THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNG

THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNGTHIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC ĐÚC HẪNG

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 đốttheo sơ đồ hẫng cho tới khi nối liền thành các kết cấu hoàn chỉnh Có thể thi cônghẫng từ trụ đối xứng ra 2 phía hoặc hẫng dần từ bờ ra Phương pháp này có thể ápdụng thích hợp để thi công các kết cấu liên tục, cầu dầm hẫng, cầu khung hoặc cầudây 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 bêtông để đảm bảo tính liền khối và chịu cắt tốt của kết cầu Sau khi bêtông đốt dầm đủ cường độ cần thiết thì các đốt dầm này được liên kếtvới 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 cùngvới trọng lượng giàn giáo ván khuôn đúc dầm và các thiết bị phục vụ thicông

- 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 làmđối trọng Đối các sơ đồ cầu khung, đốt dẩm trên đỉnh trụ được liên kếtcứng 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 trụcầu nhờ các gối tạm và các cáp thép hoặc các thanh thép DƯL mà saukhi 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 đốtdầm đối xứng thì căng kéo cốt thép DƯL từ đầu mút này sang đầu mútkia và bơm vữa bê tông lấp kín khe hở giữa cốt thép và thành ống ngay

Trang 3

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

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 cầuvượt trong thành phố, các khu công nghiệp mà không cho phép đình trệ sản xuấthay 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

30467

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, váchđứng, chiều cao dầm thay đổi H= 5,5m trên trụ đến H=2,5m tại giữa nhịp và đầudầm, bề rộng đáy dầm hộp B=5,5m

Trang 4

- Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol đảm bảo phù hợp yêu cầuchịu 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 cócác 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 cắtngang 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 , tiếptheo 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 chiếusáng theo quy định hiện hành.

- Bản mặt cầu trên nhịp dẫn giản đơn bằng BTCT 20 cm , Lớp phủ mặt cầugồm 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 12cọc

- 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, sốlượng 6 cọc

CHƯƠNGII TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC

Sơ đồ bố trí chung nhịp cầu chính :

- Xác định kích thước mặt cắt ngang : Dựa vào các công thức kinh nghiệm tachọn 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 phápđúc hẫng cân bằng Chiều dài của đốt K0 thường vào khoảng 12-14 m, để có đủdiện tích mặt bằng cho việc lắp đặt 2 xe đúc đối xứng nhau trên đó mà thi công haicánh 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 giốngnhau, các nhóm khác nhau có chiều dài khác nhau Chiều dài của đốt được chọnsao cho tận dụng hết năng lực của thiết bị xe đúc Ví dụ trọng lượng của xe đúcnên gần bằng với khả năng treo của xe đúc Như vậy sẽ giảm bớt số xe đốt đúchẫng 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, chiềudài 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 trìnhtổng 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 cáctham số a,b,c của phương trình

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

+ Tọa độ điểm B(67 ; 0)

+ Tọa độ điểm C(33,5 ; 3)

Từ tọa độ hai điểm B,C ta có hệ phương trình sau để xác đinh a và b :

Trang 8

�

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 cóphương trình cong (trục tọa độ tại mép trên đáy dầm tính từ điểm A cũ:

- 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+01Asy 7.11E+00 7.09E+00 7.03E+00 6.95E+00 6.84E+00 6.75E+00Asz 1.93E+00 1.98E+00 2.12E+00 2.37E+00 2.72E+00 3.04E+00

Trang 9

Ixx 1.91E+01 1.98E+01 2.19E+01 2.55E+01 3.11E+01 3.67E+01Iyy 9.08E+00 9.51E+00 1.09E+01 1.33E+01 1.73E+01 2.16E+01Izz 9.41E+01 9.45E+01 9.56E+01 9.75E+01 1.00E+02 1.03E+02Cyp 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00Cym 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00Czp 1.24E+00 1.26E+00 1.32E+00 1.42E+00 1.55E+00 1.68E+00Czm 1.46E+00 1.48E+00 1.56E+00 1.69E+00 1.87E+00 2.04E+00Cyb 4.61E+00 4.73E+00 5.10E+00 5.73E+00 6.64E+00 7.52E+00Czb 1.55E+01 1.55E+01 1.58E+01 1.62E+01 1.67E+01 1.72E+01Peri:0 2.79E+01 2.80E+01 2.82E+01 2.87E+01 2.93E+01 2.99E+01Peri:I 1.27E+01 1.28E+01 1.31E+01 1.35E+01 1.40E+01 1.46E+01center:

y 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00center:z 1.46E+00 1.48E+00 1.56E+00 1.69E+00 1.87E+00 2.04E+00y1 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00z1 9.23E-01 9.43E-01 1.00E+00 1.10E+00 1.23E+00 1.36E+00y2 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00z2 9.23E-01 9.43E-01 1.00E+00 1.10E+00 1.23E+00 1.36E+00y3 3.00E+00 3.00E+00 3.00E+00 3.00E+00 3.00E+00 3.00E+00z3 -1.46E+00 -1.48E+00 -1.56E+00 -1.69E+00 -1.87E+00 -2.04E+00y4 -3.00E+00 -3.00E+00 -3.00E+00 -3.00E+00 -3.00E+00 -3.00E+00z4 -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^2Asy 6.65E+00 6.55E+00 6.47E+00 6.34E+00 2.45E+01 m^2Asz 3.41E+00 3.82E+00 4.30E+00 5.11E+00 2.33E+01 m^2Ixx 4.35E+01 5.17E+01 6.17E+01 7.96E+01 1.40E+02 m^4Iyy 2.73E+01 3.48E+01 4.45E+01 6.45E+01 9.42E+01 m^4Izz 1.05E+02 1.09E+02 1.13E+02 1.19E+02 1.57E+02 m^4

Trang 10

Cyp 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 mCym 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 mCzp 1.84E+00 2.01E+00 2.21E+00 2.56E+00 2.48E+00 mCzm 2.24E+00 2.46E+00 2.72E+00 3.14E+00 3.02E+00 mCyb 8.58E+00 9.86E+00 1.14E+01 1.41E+01 4.11E+00 m^2Czb 1.78E+01 1.85E+01 1.92E+01 2.05E+01 8.88E+00 m^2Peri:0 3.06E+01 3.14E+01 3.23E+01 3.39E+01 3.38E+01 mPeri:I 1.52E+01 1.59E+01 1.68E+01 1.82E+01 5.53E+00 mcenter:

y 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 mcenter:z 2.24E+00 2.46E+00 2.72E+00 3.14E+00 3.02E+00 my1 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 -6.00E+00 mz1 1.52E+00 1.69E+00 1.89E+00 2.24E+00 2.36E+00 my2 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 6.00E+00 mz2 1.52E+00 1.69E+00 1.89E+00 2.24E+00 2.36E+00 my3 3.00E+00 3.00E+00 3.00E+00 3.00E+00 3.00E+00 mz3 -2.24E+00 -2.46E+00 -2.72E+00 -3.14E+00 -3.02E+00 my4 -3.00E+00 -3.00E+00 -3.00E+00 -3.00E+00 -3.00E+00 mz4 -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 sửdụng chương trình phân tích kết cấu bằng MiDas ta khai bao ngay được loại tảitrọng 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 chứkhông 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 phòngnước 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

- Tải trọng xe đúc :

Trọng lượng xe đúc: Gxđ = 550 kNTrọng lượng ván khuôn: Gvk = 230 kNTải 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

Trang 14

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 vớiTTGH 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 tụctrong quá trình thi công

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

Trang 15

+) Trọng lượng bê tông ướt ( WC )

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

Công thức tính :

WC = Trong đó :

WC : Trọng lượng bê tông ướt F1 , F2 : Diện tích của hai mặt của khối đúc : Trọng lượng riêng của bê tông ướt (= 25 KN/m3)Tính quy đổi về nút WC đặt tại trọng tâm của đốt đúc quy đổi về nút thànhlực cắt và mô men như hình vẽ trên

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 cânbằng xong ta tiến hành hợp long nhịp biên Việc tính toán hợp long nhịp biên là rấtphức tạp do trình tự đổ bê tông, căng kéo cáp DƯL, điều chỉnh vị trí khối hợp longảnh 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 củatải 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 thicông và khai báo các loại tải trọng của từng giai đoạn thi công ta có giá trị mô mentại 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

Trang 19

Khi đúc K4

Khi đúc K5:

Elem Load Stage Step Part

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:

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 qủasau:

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 theohình 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 trụctrước 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 là9.3 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 lấybằng 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 ảnhhưởng nội lực như trong cơ học kết cấu thông thường Tuy nhiên công việc tínhtoán khối lượng lớn, để thuận tiện và vận dụng những tiến bộ khoa học mới trongquá trình học tập, đồ án sử dụng chương trình MiDas 7.01 để phân tích kết cấu vàxác định nội lực

Trong quy trình AASHTO có tới 8 tổ hợp tải trọng, mỗi tổ hợp xét đến cáctải trọng với hệ số khác nhau, và yêu cầu kiểm toán cụ thể đối với từng tổ hợp tảitrọng 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 cơbản 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 đếnkhai thác bình thường của cầu với gió có vận tốc 25m/s với tất cả các tải trọng lấytheo giá trị danh định Dùng để kiểm tra độ võng, bề rộng vết nứt trong kết cấu bê

Trang 23

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

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

Q = ( Điều 4.3.2-1)Trong đó :

+) I : Hệ số diều chỉnh tải trọng

 = i  D  R  0.95Với:

+ 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 (theoĐiều 1.3.5 Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05)

  = 1+) : Hệ số tải trọng

ST

T Ký hiệu

Tổ hợp tải trọngCường độ I Cường độ II Cường độ III Sử dụng Mỏi

Trang 24

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

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

CL : Hoạt tải thi công phân bố trên mặt cầu trong quá trình thi công

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 :

Trang 25

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

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

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 32

Nội lực do tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn cường độ I được chotrong bảng sau:

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

Trang 36

224 SD(min

- 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 tadùng tổ hợp của xe tải thiết kế ở TTGH Cường độ I để tính toán

Trang 37

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 chỉtiêu 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)

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

+ Cường độ chịu kéo khi uốn (5.4.2.6):

fr = 0.63 = 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 cáccông 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 củatiết diện hộp

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

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

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

Trang 38

thớ trên) sẽ được xoay ngược lại để thống nhất tiết diện quy đổi có thớ dướichịu 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:

I.3.1 Xác định vị trí TTH của mặt cắt

- Ta quy đổi mặt cắt hộp sang mặt cắt chữ nhật như sau:

bw H

Trang 39

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

Trong đó :

+) Aps : Diện tích cốt thép DUL

+) 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 địnhtính toán

( 5.7.3.1.1-1)

b

M

Trang 40

với giả thiết là thép DUL đã bị chảy dẻo.

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

Định dạng
Số trang	82
Dung lượng	859,44 KB