ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG THIẾT KẾ CẦU DẦM LIÊN TỤC ĐÚC HẪNG

a.Giai đoạn 1 Giai đoạn đúc hẫng đối xứng dần dần đến hết phần cánh hẫng, trong giai đoạn này momen âm là lớn nhất dưới tác dụng của các tải trọng sau: + Trọng lượng bản thân các đốt đú

LỜI NÓI ĐẦU

Sau gần năm năm học tập dưới sự dạy bảo tận tìnhcủa thầy cô chúng em đã lĩnh hội được các kiến thức cănbản về chuyên ngành của mình, và khi làm ĐỒ ÁN TỐTNGHIỆP sẽ là cơ hội cho chúng em củng cố lại những gìmình đã học để chuẩn bị tốt cho việc đi làm sau này, nhậnthức được điều đó nên chúng em ai cũng cố gắng hoànthành tốt công việc mà giáo viên hướng dẫn đã giao chovà kịp thời gian mà nhà trường quy định, và để làm đượcđiều em rất cảm ơn các thầy cô KHOA CÔNG TRÌNH, đặcbiệt là thầy trực tiếp hướng dẫn đã giúp đỡ em hoànthành đồ án này

Tuy rất cố gắng nhưng do thời gian không nhiều vàkiến thức nhiều mãng còn hạn chế do đó không tránhkhỏi những sai sót mong thầy cô chỉ bảo thêm để emhoàn thiện đồ án này.Em xin chân thành cảm ơn

Thành Phố Hồ Chí Minh,

Sinh viên: Tô CôngNguyên Lãm

MỤC LỤC

TỔNG QUAN 9

1.Điều kiện tự nhiên tại khu vực xây dựng cầu 10

1.1.Đặc điểm về thủy văn 10

1.2.Đặc điểm về địa chất khu vực 10

2.Các phương án và phương pháp xây dựng 11

2.1.Quy trình thiết kế và các nguyên tắc chung 11

2.2.Các thông số kỹ thuật 11

2.2.1.Quy mô xây dựng 11

2.2.2.Tải trọng thiết kế 11

2.2.3.Khổ cầu thiết kế 11

2.2.4.Khổ thông thuyền 12

2.2.5.Trắc dọc cầu 12

PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ 13

Chương I: PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ 1 14

1.Giới thiệu chung về phương án 14

1.1.Tiêu chuẩn thiết kế 14

1.2.Sơ đồ kết cấu và các đặc trưng vật liệu sử dụng 14

1.2.1.Kết cấu phần trên 14

1.2.2.Kết cấu phần dưới 16

2.Tính toán sơ bộ kết cấu nhịp 16

2.1.Các kích thước cơ bản của cầu và mặt cắt ngang cầu 16

2.1.1.Bản đáy hộp 16

2.1.2.Chiều dày sườn 16

2.1.3.Nắp hộp 16

2.1.4.Đường cong đáy dầm 17

2.1.5.Đường cong mặt trên bản đáy hộp 17

2.2.Tải trọng thi công 18

2.3 Phân tích lực tác dụng qua các giai đoạn thi công 18

2.4.Chọn sơ bộ số bó cáp âm và dương tại các mặt cắt 19

2.4.1.Cáp âm 19

2.4.2.Cáp dương 20

2.5.Tính toán các đặc trưng hình học của tiết diện 22

2.5.1.Tiết diện nguyên 22

2.5.1.Tiết diện thay đổi theo các giai đoạn kéo cáp .23 2.6.Kiểm toán dầm 24

2.6.1.Kiểm toán trong giai đoạn thi công đúc hẫng cân bằng 24

2.6.2 Kiểm tra ổn định lật cánh hẫng 29

2.6.3 Kiểm toán giai đoạn khai thác 30

3.Dự kiến công tác thi công 38

3.1 Thi công mố 38

3.2.Thi công trụ 38

3.3.Thi công kết cấu nhịp dẫn 39

3.4 Thi công kết cấu nhịp chính 39

Chương II: PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ 2 40

1.Giới thiệu chung về phương án 40

1.1.Tiêu chuẩn thiết kế 40

1.2.Sơ đồ kết cấu và các đặc trưng vật liệu sử dụng 40

1.2.1.Kết cấu phần trên 40

1.2.2.Kết cấu phần dưới 40

2.Tính toán sơ bộ kết cấu nhịp 41

2.1.Tính toán bản mặt cầu 41

2.1.1.Tính cho bản congxol 41

2.1.2.Tính cho bản dầm giữa 43

2.2.Tính toán dầm chủ 45

2.2.1.Chọn sơ bộ tiết diện dầm 45

2.2.2.Tính toán đặc trưng hình học 46

2.2.3.Tính toán hệ số phân bố ngang 52

2.2.4.Xác định nội lực tại các mặt cắt đặc trưng 52

2.2.5.kiểm toán dầm 55

3.Dự kiến công tác thi công 62

3.1 Thi công mố 62

3.2.Thi công trụ 62

3.3.Thi công kết cấu nhịp 62

Chương III: SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 63

1 Khái niệm chung về so sánh các phương án kết cấu cầu 63

2.1.Phương án 1 63

2.2.Phương án 2 66

3 Kết luận lựa chọn phương án 68

PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT 69

Chương IV: CÁC THÔNG SÔ CƠ BẢN CỦA CẦU 70

1.Hình học 70

1.1.Bản đáy hộp 70

1.2.Chiều dày sườn 70

1.3.Nắp hộp 70

1.4.Đường cong đáy dầm 71

1.5.Đường cong mặt trên bản đáy 71

2.Vật liệu 71

2.1.Bêtông 71

2.2.Cốt thép dự ứng lực 72

2 3.Cốt thép thường 72

2.4.Ống gen 72

2.5.Neo 72

2.6.Thanh dự ứng lực 73

3.Thông số tải trọng thi công 73

3.1.Xe đúc-Ván khuôn 73

3.2.Hoạt tải thi công 73

4.Tiến độ và trình tự thi công 73

4.1.Trình tự thi công 73

4.2.Phân tích lực tác dụng qua các giai đoạn thi công 76

4.3.Tiến độ thi công 77

Chương V: THIẾT KẾ LAN CAN- LỀ BỘ HÀNH 79

1.Bố trí chung 79

2.Tính thanh lan can tay vịn: 79

2.1.Tải trọng tác dụng lên thanh lan can: 79

2.2.Nội lực trong thanh lan can: 80

2.3.Kiểm tra Khả năng chịu lực của thanh lan can: 81

3.Tính trụ lan can: 81

3.1.Tải trọng tác dụng lên trụ lan can 81

3.2.Nội lực trong trụ lan can 82

3.3.Kiểm toán cột lan can 83

4.Kiểm toán bulông neo cột thép: 84

5.Tính toán lề bộ hành: 85

5.1.Tải trọng tác dụng 85

5.2.Nội lực trong bản: 85

5.3.Tính cốt thép cho bản: 86

6.Tính toán bó vỉa: 87

6.1.Tính Mw 88

6.2.Tính Mc 89

6.3.Tính Rwmin 90

7.Kiểm tra trượt của lan can - lề bộ hành ra khỏi bản mặt cầu 91

Chương VI: THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU 93

1.Cấu tạo bản mặt cầu 93

2.Sơ đồ tính 93

3.Tải trọng, nội lực 93

3.1.Tĩnh tải 93

3.2.Hoạt tải 96

4.Tổ hợp nội lực 98

4.1.Trạng thái giới hạn cường độ 98

4.2.Trạng thái giới hạn sử dụng 99

5.Tính toán thép bản mặt cầu 99

6.Kiểm tra nứt cho bản mặt cầu 101

6.1.Kiểm tra nứt với môment âm 101

6.2.Kiểm tra nứt với môment dương 102

Chương VII: THIẾT KẾ DẦM LIÊN TỤC ĐÚC HẪNG 104

1.Tính toán các đặc trưng hình học của tiết diện 104

1.1.Đặc trưng hình học của tiết diện nguyên 104

1.2.Đặc trưng hình học của tiết diện ứng với các giai đoạn thi công 105

1.2.1.Chọn sơ bộ số bó cáp âm tại các mặt cắt .105 1.2.2.Tính toán đặc trưng hình học 108

2.Tính toán mất mát ứng suất cáp âm 117

2.1 Tính toán mất mát ứng suất do ma sát 119

2.2.Tính toán mất mát ứng suất do ép sít neo 120

2.3.Tính toán mất mát ứng suất do nén đàn hồi 121

2.4.Tính toán mất mát ứng suất do từ biến 123

2.5.Mất mát ứng suất do co ngót 125

2.6 Mất mát ứng suất do cáp tự chùng 126

3 Kiểm toán giai đoạn thi công 128

3.1.Các tải trọng tác dụng 128

3.2.Kiểm toán trong giai đoạn thi công đúc hẫng cân bằng 128

3.2.1.Thời điểm 1 128

3.2.2.Thời điểm 2 130

3.3 Kiểm tra ứng suất giai đoạn tháo ván khuôn đoạn đúc trên đà giáo 132

3.3.1.Xác định nội lực trong giai đoạn này 132

3.3.2.Tính toán mất mát ứng suất trong cáp chịu môment dương 134

3.3.3.Kiểm tra ứng suất giai đoạn tháo ván khuôn đoạn đúc trên đà giáo 148

3.4 Kiểm tra ứng suất giai đoạn hợp long nhịp giữa (chưa kéo cáp HLG) 151

3.5 Kiểm tra ứng suất tại thời điểm tháo xe đúc đốt hợp long nhịp giữa 153

3.6 Kiểm tra ổn định lật cánh hẫng 157

4 Kiểm toán giai đoạn khai thác 159

4.1.Sự phân bố lại nội lực do hiện tượng từ biến 159

4.1.1.Từ biến do tĩnh tải 160

4.1.2.Từ biến do cáp dự ứng lực 161

4.1.3.Nội lực từ biến do lún gối tựa 164

4.2.Tải trọng tác dụng lên dầm trong giai đoạn khai thác .166

4.2.1.Nội lực do chênh lệch nhiệt độ 166

4.2.2.Nội lực do Tĩnh tải DC3 và DW 167

4.2.3.Nội lực do hoạt tải 168

4.3.Tổ hợp tải trọng 169

4.4.Kiểm toán theo các trạng thái giới hạn 174

4.4.1.Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng 174

4.4.2.Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ.180 Chương VIII: THIẾT KẾ TRỤ VÀ MÓNG CẦU 192

1.Thiết kế truÏ 192

1.1.Các kích thước cơ bản 192

1.2.Các thông số cơ bản 192

1.3 Vật liệu sử dụng 193

1.4.Tải trọng tác dụng lên trụ 193

1.4.1.Tĩnh tải 193

1.4.2.Hoạt tải 193

1.4.3.Lực hãm xe (BR) 195

1.4.4.Tải trọng gió 196

1.4.5 Lực đẩy nổi B 198

1.4.6 Lực va tàu 198

1.4.7 Tổng hợp tải trọng tác dụng lên truÏ 199

1.4.8 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên truÏ 200

1.5 Kiểm toán trụ 204

1.5.1 Kiểm toán mặt cắt đỉnh bệ (A-A) 204

2.Thiết kế móng 211

2.1.Địa chất khu vực 211

2.2.Lựa chọn các thông số cơ bản của cọc 212

2.3.Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu 212

2.4.Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền 212

2.5.Tính toán số lượng cọc 214

2.6.Xác định nội lực đầu cọc và chuyển vị đài cọc .215 2.7.Kiểm toán cọc 229

2.7.1.Kiểm tra sức chịu tải của cọc 229

2.7.2.Kiểm tra chuyển vị đỉnh trụ 229

2.8.Thiết kế cốt thép cho cọc khoan nhồi 229

2.8.1.Thiết kế cốt thép chịu moment uốn 229

2.8.2.Thiết kế cốt thép chịu cắt 230

2.9.Thiết kế cốt thép cho đài cọc 231

2.9.1.Tính cốt thép theo phương dọc cầu 231

2.9.2.Tính cốt thép theo phương ngang cầu 232

Chương IX: THIẾT KẾ MỐ CẦU 234

1 Các kích thước cơ bản 234

2 Các thông số cơ bản 234

3 Vật liệu sử dụng 234

4 Tải trọng tác dụng lên mố 234

4.1.Tĩnh tải 235

4.1.1.Phần kết cấu phía trên mố 235

4.1.2.Kết cấu phần dưới 235

4.2.Hoạt tải 236

4.3.Lực hãm xe (BR) 238

4.4.Tải trọng gió 238

4.4.1.Tải trọng gió tác dụng lên thân mố và KCN (WS) 238

4.4.2 Tải trọng gió tác dụng lên xe (WL) 241

4.5.Lực ma sát 241

4.6 Nội lực tại các tiết diện do tải trọng đất đắp sau

mố 241

4.6.1.Aùp lực theo phương thẳng đứng 241

4.6.2.Aùp lực theo phương thẳng ngang EH 242

4.7.Hoạt tải chất thêm LS 242

4.8.Tổ hợp tải trọng theo các trạng thái giới hạn 243

4.8.1.Mặt cắt A-A 243

4.8.3.Mặt cắt C-C 244

5.Kiểm toán mố 244

5.1.Kiểm toán mặt cắt B-B 245

5.1.1 Kiểm toán khả năng chịu nén của thân mố 245

5.1.2 Kiểm toán khả năng chịu cắt thân mố tại mặt cắt B-B 247

5.1.3 Kiểm toán nứt thân mố tại mặt cắt B-B 249

5.1.4 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa 251

5.2.Kiểm toán mặt cắt C-C 251

5.2.1 Kiểm toán khả năng chịu nén của tường đỉnh .251

5.2.2 Kiểm toán khả năng chịu cắt tường đỉnh tại mặt cắt C-C 254

5.2.3 Kiểm toán nứt tường đỉnh tại mặt cắt C-C 255

5.2.4 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa 256

5.3.Kiểm toán khả năng chịu lực của tường cánh 257

5.3.1.Nội lực tại các mặt cắt 257

5.3.2.Đặc trưng hình học các mặt cắt 259

5.3.3.Kiểm toán mặt cắt D-D 260

5.3.4.Kiểm toán mặt cắt E-E 263

5.3.5.Kiểm toán mặt cắt F-F 266

6.Tính toán bản quá độ 269

6.1.kích thước bản quá độ 269

6.2.Tải trọng tác dụng lên bản quá độ 269

6.2.1.Hoạt tải quy đổi 269

6.2.2.Trọng lượng bản thân BQĐ (tính cho 1m ) 270

6.3.Nội lực bản quá độ 270

6.4.Thiết kế thép cho BQĐ 270

PHẦN III: THI CÔNG 272

Chương X: THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG 273

1 Tổ chức thi công tổng thể 273

1.1 Thi công mố 273

1.2.Thi công trụ 273

1.3 Thi công kết cấu nhịp 273

2 Trình tự thi công chi tiết 273

2.1.Công tác đo đạc và định vị hố móng 273

2.2 Thi công mố 274

2.3.Thi công trụ 274

2.4 Trình tự thi công cọc khoan nhồi 275

2.4.1 Lắp sàn đạo thi công 275

2.4.2.Hạ ống vách thép bằng búa rung DZ60: 275

2.4.3.Tiến hành khoan: 276

2.4.4.Kiểm tra hình dạng tiết diện hố khoa 277

2.4.5.Kiểm tra độ thẳng đứng của hố khoan: 277

2.4.6.Công tác hạ cốt thép: 277

2.4.7.Làm sạch đáy hố khoan: 278

2.4.8.Công tác bê tông: 278

2.5.Thi công dầm theo phương pháp đúc hẫng cân bằng .279

2.5.1 Thi công các khối đỉnh trụ K01-K11 và K02-K12: .279

2.5.2 Đúc hẵng cân bằng các khối: 282

2.5.3 Đổ bê tông phần nhịp biên và hợp long nhịp biên: 285

2.5.4 Hợp long nhịp chính 286

2.6.Lắp đặt gối chính và sai số cho phép khi lắp đặt gối chính 289

2.7.Chuẩn bị lắp đặt và căng kéo bó cáp cường độ cao 290

Chương XI: THIẾT KẾ THI CÔNG 1 HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH 294 1.Lý do và sự cần thiết phải tính toán độ vồng ván khuôn 294

2.Xác định độ vồng 294

2.1 Độ vồng .294

2.2 Độ vồng .295

PHẦN IV: PHỤ LỤC 301

Phụ lục 1: Các bảng liên quan mất mát ứng suất cáp âm và cáp dương 302

Phụ lục 2: Lực căng trong các bó cáp theo các giai đoạn .326

Phụ lục 3: Quy đổi tiết diện hộp và bề rộng có hiệu .332

TOÅNG QUAN

1.Điều kiện tự nhiên tại khu vực xây dựng

1.2.Đặc điểm về địa chất khu vực.

Lớp 1: Bùn sét hữu cơ màu xám xanh , đôi chổ lẫn cát

và hữu cơ

Chiều dày lớp :

Các chỉ tiêu cơ lý :

+ Trọng lượng riêng :

+ Lực dính c = 0.082 (KG/cm2) , góc ma sát trong :  = 6004’.+ Giá trị SPT = 0

Lớp 2: sét cát màu xám xanh, xám vàng , trạng thái dẻo

cứng

Chiều dày lớp :

Các chỉ tiêu cơ lý :

+ Trọng lượng thể tích :

+ Lực dính c = 0.14 (KG/cm2) , góc ma sát trong  = 10 049’.+ Giá trị SPT

Lớn nhất :18

Nhỏ nhất : 1

Lớp 3 : Sét màu xám vàng, màu xanh, trạng thái dẻo

cứng đến nửa cứng mặt lẩn nhiều đá dăm sạn

Chiều dày lớp :

Các chỉ tiêu cơ lý :

+ Trọng lượng thể tích : w = 2.01 T/m3

+ Lực dính c = 0.313 (KG/cm2) , góc ma sát trong :  = 21028’.+ Giá trị SPT

Lớn nhất : 29

Nhỏ nhất : 13

Lớp 4 : Sét pha, màu nâu nhạt , trạng thái dẻo cứng

Chiều dày lớp :

Các chỉ tiêu cơ lý:

+ Trọng lượng thễ tích : w = 1.74 T/m3

+ Lực dính c = 0.125 (KG/cm2) , góc ma sát trong  = 7010’.+ Giá trị SPT

Lớn nhất : 17

Nhỏ nhất : 13

Lớp 5 : Cát mịn đến trung kết cấu rất chặt

Chiều dày lớp

Các chỉ tiêu cơ lý :

+ Trọng lượng thể tích : w = 1.983 T/m3

+ Lực dính c = 0 (KG/cm2), Góc ma sát trong  = 23052’

+ Giá trị SPT

Lớn nhất : >50

Nhỏ nhất : 15

Lớp 6 : Sét màu nâu vàng ,đầu tầng đôi chỗ lẫn nhiều

sỏi sạn ,trạng thái cứng

Chiều dày lớp : h6

Các chỉ tiêu cơ lý:

+ Trọng lượng thễ tích : w = 2.12 T/m3

+ Lực dính c = 0.335 (KG/cm2) , góc ma sát trong  = 260.39’.+ Giá trị SPT : 50

2.Các phương án và phương pháp xây dựng.

PA1: Cầu bê tông cốt thép DUL thi công theo phương

pháp đúc hẫng cân bằng

PA2: Cầu thép-bê tông cốt thép liên hợp

2.1.Quy trình thiết kế và các nguyên tắc chung

Quy trình thiết kế

+ Quy trình thiết kế: Quy trình thiết kế đường ơtơ 4054-98

+ Quy trình thiết kế cầu cống: 22TCN – 272 – 01 (Bộ GTVT)

Nguyên tắc thiết kế chung

+ Công trình thiết kế vĩnh cửu

+ Đáp ứng được yêu cầu quy hoạch, phân tích tương laicủa tuyến đường

+ Thời gian thi công ngắn

+ Thuận tiện cho công tác duy tu bảo dưỡng

+ Giá thành xây dựng thấp

2.2.Các thông số kỹ thuật

2.2.1.Quy mô xây dựng

Cầu được thiết kế vĩnh cửu với tuổi thọ hơn 100 năm

2.2.2.Tải trọng thiết kế

Sử dụng cấp tải trọng theo quy trình thiết kế cầu : 22TCN – 272 – 2001+ Hoạt tải thiết kế : HL93

+ Tĩnh tải giai đoạn 1:

+ Tĩnh tải giai đoạn 2:

+ Hoạt tải:

Hệ số xung kích : IM = 1+ 25% = 1.25

2.2.3.Khổ cầu thiết kế

Mặt cắt ngang thiết kế cho 4 làn xe với vận tốc thiết kế

Khổ cầu : K = 14+2x1.4 = 16.8 m

+ Phần xe chạy : Bxe = 4x3.5 m

+ Phần lề bộ hành : Ble = 2x1.4m

2.2.4.Khổ thông thuyền

Sông thông thuyền cấp III :

+ Tĩnh cao : H = 7 m

+ Tĩnh ngang : B = 50 m

2.2.5.Trắc dọc cầu

Độ dốc dọc cầu : i = 3%

PHẦN ITHIẾT KẾ SƠ BỘ

CHƯƠNG I:

PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ 1 CẦU DẦM LIÊN TỤC THI CÔNG BẰNG PHƯƠNG

PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG 1.Giới thiệu chung về phương án.

1.1.Tiêu chuẩn thiết kế.

- Quy trình thiết kế : 22TCN – 272 – 05

- Tải trọng thiết kế : HL93 , tải trọng người 3KN/m2

1.2.Sơ đồ kết cấu và các đặc trưng vật liệu sử dụng.

1.2.1.Kết cấu phần trên.

Sơ đồ bố trí chung toàn cầu 2x46+55+85+55+ 2x46m

a.Nhịp chính

- Nhịp chính là dầm liên tục 3 nhịp bêtông cốt thép dự ứnglực thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng với khẩu độ nhịp chính 55+85+55, mỗi phía bờ bố trí 2 nhịp dẫn dầm hộp khẩu độ 46m

- Kết cấu nhịp chính có tiết diện hình hộp chiều cao thay đổi, đáy dầm dạng đường cong bậc 2

- Hộp dầm có dạng thành xiên và bố trí 1 vách ngăn ở giữahộp Kích thước hộp dầm như sau:

+ Chiều cao dầm trên đỉnh trụ: 4.5 m

+ Chiều cao dầm tại giữa nhịp: 2.0 m

+ Chiều dày bản nắp: 25 cm

+ Chiều dày bản đáy: Mặt cắt gối dày 80 cm, tại mặt cắt giữa nhịp dày 25 cm

+ Chiều dày phần cánh hẫng: 25 cm

+ Chiều dày bản mặt cầu tại vách : 59.5 cm

+ Chiều dày sườn bên của hộp : 50 cm

+ Chiều dày sườn giữa của hộp : 40 cm

Vật liệu sử dụng cho kết cấu phần trên

Bêtông

- Bê tông thường có tỷ trọng:

- Hệ số giãn nở nhiệt của bê tông:

- Mô đun đàn hồi của bê tông tỷ trọng thường lấy như sau:

- Cường độ chịu nén của bê tông dầm hộp qui định ởtuổi 28 ngày tuổi của mẫu hình trụ 150-300mm là:

- Ximăng pooclăng mác PC40, loại 1

- Vữa bơm ống gen sau khi kéo cáp chọn M500

Cốt thép dự ứng lực

- Theo ASTM A416M, Mác thép 270, tao cáp tự chùng thấp,vùng neo bán kính uốn cong bó cáp không được nhỏ hơn

3600mm, các vùng còn lại không được nhỏ hơn 6000mm,chọn 10000mm, thông số kỹ thuật của cáp như sau:

+ Diện tích một tao: 98.7(mm2)

+ Đường kính danh định : 12.7 (mm)

+ Cấp của thép  : 270 (đã khử ứng suất dư)+ Giới hạn kéo :

+ Giới hạn chảy :

+ Mô đun đàn hồi :

+ Hệ số ma sát :  = 0.25

+ Hệ số ma sát lắc trên 1mm bó cáp :

Cốt thép thường

- Theo 22TCN-272-05, Không được dùng thép thiết kế có giớihạn chảy > 520 Mpa nhưng không được nhỏ hơn 420 Mpa (trừkhi có sự chấp thuận của chủ đầu tư)

Theo TCVN6285:1997, chọn loại thép dễ hàn Mác RB500W cócác chỉ tiêu sau:

+ Giới hạn chảy:

+ Giới hạn bền(cường độ kéo đứt):

+ Độ dãn dài 14%

+ Môđun đàn hồi:

Ôáng gen

- Lựa chọn ống gen phải thỏa mãn những điều kiện sau:

+ Ống gen phải là loại cứng hoặc nửa cứng bằngthép mạ kẽm

+ Bán kính cong của ống bọc không được nhỏ hơn6000mm, trừ ở vùng neo có thể cho phép nhỏ tới3600mm

+ Đường kính của ống bọc ít nhất phải lớn hơn bó cápdự ứng lực 6mm, khi kéo sau thì diện tích của ống bọcphải gấp 2.5 lần diện tích mặt cắt bó cáp

- Chọn ống gen có đường kính trong, ngoài là

, bề dày s =3mm, cự li tim 2 bó cáp cách nhau 130mm chocáp âm và 180mm cho cáp dương

Neo

Để ứng suất trong cáp tương đối điều, ta dùng tất cả làneo sống

Hình 1: Neo Cáp DƯL

Thanh dự ứng lực

Theo ASTM A722, thép loại 2, có gờ

+ Diện tích: A=1017.87mm2

+ Cường độ chịu kéo

+ Giới hạn chảy:

+ Môđun đàn hồi:

b.Nhịp dẫn

Nhịp dẫn có kết cấu cũng là dạng dầm hộp, khẩu độ 46m, vơi mặt cắt ngang hộp lấy như mặt cắt giữa nhịp củanhịp chính

1.2.2.Kết cấu phần dưới

- Trụ: trụ chính dùng loại trụ đặc, móng sử dụng 15 cọc khoannhồi D=1.2m đổ bêtông tại chỗ

- Mố: sử dụng mố chữ U bêtông cốt thép không dự ứng lực, sử dụng 8 cọc khoan nhồi D=1.2m cho mố

2.Tính toán sơ bộ kết cấu nhịp.

2.1.Các kích thước cơ bản của cầu và mặt cắt ngang cầu.

Thiết kế cầu dầm BTCT DƯL liên tục 3 nhịp thi công theo phươngpháp đúc hẫng cân bằng có tổng chiều dài dầm là 195mcó các đặc điểm sau:

+ Cầu được thiết kế cho 4 làn xe

+ Bề rộng phần xe chạy B=14m

+ Lề bộ hành 2 bên, mỗi bên rộng 1400mm

+ Độ dốc dọc 0%

+ Chiều dài nhịp biên tính toán:

+ Chiều dài nhịp giữa tính toán:

+ Chiều cao dầm trên gối: h= L/16 – L/20, chọn 4,5m; giữanhịp: h= L/40 – L/60, chọn 2,1m

+ Chọn chiều dài đoạn trên đỉnh trụ đảm bảo bố trí 2 xeđúc, chọn 12m, đoạn hợp long nhịp giữa 3m, đoạn hợp longnhịp biên 3m

2.1.1.Bản đáy hộp

- Tại giữa nhịp: Chiều dày bản đáy hộp phụ thuộc vàoyêu cầu về khoảng cách từ tim bó cáp dự ứng lực tớimép bê tông Do có bố trí cáp dự ứng lực, chọn chiều dàybản đáy tại giữa nhịp bằng 250mm.

- Tại khu vực gần trụ: Chiều dày bản tăng lên để chịu lựcnén lớn do lực cắt gây ra Chọn chiều dày bản đáy hộptại mặt cắt gối bằng 800mm

2.1.2.Chiều dày sườn

Phải đảm bảo hai yêu cầu :

+ Đủ khả năng chịu lực

+ Đảm bảo đủ khoảng trống để đổ bê tông Chọnchiều dày sườn dầm tại mặt cắt gối và giữa nhịp đảmbảo khả năng chịu lực và thi công dễ dàng là 500mmcho hai thành ngoài và 400mm cho thành trong

2.1.3.Nắp hộp

Chọn bề dày bản mặt cầu tại giữa nhịp bản và tại đầuhẫng là t3=250mm(>230mm{9.7.1.1}), tại vút chọn 600mm,chiều dài vút phía trong 1400mm, phía ngoài 1400, phía dướivút theo tỉ lệ 1-1 dài 200mm

Hình 2: Mặt cắt ngang dầm hộp

2.1.4.Đường cong đáy dầm

Chọn đoạn nằm ngang trên đỉnh trụ là 3m ta xác địnhphương trình đường cong đáy hộp, bỏ qua bề rộng trên trụ,đường cong đáy dầm có dạng parapol: ; Chọn gốctoạ độ tại mép trụ

Parapol qua 2 điểm

A(0,0) và B(82000,0)

Theo định lý Viet:

(*) Tại đỉnh ta có:

Vậy phương trình đường cong đáy dầm là:

(mm)

2.1.5.Đường cong mặt trên bản đáy hộp

Đường cong mặt trên bản đáy hộp xác định bởi: ,đường cong này đi qua 2 điểm:

M(0,0.800);N(82000,0.800)

Tại đỉnh ta có:

Thay vào ta được : 

;

2.2.Tải trọng thi công

- Sử dụng xe đúc(kể cả bộ ván khuôn) có trọng lượngCE=80T, độ lệch tâm e=2m so với cuối đốt phía trước

- Trọng lượng rải đều của người và thiết bị thi côngCLL.Hoạt tải thi công phân bố được lấy bằng 4,8x10-4 MPadiện tích mặt sàn Trong thi công hẫng, tải trọng này đượclấy bằng 4,8x10-4 MPa trên một cánh hẫng và 2,4x10-4 MPatrên cánh kia

2.3 Phân tích lực tác dụng qua các giai đoạn thi công.

a.Giai đoạn 1

Giai đoạn đúc hẫng đối xứng dần dần đến hết phần cánh hẫng, trong giai đoạn này momen âm là lớn nhất dưới tác dụng của các tải trọng sau:

+ Trọng lượng bản thân các đốt đúc hẫng

+ Trọng lượng 2 xe đúc đối xứng( bao gồm cả ván

khuôn của xe đúc)

+ Tải trọng thi công rải đều

+ Dự ứng lực xuất hiện dần dần sau khi thi công từng đốt hẫng Các trị số này sẽ thay đổi trong quá trình đúc hẫng.

b.Giai đoạn 2

Giai đoạn đổ xong bêtông đốt hợp long ở nhịp biên, trong giai đoạn này bêtông còn dẻo chưa hóa cứng, trọng lượng của ván khuôn hợp long, của hỗn hợp bêtông dẻo, của cốt thép đốt hợp long được coi như chia đôi để tác dụng lên

2 sơ đồ kết cấu tách biệt nhau: một sơ đồ của phần đúc trên trên đà giáo của nhịp biên, một sơ đồ khung cứng T của phần đúc hẫng từ trụ của nhịp biên Các tải trọng tác dụng:

+ Trọng lượng bản thân đốt hợp long nhịp biên

+ Trọng lượng ván khuôn và thiết bị để hợp long nhịp biên ( một xe đúc và ván khuôn của nó)

c.Giai đoạn 3

Giai đoạn bêtông đốt hợp long ở nhịp biên đã hóa cứng, ván khuôn ở thành bên của đốt hợp long đã tháo ra và tiến hành căng xong cáp dự ứng lực nhóm B ở bản đáy của nhịp biên Trong giai đoạn này có các tải trọng cần xét:

+ Trọng lượng ván khuôn và thiết bị để hợp long nhịp biên( 1 xe đúc ) tác dụng theo hướng ngược lên trên ( vìcác thiết bị này đã bị tháo dỡ)

+ Trọng lượng bản thân phần đúc trên đà giáo

+ Tải trọng thi công

+ Các cáp dự ứng lực đặt tại các ụ neo

d.Giai đoạn 4

Giai đoạn hợp long nhịp giữa, trong giai đoạn này bêtông còn dẻo chưa hóa cứng, trọng lượng của ván khuôn hợp long, của hỗn hợp bêtông dẻo, của cốt thép đốt hợp long được coi như chia đôi để tác dụng lên 2 sơ đồ Các tải trọng tác dụng:

+ Trọng lượng bản thân đốt hợp long giữa

+ Trọng lượng ván khuôn và thiết bị để hợp long giữa

e.Giai đoạn 5

Trong giai đoạn này bêtông đốt hợp long giữa đã hóa cứng và căng xong cáp dự ứng lực nhóm B2, tiến hành tháo ván khuôn và xe đúc Các tải trọng tác dụng:

+ Trọng lượng ván khuôn và thiết bị để hợp long

giữa( 1 xe đúc ) tác dụng theo hướng ngược lên trên ( vìcác thiết bị này đã bị tháo dỡ)

+ Tải trọng thi công tác dụng theo hướng ngược lên trên ( vì các thiết bị này đã bị tháo dỡ)

+ Các cáp dự ứng lực đặt tại các ụ neo.

f.Giai đoạn 6

Đây là giai đoạn hoàn thiện đưa vào khai thác, trong giai đoạn này có các tải trọng tác dụng:

+ Tĩnh tải giai đoạn 2 DC2 ( lan can và gờ chắn xe)

+ Lớp phủ mặt cầu DW

+ Hoạt tải xe HL 93 và người đi bộ

2.4.Chọn sơ bộ số bó cáp âm và dương tại các mặt cắt

2.5.Tính toán các đặc trưng hình học của tiết diện 2.5.1.Tiết diện nguyên

Các đặc trưng hình học của tiết diện sẽ được tính theo tọađộ của mặt cắt

+ Diện tích:

+ Mômen tĩnh của dầm đối với trục x:

+ Tọa độ trọng tâm mặt cắt so đáy dầm:

+ Mô men quán tính đối với trục x:

Trong đó: i, i+1 là các điểm gấp khúc liên tục tạo nêndầm hộp

Hình 3: Mặt cắt ngang dầm hộp

ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC TIẾT DIỆN NGUYÊN

Tên

Mặt

Cắt

KC cộng dồn so mép trụ (mm)

A(mm 2 ) S(mm 3 ) y bg (mm) y tg (mm) I(mm 4 )

0-0 0 38541695 99438354658 2580 1920 6.74517E+13 1-1 4500 15571910 32707120395 2100 1881 3.71766E+13 2-2 7500 14730991 29092736968 1975 1694 2.98749E+13 3-3 10500 13951662 25926898391 1858 1525 2.39781E+13 4-4 13500 13236833 23195803880 1752 1372 1.9283E+13 5-5 17000 12488039 20469780642 1639 1217 1.50252E+13 6-6 20500 11820658 18195557794 1539 1086 1.18156E+13 7-7 24000 11270274 16376196187 1453 977 9.46662E+12 8-8 27500 10803258 14923680519 1381 890 7.76179E+12 9-9 31500 10394606 13712077328 1319 815 6.44053E+12 10-10 35500 10135150 12944170717 1277 768 5.6656E+12 11-11 39500 10005082 12585006682 1258 745 5.31207E+12 26-26 51500 19075705 21973278963 1152 851 6.93875E+12

2.5.1.Tiết diện thay đổi theo các giai đoạn kéo cáp

DIỆN TÍCH TIẾT DIỆN TƯƠNG ỨNG VỚI CÁC GIAI ĐOẠN (mm 2 )

A/10 7

(mm 2 ) Nguyên

Ké o Cá

p K1

Ké o Cá

p K2

Ké o Cá

p K3

Ké o Cá

p K4

Ké o Cá

p K5

Ké o Cá

p K6

Ké o Cá

p K7

Ké o Cá

p K8

Ké o Cá

p K9

Ké o Cá p K10

Ké o Cá p K11

Kéo Cá p HLB

Kéo Cáp HLG 0-0 3.85 3.85 3.86 3.86 3.86 3.87 3.87 3.88 3.88 3.88 3.89 3.89 3.89 3.891-1 1.56 1.56 1.56 1.56 1.57 1.57 1.57 1.58 1.58 1.58 1.59 1.59 1.60 1.60 2-2 1.47 1.47 1.47 1.48 1.48 1.48 1.49 1.49 1.49 1.50 1.50 1.50 1.51 1.513-3 1.40 1.40 1.40 1.40 1.40 1.40 1.41 1.41 1.41 1.42 1.42 1.42 1.43 1.43 4-4 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.33 1.33 1.33 1.34 1.34 1.34 1.35 1.35 1.355-5 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.26 1.26 1.26 1.27 1.27 1.27 1.276-6 1.18 1.18 1.18 1.18 1.18 1.18 1.18 1.19 1.19 1.19 1.20 1.20 1.20 1.20 7-7 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.14 1.14 1.14 1.148-8 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.09 1.09 1.09 1.09 9-9 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.05 1.05 1.0510-10 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.02 1.02 1.02 11-11 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.0012-12 1.56 1.56 1.56 1.56 1.57 1.57 1.57 1.58 1.58 1.58 1.59 1.59 1.60 1.6013-13 1.47 1.47 1.47 1.48 1.48 1.48 1.49 1.49 1.49 1.50 1.50 1.50 1.51 1.51 14-14 1.40 1.40 1.40 1.40 1.40 1.40 1.41 1.41 1.41 1.42 1.42 1.42 1.43 1.4315-15 1.32 1.32 1.32 1.32 1.32 1.33 1.33 1.33 1.34 1.34 1.34 1.35 1.35 1.35 16-16 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.26 1.26 1.26 1.27 1.27 1.27 1.2717-17 1.18 1.18 1.18 1.18 1.18 1.18 1.18 1.19 1.19 1.19 1.20 1.20 1.20 1.20 18-18 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.14 1.14 1.14 1.1419-19 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.09 1.09 1.09 1.0920-20 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.04 1.05 1.05 1.05 21-21 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 1.02 1.02 1.0222-22 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 23-23 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.0024-24 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

25-25 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.0026-26 1.91 1.91 1.91 1.91 1.91 1.91 1.91 1.91 1.91 1.91 1.91 1.91 1.91 1.91

MOMENT QUÁN TÍNH CỦA TIẾT DIỆN THEO CÁC GIAI ĐOẠN (mm 4 )

I/10 13

(mm 4 ) Nguyên

Ké o Cá

p K1

Ké o Cá

p K2

Ké o Cá

p K3

Ké o Cá

p K4

Ké o Cá

p K5

Ké o Cá

p K6

Ké o Cá

p K7

Ké o Cá

p K8

Ké o Cá

p K9

Ké o Cá p K10

Ké o Cá p K11

Kéo Cáp HLB

Kéo Cáp HLG 0-0 6.745 6.745 6.757 6.769 6.780 6.792 6.803 6.815 6.826 6.838 6.850 6.862 6.874 6.8741-1 3.718 3.718 3.729 3.741 3.752 3.763 3.774 3.786 3.798 3.809 3.821 3.833 3.846 3.8452-2 2.987 2.987 2.987 2.997 3.006 3.015 3.024 3.033 3.042 3.052 3.061 3.071 3.081 3.0813-3 2.398 2.398 2.398 2.398 2.405 2.413 2.420 2.427 2.434 2.442 2.450 2.457 2.465 2.4654-4 1.928 1.928 1.928 1.928 1.928 1.934 1.940 1.946 1.952 1.958 1.964 1.970 1.976 1.9765-5 1.503 1.503 1.503 1.503 1.503 1.503 1.507 1.512 1.516 1.521 1.525 1.530 1.535 1.5356-6 1.182 1.182 1.182 1.182 1.182 1.182 1.182 1.185 1.189 1.192 1.196 1.199 1.203 1.2037-7 0.947 0.947 0.947 0.947 0.947 0.947 0.947 0.947 0.950 0.952 0.955 0.958 0.961 0.9618-8 0.776 0.776 0.776 0.776 0.776 0.776 0.776 0.776 0.776 0.779 0.781 0.783 0.785 0.7859-9 0.644 0.644 0.644 0.644 0.644 0.644 0.644 0.644 0.644 0.644 0.646 0.648 0.650 0.65010-10 0.567 0.567 0.567 0.567 0.567 0.567 0.567 0.567 0.567 0.567 0.567 0.568 0.570 0.57011-11 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.533 0.53312-12 3.718 3.718 3.729 3.741 3.752 3.763 3.774 3.786 3.798 3.809 3.821 3.833 3.846 3.84513-13 2.987 2.987 2.987 2.997 3.006 3.015 3.024 3.033 3.042 3.052 3.061 3.071 3.081 3.08114-14 2.398 2.398 2.398 2.398 2.405 2.413 2.420 2.427 2.434 2.442 2.450 2.457 2.465 2.46515-15 1.928 1.928 1.928 1.928 1.928 1.934 1.940 1.946 1.952 1.958 1.964 1.970 1.976 1.97616-16 1.503 1.503 1.503 1.503 1.503 1.503 1.507 1.512 1.516 1.521 1.525 1.530 1.535 1.53517-17 1.182 1.182 1.182 1.182 1.182 1.182 1.182 1.185 1.189 1.192 1.196 1.199 1.203 1.20318-18 0.947 0.947 0.947 0.947 0.947 0.947 0.947 0.947 0.950 0.952 0.955 0.958 0.961 0.96119-19 0.776 0.776 0.776 0.776 0.776 0.776 0.776 0.776 0.776 0.779 0.781 0.783 0.785 0.78520-20 0.644 0.644 0.644 0.644 0.644 0.644 0.644 0.644 0.644 0.644 0.646 0.648 0.650 0.65021-21 0.567 0.567 0.567 0.567 0.567 0.567 0.567 0.567 0.567 0.567 0.567 0.568 0.570 0.57022-22 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.533 0.53323-23 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.53124-24 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.53125-25 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.531 0.53126-26 0.694 0.694 0.694 0.694 0.694 0.694 0.694 0.694 0.694 0.694 0.694 0.694 0.694 0.694

2.6.Kiểm toán dầm

2.6.1.Kiểm toán trong giai đoạn thi công đúc

hẫng cân bằng.

- Ứng suất trong suốt quá trình thi công trải qua các giaiđoạn phải thỏa mãn điều kiện sau đây:

+ Ứng suất nén trong bê tông cho phép:

+ Ứng suất kéo trong bê tông cho phép:

- Xét tại thời điểm bất lợi nhất là khi bêtông đốt mới đổxong được 5 ngày tiến hành căng cáp khi đó ta có

+ Ứng suất nén trong bê tông cho phép:

+ Ứng suất kéo trong bê tông cho phép:

- Các hệ số tải trọng lấy theo TTGH sử dụng

Trong quá trình đúc hẫng, lượng cáp bố trí neo cuối đốt iphải thoả mãn về ứng suất tại 2 thời điểm:

a.Thời điểm 1: Xe đúc còn nằm trên khối (i-1), đã căng

cáp khối i

Kiểm toán tại thời điểm ứng với cáp neo khối K2 tại thớdưới mặt cắt 0-0, khi đó các tải trọng tác dụng gồm có:+ Lực thẳng đứng do trọng lượng xe đúc P(CE) đặt tại đầuđốt K2

+ Mômen do độ lệch tâm của xe đúc so với điểm tựaM(CE)

+ Tải trọng thi công CLL trên các đốt K0, K1, K2

+ Tĩnh tải do trọng lượng bản thân các đốt DC gồm đốtK0, K1, K2

+ Dự ứng lực T1, T2

Sơ đồ tính như sau:

Hình 4: Sơ đồ tính tại thời điểm 1

Ứng suất thớ dưới mặt cắt 0-0 cho bởi công thức sau đây:

: moment do tải trọng bản thân, tải trọng thi công,

xe đúc gây ra tại mặt cắt 0-0 (đã tính ở phần mất mátứng suất)

Thay các giá trị vào ta có:

Tương tự như thế, ta tính ứng suất tại thớ trên và thớ dướicủa dầm tại tất cả các mặt cắt sau mỗi lần căng cápmỗi đốt

ỨNG SUẤT THỚ TRÊN

0-0 1-1 2-2 3-3 4-4 5-5 6-6 7-7 8-8 9-9 10-10 Kéo

cáp

T1 -0.310 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T2 -0.559 -1.265 0 0 0 0 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T3 -0.842 -2.134 -1.294 0 0 0 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T4 -1.050 -2.997 -2.187 -1.323 0 0 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T5 -1.110 -3.597 -2.930 -2.142 -1.313 0 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T6 -1.077 -4.011 -3.454 -2.807 -2.042 -1.334 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T7 -0.967 -4.271 -3.797 -3.260 -2.636 -2.017 -1.311 0 0 0 0Kéo

cáp

T8 -0.784 -4.386 -3.971 -3.515 -3.001 -2.556 -1.938 -1.364 0 0 0Kéo

cáp -0.406 -4.182 -3.804 -3.407 -2.982 -2.686 -2.281 -1.830 -1.322 0 0

Kéo

cáp

T10 0.076 -3.783 -3.413 -3.041 -1.883 -2.469 -2.220 -1.995 -1.610 -1.330 0Chưa

tháo

Xe đúc 0.659 -3.199 -2.809 -2.432 -1.287 -1.931 -1.558 -1.738 -1.606 -1.519 -1.325

ỨNG SUẤT THỚ DƯỚI

0-0 1-1 2-2 3-3 4-4 5-5 6-6 7-7 8-8 9-9 10-10 Kéo

cáp

T1 -0.111 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T2 -0.311 0.212 0 0 0 0 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T3 -0.465 0.019 0.210 0 0 0 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T4 -0.717 -0.244 -0.044 0.207 0 0 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T5 -1.166 -0.760 -0.466 -0.194 0.156 0 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T6 -1.736 -1.470 -1.130 -0.770 -0.421 0.142 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T7 -2.404 -2.336 -1.988 -1.586 -1.150 -0.575 0.168 0 0 0 0Kéo

cáp

T8 -3.163 -3.347 -3.023 -2.621 -2.149 -1.462 -0.713 0.109 0 0 0Kéo

cáp

T9 -4.177 -4.689 -4.429 -4.071 -3.611 -2.870 -1.968 -1.098 0.002 0 0Kéo

cáp

T10 -5.324 -6.231 -6.076 -5.812 -5.425 -4.716 -3.764 -2.719 -1.573 -0.028 0Chưa

tháo

Xe đúc -6.598 -7.959 -7.946 -7.820 -7.557 -6.954 -6.042 -4.922 -3.555 -1.860 -0.054

Kết luận: Tại thời điểm 1 ứng suất tại tất cả các mặt

cắt trong quá trình thi công hẫng đều thỏa mãn các điềukiện ứng suất cho phép (nén không vượt quá 18.18MPa, kéokhông vượt quá 1.38 MPa)

b.Thời điểm 2: Xe đúc đã di chuyển ra đầu đốt i để đổ bê

tông ướt đốt (i+1)

Kiểm toán tại thời điểm xe đúc di chuyển ra đầu đốt K2 đểđổ bêtông đốt K3 tại thớ dưới mặt cắt 0-0, khi đó các tảitrọng tác dụng gồm có:

+ Lực thẳng đứng do trọng lượng xe đúc P(CE) đặt tạiđầu đốt K2

+ Lực thẳng đứng do trọng lượng bản thân khối K3 vàtải trọng thi công đặt trên khối đó

+ Mômen do độ lệch tâm của xe đúc so với điểm tựaM(CE)

+ Mômen do độ lệch tâm của trọng lượng khối bêtôngướt K3, Tải trong thi công CLL

+ Tải trọng thi công CLL trên các đốt K0, K1, K2

+ Tĩnh tải do trọng lượng bản thân các đốt DC gồm đốtK0, K1, K2

+ Dự ứng lực T1, T2

Sơ đồ tính như sau:

Hình 5: Sơ đồ tính tại thời điểm 2

Ứng suất thớ dưới mặt cắt 0-0 cho bởi công thức sau đây:

Tương tự như thế, ta tính ứng suất tại thớ trên và thớ dướicủa dầm tại tất cả các mặt cắt sau mỗi lần căng cápmỗi đốt

ỨNG SUẤT THỚ TRÊN

0-0 1-1 2-2 3-3 4-4 5-5 6-6 7-7 8-8 9-9 10-10 Kéo

cáp 0.120 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Kéo

cáp

T2 -0.163 -0.812 0 0 0 0 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T3 -0.373 -1.648 -0.802 0 0 0 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T4 -0.434 -2.250 -1.545 -0.720 0 0 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T5 -0.403 -2.671 -2.076 -1.392 -0.592 0 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T6 -0.298 -2.941 -2.429 -1.854 -1.195 -0.535 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T7 -0.120 -3.067 -2.613 -2.119 -1.569 -1.083 -0.426 0 0 0 0Kéo

cáp

T8 0.254 -2.872 -2.455 -2.019 -1.557 -1.219 -0.773 -0.288 0 0 0Kéo

cáp

T9 0.734 -2.479 -2.069 -1.658 -1.246 -1.006 -0.716 -0.456 -0.039 0 0Kéo

cáp

T10 1.313 -1.902 -1.473 -1.057 -0.661 -0.476 -0.292 -0.206 -0.043 0.072 0Kéo

cáp

T1 -0.688 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T2 -0.841 -0.289 0 0 0 0 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T3 -1.090 -0.549 -0.360 0 0 0 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T4 -1.538 -1.062 -0.780 -0.521 0 0 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T5 -2.105 -1.768 -1.441 -1.093 -0.756 0 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T6 -2.769 -2.630 -2.294 -1.905 -1.482 -0.922 0 0 0 0 0Kéo

cáp

T7 -3.524 -3.635 -3.324 -2.936 -2.478 -1.806 -1.073 0 0 0 0Kéo

cáp

T8 -4.534 -4.973 -4.726 -4.383 -3.936 -3.212 -2.327 -1.473 0 0 0Kéo

cáp

T9 -5.678 -6.511 -6.370 -6.120 -5.747 -5.056 -4.123 -3.094 -1.963 0 0Kéo

cáp

T10 -6.950 -8.235 -8.235 -8.124 -7.876 -7.291 -6.398 -5.296 -3.945 -2.265 0Kéo

cáp T11

(Tháo

xe đúc)

-5.433 -6.535 -6.426 -6.209 -5.870 -5.216 -4.311 -3.294 -2.149 -0.883 -0.054

Kết luận: Tại thời điểm 2 ứng suất tại tất cả các mặt

cắt trong quá trình thi công hẫng đều thỏa mãn các điềukiện ứng suất cho phép (nén không vượt quá 18.18MPa, kéokhông vượt quá 1.38 MPa)

3-3 -2.56E+10 19-19 -1.66E+10 4-4 -2.32E+10 20-20 -1.40E+10 5-5 -2.05E+10 21-21 -1.15E+10 6-6 -1.77E+10 22-22 -8.91E+09 7-7 -1.5E+10 23-23 -7.00E+09 8-8 -1.22E+10 24-24 -5.09E+09 9-9 -9.1E+9 25-25 -3.18E+09 10-10 -5.9E+9 26-26 -1.27E+09 11-11 -2.8E+9

12-12 -31.2E+9 13-13 -29.3E+9 14-14 -27.4E+9 15-15 -25.5E+9

2.6.2 Kiểm tra ổn định lật cánh hẫng

Trong quá trình thi công phải đảm bảo cho cánh hẫng không

bị mất ổn định lật , ta xét trường hợp trong quá trình thicông hẫng cân bằng thì một bên cánh hẫng xảy ra sự cốvà toàn bộ xe đúc và đốt đang thi công sẽ bị rơi xuốngsông

Hệ số ổn định chống lật : K=1.5, tính toán theo sơ đồ sauđây:

Hình 6: Sơ đồ tính ổn định lật cánh hẫng

Tốc độ gió thiết kế V phải được xác định như sau:

Trong đó:

: Tốc độ gió giật cơ bản trong 3 giây với chu kỳ xuấthiện 100 năm thích hợp vơi vùng tính gió tại vị trí cầuđang nghiên cứu

S: Hệ số hiệu chỉnh đối với khu đất chịu gió và caođộ mặt cầu

Theo 5.14.2.4.4-22TCN-272-05 ta lấy giá trị tốc độ gió thiếtkế V tối thiểu V=90Km/h=25m/s

Tải trọng gió thẳng đứng được xác định như sau:

Trong đó:

V: Tốc độ gió thiết kế

: Diện tích phẳng của mặt cầu hay cấu kiện dùngđể tính tải trọng gió thẳng đứng

KN Mô hình tính tóan trên MidasCivil ta có giá trị moment lật tạiđỉnh trụ như sau:

(Nmm) Lực thẳng đứng tác dụng xuống trụ:

Chọn thanh dự ứng lực , mỗi bên chọn 46 thanh, trọng tâm

2 nhóm cáp cách nhau 2100mm

Moment giữ được tính như sau:

Trong đó:

2.6.3 KIỂM TOÁN GIAI ĐOẠN KHAI THÁC

- Nội lực tại một tiết diện nào đó trong giai đoạn khai tháclà nội lực được hình thành, tích lũy từ các giai đoạn thicông(đã kiểm tra ở trên) cho đến tại thời điểm khảo sát

- Trong giai đoạn khai thác, ngoài các thành phần lực như trêncòn có thêm các thành phần tải trọng sau:

+ Tĩnh tải giai đoạn 2: DC3, DW

+ Do hoạt tải: LL, PL, Lane

Hoạt tải thiết kế là HL93 gồm có hai tổ hợp:

Xe tải 3 trục và tải trọng làn

Xe tải 2 trục và tải trọng làn

+ Lún gối tựa: SE

+ Gradien nhiệt: TG Gradien nhiệt dương (T1=+230, T3=+30),Gradien nhiệt âm(T1=-70 ,T3=00)

- Ngoài ra, theo thời gian, trong dầm còn có sự phân phối lạinội lực do hiện tượng từ biến và tác nhân chính là tải trọngdài hạn

a.Tổ hợp tải trọng

Thực hiện tính toán trên Midas civil ta có các bảng tổ hợptải trọng theo các trạng thái giới hạn như sau:

ĐƯỜNG BAO NỘI LỰC THEO TTGHCĐ1 TẠI THỜI ĐIỂM BAN ĐÂU

KHI CẦU MỚI ĐƯA VÀO KHAI THÁC Mặt cắt Mmin (N.mm) Mmax (N.mm) Vmin (N) Vmax (N) 0-0 Trái -3.90E+11 -3.17E+11 1.33E+07 2.21E+07

0-0 Phải -3.89E+11 -3.17E+11 -1.77E+07 -1.78E+07

1-1 -2.15E+11 -2.18E+11 -1.49E+07 -1.44E+07 2-2 -1.76E+11 -1.77E+11 -1.36E+07 -1.29E+07 3-3 -1.42E+11 -1.39E+11 -1.23E+07 -1.14E+07 4-4 -1.13E+11 -1.04E+11 -1.11E+07 -1.00E+07 5-5 -8.45E+10 -6.90E+10 -9.73E+06 -8.43E+06 6-6 -6.04E+10 -3.90E+10 -8.43E+06 -6.88E+06 7-7 -4.09E+10 -1.38E+10 -7.17E+06 -5.38E+06 8-8 -2.64E+10 7.15E+09 -5.96E+06 -3.92E+06 9-9 -1.47E+10 2.51E+10 -4.62E+06 -2.29E+06 10-10 -7.30E+09 3.61E+10 -3.31E+06 -6.80E+05 11-11 -4.11E+09 4.01E+10 -1.68E+06 1.41E+06 12-12 -2.19E+11 -2.13E+11 1.08E+07 1.85E+07 13-13 -1.82E+11 -1.69E+11 9.67E+06 1.67E+07 14-14 -1.49E+11 -1.27E+11 8.51E+06 1.51E+07 15-15 -1.21E+11 -8.99E+10 7.39E+06 1.35E+07 16-16 -9.17E+10 -5.12E+10 6.13E+06 1.17E+07 17-17 -6.69E+10 -1.88E+10 4.92E+06 1.00E+07 18-18 -4.58E+10 7.58E+09 3.74E+06 8.39E+06 19-19 -2.81E+10 2.81E+10 2.57E+06 6.83E+06 20-20 -1.22E+10 4.46E+10 1.25E+06 5.10E+06 21-21 -5.53E+08 5.35E+10 -6.80E+04 3.40E+06 22-22 6.86E+09 5.50E+10 -7.82E+05 2.37E+06 23-23 9.68E+09 5.12E+10 -1.18E+06 1.77E+06 24-24 1.02E+10 4.31E+10 -1.71E+06 1.19E+06

25-25 8.30E+09 3.06E+10 -2.26E+06 6.19E+05 26-26 4.10E+09 1.37E+10 -2.81E+06 6.78E+04

b.Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ

b1 Kiểm tra sức kháng uốn của tiết diện

- Tiết diện nào được gọi là đủ khả năng chịu uốn khi:

: Hiệu ứng tải trọng có hệ số

: Sức kháng danh định của tiết diện

- Khi kiểm tra mômen thớ dưới, ta lấy đường bao mômenMmax, khi kiểm tra mômen thớ trên ta lấy đường bao Mmin

- Việc kiểm tra theo TTGH cường độ phải xét theo tiết diện Tqui đổi và bề rộng bản cánh phải được lấy theo bản cánhchịu nén có hiệu các giá trị bề rộng cánh lấy bằng bềrộng bản hộp chỉ được dùng khi xem xét, tính toán độvõng, độ vồng

Xác định sức kháng danh định của tiết diện

Trình tự xác định sức kháng uốn danh định của tiết diện nhưsau:

Xác định hệ số

Xác định vị trí trục trung hòa c

Nếu thì trục trung hoà qua sườn, ta tính được sứckháng của tiết diện như sau:

Nếu thì lập công thức theo tiết diện chữ nhật cótiết diện , ta tính lại c như sau:

, khi đó sức kháng uốn được tính nhưsau:

Xác định : Không như cốt thép thường, giữa và không quan hệ tuyến tính với nhau, do đó công thức xácđịnh ứng suất trong cáp DƯL như sau:

:Khoảng cách từ thớ chịu nén xa nhất đến trọng tâmcáp dự ứng lực.

: tương ứng là bề rộng cánh chịu nén và bề rông sườndầm của tiết diện T qui đổi

Kiểm tra khả năng kháng uốn của tiết diện

Tiết diện thỏa mãn khả năng kháng uốn khi:

Ta sẽ kiểm tra sức kháng uốn của tiết diện tại tiết diện

6-6 theo đường bao Max

Vậy trục trung hòa qua cánh, tiết diện tính toán là tiết diệnchữ nhật, c được tính lại như sau:

Chiều cao vùng nén qui đổi cho bởi:

Sức kháng uốn:

(Nmm)Tại mặt cắt 6-6 ta có

Vậy tại mặt cắt 6-6 tiết diện thỏa mãn về khả năngkháng uốn

Tính toán tương tự cho các mặt cắt khác ta có kết quả chotrong bảng sau:

KIỂM TOÁN VỚI ĐƯỜNG BAO MOMENT MAX

13-13 3549 0.00 1860 0.00 0 -1.69E+11 -1.46E+11 14-14 3264 9.94 1858.414 6.89 1.44E+10 -1.27E+11 -1.06E+11 15-15 3005 19.86 1856.558 13.76 2.64E+10 -8.96E+10 -6.98E+10 16-16 2737 39.64 1852.458 27.46 4.78E+10 -5.11E+10 -3.29E+10 17-17 2505 59.30 1847.671 41.09 6.52E+10 -1.87E+10 -2.23E+09 18-18 2310 88.58 1840.028 61.38 8.94E+10 7.56E+09 2.24E+10 19-19 2151 117.57 1831.535 81.46 1.1E+11 2.81E+10 4.12E+10 20-20 2014 127.06 1827.144 88.03 1.11E+11 4.45E+10 5.56E+10 21-21 1925 126.95 1825.653 87.96 1.06E+11 5.34E+10 6.25E+10 22-22 1880 117.31 1827.503 81.28 9.56E+10 5.48E+10 6.20E+10 23-23 1880 88.37 1835.521 61.23 7.24E+10 5.10E+10 5.78E+10 24-24 1880 59.17 1843.608 41.00 4.87E+10 4.29E+10 4.82E+10 25-25 1880 39.56 1849.04 27.41 3.72E+10 3.05E+10 3.42E+10 26-26 1880 19.84 1854.504 13.75 1.65E+10 1.37E+10 1.58E+10

KIỂM TOÁN VỚI ĐƯỜNG BAO MOMENT MIN

đầu)

(sau

5 năm) 0-0 4380 590.80 1789.75 409.34 5.84E+11 -3.89E+11 -3.83E+11 1-1 3861 527.38 1788.86 365.40 4.68E+11 -2.15E+11 -2.09E+11 2-2 3549 470.05 1791.02 325.67 3.88E+11 -1.76E+11 -1.69E+11 3-3 3264 414.51 1793.86 287.20 3.18E+11 -1.42E+11 -1.35E+11 4-4 3005 360.34 1797.55 249.66 2.58E+11 -1.13E+11 -1.06E+11 5-5 2737 306.81 1801.62 212.58 2.02E+11 -8.45E+10 -7.69E+10 6-6 2505 254.41 1807.11 176.27 1.55E+11 -6.04E+10 -5.24E+10 7-7 2310 203.05 1814.22 140.68 1.15E+11 -4.09E+10 -3.25E+10 8-8 2151 152.27 1823.13 105.50 8.16E+10 -2.64E+10 -1.76E+10 9-9 2014 101.64 1833.72 70.42 5.16E+10 -1.47E+10 -5.37E+09 10-10 1925 51.02 1846.20 35.35 2.5E+10 -7.30E+09 2.51E+09 11-11 1880 0.00 1860.00 0.00 0 -4.11E+09 6.17E+09 12-12 3861 527.38 1788.86 365.40 4.68E+11 -2.19E+11 -2.14E+11 13-13 3549 470.05 1791.02 325.67 3.88E+11 -1.82E+11 -1.77E+11 14-14 3264 414.51 1793.86 287.20 3.18E+11 -1.49E+11 -1.45E+11 15-15 3005 360.34 1797.55 249.66 2.58E+11 -1.21E+11 -1.17E+11 16-16 2737 306.81 1801.62 212.58 2.02E+11 -9.17E+10 -8.81E+10

17-17 2505 254.41 1807.11 176.27 1.55E+11 -6.69E+10 -6.36E+10 18-18 2310 203.05 1814.22 140.68 1.15E+11 -4.58E+10 -4.28E+10 19-19 2151 152.27 1823.13 105.50 8.16E+10 -2.81E+10 -2.56E+10 20-20 2014 101.64 1833.72 70.42 5.16E+10 -1.22E+10 -1.00E+10 21-21 1925 51.02 1846.20 35.35 2.5E+10 -5.53E+08 1.22E+09 22-22 1880 0.00 1860.00 0.00 0 6.86E+09 8.24E+09 23-23 1880 0.00 1860.00 0.00 0 9.68E+09 1.12E+10 24-24 1880 0.00 1860.00 0.00 0 1.02E+10 1.14E+10 25-25 1880 0.00 1860.00 0.00 0 8.30E+09 9.27E+09 26-26 1880 0.00 1860.00 0.00 0 4.10E+09 4.77E+09

Tại các mặt cắt đều thỏa

b2 Kiểm tra hàm lượng cốt thép

Hàm lượng cốt thép lớn nhất

Ta phải kiểm tra hàm lượng thép lớn nhất để đảm bảo tiếtdiện không bị phá hoại dòn

Hàm lượng thép tối đa được thoả khi:

Các mặt cắt đều thỏa mãn

Hàm lượng cốt thép nhỏ nhất

Hàm lượng cốt thép nhỏ nhất thỏa mãn khi:

Trong đó:

: moment do tải trọng tác dụng ở TTGH cường độ

: Sức kháng nứt của dầm, là moment làm cho ứngsuất kéo lớn nhất trong dầm đạt đến

: ứng suất kéo khi uốn của bêtông

: ứng suất nén do cáp dự ứng lực gây ra

Xác định

Tính tại mặt cắt 3-3

Ta có:

Trong đó:

là ứng suất thớ trên dầm do cáp T và cáp B gây ra

Trong đó: M: moment phụ thêm

(Nmm)Giá trị moment do DC1, DC3, DW tại mặt cắt 3-3:

(các giá trị này đã tính ở phầntrên)

Sức kháng nứt của dầm cho bởi:

Nmm.Kiểm tra:

Nmm Nmm

Nmm Vậy mặt cắt 3-3 thỏa mãn điều kiện

Tính toán tương tự cho các mặt cắt khác ta có bảng sau:

Mặt cắt Mr 1.2Mcr 1.33Mu min(1.2Mcr,1.33Mu)0-0 Trái 5.84E+11 1.27E+12 5.12E+11 5.12E+11 0-0 Phải 5.84E+11 1.27E+12 5.10E+11 5.10E+11 1-1 4.68E+11 3.46E+11 2.77E+11 2.77E+11 2-2 3.88E+11 2.82E+11 2.25E+11 2.25E+11 3-3 3.18E+11 2.26E+11 1.80E+11 1.80E+11 4-4 2.58E+11 1.79E+11 1.41E+11 1.41E+11 5-5 2.02E+11 1.53E+11 1.02E+11 1.02E+11 6-6 1.55E+11 1.23E+11 6.97E+10 6.97E+10 7-7 1.15E+11 9.70E+10 4.32E+10 4.32E+10 8-8 8.16E+10 7.59E+10 2.34E+10 2.34E+10 9-9 9.44E+10 1.05E+11 6.49E+10 6.49E+10 10-10 1.06E+11 1.12E+11 7.89E+10 7.89E+10 11-11 1.11E+11 1.15E+11 8.37E+10 8.37E+10 12-12 4.68E+11 3.43E+11 2.84E+11 2.84E+11 13-13 3.88E+11 2.78E+11 2.36E+11 2.36E+11 14-14 3.18E+11 2.21E+11 1.93E+11 1.93E+11