thiết kế cầu Bà Lớn, chương 11 pptx

Chương 11 TÍNH TOÁN DẦM NGANG XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG DẦM NGANG : - Kết cấu nhịp có 6 dầm ngang, các dầm ngang nối 7 dầm chính lại và có thể coi như sơ đồ dầm ngang liên tục 6 nhịp.. Các

Chương 11 TÍNH TOÁN DẦM NGANG

XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG DẦM NGANG :

- Kết cấu nhịp có 6 dầm ngang, các dầm ngang nối 7 dầm chính lại và có thể coi như sơ đồ dầm ngang liên tục 6 nhịp Các dầm ngang ở gần gối tính như dầm liên tục tựa trên gối cứng chỉ chịu tải trọng trực tiếp truyền lên nó

- Các dầm ngang nằm giữa khẩu độ dầm chính sẽ chịu hai loại lực :

+ Một là : Sẽ làm việc như dầm liên tục nhiều nhịp tựa trên gối cứng chịu tải trọng cục bộ dưới dạng xe H30 xếp gần nhau hoặc xe bánh xích XB80

+ Hai là : Do dầm ngang tham gia cùng làm việc với toàn bộ kết cấu nhịp, có xét cả sự phân bố ngang của tải trọng theo phương pháp gần đúng

Do vậy tính toán dầm ngang sẽ lấy nội lực tổng cộng do cả hai ảnh hưởng đó gây ra

I./ Nội lực do tải trọng cục bộ gây ra:

Sơ đồ tính

Ta giả thiết các bản được nối cứng Để tính gần đúng và thiên về an toàn ta lấy đường ảnh hưởng áp lực dạng gãy khúc Căn cứ vào điều kiện tải trọng truyền qua bản bốn cạnh Khi đó tung độ đường ảnh hưởng áp lực ở ¼ chiều dài của nó là :

Dầm dọc

H30

XB80

l = 6.44m1

l = 6.44m

Dầm ngang

1.2m 1.2m 1.2m 20T 20T 20T 20T

0165 0 65 1 44 6

65 1 5

0 5

.

2

3 1

3













l l

l



Trong đó :

l1 : Khoảng cách của dầm dọc l1 = 1.65m

l2 : Khoảng cách của dầm ngang L2 = 6.44m

- Aùp lực từ một hàng bánh xe đè lên dầm là:



0 Với :

Pi : áp lực trên một trục bánh xe

yi : Tung độ đường ảnh hưởng dưới các tải trọng

Tính cho H30 : P o'  0 5 12  0 068  12  1  6  0 511 7 941T

Tính cho XB80 : P o'  0 5 0 633  1  0 633  0 267 20  25 33T

Moment do tải trọng cục bộ '

r

M sẽ được tính bằng cách xếp áp lực '

0

P lên đường ảnh hưởng vẽ như với dầm đơn giản và nhân kết quả nhận được với các hệ số xét đến sự liên tục của kết cấu

Moment tính toán trong dầm ngang nhiều nhịp liên tục do

hoạt tải H30 và XB80 gây ra

- Giá trị môment khi dầm chịu tải trọng cục bộ:

0.4125

0.5 0.5

1

đah M

đah Q1/2

g

l = 1.65m2

o

P

'

P o

2.7m

1.9m '

XB80 H30

2.7m

1.9m

H30

XB80

o

P'

'

P o

2.7m 1.1m

XB80

H30

o

P'

'

1.9m 1.9m

1.1m

* Ở giữa nhịp:

0

' 2 / 1

0

' 2 / 1

3 0 min

7 0 max

M n

M

M n

M

h

h















* Tại các gối giữa :

0 '

0 '

9 0 min

2 0 max

M n

M

M n

M

h g

h g















Trong đó : M0 xác định theo đường ảnh hưởng M1/2 của dầm giản đơn





0

- Lực cắt:

Q1/2 = nh.1.6 1 / 2

0

Q

Qgối = nh.1.15.Q0g





0

1./ Khi đặt tải trọng ôtô H30 P0'  7 941T, 1    1 3 ,n h  1 4

T

Q

T

Q

Tm

.

.

1/2 0

g 0

162 5 5 0 941 7 3 1

761 13 333 0 1 941 7 3 1

258 4 4125 0 941 7 3 1

0



























M

- Moment :

* Ở giữa nhịp:

.

min

.

max

' /

' /

Tm M

Tm M

788 1 258 4 3 0 4 1

173 4 258 4 7 0 4 1

2 1

2 1





















* Tại các gối giữa :

.

min

.

max

'

'

Tm M

Tm M

g

g

365 5 258 4 9 0 4 1

192 1 258 4 2 0 4 1





















- Lực cắt: Q’1/2 = 1.4  1.6  5.162 = 11.563 T

Q’gối = 1.4  1.15  13.761 = 22.155

T

2./ Khi đặt tải trọng XB80 P0'  25 33T,1   1 ,n h  1 1

T Q

T

Q

Tm

.

1/2 0

g 0

932 13 5 0 33 25 1 1

863 27 1 33 25 1 1

493 11 4125 0 33 25 1 1

0

























M

- Moment :

* Ở giữa nhịp:

.

min

.

max

' /

' /

Tm M

Tm M

448 3 493 11 3 0

045 8 493 11 7 0

2 1

2 1

















* Tại các gối giữa :

.

min

.

max

'

'

Tm M

Tm M

g

g

344 10 4939 11 9 0

299 2 493 11 2 0

















- Lực cắt: Q’1/2 = 1.15  13.932 = 16.022T

Q’gối = 1.6  27.863 = 44.581 T

II./ Nội lực do dầm ngang cùng làm việc với kết cấu nhịp gây

ra :

1./Xác định hệ số phân bố ngang.

1.1./ Tính hệ số mềm :

d d

n n

I E

l p

a

I I

p I E d

384 5

6

4

' 3













Trong đó :

l : khẩu độ tính toán của nhịp(l = 33m)

Ed , En : môđun đàn hồi của dầm dọc và dầm ngang (lấy Ed = En)

Id : Moment quán tính của dầm chủ

In : Moment quán tính của dầm ngang.

d : khoảng cách giữa hai dầm chủ

a : khoảng cách giữa hai dầm ngang(a = 6.44m)

n

d

I l

I a d

4

3 8 12



* Tính I d :

Diện tích tiết diện ngang của dầm dọc chủ( bỏ qua cốt thép)

F = 4180.5 cm2

Moment tĩnh đối với trục đi qua mép dưới của tiết diện :

3

m c 625 269092 25

13 5 1616 25

72 1464 129

1100

Vị trí trọng tâm của tiết diện quy ước

cm 369 64 5 4180

269092 F

S

Moment quán tính của tiết diện dối với trục đi qua trọng tâm tiết diện quy ước là:

4 2

3 2

3 2

3 d

cm 1007035261 1119

51 5

.

1616

12

5 26 61 881 7 1464 12

5 91 16 631 64 1100 12

22

50

I





























50

61

TIEÂT DIEÔN TÍNH ÑOƠI

12

122 12

Sô boô boû qua coât theùp boâ trí trong daăm ta coù: Tính :

8 4

3 4

3

10 029 1 1815848

3300

61 10070352 644

155 8 12 8

.















n

d

I l

aI d



Ta thaây  = 1.029.10-8 0.005 Vaø tyû soâ : 0 227 0 5

33

5



L B

Do thoạ maõn hai ñieău kieôn tređn ta tính heô soâ phađn boâ ngang theo phöông phaùp neùn leôch tađm laø chaâp nhaôn ñöôïc veă ñoô chính xaùc so vôùi thöïc teẫ

Theo phöông phaùp naøy, ñöôøng ạnh höôûng aùp löïc leđn daăm chụ bieđn seõ laø ñöôøng thaúng xieđn Daăm ngoaøi cuøng veă phía tại tróng leôch tađm chòu löïc nhieău nhaât, daăm ngoaøi cuøng phía ñoâi dieôn töùc laø traùi ngöôïc vôùi phía leôch tađm chòu löïc ít nhaât

Tung độ đường ảnh hưởng theo phương pháp nén lệch tâm :

179 0

464 0

) 9 9 6 6 3 3 ( 2

9 9 7

1 2

1

2 2 2

2 2

2





















ph

tr

i

tr ph

y y

a

a n y

1.2./ Hệ số phân bố ngang :

652 0 ) 386 0 483 0 ( 2

1 5







 n

K ng

n

4325 0 ) 032 0 156 0 227 0 350 0 ( 5 0 5

0

H

K



 0 5 0 5 ( 0 344 0 156 ) 0 250

80

i

XB

K

Trong đó :

y i : Là các tung độ đường ảnh hưởng của áp lực R ở dưới các tải trọng

 : Diện tích của phần đường ảnh hưởng áp lực gối ở

K

, ,

,

a 3

a 2

1

a

H30 XB80

dưới đường bộ hành có đặt tải trọng.

- Tung độ đường ảnh hưởng M”, Q’ được xác định theo công

thức sau:

+ Khi tải trọng P = 1 đặt bên trái tiết diện “r”



















r r

R Q

x a R

x x M

1

5 0

"

"

+ Khi tải trọng P = 1 đặt bên phải tiết diện “r”

 









r

R Q

x a R

M

"

" 0 5

Trong đó :

x và xr : Là các toạ độ của lực P = 1, và của mặt cắt thứ r so với tim cầu

trái Ri : Tổng tất cả các Ri ở bên trái mặt cắt r

Ta cần vẽ các đường ảnh hưởng :

Đường ảnh hưởng vẽ cho lực cắt : Q’

3, Q’ 3-4.

Đường ảnh hưởng vẽ cho Moment : M3, M3 - 4

Moment lớn nhất thường xuất hiện tại khoang dầm ngang gần giữa cầu

Khi tính tính theo phương pháp nén lệch tâm đường ảnh hưởng sẽ có dạng đường thẳng Vì thế, để vẽ đường ảnh hưởng

M và Q ta chỉ cần xác định tung độ tương ứng dưới hai dầm biên

Tung độ của các đường ảnh hưởng

Nội

R1 0.46

4

-0.17 9

-7 0.07

1

M3

-4

3.00

Q’

Q’

3-4

0.07

2.7m

ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG CHO LỰC CẮT

S =0.712

1

S =0.084

2

S =0.417

1

S =0.084

2

2.925

2.925

1.9m

1.9m 2.7m

1.65m 1.65m

1.65m

K

2.10 2.10

S =1.572

S =0.076

3

3

S =2.107

,

đah Q3

4

S =0.076

,

đah Q3

4

H30 XB80

3-4 ,

đah Q

1.65m 1.65m

1.65m

K'

XB80 H30

3 2

1

K

1

S = 1.828

1

S = 1.848

đah M3-4

S = 3.849

1.9m

2.7m

2.7m

K' 1' 2'

3' 4

đah M

2

3

S = 1.756

2

S = 3.342

S = 1.3593

ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG CHO MOMENT

1.65m

XB80

H30

H30 XB80

1.9m 1.1m

0.5

1.9m 1.1m

1.9m