mặt đáy bản.

Cốt thép chống nứt do co ngót và nhiệt độ

Lượng cốt thép tối thiểu cho mỗi phương:

Cốt thép chịu lực phân bố đều thõa mãn điền kiện trên Do đó, không cần bố trí thêm cốt thép chống nứt do co ngót và nhiệt độ.

5 Kiểm tra nứt theo trạng thái giới hạn sử dụng:

Mặt cắt chịu momen dương

Momen uốn theo TTGHSD: 19942.52 (N mm)

Sử dụng kết quả tính d và a ở nội dung tính mặt cắt theo TTGHCD I:

Modun đàn hồi của bê tông: E cd (110.91(Mpa)

Tỷ số modun đàn hồi của cốt thép và bê tông: 200000

28110.91=7.11chọn7 Momen quán tính của mặt cắt chuyển đổi:

3 +7×0.71×(148.22−11.08) 2 434.33( mm 4 ) Ứng suất kéo của cốt thép dưới:

0.6f y =0.6×400$0(Mpa) Điều kiện: f ss ≤0.6f y →thõa mãn Ứng suất kéo bê tông lớn nhất trong mặt cắt: f c =6M u b h 2 f =6×19942.52

Vì: (Nên phải kiểm tra khoảng cách giữa các cốt thép)

Khoảng cách từ thớ đáy bản đến trọng tâm cốt thép ≤50

Hệ số phơi lộ bề mặt đối với bản mặt cầu: γ e =0.75 Điều kiện:

Mặt cắt chịu momen âm tại gối giữa

Momen uốn theo TTGHSD: 33816.72 (Mpa)

Momen quán tính của mặt cắt chuyển đổi:

3 +7×1.18×(182.09−18.58) 2 8977.06( mm 4 ) Ứng suất kéo của cốt thép trên:

108977.06 $6.56(Mpa) f ss ≤0.6f y (thõa mãn) Ứng suất kéo bê tông lớn nhất trong mặt cắt:

Mpa nên phải kiểm tra khoảng cách giữa các cốt thép Khoảng cách từ thớ trên bản đến trọng tâm cốt thép:

Mặt cắt chịu momen âm tại gối biên:

Momen uốn theo TTGHSD: 31879.622 (N.mm)

Momen quán tính của mặt cắt chuyển đổi: β s =1+ d c

3 +7×1.18×(182.09−18.58) 2 "3831.99( mm 4 ) Ứng suất kéo của cốt thép trên:

223831.99 3.01(Mpa) Điều kiện: f ss ≤0.6f y →thõa mãn Ứng suất kéo bê tông lớn nhất trong mặt cắt:

Mpa nên phải kiểm tra khoảng cách giữa các cốt thép Khoảng cách từ thớ trên bản đến trọng tâm cốt thép:

TÍNH NỘI LỰC DẦM CHỦ

Chiều dài dầm I chọn trong khoảng 1/24 ÷1/18 chiều dài dầm: h d =( 24 1 ÷ 18 1 ) × L n ¿ 138 ÷ 1.83 Đồng thời phải thõa mãn điều kiện về chiều cao dầm tối thiếu:

Trong thiết kế kết cấu, chiều cao của các bộ phận dầm được xác định như sau: chiều cao dầm chủ (H_dc) 1.8 m; chiều cao dầm liên hợp (h) 1.8 m; chiều cao bầu dưới (H1) 0.25 m; chiều cao vút dưới (H2) 0.2 m; chiều cao sườn (H3) 1 m; chiều cao vút trên (H4) 0.1 m; chiều cao gờ trên (H5) 0.2 m; và chiều cao gờ trên cùng (H6) 0.05 m.

Bề rộng bầu dầm dưới:b 1 =¿ 0.71 m

Bề rộng bản cánh trên: b 3 =¿ 1.08 m

Bề rộng gờ trên cùng: b 4 =¿ 0.88 m

Bề rộng vút trên: b 6 =¿ 0.44 m Đầu dầm:

Trong thiết kế kết cấu, các chiều cao quan trọng của các bộ phận dầm được nêu rõ như sau: chiều cao dầm chủ (Hdc) 1.8 m, chiều cao dầm liên hợp (h) 1.8 m, chiều cao bầu dưới (H1) 0.25 m, chiều cao vút dưới (H2) 0.2 m, chiều cao sườn (H3) 1 m, chiều cao vút trên (H4) 0.1 m, chiều cao gờ trên (H5) 0.2 m và chiều cao gờ trên cùng (H6) 0.05 m.

Bề rộng bầu dầm dưới : b 1 =¿ 0.71 m

Bề rộng bản cánh trên: b 3 =¿ 1.08 m

Bề rộng gờ trên cùng: b 4 =¿ 0.88 m

II TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN DẦM CHỦ

1 Tải trọng bản thân dầm

Diện tích mặt cắt giữa nhịp:

Diện tích mặt cắt đầu dầm

Khoảng cách từ đầu dầm đến vị trí bắt đầu giảm bề rộng vách dầm:

Chiều dài đoạn có bề rộng vách dầm thay đổi:

V dc =2A dc 1 × L 1 +( A dc1 + A dc2 ) L 2 + A dc 2 ( L n −2 L 1 −2 L 2 ) ¿2×0.9075×1.5+(0.9075+0.7925)×1+0.7925×(33−2×1.5−2×1) ¿26.61(m 3 )

Tải trọng bản thân dầm chủ được coi là phân bố đều:

2 Tải trọng dầm ngang, ván khuôn và bản mặt cầu:

Đối với liên kết ngang, chọn dầm ngang có chiều cao bằng chiều cao vách dầm chủ và có bề dày b_mc = 0,2 m Tại vị trí dầm ngang tiếp giáp với dầm chủ, không cấu tạo vút.

Chọn vật liệu dầm ngang là bê tông thường có cường độ: f ' c @Mpa

Tải trọng dầm ngang giả thuyết phân bố đều theo chiều dài dầm chủ: Đối với dầm chủ phía trong:

5.33 =1.7 (kN/m) Đối với dầm chủ phía ngoài (dầm ngoài):

2 =0.85 (kN/m) Ván khuôn BTCT để lại có chiều dài : S−B 1 =1.8−0.88=0.92(m)

Chiều dày không được vượt quá 55% h f =0.55× h f =0.55×180m>90mm

Chọn ván khuôn chiều dày: 0.09 m

Chọn bê tông làm ván khuôn là bê tông thường có cường độ chịu nén: f'c = 35 MpaTải trọng do ván khuôn BTCT tác dụng lên dầm trong:

DC vk 1 =γ vk × L vk × h vk #20×9.81×10 −3 ×0.92×0.09=1.88( kN m )

Tải trọng do ván khuôn BTCT tác dụng lên dầm ngoài:

DC vk 2 =0.5× DC vk1=0.5×1.88=0.94( kN m )

Giả thuyết ván khuôn phần hẩng chỉ tác dụng lên dầm ngoài, có trọng lượng:

Tải trọng bê tông bmc BTCT dày 180 mm tác dụng lên dầm trong:

Tải trọng bản BTCT có chiều dày 180 mm và phần hẩng có chiều dày thay đổi từ 180 mm đến

Tác dụng lên dầm ngoài

DC bmc2 =DC bmc1 +0.5× DC vk2 =7.37+0.5×0.94=7.85( kN m )

Tổng tải trọng dầm ngang, ván khuôn, bản mặt cầu tác dụng lên dầm trong:

DC D1 ,2 =DC dn1+DC vk1 +DC bmc 1 =1.72+1.88+7.37.96( kN m )

Tải trọng dầm ngàng, ván khuôn, bản mặt cầu tác dụng lên dầm ngoài:

DC D 2,2 =DC dn2 +DC vk 2 +DC vk 3 +DC bmc2 =0.86+0.94+2.5+7.84.14( kN m )

3 Tải trọng đặt ván khuôn, trọng lượng lan can và các lớp mặt đường:

Tải trọng do tháo dỡ ván khuôn và 1 bên hẫng: DC vk3 =−2.5( kN m )

Tải trọng do tháo dỡ ván khuôn và 1 bên hẫng: P cl =6.82( kN m )

Sau khi các dầm ngang liên kết ngang đã đủ khả năng làm việc, các dầm được coi là chịu tải như nhau.

Tải trọng tác dụng lên mỗi dầm như sau:

Chiều dài các lớp mặt đường trên bản mặt cầu 75mm Tải trọng lên 1 DC:

Bảng tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ

Trong cấu kiện dầm DC, tải trọng bản thân dầm chủ D1 là 0.45 Tải trọng do DW, VK và BMC ở các vị trí DC D2 là 1.96 và DC D2.2 là 0.14 Tải trọng tác dụng lên mỗi dầm DC 1D = 4.38 Tải trọng các lớp đường tác dụng lên mỗi dầm DC DW/mc = 3.86.

III TÍNH NỘI LỰC DO TĨNH TẢI

0.00 m 2 16.00 m Tính lực cắt tại mặt cắt gối

Do trọng lượng của dầm chủ: 295.13 kNm w M =¿¿ w V

Do dầm ngang ván khuôn và bản mặt cầu

Do dỡ ván khuôn và lan can : 70.09 kNm

Do trọng lượng các lớp mặt đường: 61.80 kNm

2 Mặt cắt 0.1L Đường ảnh hưởng momen a = 0,1Ltt = 3.20 m b = Ltt - a = 28.80 m

Do trọng lượng dầm chủ : 849.98 kNm

Do dầm ngang ván khuôn và bản mặt cầu :

Do đỡ ván khuôn và lan khuôn : 201.86 kNm

Do các lớp mặt đường : 177.99 kNm Đường ảnh hưởng lực cắt

V DW / mc =DC DW /mc ×W V =¿ w M=¿¿ 1

M DW /mc =DC DW /mc ×W M =¿

3 Mặt cắt 0.2L Đường ảnh hưởng momen a = 0,2 x Ltt = 6.40 m b = Ltt - a = 25.60 m

Do trọng lượng dầm chủ :

V DW /mc =DC DW /mc ×W V =¿ w M=¿¿ 1

Do đỡ ván khuôn và lan khuôn :

4 Mặt cắt 0.3L Đường ảnh hưởng momen a = 0,3Ltt = 9.60 m b = Ltt - a = 22.40 m

V DW / mc =DC DW /mc ×W V =¿

Do trọng lượng dầm chủ :

V DW /mc =DC DW /mc ×W V =¿

M DW /mc =DC DW /mc ×W M =¿ Đường ảnh hưởng momen a = 0,4Ltt = 12.80 m b = Ltt - a = 19.20 m

Do dầm ngang ván khuôn và bản mặt cầu : w M =¿¿ 1

M DW / mc =DC DW /mc ×W M =¿

Do trọng lượng các lớp mặt đường : 12.36 kNm

V DW /mc =DC DW /mc ×W V =¿ Đường ảnh hưởng momen a = 0,4Ltt = 16 m b = Ltt - a = 16 m

Do các lớp mặt đường : M DW mc

BẢNG TỔNG HỢP SỐ LIỆU ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG MOMEN

BẢNG TỔNG HỢP SỐ LIỆU ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG

Do đỡ ván khuôn và lan khuôn : 560.72 kNm w M=¿¿ 1

IV TÍNH NỘI LỰC DO HOẠT TẢI

1 Hệ số phân phối momen và lực cắt

Diện tích mặt cắt dầm chủ A = 792500 mm2

Momen tỉnh lấy với đáy dầm S = 773570833.

- Khoảng cách từ đáy dầm đến trục trung hòa ( TTH ) của mặt cắt: γ d =S

- Khoảng cách TTH đến trọng tâm các thành phần mặt cắt:

- Diện tích mặt cắt thành phần giữa nhịp dầm chủ:

Momen quán tính của mặt cắt dầm chủ : I = 2.93084E+11 mm 4

Tỷ số giữa muđun đàn hồi của dầm và của bản: n = Ebmcb

Ec =¿ 0.9 Khoảng cách từ trọng tâm dầm I đến trọng tâm bản mặt cầu: e g =y d −H d +hf

2 =¿-913.89 mm Tham số độ cứng dọc:

Hệ số phân phối momen uốn dầm trong:

+ Trường hợp 1 làn xe: mg M SI =0,06 + \( S

Ltt h f 3 ) 0 ,1 =¿0.41 + Trường hợp 2 làn xe: mg M MI =0,075 + \( S

Hệ số phân phối momen dầm ngoài:

+ Trường hợp 1 làn xe : Tính theo phương pháp đòn bẩy y1 = 0.94 y2 = 0 mg M SE =1

+ Trường hợp 2 làn xe: mg M ME =e x mg M

 Chọn trường hợp 2 làn xe : mg M ME =¿0.56

Hệ số phân phối lực cắt trong dầm trong :

+ Trường hợp 1 làn xe: mg V SI =0,36+ S

7600=¿0.6 + Trường hợp 2 làn xe : mg V MI =0,2+ S

 Chọn trường hợp 2 làn xe: mg V MI = 0.67

Hệ số phân phối lực cắt dầm ngoài:

+ Trường hợp 1 làn : Tính theo phương pháp đòn bẩy mg V SE =mg M

+ Trường hợp 2 làn xe : mg V ME =e x mg v

Bảng hệ số phân phối tải trọng

Trường hợp Momen uốn Lực cắt

Dầm trong Dầm ngoài Dầm trong Dầm ngoài

Giá trị sử dụng mg M I mg M E mg V I mg V E

2 Nội lực do hoạt tải

- Mặt cắt tại gối , momen uốn M ¿+ℑ = 0

- Xếp tải trọng xe 3 trục, xe 2 trục và tải trọng làn vào vị trí bất lợi nhất trên đường ảnh hưởng lực cắt y1 = 1 y2 = L tt −4,3

Diện tích phần dương của ĐAH lực cắt ω +¿= y 1 × L tt

2 =¿¿ 16 m Diện tích của ĐAH lực cắt: ω=ω −¿+ω +¿=0+16m¿ ¿

Tính nội lực do xe 2 trục, 3 trục và tải trọng làn:

V ¿+ℑ =(1+ IM ) max(V 2 tr :V 3 tr ) + V làn = 1.33 x 296.11 + 101.52 = 495.35 kN

- Xếp tải lên ĐAH mômen và lực cắt như trên hình a) Momen y1 = a × b

28.8 ×2.88 = 2.76 Diện tích của ĐAH momen: ω=y 1 × L tt

M ¿+ℑ =(1+ IM ) max(M 2tr :M 3tr ) + M làn = 1.33 x 620.40 + 292.38 = 1117.51 kNm b) Lực cắt y1 = b

28.8 ×0.9 = 0.86 Diện tích phần dương của ĐAH lực cắt ω +¿= y 1 × b

2 =¿ 12.96 m Diện tích của ĐAH lực cắt: ω=ω −¿+ω +¿=(−0.16)+12.96.8m¿ ¿

V ¿+ℑ =(1+ IM ) max(V 2 tr :V 3 tr ) + V làn = 1.33 x 263.61 + 82.23 = 432.83 kN 2.3 Mặt cắt 0.2L

Diện tích của ĐAH lực cắt: ω=ω −¿+ω +¿=(−1.28)+10.24=8.96m¿ ¿

V ¿+ℑ =(1+ IM ) max(V 2 tr :V 3 tr ) + V làn = 1.33 x 231.11+ 54.97= 372.35 kN

2 =¿ 7.84 m Diện tích của ĐAH lực cắt: ω=ω −¿+ω +¿=(−1.44)+7.84=6.4m¿ ¿

V ¿+ℑ =(1+ IM ) max(V 2tr :V 3tr ) + V làn = 1.33 x 198.61+ 49.74 = 313.9 kN

19.2 ×7.68= 7.2 Diện tích của ĐAH momen: ω=y 1 × L tt

2 =¿ 5,76 m Diện tích của ĐAH lực cắt: ω=ω −¿+ω +¿=(−2.56)+5.76=3.2m¿ ¿

V ¿+ℑ =(1+ IM ) max(V 2tr :V 3tr ) + V làn = 1.33 x 166.11 + 36.55 = 257.47 kN

16 ×8= 7.4 Diện tích của ĐAH momen: ω=y 1 × L tt

M ¿+ℑ =(1+ IM ) max(M 2tr :M 3tr ) + M làn = 1.33 x 2213 + 812.16 = 3755.45 kNm b) Lực cắt y1 = b

16 ×0.5 = 0.46 Diện tích phần dương của ĐAH lực cắt ω +¿= y 1 × b

2 =¿ 4 m Diện tích của ĐAH lực cắt: ω=ω −¿+ω +¿=(−4)+4=0m¿ ¿

V ¿+ℑ =(1+ IM ) max(V 2tr :V 3tr ) + V làn = 1.33 x 134.2 + 25.38 = 203.08 kN

Bảng tổng hợp kết quả tính momen uốn tại các mặt cắt:

Bảng tổng hợp kết quả tính lực cắt tại các mặt cắt:

V TỔ HỢP NỘI LỰC THEO CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN

Hệ số xét đến tính dẻo: η D =1,0

- Hệ số xét đến tính dư thừa: η R =1,0

- Hệ số xét đến mức độ quan trọng của cầu: η I =1,0 η=η D η R η I =1,0 Các hệ số nội lưc theo TTGH:

- TTGH Cường độ 1: γ DB =1,25 γ DW =1,50 γ ¿ =1,75

- TTGH Sử dụng: γ DB =1 γ DW =1 γ ¿ =1

Mu = ɳ[(γ D1 x M D1 +γ D 2 x M D 2 +γ DB x M DB )+γ DW x M DW +mg LLM x γ ¿ x M ¿ ]

Vu = ɳ[(γ D1 x V D1 +γ D 2 x V D2 +γ DB x V DB )+γ DW x V DW +mg LLV x γ ¿ x V ¿ ]

 Dầm trong, lực cắt tại mặt cắt tại gối:

Trạng thái giới hạn cường độ 1:

Vu = ɳ[(γ D1 x V D1 +γ D 2 x V D2 +γ DB x V DB )+γ DW x V DW +mg LLV x γ ¿ x V ¿ ]

Trạng thái giới hạn sử dụng:

Vu = ɳ[(γ D 1 x V D1 +γ D2 x V D2 +γ DB x V DB )+γ DW x V DW +mg LLV x γ ¿ x V ¿ ]

 Dầm ngoài, lực cắt tại mặt cắt tại gối:

Vu = ɳ[(γ D 1 x V D1 +γ D2 x V D 2 +γ DB x V DB )+γ DW x V DW +mg LLV x γ ¿ x V ¿ ]

= 1257.82 Kn Trạng thái giới hạn sử dụng:

Vu = ɳ[(γ D 1 x V D1 +γ D2 x V D2 +γ DB x V DB )+γ DW x V DW +mg LLV x γ ¿ x V ¿ ]

 Dầm trong, momen uốn tại mặt cắt 0,1L

Mu = ɳ[(γ D1 x M D 1 +γ D2 x M D 2 +γ DB x M DB )+γ DW x M DW +mg LLM x γ ¿ x M ¿ ]

 Dầm trong, lực cắt tại mặt cắt 0,1L :

Vu = ɳ[(γ D1 x V D1 +γ D 2 x V D2 +γ DB x V DB )+γ DW x V DW +mg LLM x γ ¿ x V ¿ ]

Vu = ɳ[(γ D 1 x V D1 +γ D2 x V D2 +γ DB x V DB )+γ DW x V DW +mg LLM x γ ¿ x V ¿ ]

 Dầm ngoài, momen uốn tại mặt cắt tại 0,1L :

 Dầm ngoài, lực cắt tại mặt cắt 0,1L :

Vu = ɳ[(γ D1 x V D1 +γ D 2 x V D 2 +γ DB x V DB )+γ DW x V DW +mg LLM x γ ¿ x V ¿ ]

Vu = ɳ[(γ D 1 x V D1 +γ D2 x V D2 +γ DB x V DB )+γ DW x V DW +mg LLM x γ ¿ x V ¿ ]

Mu = ɳ[(γ D1 x M D1 +γ D2 x M D2 +γ DB x M DB )+γ DW x M DW +mg LLM x γ ¿ x M ¿ ]

 Dầm ngoài, lực cắt tại mặt cắt 0,2L:

Vu = ɳ[(γ D1 x V D 1 +γ D2 x V D2 +γ DB x V DB )+γ DW x V DW +mg LLM x γ ¿ x V ¿ ]

Vu = ɳ[(γ D1 x V D1 +γ D2 x V D 2 +γ DB x V DB )+γ DW x V DW +mg LLM x γ ¿ x V ¿ ]

 Dầm trong, momen uốn tại mặt cắt 0,4L :

Vu = ɳ[(γ D1 x V D1 +γ D2 x V D 2 +γ DB x V DB )+γ DW x V DW +mg LLM x γ ¿ x V ¿ ]

= 400.52 Kn Trạng thái giới hạn sử dụng:

 Dầm trong, momen uốn tại mặt cắt 0,5L :

Mu = ɳ[(γ D 1 x M D1 +γ D2 x M D2 +γ DB x M DB )+γ DW x M DW +mg LLM x γ ¿ x M ¿ ]

Mu = ɳ[(γ D1 x M D 1 +γ D2 x M D 2 x γ DB x M DB )+γ DW x M DW +mg LLM x γ ¿ x M ¿ ]

Vu = ɳ[(γ D1 x V D 1 +γ D2 x V D2 x γ DB x V DB )+γ DW x V DW +mg LLM x γ ¿ x V ¿ ]

 Dầm ngoài, lực cắt tại mặt cắt tại 0,5L :

Vu = ɳ[(γ D1 x V D 1 +γ D2 x V D2 +γ DB x V DB )+γ DW x V DW +mg LLM x γ ¿ x V ¿ ] = 1 x 0 + 1 x 0.54 x 203.08

Trạng thái giới hạn cường độ 1

Mu DT Mu DN Vu DT Vu DN

Trạng thái giới hạn sử dụng

Mu DT Mu DN Vu DT Vu DN

Tiêu đề	Nhiệm vụ tính toán thiết kế dầm chữ I BTCT dự ứng lực căng sau nhịp giản đơn
Tác giả	Nguyễn Hoàng Sang, Đỗ Nguyên Phi, Tạ Quang Đông, Nguyễn Quốc Trung
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Nhật Minh Trị
Trường học	Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông
Thể loại	Đồ án thiết kế cầu
Năm xuất bản	2025
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	51
Dung lượng	1 MB