Đồ án cầu đường thiết kế cầu sông tiên

Đồng thời nĩ cũng là một lần sinh viên được xem xét, tổng hợp lại tồn bộ các kiến thức của mình lĩnh hội được, thơng qua sự hướng dẫn, chỉ bảo của các giảng viên đã trực tiếp tham gia gi

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Tp Hồ Chí Minh

KHOA CÔNG TRÌNH BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG

Hệ đào tạo : Chính quy

Đề tài :

THIẾT KẾ CẦU SÔNG TIÊN

GVHD : PHAN QUỐC BẢO SVTH : HỒ VĂN TRÍ

LỚP : CD02B

Tp HCM , tháng 05/2007

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án tốt nghiệp là sự tổng hợp kiến thức các mơn học được trang bị trong nhà trường cũng như các kinh nghiệm mà sinh viên thu nhận được trong suốt quá trình nghiên cứu, thực tập và làm đồ án Nĩ thể hiện kiến thức cũng như khả năng thực thi các ý tưởng trước một cơng việc thực tế,

là bước ngoặc vơ cùng quan trọng để người sinh viên áp dụng một cách khoa học tất cả những lý thuyết được học vào cơng việc sau này Đồng thời

nĩ cũng là một lần sinh viên được xem xét, tổng hợp lại tồn bộ các kiến thức của mình lĩnh hội được, thơng qua sự hướng dẫn, chỉ bảo của các giảng viên đã trực tiếp tham gia giảng dạy trong quá trình học tập và nghiên cứu suốt niên khĩa 2002-2007, của các cá nhân và tồn thể sinh viên lớp CD02b Trường Đại học giao thơng vận tải Thành phố Hồ Chí Minh

Đồ án được hồn thành với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của các giáo viên hướng dẫn, đặt biệt là Thầy giáo Phan Quốc Bảo đã trực tiếp chỉ đạo, theo dõi trong suốt quá trình thực hiện đồ án này Tuy nhiên do sự hạn chế về kiến thức chuyên mơn cũng như kinh nghiệm thực tế của bản thân nên khơng thể tránh khỏi những sai sĩt Chúng em rất mong nhận được sự quan tâm, xem xét và chỉ bảo của các thầy cơ giáo để

đồ án được hồn chỉnh hơn, giúp chúng em hồn thiện hơn nữa kiến thức chuyên mơn của mình để khỏi bỡ ngỡ trước những cơng việc khĩ khăn sau khi rời khỏi nhà trường.

Em xin chân thành cảm ơn sự huớng dẫn tận tình của thầy giáo Phan Quốc Bảo cũng như tồn thể các thầy cơ giáo khoa Cơng Trình, Trường Đại học giao thơng vận tải Thành phố Hồ Chí Minh đã giúp đỡ em trong quá trình học tập và thực hiện đồ án này Kính gởi đến các thầy, cơ giáo lời chúc sức khỏe

Tp HCM, ngày 30 tháng 05 năm 2007

Sinh viên thực hiện

Hồ Văn Trí.

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN :

HƯỚNG DẪN CHÍNH : PHAN QUỐC BẢO.

HƯỚNG DẪN KẾT CẤU :

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT :

MỤC LỤC

PHẦN I : THIẾT KẾ CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ

I GIỚI THIỆU CHUNG 7

II ĐÁNH GIÁ ĐẶT ĐIỂM ĐỊA HÌNH , THỦY VĂN 7

III QUY MÔ VÀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT 7

IV KIẾN NGHỊ PHƯƠNG ÁN 8

PHƯƠNG ÁN 1 : CẦU DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG

I BỐ TRÍ CHUNG 9

II SỐ LIỆU THIẾT KẾ 9

CHƯƠNG 2 : CÁC KÍCH THƯỚT CƠ BẢN

I KẾT CẤU NHỊP 11

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH

I KÍCH THƯƠT DẦM 12

II ĐẶT TRƯNG HÌNH HỌC DẦM CHỦ 12

III

HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG 14

IV NỘI LỰC DẦM CHỦ TẠI CÁC MẶT CẮT 17

V TÍNH TOÁN THÉP CƯỜNG ĐỘ CAO 25

VI KIỂM TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA DẦM 32

PHƯƠNG ÁN 2 : CẦU DẦM THÉP LIÊN HỢP BÊ TÔNG CỐT THÉP

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG

I BỐ TRÍ CHUNG 39

II SỐ LIỆU THIẾT KẾ 39

CHƯƠNG 2 : CÁC KÍCH THƯỚT CƠ BẢN

I KẾT CẤU NHỊP 41

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH

I ĐẶT TRƯNG HÌNH HỌC DẦM CHỦ 42

II HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG 45

III NỘI LỰC DẦM CHỦ TẠI CÁC MẶT CẮT 48

IV KIỂM TOÁN DẦM THÉP GIAI ĐOẠN 1 61

V KIỂM TOÁN DẦM THÉP GIAI ĐOẠN 2 62

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 71

PHẦN II : THIẾT KẾ KỸ THUẬT

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CẦU DẦM BÊ TÔNG

I BỐ TRÍ CHUNG 73

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH

I CẤU TẠO, VẬT LIỆU 74

II KIỂM TOÁN 75

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU

I KÍCH THƯỚT CƠ BẢN 85

II NỘI LỰC BẢN MẶT CẦU 85

III KIỂM TOÁN 91

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN DẦM NGANG

I KÍCH THƯỚT CƠ BẢN 95

II NỘI LỰC DẦM NGANG 95

III KIỂM TOÁN 98

CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH

I VẬT LIỆU VÀ KÍCH THƯƠT DẦM 103

II ĐẶT TRƯNG HÌNH HỌC DẦM CHỦ 104

CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN TRỤ CẦU

I SỐ LIỆU THIẾT KẾ 150

II TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN 151

III TỔ HỢP NỘI LỰC TỚI CÁC MẶT CẮT 160

IV KIỂM TOÁN MẶT CẮT 170

V THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 182

CHƯƠNG 7 : TÍNH TOÁN MỐ CẦU

I SỐ LIỆU THIẾT KẾ 199

II TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN 201

III TỔ HỢP NỘI LỰC TỚI CÁC MẶT CẮT 212

IV KIỂM TOÁN MẶT CẮT 216

V THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 226

PHẦN III : THIẾT KẾ THI CÔNG

CHƯƠNG 1 : BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỦ ĐẠO

I THI CÔNG TỔNG THỂ .240

II CÔNG NGHỆ THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 242

III CÔNG NGHỆ THI CÔNG DẦM BTCT DỰ ỨNG LỰC 245

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THI CÔNG

I TÍNH TOÁN VÁN KHUÔN .251

II TÍNH VÒNG VÂY CỌC VÁN THÉP 253

III TÍNH TOÁN BÊ TÔNG BỊT ĐÁY 255

CHƯƠNG 3 : PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP VẬT TƯ, THIẾT BỊ, NHÂN CÔNG

I MÁY MÓC THIẾT BỊ CHỦ YẾU .256

II PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP VẬT TƯ 257

III NHÂN CÔNG 257

TÀI LIỆU THAM KHẢO 258

PHẦN I:

THIẾT KẾ CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ.

I GIỚI THIỆU CHUNG :

Cầu Sông Tiên hiện hữu đặt tại lý trình Km 70+319 – Tuyến đường nối dài Đà Nẵng – Quảng Nam – Quảng Ngãi Công trình thuộc dự án đường tránh thành phố Tam Kỳ Nhằm làm giảm lưu lượng xe trên tuyến quốc lộ 1A đoạn

đi qua thành phố không còn khả năng mở rộng.Với việc quy hoạch tổng thể Chiều dài toàn cầu theo quy hoạch là 250 m , trong đó bao gồm phần đường dẫn, mố và kết cấu nhịp

II ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN

1 Địa hình :

Mặt cắt ngang sông tương đối hài hòa, hai bên bờ địa hình khá bằng phẳng, thuận lợi cho việc tạo mặt bằng phục vụ thi công Lòng sông tại khu vực xây cầu rất thoãi , nước chảy êm, rất ít xói lở.

2 Địa chất :

Căn cứ vào kết quả khảo sát tại các hố khoan dọc theo mặt cắt ngang sông,

ta thấy địa chất tại nơi xây dựng cầu gồm 9 lớp, chủ yếu là loại đất sét , đấtsét pha lẫn ít cát mịn Trạng thái rất mềm đến rất rắn Thông số địa chất sẽtrình bày trong phần tính toán móng cọc

3 Thủy văn :

Đặc điểm thủy văn của khu vực thuận lợi cho công tác thi công, vùng chỉ có

1 mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12 Lưu lượng nước là không nhiều lắm Qua số liệu quan trắc và thống kê thủy văn của dòng sông bao gồm những thông số sau:

Mực nước cao nhất: Hcn = 115.0 m

Mực nước thấp nhất: Htn = 111.6 m

Mực nước thông thuyền: Htt = 113.0 m

Mực nước thi công: Htc = 113.0 m

III QUY MÔ VÀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT

1 Qui mô:

Cầu bê tông cốt thép vĩnh cửu

2 Tiêu chuẩn kĩ thuật:

Tải trọng khai thác:

HL93, xe hai trục, tải trọng làn

Khổ cầu:

Bề rộng mặt đường: 2x7 =14.00m

Lề bộ hành: 2x2.25 =4.5 m

Khe hở giữa 2 cầu đơn : 0.5 m

Tổng: 20.50m

Hệ thống chiếu sáng:

Không bố trí hệ thống chiếu sáng trong giai đoạn này Tuy nhiên nhằm đảmbảo tính kế thừa trong giai đoạn sau, ta dự trù vị trí và đặt sẵn ống dẫn cáp điện, bệ đờ trụ đèn

Tĩnh không thông thuyền:

Khổ giới hạn thông thuyền ứng với cấp đường sông V là B = 25m, H =3.5m,khoảng cách từ đáy dầm đến MNCN tần suất 1% là 3.5m Tuy nhiên qua quansát thực tế thì trên tuyến sông này không có tàu thuyền lớn, mà chỉ các tàu nhỏ lưu thông

Tiêu chuẩn áp dụng

- Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05

- Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN4054-05

- Qui trình thi công và nghiệm thu cầu bê tông dự ứng lực

22TCN244-98

- Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu cọc khoan nhồi 2000

22TCN257 Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc TCXD 205:1998

- Qui trình thiết kế áo đường mềm 22TCN 211-06

- Sơn cầu thép và kết cấu thép- Qui trình thi công và nghiệm thu 22TCN253-98

IV KIẾN NGHỊ PHƯƠNG ÁN :

Căn cứ vào các đặc điễm địa hình , địa chất , thủy văn Cũng như theo yêu cầu quy hoạch tổng thể Nhận thấy quy mô cầu tương đối nhỏ Cộng với điều kiện khách quan là một tỉnh còn nhiều khó khăn về kinh tế Do đó việc xây dựng cầu theo quy mô lớn là không phù hợp, rất tốn kém Hơn nữa xét về mặtcông nghệ thi công còn rất nhiều hạn chế so với các thành phố khác Kiến nghị nên xây dựng cầu theo phương án cầu dầm giản đơn bê tông cốt thép dự ứng lực hoặc cầu dầm thép liên hợp bản bê tông cốt thép , gồm 5 nhịp bằng nhau mỗi nhịp khoảng 30 m tùy theo yêu cầu cấu tạo của mỗi kết cấu sẽ xét cụ thể trong phương án thiết kế sơ bộ sẽ trình bày trong phần sau

PHƯƠNG ÁN 1

CẦU DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC

Chương 1:

GIỚI THIỆU CHUNG.

I BỐ TRÍ CHUNG TOÀN CẦU :

1 Kết cấu nhịp :

Gồm 5 nhịp dầm bê tông cốt thép dự ứng lực

+ Chiều dài mỗi nhịp : Ltt = 30m , Ldầm = 30.8m

+ Bề rộng xe chạy : BX = 2 x 7.00 = 14.00 m

+ Bề rộng lề bộ hành : Bb = 2 x 2.25 = 4.50 m

+ Bề rộng lan can : BL = 2 x 0.30 + 2x0.45 = 1.50 m

+ Bề rộng khe hở : Bh = 0.5 m

+ Tổng bề rộng cầu : B = 20.50 m

+ Khoảng cách giữa các dầm : S = 2.00 m

+ Số dầm trong 1 nhịp : n = 10 dầm

+ Khoảng cách giữa các dầm ngang l = 7.50 m

i = 2%

Bê tơng atffan dày : 5 Cm L? p phịng nu? c : 0.5 Cm

Bê tơng b?n m?t c?u : 20 Cm

Bê tơng ván khuơn : 8 Cm

i = 1%

Bê tơng atffan dày : 5 Cm L? p phịng nu? c : 0.5 Cm

Bê tơng b?n m?t c?u : 20 Cm

Bê tơng ván khuơn : 8 Cm

45 700

Dùng trụ cầu dạng cột, mỗi trụ gồm 3 cột

Đài cọc : sử dụng cọc đài cao cho các trụ

4 Móng cọc :

Sử dụng cọc khoan nhồi bê tông cốt thép đường kính 1.5 m

II SỐ LIỆU THIẾT KẾ :

1 Tải trọng thiết kế :

Hoạt tải thiết kế HL93 gồm tổ hợp của :

Xe tải thiết kế kết hợp với tải trọng làn hoặc

Xe 2 trục kết hợp với tải trọng làn

Tải trọng người : 3 x 10-3 MPa

2 Tieâu chuaån thieát keá :

Tieâu chuaån thieát keá caàu 22 TCN-272-05

3 Vật liệu :

3.1 Dầm bê tông cốt thép dự ứng lực:

+ Bê tông : cấp 50 có :

Bê tông cấp 50 Ký hiệu Trị Số Đơn VịTỷ trọng của bê tông γC 2.5 E-05 N/mm3

Cường đôï nén ở 28 ngày tuổi "

C

Cường đôï chịu kéo khi uốn f r 4.45 MPaMôdul đàn hồi E C 38000 MPa+ Thép cường độ cao :

Tao cáp 12.7 mmTiêu chuẩn ASTM A416 -85 Cấp 270 Ký hiệu Trị Số Đơn VịĐường kính danh định 12.7 mmDiện tích danh định i

PS

A 98.71 mm2Khối lượng danh định 0.785 Kg/mCường độ chảy f Py 1670 MPaCường độ kéo f PU 1860 MPaLực căng max bằng 75% fpu f PJ 1395 MPaLực đứt tối thiểu 183.7 KNMô đun đàn hồi E P 197000 MPaChùng sau 1000h ở 200C và 0.7Pn 2.5 %

+Thép thường :

Thép thường cấp 280 Ký hiệu Trị Số Đơn Vị

Mơ đun đàn hồi Es 200000 MpaTỷ trọng của thép γC 7.85E-05 N/mm3

3.2 Các kết cấu còn lại :

+ Bê tông : cấp 30 có :

Bê tông cấp 30 Ký hiệu Trị Số Đơn VịTỷ trọng của bê tông γC 2.5 E-05 N/mm3

Cường đôï nén ở 28 ngày tuổi "

C

Cường đôï chịu kéo khi uốn f r 3.45 MPaMôdul đàn hồi E C 29000 MPa

+Thép thường :

Thép thường cấp 280 Ký hiệu Trị Số Đơn Vị

Mơ đun đàn hồi Es 200000 Mpa

Tỷ trọng của thép γC 7.85E-05 N/mm3

Chương 2 : CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU CỦA KẾT CẤU NHỊP

1 Dầm chính :

Dạng mặt cắt : chữ I

Chiều dài tính toán : Ltt = 30000 mm

Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối : a = 400 mm

Chiều dài toàn dầm L = 30800 mm

Kích thước mặt cắt ngang :

Khoảng cách giữa các dầm ngang : d = 7500 mm

Chiều dài dầm ngang : Ln = 1800 mm

Chiều cao dầm ngang : Hn = 1400 mm

3 Bản mặt cầu :

Lớp bê tông nhựa : h = 50 mm ,γc= 2250 KG/m3

Lớp phòng nước RC#7 : h = 5 mm ,

Chiều dày bản bê tông: ts = 200 mm, γc= 2500 KG/m3

Chương 3 : TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH

I KÍCH THƯỚC DẦM :

Dạng mặt cắt : chữ I

Chiều dài tính toán : Ltt = 30000 mm

Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối : a = 400 mm

Chiều dài toàn dầm L = 30800 mm

Kích thước mặt cắt ngang :

II ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA DẦM CHỦ :

KÍCH THƯỚC MẶT CẮT NGANG DẦM TẠI CÁC VỊ TRÍ

Chiều cao dầm H(mm) 1650 1650 1650 1650Chiều cao cánh dưới h1(mm) 0 350 350 350Chiều rộng cánh dưới b1(mm) 650 650 650 650Chiều cao sườn hs(mm) 1416 1045 1045 1045Bề rộng sườn bw(mm) 650 200 200 200Chiều cao cánh trên hf(mm) 234 255 255 255Chiều rộng cánh trên bf(mm) 767 787 787 787Chiều cao bản MC qd ts(mm) 200 200 200 200Bề rộng bản MC qd bs(mm) 2000 2000 2000 2000Trọng tâm cáp từ đáy dầm mm 783.1 604.9 293.9 173.0Diện tích cáp mm 2 5922.6 5922.6 5922.6 5922.6Trọng tâm ống gen từ đáy dầm mm 772.1 593.9 282.9 162.0Diện tích ống gen mm 2 20358 20358 20358 20358

Diện tích tiết diện A o 1079521 616828 616828 616828 mm 2 Mômen tĩnh K 0 9.11E+085.16E+08 5.22E+08 5.24E+08 mm 3

Vi trí của trục trung

GIAI ĐOẠN III

Diện tích tiết diện A c 1415488 952795 952795 952795 mm 2 Mômen tĩnh K c 2.77E+082.82E+08 2.84E+08 2.84E+08 mm 3 Độ lệch tâm c 196 296 298 299 mm K/c TTH – mép trên y tc 612 529 532 533 Mm K/c TTH – mép dưới y bc 1038 1121 1118 1117 Mm Mômen qán tính tĩnh I c 4.55E+113.96E+11 4.00E+11 4.02E+11 mm 4

III HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG :

1 Hệ số phân bố cho dầm giữa :

Dầm giữa bao gồm các dầm 2, 3 , 4

Xét các phạm vi áp dụng :

1.1 Hệ số phân bố cho mômen :

* Khi xếp 1 làn xe lên mặt cầu:

1.2 Hệ số phân bố cho lực cắt :

* Khi xếp một làn xe trên cầu:

2 Hệ số phân bố cho dầm biên :

2.1 Dầm biên ở phía xe chạy : Dầm 5

Xét các phạm vi áp dụng :

2.1.1 Hệ số phân bố cho mô men :

* Khi xếp 1 làn xe lên mặt cầu:

Dùng nguyên tắc đòn bẩy:

TT Làn

Xe 2 , 3 truc

450 300

1800 450

550

1

1.5 1.275

1.125 0.225

Xét xe tải thiết kế và xe 2 trục thiết kế

Cự li chiều ngang của xe tải và xe hai trục là như nhau và bằng1800( mm) nên hệ số phân bố 2 loại xe này là như nhau:

* Khi xếp 2 hoặc nhiều làn xe :

Hệ số hiệu chỉnh

550

e = 0,77 + 0,77 + 0.97

2800d e = 2800 =Trong đó :

e : Hệ số hiệu chỉnh

Với de = 550 (mm),khoảng cách từ tim dầm biên tới mép trong của bó vỉa m gME mômen = e m g MI mômen= 0.97 x 0.61 = 0.6

* Xét tải trọng làn

2.1.2 Hệ số phân bố cho lực cắt :

* Khi xếp một làn xe trên cầu

Tính theo nguyên tắc đòn bẩy

m.gSE lực cắt = mg SE mômen –LL = 0.8

mgSE lực cắt -làn = mg SE mômen –làn = 0.65

* Khi xếp nhiều làn xe trên cầu :

m.gSE lực cắt = mg ME mômen –LL = 0.6

mgSE lực cắt -làn = mg ME mômen –làn = 0.6

2.2 Dầm biên ỡ phía b ộ hành : Dầm 1

Dầm biên trong trường hợp này không thỏa mãn điều kiện ( -300 < de

<1700 ) cho nên áp dụng theo công thức tính toán của AASHTO không còn

phù hợp nữa

+ Kiểm tra tỷ số B

L :8000

0.27 0.530000

B

L tính toán theo phương pháp nén lệch tâm

Tung độ đường ảnh hưỡng của dầm biên tại vị trí dầm biên là :

a a y

a a y

0.6

0.2 0.085

0.095 0.205

0.435

Rgiua

+ Xếp tải và tính hệ số tải trọng :

* Xét hoạt tải ô tô : Với đường ảnh hưởng như trên , xếp 2 xe lệch tối đa vềphía trái sẽ gây ảnh hưởng bất lợi nhất cho dầm biên

Khoảng cách giữa tim 2 bánh xe của 1 trục xe tải thiết kế và xe 2 trục là như nhau nên :

Bảng tổng hợp hệ số phân bố ngang :

m.g Xe 3 trục Xe 2 trục Tải trọng làn TT ngườiDầm 5 mômenlựct cắt 0.80.8 0.80.8 0.650.65 00

Dầm 1 mômenlựct cắt 0.60.6 0.60.6 0.3540.354 1.251.25

Dầm 2,3,4 mômenlựct cắt 0.610.72 0.610.72 0.610.72 0.850.85

IV TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG DẦM CHỦ TẠI MẶT CẮT ĐẶC TRƯNG

5 1

+ Tĩnh tải giai đoạn 2 :

Trọng lượng của bản bê tông ván khuôn

2.5 10 (8 1510 1350 320 12 1400 1350 200)

2.0 /30000*4

+ Tĩnh tải giai đoạn 3:

* Tiện ích trang thiết bị trên cầu: 5KG/m=0,05N/mm

* Trọng lượng lớp phủ:

5(55 2.25 10 ) 2000 2.48 /

* * 2.48 0,05 2.53 /γ

⇒ DW =thietbi+∑ d S = + = N mm

* Trọng lượng lan can và lề bộ hành:

Một nửa lề bộ hành và lan can do dầm 1 chịu

575

6.3 1.8 /2000

Phần dầm 2 chịu

3 3

1425

6.3 4.5 /2000

+Làn q l =9,3 /N mm=9,3KN m / Phân bố trên bề ngang cầu 3000

2 Nội lực lực tại các mặt cắt đặc trưng

Xét các mặt cắt đặc trưng tại những vị trí sau :

Mặt cắt tại gối : (0-0) x1 = 0 mm

Mặt cắt tiết diện thay đổi : (1-1) x2 = 2600 mm

Mặt cắt tại 1/4 dầm : (2-2) x 3 = 7500 mm

Mặt cắt tại giữa dầm : (3-3) x4 = 1500 mm

Xếp tải lên đường ảnh hưởng sao cho gây ra hiệu ứng bất lợi nhất thể hiện

trên hình vẽ Tĩnh tải luôn xếp hết chiều dài dầm, hoạt tải gây ra bất lợi

4300 4300 1200

M1-1

2.002 1.629 2.375 2.271

2.3 Mặt cắt tại 1/4 nhịp (2-2):

30000

P P

4300 4300 1200

M3-3

ηη

4 Tổng hợp nội lực do hoạt tải :

Hệ số phân bố ngang của hoạt tải :

m.g Xe 3 trục Xe 2 trục Tải trọng làn TT ngườiDầm 5 mômenlựct cắt 0.80.8 0.80.8 0.650.65 00

Dầm 1 mômenlựct cắt 0.60.6 0.60.6 0.3540.354 1.251.25

Dầm 2,3,4 mômenlựct cắt 0.610.72 0.610.72 0.610.72 0.850.85

4.1 Tổ hợp 1 : Tải trọng làn + Người + Xe 3 trục :

Tổ hợp 1 gồm tải trọng người, làn và xe 3 trục với hệ số tải trọng

2-2 3135.9 383.5 1791.9 219.13-3 4077.7 219.1 2330.1 125.2

TH 1 (dầm 2) TTGH Cường độ TTGH Sử dụngMặt cắt Mu ( KNm) Vu ( KN ) Ms ( KNm) Vs (KN)

2-2 3361.5 472.3 1920.8 269.93-3 4376.2 268.4 2500.7 153.3

TH 1 (dầm 5) TTGH Cường độ TTGH Sử dụngMặt cắt Mu ( KNm) Vu ( KN ) Ms ( KNm) Vs (KN)

2-2 3722.6 466.6 2127.2 266.73-3 4823.8 273.1 2756.5 156.0

4.2 Tổ hợp 2 : Tải trọng làn + Người + Xe 2 trục

Tổ hợp 2 gồm tải trọng người, làn và xe 2 trục với hệ số tải trọng

0-0 0.0 467.8 0.0 267.3

2-2 2620.7 314.8 1497.6 179.93-3 3465.4 184.8 1980.2 105.6

TH 2 (dầm 2) TTGH Cường độ TTGH Sử dụngMặt cắt Mu ( KNm) Vu ( KN ) Ms ( KNm) Vs (KN)

2-2 2834.8 389.8 1619.9 222.73-3 3750.3 227.2 2143.0 129.8

TH 2 (dầm 5) TTGH Cường độ TTGH Sử dụngMặt cắt Mu ( KNm) Vu ( KN ) Ms ( KNm) Vs (KN)

2-2 3027.1 373.9 1729.8 213.63-3 3997.2 226.8 2284.1 129.6

Tổ hợp tải trọng TH -1 gây ra nội lực lớn hơn so với tổ hợp TH-2 nên chọn tổ hợp : Xe 3 trục + Tải trọng làn + Người bộ hành là tổ hợp dùng để kiểm toán

Như vậy chọn tổ hợp Xe 3 trục + Tải trọng làn + Người bộ hành để kết hợpvới tĩnh tải ở dầm giữa và dầm biên xem dầm nào có nội lực lớn hơn sẽ được chọn để kiểm toán chung cho toàn kết cấu

5 Bảng tổng hợp nội lực : (đơn vị M: KNm, V: KN)

Tổ hợp HL93 + Tải trọng làn + Người bộ hành + Tĩnh tải :

Mặt cắt Mu ( KNm) Vu ( KN ) Ms ( KNm) Vs (KN)

1-1 3236.7 1160.8 2281.5 813.62-2 7611.9 781.4 5372.7 537.43-3 10045.7 219.1 7104.5 125.2

Mặt cắt Mu ( KNm) Vu ( KN ) Ms ( KNm) Vs (KN)

1-1 3216.9 1229.1 2225.8 842.92-2 7563.7 845.9 5240.0 564.93-3 9979.2 268.4 6926.3 153.3

Dầm 5 TTGH Cường độ TTGH Sử dụngMặt cắt Mu ( KNm) Vu ( KN ) Ms ( KNm) Vs (KN)

1-1 3420.0 1236.0 2351.7 844.52-2 8027.0 849.3 5528.1 569.03-3 10562.9 273.1 7290.9 156.0

Nhận xét : Tổ hợp nội lực do Tải trọng HL93 + Tải trọng làn + Người bộ

hành của dầm 5 lớn hơn so với các dầm còn lại Do đó chọn dầm biên để kiểm toán chung cho tất cả các dầm còn lại

V TÍNH TOÁN CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC :

1 Tính sơ bộ diện tích cáp :

pu

M A

φ = 1,0 (hệ số dự ứng lực) theo 22 TCN 272 – 05 điều 5.5.4.2.1

Mu mômen có hệ số theo TTGH CĐI

2

10562922036 4026 0.95 1 1860 0.9 1650

PS

Thường chọn : Aps = (1,05÷1.2)Aps = 1.2 x 4026 = 4831 mm2

Số tao cáp cần thiết : ncg =

1

4831

4998.71

ps ps

A

Chọn loại bó thép có 12 Tao 12.7 mm

Số bó cần thiết: n=49 4.1

12 =Vậy chọn 5 bó cáp DƯL mỗi bó có 12 tao 12.7mm

2 Bố trí cốt thép DƯL

2.1 Bố trí cốt thép trên mặt cắt ngang dầm :

Đầu dầm : Giữa dầm :

3 4 5

1

2 3

4

5

2.2 Bố trí cốt thép theo phương dọc cầu:

Bảng tính toạ đôï các bó cáp

Bó

cáp Mặt cắt x α β αV

αh

L cáp y1

Chú ý : Do trong mỗi bó các tao sắp xếp ngẫu nhiên lúc căng cáp, nên có

độ lệch tâm của các bó cáp so với trọng tâm của ống gen Theo catalo cáp củaVSL thì đối với loại 5-12; độ lệch tâm là 11mm

Toạ độ tính từ đáy dầm và diện tích tb của bó cáp, ống gen tại các mc đặt trưng

MẶT CẮT DT cáp

(mm2) DT ống gen(mm2) (mm)Y cáp Y ống gen(m)gối 5922.6 20357 783.1 772.1

3 Đặc trưng hình học :

Tính toán ở phần trước

4 Tính toán mất mát ứng suất trong dầm :

Khi tạo ra DƯL trong dầm nhờ căng cáp, trong quá trình căng cũng như trong quá

trình sử dụng ứng suất tạo trước này sẽ mất mát đi một phần

+ Các mất mát tức thời : ma sát ∆f , thiết bị neo PF ∆f và co ngắn đàn hồi PA

∆ :mất mát do tự chùng nhão của cốt thép dự ứng lực(MPa)

4.1 Mất mát do ma sát:

Mất mát do ma sát giữa bó thép dự ứng lực và ống gen bọc là : ∆fPF

µ :hệ số ma sát µ=0.2 ( cataloge VSL)

α : tổng giá trị tuyệt đối của thay đổi góc của đường trục cáp thép DƯL tính từ đầu kích, hoặc từ đầu kích gần nhất nếu căng đồng thời cả 2 đầu

( Rad )

Đối với các bó cáp chỉ cong trong mặt phẳng thẳng đứng thì α là tổng giá trịtuyệt đối của các thay đổi góc trên chiều dài x

Đối với các bó cáp cong 3 chiều thì phải được lấy bằng cách cộng véctơ ,

tức là tổng thay đổi theo chiều đứng αV và tổng thay đổi theo chiều ngang αh

k:hệ số ma sát lắc theo phương ngang k= 6,6.10-7(mm-1), (Bảng

5.9.5.2.2b-1)

x = L cáp: chiều dài bó thép đự ứng lực đo từ đầu kích đến điểm đang xét

(mm)

Mất mát do ma sát tại các mặt cắt và trên từng bó cáp khác nhau nên ta

phải tính riêng từng bó tại các mặt cắt khác nhau, sau đó lấy mất mát trung

bình mất mát trên mỗi mặt cắt

Bó Cáp Mặt căt mmX αv

độ

h

αđộ

α

i

∆MPa

∆f PF

MPa1

4.2 Mất mát do sít neo : ∆f PA (MPa)

Mất mát ứng suất do sít neo chỉ xảy ra lớn nhất ở đầu dầm

∆: Độ chùng neo, khi kéo 2 đầu luân phiên chọn ∆= 6 mm,

L: Chiều dài xảy ra mất mát do sít neo, vì ta căng cáp 2 đầu nên

4.3 Mất mát do nén đàn hồi : ∆fPES

Aùp dụng phương pháp căng tuần tự từng bó cáp gồm 12 tao, căng luân

E :mođun đàn hồi của cáp DƯL : E p=197000 Mpa

ci

E :mođun đàn hồi của bêtông dầm lúc truyền lực

Căng cáp lúc bê tông dầm đạt thời gian 7 ngày, khi đó cường độ bê tông là

4.4 Mất mát do co ngót :

Mất mát ứng suất do co ngót trung bình trên toàn dầm được xem là bằng nhau tại mọi mặt cắt và lấy bằng ∆f PSR

4.5 mất mát do từ biến : ∆f PCR (MPa)

Xét mặt cắt giữa nhịp

cdp cgp

∆ 12 7 (5.9.5.4.3-1)Trong đó

Các mặt cắt khác tính toán tương tự, kết quả trong bảng sau :