ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẦU DẦM SUPER T

Cĩ diện phân bố của lớp 2 rất rộng lớn , gặp trong tất cả các lỗ khoan, nằm dưới lớp 1 và ngay trên bề mặt.. ¯ Chiều cao nhỏ nhất của lan can phải bằng 1060 mm tính từ mặt đường người đi

Trang 1

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên của em trong Đồ án này em xin chân thành cảm

ơn Ban Giám Đốc cùng tất cả các thầy cô của Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải – Tp.HCM đã tạo điều kiện giúp đỡ em

hoàn thành chương trình học

Sau bốn năm học tập và hơn 3 tháng làm Đồ án tốt nghiệp,

được sự tận tình giúp đỡ của Giáo viên hướng dẫn và sự nổ lực của bản thân em đã hoàn thành Đồ án tốt nghiệp này

Em xin được gởi lời cảm ơn sâu sắc chân thành đến Thầy Th.S Mai Lựa và các thầy cô trong Bộ môn Cầu Đường khoa

CÔNG TRÌNH đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành Thiết kế tốt nghiệp trong thời hạn được giao

Cuối cùng em xin cám ơn đến mọi người thân trong gia đình, bạn bè, Ban Lãnh Đạo và các anh chị trong Chi nhánh phía Nam của Tổng Công Ty Tư Vấn Thiết Kế Giao Thông Vận Tải TEDI đã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ Thiết

kế tốt nghiệp

Tuy nhiên, kiến thức thực tế còn nhiều hạn chế, chắc chắn

rằng Đồ án tốt nghiệp này không tránh khỏi những sai sót, rất mong được sự góp ý, phê bình chỉ dẫn của Giáo viên hướng dẫn

và Giáo viên đọc duyệt để em có thêm kinh nghiệm cho công tác sau này

Em xin chân thành cám ơn !

Sinh viên : Nguyễn Đức Thiện

Trang 2

Sinh viên : Nguyễn Đức Thiện

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Trang 3

MSSV : CD02087 1 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN

SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT CHO VIỆC THIẾT KẾ CẦU KÊNH BÍCH

( L=5x33 m)

Các quy trình và tiêu chuẩn áp dụng :

• Quy trình khoan thăm dị địa chất cơng trình 22TCN 259 – 2000

• Quy trình khảo sát đường ơ tơ 22TCN 263 – 2000

• Quy trình thiết kế cầu cống theo TTGH 22TCN 18 – 79

• Tiêu chuẩn TCVN 4195 – 95 và TCVN 4202 – 95 : đất xây dựng và phương pháp xác định tính chất cơ lý trong phịng TN

• Thí nghiệm SPT trong lỗ khoan theo TC ASTM – D.1586

• Tiêu chuẩn ngành đất xây dựng, phương pháp chỉnh lý thống kê các kết quả xác định các đặc trưng của chúng 22TCN 74 – 87

• Các quy trình, quy phạm về khảo sát xây dựng hiện hành của VN

I Đặc điểm địa chất cơng trình :

a Đặc điểm địa hình địa mạo

Vị trí khảo sát cầu Kênh Bích thuộc xã Tây Ninh huyện Tân Thành – Tỉnh Đồng Tháp Địa hình khu vực khảo sát khá bằng phẳng, độ chênh cao giữa bờ sơng và

bề mặt địa hình khơng lớn Bề mặt địa hình 1 số vị trí bị chia cắt bởi các rạch tưới tiêu và ao nhỏ

b Đặc điểm thuỷ văn và địa chất thuỷ văn :

Tại thời điểm khảo sát tồn bộ bề mặt địa hình bị ngập nước do ảnh hưởng bởi ngập nước theo mùa của khu vực Đồng Tháp Mười Chiều sâu ngập nước tại vùng ruộng lúa khoảng từ 1.2 m đến 1.6 m Cĩ sự ảnh hưởng nhỏ của thuỷ triều

Từ địa tầng khảo sát trong các lỗ khoan cho thấy nước ngầm ở đây được chứa trong tầm cát và 1 phần do nước mặt cung cấp

II Điều kiện địa tầng :

Trên cơ sở tài liệu khảo sát địa chất cơng trình ngồi thực địa cĩ thể phân địa tầng từ trên xuống dưới như sau :

¯ Lớp 1 : sét, màu xám vàng, trạng thái dẻo cứng

¯ Lớp 2 : bùn sét, màu xám xanh, xám nâu

¯ Lớp 3 : sét, màu xám vàng, xám nâu, trạng thái dẻo cứng

¯ Lớp 4 : sét màu xám vàng, nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng, nữa cứng

¯ Lớp 5 : sét, màu nâu đỏ, xám vàng, trạng thái nữa cứng

¯ Lớp 6 : cát hạt nhỏ, màu xám vàng, xám trắng, kết cấu rất chặt

Mơ tả:

¯ Lớp 1 : sét, màu xám vàng, trạng thái dẻo cứng

Cĩ diện phân bố rộng bắt gặp tại 3 lỗ khoan, trừ lỗ khoan (LKB – 02), nằm ngay trên bề mặt Cao độ mặt lớp đất biến đổi từ +1.6 m (LKB – 01) đến +2.7 m (LKB –

Trang 4

03), đáy lớp từ -5.88 m (LKB – 04) đến -8.66 m (LKB – 03) Chiều dày lớp nhỏ nhất 7 m, lớn nhất 7.6 m

¯ Lớp 2 : bùn sét, màu xám xanh, xám nâu

Cĩ diện phân bố của lớp 2 rất rộng lớn , gặp trong tất cả các lỗ khoan, nằm dưới lớp

1 và ngay trên bề mặt Cao độ mặt lớp đất biến đổi từ -0.5 m (LKB – 04) đến +1.5

m (LKB – 03), đáy lớp từ -8.09 m (LKB – 02) đến -5.3 m (LKB – 03) Chiều dày lớp nhỏ nhất 7.5 m (LKB – 02), lớn nhất 8.6 m (LKB – 01), trung bình khoảng 8.1

m

¯ Lớp 3 : sét, màu xám vàng, xám nâu, trạng thái dẻo cứng

Cĩ diện phân bố của lớp 3 rất rộng lớn , gặp trong tất cả các lỗ khoan, nằm dưới lớp

2 Cao độ mặt lớp đất biến đổi từ -8.09 m (LKB – 02) đến -5.3 m (LKB – 03), đáy lớp từ -17.09 m (LKB – 02) đến -19.02 m (LKB – 01) Chiều dày lớp nhỏ nhất 10.2 m (LKB – 01), lớn nhất 13.5 m (LKB – 03), trung bình khoảng 13.0 m

Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn( SPT) cĩ giá trị nhỏ nhất N=24, lớn nhất N=26, trung bình N=25

¯ Lớp 4 : sét màu xám vàng, nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng, nữa cứng

Cĩ diện phân bố của lớp 4 nhỏ , gặp trong tất cả các lỗ khoan, nằm dưới lớp 3 Cao

độ mặt lớp đất biến đổi từ -16.8 m (LKB – 03) đến -15.8 m (LKB – 01), đáy lớp từ -18.0 m (LKB – 03) đến -17.02 m (LKB – 01) Chiều dày lớp thay đổi từ 1.2.0 m (LKB – 01), lớn nhất 1.6 m (LKB – 03), trung bình khoảng 5.1 m

¯ Lớp 5 : sét, màu nâu đỏ, xám vàng, trạng thái nữa cứng

Cĩ diện phân bố của lớp 5 rất rộng lớn , gặp trong tất cả các lỗ khoan, nằm dưới lớp 3,4 Cao độ mặt lớp đất biến đổi từ -23.0 m (LKB – 03) đến -15.02 m (LKB – 01), đáy lớp từ -27.5 m (LKB – 04) đến -25.02 m (LKB – 01) Chiều dày lớp thay đổi

KẾT LUẬN

I Kết luận :

¯ Lớp 1 : đất đắp : sét, màu xám vàng, trạng thái dẻo cứng

Trang 5

Là lớp đất khá tốt nhưng bề dày mỏng, nên xử lý để đảm bảo an tồn

¯ Lớp 2 : bùn sét, màu xám xanh, xám nâu

Chiều dày lớn 7.5 m, đây là lớp đất rất yếu, thi cơng hố mĩng cần phải cĩ phương

án xử lý thích hợp

¯ Lớp 3 : sét, màu xám vàng, xám nâu, trạng thái dẻo cứng

Chiều dày 11.7 m, lớp này cĩ sức chịu tải khá tốt nhưng nằm gần bề mặt, chưa thích hợp cho việc đặt nền mĩng cơng trình

¯ Lớp 4 : sét màu xám vàng, nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng, nữa cứng

Chiều dày trung bình khoảng 5.1 m, đây là lớp đất tương đối tốt, bề dày lớp mỏng

¯ Lớp 5 : sét, màu nâu đỏ, xám vàng, trạng thái nữa cứng

Chiều dày lớp khoảng 8.7 m, đây là lớp đất tốt, nhưng chiều sâu lớp chưa đảm bảo

để đặt mĩng cơng trình với quy mơ lớn

Dung trọng

tự nhiên(γ ) (g/m 3 )

Lực dính đơn vị

C KG/cm²

Gĩc

ma sát ϕ

SPT-N Địa chất

1 7.6 31.48 1.857 0.344 14o31' _

sét, màu xám vàng, trạng thái dẻo cứng

Trang 6

trạng thái dẻo cứng

4 1.6 31.48 1.857 0.344 14 o31' 13

sét màu xám vàng, nâu vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng, nữa cứng

5 11 28.56 1.915 0.42 18 o28' 35

sét, màu nâu đỏ, xám vàng, trạng thái nữa cứng

6 _ 19.09 1.958 0.068 33 o48' 59

cát hạt nhỏ, màu xám vàng, xám trắng, kết cấu rất chặt

Trang 7

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 khơng bị rớt xuống sơng Lan can cịn là cơng trình thể hiện tính thẩm mỹ, tạo hình thái hài hịa với các cơng trình và cảnh quan xung quanh

Lan can đường người đi cĩ tác dụng đảm bảo an tồn cho người đi bộ trên cầu

¯ Chiều cao nhỏ nhất của lan can phải bằng 1060 mm tính từ mặt đường người đi

¯ Khoảng cách tĩnh giữa các thanh khơng được lớn hơn 150 mm

¯ Khi dùng lan can cĩ cả cột đứng và thanh ngang, thì ở phần thấp (65 mm) khoảng

cách tĩnh giữa các thanh ≤150 mm, khoảng cách tĩnh của phần trên khơng quá

380 mm

¯ Hoạt tải tính tốn là tải trọng phân bố đều cĩ cường độ w=0.37 N/mm theo cả hai

phương thẳng đứng và nằm ngang Đồng thời lan can phải được tính với 1 tải tập trung 890 N, cĩ thể tác dụng đồng thời với tải trọng phân bố ở trên

II Cấu tạo thanh lan can:

Ta chọn lan can tay vịn và trụ lan can làm bằng vật liệu thép AII

Tiết diện là thép ống cĩ bề dày 5 mm

10x200=2000

Trang 8

110

5 100

g=γt

mm/N105,01335.10.85,7F.g

mm133580

904dD.4F

mm/N10.85,7

5 t

2 2

2

3 5

t

=

=γ

Trang 9

Độ lớn của tải trọng:

N5,1557890

.75,

.175,1294

2000.5,15578

2000.026,14

PS8

S.W

2 2

9032d

D32

Do đĩ:

Nmm5368356280

.21303.9,0f.S

Vậy : M<Mp lan can thoả điều kiện chịu uốn

VI Thiết kế trụ lan can:

P = 1557,5 N

W = 1,026 N/mm

momen do P

momen do W 2000

513000 Nmm

778750 Nmm

Trang 10

2) Sơ đồ tính toán và ngoại lực tác dụng:

Trang 11

• Tĩnh tải

- Trọng lượng bản thân

V

Gbt =γbt

3 3 3

6

2 2

m10.48,2mm10.48,2

4

90.4

110 66.190.7705.200.1700V

=

N68,19410

.48,2.10.85,7V

- Trọng lượng lan can

S.F

Glc =γt

480904

dD.4dD.4F

2 2

2 1

=

−

π+

• Hoạt tải

N890

P=

N7402000.37,0

Sơ đồ lực tác dụng như hình vẽ ở trên

3) Nội lực tại chân trụ:

- Lực nén dọc trục

p

Trang 12

N975,4998

5,46868,194.25,1740.2890.75,1

GG.25,1P.2P75,1

=

++

+

=

++

4) Đặc trưng hình học tiết diện nhỏ nhất:

Ta sẽ kiểm tốn cho tiết diện nhỏ nhất trên trụ lan can

.1202.5.200

Momen quán tính của tiết diện đối trục x-x

4 6

3 2

3

mm10.68,812

120.62.5,62.5.20012

5.200

10.68,8A

Ir

K L r

×

Trang 13

u u

P

Sức kháng cắt của bulông

s ub b

2

4

20.4

d

ub

F : Cường độ chịu kéo nhỏ nhất của bulông

MPa830

150

5 30

5

Trang 14

N83,990851

.830.314.38,0

N.F.A.38,0

u n

P R

Nên

N2,198071830

.314.76,0F.A.76,0

Cường độ chảy dẻo của cốt thép thường: f y = 400MPa

Cường độ BT lan can: '

Trang 15

Mơđun đàn hồi thép: E s = 200000MPa

Tỉ số quy đổi thép sang BT: 200000 7

27691

s c

E n E

II Kiểm tốn khả năng chịu lực va xe của bĩ vỉa:

1) Các yếu tố về lan can:

Ta thiết kế lan can cấp L3

Lực thiết kế cho lan can cấp L3(bảng 13.7.3.3-1) :

Sức kháng cắt danh định của lan can theo chiều ngang :

2

2 c W

b t

2 t t

c

M

H.MMH.82

L2

M : sức kháng của tường đối với trục ngang (Nmm)

H: chiều cao tường (mm)

t

L : chiều dài phân bố dọc của lực va chạm F t(mm)

c

L : chiều dài tới hạn của dạng đường chảy (mm)

2) Cấu tạo bĩ vỉa:

Ta sẽ đi tính từng thành phần trong cơng thức trên :

• Ta xét bĩ vỉa như hình vẽ nên sẽ khơng cĩ từơng đỉnh :

Trang 16

• Sức kháng uốn của tường đối với trục thẳng đứng (MW.H)

Sức kháng uốn của tường đối với trục thẳng đứng phụ thuộc vào cốt thép ngang trong tường, MW là sức kháng uốn trên một đơn vị chiếu dài theo phương trục đứng , ở đây ta xét trên toàn bộ chiếu cao của tường MWH

Bỏ qua sự tham gia của cốt thép chịu nén ta có sức kháng uốn của momen

âm và momen dương bằng nhau vì ta đặt cốt thép đối xứng

2 2

2

4

14 24

d 2

Giả sử a = 30 mm

mm22030250

mm51.13250.30.85,0

280.8,307b

.f.85.0

f.A

Xảy ra trường hợp phá hoại dẻo

Nmm10

.54,16Nmm165404762

51,13220.280.8,307.9,0

2

ad.f.A.MM

6

s y s n

=φ

=

Vậy MW.H = 16.54.106 Nmm

• Sức kháng uốn của tường đối với trục thẳng ngang M c

Sức kháng uốn của tường đối với trục thẳng ngang phụ thuộc vào cốt thép đứng trong tường, Mc là sức kháng uốn trên một đơn vị chiều dài theo phương trục ngang, sức kháng uốn của thép đứng sẽ tăng từ đỉnh tường đến đáy đá vỉa và momen uốn cũng lớn nhất tại đáy đá vỉa, ta xét trên một đơn vị chiều dài có diện tích cốt thép :

2 2

2

200.4

12.200.4

d

280.56.0b.f.85.0

f.A

Xảy ra trường hợp phá hoại dẻo

Trang 17

.

2 6,15

6

2

Vậy RW > F t (13.7.3.3-1) thoả điều kiện va xe

3) Kiểm tra sức chống cắt tại chân bĩ vỉa:

ü Sự truyền lực giữa lan can và bản mặt cầu :

Giả thiết sức kháng danh định RW phát triển theo gĩc nghiêng 1:1 bắt đầu từ Lc

Lực cắt tại chân tường do va chạm xe cộ VCT trở thành lực kéo T trên một đơn vị chiều dài:

Lc

Trang 18

ü Sức kháng cắt danh định Vn của mặt tiếp xúc :

cv n

cv

' c n

c y vf cv

n

A.5,5hayVA

.f.2,0V

)Pf.A(A

.cV

≤

+µ

.5,5A.5,5

mm/N1500250

.30.2,0A.f.2,0

cv cv

' c

n

V

⇒ thoả điều kiện Vậy VCT < Vn thoả điều kiện chịu cắt

Trang 19

• Hoạt tải người đi bộ qui là tải trọng phân bố đều với qht = 0.3 T/m

Tổ hợp tải trọng :

m/T775,03,0.75,12,0.25,1q75.1q25.1

Momen lớn nhất :

Tm087,08

95,0.775,08

qlM

M

2 2

Trang 20

ad.a.b.f.85,00A/M

45,0018,050

913,0dc

913,0836,0

764,0ac

mm764,01000.30.85,0.9,0

10.87.250

50

b.f.85,0

M.2d

da

s 1

4 2

' c

u s

2 s

764,0.1000.30.85,0f

b.a.f.85,0A

y

' c

Thép rất nhỏ nên ta sẽ đặt theo cấu tạo: φ10a200

Kiểm tra hàm lượng cốt thép trên một mét chiều dài: (4φ10)

%39,080.1000.4

10.4d.b

=ρ

%32,0280

30.03,0f

f.03,0

y c '

ρ

minρ

280.1000.5,78b

.f.200.85,0

f.1000.Asa

c '

=

45,01,050

15,5dc

mm15,5836,0

3,4ac

Trang 21

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 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

Trang 22

950.80.10.5,21000.10.5,2.250.270

- Tải trọng lan can truyền xuống bản hẩng : thực chất lực tập trung qui đổi của lan can không đặt ở mép bản nhưng ta qui ước như vậy để đơn giản tính toán và thiên về an toàn

mm/N4200

1000.2

950.80.10.5,21000.10.5,2.250.520

Plancan =

N4830630

4200P

P

Hệ số :

R D

i.η ηη

η=

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

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

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

Trang 23

Sơ đồ tính:

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

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

ü 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

mm65070.2510h

.2510

Trang 24

.2510

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

mm/N5,111650

.2

145000b

.2

Pp

Trang 25

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 dải bản 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 :

Trang 26

D C + D W2

P2

5 9 5

Trang 27

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 mm Momen tính toán :

M = max (M1un/2 , M1ut/2) = 1,585 107 Nmm Chọn a = 25 mm , ds = h - a = 200 – 25 = 175 mm

Từ phương trình cân bằng momen :

M2

ad.a.b.f.85,00A/M

2

'

7 2

2.

.0,85 2.1, 585.10

Trang 28

' 1

4, 77

0, 027 0, 45 175

s

a

c d

c s

30.03,0f

'f.03,0

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

Khoảng cách giữa các thanh thép :

Tra bảng thép VIỆT NAM ta chọn thép Φ12 cĩ As = 113 mm2

Kiểm tra điệu kiện tiết diện bị phá hoại dẻo :

mm2,61000.30.200.85,0

280.1000.113b

`.200.85,0

f.1000.Asa

7, 41

0, 042 0, 45 175

s

a

c d

b Tính tốn thép chịu mơmen âm:

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

b x h = 1000 x 200 mm Momen tính tốn :

Trang 29

M = max (Mgun , M ) = 1,946 10gut 7 Nmm Chọn a = 25 mm , d = h - a = 200 – 25 = 175 mm s

Từ phương trình cân bằng momen :

M2

ad.a.b.f.85,00A/M

2

'

7 2

1

2.

.0,85 2.1, 946.10

0, 9.0,85.30.1000

4, 91

5,88 0,836 5,88

0, 0336 0, 45 175

c s

30.03,0f

'f.03,0

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

Khoảng cách giữa các thanh thép :

Tra bảng thép VIỆT NAM ta chọn thép Φ12 cĩ As = 113 mm2

Kiểm tra điệu kiện tiết diện bị phá hoại dẻo :

mm2,61000.30.200.85,0

280.1000.113b

`.200.85,0

f.1000.Asa

c

=

Trang 30

1

6, 2

7, 41 0,836

7, 41

0, 042 0, 45 175

s

a

c d

c Tính tốn thép chịu mơmen âm cho bản hẫng:

Để thuận lợi cho việc thi cơng ta bố trí thép phần hẫng giống như đối với cốt thép phần bản dầm cho đáy trên Φ 12 200a mmvà đáy dưới Φ12a200mm Ta chỉ tiến hành kiểm tốn

Momen tính tốn âm của phần hẫng :

u

6, 52.10 Nmm

Do momen tính tốn M > Mu nên chắc chắn kiểm tốn về cường độ thoả mãn

d Tính tốn thép phân bố dọc cầu:

Vì bản làm việc theo phương ngang cầu nên ta đặt cốt thép cấu tạo theo phương dọc cầu cả đáy trên và đáy dưới của bản mặt cầu để phân bố tải trọng bánh xe dọc cầu đến cốt thép chịu lưc theo phương ngang Diện tích yêu cầu tính theo phần trăm cốt thép chính lực Đối với cốt thép chính đặt vuơng gĩc với hướng xe chạy

%67S

3840sophantram

VIII Kiểm tra điều kiện chịu nứt của bản:

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

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

y

3 c

sa s

f.6,0

A.d

Zf

Trang 31

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

¯ A: diện tích cĩ hiệu của bêtơng chịu kéo trên thanh cĩ cùng trọng tâm với cốt thép

Dùng trạng thái giới hạn sử dụng để xét vết nứt của bêtơng cốt thép thường Trong trạng thái giới hạn sử dụng hệ số thay đổi tải trọng η= 1 và hệ 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 đặc trưng tiết diện nứt chuyển sang đàn hồi

200000E

En

Ta lần lựơt tính các giá trị trong biểu thức ( * ) :

- Tính fs ( ứng suất trong thép do tải trọng gây ra ) :

(d x).nI

Trang 32

2

mm128001

12800

⇒

MPa30912800.32

23000A

.d

Z

3 c

Tính 0,6f.y

MPa168280.6,0f.6,

thoả điều kiện chịu nứt phần bản chịu momen dương

2) Kiểm tra điều kiện chịu nứt của phần bản chịu mômen âm :

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

y

3 c

sa s

f.6,0

A.d

Zf

¯ 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

200000E

En

Trang 33

Ta lần lựơt tính các giá trị trong biểu thức ( * ) :

- Tính fs ( ứng suất trong thép do tải trọng gây ra ) :

(d x).nI

n

A

A= c

2 200.2.32 12800

c

2

mm128001

12800

⇒

MPa30912800.32

23000A

.d

Z

3 c

Tính 0,6f.y

MPa168280.6,0f.6,

f ≤ thoả điều kiện chịu nứt phần bản chịu momen âm

IX Trạng thái giới hạn mỏi

Khơng cần tính mỏi cho bản mặt cầu bê tơng cốt thép khi dùng nhiều dầm chủ (A9.5.3)

Trang 34

I CÁC SỐ LIỆU THIẾT KẾ:

- Loại dầm thép liên hợp chữ I

- Khổ cầu: B = 8 m

- Chiều dài dầm chính: L = 33m

- Số dầm chính: 6 dầm

- Khoảng cách 2 dầm chính: 1,85 m

- Số sường tăng cương đứng (một dầm):11

- Khoảng cách các sường tăng cường: 1,85m

- Số liên kết ngang: 6

- Khoảng cách 2 liên kết ngang: 4 m

- Khoảng cách 2 trụ lan can: 2m

II.MẶT CẮT NGANG CẦU:

1.Chọn cầu tạo lớp phủ mặt cầu

- Lớp phủ:

v Bê tông át phan dày: 50 (mm)

v Lớp bảo vệ xi măng: 40 (mm)

v Lớp phòng nước : 10 (mm)

v Lớp mui luyện daỳ trung bình : 31.25 (mm)

v Độ dốc mui luyện : 2 %

2.Chọn các kích thước cơ bản của dầm chủ

2.1Phần dầm thép

- Khoảng cách giữa các dầm chủ: S 1850 mm =

- Chiều cao dầm thép: d=1300 mm

- Chiều rộng cánh trên dầm: bc = 300 mm

- Chiều dày cánh trên dầm: tc = 20 mm

- Chiều cao sườn dầm: D=1230 mm

- Chiều dày sườn dầm: tw = 16 mm

- Chiều rộng cánh dưới dầm: bf = 400 mm

- Chiều dày cánh dưới dầm: tf = 25 mm

- Chiều rộng bản phủ: b 'f = 500 mm

- Chiều dày bản phủ: t 'f = 25 mm

2.2Phần bản bê tông cốt thép:

-Chiều dày bản mặt cầu : ts = 200 mm

-Phần vút bản : th = 80 mm

Trang 35

3 Vật liệu dùng trong thi công

- Thanh và cột lan can (phần thép):

- Dầm chính, sườn tăng cường, liên kết ngang

Thép tấm M270M cấp 345: Fy = 345 MPa

Trang 36

-Khoảng cách 2 cột lan can là 2000 mm

-Khối lượng riêng thép lan can: γ =0.785x 4

10− (N/mm3) -Rutt thép cacbon số hiệu Ct3: fy = 240 (Mpa)

II.LỀ BỘ HÀNH:

Chọn kích thước lề bộ hành:

Bề dày lớp BTCT hb =80 mm

Chiều cao lề Ho = 300 mm

Bêtông f’c =30MPa , thép AII fy =280MPa

Bề rộng lề bộ hành 1200 mm

Việc tính toán lan can, lề bộ hành như đối với phương án I ( dầm super – T căng

trước)

Trang 37

MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN

86

CHƯƠNG III:

BẢN MẶT CẦU

1 Mô hình tính toán bản mặt cầu:

+ Bản mặt cầu kê lên cả dầm chính và ngang.Khi khoảng cách giữa các dầm ngang lớn hơn 1.5 lần khoảng cách giửa các dầm chủ Thì hướng chịu lực chính của bản theo phương ngang cầu

+ Theo điều 4.6.2.1.6 (22 TCN 272_05) cho phép sữ dụng phương pháp phân tích gần đúng là phương pháp dải bản để thiết kế bản mặt cầu Để sử dụng hương pháp này ta chấp nhận các giả thiết sau:

- Xem bản mặt cầu như các dải bản liên tục tựa trên các gối cứng là các dầm đở có độ cứng vô cùng

- Dải dản được xem là 1 tấm có chiều rộng SW kê vuông góc với dầm đỡ

2.Sơ đồ tính bản mặt cầu:

+ Phần cánh hẩng được tính theo sơ đồ dầm công xon

+ Phần bản ở phía trong dầm biên tính theo sơ đồ dầm liên tục

S S

S

3 Xác định nội lực bản mặt cầu do tĩnh tải ( tính cho 1 mét dài bản):

Khoảng cách giữa 2 dầm chủ là 1,85m

- Bản mặt cầu dày ts = 200 mm , Tĩnh tải rãi đều do TTBT bản mặt cầu :

DC2 = ts × 25 × 10−6× 1000 = 200 25 × × 10−6× 1000 = 5. N/mm

Trang 38

MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN

87

- Lớp phủ mặt cầu gồm :

+ Lớp bêtông nhựa :t1 = 50mm

+ Lớp bảo vệ : t2 =40mm

+ Lớp vải nhựa phòng nước : t3 = 10mm

+ Lớp mui luyện :Ta bố trí lớp mui luyện có độ dốc thoát nước là 1.5% Tại mép bó vỉa

ta bố trí lớp dày 10mm vào đến giũa nhịp ( mặt cắt ngang ) là 62.5 mm Nên ta lấy lớp mui luyện trung bình là : t4 = 36.25mm

Tổng chiều dày của lớp phủ là :

(đã tính ở phần lan can)

+ Trọng lượng của bản thân thanh lan can tác dụng lên trụ tải tập trung vì có 2 thanh tay vịn

Trang 39

Hệ số xung kích: 1+IM = 1+0.25=1.25

Hệ số điều chỉnh tải trọng:

Hệ số dẻo Hệ số dư thừa Hệ số quan trọng

D

η = η η η =0.95 x 0.95 x 1.05 = 0.95

Hệ số sức kháng: Bê tông cốt thép thường: φ= 0.9

3.1.Nội lực tại nhịp 1(bản hẫng):

Xét phần hẩng theo dầm côngxol có chiều dài l h = 925mm có tải trọng phân bố gồm tải trọng bản mặt cầu , và tải tập trung như hình vẽ

2

Trang 40

3.2.Nội lực tại nhịp 2 : Tải trọng tác dụng xuống nhịp bao gồm trọng lượng lớp phủ ,

trọng lượng bó vỉa , lề bộ hành Xét nhịp có sơ đồ tính là nhịp đơn giản

- Đối lớp phủ :

Sơ đồ tính đối với lớp phủ

Mô men tại giữa nhịp 2 khi xét sơ đồ chỉ có lớp phủ như trên là :

-Xét trên toàn bộ nhịp :

Ta cũng có sơ đồ tính như sau :tải trọng lề bộ hành đặt tại mép vỉa ,tải trọng gờ đặt tại trọng tâm

450

Sơ đồ tính cho nhịp 2

DW = 3 N/mm

500 1850

Định dạng
Số trang	288
Dung lượng	1,98 MB