Đồ án môn học cầu thép F1 THIẾT KẾ CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP BÊ TÔNG CỐT THÉP

Chiều dày một bản t 3 cmTổng chiều dầy bản cánh3.1 – Lựa chọn số dầm chủ trên mặt cắt ngang Các giai đoạn làm việc của cầu dầm liên hợp.. 3.2 – Lựa chọn số dầm chủ trên mặt cắt ngang Xác

THIẾT KẾ CẦU DẦM LIấN HỢP THẫP-BTCT

1- Số liệu tính toán thiết kế cầu

+ Bề rộng toàn cầu: Bcầu = 15.0 m

-Tải trọng thiết kế: HL93+3x10-3MPa

- Vật liệu chế tạo kết cấu:

+ Thép hợp kim cácbon M270

+ Bêtông cốt thép có cờng độ chịu nén fc'  26MPa

- Liên kết dầm:

+ Liên kết dầm chủ bằng đờng hàn

+ Liên kết mối nối bằng bulông cờng độ cao

1.2- Tính chất vật liệu chế tạo dầm

- Thép chế tạo neo liên hợp: Cờng độ chảy quy định nhỏ nhất f y 345MPa

- Cốt thép chịu lực bản mặt cầu: Cờng độ chảy quy định nhỏ nhất f y 420MPa

- Vật liệu chế tạo bản mặt cầu:

+ Cờng độ chịu nén của bêtông ở tuổi 28 ngày: f c' 26MPa

- Vật liệu thép chế tạo dầm: Thép Than CT3

Môđun đàn hồi của thép E s 2E+05 MPa

Hệ số quy đổi từ bêtông sang thépKhông xét hiện tợng từ biến n 8

Có xét đến hiện tợng từ biến n' 24

1.3-Xác định các hệ số tính toán

-Hệ số tải trọng :

+Tĩnh tải giai đoạn I : 1=1,25 và 0,9

+Tĩnh tải giai đoạn II : 2=1,5 và 0,65

+Đoàn xe ôtô và đoàn ngời : 1=1,75 và 1,0

-Hệ số xung kích : 1+IM =1,25

2- Kích thớc cơ bản của dầm chủ

2.1 - Chiều dài tính toán kcn.

- Chiều dài nhip: L= 30 m

- Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối: a=0,3 m

 Chiều dài tính toán KCN:

- C¸c kÝch thíc c¬ b¶n cña mÆt c¾t ngang cÇu.

Chiều dài cỏnh hẫng d e 110 cm

2.4 – Lựa chọn số dầm chủ trên mặt cắt ngang Chiều cao dầm chủ

- Chiều cao dầm chủ đợc lựa chọn phụ thuộc vào:

+ Chiều dài nhịp tính toán

+ Số lợng dầm chủ trên mặt cắt ngang

+ Quy mô của tải trọng khai thác

- Xác định chiều cao dầm chủ theo điều kiện cờng độ

+ LL: Là độ võng của kết cấu nhịp do hoạt tải

+Chiều dày bản cánh dới: t b  3cm

+ Chiều cao toàn bộ dầm thép: H sb 146cm

2.5 – Lựa chọn số dầm chủ trên mặt cắt ngang Cấu tạo bản bêtông mặt cầu

- Kích thớc của bản bêtông đợc xác định theo điều kiện bản chịu uốn dới tác dụng của tải trọng cục bộ

- Chiều dày bản: t s (16 25) cm

- Theo quy định của 22TCN272 – 05 thì chiều dày bản bêtông mặt cầu phải lớn hơn 175 mm

 ở đây ta chọn chiều dày bản bêtông mặt cầu là t s  18cm

- Bản bêtông có thể có cấu tạo dạng đờng vát chéo, theo dạng đờng cong tròn hoặc

có thể không cần tạo vút Mục đích của việc cấu tạo vút bản bêtông là nhằm tăng chiều cao dầm  Tăng khả năng chịu lực của dầm và tạo ra chỗ để bố trí hệ neo liên kết

- Kích thớc cấu tạo bản bêtông mặt cầu:

Các kích thước Kí hiệu Giá trị Đơn vị

2.6 – Lùa chän sè dÇm chñ trªn mÆt c¾t ngang Tæng hîp kÝch th íc thiÕt kÕ dÇm chñ.

- MÆt c¾t ngang dÇm chñ

- KÝch thíc cÊu t¹o

C¸c kÝch thíc KÝ hiÖu Gi¸ trÞ §¬n vÞ

Chiều dày một bản t 3 cmTổng chiều dầy bản cánh

3.1 – Lựa chọn số dầm chủ trên mặt cắt ngang Các giai đoạn làm việc của cầu dầm liên hợp

- Tuỳ theo biện pháp thi công kết cấu nhịp mà cầu dầm liên hợp có các giai đoạn làm việc khác nhau Do đó khi tính toán thiết kế cầu dầm liên hợp phải phân tích rõ quá trình hình thành kết cấu trong các giai đoạn làm việc từ khi chế tạo, thi công đến khi đa vào khai thác sử dụng

 Trờng hợp 1: Cầu dầm liên hợp thi công theo phơng pháp lắp ghép hay lao kéo

dọc không có đà giáo hay trụ đỡ ở dới Trong trờng hợp này dầm làm việc theo 2 giai đoạn.

Bản bêtông

Bản mặt cầu Bản bêtông

Dầm thép

Giai đoạn 2:Giai đoạn khai thác

Dầm thép

Giai đoạn 1:sau khi đổ bản bêtông mặt cầu

Giai đoạn 1:sau khi thi công xong dầm thép Dầm thép

- Giai đoạn 1 : Khi thi công xong dầm thép

2.Hoạt tải

 Trờng hợp 2: Cầu dầm liên hợp thi công bằng phơng pháp lắp ghép trên đà giáo

cố định hoặc có trụ tạm đỡ dới

- Giai đoạn 1: Trong quá trình thi công thì toàn bộ trọng lợng của kết cấu nhịp vàtải trọng thi công sẽ do đà giáo chịu, nh vậy giai đoạn này mặt cắt cha làm việc

- Giai đoạn 2: Sau khi dỡ đà giáo thì trọng lợng của kết cấu nhịp mới truyền lêncác dầm chủ, mặt cắt làm việc trong giai đoạn này là mặt cắt liên hợp Nh vậy tảitrọng tác dụng lên dầm gồm:

+ Tĩnh tải giai đoạn I

+ Tĩnh tải giai đoạn II

+ Hoạt tải

Kết luận:

Giả thiết cầu đợc thi công bằng phơng pháp lắp ghép bằng cần cẩu nên dầmlàm việc theo hai giai đoạn ở trong trờng hợp 1

3.2 – Lựa chọn số dầm chủ trên mặt cắt ngang Xác định đặc trng hình học mặt cắt giai đoạn I

- Giai đoạn 1: Khi thi công dầm thép và đã đổ bản bêtông mặt cầu, tuy nhiên giữadầm thép và bản mặt cầu cha tạo ra hiệu ứng liên hợp

- Mặt cắt tính toán: Mặt cắt dầm thép

38095 610

t

S Y A

- Xác định mômen quán tính của mặt cắt dầm đối với TTH I-I

+Mômen quán tính bản bụng:

2

2 1

- Xác định mômen tĩnh của mặt cắt đối với TTH I-I.

2 1 1

- Bảng kết quả tính toán ĐTHH mặt cắt dầm chủ giai đoạn I

Diện tích mặt cắt dầm thép .A NC 610 cm2

Mômen tĩnh mặt cắt đối với đáy dầm S O 38095 cm3

Khoảng cách tứ đáy dầm đến TTH I-I Y1 62.45 cm

.Mômen tĩnh mặt cắt đối với TTH I-I S NC 16334.3 cm3

.MMQT của măt cắt đối với trục Oy I y 101843.333 cm3

3.3 – Lựa chọn số dầm chủ trên mặt cắt ngang Xác định đặc trng hình học mặt cắt giai đoạn II.

3.3.1 – Mặt cắt tính toán giai đoạn II.

- Giai đoạn 2: Khi bản mặt cầu đã đạt cờng độ và tham gia làm việc tạo ra hiệu ứngliên hợp giữa dầm thép và bản BTCT.

- Theo 22TCN272 – 05 bề rộng bản cánh lấy nh sau:

- Xác định b : Lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:1

+1 29.4

8L  tt 8 =367,5 cm +

b

t t

4 1

2 1 max

+d e= 110cmVậy: b1= 110 cm

- Xác định b2: Lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:

b

t t

4 1

2 1 max

+2

S

110 cmVậy: b2=110 cm

 Bề rộng tính toán của bản cánh dầm biên: b s b1 b2=110+110 =220 cm

 Bề rộng tính toán của bản cánh dầm trong: b s 2 b 2=220 cm

3.3.3 – Xác định hệ số quy đổi từ bêtông sang thép.

- Vì tiết diện liên hợp có hai loại vật liệu là thép và bêtông nên khi tính toán đặc tr nghình học ta tính đổi về một loại vật liệu Ta tính đổi phần bêtông sang thép dựa vào

hệ số n là tỷ số giữa môdun đàn hồi của thép và bêtông

Bảng: Hệ số quy đổi từ thép sang bêtông

1 16 f '  20 10 30

+§êng kÝnh cèt thÐp:  12mm

+DiÖn tich mÆt c¾t ngang mét thanh: a=

23,1416.1, 2

4 =1,131 cm2 +Sè thanh trªn mÆt c¾t ngang dÇm: n=10 thanh

+Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c thanh: @=22 cm

4 =1,131 cm2 +Sè thanh trªn mÆt c¾t ngang dÇm: n=10 thanh

+Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c thanh: @=22 cm

Trong đó:

+n rt,d rt,A rt :Số thanh,đờng kính và diện tích cốt thép ở lới trên

+n rb,d rb,A rb : Số thanh,đờng kính và diện tích cốt thép ở lới dơí

+ a rt,a rb :Khoảng cách từ tim lới cốt thép trên va dới đến mép bản bêtông

+t s : Chiều dày bản bêtông

+t h : Chiều dày của vút dầm

+Y r : Khoảng cách từ trọng tâm của cốt thép trong bản đến

mép trên dầm thép

c.ĐTHH của mặt cắt liên hợp ngắn hạn:

- Mặt cắt liên hợp ngắn hạn đợc sử dụng để tính toán đối với các tải trọng ngắn hạn

nh hoạt tải, trong giai đoạn này không xét tới hiện tợng từ biến

+ A ST: Diện tích tính đổi của tiết diện liên hợp khi không xét từ biến

- Xác định mômen tĩnh của tiết diện liên hợp đối với TTH I-I của tiết diện thép

52916.591155.745

x ST

S Z A

Y II H sb Y1 Z1

t    =146- 62.45 – 45.785 = 37.76 cm-Khoảng cách từ mép dới dầm thép đến trục II-II:

Y II Y1 Z1

b   =62.45 + 45.785 = 108.24 cm

- Xác định mômen quan tính của tiết diện liên hợp

+ Mômen quán tính của dầm thép

1 1

2 3

I n

d – Xác định ĐTHH của mặt cắt liên hợp dài hạn.

- Mặt cắt liên hợp dài hạn đựơc sử dụng để tính toán đối với các tải trọng lâu dài nhtĩnh tải khi đó ta phải xét tới từ biến

- Trong trờng hợp có xét tới hiện tợng từ biến thì các đặc trng hình học của mặt cắt

đựơc tính tơng tự khi không xét tới từ biến, chỉ thay hệ số n bằng n’

+ A ST: Diện tích tính đổi của tiết diện liên hợp khi không xét từ biến

- Xác định mômen tĩnh của tiết diện liên hợp đối với TTH I-I của tiết diện thép

) (

3

2

2

1 2 2 2

' 1

1

1 1

1 '

1

r sb

r

h sb

h h

h sb

h c

s h sb

s s x

Y Y H A

t Y H b t

t Y H t b

t t Y H t b n S

19109.92 '

806.995

x LT

S Z A

Y II' H sb Y1 Z'1

t    =146-62.45-23.68= 59.87 cm-Khoảng cách từ mép dới dầm thép đến trục II,-II,:

Y II' Y1 Z'1

b   = 62.45+23.68= 86.13 cm

- Xác định mômen quan tính của tiết diện liên hợp

+ Mômen quán tính của dầm thép

I ' I I A NC .Z'12

NC

II

NC   =2076739.358 610 23.68  2 =2418795.1 cm4 + Mômen quán tính của phần bản bêtông

1

3

2 '

12

'

1

h sb

s s s s s

t t Z Y H t b t b n I

=

2 3

I n

+ Mômen quán tính của phần cốt thép trong bản.

1

1 ' ) (

'r A r H sb Y Z Y r

I     =22,62 146 62.45 23.68 14    2 = 123426.6 cm4

+ Mômen quán tính của mặt cắt liên hợp ngắn hạn:

- Xác định mômen tĩnh của bản bêtông với TTH II,-II, của tiết diện liên hợp

 sb r

r

h sb

h h

h sb

h c

s h sb

s s s

Y Z Y H A

t Z Y H t b

t Z Y H t b

t t Z Y H t b n S

1 1 1

1 1

1

'

3

2 ' 2

1 2 2

' 2

'

'

1 '

Bảng tổng hợp kết quả ĐTHH của mặt cắt dầm biên:

Đặc trưng hỡnh học của mặt cắt dầm biờn

Khụng xột từ biến cú xột từ biến

Đơnvị

Kớ hiệu Giỏ trị

Kớ hiệu Giỏ trị

Diện tớch toàn bộ bản bờtụng A S 4185 A'S 4185 cm2Diện tớch cốt thép trong bản bêtông A r 22,62 A' r 22,62 cm2Diện tích mặt cắt tính đổi A ST 1155,74 A' ST 806,995 cm2Mômen tĩnh của Mc với trục I-I S1x 52916.1 1 '

x

Khoảng cách từ TTH I-I tớitrục II-II Z1 45.79 Z' 1 23.68 cmMMQT của dầm thép với trục II-II I II NC 3355478 I II'NC 2418795 cm4

MMQT của bản BTCT với trục II-II I S 1339718 I ' S 904801 cm4MMQT của phần vút bản với trục II-II I h 45865 I ' h 36596 cm4MMQT của cốt thép trong bản I r 60609 I ' r 123427 cm4MMQT mặc cắt liờn hợp với trục II-II I ST 4801669 I LT 3483618 cm4

MM tĩnh của bản với trục II-II S s 27929 S ' s 14444.9 cm3

3.3.5 – Xác định ĐTHH của mặt cắt dầm trong

Đặc trng hình học của mặt cắt dầm trong:

-Theo nh cấu tạo thì dầm biên và dầm trong đợc thiết kế có kích thớc nh nhau nên

các ĐTHH của mặt cắt dầm trong cũng bằng với các ĐTHH của mặt cắt dâm biên

-Tính toán tơng tự ta có bảng tổng hợp các ĐTHH của mặt cắt dầm trong nh sau

Đặc trưng hỡnh học của mặt cắt dầm biờn

Khụng xột từ biến cú xột từ biến

Đơnvị

Kớ hiệu Giỏ trị

Kớ hiệu Giỏ trị

Bề rộng cỏnh trong b2 110 b2 110 cm

Diện tớch toàn bộ bản bờtụng A S 4185 A'S 4185 cm2Diện tớch cốt thép trong bản bêtông A r 22,62 A' r 22,62 cm2Diện tích mặt cắt tính đổi A ST 1155,74 A' ST 806,995 cm2Mômen tĩnh của Mc với trục I-I S1x 52916.1 1 '

x

Khoảng cách từ TTH I-I tớitrục II-II Z1 45.79 Z' 1 23.68 cmMMQT của dầm thép với trục II-II I II NC 3355478 I II'NC 2418795 cm4MMQT của bản BTCT với trục II-II I S 1339718 I ' S 904801 cm4MMQT của phần vút bản với trục II-II I h 45865 I ' h 36596 cm4MMQT của cốt thép trong bản I r 60609 I ' r 123427 cm4MMQT mặc cắt liờn hợp với trục II-II I ST 4801669 I LT 3483618 cm4

MM tĩnh của bản với trục II-II S s 27929 S ' s 14444.9 cm3

3.4 – Lựa chọn số dầm chủ trên mặt cắt ngang Xác định đặc tr ng hình học mặt cắt giai đoạn chảy dẻo.

3.4.1 – Mặt cắt tính toán.

- Giai đoạn 3: Khi ứng suất trên toàn mặt cắt đạt đến giới hạn chảy

- Mặt cắt tính toán là mặt cắt liên hợp  Đặc trng hình học mặt cắt giai đoạn 3 là

đặc trng hình học của tiết diện liên hợp

3.4.2 – Xác định vị trí trục trung hoà của mặt cắt.

- Tính lực dẻo của các phần của tiết diện:

+ Lực dẻo tại bản cánh dới dầm thép: P t F b t yt .t t=345.0,1.70.3=7245 kN+ Lực dẻo tại bản cánh trên dầm thép: P c F b t yc .c c=345.0,1.40.3=4140 kN+ Lực dẻo tại sờn dầm thép: P w F D t yw w w =345.0,1.140.2=9660 kN

- Vị trí trục trung hoà dẻo (PNA) đợc xác định nh sau:L

+ Nếu P P t  w P c P rb P s P rt  TTH đi qua sờn dầm

+ Nếu P P t  w P c P rbP s P rt và P P t  wP c P rb P P s  rt  TTH đi qua bản cánh trên

+ Nếu P P t  w P c P rb P s P rt  TTH đi qua bản bêtông

-Đối với dầm biên ta có:

+ P P t  =16905 kN + P c P rb P sP rt=14338.87 kN

Vậy ta có: P P t  >P c P rb P sP rt

=>Kết luận:TTH dẻo (PNA) đi qua sờn dầm

-Đối với dầm trong ta có:

+ P t P= 16905 kN + P c P rb P s P rt=14338.87 kN Vậy ta có: P t P>P cP rb P s P rt

=>Kết luận:TTH dẻo (PNA) đi qua sờn dầm

3.4.3 – Xác định chiều cao phần s ờn chịu nén.

yt t yc c c yr r w

cp

yw w

D D

+ D : Chiều cao sờn dầm thép (mm) w

+ A A : Diện tích cánh chịu nén và chịu kéo (mm2) t, c

+ A : Diện tích sờn dầm (mm2) w

+ A r: Diện tích cốt thép dọc trong bản bêtông

+ F F yt, yc: Cờng độ chảy nhỏ nhất quy định của thép làm cánh chịu kéo vàchịu nén (Mpa)

+ F : Cờng độ chảy nhỏ nhất quy định của cốt thép dọc (Mpa) yr

+ F yw: Cờng độ chảy nhỏ nhất quy định của sờn dầm (Mpa)

+ f c': Cờng độ chịu nén quy định của bêtông ở tuổi 28 ngày

+ A s: Diện tích bản bêtông

-Kết quả tính toán chiều cao phần sờn dầm chịu nén:

+Đối với dầm biên ta có:

cp

yw w

D D

cp

yw w

D D

3.4.4 – Xác định mômen chay My:

-Mômen chảy (My) ở mặt cắt liên hợp ngắn hạn đợc lấy bằng tổng các mômen tácdụng vào dầm thép, mặt cắt liên hợp ngắn hạn liên hợp ngắn hạn và dài hạn gay ratrạn thái chảy đầu tiên ở một trong 2 cánh của dầm thép ( không xét đến chảy ở sờndầm của mặt mắt lai)

M y M D1M D2 M AD

Trong đó:

+M D1: Mômen uốn do tĩnh tải giai đoạn I tác dụng trên mặt cắt dầm thép +M D2: Mômen uốn do tĩnh tải giai đoạn II,co ngót … tác dụng trên mặt cắt tác dụng trên mặt cắtliên hợp dài hạn

+M AD:Mômen uốn bổ sung cần thiết để gay ra chảy ở một bản biênthép.Mômen này do hoạt tảI tính toán ( có xét đến hệ số vợt tảI, hệ số xung kích) vàdợc tính toán theo ĐTHH của mặt cắt liên hợp ngăn hạn

-Ưng suất trong dầm thép do M D1:

+Mômen tính toán do tĩnh tải giai đoạn I: M D1= 2254,51 kN.m

+Mômen quán tính của mặt cắt nguyên: I NC=2076739.358 cm4

+Khoảng cách từ TTH I-I đến mép dới dầm thép:

y1b Y1

 = 62.45 cm +Khoảng cách từ TTH I-I đến mép trên dầm thép:

b

sb

y1   1=146- 62.45 = 83.55 cm + Ưng súât tại mép trên dầm thép:

+Mômen tính toán do tĩnh tải giai đoạn II: M D2=1058.14 kN.m

+Mômen quán tính của mặt cắt liên hợp dài hạn: I LT = 3483644.389 cm4 +Khoảng cách từ TTH II’-II’ đến mép dới dầm thép:

y b' Y1 Z'1

II   = 62.45+23.68=86.13 cm +Khoảng cách từ TTH I-I đến mép trên dầm thép:

b

II sb

t

y '   '=146-86.13= 59.87 cm +Ưng súât tại mép trên dầm thép:

1.Trờng hợp cánh trên chảy ta có: y

t t

f1  2  3   => t t

y

f3    1  2=-345-(-90.7)-(-19.08)=-236.11 MPa 2.Trờng hợp cánh dới chảy thì: y

b b

b f f f

f1  2  3  => b bt

y

b f f f

f3   1  2 =345-67,8 -27.45=251.04 MPa

- Xác định mômen uốn bổ xung:

+Mômen quán tính của mặt cắt liên hợp ngắn hạn: I ST = 4801714.867 cm4 +Khoảng cách từ TTH II-II đến mép trên dầm thép:

y b Y1 Z1

II   = 62.45 + 45.788 = 108.238 cm +Khoảng cách từ TTH II-II đến mép dới dầm thép:

b

II sb

t

II H y

y   =146 – 108.238 = 37.762 cm +Mômen uốn bổ xung cần thiết để cho cánh trên chảy(M t AD ):

3 235.22 0,1 4801714.867

3002132.3 30021.3 37.762

t ST t II

Trong đó:

+ M D1: Mômen tính toán do tĩnh tải giai đoạn I: M D1= 2254,51 kN.m + M D2 :Mômen tính toán dot ĩnh tải giai đoạn II: M D2= 1110.22 kN.m

+M AD:Mômen uốn bổ xung cần thiết đẻ gây ra trạng thái

chảy đầu tiên trên dầm thép: M AD= 11079.64kN.m

=>M y M D1M D2M AD=2254,51+1058.14+11136.86=14449.51kN.m

3.4.5 – Xác định mômen dẻo Mp:

- Mômen dẻo là mômen ứng với khi toàn mặt cát trừ phần bêtông chịu kéo đạt

đến cờng độ chảy.Khi tính mômen dẻo phải lấy mômen của cac lực dẻo tại các phầncủa mặt cắt đối vứi trục trung hoà dẻo

-Công thức tính toán: i

n i i

+:P ilà lực dẻo thứ tại bộ phận thứ i của mặt cắt cắt dầm

+Z i:Khoảng cách từ điểm đặt lực dẻo thứ I đến TTH dẻo (PNA)

-Trong trờng hơp TTH đi qua sờn dầm ta có sơ đồ tính:

Lấy tổng mômen đối với trục trung hoà dẻo ta có giá trị mômen của mặt cắt đợc tínhtheo công thức :

) 2 (

.

2

) (

2 2

( )

( 85 0

2 2

'

t cp t

cp y

cp y

c cp yc c s c cp c s p

t D D t A

D D t f

D t f

t D f A Z t D f A M

+ A T: Diện tích bản cánh chịu kéo, A T =210 cm2

+ f y : Giới hạn chay của thép, f y =345 Mpa=34.5 kN/cm2

+ f 'c: Cờng độ chịu nén của bêtông bản

4.1 – Lùa chän sè dÇm chñ trªn mÆt c¾t ngang CÊu tao hÖ liªn kÕt trong KCN

4.1.1 – HÖ liªn kÕt ngang t¹i mÆt c¾t gèi.

- CÊu t¹o:

- Dầm ngang tại mặt cắt gối là chỗ đặt kích nâng hạ các cụm dầm trong quá trình thicông và sửa chữa cầu khi cần thiết Do đó liên kết ngang ở gối phải cấu tạo chắcchắn hơn các mặt cắt khác, thông thờng dùng các dầm I định hình  Chọn dầm

ngang tại mặt cắt gối là dầm định hình I500.

- Trọng lợng của dầm ngang trên một dầm chủ đợc tính bằng cách tính tổng trọng ợng của tất cả các thanh của dầm ngang và chia đều cho mỗi dầm chủ nhân vớichiều dài dầm chủ:

l-( / )

dn n

+ L: Chiều dài kết cấu nhịp

- Cấu tạo và trọng lợng của hệ liên kết ngang tại mặt cắt gối

Cỏc đại lượng

Kớ hiệu Giỏ trị Đơn vị

Số hiệu thộp làm liờn kết ngang tại gối I500

Chiều dày bản bụng tw 0,95 cm

Mômen quán tính của dầm ngang Idn 39290 cm4

Trọng lượng trên 1 m dài gn 0,768 kN/m

Số dầm ngang theo phương dọc cầu nd 2 dầm

Số dầm ngang theo phương ngang cầu nn 4 dầm

Tổng số dầm ngang trên toàn cầu nlkn 8 dầm

Chiều dài mỗi thanh liên kết ngang Ln 2,16 m

Trọng lượng LKN trên 1m dài 1 dầm chủ qn 0,088 kN/m

4.1.2 – HÖ liªn kÕt ngang t¹i mÆt c¾t trung gian.

l-chiÒu dµi dÇm chñ: ( / )

LKN n

+ q LKN : Tổng trọng lợng của các thanh trong hệ liên kết ngang.

+ n dc: Số dầm chủ trên mặt cắt ngang

+ L: Chiều dài kết cấu nhịp

- Cấu tạo và trọng lợng của hệ liên kết ngang tại mặt cắt giữa:

Các đại lợng Ký

hiệu Giá trị Đơn vị

Số hệ LKN theo phương ngang cầu nn 4 hệTổng số hệ liờn kết ngang trờn toàn cầu nlkn 44 hệ

Thộp gúc cấu tạo thanh ngang

Mụmen quỏn tớnh của 1 thanh LKN Ilkn 179 cm4

Thộp gúc cấu tạo thanh xiờn

Sờn tăng cờng tại mặt cắt trung gian

- Chiều dày bản thép dùng làm sờn tăng cờng: t 6mm và cụ thể nh sau:

+ t s 10mm đối với tiết diện đinh tán

+ t s 12mm đối với liên kết hàn

 ở đây ta chọn sờn tăng cờng có chiều dày t s 16mm

- Tại mặt cắt gối sờn tăng cờng không đợc liên kết hàn trực tiếp với bản cánh chịukéo để chống phá hoại liên kết giữa sờn tăng cờng với bản cánh Do đó tại các mặtcắt trừ các mặt cắt có M = 0 thì sờn tăng cờng phải đợc hàn với một bản đệm và bản

đệm này có thể trợt tự do trên bản cánh chịu kéo của dầm

- Kích thớc các bản đệm:

+ Kích thớc hai chiều: a,b = 30 40mm

+ Chiều dày bản: t=12 20mm

 Theo cấu tạo ta chọn kích thớc bản đệm: 180x200x16mm

- Sờn tăng cờng nên bố trí đối xứng về hai bên sờn dầm

- Kích thớc của sờn tăng cờng thờng đợc chọn trớc sau đó tính toán theo điều kiện ổn

định cục bộ của bản bụng để xác định khoảng cách bố trí sờn tăng cờng Hoặc có thể

bố trí khoảng cách các sờn tăng cờng theo cấu tạo hệ liện kết ngang và dọc cầu sau

đó kiểm toán điều kiện ổn định cục bộ của bản bụng

- Trọng lợng của sờn tăng cờng trên một dầm chủ đợc tính bằng cách tính tổng trọnglợng của tất cả các sờn tăng cờng trên một dầm chủ và chia đều cho số dầm chủ x

Chiều dài dầm chủ ( / )

s s

+ qs: Trọng lợng hệ liên kết ngang trên 1 mét dài một dầm chủ

+ q s: Tổng trọng lợng của sờn tăng cờng trên một dầm chủ

+ n : Số dầm chủ trên mặt cắt ngang dc

+ L: Chiều dài kết cấu nhịp

- Cấu tạo và trọng lợng của hệ sờn tăng cờng

Cỏc đại lượng

Kớhiệu Giỏ trị Đơn vị

Trọng lượng thanh sườn tăng cường ps 0,334 kN

Khoảng cỏch giữa cỏc sườn tăng cường do 1,225 m

Trọng lượng hệ sườn tăng cường trờn 1m

4.1.4 – Hệ liên kết dọc cầu.

- Cấu tạo:

- Vị trí của hệ liên kết dọc cầu:

+ Đối với kết cấu nhịp cầu dầm thép ta cấu tạo hai hệ liên kết dọc trên và dọcdới nằm trên mặt phẳng song song với bản cánh trên và cánh dới dầm thép

+ Đối với kết cấu liên hợp thép – BTCT thì bản bêtông mặt cầu đóng vai trò

nh hệ liên kết dọc trên do đó trong cầu Thép – BTCT ta chỉ cần cấu tạo hệ liên kếtdọc dới

+ Hệ liên kết dọc thờng đợc cấu tạo từ thép góc có số hiệu L100 100 10x x

+ Trọng lợng hệ liên kết dọc trên một dầm chủ đợc tính bằng cách tính tổngtrọng lợng của tất cả các thanh của hệ liên kết dọc và chia đều cho mỗi dầm chủ xChiều dài dầm chủ

nh dc

lkd n

L n

P q

.





+ qn : Trọng lợng hệ liên kết dọc trên 1 mét dài một dầm chủ.

+P lkd : Tổng trọng lợng của các thanh trong hệ liên kết dọc

+ ndc : Số dầm chủ trên mặt cắt ngang

+ L nh: Chiều dài kết cấu nhịp

- Cấu tạo và trọng lợng của hệ liên kết dọc cầu

Số hiệu thộp làm thanh xiờn L100x100x10

Chiều dài 1 thanh liờn kết dọc Lx 3,29 m

Số thanh liờn kết dọc trờn một khoang n 3 thanh

Trọng lượng LKD trờn 1m dài 1 dầm

4.2 – Lựa chọn số dầm chủ trên mặt cắt ngang Xác định tĩnh tải giai đoạn I

- Tĩnh tải giai đoạn I:

+ Trọng lợng bản thân dầm chủ

+ Trọng lợng hệ liên kết ngang cầu tính cho 1 m dài 1 dầm chủ

+ Trọng lợng hệ liên kết dọc cầu tính cho 1 m dài 1 dầm chủ

+ Trọng lợng mối nối tính cho 1 m dài 1 dầm chủ

+ Trọng lợng bản bêtông mặt cầu và những phần bêtông đợc đổ cùng với bảnnh: chân lan can, gờ chắn bánh Trong trờng hợp chân lan can lắp chân lan can lắpghép thì trọng lợng của nó đợc tính vào tĩnh tải giai đoạn II

- Tĩnh tải giai đoạn I đợc xác định theo công thức:

+ Tĩnh tải tiêu chuẩn:

mn gc lkd s lkn dn sb

+ DC tc: Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn I

+ DC tt: Tĩnh tải tính toán giai đoạn I

+ 1: Hệ số vợt tải đối với tĩnh tải giai đoạn I , 1 1, 25

- Bảng tổng hợp tĩnh tải giai đoạn I

Cỏc đại lượng Kớ hiệu Giỏ trị Đơn vị

Trọng lượng dầm ngang tại gối qdn 0,088 kN/mTrọng lượng hệ liờn kết ngang khỏc gối qlkn 0,59 kN/mTrọng lượng sườn tăng cường qs 0,545 kN/mTrọng lượng liờn kết dọc qlkd 0,118 kN/mTrọng lượng bản bờtụng cốt thộp qgc 10,46 kN/m

Tĩnh tải tiờu chuẩn giai đoạn I DCtc 16,69 kN/mTĩnh tải tớnh toỏn giai đoạn I DCtt 20,87 kN/m4.3 – Lựa chọn số dầm chủ trên mặt cắt ngang Xác định tĩnh tải giai đoạn II

- Cấu tạo kết cấu mặt cầu:

- Tĩnh tải giai đoạn II:

- Bảng tính tĩnh tải giai đoạn II:

Cấu tạo lề người đi bộ

Chiều dày trung bỡnh lề người đi bộ hle 5 cm

TL lề người đi bộ /1m dài 1 dầm chủ qle 0.69 kN/m

Cấu tạo lớp phủ mặt cầu

TL lớp phủ mặt cầu /1m dài 1 dầm chủ qmc 3.86 kN/m

Trọng lượng lan can

Trọng lượng phần chõn lan can gclc 1,875 kN/m

Tĩnh tải tiờu chuẩn giai đoạn II DWtc 6,53 kN/m

Tĩnh tải tớnh toỏn giai đoạn II DWtt 9.79 kN/m

5

69kG/m= 0,69kN/m-Trọng lợng lớp phủ mặt cầu:

qmc=

n

B h

-Tĩnh tải giai đoạn II:

+Tĩnh tải tiêu chuẩn:

DWtc = qle+ qmc+ qclc+ qlc =0.69+3.86+0,1+1,875= 6.53kN/m

+ Tĩnh tải tính toán:

DWtt= T2 DWtc=1,5 x 6,53 = 9.79 kN/m

5 -Xác định hệ số phân bố ngang.

. 5.1 – Tính hệ số phân bố ngang theo ph Tính hệ số phân bố ngang theo ph ơng pháp đòn bẩy

5.1.1:Tính hệ số phân bố ngang đối với dầm biên

-Điều kiện:

+Tính hệ số phân bố ngang do tải trọng Ngời

+Tính hệ số phân bố ngang cho dầm biên do tảI trọng HL93 trong trờng

hợp xếp tải trên một làn

-Vẽ tung độ ĐAH áp lực gối R1