cầu dầm bản nguyên khôi liên hợp

Chuyên đề: cầu dầm bản nguyên khối - liên tục CHƯƠNG: CẦU DẦM BẢN NGUYÊN KHỐI - LIÊN TỤC Hình:1 Mặt cắt ngang cầu 1.. Nguyên tắc tính tóan cầu dầm bản nguyên khối: Kết cấu cầu bản có

Trang 1

Chuyên đề: cầu dầm bản nguyên khối - liên tục

CHƯƠNG: CẦU DẦM BẢN NGUYÊN KHỐI - LIÊN TỤC

Hình:1 Mặt cắt ngang cầu

1 Giới thiệu:

Cầu bản là cầu có kết cấu nhịp dạng bản mỏng Chiều cao của kết cấu thấp nên thường dùng cho các nhịp nhỏ và vừa (L<40m) Cầu bản có ưu điểm đặc biệt vầ mặt cấu tạo, dễ tạo hình trong thi công, đặc biệt có chiều cao kiến trúc thấp nên thường dùng trong các cầu cong, cầu vượt trong thành phố và các cầu trên đuờng cao tốc

2 Chọn sơ bộ thiết diện:

- Chiều cao dầm: h > 0,027.L (thông thường 0,04-0,05)

- Phần khóet lỗ phải đảm bảo các dày tối thiểu các phần bê tông còn lại theo tiêu chuẩn:

+ Bản cánh trên: 50mm + Bản cánh dưới: 125mm + Sườn dầm căng trước: 125mm + Sườn dầm căng sau: 165mm

3 Nguyên tắc tính tóan cầu dầm bản nguyên khối:

Kết cấu cầu bản có thể xem là tập hợp các dải bản song song với hướng xe chạy (phương pháp dải bản) Các dải thường xem xét trên bề rộng E=1m và tính tóan như 1 dầm liên tục Tuy nhiên, cần phải xác định phần họat tải thật sự tác dụng lên phần dải E này Sau đây là cách xác định chiều rộng E của một dải chịu tác dụng đúng 1 làn xe (dải giữa) và 0.5làn cho dải biên Sau đó, tùy theo mặt cắt ngang cầu mà có thể quy đổi thành một bệ rộng và tỉ lệ phần họat tải phù hợp để thiết kế

4 Chiều rộng làm việc của cầu bản

4.1 Chiều rộng lam việc của dải bản trong

4.1.1.Khi một làn xe chất tải

Chiều rộng làm việc:

1 1

Trang 2

Trường ĐHGTVT TP.HCM Trang 2

+ E chiều rộng làm việc của dải bản

+ L1 chiều dài điều chỉnh, lấy bằng chỉ số nhỏ hơn nhịp thực hoặc 1800mm

L1=min 18000L

+ w1 chiều rộng mép tới mép đã điều chỉnh của cầu, lấy bằng trị số nhỏ hơn chiều rộng thực hoăc 18000mm khi nhiều làn xe chất tải hoặc 9000mm khi một làn xe chất tải

W1= 11000

min B

4.1.2 Khi 2 làn xe chất tải

-Chiều rộng làm việc

+ E chiều rộng làm việc của dải bản

+ L1 chiều dài điều chỉnh ,lấy bằng chỉ số nhỏ hơn nhịp thực hoặc 1800mm

L1=min 18000L

+ w1 chiều rộng mép tới mép đã điều chỉnh của cầu, lấy bằng trị số nhỏ hơn chiều rộng thực hoăc 18000mm khi nhiều làn xe chất tải hoặc 9000mm khi một làn xe chất tải

+ W chiều rộng thực từ mép đén mép + NL số làn thiết kế , NL =chẵn

3500

w

4.2 Chiều rộng làm việc của dải bản biên

Eb = khoảng cách từ mép bánh xe đến mặt lan can +300+1

2chiều rộng dải bản Chú ý:

- Eb lấy không vượt quá 1800mm và bề rộng dải trong

- Dải Eb chỉ chịu tác dụng ½ trục xe

Ví dụ: tính nội lực cho dải bản

1 Chiều rộng làm việc của giải bản trong

1.1 Khi một làn xe chất tải

Chiều rộng làm việc:

1 1

Trong đó:

+ E chiều rộng làm việc của giải bản

Trang 3

1.2 Khi 2 làn xe chất tải

Nhịp L=2600 mm theo phương dọc cầu

L>4600 mm do đó áp dụng phương pháp giải bản dọc cho cầu bản (A4.6.2.3)

Bề rộng phần xe chạy B=8m chia làm 2 làn xe

-Chiều rộng làm việc

+ E chiều rộng làm việc của giải bản

Tính nội lực trong cầu bản do hoạt tải:

Xét cho mặt cắt I-I tại đầu dầm:

-Vẽ đường ảnh hưởng:

( )V

Trang 4

108.75

82.5

PL=0.00069N/mm q=9.3N/mm

200846.25

truc V

N

=-Lực cắt do xe 2 trục:

2truc 1 1 2 2

V = p ×y +p ×y

Trong đó:

+ y1=1 + y2=0.924

Trang 5

-Mômen do xe 3 truc, 2 trục, tải trọng làn và hoạt tải người đều =0 vì đường ảnh hưởng =0

-lực cắt do tải trọng làn:

4.4.1.2.Xét cho mặt cắt II-II tại một phần tư dầm 1:

82.5

PL=0.00069N/mm q=9.3N/mm PL=0.00069N/mm

q=9.3N/mm

Trang 6

XE 3 TRUC 26.28 108.75 108.7

5

82.5

PL=0.00069N/mm q=9.3N/mm

PL=0.00069N/m

m q=9.3N/m m

-Lực cắt do xe 3 trục:

3truc 1 1 2 2 3 3

V = p ×y + p ×y + p ×y

Trong đó:

+y1=0.688 +y2=0.446 +y3=0.205

Trang 7

4.4.1.3.Xét cho mặt cắt III-III tại giữa dầm 1:

Hinh 4.5 đường ảnh hưởng tại mc III-III

-Xếp tải lên đường ảnh hưởng:

XE 2 TRUC

XE 3 TRUC 26.28

108.75 108.75

82.5

PL=0.0069N/mm q=9.3N/mm

PL=0.00069N/mm q=9.3N/mm

XE 2 TRUC

XE 3 TRUC 26.28

108.75 108.75

82.5

PL=0.00069N/mm q=9.3N/mm

Trang 9

-lực cắt do hoạt tải người sinh ra:

4.4.1.4.Xét cho mặt cắt IV-IV tại vị trí gối 2:

Hình 4.7 đường ảnh hưởng tại mc IV-IV

XE 2 TRUC 82.5

XE 2 TRUC

XE 3 TRUC 26.28

108.75

108.75 82.5

PL=2.7N/mm q=9.3N/mm

XE 3 TRUC 26.28

Trang 10

truc V

N

=-Lực cắt do xe 2 trục:

truc M

N mm

=-mômen do tải trọng làn:

Trang 11

lan

= ×Trong đó:

4.4.1.5.Xét cho mặt cắt V-V tại vị trí một phần tư dầm 2:

Hình 4.9 đường ảnh hưởng tại mc V-V

XE 2 TRUC

XE 3 TRUC 108.75 108.75 26.25

82.5

PL=0.00069N/mm q=9.3N/mm

Trang 12

XE 2 TRUC

XE 3 TRUC 108.75 108.75

26.25

82.5

PL=0.00069N/mm q=9.3N/mm

Hình 4.10.xếp tải lênđường ảnh hưởng tại mc IV-IV

Trang 13

4.4.1.6.Xét tại mặt cắt VI-VI tại giữa dầm 2:

( )V

( )M

Hình 4.11.đường ảnh hưởng tại mc VI-VI:

Trang 14

PL=0.00069N/mm q=9.3N/mm

XE 3 TRUC 108.75

108.75

26.25 82.5

XE 2 TRUC

XE 3 TRUC 108.75 108.75 26.25

82.5 PL=0.00069N/mm

Trang 15

3truc 1 1 2 2 3 3

M = p ×y + p ×y + p ×y

Trong đó:

+y1=2460 +y2=4330 +y3=2090

Bảng 4.1: Bảng tổng hợp nội lực mômen do hoạt tải tác dụng lên dải bản

(chưa nhân hệ số)

Bảng 4.2: Bảng tổng hợp nội lực lực cắt do hoạt tải tác dụng lên dải bản

(chưa nhân hệ số)

4.4.2.Tính nội lực trên b=1050mm dải bản:

-Ta chon mặt cắt ngang có bề rộng b=1050mm mặt cắt này được từ trọng tâm hình tròn của 2 lỗ khoét kề nhau

Trang 16

Bảng 4.3 Bảng tổng hợp nội lực mômen do hoạt tải tác dụng lên 1050mm dải bản

M3trục 0 173126961 211146878 214768276 143970301 219888793

M2trục 0 15564302 181574049 165795859 134808441 193465549

Bảng 4.4 Bảng tổng hợp nội lực lực cắt do hoạt tải tác dụng lên 1050mm dải bản giữa

Trang 17

4.4.3.tính nội lực do tĩnh tải tác dụng lên b= 1050 mm dải bản:

-Tĩnh tải tác dụng lên dải bản gồm có trọng lợng bản thân và trọng lượng lớp bêtông nhưạ phía trên

-mặt cắt ngang tính toán:

Hình: 4.12 mặt cắt đặc trưng Hình: 4.13 mặt cắt quy đổi

-Diện tích mặt cắt ngang :

+ tại những vị trí 1m đầu dầm và 2m tại những gối giữa là tiết diên không khoét lỗ nên mặt cắt ngang là tiết diện hình chữ nhật đặc chắc:

Trang 18

DC3= 6074 N (đã tính ở bản mặt cầu) Tải trọng này xem như rải đều trên toàn bộ bề rộng của cầu:

4.4.3.1.Dải trong :

4.4.3.1.1.Tính nội lực do tĩnh tải gây ra tại các mặt cắt

Ta thấy dầm làm việc theo 2 giai đoạn:

-Giai đoạn 1: sau khi căng cáp dầm chịu trọng lượng bản thân dầm +lực căng cáp -Giai đoạn 2: dải bản chịu tải trọng của lớp phủ + lan can,lề bộ hành + hoạt tải

-Xét mặt cắt III-III tại vị trí giữa dầm 1:

Đường ảnh hưởng:

Trang 19

4.4.4.Tổ hợp nội lưc cho dải bản:

Bảng 4.5: Bảng tổng hợp nội lực mômen theo các giai đoạn của dải bản giữa

VI-VI 503361508 53958355 18235925 219888793 193465549 121121574 3670.55

Bảng 4.5: Bảng tổng hợp nội lực lực cắt theo các giai đoạn của dải bản giữa

Trang 20

VI-VI 503361508 53958355 18235925 277646250 244282500 152936175 4634.68 Bảng 4.5: Bảng tổng hợp nội lực lực cắt theo các giai đoạn của dải bản biên

Trang 21

3

V = ×η V +V + +IM ×V +V +V 

Trong đó: các hệ số được lấy như sau

Ta có bảng tổng hợp nội lực theo các trạng thái giới hạn như sau:

Bảng 4.6:bảng tổng hợp mômen do xe 3 trục theo các TTGH của dải bản giữa

Bảng 4.7:bảng tổng hợp mômen do xe 2 trục theo các TTGH của dải bản giữa

Bảng 4.8:bảng tổng hợp lực cắt do xe 3 trục theo các TTGH của dải bản giữa

Trang 22

Bảng 4.8:bảng tổng hợp lực cắt do xe 2 trục theo các TTGH của dải bản giữa

Bảng 4.6:bảng tổng hợp mômen do xe 3 trục theo các TTGH của dải bản biên

Bảng 4.7:bảng tổng hợp mômen do xe 2 trục theo các TTGH của dải bản biên

Trang 23

Bảng 4.8:bảng tổng hợp lực cắt do xe 3 trục theo các TTGH của dải bản biên

Bảng 4.8:bảng tổng hợp lực cắt do xe 2 trục theo các TTGH của dải bản biên

-Theo thống kê tính toán bảng nội lực ta thấy nội lực xe 3 trục ở dải bản biên là lớn nhất nên ta dùng tổ hợp này để tính toán

4.5.CHỌN VÀ BỐ TRÍ CÁP DỰ ỨNG LỰC:

-Số bó cáp được chọn theo công thức:

1.10.855

u Pu

M n

fpu ứng suất kéo dứt của cáp DƯL

Trang 24

PS A n A

Vậy chọn n= 16 tao

Diện tích cáp thực trong dầm lúc này là:1580 mm2

-Bố trí 16 tao cáp thành 2 bó cáp ,mỗi bó là 8 tao cáp 12.7 mm

Sơ đồ bố trí cáp như sau:

Mặt cắt bố trí cáp tại giữa nhịp và đầu nhịp

Hình: 4.14 mặt cắt đầu dầm Hình: 4.15 mặt cắt giữa dầm

Trang 25

Trang 26

-diện tích cốt thép thường là 6 14φ :As=906 mm2

Chọn lớp bêtông bảo vệ 50 mm

ds=1000-50=950 mm -môđun đàn hồi của thép

+Cáp DƯL HVM 12.7 : Eps=180000Mpa +thép thường: Es=200000Mpa

Hệ số quy đổi:

S t C

E n E

t n

Thép DƯL qua bêtông

180000

5.234589.47

pu C

E n E

Trang 27

4.6.1.Tại mặt cắt III-III giữa nhịp 1:

Toạ độ trọng tâm cáp DƯL so với mép trên của bêtông:

4

8502

ps ps

t f

03

331617915

503.76658275.27

x bo

Trang 28

-Giai đoạn 2: giai đoạn đặc tiết diện được bít lỗ

Trang 29

4.7 TÍNH MẤT MÁT ỨNG SUẤT:

Ưùng suất trong cáp tối đa =0.75 lần giá trị ứng suất kéo đứt cáp:

Định dạng
Số trang	30
Dung lượng	327,57 KB