Đồ án tính toán giai đoạn đúc hẫng.DOC

XÁC ĐỊNH SƠ BỘ SỐ CÁP DỰ ỨNG LỰC CHO GIAI ĐOẠN ĐÚC HẪNG: Ta sẽ tính cáp cho giai đoạn thi công, sau đó ta lấy lớn hơn lượng cáp cần thiết để đủ khả năng làm việc trong giai đoạn khai thá

TÍNH TOÁN GIAI ĐOẠN ĐÚC HẪNG

I XÁC ĐỊNH SƠ BỘ SỐ CÁP DỰ ỨNG LỰC CHO GIAI ĐOẠN ĐÚC HẪNG:

Ta sẽ tính cáp cho giai đoạn thi công, sau đó ta lấy lớn hơn lượng cáp cần thiết để đủ khả năng làm việc trong giai đoạn khai thác.

Số cáp sơ bộ được chọn theo công thức :

M A

a

f d

Trong đó:

Mu momen ở trạng thái GHCĐ trong giai đoạn đúc hẫng.

Khoảng cách từ mép ngoài chịu nén đến trọng tâm của cáp dự ứng lực, tạm lấy ,

Hệ số điều chỉnh,

' 1

Số bó cốt thép tại mỗi mặt cắt :

1

ps p

Bảng tính sơ bộ và chọn bó cáp dự ứng lực.

II BỐ TRÍ CÁP DỰ ỨNG LỰC:

Bố trí cáp dự ứng lực chịu momen âm như sau:

Bố trí thành hai hàng tập trung ở khu vực nách hộp, khi neo bó cáp phải uốn cong theo phương ngang và uốn xiên xuống theo phương đứng để neo vào vị trí gần chổ tiếp giáp nách và sườn dầm.

Bán kính uốn cong của cáp chọn R=4000mm.

Hàng cáp trên cùng cách nắp hộp 125mm, các hàng cách nhau 175-200mm Các bó cáp trong hàng cách nhau 250mm.

Điểm neo cách bó cáp đi thẳng gần nhất 250mm.

Trên mặt bằng các bó cáp đi song song với nhau, đối xứng với đường tim của nách hộp khi gần đến điểm kết thúc của cáp thì uốn cong để đi vào vị trí neo Điểm uốn cáp cách neo cáp một khoảng ít nhất là (2000+T)mm để đảm bảo điều kiện trước điểm neo cáp phải có đoạn thẳng là ít nhất là 2000mm T là chiều dài tiếp tuyến của đường cong bán kính R Điểm uốn cáp phải nằm trong phạm vi đốt đúc để việc đặt và nối ống gen được dễ dàng.

Sơ đồ bố trí cáp âm như hình (H.33).

Xác định góc uốn và điểm uốn

Góc uốn xiên α: sin

2000

h Arc

R bán kính đường cong, R =4000mm.

h : khoảng cách từ vị trí cốt thép đến vị trí

neo Do cáp uốn xiên do đó ta có 2 2

h  h  h với

hd, hn là khoảng cách từ tim cáp đến tim neo

theo phương đứng và ngang.

Vậy điểm uốn cáp cách mặt cắt cuối đốt là a: a  tg h

 Tính toán trên excel ta có kết quả.

Cáp biên 0.0000 0.1328 0.0917 0.1146 0.1407 0.1679 0.2135 0.2449 0.2914 0.3219Cáp giữa 0.0000 0.1348 0.1126 0.2189 0.2083 0.3001 0.3764 0.4483 0.5167 0.5799

Sơ đồ bố trí cáp

III TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN KHI CÓ CÁP:

Do thi công đúc hẫng trải qua nhiều giai đoạn, ứng với mỗi lần căng cáp thì

đặc trưng hình học của tiết diện lại thay đổi so với khi chưa căng cáp.

Diện tích : Ac  A n Ag ps ps

Momen tĩnh đối với mép trên dầm: Sc   S n A yps ps ps

Khoảng cách trọng tâm đến mép trên dầm: t c

c

S y A

 Khoảng cách trọng tâm đến đáy dầm: yb  H y  t

Momen quán tính đối với trọng tâm dầm:  ps 2  ps 2

Khoảng cách trọng tâm đến đáy dầm: yb  4000 1984 2016   mm

Momen quán tính đối với trọng tâm dầm:

12

12 4

37.434 10 1523343 1984 1988 5.311 12 140 4 1984 337.5 37.531 10

Trọng tâm bó cáp so với mép trên dầm:

IV TÍNH MẤT MÁT ỨNG SUẤT:

Mất mát ứng suất trong cáp chia làm hai nhóm.

Mất mát ứng suất tức thời:

fPF : Mất mát do ma sát.

fPA : Mất mát do thiết bị neo.

fPES : Mất mát do co ngằn đàn hồi.

Mất mát ứng suất theo thời gian:

fPSR : Mất mát do co ngót.

fPCR : Mất mát do từ biến của bê tông.

fPR : Mất mát do dão cốt thép.

1.1 Mất mát ứng suất do ma sát fPF [5.9.5.2.2]:

x

Neo Fpj

Hình 35: Sơ đồ tính mất mát do ma sát.

fPF = fPJ [1 – e-(KX+)].

Trong đó :

fPJ : Ứng suất trong bó thép ứng suất trước tại thời điểm kích

fPJ = 0.74fPU = 0.74x1860 = 1398.6 MPa.

X : Chiều dài bó thép ứng suất trước từ đầu kích đến điểm đang xét (mm).

K : Hệ số ma sát lắc của bó cáp.

 : Hệ số ma sát.

 : Tổng giá trị tuyệt đối thay đổi góc của đường cáp ứng suất trước từ đầu kích gần nhất đến diểm đang xét.

Ống gen là loại ống được lấy theo quy định của nhà sản xuất :

K = 6.6x10-7

 = 0.25 Chiều dài từ đầu neo đến mặt cắt tính toán:

1.2 Mất mát do thiết bị neo  fPA [5.9.5.2] :

Các bó cáp được kéo cả hai đầu nên mất mát do ứng suất này tại các mặt cắt trong cáp cũng tương đối đều nhau, do đó ta có thể dùng công thức trung bình.

  độ biến dạng của neo (lấy theo gí trị kinh nghiệm).

Ep môđun đàn hồi của cáp, Ep =197000MPa.

L chiều dài bó cáp Do cáp được uốn xiên nên chiều dài bó cáp được tính như sau: L Lo   2 a  2 a2 h2

a là khoảng cách từ điểm uốn cáp cách mặt cắt cuối đốt.

h là khoảng cách từ tim cáp đến tim neo trong mặt phẳng xiên Bảng tính chiều dài bó cáp:

Cáp biên 12000 18040 24018 30029 36045 42066 48110 54149 61218 68272Cáp giữa 12000 18041 24028 30116 36105 42233 48387 54576 61798 69044

Bảng tính mất mát do thiết bị neo :

Cáp biên 98.490 65.521 49.212 39.362 32.792 28.099 24.569 21.829 19.308 17.313Cáp giữa 98.500 65.517 49.192 39.248 32.738 27.988 24.428 21.658 19.127 17.119

1.3 Mất mát ứng suất do nén đàn hồi  fPES [5.9.5.2.3b]:

Ta tính toán cho mặt cắt có momen max (0-0).

Mất mát do co ngằn đàn hồi về bản chất là khi căng bó sau sẽ gây nên mất mát cho bó trước Mất mát này được tính theo công thức sau :

e : Độ lệch tâm của bó thép so với trục trung hoà của tiết diện.

APS : Tổng diện tích của bó thép ứng suất trước.

Tuy nhiên do ứng với mỗi bó cáp ta lại có mất mát ứng suất do ma sát và thiết

bị neo khác nhau với lại tương ứng với thời điểm căng các bó cáp khác nhau thì đặc trưng vật liệu cũng như đặc trưng hình học của bê tông khác nhau do đó ta có :

0



  cgp

i n cgp i

f f

Giả sử ban đầu mất mát do nén đàn hồi :  fPES  8 MPa

Ưùng suất trong cáp sau khi mất mát ứng suất tức thời: fPt   fPJ   fPF  fPA

1219.242

1206.607

Ưùng suất trong bê tông ở trọng tâm bó cáp:

1 2

Cáp của đốt

Lặp lại lần 2: giả sử  fPES  10 MPa

Ưùng suất trong cáp sau khi mất mát ứng suất tức thời:

1283.484

1290.6573

1286.346

1288.3942

1274.4241

1274.5572

1283.484

Cáp của đốt

1.4 Mất mát do co ngót fPSR [5.9.5.4.2]:

Mất mát do co ngót của bê tông trong cấu kiện kéo sau được tính theo công thức :

fPSR = 93 – 0.85H Trong đó : H : Độ ẩm tương đối bao quanh kết cấu, được lấy trung bình hàng năm, lấy H = 80%.

Vậy fPSR = 93 – 0.85x80 = 25 (MPa).

fPSR = 25 (MPa).

1.5 Mất mát do từ biến fPCR [5.9.5.4.3]:

Ta tính toán cho mặt cắt có momen max (0-0).

fPCR = 12fcgp – 7fcdp

Trong đó :

fcgp : Tổng ứng suất bê tông ở trọng tâm bó thép ứng suất trước do lực ứng suất trước sau kích và tại trọng tâm của cấu kiện ở các mặt cắt có mô men Max (MPa).

DC2 DW cdp

MDW : Mô men do trọng lượng các lớp phủ mặt cầu.

MDC : Mô men do tĩnh tải chất thêm sau khi bê tông đông cứng.

e : Khoảng cách từ trọng tâm bó thép đến trục trung hoà của tiết diện.

Tuy nhiên ứng với từng thời điểm căng các bó cáp khác nhau thì đặc trưng hình học của tiết diện lại thay đổi

1 10 4.6 10

fPR1 : Mất mát do dão trong giai đoạn truyền lực, do cáp được căng sau nên fPR1 = 0MPa.

fPR2 : Mất mát sau khi truyền lực.

Bảng tính mất mát ứng suất

V KIỂM TOÁN:

Trong quá trình thi công , tại mọi lúc , mọi giai đoạn, ứng suất trong bê tông tại tất cả các mặt cắt phải thỏa mãn điều kiện sau:

 Ưùng suất nén trong bê tông cho phép: f = 0.6× f' n ci

 Ưùng suất kéo trong bê tông cho phép: f = 0.25 f' k ci

Công thức kiểm toán.

Ưùng suất thớ dưới bê tông:

Mu momen ở trạng thái GHCĐ ứng với γmin.

Ưùng suất thớ trên bê tông:

Mu momen ở trạng thái GHCĐ ứng với γmax.

Ta kiểm toán hai thời điểm :

Thời điểm vừa căng cáp xong.

Ta kiểm toán trường hợp điển hình mặt cắt (0-0) lúc căng cáp đốt K1.

 Thời điểm vừa căng cáp đốt K1 xong :

Ưùng suất thớ dưới:

 Thời điểm căng cáp đốt K1 xong và đổ bê tông khối K2 :

Ưùng suất thớ dưới:

38327 10 1.299 1.298 1984 0.596

Còn các trường hợp còn lại tính toán tương tự và lập bảng.

Lực căng của cáp giai đoạn truyền lực:

Ưùng suất bê tông thời điểm vừa căng cáp xong.

Ưùng suất bê tông thời điểm vừa đổ bê tông xong.

Ứùng suất thớ dưới bê tông.