THIẾT kế PHƯƠNG án kỹ THUẬT chương 7

Tên gọi các kích thớc Kí hiệu Giá trị Đơn vịChiều dài tiết diện chân tờng cánh lcc 170 cm - Mố ở trên mực nớc thông thuyền và hầu nh không ngập nớc nên không tính tải trọng va xô tầu bè

Trang 1

ch¬ng 7

TÝnh to¸n mè cÇu

Trang 2

Tên gọi các kích thớc Kí hiệu Giá trị Đơn vị

Chiều dài tiết diện chân tờng cánh lcc 170 cm

- Mố ở trên mực nớc thông thuyền và hầu nh không ngập nớc nên không tính tải trọng

va xô tầu bè và cũng không tính tải trọng gió Đất đắp sau mố sử dụng đất tốt đầm chặt

có γ = 1.8 T/m3 ϕ = 350

Trang 3

6 áp lực của đất sau mố

7 Phản lực truyền xuống từ bản quá độ

2 - Các mặt cắt cần kiểm toán với mố

Mặt cắt

IV - IVe1

m

M1T.m

e2m

M2T.m

e3m

M3T.m

e4(m)

M4T.m

Trang 4

Đất đắp sau mố 540.43 -1360.41 0.00 0.00 0.00

2 – Xác định tải trọng do tĩnh tải và hoạt tải trên kết cấu nhịp

- Chiều dài nhịp tính toán : L = 60 m

- Sơ đồ xếp tải trên nhịp nh sau :

+) Tổng diện tích ĐAH : S = 263,2

+) Diện tích ĐAH dơng: S+ = 263,2

+) Diện tích ĐAH âm: S- = 0

- Tĩnh tải kết cấu nhịp đợc tính cho toàn bộ cầu

+) Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn I : DCTC = 11,231 (T/m)

+) Tĩnh tải tĩnh tải giai đoạn I : DCTT = 1,25.11,231 = 14,04 (T/m)

+) Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn II : DWTC = 2x2,09 = 4,418 (T/m)

+) Tĩnh tải tĩnh tải giai đoạn I : DWTT = 1,5 4,418 = 6,627 (T/m)

- Hoạt tải trên kết cấu nhịp đợc tính cho cả 2 làn

+) Tải trọng Ngời : qNG = 2.0,6 = 1,2 (T/m)

+) Tải trọng làn : qLan = 2.0,948 = 1,896 (T/m)

+) Xe tải thiết kế : PXT = 2 33,24 = 66,48 (T)

+) Xe 2 trục thiết kế : PXT = 2 22 = 44 (T)

- Nội lực do hoạt tải đợc lấy với hiệu ứng lớn nhất trong số các hiệu ứng sau :

+) Hiệu ứng 1 : Xe tải thiết kế (với cự ly trục sau thay đổi từ 4,3 đến 9 m ) tổ hợp với tải trọng làn và tải trọng đoàn Ngời

+) Hiệu ứng của 1 xe 2 trục thiết kế tổ hợp với tải trọng làn và tải trọng Ngời

- Xếp xe tải thiết kế và xe 2 trục thiết kế lên ĐAH phản lực gối ta có

+) Tung độ ĐAH khi xếp xe tải

P (T) 14.5 14.5 3.5 Pi.Yi

Y 1.00 0.867 0.735 29.647+) Tung độ ĐAH khi xếp xe 2 trục

Y 1.00 0.963 21.593

- Bảng tính toán áp lực từ KCN truyền xuống mố

Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Giá trị

áp lực do tĩnh tải giai đoạn I PttI 181.93 227.42 T

áp lực do tĩnh tải giai đoạn II PttII 71.57 107.36 T

Trang 5

Tổng áp lực từ KCN PKCN 362.95 552.25 T

3 – Xác định tải trọng do hoạt tải trên bản qúa độ

- Chiều dài bản quá độ : Lqd = 5,0 (m)

- Xếp xe tải và xe 2 trục thiết kế lên ĐAH phản lực gối ta có

+) Tung độ ĐAH khi xếp xe tải

- Bảng tính toán áp lực truyền lên vai kê khi hoạt tải trên bản quá độ

Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Giá trị

II.3 – Xác định các tải trọng nằm ngang tác dụng lên mố

II.3.1 – Tính áp lực đất tác dụng lên mố

1 – Các công thức tính toán áp lực đất

- Công thức tính áp lực đất tĩnh

Trong đó :

+) K = Ka (hệ số áp lực đất chủ động ) nếu là tờng chắn công xon

+) K = KO (hệ số áp lực đất tĩnh ) nếu là tờng chắn trọng lực

- Công thức tính hệ số áp lực đất :

+) Tính hệ số áp lực đất tĩnh KO

B K

H

2

2γ

=

ϕ sin

1 −

=

OK

Trang 6

+) Tính hệ số áp lực đất chủ động Ka

Trong đó :

+) δ: Góc ma sát giữa đất đắp và tờng : δ=24o

+) β: Góc giữa phơng đất đắp với phơng ngang : β=2o

+) θ: Gócgiữa phơng đất đắp với phơng thẳng đứng : θ=90o

+) ϕ: Góc nội ma sát của đất đắp : ϕ=35o

+) ϕ: Góc nội ma sát của đất đắp nhỏ nhất : ϕ=30o

+) ϕ: Góc nội ma sát của đất đắp lớn nhất : ϕ=40o

- Công thức tính áp lực đất do hoạt tải sau mố

Trong đó :

+) H : Chiều cao tờng chắn chịu áp lực đất

+) B : Bề rộng tờng chắn chịu áp lực đất

+) K : Hệ số áp lực đất chủ động

+) : Trọng lợng riêng của đất

+) heq : Chiều cao lớp đất tơng đơng của hoạt tải

- Chiều cao lớp đất tơng đơng của hoạt tải xác định theo chiều cao tờng chắn :

Chiều cao tờng chắn

Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị

Góc giữa mặt đất với phơng ngang β 0 độ

Góc giữa lng tờng với phơng ngang θ 90 độ

B H h K

LS = a eq.γ

)sin(

.sin

)(sin

2

δθθ

)

sin(

)sin(

+

=

βθδθ

βϕδ

ϕ

r

Trang 7

Góc ma sát có hiệu của đất đắp ϕ1 35 độ

- Bảng tính áp lực đất tại mặt cắt đáy móng :

Kí hiệu H

m

Bm

heqm

eEHm

LST

eLSm

VST

eVSmGiá trị 35 3.01 0.244 190.70 3.825 28.49 4.25 0.25 -1

30 2.77 0.296 230.96 3.825 34.51 4.25 0.25 -1

40 3.22 0.199 155.52 3.825 23.24 4.25 0.25 -1

Trang 8

4 – Tính áp lực đất tại mặt cắt chân tờng thân (mặt cắt II-II)

- Sơ đồ tính áp lực đất mặt cắt chân tờng thân :

EH LS

- Bảng kết quả tính áp lực đất mặt cắt chân tờng thân

Kí hiệu H

m

Bm

heqm

eEHm

LST

eLSm

VST

eVSmGiá trị 35 3.01 0.244 111.52 2.925 25.22 3.25 0.00 0

30 2.77 0.296 135.06 2.925 30.54 3.25 0.00 0

40 3.22 0.199 90.94 2.925 20.57 3.25 0.00 0

Trang 9

5 – Bảng tính toán áp lực đất tại mặt cắt chân tờng đỉnh (mặt cắt III-III)

- Sơ đồ tính áp lực đất mặt cắt chân tờng đỉnh :

LS EH

- Bảng kết quả tính áp lực đất tại mặt cắt chân tờng đỉnh

Kí hiệu H

m

Bm

heqm

eEHm

LST

eLSm

VST

eVSmGiá trị 35 3.01 0.244 10.35 0.891 16.10 0.99 0.00 0

30 2.77 0.296 12.53 0.891 19.49 0.99 0.00 0

40 3.22 0.199 8.44 0.891 13.13 0.99 0.00 0

6 – Bảng tính toán áp lực đất tại mặt cắt chân tờng cánh (mặt cắt IV-IV)

- Để tính đợc áp lực đất tác dụng lên tờng cánh thì ta chia tờng cánh thành 3 khối sau

đó tính áp lực đất tác dụng lên tờng cánh của từng khối:

Trang 10

heqm

EHT

eEHm

LST

eLSm

- Lực hãm xe đợc đặt theo phơng dọc cầu , điểm đặt cách mặt đờng xe chạy 1,8 m

- Do thiết kế trên mố đặt gối di động nên lực hãm xe theo phơng dọc cầu là :

BR = 0 T

II.3.3 – Tính tải trọng do lực ma sát gối cầu

- Lực ma sát gối cầu phải đợc xác định trên cơ sở của giá trị cực đại của hệ số ma sát giữa các mặt trợt Lực ma sát FR đợc xác định theo công thức sau :

FR = fmax N Trong đó :

+) fmax : là hệ số ma sát giữa bê tông với gối di động cao su : fmax = 0,3

+) Tổng áp lực lớn nhất do tĩnh tải và hoạt tải trên KCN truyền xuống mố

Trang 11

ta có : N = 362,95 TVậy ta có : FR = 0,3 362,95 = 108,89 T

- Cánh tay đòn của lực ma sát FR với các mặt cắt nh sau :

+) Với mặt cắt I-I : e1y = hm+htt + hg = 2 + 4,52 + 0,28 = 6,8 m

+) Với mặt cắt II-II : e2y = htt + hg = 4,52 + 0,28 = 4,8 m

+) e3y = e4y = 0 m

II.3.4 – Tính tải trọng do áp lực gió tác dụng lên mố.

II.3.4.1 – Tính áp lực gió ngang

- Tải trọng gió ngang phải đợc lấy theo chiều tác dụng nằm ngang và đặt trọng tâm tại trọng tâm của các phần diện tích chắn gió

- Công thức tính áp lực gió ngang :

Trong đó :

+) V : Tốc độ gió thiết kế

V = VB.S+) VB : Tốc độ gió cơ bản trong 3 giây với chu kì xuất hiện 100 năm thích hợp với vùng tính gió tại vị trí cầu đang nghiên cứu xây dựng

Ta giả thiết công trình đợc xây dựng tại khu vực I (tra bảng) ta có :

VB = 38 m/s +) S : Hệ số điều chỉnh áp lực gió : S = 0,81 (ứng với độ cao mặt cầu là 9,46m)+) At : Diện tích cấu kiện chắn gió ngang

+) Cd : Hệ số cản gió phụ thuộc vào tỷ số b/d

+) b : Chiều rộng toàn bộ của cầu giữa các bề mặt lan can : b = 14 m

+) d : Chiều cao KCPT bao gồm cả lan can đặc nếu có : d = 2,7 m

=> Tỉ số b / d = 2,7 / 14 = 5,185 => Tra bảng ta có : Cd = 1,2

- Ta phải tính áp lực gió ngang tác dụng lên mố và lên KCN

- Bảng tính toán áp lực gió ngang tác dụng lên công trình :

Vtk

Giá trị I 38.00 0.81 30.78 25.00 1.20

At m2

PD VtkT

PD V25T

e1xm

e2xm

e3xm

e4xm

II.3.4.2 – Tính áp lực gió dọc

- Đối với mố trụ có kết cấu phần trên là giàn hay các dạng kết cấu có bề mặt chắn gió

là đáng kể thì ta sẽ phải xét đến áp lực gió dọc Tuy nhiên do ở đây ta thiết kế mố cho

t d

t

P = 0 , 0006 2 ≥ 1 , 8

Trang 12

kết cấu nhịp cầu dẫn giản đơn L = 33 m do đó diện tích chắn gió là không đáng kể vì vậy trong trờng hợp này ta có áp lực gió dọc bằng 0.

- Bảng tính toán áp lực gió thẳng đứng tác dụng lên KCN :

áp lực gió thẳng đứng tác dụng lên mố Pv 9.14 T

Cánh tay đòn với mặt cắt III -III e3y 0.00 m

II.3.4.4 – Tính áp lực gió tác dụng lên xe cộ : WL

- áp lực gió tác dụng lên xe cộ chỉ đợc xét đến trong tổ hợp tải trọng theo TTGH cờng

độ III

- áp lực gió tác dụng lên xe cộ đợc lấy bằng 1,5 Kn/m , tác dụng theo hớng nằm

ngang , ngang với tim dọc của kết cấu và đặt cách mặt đờng 1,8 m

- áp lực gió tác dụng lên xe cộ đợc lấy bằng 0,75 Kn/m , tác dụng theo hớng nằm ngang , dọc với tim dọc của kết cấu và đặt cách mặt đờng 1,8 m

- Bảng tính toán áp lực gió tác dụng lên xe cộ :

Kí hiệu Vùng

TK

VBm/s

qgdT/m2

qgnT/m2Giá trị I 38.00 0.81 30.78 25.00 1.20 1.80 0.08 0.15

Kí hiệu h xe

m

L xem

b xem

WLdT

WLnT

e1m

e2m

e3m

e4mGiá trị 2.50 14.50 2.00 0.00 5.44 10.30 8.30 0.00 0.00

v

P =0.00045 2

Trang 13

II.3.5 – Tính tải trọng do áp lực nớc tác dụng lên mố.

- áp lực nớc tác dụng lên mố đợc tính cho 2 trờng hợp

- Tác dụng theo phơng ngang hớng vào nền đờng :

MNCNm

MNTNm

Kí hiệu hn max

m

hn minm

WAmax

T

e maxm

WAmin

T

e minm

Trang 14

III.1 – Bảng hệ số tải trọng theo các TTGH c ờng độ

1 - Bảng hệ số tải trọng theo các trọng thái giới hạn : (Bảng 3.4.1.1)

Tổ hợp

tải trọng

Trạng thái GH

DCDDDWEHEVES

LLIMCEBRPLLSEL

TUCRSR

TG

SE

Cờng độ I γn 1.75 1.00 0.00 0.00 1.00 0.5/1.2 γTG SECờng độ II γn 0.00 1.00 1.40 0.00 1.00 0.5/1.2 γTG SECờng độ III γ n 1.35 1.00 0.40 1.00 1.00 0.5/1.2 γ TG SE

Đặc biệt γn 0.50 1.00 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00

Sử dụng 1.00 1.00 1.00 0.30 1.00 1.00 1/1.20 γTG SEMỏi chỉ có LL

, IM và CE 0 0.75 1.00 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00

2 - Bảng các hệ số tải trọng cho tĩnh tải : (Bảng 3.4.1.2)

Loại tải trọng Kí hiệu Hệ số tải trọng

Trang 15

Tải trọng chất thêm ES 1.50 0.75

III.2 – Tổng hợp nội lực tại mặt cắt đáy móng ( mặt cắt I –I)

a – Bảng tổng hợp nội lực tiêu chuẩn

Tên tải trọng

Kíhiệu

VtcT

Hxtc T

ex m

MytcT.m

Hytc T

ey m

MxtcT.m

Do hoạt tải trên KCN LLkcn 109.4 0.80 87.56 0.00

Do hoạt tải trên bản quá độ LLbqd 43.59 -0.35 -15.26 0.00

áp lực ngang do hoạt tải

áp lực nớc ngang lớn nhất WAMAX 27.79 -1.32 -36.78 0.00

Lực đẩy nổi của nớc lớn

Trang 16

b - Bảng tổng hợp nội lực tại mặt cắt I-I theo các trạng thái giới hạn cờng độ

Trạng thái

GH

V max

V min

Hxmax

Hx min

Mymax My min

Hymax

Hymin

Mxmax

MxminCờng độ I 1982.5 1443.4 485.0 370.6 653.74 592.01 0.00 0.00 0.00 0.00Cờng độ II 1660.0 1120.9 422.7 308.3 241.47 179.74 8.44 8.44 52.60 52.60Cờng độ III 1909.5 1370.4 470.8 356.3 560.09 498.36 7.85 7.85 71.03 71.03

Sử dụng 1371.8 1371.8 355.8 355.8 472.55 472.55 7.25 7.25 67.28 67.28

III.3 – Tổng hợp nội lực tại mặt cắt chân tờng thân ( mặt cắt II – II )

Tên tải trọng

Kíhiệu

VtcT

Hxtc T

ex m

MytcT.m

Hytc T

ey m

MxtcT.m

Do hoạt tải trên KCN LLkcn 109.45 0.15 16.42 0.00

áp lực ngang do HT ϕ=35O LS 25.22 3.25 81.97 0.00Gió ngang tác dụng lên KCN PDKCN 0.00 3.83 4.80 18.37Gió tác dụng lên xe dọc cầu WLd 0.00 8.30 0.00 0.00Gió tác dụng lên xe ngang cầu WLn 8.30 0.00 5.44 0.00

Lực đẩy nổi của nớc lớn nhất -43.54 0.00 0.00 0.00

Trang 17

Trạng thái

GH V max V min

Hxmax

Hx min My maxMy min

Hymax

Hymin

Mxmax

Sử dụng 671.0 671.0 232.8 232.8 891.0 5.51 6.59 6.59 5.51 5.51

III.4 – Tổng hợp nội lực tại mặt cắt chân t ờng đỉnh ( mặt cắt III – III )

b - Bảng tổng hợp nội lực tại mặt cắt III-III theo các TTGH cờng độ

Trạng thái

GH

V max

V min

Hx max

Hx min

Mymax

My min

Hymax

Hymin

Mxmax

MxminCờng độ I 499.54 355.59 50.73 44.52 -1.13 -3.39 0.00 0.00 0.00 0.00Cờng độ II 404.18 260.23 15.52 9.31 2.15 -0.11 0.00 0.00 0.00 0.00Cờng độ III 477.74 333.80 42.68 36.48 -0.38 -2.64 0.00 0.00 0.00 0.00

Sử dụng 352.62 352.62 26.44 26.44 -1.62 -1.62 0.00 0.00 0.00 0.00

III.5 – Tổng hợp nội lực tại mặt cắt chân t ờng cánh ( mặt cắt IV – IV )

Tên tải trọng

Kíhiệu

VtcT

Hxtc T

ex m

MytcT.m

Hytc T

ey m

MxtcT.mTrọng lợng tờng cánh Gtc

VtcT

Hxtc T

ex m

MytcT.m

Hytc T

ey m

MxtcT.m

áp lực đất chủ động ϕ=35O EH 10.35 0.89 9.22 0.00

Do tĩnh tải giai đoạn I DC 181.93 0.00 0.00 0.00

áp lực ngang do HT ϕ =35O LS 16.10 0.99 15.94 0.00

Trang 18

V min

Hx max

Hx min

Mymax

My min

Hymax

Hymin

Mxmax

Sử dụng 57.35 57.35 0.00 0.00 99.62 99.62 15.59 15.59 57.83 57.83

IV – Tổng hợp tải trọng bất lợi theo TTGHCĐ I

IV.1 – Nguyên tắc tổng hợp tải trọng bất lợi

- Khi tổ hợp tải trọng bất lợi ra phía sông thì các tải trọng đợc tính nh sau :

+) Các tải trọng gây ra mômen hớng ra phía sông sẽ đợc lấy với hệ số tải trọng

+) Hoạt tải có tính đến hệ số xung kích IM

+) Lực hãm và lực ma sát đợc tính cho trờng hợp hớng ra phía sông

+) áp lực ngang của nớc đợc tính với chiều cao ngập thấp nhất

- Khi tổ hợp tải trọng bất lợi về phía đờng thì các tải trọng đợc tính nh sau :

+) Các tải trọng gây ra mômen hớng ra phía sông sẽ đợc lấy với hệ số tải trọng

+) Hoạt tải không tính đến hệ số xung kích IM

+) Lực hãm và lực ma sát đợc tính cho trờng hợp hớng về phía đờng

+) áp lực ngang của nớc đợc tính với chiều cao ngập cao nhất

Trang 19

IV.2 – tải trọng bất lợi tại mặt cắt đáy bệ ( mặt cắt I – I )

a – Tổ hợp tải trọng bất lợi ra phía sông ( Tổ hợp I-a)

Tên tải trọng

Kí hiệu γ

V T

HxT

My T.m

HyT

MxT.m

+) Khối 1 Gtc1 0.90 19.01 0.00 -16.16 0.00 0.00 +) Khối 2 Gtc2 0.90 19.85 0.00 -71.44 0.00 0.00 +) Khối 3 Gtc3 0.90 14.18 0.00 -51.03 0.00 0.00

Gờ kê bản quá độ Gk 0.90 1.22 0.00 -0.43 0.00 0.00

áp lực đất thẳng đứng EV 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 +) Khối 1 EV1 1.00 341.17 0.00 -341.1 0.00 0.00 +) Khối 2 EV2 1.00 226.57 0.00 -872.3 0.00 0.00 +) Khối 3 EV3 1.00 161.84 0.00 -623.0 0.00 0.00

áp lực đất chủ động =30 O EH 1.50 0.00 346.44 1325.1 0.00 0.00

Do tĩnh tải giai đoạn I DC 1.25 227.42 0.00 181.93 0.00 0.00

Do tĩnh tải giai đoạn II DW 1.50 107.36 0.00 85.89 0.00 0.00

HxT

My T.m

HyT

MxT.m

+) Khối 1 Gtc1 1.25 26.41 0.00 -22.45 0.00 0.00 +) Khối 2 Gtc2 1.25 27.56 0.00 -99.23 0.00 0.00 +) Khối 3 Gtc3 1.25 19.69 0.00 -70.88 0.00 0.00

Trang 20

Bản quá độ Gqd 1.25 27.50 0.00 -9.63 0.00 0.00

Gờ kê bản quá độ Gk 1.25 1.69 0.00 -0.59 0.00 0.00

áp lực đất thẳng đứng EV

+) Khối 1 EV1 1.35 341.17 0.00 -341.17 0.00 0.00 +) Khối 2 EV2 1.35 226.57 0.00 -872.31 0.00 0.00 +) Khối 3 EV3 1.35 161.84 0.00 -623.08 0.00 0.00

áp lực đất chủ động ϕ=40O EH 0.9 0.00 139.97 535.38 0.00 0.00

IV.3 – tải trọng bất lợi tại mặt cắt chân t ờng thân ( mặt cắt II – II )

Tên tải trọng Kí

hiệu γ V T

HxT

My T.m

HyT

MxT.m

Trang 21

b – Tổ hợp tải trọng bất lợi về phía đờng ( Tổ hợp I-b)

hiệu γ

V T

HxT

My T.m

HyT

MxT.m

IV.4 – tải trọng bất lợi tại mặt cắt chân t ờng đỉnh ( mặt cắt III – III )

hiệu 

V T

HxT

My T.m

HyT

MxT.m

Gờ kê bản quá độ Gk 0.90 1.22 0.00 -0.49 0.00 0.00

áp lực đất chủ động ϕ=30O EH 1.50 0.00 18.80 16.75 0.00 0.00

Do hoạt tải trên bản quá độ LLbqd 1.75 95.36 0.00 -38.14 0.00 0.00

áp lực ngang do HT ϕ=30O LS 1.75 0.00 28.72 28.43 0.00 0.00

Định dạng
Số trang	41
Dung lượng	1,44 MB