HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG THEO THÔNG TƯ 3230 CỦA BỘ GIAO THÔNG BAN HÀNH QUY ĐỊNH TẠM THỜI VỀ THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG THÔNG THƯỜNG CÓ KHE NỐI TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG “Quy định tạm thời về thiết kế mặt đường bê tông xi măng thông thường có khe nối trong xây dựng công trình giao thông”
Trang 11.1 Số liệu đầu vào
- Suất tăng trưởng trung bình năm của các xe nặng gr = 6%
- Trị số gradien nhiệt độ lớn nhất Tg = 0.86 oC/cm
- Hệ số phân bố vệt bánh xe theo chiều ngang η = 0.58
(Tra Bảng A.2 Hệ số phân bố ngang của vệt bánh xe η= 0,54-0,62 )
Trục 1 90 0.19 0 0.00
-Trục 2 120 18.49 0 0.00
-Trục 1 30 0.00 200 33.33 0.00 Trục 2 60 0.00 200 33.33 0.01 Trục 3 60 0.00 200 33.33 0.01 Trục 1 90 0.19 0 0.00
-Trục 2 120 18.49 0 0.00
-Trục 3 140 217.80 0 0.00
-Trục 4 140 217.80 0 0.00
-Trục 1 90 0.19 0 0.00
-Trục 2 120 18.49 0 0.00
-Trục 3 120 18.49 0 0.00
-Trục 4 110 4.59 0 0.00
-Trục 5 110 4.59 0 0.00
-Trục 1 90 0.19 0 0.00
-Trục 2 150 656.84 0 0.00
-Trục 3 120 18.49 0 0.00
-Trục 4 110 4.59 0 0.00
-Trục 5 110 4.59 0 0.00
= 0.02 lần trục/ngày.làn
= 1.04E+02 lần/làn
Trong đó:
n- tổng số trục đơn thông qua trong 3000 xe điều tra (loại xe có 2 trục, 6 bánh)
kpi là hệ số tính đổi các trục đơn Pi trong phổ trục xe nặng về trục đơn tính mỏi tiêu chuẩn Ps
pi - % số trục đơn có trọng lượng trục Pi trong phổ trục xe nặng điều tra
+ Hệ số phân phối lượng giao thông cho 1 làn xe thiết kế = 0.6250
TÍNH TOÁN KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG
ADTT lưu lượng xe tải và xe khách loại nặng ngày đêm trung bình năm theo cả 2 chiều trong năm đầu tiên đưa đường vào khai thác
0
0
6
0
0
0
kpi=
(Pi/Ps)^16
N (xe/3000 xe)
E
0
200
0
0
n (trục)
D
ADTT (xe/ngày
2 chiều)
pi (%) (ki.Pi)
A
B
C
Loại xe
Trọng lượng trục
Pi (kN)
( )
∑
=
I
i ni
3000
1
1
r
t r S e
g g N
Trang 21.2 Dự kiến kết cấu mặt đường
- Dự kiến tầng mặt BTXM dầy = 0.2 m
- Cường độ kéo uốn thiết kế f r = 3.5 MPa
- Mô đun đàn hồi tính toán Ec = 25 GPa
- hệ số dãn nở nhiệt αc = 1E-05 /°C
- Tấm BTXM dự kiến có kích thước B = 2.75 m; L= 5.00 m
- khe dọc có thanh liên kết - khe ngang không bố trí thanh truyền lực
- Lớp móng trên bằng cấp phối sỏi suối hb: 0.2 m
- có mô đun đàn hồi lớp móng Eb = 25 MPa
- Nền đất có mô đun đàn hồi Eo = 40 MPa
1.3 Kiểm toán kết cấu dự kiến
Mô đun đàn hồi với lớp móng trên
25 MPa
Tổng chiều dày các lớp vật liệu hạt
α = 0,86 + 0,26 lnhx = 0.442
Mô đun đàn hồi tương đương của các lớp móng và nền đất kể từ đáy tấm BTXM trở xuống
= 32.504 MPa
Độ cứng uốn cong tiết diện của tấm BTXM
16.3 (MN.m)
+ Tính ứng suất do tải trọng xe với Ps = 145 kN
σps = 1,47.10^(-3).0.9611^(0,7).0.20^(-2).145^(0,94) = 3.8455 Mpa
+ Tính ứng suất do tải trọng xe với Ps = Pmax = 145 kN
σps = 1,47.10^(-3).0.9611^(0,7).0.20^(-2).145^(0,94) = 3.8455 Mpa
Tính toán ứng suất kéo uốn gây mỏi do tải trọng xe chạy tại vị trí giữa canh dọc tấm σpr
σpr = kr kf kc σps trong đó kr = 1.00 (lề đất)
kc = 1.00 (Cấp đường IV)
σpr = 1 x 1.303 x 1 x 3.845 = 5.0117 = 1.303
σpmax = kr kc σpm = 3.8455 Mpa
- Tính ứng suất kéo uốn do gradien nhiệt gây mỏi giữa cạnh dọc tấm trong trường hợp tấm
BTXM một lớp trên nền đàn hồi
1.734
= 0.6896
e = 2.7183
= 2.743
= 2.919
=
∑
∑
2 1 2 1
1 2 1 2
.
h E h h
E h
i
n
i i x
∑=
= n
i i
x h h
1 2
o o
x
E
E
α
=
(8 6);
1 12
21 , 1
10 47 , 1
2 3
3
94 , 0 2 70 , 0 3
−
−
=
=
c c c c
t c
s c ps
h E D
E
D r
P h r
µ
σ
1
c c c
h E D
µ
=
=
3 / 1
21 1
t
c
E
D r
057 , 0
e
k =
=
=
r
L t
3
( )
=
+
+
−
=
−
−
r
L t
Cht Sht t t
t Cht t Sht C
C C
e B
L
L L
hc L
3
sin cos
sin cos 1
1 131 , 0
77 ,
1 4,48.
Cht Sht t t
t Cht t Sht
C L
sin cos
sin cos 1
+
+
−
=
2
t t
e e Sht
−
−
=
2
t t
e e Cht
− +
=
Trang 3= 0.4575
= 0.010 Mpa
*** at = 0.841 bt = 1.323 ct = 0.058
-20.51
*** at = 0.871 bt = 1.287 ct = 0.071
-25.10 ứng suất nhiệt gây mỏi
σtr = kt σmax = -0.2018 Mpa 1.3.8 Kiểm toán các điều kiện giới hạn
Tuyến đường thiết kế thuộc cấp IV nên lấy độ tin cậy γr = 1.04
* Theo điều kiện (8-1)
γr (σpr + σtr) ≤ f r = 5.00 MPa > f r = 3.5 MPa
* Theo điều kiện (8-2)
γr (σpmax + σtmax) ≤ fr = 4.01 MPa > f r = 3.5 MPa
( L)
L
h c
B = 1 , 77 − 4 , 4 8 − 0 , 131 1 −
L g c c c
t h E T .B
2
max
α
=
−
b
r
t t t
r
f a f k
t
max
max
σ σ
=
−
b
r
t t t
r
f a f k
t
max
max
σ σ
Trang 4Bảng 9: Chọn độ tin cậy và hệ số độ tin cậy thiết kế γr
Đường cấp I, cấp II
Đường cấp III
Đường từ cấp IV trở xuống
bình Thời hạn phục vụ thiết kế
1,33 ÷ 1,50
1,16 ÷ 1,23
1,08 ÷ 1,13
1,04 ÷ 1,07
Bảng 11 Trị số mô đun đàn hồi tính toán của các loại BTXM 1GPa = 1000 MPa
Loại đá cốt liệu thô trong
Rất cao 30