BANG TINH KCPT CAU NHANH RE PHAI NHIP DAM THEP v3

Tĩnh tải lan can, tay vịn - Tải trọng lan can tay vịn được tính là tải trọng phân bố đều lệch tâm tác dụng lên dầm  Tác dụng của hoạt tải thiết kế: Ứng lực lớn nhất phải được lấy the

Trang 1

1

BẢNG TÍNH KCPT NHỊP DẦM THÉP

Trang 2

2

PHẦN I

BẢNG TÍNH KẾT CẤU NHỊP

Trang 3

3

PHẦN I.1

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN

Trang 4

1

1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Vị trí

Cầu nhánh ô tô rẽ phải về Bình Dương kết nối cầu vượt Sóng Thần hiện hữu, thuộc dự

án mở rộng đường ĐT743 kết hợp xử lý nút giao thông sóng thần tại Thị xã Dĩ An, Tỉnh Bình Dương

- Trụ cầu bằng BTCT đổ tại chổ trên nền móng cọc khoan nhồi đường kính D = 1m

- Mố dạng chữ U BTCT đổ tại chổ trên nền móng cọc khoan nhồi đường kính D = 1m

2 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

2.1 Tiêu chuẩn thiết kế

[1] Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05

[2] Quy trình thiết kế cầu theo hệ số tải trọng và sức kháng (LRFD) – AASHTO 1998 [3] Quy trình thiết kế cầu theo hệ số tải trọng và sức kháng (LRFD) – AASHTO 2007 [5] Quy trinh hàn cầu thép ANSI / AASHTO / AWS D1.5-2002

[6] Hướng dẫn về sơn cầu thép của AASHTO

[7] Tham khảo các tiêu chuẩn CEB – FIP 1990, EuroCode, …

[8] Tải trọng và tác động, TCVN 2737-1995 (Xác định vùng gió và tải trọng)

[9] Thiết kế công trình chịu động đất TCXDVN 375-2006

Tham khảo

[10] Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế TCXDVN 338:2005

[11] American Institute of Steel Construction AISC

2.2 Đặc trưng vật liệu

2.2.1 Kết cấu nhịp

 Các cấu kiện chính:

Trang 5

2

Thép kết cấu dùng cho các cấu kiện chính: dầm chủ, kết cấu tăng cường dầm chủ, giằng trên, dầm ngang đầu) theo tiêu chuẩn ASTM A709M, cấp 345 hoặc tương đương, có đặc trưng cơ lý như sau:

- Giới hạn bền: 450Mpa

- Giới hạn chảy tối thiểu: 345Mpa

- Mô đun đàn hồi: 200000Mpa

 Đinh neo chịu cắt:

Đinh neo chịu cắt được làm từ thanh thép kéo nguội, cấp 1015, 1018 hoặc 1020, khử một phần hoặc khử hoàn toàn ôxy, tuân theo ASTM A108, có đặc trưng cơ lý như sau:

- Giới hạn bền: 400MPa

- Giới hạn chảy tối thiểu: 345Mpa

- Thép mũ đinh là thép các bon thấp phù hợp với hàn và phải tuân theo ASTM A109M

 Bu lông, đai ốc, vòng đệm:

- Bu lông thường phải phù hợp với tiêu chuẩn ASTM A307 đối với các bu lông và đinh tán làm bằng thép các bon

- Bu lông cường độ cao dùng cho các liên kết phù hợp với tiêu chuẩn ASTM A325M

- Các đai ốc phải tuân theo các tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các đai ốc thép các bon và hợp kim, ASTM A563M hoặc ASTM A194M, và phải phù hợp với tiêu chuẩn của bu lông

- Vòng đệm phải tuân theo các tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các vòng đệm thép tôi, ASTM F43 GM

 Liên kết hàn:

Liên kết hàn tuân thủ theo tiêu chuẩn “Hàn cầu thép” 22TCN 280-01 và tiêu chuẩn TCXDVN 314:2005 “Hàn kim loại – thuật ngữ và định nghĩa”

 Sơn kim loại:

Các công tác lựa chọn vật liệu sơn và sơn cầu thép phải phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của các tiêu chuẩn sau hoặc tương đương:

- Sơn cầu thép và kết cấu thép 22TCN 253-98

- Sơn và lớp phủ bảo vệ kim loại 22TCN 301-02

2.2.2 Bê tông

 Bản mặt cầu:

Trang 6

TCVN 1651-2008 “Thép cốt bê tông” hoặc tương đương:

nhất Fy

Giới hạn bền nhỏ nhất Fu

- Phần mềm RM-V8i được sử dụng để phân tính kết cấu cầu nhánh rẽ phải

- Các nút và phần tử kết cấu được đánh số thứ tự trong mô hình tính toán như dưới đây:

Trang 7

- Trọng lượng bản thân của kết cấu phần trên được tính toán tự động bởi chương trình RM-V8i

- Trọng lượng bản thân của các phần không được mô hình hóa, và bê tông bản mặt cầu

sẽ được xử lý như các ngoại lực tác dụng lên nút hoặc phần tử

6.2 Tĩnh tải giai đoạn 2

Trang 8

5

6.2.1 Tĩnh tải lớp phủ

6.2.2 Tĩnh tải lan can, tay vịn

- Tải trọng lan can tay vịn được tính là tải trọng phân bố đều lệch tâm tác dụng lên dầm

 Tác dụng của hoạt tải thiết kế:

Ứng lực lớn nhất phải được lấy theo các giá trị lớn hơn của các trường hợp sau:

- Hiệu ứng của xe hai trục thiết kế tổ hợp với hiệu ứng tải trọng làn thiết kế, hoặc

- Hiệu ứng của một xe tải thiết kế có cự ly bánh thay đổi tổ hợp với hiệu ứng của tải trọng làn thiết kế

- Đối với mômen âm giữa các điểm uốn ngược chiều khi chịu tải trọng rải đều trên các nhịp và chỉ đối với phản lực gối giữa thì lấy 90% hiệu ứng của hai xe tải thiết kế có khoảng cách trục bánh trước xe này cách bánh sau xe kia là 15m tổ hợp với 90% hiệu ứng của tải trọng làn thiết kế khoảng cách giữa các trục 145KN của mỗi xe phải lấy bằng 4.3mm

- Tải trọng mỏi là một xe tải thiết kế với khoảng cách không đổi giữa hai trục sau là 9m

Trang 10

7

cả các làn thiết kế được chất tải và coi như đi cùng một chiều Các lực này được coi là lực tác dụng theo chiều nằm ngang cách phía trên mặt đường 1800mm theo cả hai chiều dọc

để gây ra ứng lực lớn nhất Tất cả các làn phải được thiết kế đồng thời với cầu và coi như

đi cùng một chiều trong tương lai Với mỗi làn xe, lực hãm xe là:

- Khi tính với xe tải: BR = 0.25*(35 + 145 + 145) = 81.25kN

- Khi tính với xe hai trục: BR = 0.25*(110 + 110) = 55kN

6.5 Lực ly tâm

Lực ly tâm được lấy bằng tích số của trọng lượng trục xe tải hay xe 2 trục nhân với hệ

số C lấy như sau:

Lực ly tâm tác dụng theo phương nằm ngang cách mặt đường xe chạy 1.8m

độ gió giật cơ bản trong 3 giây với chu kỳ xuất hiện 100 năm thích hợp với vùng gió tại vị trí cầu đang nghiên cứu, như quy định trong bản sau

Trang 11

8

S: Hệ số điều chỉnh đối với khu đất chịu gió và cao độ mặt cầu

Khu vực lộ thiên độ cao dưới 10m => S = 1.09

Vậy V = 41.42m/s

6.7.1 Tải trọng gió ngang

Trong đó:

- b: Chiều rộng toàn bộ cầu giữa các bề mặt lan can

- d: Chiều cao kết cấu phần trên bao gồm cả lan can

Trang 12

9

6.7.2 Tải trọng gió dọc

Tải trọng gió dọc được lấy bằng 0.25 lần tải trọng gió ngang

- Cường độ gió dọc lên KCPT: pD = 0.25*1.34 = 0.335kN/m2

6.7.3 Tải trọng gió tác dụng lên hoạt tải

Khi xét tổ hợp tải trọng Cường độ III, phải xét tải trọng gió trên tất cả kết cấu và xe cộ

Áp lực gió tác dụng lên xe cộ sẽ là bằng tải trọng phân bố 1.5KN/m tác dụng theo hướng nằm ngang, ngang với tim dọc kết cấu và đặt ở cao độ 1.8m so với mặt đường và truyền vào kết cấu Theo hướng dọc 0.75 kN/m

6.11 Động đất

6.11.1 Hệ số gia tốc

Theo bản đồ phân vùng động đất Việt Nam, cầu nhánh rẽ phải nằm trong vùng động đất cấp VI có hệ số gia tốc nền A = 0.0663 Phân tích tác động của động đất phải theo mục 4.7.4 (22TCN-272-05)

6.11.2 Các ảnh hưởng của vị trí công trình

- Đất loại I: Đá các loại hoặc là đá sít dạng kết tinh, hoặc đất cứng có bề dày nhỏ hơn 60m và đất phủ trên nền đá là cát, sỏi cuội hoặc sét cứng trầm tích ổn định

- Đất loại II: Đất dính cứng hoặc đất rời sâu có bề dày vượt quá 60m và loại đất phủ trên nền đá là cát, sỏi cuội hay sét cứng trầm tích ổn định

- Đất loại III: Đất sét dẻo mềm đến nửa cứng và cát được đặc trưng bởi lớp dày 9m hay hơn nữa là sét mề hay bửa cứng, có hoặc không có xen lẫn các lớp cát hoặc đất rời khác

- Đất loại IV: Đất sét mềm hoặc bùn dày hơn 12m

Trang 13

10

6.11.3 Hệ số đáp ứng động đất đàn hồi

Trong đó:

A : Hệ số gia tốc lấy theo A3.10.2

S : Hệ số thực địa

Các ngoại lệ:

- Đối với đất loại III, IV và đối với các kiểu dao động khác với kiểu cơ bản có chu kỳ

phải lấy theo:

Trang 14

11

- 100% của giá trị tuyệt đối của các ứng lực theo một trong các chiều vuông góc thứ nhất được tổ hợp với 30% của giá trị tuyệt đối của các ứng lực trong chiều vuông góc thứ hai;

- 100% của giá trị tuyệt đôi của các ứng lực trong chiều vuông góc thứ hai được tổ hợp với 30% của giá trị tuyệt đối của các ứng lực trong chiều vuông góc thứ nhất

Trang 15

WS – Gió trên kết cấu

PL – Tải trọng người đi

EQ – Động đất

SE – Lún

CR – Từ biến

SH – Co ngót

Trang 16

4

PHẦN I.2

MÔ HÌNH HÓA KẾT CẤU

Trang 17

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

RM Bridge Professional Engineering Software

Page : 1

Trang 18

CAU NHANH RE PHAI

Lavteam

Trang 19

CAU NHANH RE PHAI

Lavteam

Trang 20

CAU NHANH RE PHAI

Lavteam

Trang 21

CAU NHANH RE PHAI

Lavteam

Trang 22

CAU NHANH RE PHAI

Lavteam

Trang 23

CAU NHANH RE PHAI

Lavteam

Trang 24

CAU NHANH RE PHAI

Lavteam

Trang 25

CAU NHANH RE PHAI

Lavteam

Trang 26

CAU NHANH RE PHAI

Lavteam

Page : 10

Trang 27

CAU NHANH RE PHAI

Lavteam

Page : 11

Trang 28

CAU NHANH RE PHAI

Lavteam

Page : 12

Trang 29

CAU NHANH RE PHAI

Lavteam

Page : 13

Trang 30

CAU NHANH RE PHAI

Lavteam

Page : 14

Trang 31

CAU NHANH RE PHAI

Lavteam

Page : 15

Trang 32

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 4

Trang 33

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 5

Trang 34

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 6

Trang 35

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 7

Trang 36

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 8

Trang 37

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 9

Trang 38

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 10

Trang 39

5

PHẦN I.3

KẾT QUẢ TÍNH TOÁN NỘI

LỰC

Trang 40

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 11

Trang 41

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 12

Trang 42

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 13

Trang 43

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 14

Trang 44

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 15

Trang 45

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 16

Trang 46

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 17

Trang 47

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 18

Trang 48

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 19

Trang 49

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 20

Trang 50

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 21

Trang 51

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 22

Trang 52

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 23

Trang 53

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 24

Trang 54

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 25

Trang 55

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 26

Trang 56

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 27

Trang 57

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 28

Trang 58

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 29

Trang 59

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 30

Trang 60

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 31

Trang 61

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 32

Trang 62

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 33

Trang 63

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 34

Trang 64

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 35

Trang 65

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 36

Trang 66

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 37

Trang 67

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 38

Trang 68

6

PHẦN I.4

KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ĐỘ

VÕNG

Trang 69

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 39

Trang 70

7

PHẦN I.5

KIỂM TOÁN KẾT CẤU

Trang 71

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 40

Trang 72

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 41

Trang 73

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 42

Trang 74

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 43

Trang 75

CAU NHANH RE PHAI

LAVTEAM

Page : 44

Trang 76

1.1 Bảng số liệu thiết kế

1.1.1 Đặc trưng hình học của cầu.

1.1.4 Tải trọng thiết kế.

1.1.6 Hệ số điều chỉnh tải trọng.

- Thép chế tạo dầm

+ Cấp thép thiết kế

- Hệ số quy đổi từ bê tông sang thép

1 số liệu tính toán thiết kế cầu

Trang 77

+ Khi không xét đến hiện tượng từ biến n 7.0

- Cốt thép thường chế tạo bản mặt cầu

- Cốt thép thường

1.2.2 Cấu tạo bản bê tông mặt cầu (Slab)

Trang 78

- Công thức kinh nghiệm lựa chọn kích thước dầm chủ

- Cấu tạo mặt cắt ngang dầm chủ

- Bản bụng (Web):

1.3 Tải trọng thiết kế cầu

H

3

1 5

Trang 79

Sơ đồ xe tải thiết kế (Truck)

P3 KN

+ P2: Tải trọng trục giữa

+ P3: Tải trọng trục sau

+ a1: Khoảng cách từ trục trước đến trục giữa

+ a2: Khoảng cách từ trục giữa đến trục sau

+ a3: Khoảng cách giữa các xe trong đoàn

+ a4: Khoảng cách tim bánh xe theo phương ngang cầu

+ a5: Khoảng cách giữa các trục xe theo phương ngang cầu

110kN 110kN

9,3 kN/m

Trang 80

b2 b1

b

t t

4 1 2

1 max 6

tt

d

b

t t

L

b

.41

.21max

6

.8

.21max

6

.81

min2

S

b

t t

L

b

c

w s

b

t t

4 1 2 1 max 6

Trang 81

2.2 Xác định ĐTHH của mặt cắt chịu mômen uốn dương.

2.2.1 Các kích thước cơ bản của mặt cắt.

- Mômen tĩnh của mặt cắt đối với mép dưới của dầm thép

- Khoảng cách từ đáy dầm đến TTH I-I :

- Xác định mô men quán tính của mặt cắt

+ Mô men quán tính phần bản bụng + Mô men quán tính bản cánh chịu nén

+ Mô men quán tính phần cánh dưới + Mô men quán tính sườn tăng cường dưới

+ Mô men quán tính sườn tăng cường trên + Mô men quán tính mặt cắt dầm hộp thép

2 3

.

2 3

Trang 82

- Mômen tĩnh của phần trên mặt cắt với trục trung hoà I - I

- Kết quả tính ĐTHH của mặt cắt dầm chủ giai đoạn I

+ Mômen tĩnh mặt cắt đối với đáy dầm So 55052 cm3 + Khoảng cách từ đáy dầm đên TTH I - I Y1 44.99 cm

+ Mômen quán tính của bản cánh chịu nén Itf 1711694 cm4 + Mômen quán tính của bản cánh chịu kéo Ibf 1249645 cm4 + Mômen quán tính của sườn tăng cường trên Irtf 0 cm4 + Mômen quán tính của sườn tăng cường dưới Irbf 0 cm4

+ Mômen tĩnh của phần trên mặt cắt đối với TTH I-I SNC 30594 cm3 + MMQT của mặt cắt dầm chủ đối với trục Oy Iy 13430178 cm4

2.2.3 Xác định ĐTHH mặt cắt dầm giai đoạn II

- Mặt cắt ngang chịu mômen uốn dương:

- Diện tích bản bêtông - Diện tích cốt thép trong bản

- Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép bản đến mép trên dầm thép

- Diện tích mặt cắt liên hợp ngắn hạn

- Mômen tĩnh của tiết diện liên hợp với trục trung hoà của tiết diện thép

rb rt

h rb rb rt h s rt r

A A

t a A a t t A Y

n

A A

rb rt

sb h c s h sb

s s I

x

t Y H t b t t Y H t b

1

2 3

Trang 83

- Khoảng cách từ TTH I-I đến TTH II-II

- Xác định mômen quán tính của tiết diện liên hợp với trục trung hoà II-II

+ Mômen quán tính của dầm thép

+ Mômen quán tính của bản bê tông

+ Mômen quán tính của phần vút bản bêtông

+ Mômen quán tính của cốt thép trong bản

+ Mômen quán tính của mặt cắt liên hợp ngắn hạn

- Xác định mômen tĩnh phần bản BTCT đối với TTH II-II

- Khi tính ĐTHH của mặt cắt liên hợp dài hạn thì các công thức tính vẫn giống như

khi tính ĐTHH của mặt cắt liên hợp ngắn hạn, chỉ thay hệ số n bằng hệ số n'

Với:

+ n: Hệ số quy đổi từ bêtông sang thép đối với mặt cắt liên hợp ngắn hạn

+ n': Hệ số quy đổi từ bêtông sang thép đối với mặt cắt liên hợp dài hạn

- Bảng kết quả tính đặc trưng hình học của mặt cắt dầm biên

Kí hiệu Giá trị Kí hiệu Giá trị

Diện tích tính đổi của bản bêtông Aso 2485.18 Aso

'

828.39 cm2Diện tích tính đổi của phần vút bản ngoài Ah1 139.29 Ah

'

46.43 cm2Diện tích tính đổi của phần vút bản trong Ah2 139.29 Ah

12

.

h sb

s s s s s

t t Z Y H h b t b

h

h sb

h c s h sb

s s

Y Z Y H A t Z Y H b

t

t Z Y H t b

t t Z Y H t b b

1

1 1 1

1 2

1

3

2

A

S

Z 1

2 1

.Z A I

INC II  NC I  NC

 r sb r

h sb

1 1

3

) 3

2 (

2

1 2 36

2 ) 2 (

12

.

1

h sb

h h h

h h

sb h c h

Định dạng
Số trang	144
Dung lượng	6,18 MB