ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ CẦU BÀ LỚN

CHƯƠNG VTÍNH TOÁN TRỤ CẦU I/ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN: Chọn kích thước trụ : - kích thước nhỏ nhất của trụ theo phương ngang cầu : B = Bmax + bp + 2t +2bo.. bp : Kích thước thớt gối theo phư

CHƯƠNG V

TÍNH TOÁN TRỤ CẦU

I/ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN:

Chọn kích thước trụ :

- kích thước nhỏ nhất của trụ theo phương ngang cầu :

B = Bmax + bp + 2t +2bo.

- kích thước nhỏ nhất của trụ theo phương ngang cầu :

A= m + nt + np + (at + ap)/2 + tt + tp + ct + cp.

Trong đó :

Bmax : Khoảng cách giữa tim hai đá kê gối ngoài cùng = 990cm.

bp : Kích thước thớt gối theo phương ngang cầu = 50cm.

Bo : Khoảng cách từ mép đá kê gối đến mép mũ trụ = 30cm.

m : Khoảng cách tĩnh giữa hai đầu dầm các nhịp kề nhau = 10cm.

nt, np : Khoảng cách từ trục tim gối đến đầu dầm = 40cm.

at, ap : Kích thước thớt gối theo phương dọc cầu = 30cm.

tt, tp : Khoảng cách từ mép thớt gối đến mép đá kê gối = 15cm.

ct, cp : Khoảng cách từ đá kê gối đến mép mũ trụ theo phương dọc cầu = 25cm.

120 120

150 205

50

15 5

90 360

30

II/ XÁC ĐỊNH CÁC TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG VÀO TRỤ CẦU:

2.1./ Tĩnh tải truyền lên trụ:

2.1.1./ Phần kết cấu nhịp:

qtd : tải trọng tương đương của một làn xe ôtô tiêu chuẩn.

ηH : hệ số phân bố ngang của ôtô xuống các gối cầu.

β : hệ số làn xe.

1 + µ : hệ xung kích.

Pn : tải trọng người đi trên 1 m2lề đường.

ηng : hệ số phân bố ngang của đoàn người.

Ω : diện tích đường ảnh hưởng phản lực gối.

SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1. 123 Tính toán trụ cầu

2.2.1/ Xếp H30 1 nhịp 2 làn :

- Với α = 0, l = 32.2 m , ⇒ qtd = 2.456 T/m.

- Hệ số xung kích (1 + µ ) = 1.096.

- β = 0.9: (chiều dài xếp tải trên đường ảnh hưởng 25m ≤ L ≤ 50m )

ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG ÁP LỰC GỐI

1tt

2

ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG ÁP LỰC GỐI

- Hệ số xung kích: (1 + µ ) = 1

2.2.8./ Lực lắc ngang của H30 :

Cường độ rải đều của tải trọng ngang do H30 là qn = 0.4 T/m

.

.

.

T L

L q E

m L

L

tt tt n

tt tt

88 12 2

2 32 2 32 4 0 2

2 32

2 1

2 1

T P

MNTN MNTT MNCN

767 28 1 5 0 4

5 1 14 3 2 2 9 5 1

37 39 1 5 3 4

5 1 14 3 2 2 9 5 1

90 39 1 65 3 4

5 1 14 3 2 2 9 5 1

2 2 2

.

.

.

.

.

.

T P

T P

MNTN MNTT MNCN

767 1 1 5 0 4

5 1 14 3 2

37 12 1 5 3 4

5 1 14 3 2

90 12 1 65 3 4

5 1 14 3 2

2 2 2

.

.

.

.

.

.

2.3./ Tải trọng gió:

• Gió ngang cầu:

+ Tính cho mực nước cao nhất:

2

m

1 2

33 2

33 2

L1,L2: chiều dài toàn bộ của nhịp 1 và nhịp 2

hlc : chiều cao của lan can

k1 = (0.3 ÷ 0.8) : hệ số rỗng.

- Diện tích chắn gió của kết cấu nhịp.

2 2

2 2

1

2

675 1 33 675 1 33

h L

K2 = 1 : hệ số rỗng(do tiết diện đặc)

hKCN1, hKCN2 : chiều cao kết cấu nhịp

hKCN1 = hKCN2 = hb + hp + hd =0.15 + 0.125 + 1.40 = 1.675 m

Trong đó :

hb :bề dày bản

hp : bề dày lớp phủ

hd : chiều cao dầm

- Diện tích mũ trụ:

Fmũ = 1.9 × 1.3 = 2.47 m

- Diện tích cột:

Fcột = 1.5 × 1.95 = 2.925 m2

(MNCN) ngang

gió Lực

→

+ Khi có xe ω = ωh × F

T T T T

h cột

h mũ

h KCN

h lc

146 0 925 2 05 0

124 0 47 2 05 0

764 2 275 55 05 0

743 0 85 14 05 0

.

.

.

.

.

.

+ Khi không có xe ω0 = ω0× F

T T T T

ôt cột mũ KCN lc

527 0 925 2 18 0

445 0 47 2 18 0

950 9 275 55 18 0

673 2 85 14 18 0

0 0 0

.

.

.

.

.

.

- Tính cho mực nước thấp nhất:

gió Lực

→

+ Khi có xe

T T T T

h cột

h mũ

h KCN

h lc

383 0 65 7 05 0

124 0 47 2 05 0

764 2 275 55 05 0

743 0 85 14 05 0

.

.

.

.

.

+ Khi không có xe:

T T T T

ôt cột mũ KCN lc

377 1 65 7 18 0

445 0 47 2 18 0

950 9 275 55 18 0

673 2 85 14 18 0

0 0 0

.

.

.

.

.

• Gió dọc cầu:

+ Tính cho mực nước cao nhất

- Diện tích chắn gió

SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1. 127 Tính toán trụ cầu

m

m

85 5 2 925 2

59 14 7 0 2 10 7 0 7 0 6 11 6 0

× +

dọc gió Lực

→

+ Khi có xe

Lan can chịu 60% lực gió ngang cầu

T T T

h cột

h mũ

h lc

293 0 85 5 05 0

730 0 59 14 05 0

446 0 743 0 60

.

.

.

+ Khi không có xe

Lan can chịu 60% lực gió ngang cầu

T T T

cột mũ lc

053 1 85 5 18 0

268 2 598 14 18 0

446 0 743 0 60

0 0 0

.

.

.

.

+ Tính cho mực nước thấp nhất

- Diện tích chắn gió.

2

2

m

m

30 15 2 654 7

59 14 7 0 2 10 7 0 7 0 6 11 6 0

× +

dọc gió Lực

→

+ Khi có xe

Lan can chịu 60% lực gió ngang cầu

T T T

h cột

h mũ

h lc

765 0 30 15 05 0

730 0 59 14 05 0

446 0 743 0 60

.

.

.

+ Khi không có xe

T T T

o cột

o mũ

o lc

754 2 30 15 18 0

626 2 59 14 18 0

446 0 743 0 60

.

.

.

BẢNG THỐNG KÊ CÁC TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ

Stt (Tấn)

Cánh tay đòn (m)

Moment (Tm)

Moment (Tm)

14 Lực xô va của tàu

15 Tải trọng gió

I - I Phương dọc cầu

a có xe trên cầu

Moment (Tm)

SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1. 131 Tính toán trụ cầu

P H P H P H Mtc Mtt

Phương ngang cầu

II - II Phương dọc cầu

Phương ngang cầu

BẢNG TỔ HỢP TẢI TRONG TÁC DỤNG LÊN MẶT CẮT I - I

SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1. 133 Tính toán trụ cầu

BẢNG TỔ HỢP TẢI TRONG TÁC DỤNG LÊN MẶT CẮT II - II Tổ

SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1. 135 Tính toán trụ cầu

m

Moment (Tm)

9 Gió dọc MNCN

m

Moment (Tm)

8 Gió ngang MNTN

9 Gió ngang MNCN

Sơ đồ xếp tải theo phương ngang cầu chỉ xếp H30 và người lệch tâm, tính hệ số phân bố ngang theo phương pháp đòn bẩy.

- Dầm 1:

0

09 1 5 1 2

273 0 182 1

0

436 0 5 0 2 1 727 0

2

2

.

.

i H

ng

y

η

ω η

- Dầm 3:

1.65m 1.65m 1.65m 1.65m 1.65m

SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN TRỤ

1.65m

2

11.60m 6.00m 0.3m

3 2

.

.

Tấn

RH

324 32 637 0 9 0 1 2 32 751 1

- Các dầm còn lại:

0

7 6 5 4

Xác định nội lực :

Giải bài toán bằng chương trình SAP-2000 Sau đây là kết quả tính toán thu được :

SƠ ĐỒ CHẤT TĨNH TẢI

SƠ ĐỒ CHẤT HOẠT TẢI

BIỂU ĐỒ MOMENT DO HOẠT TẢI VÀ TĨNH TẢI TÍNH TOÁN

MINH HOẠ KẾT QUẢ KHẢO SÁT NỘI LỰC TỪNG PHẦN TỬ

SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1. 140 Tính toán trụ cầu

S A P 2 0 0 0 (R)

Structural Analysis Programs

Student Version 7.40

Copyright (C) 1978-2000

COMPUTERS AND STRUCTURES, INC

All rights reserved

This copy of SAP2000 is for the exclusive use of

THE LICENSEE

Unauthorized use is in violation of Federal copyright laws It is the responsibility of the user to verify all

results produced by this program

5 Dec 2003 21:17:51

Program SAP2000 Student Version 7.40

File:Tru.OUT COMMERCIAL USE PROHIBITED

F R A M E E L E M E N T I N T E R N A L F O R C E S ELEM 1 ================== LENGTH = 6.250000 LOAD HOATTAI -

REL DIST P V2 V3 T M2 M3 0.00000 -80.980588 2.933268 000000 000000 000000 -16.417581 0.16667 -80.980588 2.933268 000000 000000 000000 -19.473069 0.33333 -80.980588 2.933268 000000 000000 000000 -22.528557 0.50000 -80.980588 -27.066732 000000 000000 000000 -14.334044 0.66667 -80.980588 -27.066732 000000 000000 000000 13.860468 0.83333 -80.980588 -27.066732 000000 000000 000000 42.054980 1.00000 -80.980588 -27.066732 000000 000000 000000 70.249492 LOAD TINHTAI -

REL DIST P V2 V3 T M2 M3 0.00000 -96.789000 -1.962549 000000 000000 000000 -8.213520 0.16667 -96.789000 -1.962549 000000 000000 000000 -6.169198 0.33333 -96.789000 -1.962549 000000 000000 000000 -4.124876 0.50000 -96.789000 -1.962549 000000 000000 000000 -2.080554 0.66667 -96.789000 -1.962549 000000 000000 000000 -0.036232 0.83333 -96.789000 -1.962549 000000 000000 000000 2.008090 1.00000 -96.789000 -1.962549 000000 000000 000000 4.052412 COMB TC - MAX

REL DIST P V2 V3 T M2 M3 0.00000 -177.769588 0.970719 000000 000000 000000 -24.631102 0.16667 -177.769588 0.970719 000000 000000 000000 -25.642267

SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1. 142 Tính toán trụ cầu

0.33333 -177.769588 0.970719 000000 000000 000000 -26.653433 0.50000 -177.769588 -29.029281 000000 000000 000000 -16.414599 0.66667 -177.769588 -29.029281 000000 000000 000000 13.824236 0.83333 -177.769588 -29.029281 000000 000000 000000 44.063070 1.00000 -177.769588 -29.029281 000000 000000 000000 74.301905 COMB TC - MIN

REL DIST P V2 V3 T M2 M3

0.00000 -177.769588 0.970719 000000 000000 000000 -24.631102 0.16667 -177.769588 0.970719 000000 000000 000000 -25.642267 0.33333 -177.769588 0.970719 000000 000000 000000 -26.653433 0.50000 -177.769588 -29.029281 000000 000000 000000 -16.414599 0.66667 -177.769588 -29.029281 000000 000000 000000 13.824236 0.83333 -177.769588 -29.029281 000000 000000 000000 44.063070 1.00000 -177.769588 -29.029281 000000 000000 000000 74.301905 COMB TT - MAX

REL DIST P V2 V3 T M2 M3

0.00000 -219.840723 1.947771 000000 000000 000000 -32.019486 0.16667 -219.840723 1.947771 000000 000000 000000 -34.048415 0.33333 -219.840723 1.947771 000000 000000 000000 -36.077343 0.50000 -219.840723 -40.052229 000000 000000 000000 -22.356272 0.66667 -219.840723 -40.052229 000000 000000 000000 19.364800 0.83333 -219.840723 -40.052229 000000 000000 000000 61.085871 1.00000 -219.840723 -40.052229 000000 000000 000000 102.806943 COMB TT - MIN

REL DIST P V2 V3 T M2 M3

0.00000 -219.840723 1.947771 000000 000000 000000 -32.019486 0.16667 -219.840723 1.947771 000000 000000 000000 -34.048415 0.33333 -219.840723 1.947771 000000 000000 000000 -36.077343 0.50000 -219.840723 -40.052229 000000 000000 000000 -22.356272 0.66667 -219.840723 -40.052229 000000 000000 000000 19.364800 0.83333 -219.840723 -40.052229 000000 000000 000000 61.085871 1.00000 -219.840723 -40.052229 000000 000000 000000 102.806943 ELEM 2 ================== LENGTH = 6.250000

LOAD HOATTAI -

REL DIST P V2 V3 T M2 M3

0.00000 -24.199412 -15.813268 000000 000000 000000 -46.819498 0.16667 -24.199412 -15.813268 000000 000000 000000 -30.347344 0.33333 -24.199412 -15.813268 000000 000000 000000 -13.875189 0.50000 -24.199412 -15.813268 000000 000000 000000 2.596965 0.66667 -24.199412 -15.813268 000000 000000 000000 19.069119 0.83333 -24.199412 -15.813268 000000 000000 000000 35.541274 1.00000 -24.199412 -15.813268 000000 000000 000000 52.013428

LOAD TINHTAI -

REL DIST P V2 V3 T M2 M3

0.00000 -96.789000 1.962549 000000 000000 000000 8.213520 0.16667 -96.789000 1.962549 000000 000000 000000 6.169198 0.33333 -96.789000 1.962549 000000 000000 000000 4.124876 0.50000 -96.789000 1.962549 000000 000000 000000 2.080554 0.66667 -96.789000 1.962549 000000 000000 000000 0.036232 0.83333 -96.789000 1.962549 000000 000000 000000 -2.008090 1.00000 -96.789000 1.962549 000000 000000 000000 -4.052412 COMB TC - MAX

REL DIST P V2 V3 T M2 M3 0.00000 -120.988412 -13.850719 000000 000000 000000 -38.605978 0.16667 -120.988412 -13.850719 000000 000000 000000 -24.178145 0.33333 -120.988412 -13.850719 000000 000000 000000 -9.750313 0.50000 -120.988412 -13.850719 000000 000000 000000 4.677519 0.66667 -120.988412 -13.850719 000000 000000 000000 19.105351 0.83333 -120.988412 -13.850719 000000 000000 000000 33.533184 1.00000 -120.988412 -13.850719 000000 000000 000000 47.961016 COMB TC - MIN

REL DIST P V2 V3 T M2 M3 0.00000 -120.988412 -13.850719 000000 000000 000000 -38.605978 0.16667 -120.988412 -13.850719 000000 000000 000000 -24.178145 0.33333 -120.988412 -13.850719 000000 000000 000000 -9.750313 0.50000 -120.988412 -13.850719 000000 000000 000000 4.677519 0.66667 -120.988412 -13.850719 000000 000000 000000 19.105351 0.83333 -120.988412 -13.850719 000000 000000 000000 33.533184 1.00000 -120.988412 -13.850719 000000 000000 000000 47.961016 COMB TT - MAX

REL DIST P V2 V3 T M2 M3 0.00000 -140.347077 -19.979771 000000 000000 000000 -56.512425 0.16667 -140.347077 -19.979771 000000 000000 000000 -35.700163 0.33333 -140.347077 -19.979771 000000 000000 000000 -14.887901 0.50000 -140.347077 -19.979771 000000 000000 000000 5.924361 0.66667 -140.347077 -19.979771 000000 000000 000000 26.736622 0.83333 -140.347077 -19.979771 000000 000000 000000 47.548884 1.00000 -140.347077 -19.979771 000000 000000 000000 68.361146 COMB TT - MIN

REL DIST P V2 V3 T M2 M3 0.00000 -140.347077 -19.979771 000000 000000 000000 -56.512425 0.16667 -140.347077 -19.979771 000000 000000 000000 -35.700163 0.33333 -140.347077 -19.979771 000000 000000 000000 -14.887901 0.50000 -140.347077 -19.979771 000000 000000 000000 5.924361 0.66667 -140.347077 -19.979771 000000 000000 000000 26.736622 0.83333 -140.347077 -19.979771 000000 000000 000000 47.548884 1.00000 -140.347077 -19.979771 000000 000000 000000 68.361146 ELEM 3 ================== LENGTH = 2.800000

LOAD HOATTAI -

SVTH : NGUYỄN VĂN NHẪN LỚP 99XC1. 144 Tính toán trụ cầu

REL DIST P V2 V3 T M2 M3 0.00000 -12.880000 .000000 1.09E-15 000000 5.84E-16 -3.55E-15 0.16667 -12.880000 .000000 1.09E-15 000000 7.61E-17 -3.55E-15 0.33333 -12.880000 15.794000 -8.25E-16 000000 -2.72E-16 -1.316168 0.50000 -12.880000 15.794000 -8.25E-16 000000 1.12E-16 -8.686701 0.66667 -12.880000 15.794000 -8.25E-16 000000 4.97E-16 -16.057235 0.83333 -12.880000 15.794000 -8.25E-16 000000 8.82E-16 -23.427768 1.00000 -12.880000 46.723000 -4.57E-15 000000 2.39E-15 -40.077005 LOAD TINHTAI -

REL DIST P V2 V3 T M2 M3 0.00000 .000000 5.33E-15 1.84E-15 000000 9.61E-16 3.55E-15 0.16667 .000000 5.33E-15 1.84E-15 000000 1.04E-16 1.07E-15 0.33333 .000000 27.654000 -1.51E-15 000000 -4.73E-16 -2.304502 0.50000 .000000 27.654000 -1.51E-15 000000 2.33E-16 -15.209702 0.66667 .000000 27.654000 -1.51E-15 000000 9.39E-16 -28.114902 0.83333 .000000 27.654000 -1.51E-15 000000 1.64E-15 -41.020102 1.00000 .000000 55.308000 -4.86E-15 000000 3.36E-15 -62.221506 COMB TC - MAX

REL DIST P V2 V3 T M2 M3 0.00000 9.09E-13 5.33E-15 2.92E-15 000000 1.55E-15 .000000 0.16667 -12.880000 5.33E-15 2.92E-15 000000 1.80E-16 -2.49E-15 0.33333 -12.880000 43.448000 -2.34E-15 000000 -7.46E-16 -3.620670 0.50000 -12.880000 43.448000 -2.34E-15 000000 3.45E-16 -23.89640 0.66667 -12.880000 43.448000 -2.34E-15 000000 1.44E-15 -44.17213 0.83333 -12.880000 43.448000 -2.34E-15 000000 2.53E-15 -64.44787 1.00000 -12.880000 102.03100 -9.43E-15 000000 5.75E-15 -102.29851 COMB TC - MIN

REL DIST P V2 V3 T M2 M3 0.00000 -12.880000 5.33E-15 2.92E-15 000000 1.55E-15 .000000 0.16667 -12.880000 5.33E-15 2.92E-15 000000 1.80E-16 -2.49E-15 0.33333 -12.880000 43.448000 -2.34E-15 000000 -7.46E-16 -3.620670 0.50000 -12.880000 43.448000 -2.34E-15 000000 3.45E-16 -23.89640 0.66667 -12.880000 43.448000 -2.34E-15 000000 1.44E-15 -44.17213 0.83333 -12.880000 43.448000 -2.34E-15 000000 2.53E-15 -64.44787 1.00000 -12.880000 102.031000 -9.43E-15 000000 5.75E-15 -102.29851 COMB TT - MAX

REL DIST P V2 V3 T M2 M3 0.00000 1.27E-12 5.86E-15 3.54E-15 000000 1.87E-15 -1.07E-15 0.16667 -18.032000 5.86E-15 3.54E-15 000000 2.21E-16 -3.80E-15 0.33333 -18.032000 52.531000 -2.82E-15 000000 -9.02E-16 -4.377588 0.50000 -18.032000 52.531000 -2.82E-15 000000 4.13E-16 -28.892054 0.66667 -18.032000 52.531000 -2.82E-15 000000 1.73E-15 -53.406521 0.83333 -18.032000 52.531000 -2.82E-15 000000 3.04E-15 -77.920988 1.00000 -18.032000 126.251000 -1.17E-14 000000 7.04E-15 -124.551463 COMB TT - MIN