Chọn kích thớc cơ bản các mặt cắt chia đoạn.. Tính toán nội lực tại 2 mặt cắt cơ bản đỉnh trụ và giữa nhịp trong giai đoạn khai thác dới tác dụng của tải trọng khai thác.. Các kích thớc
Trang 1BàI tập lớn cầu btct f2 I.Đề bài:
I.1 Yêu cầu:
1 Thiết kế sơ đồ cầu, phân phối nhịp
2 Chia đoạn đốt dầm
3 Chọn kích thớc cơ bản các mặt cắt chia đoạn
4 Xác định toạ độ bản mặt cầu
5 Tính toán nội lực tại 2 mặt cắt cơ bản (đỉnh trụ và giữa nhịp) trong giai đoạn khai thác (dới tác dụng của tải trọng khai thác )
I.2.Số liệu:
1 Tổng chiều dài nhịp : L = 300 (m)
2 Hoạt tải : H30 ,XB-80 , Ngời 300 Kg/m2
3 Khổ cầu : K = 10,5 + 2 x1,5 (m) , B = 15 (m)
4 Dạng kết cấu công nghệ : Dầm liên tục ,công nghệ Đúc hẫng
5 Vật liệu : Tuỳ chọn phù hợp
6 Bản mặt cầu đặt trên đờng cong có bán kính R = 5000 (m)
II nội dung thiết kế:
1.Phân phối chiều dài nhịp :
Thiết kế sơ đồ cầu cầu gồm 5 nhịp theo tỷ lệ xấp xỉ :
2.0,65Lmax + 3.Lmax = 300 (m) Lmax = 69,767 m
Ta chọn đợc:
Nhịp biên L1 = 43,5 (m)
Nhịp giữa Lmax= 71 (m)
2.Phân đoạn đốt đúc :
Thiết kế các đoạn hợp long lhl = 2 (m), đốt K0= 12(m) ,đoạn đúc trên đà giáo dài 7(m) và các đoạn khác chia theo sơ đồ sau :
7x3(m)+3x2,5(m)+12(m)+3x2,5(m)+7x3(m)
Sơ đồ nh hình vẽ :
7x3m 3x 2,5m 1 2m 3x2 ,5m 7x3m
Cao độ mặt cầu nằm trên đờng tròn bán kính R = 5000 (m)
Phơng trình : y = x2/R ,trục toạ theo mặt cầu : x = 0 , y=0 ; x = 300 , y= 0
Trang 2Bảngxác định cao độ mặ cầu :
Y (m) 0.064 0.11025 0.18225 0.27225 0.38025 0.50625 0.65025
Y (m) 0.081225 0.097656 0.113906 0.131406 0.164025 0.189225 0.216225
Y (m) 0.257556 0.283556 0.310806 0.342225 0.378225 0.416025 0.455625
Y (m) 0.497025 0.540225 0.585225 0.6241 0.664225 0.714025 0.765625
Y (m) 0.819025 0.874225 0.931225 0.990025 1.045506 1.097256 1.1502563
Y (m) 1.243225 1.311025 1.380625 1.482306 1.543806 1.606556 1.677025
Y (m) 1.755625 1.836025 1.918225 2.002225 2.088025 2.175625 2.25
3.Chọn các kích th ớc cơ bản :
+ Hgối = 5,2 (m)
+ Hgữa = 2,6 (m)
+ hgối = 0,8 (m)
+ hgữa = 0,3 (m
+ B= 15 (m)
+ B1 = 7 (m)
+ b = 0,5 (m)
+ lh = 3,5 (m)
+ lb = 7 (m)
+ hh= (0,30,4) (m)
+hb = 0,4 (m)
Các kích thớc của các mặt cắt giữa các đoạn chia đợc tính toán theo qui luật : Cao độ đáy dầm và mặt trên đáy hộp nằm trên đờng cong Parabol
Trang 3y = ax2 + bx + c ,( Để đơn giản coi mặt cầu nằm trên mặt phẳng nằm ngang
để tính diện tích mặt cắt ngang )
Tính cho 1 nhịp chính thì :
Đối với đáy dầm :
Tại x = 0 , y = 0 ; x = 35,5m ,y = 2,6m ; x = 71m , y = 0
Thay vào ta có : y =- 0,002063x2 + 0,14647887x
Đối với mặt trên đáy hộp :
Tại x = 0, y = 0,8 ; x = 35,5m ,y = 2,9m ; x = 71m , y = 0,8
Thay vào ta có: y =- 0,001666336 x2 + 0,118309859x +0,8
Bảng đặc trng mặt cắt ngang:
Mặt cắt x(m) H (m) h (m) B (m) B1 (m) hh (m) lh (m) hb (m) lb (m) b (m) F (m2)
S3 7,25 0,9535 0,6166 15 7,227 0,35 3,5 0,4 7 0,5 12,4599 S4 9,75 1,232 0,5631 15 7,293 0,35 3,5 0,4 7 0,5 12,3887 S5 12,25 1,4848 0,5145 15 7,354 0,35 3,5 0,4 7 0,5 12,3179 S6 15 1,733 0,4667 15 7,413 0,35 3,5 0,4 7 0,5 12,2427 S7 18 1,9682 0,4215 15 7,469 0,35 3,5 0,4 7 0,5 12,1662 S8 21 2,1662 0,3834 15 7,516 0,35 3,5 0,4 7 0,5 12,0979 S9 24 2,3272 0,3525 15 7,554 0,35 3,5 0,4 7 0,5 12,0397 S10 27 2,4509 0,3287 15 7,584 0,35 3,5 0,4 7 0,5 11,9934 S11 30 2,5376 0,312 15 7,604 0,35 3,5 0,4 7 0,5 11,9601 S12 33 2,5871 0,3025 15 7,616 0,35 3,5 0,4 7 0,5 11,9408
4.Tính nội lực:
4.1.Tính hệ số phân bố ngang :
(Dầm liên tục mặt cắt ngang hình hộp hai sờn không biến dạng hình học
dới tác dụng của tải trọng nên tính theo phơng pháp đòn bẩy)
Hệ phân bố ngangcủa xe H30:
H30 = 0,5.yi = 0,5( 1+1+1+1 ) =2
Hệ phân bố ngang của xe XB80:
H30 = 0,5.yi = 0,5( 1+1 ) = 1
Hệ phân bố ngangcủa xe XB80:
H30 = 2.yi =2( 1+1 ).1,5 = 3
4.2.Tĩnh tải các giai đoạn :
4.2.1.Tĩnh tải giai đoạn một :
Coi trọng lợng các đốt dầm là phân bố đều và có trị số :
qtc = .F.l Trong đó : F là diện tích mặt cắt
l : Chiều dài đốt đúc
Trang 4 = 2,5 T/m.
4.2.2.Tĩnh tải giai đoạn hai :
Bao gồm : Lớp phủ phần xe chạy , lớp phủ lề ngời đi, lề chắn bánh ,lan can tay vịn :
Lớp phủ mặt cầu :
Bê tông át phan dày 5cm :0,05.2,3 = 0,115 (T/m2)
Lớp bảo hộ dày 3cm: 0,03.2,4 = 0,072 (T/m2)
Lớp phòng nớc dày 2cm: 0,02.1,5 = 0,01 (T/m2)
Tổng cộng : qtc
1p = 0,217 (T/m2)
qtc
1p = 0,217.15 = 3,442 (T/m)
qtt
1p = 3,442.1,5 = 5,163 (T/m2)
- Gờ chắn bánh :
Ptc= 2 0,25 0,3 2,4=0,36 (T/m)
Ptt=1,5 0,36 = 0,396 (T/m)
- Lan can tay vịn:
pgtc=0,26 (T/m)
pgtt= 1,1 0,26=0,276 (T/m)
- Tổng cộng tĩnh tải giai đoạngiai đoạn hai:
qtc
gd2=2,79 (T/m) qtt
gd2=3,94 (T/m) 4.3.Tính nội lực kết cấu nhịp trong các giai đoạn :
- Do đặc điểm của công nghệ thi công hẫng , sơ đồ kết cấu bị thay đổi liên tục qua các giai đoạn thi công Căn cứ vào trình tự thi công và sơ
đồ kết cấu ta chia ra các giai đoạn tính toán
- Nội dung tính toán qua các giai đoạn : Tiến hành tính toán nội lực tại các mặt cắt dới tác dụng của tảI trọng tron từng giai đoạn thi công và khai thác Để từ đó tính ra số bó cốt thép DƯL cần thiết tại mỗi mặt cắt
để đảm bảo cho kết cấu đợc an toàn trong suốt qúa trình thi công cũng
nh khai thác Số bó cốt thép cần thiết phảI đảm bảo mỗi đốt đúc mỗi
s-ờn phảI đợc neo ít nhất 1 bó
4.3.1.Tính nội lực kết cấu nhịp trong các giai đoạn đúc hẫng :
- Kết cấu nhịp đợc thi công hẫng cân bằng từ trụ ra và dựa dần vào các đốt thi công trớc đó
- Đối với đốt trên trụ K0 đợc đổ tại chỗ trên ván khuôn
- Các đốt tiếp theo đợc đổ trực tiếp trên xe đúc chuyên dụng , chiều dàI lần lợt là : 3 đốt 2,5(m ),7 đốt (3m)
Trang 5- Sơ đồ làm việc ở giai đoạn này là công xon, khi đó tính với hẫng lớn nhất
- Nội dung tính toán trong giai đoạn này là xác định nội lực đễd lợng cốt thép cần thiết cho mỗi đốt thi công Số lợng cốt thép và lực căng trớc phải đảm bảo sn toàn cho kết cấu trongf suốt qúa trình thi công
- Các tải trọng gồm có :
+ Tải trọng phần I: Trọng lơựng bản thân từng đốt
+ Tải trọng bản thân xe đúc : Xe đúc nặng 80(T)
+ Tải trọng ván khuôn : Ván khuôn nặng 20(T)
+ Tải trọng thi công 0,1(/m) rải đều trên toàn bộ cánh hẫng Sơ đồ tính toán là sơ đồ hẫng tối đa lớn nhất khi đúc xong đốt cuối cùng và chuẩn bị hợp long nhng cha tháo xe đúc
Bảng tính toán cho giai đoạn thi công hẫng: (Trọng lợng bản thân các khối, tải trọng thi công, trọng lợng ván khuôn và trọng lợng xe
đúc)
Khối K
L (m) Diện tích Trọng lợng đốt đúc
TT thi công
TL xe
đúc mặt cắt
(m2) [rải đều trên khối(T/m)] (T/m) (T)
Mô men tại mặt cắt đỉnh trụ :
Mtc (T.m) Mtt (T.m) Qtc (T) Qtt (T) A_A -13451,43 - 14796,57 1083,89 1192.279