ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOCĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU ĐÚC HẪNG.DOC

Trang 1

PHẦN III

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

Trang 2

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG

I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU BTCT DƯL BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG

Phương pháp đúc hẫng là quá trình xây dựng kết cấu nhịp dầm từng đốt theo sơ đồ hẫng cho tới khi nối liền thành các kết cấu hoàn chỉnh Có thể thi công hẫng từ trụ đối xứng ra 2 phía hoặc hẫng dần từ bờ ra Phương pháp này có thể áp dụng thích hợp để thi công các kết cấu liên tục, cầu dầm hẫng, cầu khung hoặc cầu dây xiên dầm cứng BTCT

Nội dung cơ bản của phương pháp đúc hẫng:

- Khi thi công theo phương pháp đúc hẫng, kết cấu nhịp BTCT được đúc trên đà giáo di động theo từng đốt nối liền nhau đối xứng qua trụ cầu Cốt thép thường của các khối được liên kết với nhau trước khi đúc bê tông để đảm bảo tính liền khối và chịu cắt tốt của kết cầu Sau khi bê tông đốt dầm đủ cường độ cần thiết thì các đốt dầm này được liên kết với các đốt đã đúc trước đó nhờ cốt thép DƯL

- Phần cánh hẫng của kết câu nhịp BTCT đã thi công xong phải đảm bảo

đủ khả năng nâng đỡ trọng lượng của các đốt dầm thi công sau đó cùng với trọng lượng giàn giáo ván khuôn đúc dầm và các thiết bị phục vụ thi công

- Để đảm bảo ổn định chống lật trong suốt quá trình thi công đúc hẫng phải đảm bảo tính đối xứng của hai cánh hẫng (Thi công hẫng từ trụ ra) hoặc nhờ trọng lượng bản thân của nhịp sát bờ đã đúc trên đà giáo làm đối trọng Đối các sơ đồ cầu khung, đốt dẩm trên đỉnh trụ được liên kết cứng với thân trụ nhờ các cáp thép DƯL chạy suốt trên chiều cao trụ, Với các sơ đồ cầu dầm đốt này cũng được liên kết cứng tạm thời vào trụ cầu nhờ các gối tạm và các cáp thép hoặc các thanh thép DƯL mà sau khi thi công xong sẽ tháo bỏ

- Ở giai đoạn thi công hẫng, kết cấu nhịp chỉ chịu mô men âm do đó chỉ cần bố trí cốt thép DƯL ở phía trên Sau khi thi công xong 1 cặp đốt dầm đối xứng thì căng kéo cốt thép DƯL từ đầu mút này sang đầu mút kia và bơm vữa bê tông lấp kín khe hở giữa cốt thép và thành ống ngay

Phương pháp đúc hẫng thích hợp với xây dựng các dạng kết cấu nhịp có chiều cao mặt cắt thay đổi, khi đúc các đốt dầm chỉ cần điều chỉnh cao độ đáy ván khuôn cho hợp lý

Trang 3

Phương pháp thi công đúc hẫng không phụ thuộc vào không gian dưới cầu

do đó có thể thi công trong điều kiện sông sâu, thông thuyền hay xây dựng các cầu

vượt trong thành phố, các khu công nghiệp mà không cho phép đình trệ sản xuất

hay giao thông dưới công trình

II GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN

II.1 Tiêu chuẩn thiết kế:

- Quy trình thiết kế : 22TCN – 272 –2005 Bộ Giao thông vân tải

- Tải trọng thiết kế :

+) Hoạt tải HL93 , +) Người đi : 300 KG/m2II.2 Sơ đồ kết cấu

- Sơ đồ cầu: 2x33 + 46 + 70 + 46 + 2x33

- Chiều dài toàn cầu Lc = 304.6 m, khổ cầu 7,5+2x1,5 m

Sơ đồ bố trí chung toàn cầu

II.2.1 Kết cấu phần trên

Một liên dầm liên tục ở giữa, 2 bên là các nhịp dầm giản đơn L=33m

- Dầm liên tục BTCTDƯL 3 nhịp ( 46 + 70 + 46 ) tiết diện hình hộp, vách

đứng, chiều cao dầm thay đổi H= 5,5m trên trụ đến H=2,5m tại giữa nhịp và đầu

dầm, bề rộng đáy dầm hộp B=5,5m

30467

Trang 4

- Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol đảm bảo phù hợp yêu cầu chịu lực và mỹ quan kiến trúc

Kích thước sơ bộ mặt cắt ngang đặc trưng

- Vật liệu dùng cho kết cấu nhịp:

+) Môđun đàn hồi của bêtông: Ec = 33994485 kN/m2

2- Cốt thép DƯL của hãng VSL theo tiêu chuẩn ASTM A416 cấp 270 có các chỉ tiêu sau:

+) Diện tích một tao cáp danh định Astr = 98,7mm2 = 987.E-07m2 +) Giới hạn bền: fpu = 1860 MPa = 1860000 kN/m2+) Độ chùng ở 70% UTS ở 20oC sau 1000h là: 2.5%

3- Neo: Sử dụng loại neo EC-5-31, EC-5-22 và EC 5-12

4- Cốt thép thường: Sử dụng loại cốt thép theo tiêu chuan ASTM A615: +) Loại coat thép: cấp 600

+) Cường độ giới hạn chảy fy = 420 MPa = 420000 kN/m2 +) Mođun đàn hồi E = 200000 Mpa = 2.00E+08 kN/m2

- Dầm dẫn : bằng bê tông cốt thép DƯL có chiều dài L = 33m, Mặt cắt ngang gồm 4 dầm chủ tiết diện chữ I , chiều cao h = 1,65 m , đặt cách nhau 2,4m

- Trắc dọc cầu theo bán kính R = 3500 m , trong phạm vi toàn cầu , tiếp theo dốc tăng từ 3,36% đến 4% về phía 2 mố, Độ dốc ngang cầu in = 2%

- Mặt cầu BT Asphan 7cm , dưới là lớp phòng nước 4mm

Trang 5

- Gối cầu, khe co giãn bằng cao su, lan can bằng thép, Thoát nước và chiếu

sáng theo quy định hiện hành

- Bản mặt cầu trên nhịp dẫn giản đơn bằng BTCT 20 cm , Lớp phủ mặt cầu

gồm 2 lớp: Lớp phòng nước 0,4cm, Lớp bê tông asphan 7cm; độ dốc ngang cầu in

= 2%

II.2.2 Kết cấu phần dưới

1 Cấu tạo trụ cầu :

- Trụ cầu dùng loại trụ thân đặc bằng BTCT đổ bê tông tại chỗ bê tông có

f’c = 24Mpa

- Trụ T1, T6: được đặt trên móng cọc khoan nhồi : d = 100 cm,số lượng 6 cọc

- Trụ T2, T5: được đặt trên móng cọc khoan nhồi : d = 100 cm,số lượng 4 cọc

- Trụ T3, T4 : được đặt trên móng cọc khoan nhồi : D = 150 cm, số lượng 12

cọc

- Phương án móng : Móng cọc bệ thấp

2 Cấu tạo mố cầu:

- Mố cầu dùng loại mố U BTCT , đổ tại chỗ mác bê tông chế tạo có f’c =

24Mpa

- Mố của kết cấu nhịp dẫn được đặt trên móng cọc khoan nhồi: D= 100cm, số

lượng 6 cọc

CHƯƠNGII TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC

I CHỌN CÁC KÍCH THƯỚC CẦU CHÍNH

- Chiều dài kết cấu nhịp: đối với kết cấu nhịp liên tục chiều dài nhịp biên

Lnb= (0,6  0,8) chiều dài nhịp giữa Lng

+) Trong phương án này chọn Lng = 70m

+) Lấy : Lnb = 46 m

Sơ đồ bố trí chung nhịp cầu chính :

- Xác định kích thước mặt cắt ngang : Dựa vào các công thức kinh nghiệm ta

chọn mắt cắt ngang như hình vẽ :

Trang 6

Kích thước sơ bộ mặt cắt ngang đặc trưng

II TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA DẦM CHỦ

II.1 Phân chia đốt dầm

Nguyên tắc chung phân chia đốt dầm:

- Chọn chiều dài đốt K0 trên phần đà giáo mở rộng trụ : Trong phương pháp đúc hẫng cân bằng Chiều dài của đốt K0 thường vào khoảng 12-14 m, để có đủ diện tích mặt bằng cho việc lắp đặt 2 xe đúc đối xứng nhau trên đó mà thi công hai cánh hẫng đối xứng nhau

- Chọn chiều dài đốt hợp long nhịp chính : Có thể lấy trong khoảng 2-4 m

- Phần còn lại của chiều dài cánh hẫng có thể lấy trong khoảng từ 2,5 – 4 m Theo dọc cầu sẽ có từng nhóm đốt, mỗi nhóm gồm các đốt có chiều dài giống nhau, các nhóm khác nhau có chiều dài khác nhau Chiều dài của đốt được chọn sao cho tận dụng hết năng lực của thiết bị xe đúc Ví dụ trọng lượng của xe đúc nên gần bằng với khả năng treo của xe đúc Như vậy sẽ giảm bớt số xe đốt đúc hẫng Mặt khác khối lượng bê tông mỗi đốt phải phù hợp với khả năng cung cấp

bê tông đến công trường

- Để đơn giản trong quá trình thi công và phù hợp với các trang thiết bị hiện

có của đơn vị thi công ta phân chia các đốt dầm như sau:

+) Đốt trên đỉnh trụ : do = 12m (khi thi công sẽ tiến hành lắp đồng thời 2 xe đúc trên trụ)

+) Đốt hợp long nhịp giữa : dhl = 2m +) Đốt hợp long nhịp biên : dhl = 2m +) Chiều dài đoạn đúc trên đà giáo : ddg = 10 m + Số đốt trung gian : chia làm 2 nhóm: nhóm K1 gồm 4 đốt, chiều dài mỗi đốt d1 = 3 m; nhóm K2 gồm 4 đốt, chiều dài mỗi đốt d2= 4m

Trang 7

- Sơ đồ phân chia đốt dầm :

+ Nhịp giữa :

+) Nhịp biên :

II.2 Xác định phương trình thay đổi cao độ đáy dầm

Đường cong đáy dầm thay đổi theo quy luật đường cong Parabol bậc 2 có phương trình tổng quát y=ax +bx+c ,các tham số a,b,c được xác định như sau : 2

Chọn hệ trụ tọa độ tại điểm trên đỉnh trụ chính :

Hình 1.3 Hệ tọa độ tính toán đường cong đáy dầm

Đường cong đi qua 3 điểm A,B,C,dựa vào tọa độ của 3 điểm này ta sẽ xác định được các tham số a,b,c của phương trình

+ Điểm A trùng với gốc tọa độ,do đó tọa độ điểm A(0 ; 0) => c=0

Trang 8

Từ hệ phương trình trên ta có : a=-1/12

b=67/12







Phương trình đường cong đáy dầm : y = -1/12x +67/12x2

II.3 Xác định phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm

Tính toán tương tự cho đường cong thể hiện cao độ đỉnh của bản đáy hộp ta có phương trình cong (trục tọa độ tại mép trên đáy dầm tính từ điểm A cũ:

8,

1 x

+7,32

6,

3 x

II.4 Xác định cao độ mặt dầm chủ

- Mặt cầu nằm trên đường cong đứng bán kính R = 3500 m

II.5 Xác định các kích thước cơ bản và đặc trưng hình học của mặt cắt tiết diện

- Sau khi khai báo xong mặt cắt thay đổi trong Midas/Civil xong, ta có được đặc trưng hình học các mặt cắt như sau:

- Bảng tính đặc trưng hình học của mặt cắt dầm chủ từ chương trình Midas

Area 1.07E+01 1.08E+01 1.09E+01 1.12E+01 1.15E+01 1.19E+01 Asy 7.11E+00 7.09E+00 7.03E+00 6.95E+00 6.84E+00 6.75E+00 Asz 1.93E+00 1.98E+00 2.12E+00 2.37E+00 2.72E+00 3.04E+00 Ixx 1.91E+01 1.98E+01 2.19E+01 2.55E+01 3.11E+01 3.67E+01 Iyy 9.08E+00 9.51E+00 1.09E+01 1.33E+01 1.73E+01 2.16E+01

Trang 9

Izz 9.41E+01 9.45E+01 9.56E+01 9.75E+01 1.00E+02 1.03E+02 Cyp 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 Cym 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 Czp 1.24E+00 1.26E+00 1.32E+00 1.42E+00 1.55E+00 1.68E+00 Czm 1.46E+00 1.48E+00 1.56E+00 1.69E+00 1.87E+00 2.04E+00 Cyb 4.61E+00 4.73E+00 5.10E+00 5.73E+00 6.64E+00 7.52E+00 Czb 1.55E+01 1.55E+01 1.58E+01 1.62E+01 1.67E+01 1.72E+01 Peri:0 2.79E+01 2.80E+01 2.82E+01 2.87E+01 2.93E+01 2.99E+01 Peri:I 1.27E+01 1.28E+01 1.31E+01 1.35E+01 1.40E+01 1.46E+01 center:y 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 center:z 1.46E+00 1.48E+00 1.56E+00 1.69E+00 1.87E+00 2.04E+00 y1 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 z1 9.23E-01 9.43E-01 1.00E+00 1.10E+00 1.23E+00 1.36E+00 y2 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 z2 9.23E-01 9.43E-01 1.00E+00 1.10E+00 1.23E+00 1.36E+00 y3 3.00E+00 3.00E+00 3.00E+00 3.00E+00 3.00E+00 3.00E+00 z3 -1.46E+00 -1.48E+00 -1.56E+00 -1.69E+00 -1.87E+00 -2.04E+00 y4 -3.00E+00 -3.00E+00 -3.00E+00 -3.00E+00 -3.00E+00 -3.00E+00 z4 -1.46E+00 -1.48E+00 -1.56E+00 -1.69E+00 -1.87E+00 -2.04E+00

Area 1.23E+01 1.27E+01 1.32E+01 1.41E+01 3.41E+01 m^2 Asy 6.65E+00 6.55E+00 6.47E+00 6.34E+00 2.45E+01 m^2 Asz 3.41E+00 3.82E+00 4.30E+00 5.11E+00 2.33E+01 m^2 Ixx 4.35E+01 5.17E+01 6.17E+01 7.96E+01 1.40E+02 m^4 Iyy 2.73E+01 3.48E+01 4.45E+01 6.45E+01 9.42E+01 m^4 Izz 1.05E+02 1.09E+02 1.13E+02 1.19E+02 1.57E+02 m^4 Cyp 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 m Cym 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 m

Trang 10

Czp 1.84E+00 2.01E+00 2.21E+00 2.56E+00 2.48E+00 m Czm 2.24E+00 2.46E+00 2.72E+00 3.14E+00 3.02E+00 m Cyb 8.58E+00 9.86E+00 1.14E+01 1.41E+01 4.11E+00 m^2 Czb 1.78E+01 1.85E+01 1.92E+01 2.05E+01 8.88E+00 m^2 Peri:0 3.06E+01 3.14E+01 3.23E+01 3.39E+01 3.38E+01 m Peri:I 1.52E+01 1.59E+01 1.68E+01 1.82E+01 5.53E+00 m center:y 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 m center:z 2.24E+00 2.46E+00 2.72E+00 3.14E+00 3.02E+00 m y1 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 m z1 1.52E+00 1.69E+00 1.89E+00 2.24E+00 2.36E+00 m y2 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 m z2 1.52E+00 1.69E+00 1.89E+00 2.24E+00 2.36E+00 m y3 3.00E+00 3.00E+00 3.00E+00 3.00E+00 3.00E+00 m z3 -2.24E+00 -2.46E+00 -2.72E+00 -3.14E+00 -3.02E+00 m y4 -3.00E+00 -3.00E+00 -3.00E+00 -3.00E+00 -3.00E+00 m z4 -2.24E+00 -2.46E+00 -2.72E+00 -3.14E+00 -3.02E+00 m

Sơ đồ mô hình Midas và qui ước số hiệu phần tử và mặt cắt

Trang 11

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG CÁC GIAI ĐOẠN

I XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI

I.1 Tĩnh tải giai đoạn I (DC):

Tĩnh tải giai đoạn I (DC) Chính là trọng lượng của bản thân kết cấu Khi sử dụng chương trình phân tích kết cấu bằng MiDas ta khai bao ngay được loại tải trọng này

Trang 12

Trọng lượng riêng của Bêtông: 25 kN/m3

Trọng lượng riêng của BT asphalt: 22,5 kN/m3

Trọng lượng riêng của thép: 77 kN/m3

- Tĩnh tải giai đoạn II gồm có các bộ phận sau ( các đại lượng lấy từ sơ bộ 1 chứ không tính chi tiết)

+) Trọng lượng phần chân lan can

+) Trọng lượng cột lan can, tay vịn

+) Trọng lượng lớp phủ mặt cầu

Tổng : DWIITC = DWmc+ DWclc+ DWlc+tv

a.Tính trọng lượng lớp phủ mặt cầu:

Lớp phủ mặt cầu bao gồm : Lớp bê tông asphan dày 7cm và lớp phòng nước dày 0,4 cm

+ Lớp bê tông Asphalt:

DWkhác = 10 KN/m

Trang 13

- Tính tĩnh tải giai đoạn II

+) Tính tải giai đoạn II tiêu chuẩn

DWIITC = DWmc+ DWclc+lebohanh+ DWkhac = 12.4875 + 11.519 + 10 = 34.0065 KN/m

+) Tĩnh tải giai đoạn II tính toán

DWIItt = g DWIITC = 1,5×34.0065 = 51.00975 (KN/m) I.3 Tải trọng thi công

- Tải trọng thi công được lấy là tải trong rải đều

CLL = 0,48 KN/m2 = 0,48 10 = 4,8 KN/m (5.14.2.3.2)

- Tải trọng xe đúc :

Trọng lượng xe đúc: Gxđ = 550 kN Trọng lượng ván khuôn: Gvk = 230 kN Tải trọng thi công: Gk = 20 kN

II HOẠT TẢI

II.1 Hoạt tải xe CLL: (3.6.1.1)

+) Hoạt tải xe đặt tên là HL93 sẽ gồm hai tổ hợp :

TH 1: Xe tải thiết kế (35+145+145)KN + tải trọng làn 9,3KN/m

II.2 Tải trọng người đi bộ PL (3.6.1.3)

Tải trọng người đi bộ 3 KN/m2

Tải trọng người đi bộ theo phương dọc cầu một bên lề bộ hành

PL = P×3.0 =1.5×3.0 = 4.5KN/m

P: là chiều rộng lề đi bộ một bên

II.3 Hệ số tải trọng (3.4.1; 3.4.2; 5.14.2.3.2; 5.14.2.3.4)

Trang 14

Trạng thái

Giới hạn

Tải trọng

DC DW LL,IM,PL TG CLL CE WC Cường độ I 1.25 1.5 1.75 0 1.5 1.5 1.5

Sử dụng 1.0 1.0 1.0 0.5 1.0 1.0 1.0

Ghi chú: Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp do không đủ thời gian nên em không tính

đến tải trọng gió và gối lún khi phân tích kết cấu phần trên vì vậy chỉ tính với TTGH cường độ I và TTGH sử dụng

III TÍNH NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU NHỊP

III.1 NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN DẦM CHỦ GIAI ĐOẠN THI CÔNG

III.1.1 Các sơ đồ tính :

Sơ đồ phân chia đốt đúc và các mặt cắt

Đặc điểm của công nghệ thi công đúc hẫng là sơ đồ kết cấu thay đổi liên tục trong quá trình thi công

Căn cứ trình tự thi công và phương pháp thi công ta chia ra làm các giai đoạn thi công sau:

III.1.1.1.Thi công đúc hẫng đối xứng ra hai bên trụ

Hình 3.1 Sơ đồ tải trọng khi thi công đúc hẫng đối xứng

- Tải trọng trong giai đoạn này bao gồm:

+) Co ngót , Từ biến

Trang 15

+) Tải trọng gió

- Tính tải trọng bê tông ướt và tải trọng xe đúc :

+) Tải trọng xe đúc :

Trọng lượng xe đúc: Gxđ = 550 kN Trọng lượng ván khuôn: Gvk = 230 kN Tải trọng thi công: Gk = 20 kN

+) Trọng lượng bê tông ướt : Khi ta tiến hành đổ bê tông đốt đúc Ki thì trọng lượng bê tông ướt quy đổi thành lực cắt và mô men tác dụng vào nút Ki+1như hình vẽ sau :

Loai TT Fz (kN) My

(kN.m)

K8 WC -1104.00 -2208.00 K7 WC -1083.00 -2166.00 K6 WC -1073.00 -2146.00

Trang 16

Các tải trọng tác dụng bao gồm :

- Trọng lượng bản thân của đốt hợp long nhịp biên

- Trọng lượng ván khuôn và thiết bị để hợp long nhịp biên

- Tải trọng thi công rải đều

III.1.1.3 Hợp lọng xong nhịp biên và bê tông đã hóa cứng :

Nhịp biên có đoạn đúc trên đà giáo cố định dài 10 m Sau khi đúc hẫng cân bằng xong ta tiến hành hợp long nhịp biên Việc tính toán hợp long nhịp biên là rất phức tạp do trình tự đổ bê tông, căng kéo cáp DƯL, điều chỉnh vị trí khối hợp long ảnh hưởng rất nhiều đến trình tự và phương pháp tính toán hợp long

Sơ đồ tính toán :

Hình 3.2 Sơ đồ tải trọng khi hợp long nhịp biên

-Tải trọng:

+ Trọng lượng bản thân đoạn đổ trên đà giáo

+ Trọng lượng bản thân đốt hợp long

+ Lực ngược do rỡ tải trọng thi công

+ Lực ngược do rỡ xe đúc

III.1.1.4.Hợp long xong nhịp giữa nhưng bê tông chưa đông cứng

Trang 17

Hình 3.2 Sơ đồ tải trọng khi hợp long nhịp giữa

-Tải trọng tác dụng:

+ Trọng lượng ván khuôn và thiết bị để hợp long nhịp biên

+ Tải trọng thi công rải đều

+ Trọng lượng bản thân đốt hợp long + Trọng lượng bê tông ướt

III.1.1.5 Hợp long xong nhịp giữa và bê tông đã đông cứng

III.1.1.6 Giai đoạn khai thác

Sơ đồ kết cấu: Dầm liên tục 3 nhịp

Hình 3.4 : Sơ đồ kết cấu giai đoạn khai thác Tải trọng tác dụng:

+ Tải trọng bản thân ( DC)

+ Tĩnh tải giai đoạn II (DW)

+ Tải trọng gió

+ Co ngót, từ biến

+ Hoạt tải xe LL (Design truck + Tandom) + PL + Lane Load

III.1.2 Tính toán nội lực tác dụng lên kết cấu nhịp giai đoạn thi công :

Mục đích:

Tính ra được nội lực tại các mặt cắt trong từng giai đoạn dưới tác dụng của tải trọng để từ đó bố trí cốt thép DƯL đảm bảo an toàn cho kết cấu

Trang 18

Sau đây là nội dung tính toán các giai đoạn thi công kết cấu nhịp liên tục

III.1.2.1.Thi công đúc hẫng đối xứng từ hai bờ ra trụ

Hình 3.1 Sơ đồ tải trọng khi thi công đúc hẫng đối xứng

- Tải trọng trong giai đoạn này bao gồm:

- Tính toán nội lực tại các mặt cắt trong từng giai đoạn đúc hẫng

Dùng chương trình phân tích kết cấu MiDas sau khi phân tích giai đoạn thi công và khai báo các loại tải trọng của từng giai đoạn thi công ta có giá trị mô men tại các mặt cắt như sau :

Khi đúc đốt K0:

Elem Load Stage Step Part Shear-z (kN)

Moment-y (kN·m)

113 Dead Load TC K0 003(last) I[113] 3339.4 -14528.96

Elem Load Stage Step Part

Shear-z (kN)

Moment-y (kN·m)

112 Dead Load TC K1 003(last) I[112] 1768.81 -3061

Shear-z (kN)

Moment-y (kN·m)

Trang 19

Shear-z (kN)

Moment-y (kN·m)

Khi đúc K4

Shear-z (kN)

Moment-y (kN·m)

Khi đúc K5:

Shear-z (kN)

Moment-y (kN·m)

Khi đúc K6:

Shear-z (kN)

Moment-y (kN·m)

Trang 20

Khi đúc K7:

Shear-z (kN)

Moment-y (kN·m)

Khi đúc K8:

Shear-z (kN)

Moment-y (kN·m)

III.1.2.2 Hợp lọng xong nhịp biên và bê tông chưa đông cứng :

-Mô hình hoá kết cấu trên MiDas và thực hiện tính toán ta thu được kết qủa sau:

Trang 21

III.1.2.3 Hợp long xong nhịp biên và bê tông đã đông cứng :

Shear-z (kN)

Moment-y (kN·m)

105 Dead Load HL BIEN 003(last) I[105] 2419.59 -9643.65

III.1.2.4 Hợp long xong nhịp giữa và bê tông đã đông cứng

Elem Load Stage Step Shear-z (kN) Moment-y (kN·m)

114 Summation HL NHIPGIUA 003(last) -10813.02 -187001.21

122 Summation HL NHIPGIUA 003(last) -2152 -8171.76

III.2 TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG GIAI ĐOẠN KHAI THÁC

Sơ đồ kết cấu: Liên tục 3 nhịp

Hình 2.1.Sơ đồ kết cấu giai đoạn khai thác

- Tải trọng tác dụng:

+ Trọng lượng bản thân của kết cấu nhịp (DC)

Trang 22

+ Tĩnh tải giai đoạn II (DW)

+ Hoạt tải LL (Design truck + Tandem)+ PL + Lane Load

+ Tai trọng xung kích IM , Lực xung kích IM = 0,25.LL (Theo điều 3.6.2, bảng 3.6.2.1-1,Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05)

+ Nhiêt độ phân bố đêu (TU)

+ Co ngót (SH)

+ Từ biến (CR) …

Trọng lượng và khoảng cách bánh xe của xe tải thiết kế phải được lấy theo hình vẽ sau :

Hình 2.2 Mô hình tải trọng thiết kế theo 22TCN 272-05

+ Xe tải thiết kế, gồm 3 trục 35KN +145KN +145KN, khoảng cách 2 trục trước 4.3m khoảng cách hai trục sau thay đổi từ 4.3 đến 9m

+ Tải trọng làn Lane Load thiết kế được lấy theo chiều dọc cầu với trị số là 9.3 N/mm

+ Xe 2 trục thiết kế Tandem gồm một cặp trục 110 KN đặt cách nhau 1200

mm Cự li các bánh xe theo chiều ngang bằng 1800 mm

+ Tải trọng người đi rải đều 3 KN/m2, do chiều rộng lề đi bộ 1.5m nên lấy bằng 4.5 KN/m

- Xác định nội lực tại từng mặt cắt

Nội lực tại từng mặt cắt có thể xác định bằng cách xếp tải lên các đường ảnh hưởng nội lực như trong cơ học kết cấu thông thường Tuy nhiên công việc tính toán khối lượng lớn, để thuận tiện và vận dụng những tiến bộ khoa học mới trong quá trình học tập, đồ án sử dụng chương trình MiDas 7.01 để phân tích kết cấu và xác định nội lực

Trong quy trình AASHTO có tới 8 tổ hợp tải trọng, mỗi tổ hợp xét đến các tải trọng với hệ số khác nhau, và yêu cầu kiểm toán cụ thể đối với từng tổ hợp tải trọng Trong phạm vi đồ án chỉ xét đến hai tổ hợp tải trọng sau đây:

+ Tổ hợp theo trạng thái giới hạn cường độ I: Gồm các tổ hợp tải trọng cơ bản đảm vảo xe chạy bình thường khi trên cầu không có gió

+ Tổ hợp theo trạng thái giới hạn sử dụng : Tổ hợp tải trọng liên quan đến khai thác bình thường của cầu với gió có vận tốc 25m/s với tất cả các tải trọng lấy theo giá trị danh định Dùng để kiểm tra độ võng, bề rộng vết nứt trong kết cấu bê tông cốt thép và bê tông cốt thép DWL, Sự trượt của các liên kết có nguy cơ trượt

do tác dụng của hoạt tải xe

Trang 23

- Công thức chung xác định tổng ứng lực tính toán :

Q =  i. i.Q i ( Điều 4.3.2-1)

Trong đó :

+) I : Hệ số diều chỉnh tải trọng

 = i D R  0.95 Với:

+ Hệ số liên quan đến tính dẻo D = 0.95 (theo Điều 1.3.3) + Hệ số liên quan đến tính dư R = 0.95(theo Điều 1.3.4) + Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác i = 1.05 (theo Điều 1.3.5 Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05)

  = 1 +) : Hệ số tải trọng i

STT Ký hiệu

Tổ hợp tải trọng Cường độ I Cường độ II Cường độ III Sử dụng Mỏi Max Min Max Min Max Min Max Min

DC : Tĩnh tải của tất cả các bộ phận kết cấu

DW : Trọng Lượng lớp phủ mặt cầu và các thiết bị trên cầu

PT : Lực do căng kéo cáp DUWL

WC : Bêtông ướt của các phần tử

Trang 24

TL : Trọng lượng xe đú, ván khuôn và các thiết bị thi công khác trên xe

WS : Tải trọng gió lên kết cấu

WL : Tải trọng gió lean xe cộ

CV : Hiệu ứng do lực va xô tàu thuyền

+) Qi : Tải trọng quy định ở đây

III.2.1 Tổ hợp theo trạng thái giới hạn cường độ I:

Q = 1,25.DC + 1,5.DW + 1,75(LL + IM) +1,75.PL + 1,2.(TU + CR +SH)

- Biểu đồ bao mô men :

Nội lực do tổ hợp tải trọng theo trạng thi giới hạn cường độ I được cho trong

bảng sau:

- Bảng tổng hợp nội lực với hoạt tải l Xe tải thiết kế :

Trang 25

Elem Load Part Shear-z (kN) Moment-y (kN·m)

Trang 27

- Bảng tổng hợp nội lực với hoạt tải l xe 2 trục :

Trang 30

- Bảng tổng hợp nội lực với hoạt tải là Xe tải thiết kế :

Trang 33

- So sánh 2 tổ hợp trên ta thấy tổ hợp của xe tải thiết kế bất lợi hơn xe 2Trục

và nội lực trong trường hợp TTGH Cường độ I lớn hơn TTGH Sử dụng Vậy ta dùng tổ hợp của xe tải thiết kế ở TTGH Cường độ I để tính toán

Trang 34

CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP

I TÍNH LƯỢNG CỐT THÉP TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG

I.1 Đặc trưng vật liệu :

- Cốt thép :

Sử dụng thép cường độ cao loại tao xoắn 7 sợi, mỗi bó gồm 19 tao có các chỉ tiêu sau:

+ Đường kính danh định: d = 15.2 mm

+ Diện tích tiết diện tao: Astr = 140mm2 = 1400.E-08m2

+ Cường độ kéo quy định: fpu = 1860 MPa = 1860000 kN/m2

+ Cường độ chảy: fpy =0,85.fpu= 0.85 x 1860 = 1581 (Mpa) + Mô đuyn đàn hồi quy ước: E = 197000 (Mpa)

fc’: cường độ quy định của bê tông, fc’ =40MPa

Ec = 33994485 kN/m2 + Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (5.7.2.2):

 

764,07

28f'0,050,85

+ Cường độ chịu kéo khi uốn (5.4.2.6):

fr = 0.63 f'c = 3,984 MPa

I.2 Quy đổi mặt cắt :

- Quy đổi mặt cắt hộp dầm về mặt cắt chữ T nhằm mục đích xây dựng các công thức tính duyệt thuận lợi

- Nguyên lí qui đổi như sau:

+ Chiều cao tiết diện quy đổi bằng chiều cao tiết diện hộp

+ Bề rộng cánh tiết diện quy đổi bằng bề rộng đáy hoặc bề rộng bản của tiết diện hộp

+ Chiều dày sườn dầm tiết diện quy đổi bằng chiều dày hai sườn dầm của tiết diện hộp

+ Chiều dày cánh tiết diện quy đổi được xác định tương đương về diện tích với tiết diện hộp

+ Mặt khác, cũng để đơn giản cho kiểm toán, ta quy ước tất cả các tiết diện đều chịu moment với trị số dương, tiết diện nào chịu momen âm (kéo

Trang 35

thớ trên) sẽ được xoay ngược lại để thống nhất tiết diện quy đổi có thớ dưới chịu kéo

- Ta có kích thước tại các mặt cắt sau khi quy đổi về mặt cắt chữ T :

I.3 Xác định số bó cáp thép DƯL đỉnh trụ trong giai đoạn thi công:

b

M

Trang 36

Mô men tính toán ứng với giai đoạn thi công bất lợi nhất tại mặt cắt trên trụ:

Mu = 213686.1 (kN.m)

I.3.2 Tính diện tích cốt thép DƯL cần thiết

Trong giai đoạn tính toán sơ bộ, ta chỉ tính toán cáp dự ứng lực

Căn cứ vào điều kiện về cường độ:

Giả thiết mặt cắt vừa đủ chịu lực => Mr = φ×Mn = Mu

2 6

622.244305500

0.918600.95

10 213686.19

.095

M J

f

M

A

pu u d

+) fpu : Cường độ chịu kéo quy định của thép DƯL, fpu = 1860 MPa

+) fps : ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL ở sức kháng uốn danh định

ps

d

ck-1ff

Trang 37

1860 42560

28 0 6000 764

0 40 85

.

0

1860 42560

a d f A

2

764.03.475535073.181342560

+) φ : Hệ số sức kháng , lấy φ = 0.9

bw H

b

M

Trang 38

+) fpy : Giới hạn chảy của thép DUL, fpy = 90%fpu = 1674 MPa

với giả thiết là thép DUL đã bị chảy dẻo

+) a = c 1: Chiều dày của khối ứng suất tương đương

+) fps : ứng suất trung bình trong cốt thép DUL ở sức kháng uốn danh định

(5.7.3.1.1-1)

(5.7.3.1.1-2) +) Hàm lượng thép DƯL và thép thường phải được giới hạn sao cho :

(5.7.3.3.1.-1)

42.00888.05350

34.475

=> Vậy việc bố trí cốt thép DƯL đảm bảo khả năng chịu lực cho mặt cắt

I.5 Tính và bố trí cốt thép thường cho mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn thi công

Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Tổng giá trị mô men tại mặt cắt đỉnh trụ Mtt 213686.1 KN.m



p

d c

f

f-1.04 2

ps

d

ck-1ff

Trang 39

Tổng diện tích thép thường chịu kéo As 237.254 cm2

Tổng diện tích thép thường chịu nén As' 174.92 cm2Xác định vị trí trục trung hoà

Tính toán cốt thép DƯL

I.6 Kiểm toán mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn thi công :

- Bảng tính duyệt mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn sử dụng:

Lực kéo trong thép DƯL và thép thường N2 97560.131 KN

Trang 40

Vị trí trục trung hoà TTH QUA CÁNH

Chiều cao khối ứng suất tương đương a 48.1647 cm

=> Vậy việc bố trí cốt thép DƯL đảm bảo khả năng chịu lực cho mặt cắt

II TÍNH VÀ BỐ TRÍ CÔT THÉP DƯL ĐỈNH TRỤ TRONG GIAI ĐOẠN SỬ DỤNG

II.1. Tính toán nội lực (mômen )

- Tĩnh tải giai đoạn I :DC

- Tĩnh tải giai đoạn II tính : DW Hoạt tải bao gồm :

MTT2= 329000.3 (kN.m) TH3 : 0.9.1,75 ( 2 Xe 3 trục + người) + 1,25.DC + 1,5.DW

MTT3= 337497.6 (kN.m)

Định dạng
Số trang	81
Dung lượng	1,62 MB