KIỂM TOÁN MỐ CẦU, TÍNH KẾT CẤU NÉN UỐN ĐỒNG THỜI.KIỂM TOÁN MỐ CẦU, TÍNH KẾT CẤU NÉN UỐN ĐỒNG THỜI.KIỂM TOÁN MỐ CẦU, TÍNH KẾT CẤU NÉN UỐN ĐỒNG THỜI.KIỂM TOÁN MỐ CẦU, TÍNH KẾT CẤU NÉN UỐN ĐỒNG THỜI.KIỂM TOÁN MỐ CẦU, TÍNH KẾT CẤU NÉN UỐN ĐỒNG THỜI.KIỂM TOÁN MỐ CẦU, TÍNH KẾT CẤU NÉN UỐN ĐỒNG THỜI.KIỂM TOÁN MỐ CẦU, TÍNH KẾT CẤU NÉN UỐN ĐỒNG THỜI.KIỂM TOÁN MỐ CẦU, TÍNH KẾT CẤU NÉN UỐN ĐỒNG THỜI.
Trang 1PH Ầ N 1 : CÁC THƠNG S Ố CHUNG
I S ố li ệ u chung
• Tên cầu CẦU QUA SUỐI CÁI - VSIP II
• Loại cầu Bê tơng cốt thép DƯL
• Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN 272-05
II S ố li ệ u k ế t c ấ u ph ầ n trên
Bê tơng mố
Cốt thép thường
• Theo tiêu chuẩn ASTM A615
III S ố li ệ u m ố
Kích thước hình học mố
Ghi chú :
Y : Theo phương ngang cầu
BẢNG TÍNH KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC MỐ CÔNG TRÌNH: CẦU QUA SUỐI CÁI NỐI KDC HÒA LỢI VÀ ĐƯỜNG SỐ 3 CỦA KHU CÔNG NGHIỆP VSIP II MỞ RỘNG HẠNG MỤC: PHẦN CẦU
ĐỊA ĐIỂM: THỊ XÃ TÂN UYÊN, TỈNH BÌNH DƯƠNG
a7
a6
Quy uíc dÊu
+My
+Hx
+V
+Hy
+Mx
C
B
a3
a5
b4
b5
b12
a1
b1
a2
b10
a8
a9
b11
a4
b7
b8
a12
a3
a10
B
C
E
E
F
F
a11
b2
b12
b13
a13
C30
Trang 21 Chiều rộng bệ mố (dọc cầu) a1 3.000 m
23 Chiều cao từ đỉnh mấu đỡ bản quá độ tới đỉnh gờ lan can b10 0.905 m
PH Ầ N 2 : TÍNH TOÁN T Ả I TR Ọ NG
I T ĩ nh t ả i (DC)
• Trọng lượng riêng của bê tông = 2450.0kG/m3 γc = 24.500 kN/m3
• Trọng lượng riêng của bê tông nhựa = 2250.0kG/m3 γc = 22.500 kN/m3
• Trọng lượng riêng của cát đắp = 1800kG/m3 γs = 18.00 kN/m3
• Tĩnh tải tiêu chuẩn gây ra bởi trọng lượng bản thân mố được tính như sau:
P = V γ
Trong đó:
V : Thể tích các bộ phận
γ : Trọng lượng riêng của bê tông cốt thép
1.1 Tĩnh tải kết cấu phần trên + thiết bị phụ (DC)
Thể tích T.Lượng
(m3); Tấn (kN)
2615.80
Các kích th ướ c theo ph ươ ng d ọ c c ầ u
Bề dày tường đầu
Bề dày tường thân
Tên kích thước
Các kích th ướ c theo ph ươ ng ngang c ầ u
Kí hiệu Giá trị ĐV tính STT
1/2*nd*γc*Vd 1/2*γc*Vbmc 1/2*γc*Vlc
Tổng cộng
Trang 31.2 Tĩnh tải lớp phủ + tiện ích (DW)
1.3 Tĩnh tải kết cấu phần dưới (bản thân mố)
Thể tích T lượng
6410.44
• Các lực tác dụng lên mố bởi trọng lượng bản thân sẽ sinh ra mô men, lực dọc, lực cắt tại các
tiết diện tính toán
• Mô men tại tiết diện cần tính xác định theo công thức:
M = P e
• Trong đó :
P : Các lực gây ra mômen tại tiết diện tính toán
e : Độ lệch tâm của điểm đặt lực so với trục trung hoà của mặt cắt cần tính toán
(Mô men mang dấu dương khi hướng về phía nền đường, dấu âm khi hướng ra phía sông)
6410.44
3037.24
240.97
0.00 29.35
My (kN.m)
0.00 56.50
-0.02
-277.81 41.44
-0.25
Nội lực tại mặt cắt B - B do trọng lượng bản thân
347.61
My (kN.m)
Tổng cộng
Tổng cộng
Vđkg=ng*(a11*b9*c4)
117.96
Nội lực tại mặt cắt C - C do trọng lượng bản thân
Tên kết cấu
Tổng cộng
My (kN.m)
Nội lực tại mặt cắt A - A do trọng lượng bản thân
0.00
Vtđ=a8.b7.c3
Vmđ =(2*b11+b12)/2*a9*(c3-2*c1)
-3.46
Vtt=2*(a13*b13*c5)
Tên kết cấu
Vtcd=(2b4+b3)*a5*c1 Vtct=2*(b2+b3+b4)*a2*c1
54.18 426.49 107.02
Vbm= b1*a1*c2 Vtt=a3.b6.c3
Trọng lượng
22.50
Tên kết cấu
165.38 Tên kết cấu
Tổng cộng
29.35
63.21 -1.73
Trang 4II Ho ạ t t ả i (DC)
2.1 Hoạt tải xe (LL)
Điểm Tung độ
DAH Tải trọng Phản lực Đơn vị
Do xe tải thiết kế 1459.92 kN
2.2 Hoạt của người đi bộ (LL)
2.2.1 Trường hợp người đi trên cả hai lề của nhịp
2.2.2 Trường hợp người đi trên 1 lề trên của nhịp (Xếp lệch tâm)
• Mô men ngang cầu do tảI trọng người xếp lệch tâm gây ra
Mô men tính tại tim mố
Xe hai trục thiết kế
Tải trọng làn
Hoạt tải xe tác dụng lên mố (LL)
TÍNH TOÁN GIÁ TRỊ HOẠT TẢI
Tải trọng
Xe tải thiết kế
1.2
3
6
7
4.3
145 KN
WL = 9.3 KN
4.3
qnd = 3 KN/m2
1
Ls
Trang 5III L ự c hãm xe (BR) (3.6.4)
• Lực hãm xe bằng 25% tổng trọng lượng các trục xe tải hay xe 2 trục thiết kế của tất cả các làn
• Lực hãm xe nằm ngang cách phía trên mặt đường khoảng cách
BR = 369.69 kN
IV L ự c ly tâm (CE) (3.6.3)
• Lực ly tâm nằm ngang cách phía trên mặt đường k/c hCE = 1.80 m
CE = Σ P•C
C = 4•V2/ 3•g•R
• Trong đó :
V L ự c ma sát (FR) (3.13)
• Lực ma sát chung gối cầu phải được xác định trên cơ sở của giá trị cực đại của hệ số ma sát giữa các mặt trượt FR được xác định như sau:
FR = fmax * N (KN)
• Trong đó:
fmax hệ số ma sát giữa bê tông và gối cầu (di dộng) = 0.30
N phản lực gối do tĩnh tải và hoạt tải (không kể xung kích) = 4137.37 kN
F R = 1241.21 kN
VI T ả i tr ọ ng gió (WL, WS) (3.8)
Chiều cao của kết cấu phần trên tính cả lan can bê tông hs 1.470
6.1 Tải trọng gió tác động lên công trình (WS)
6.1.1 Tải trọng gió ngang (P D ) với V = 45 m/s (vùng II theo TCVN 2737-1995 Phụ lục E)
P D = 0.0006•V 2 •A t •C d >1.8•A t (kN)
V Tốc độ gió thiết kế tính theo công thức V= VB • S
VB : Tốc độ gió giật cơ bản VB = 45.00 m/s
At Diện tích kết cấu hay cấu kiện phải tính gió ngang trạng thái không có hoạt tải tác dụng
Z1 Cánh tay đòn tính đến đỉnh bệ mố
Z2 Cánh tay đòn tính đến đáy bệ mố
At
-Bề dày tường thân (dọc cầu)
Bộ phận
KÍCH THƯỚC KẾT CẤU HỨNG GIÓ (m)
Bệ mố
Kết cấu nhịp
Thân mố
Trang 66.1.2 Tải trọng gió dọc (P D ) với V = 45 m/s
• Đối với mố, trụ, kết cấu phần trên là giàn hay các dạng kết cấu khác có 1 bề mặt cản gió lớn song song với tim dọc của kết cấu thì phải xét tải trọng gió dọc Vì vậy ở đây không phải tính đến tải trọng gió dọc
6.1.3 Tải trọng gió ngang (P D ) với V = 25 m/s
P D = 0.0006•V 2 •A t •C d >1.8•A t (kN)
• Trong đó
V Tốc độ gió thiết kế tính theo công thức V = 25.00 m/s
At Diện tích kết cấu hay cấu kiện phải tính gió ngang trạng thái không có hoạt tải tác dụng
Cd Hệ số cản
Z1 Cánh tay đòn tính đến đỉnh bệ mố
Z2 Cánh tay đòn tính đến đáy bệ mố
At
-6.1.4 Tải trọng gió dọc (P D ) với V = 25 m/s
• Đối với mố, trụ, kết cấu phần trên là giàn hay các dạng kết cấu khác có 1 bề mặt cản gió lớn song song với tim dọc của kết cấu thì phải xét tải trọng gió dọc Vì vậy ở đây không phải tính đến tải trọng gió dọc
6.2 Tải trọng gió tác động lên xe cộ (WL)
6.2.1 Tải trọng gió ngang
6.2.2 Tải trọng gió dọc
6.3 Tải trọng gió thẳng đứng (Pv)
Tải trọng gió thẳng đứng tính theo công thức P V =0.00045*V 2
*A V = 174.31 kN
Av = 161.00 m2
VII T ả i tr ọ ng do độ ng đấ t (EQ) (3.10) ( Xét ) (3.10)
• Hệ số gia tốc nền A (Phụ lục H TCVN 9386 : 2012) A= 0.0433
• Loại đất (3.10.5) III
• Tần số dao động riêng của mố
• Hệ số đáp ứng đàn hồi Csm
Cấu Kiện
Nhịp Thân mố
Mô men do lực từ dao động động đất gây ra tại mặt cắt đáy bệ
Cấu Kiện
Nhịp Thân mố
Bộ phận
Kết cấu nhịp
Mô men do lực từ dao động động đất gây ra tại mặt cắt đỉnh bệ mố
Thân mố
Bệ mố
Mô men do lực từ dao động động đất gây ra tại mặt cắt tường đầu mố
Cấu Kiện
Tường đầu mố
Bệ mố
( Xét )
Trang 7Hx (kN) Hy (kN) My (kN.m) Mx (kN.m)
Hy (kN) Hx (kN) Mx (kN.m) My (kN.m)
VIII T ả i tr ọ ng do đấ t đắ p trên m ố (EV)
• Chiều rộng mố chịu tác dụng của các lớp (c6=c3-2*c1): c6 = 27.30 m
• Diện tích tác dụng của các lớp (Stđ=c6*(a1-a3-a4)): Stđ = 28.67 m
• Trọng lượng riêng của lớp đất đắp sau mố: γđ = 18.00 kN/m3
• Chiều cao đắp đất trước mố {1.063-(-1.347)} : b14 = 2.41 m
IX N ộ i l ự c do áp l ự c đấ t (EH, LS)
9.1 Áp lực ngang của đất (EH) (3.11.5.1)
• Áp lực ngang của đất đắp lên mố được tính theo công thức như sau :
EH = (γ * H 2 * K * c 6 ) /2 (KN)
• Trong đó:
H Chiều cao áp lực đất
H1 Chiều cao áp lực đất tác dụng tại tiết diện A-A = 6.042 m H2 Chiều cao áp lực đất tác dụng tại tiết diện B-B = 4.54 m H3 Chiều cao áp lực đất tác dụng tại tiết diện C-C = 0.76 m
K Hệ số áp lực ngang của đất Đối với tường có dịch chuyển K được lấy
bằng Ka là hệ số áp lực chủ động của đất
Ka = sin 2 (θ + ϕ') / (T * sin 2 (θ) * sin(θ-δ))
Đỉnh bệ mố Đáy bệ mố
Tổ hợp hiệu ứng động đất theo phương NGANG CẦU
MẶT CẮT
Tường đầu mố Đỉnh bệ mố Đáy bệ mố
Tổ hợp hiệu ứng động đất theo phương DỌC CẦU
MẶT CẮT
Tường đầu mố
Tổ hợp tải trọng đất cho tiết diện A - A
Ps = b8 * Stđ * γđ Ptr = b14 * a14 * c3 * γđ
Tổng cộng
a7
Pa δ
a5
a8
a3
b10 Ho¹t t¶i chÊt thªm
b7
a4 a12
a1
a2
a10
V H
b6
b8
b11
a6 +My
+Hx
+V
+Hy
+Mx
Quy íc dÊu
a3
Trang 8Trong đú: T = [1 + sqrt(sin(ϕ '+ δ) * sin(ϕ '- β)/(sin(θ + δ) + sin(θ + β)))]
θ Gúc của đất đắp sau tường với phương thẳng đứng = 90.00 (độ)
Vậy theo trờn ta tớnh được cỏc giỏ trị : T = 2.61
Ka = 0.30
9.2 Áp lực ngang do hoạt tải sau mố (LS)
• Khi hoạt tải đứng sau mố trong phạm vi bằng chiều cao tường chắn, tỏc dụng của hoạt tải cú thể thay bằng lớp đất tương đương cú chiều cao heq
• Áp lực ngang do hoạt tải sau mố tớnh theo cụng thức:
LS = K * h eq * γ * H * c 6 (KN)
• Vị trớ hợp lực đặt tại 0.5H
• Trong đú:
K = 0.30
heq: Chiều cao lớp đất tương đương phụ thuộc vào chiều cao tường chắn (m)
H (m) h eq (m)
Tổ hợp ỏp lực ngang của đất đắp lờn tường (EH)
Tổ hợp ỏp lực ngang do hoạt tải tỏc dụng lờn tường