02 bang tinh cau

ỨC KHÁNG UỐNI.SỐ LIỆU CHUNG -Loại hình kết cấu Dầm giản đơn bê tông cốt thép dự ứng lực I.1.KẾT CẤU NHỊP I.2.CẤU TẠO MẶT CẮT NGANG I.3.CẤU TẠO DẦM CHỦ ĐỀ XUẤT CẮM BIỂN TẢI TRỌNG - CẦU

Trang 1

ỨC KHÁNG UỐN

I.SỐ LIỆU CHUNG

-Loại hình kết cấu Dầm giản đơn bê tông cốt thép dự ứng lực

I.1.KẾT CẤU NHỊP

I.2.CẤU TẠO MẶT CẮT NGANG

I.3.CẤU TẠO DẦM CHỦ

ĐỀ XUẤT CẮM BIỂN TẢI TRỌNG - CẦU KÊNH XẺO LÁ

HẠNG MỤC: 15M Thực hiện

Kiểm tra

SỔ TAY ĐÁNH GIÁ CẦU AASHTO LRFR 2011

Trang 2

Chủ trì Huỳnh Xuân Tín

HẠNG MỤC: 15M Thực hiện

Kiểm tra

SỔ TAY ĐÁNH GIÁ CẦU AASHTO LRFR 2011 I.4.VẬT LIỆU

4.1.Bê tông

a.Dầm bê tông đúc sẵn

b.Bê tông bản mặt cầu

c.Lớp phủ

4.2 cốt thép thường

4.3.Thép ứng suất trước

-Sử dụng tao 7 sợi, đường kính d12,7mm phù hợp với tiêu chuẩn ASTM 416 Grade 270

-Công nghệ tạo ứng suất trước Căng trước

-Giới hạn ứng suất

Tại cuối vùng mất mát ở tấm đệm neo sau bộ neo 0.74fpy = 1239 Mpa

-Loại tao xoắn 7 sợi có độ tự trùng thấp, đường kính danh định

1.5 '

0.043

E = × γ × f

' 0.63

f = × f

1.5 '

0.043

E = × γ × f

'

0.63

f = × f

Trang 3

II ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC

-Kết cấu làm việc hai giai đoạn

-Giai đoạn 1: Chưa liên Hợp

-Giai đoạn 2: Đã liên hợp

II.1.Giai đoạn 1

đơn vị X=L/2

mm3 15.202.507

mm4 1.735.102.465

II.2.Giai đoạn 2

đơn vị X=L/2

mm3 17.168.934

mm4 4.726.676.219

Xác định vị trí TTH (C1)

Huỳnh Xuân Tín

Đặc trưng hình học

Diện tích mặt cắt (A1)

Đặc trưng hình học

Diện tích mặt cắt giảm yếu (A2)

Kiểm tra Chủ trì

Trọng tâm mặt cắt so với thớ trên BMC (Ytt2)

Trọng tâm mặt cắt so với thớ dưới dầm (Yd1)

Mô men quán tính của mặt cắt giảm yếu (I1)

Mô men tĩnh đối với thớ dưới dầm (S1)

Trọng tâm mặt cắt so với thớ trên dầm (Yt1)

Trọng tâm mặt cắt so với thớ trên dầm (Yt2)

ĐỀ XUẤT CẮM BIỂN TẢI TRỌNG - CẦU KÊNH XẺO LÁ

Mô men quán tính của mặt cắt I2

Mô men tĩnh đối với TTH của mặt cắt dầm giảm yếu

(S2)

Trọng tâm mặt cắt so với thớ dưới dầm (Yd2)

Trang 4

III TÍNH NỘI LỰC

1 Hệ số

2.Tĩnh tải

a.Tĩnh tải giai đoạn 1.

Kí hiệu Đơn vị X=L/2

m2 26,645

kN/m 4,224 kN/m 5,279 kN.m 112,536 kN.m 140,670

b.Tĩnh tải giai đoạn 2.

kN/m 2,790 kN/m 4,185 kN.m 74,332 kN.m 111,498

3.Hoạt tải.

3.1 Hoạt tải thiết kế

3.1.1 Xe 3 trục thiết kế

3.1.2 Xe 2 trục thiết kế

3.1.3 Tải trọng làn

3.2.Hoạt tải xe [3]

T/L Bản mặt cầu

T/L dầm ngang

SỔ TAY ĐÁNH GIÁ CẦU AASHTO LRFR 2011 Chủ trì Huỳnh Xuân Tín

Tĩnh tải tiêu chuẩn GĐ1

Tĩnh tải tính toán GĐ1

Kiểm tra

Diện tích đường ảnh hưởng

T/L Bản thân dầm chủ

Mô men tính toán GĐ2

T/L lan can

Tĩnh tải tiêu chuẩn GĐ2

Tĩnh tải tính toán GĐ2

Mô men tiêu chuẩn GĐ2

Mô men tiêu chuẩn GĐ1

Mặt cắt

Mô men tính toán GĐ1

Mặt cắt T/L Lớp Phủ

Trang 5

Kiểm tra

3.3.Hoạt tải xe [3-S2]

3.4.Hoạt tải xe [3-3]

4.Nội lực do hoạt tải

0,24 1,33

Mxetai kN.m 799,250 M2truc kN.m 737,000 Mlan kN.m 247,799

Mtc (HL93) kN.m 365,616

Mtt (HL93) kN.m 639,829

Mtc [3] kN.m 230,835

Mtt [3] kN.m 415,503

Mtc [3-S2] kN.m 199,834

Mtt [3-S2] kN.m 359,701

Mtc [3-3] kN.m 192,612

Mtt [3-3] kN.m 346,701

Hiệu ứng mô men do hoạt tải xe [3-S2]

Mô men do hoạt tải xe [3-S2] tiêu chuẩn

Mô men do hoạt tải xe [3-S2] tính toán

Hiệu ứng mô men do hoạt tải xe [3-3]

Mô men do hoạt tải xe [3-3] tiêu chuẩn

Mô men do hoạt tải xe [3-3] tính toán

Mô men do hoạt tải HL93+PL(tc)

Mô men do hoạt tải HL93+PL(tt)

Hiệu ứng mô men do hoạt tải xe[3]

Mô men do hoạt tải xe [3] tiêu chuẩn

Mô men do hoạt tải xe [3] tính toán

Hiệu ứng mô men do hoạt tải thiết kế HL93

Mô men do tải trọng người

Mặt cắt

Hệ số phân bố ngang hoạt tải

Hệ số xung kích

Số làn xe thiết kế

Hệ số làn xe thiết kế

Mô men do xe 2 trục thiết

Mô men do tải trọng làn

Mô men do xe tải thiết kế

Trang 6

IV.KIỂM TOÁN TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

IV.1Kiểm toán nứt

-Các giới hạn ứng suất bê tông dầm

Lực căng kéo

Giới hạn ứng suất nén = 25,20 Mpa

Lúc khai thác sau mất mát

Các giới hạn ứng suất bê tông bản mặt cầu

IV.1.1.Mất mát ứng suất giai đoạn 1

a.Mất mát do tự chừng cốt thép

-trước truyền lực

1395

= Mpa 1674

= Mpa 18,35

= Mpa -Sau truyền lực

Mặt cắt

Đơn vị X=L/2

b.Mất mát ứng suất do nén đàn hồi của bê tông

Mặt cắt Mất mát do tự trùng sau khi truyền lực

HẠNG MỤC: 15M

Huỳnh Xuân Tín

' [0.25 c;1.38]

MIN × f

'

0.6× f c

' 0.5× f c

'

0.45×f c

'

0.5× f cbmc

'

0.45×f cbmc

pj f py f

1

pR f

∆

Trang 7

Huỳnh Xuân Tín

14,244 Mpa

108,169 Mpa 142,61 Mpa c.Ứng suất giai đoạn 1

Mất mát ứng suất do nén đàn hồi

Tổng mất mát ứng suất giai đoạn 1

Mô men mặt cắt giữa dầm do trọng lượng bản thân dầm

Lức kéo trước khi truyền

Mặt cắt Diện tích mặt cắt ngang tính toán

Cường độ chịu kéo của thép

Diện tích cáp

Mô đun đàn hồi của thép cường độ cao

Mặt cắt

Mô đun đàn hồi của bê tông tại thời điểm truyền lực

Ứng suất tại trọng tâm bó

Diện tích mặt cắt ngang chưa liên hợp

Mô men quán tính mặt cắt ngang chưa liên hợp

Độ lệch tâm của bó cáp so với trọng tâm dầm

Mô men quán tính của mặt cắt ngang

Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ dưới

Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ trên

cgp f

, ,

f f DC Dn BMC t

, ,

f f DC Dn BMC d

Trang 8

Huỳnh Xuân Tín

Ff 741.665,78 N

fpe 1.252,39 Mpa

-17,38 Mpa

15,05 Mpa

-20,76 Mpa

0,34 Mpa

IV.1.2.Ứng suất giai đoạn 2

a.Mất mát do co ngót

34,60

= Mpa

b.Mất mát do từ biến

14,244 Mpa

11,7623088 Mpa

88,60 Mpa 123,20 Mpa

c.Ứng suất trong bê tông giai đoạn 2

Ff 668.709,16 N

fpe 1.129,19 Mpa

Ứng suất thớ trên dầm

Ứng suất thớ trên dầm (TTGĐ 2)

Diện tích cáp

Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ trên BMC

Lực DUL hữu hiệu

Mô men quán tính của mặt cắt ngang

Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ dưới

Ứng suất có hiệu trong cáp

Độ lệch tâm của của cáp DUL so với trọng tâm mặt cắt

Ứng suất thớ trên dầm (TTGĐ 1)

Ứng suất thớ dưới dầm (TTGĐ 1)

Độ lêch tâm thớ dưới 1

Độ lêch tâm thớ dưới 2

Mất mát do từ biến

Tổng mất mát ứng suất giai đoạn 2

Mặt cắt Diện tích mặt cắt ngang tính toán

Mô men do tĩnh tại giai đoạn 1

Mặt cắt

Mô men do tĩnh tải giai đoạn 1

Mô men do tĩnh tải giai đoạn 2

Mô men quán tính giai đoạn 1

Mô men quán tính giai đoạn 2

Kiểm ứng suất thớ dưới dầm

Mô men do tĩnh tại giai đoạn 2 (TTGĐ 2)

Ứng suất giới hạn chịu nén dầm chủ

Ứng suất giới hạn chịu kéo dầm chủ

Lực DUL hữu hiệu

Diện tích cáp

Ứng suất có hiệu trong cáp

Ứng suất thớ trên cùng bản mặt cầu (TTGĐ 2)

Ứng suất thớ trên cùng bản mặt cầu

Ứng suất thớ dưới dầm

Độ lệch tâm của của cáp DUL so với trong tâm mặt cắt

Ứng suất thớ dưới dầm (TTGĐ 2)

Kiểm tra ứng suất thớ dưới dầm

Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ trên dầm

Ứng suất thớ dưới dầm (DUL)

Ứng suất thớ trên dầm (DUL)

Đạt

Ứng suất giới hạn chịu nén BMC

1 1

cgp

Pi e M Pi

A I I

×

cgp

+

117 1.03

pSR

12 7

pCR cgp cdp

pCR f

∆

Trang 9

Huỳnh Xuân Tín

IV.1.2.Ứng suất trong bê tông giai đoạn khai thác.

IV.1.2.1.Ứng suất do hoạt tải.

365.616.360 N.m

230.835.226 N.m

199.833.883 N.m

192.611.664 N.m

IV.1.2.2.Kiểm tra ứng suất trong bê tông giai đoạn khai thác do hoạt tải.

K Đạt

Ứng suất thớ trên bản

Kiểm tra

Ứng suất thớ dưới bản (hay thớ trên dầm)

Hoạt tải xe [3-3]

Hoạt tải xe [3]

Kiểm tra

Hoạt tải xe [3-S2]

Hoạt tải HL93

Kiểm tra

Ứng suất giới hạn chịu nén dầm chủ

Ứng suất giới hạn chịu kéo dầm chủ

Ứng suất giới hạn chịu nén BMC

Mặt cắt

Hoạt tải xe [3-3]

Mô men do xe thử

Hoạt tải xe [3-S2]

Mô men do xe thử

Hoạt tải xe [3]

Hoạt tải HL93

Mô men do xe thử

Mặt cắt

T ban

σ

T ban

σ

T ban

σ

T ban

σ

2 2

M y I

2

M y I

T ban

σ

93

HL

M

d ban

σ

d dan

σ

[3]

M

[3S2]

M −

[3 3]

M −

T ban

σ

d ban

σ

d dan

σ

T ban

σ

d ban

σ

d dan

σ

T ban

σ

d ban

σ

d dan

σ

d ban

σ

d dan

σ

d ban

σ

d dan

σ

d ban

σ

d dan

σ

d ban

σ

d dan

σ

Trang 10

Huỳnh Xuân Tín

IV.2.Kiểm toán võng

IV.2.1 Độ võng do tĩnh tải giai đoạn 1

a Độ võng do tải trọng bản thân dầm

= 26,26226096 mm

b Độ võng do tải trọng bản mặt cầu

= 22,20315302 mm

IV.2.1 Độ võng do tĩnh tải giai đoạn 2.

= 3,677991863 mm

IV.2.3 Độ võng do hoạt tải.

-Độ võng do xe tải thiết kế

-Độ võng cho dầm giản đơn: Độ võng tính toán tại mặt cắt x do lực tập trung P dặt cách hai đầu dầm là a và b

với b=L-a, x<a

với b=L-a, x=L/2

Ec : mô đun đàn hồi của bê tông dầm ở 28 ngày (f'c) I2 : Mô men quán tính cảu mặt cắt liên hợp

-Độ võng do tải trọng làn:

= 36,24638685 mm

-Độ võng do hoạt tải thiết kế:

4

1

5 384

dam dam

ci

q L

E I

4

1

5 384

bmc bmc

c

q L

E I

4 2

2

5 384

lc bmc c

q q L

E I

+

2 2 2 2

.(L x )

6

z c

P b x

E I L

3

2

48

z c

P L v

E I

( )

p mm

∆

4

1

384

lan

c

l L

E I

HTTK Max LL IM+ Lan LL IM+

800

Ltt

∆ =

Trang 11

Huỳnh Xuân Tín

IV.2.5 Độ võng do tải trọng thử

28,130

not ok IV.2.6 Độ võng do tải trọng xe hợp pháp

IV.2.6.1 Độ võng do tải trọng xe hợp pháp [3]

25

not ok IV.2.6.2 Độ võng do tải trọng xe hợp pháp [3S-2]

33

not ok IV.2.6.1 Độ võng do tải trọng xe hợp pháp [3-3]

Tổng Độ võng (mm)

Kết Luận

Xe [3-S2]

Xe [3-3]

not ok

18

Xe [3]

Tổng Độ võng (mm) Kết luận

Kết Luận

( )

p mm

∆

( )

p mm

∆

( )

p mm

∆

( )

p mm

∆

Trang 12

IV TÍNH SỨC KHÁNG UỐN

-Quan điểm thiết kế thiên về an toàn nên bỏ qua sự chịu lực của cốt thép thường khi tính

toán sức kháng uốn của tiết diện

-Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất theo quy định TCN 5.7.2.2

0,75 -Trường hợp 1: Khi trục trung hòa đi qua sườn dầm:

Chiều cao chịu nén tiết diện:

-Trường hợp 2: Khi trục trung hòa đi quan bản cánh dầm

Chiều cao chịu nén tiết diện:

Sức kháng uốn tiết diện:

Hệ số K

Ứng suất trong cốt thép dự ứng lực

Giá trị

Tính toán chiều cao chịu nén tiết diện

Kiểm tra

Hệ số

+ Khi TTH qua bản cánh dầm

Điều kiện giới hạn

Chiều cao dầm chủ

Hệ số quy đổi biểu đồ ứng suất

Kí hiệu

Bề dày sườn dầm

Chiều rộng bản cánh dầm

Diện tích cáp dự ứng lực

Hệ số sức kháng uốn

'

0.85

pu

p

c

f

d

β β

=

ps ' 1

A 0.85

pu

p

f c

f

d

β

×

=

pu

f k

f

1

ps pu

p

c

d

=  − 

-2

a

M = A × f  d 

'

1

f

h

M = A × f    d    + × f B B β × h ×   

Trang 13

Kiểm tra

K Đạt

Kết Luận

Tổ hợp I: Tĩnh Tải+ HL93+ Người

Tổ hợp II: Tĩnh tải + Xe [3]

Tổ hợp IV: Tĩnh tải + Xe [3-3]

Kết Luận

Tổ hợp III: Tĩnh tải + Xe [3-S2]

K Đạt

Ứng suất trong cáp dự ứng lực

+ Khi TTH qua sườn dầm

Điều kiện giới hạn

Sức kháng uốn tiết diện

Sức kháng uốn danh định tiết diện

Chiều cao chịu nén tính toán

1

a=β ×c

Trang 14

V ĐÁNH GIÁ CẦU

Phương trình đánh giá tổng quát

Trong đó: RF = Hệ số đánh giá;

C = Khả năng chịu lực của kết cấu;

Dc = Nội lực do tĩnh tải phần 1;

Dw = Nội lực do tĩnh tải lớp phủ và các tiện ích khác;

P = Nội lực lâu dài khác ngoài tĩnh tải;

LL = Nội lực do hoạt tải;

IM = Hệ số xung kích lấy theo LRFR;

= Hệ số tải trọng của tĩnh tải kết cấu;

= Hệ số tải trọng của lớp phủ và các tiện ích khác;

= Hệ số tải trọng của hoạt tải đánh giá;

= Hệ số tải trọng của các tải trọng lâu dài khác với tĩnh tải

1.Khả năng chịu lực của kết cấu C

-Với trạng thái giới hạn cường độ:

-Chú ý: trong mọi trường hợp:

-Trong đó: = Hệ số tình trạng hiện tại kết cấu;

= Hệ số hệ thống;

= Hệ số sức kháng lấy theo tiêu chuẩn thiết kế LRFD;

C = Khả năng chịu lực của kết cấu;

R = Sức kháng danh định của kết cấu;

-Hệ số tình trạng kết cấu theo bảng 1

Bảng 1:Hệ số

1,00 0,95 0,85 1,00 -Hệ số kết cấu bảng 2

Bảng 2:Hệ số hệ thống

0,85 0,90 0,90 0,85 0,95 1,00 0,85 1,00

Kiểm tra

Chủ trì Huỳnh Xuân Tín Thực hiện

Những kết cấu hàn trong cầu 2 dầm chủ, dàn, vòm Những kết cấu đinh tán trong cầu 2 dầm chủ, dàn, vòm Những kết cấu có nhiều tai treo cầu dàn

Kém

Đánh giá

Dạng kết cấu phần trên

Cầu có 3 dầm chủ với khoảng cách giữa các dầm <1,83m

Các cầu dầm và cầu bản khác

Tốt

Tính trạng kết cấu theo khảo sát

Tốt Khá tốt

Dầm bản với khoảng cách rộng > 3,66m và dầm ngang không liên tục

Hệ thống dầm ngang dư thừa giữa các dầm bản

Cầu có 4 dầm chủ với khoảng cách giữa các dầm <1,22m

Các cầu dầm và cầu bản khác

w

.(1 IM)

LL

RF

LL

γ

=

+

Dc

γ

w γ

LL

γ

p

γ

c s

Φ Φ ≥

c

Φ

s

Φ

c

Φ

c

Φ

s

Φ

s

Φ

Trang 15

Kiểm tra

Chủ trì Huỳnh Xuân Tín Thực hiện

-Hệ số sức kháng:

Hệ số sức khángđược xác định theo AASHTO LRFD, lấy theo bảng 3

Bảng 3:Hệ số sức kháng

0,95 1,00 0,95 1,00

1,00

-Sức kháng danh định của kết cấu:

-Khả năng chịu tải C:

2.Các hệ số tải trọng:

Bảng 4:Hệ số tải trọng

3 Đánh giá tải trọng

- Tải trọng thiết kế là tải trọng HL93, Ở cấp đánh giá này có hai cấp:

+ Cấp Inventoty Rating (IR) tạm gọi là cấp thiết kế và (có nơi gọi là cấp kiểm kê)

Bảng 5:Đánh giá tải trọng

ΦcΦsMn γDC MDC γDW MDW γLL M(LL+IM)

Loại kết cấu

-Xe hợp pháp gồm 3 loại xe: [3]; [3-S2]; [3-3]

Tải trọng

[3-S2]

[3-3]

MDL (kNm)

RF HL93, IR

HL93, OR

[3]

1,75 Loại kết cấu

+ Cấp Operating Ratinh (OR), tạm gọi là cấp khai thác Ở cấp độ này hệ số tải trọng gl lấy thấp hơn cấp IR (1,35

so với 1,75 )

Trạng thái cường độ

BTCT dự ứng lực chịu uốn

BTCT chịu uốn BTCT dự ứng lực chịu uốn

Bê tông chịu cắt Kết cấu thép

Φ

c

Φ

η

Trang 16

Kiểm tra

ĐỀ XUẤT CẮM BIỂN TẢI TRỌNG - CẦU KấNH XẺO LÁ

Chủ trỡ Huỳnh Xuõn Tớn Thực hiện

4 Đề xuất cắm biển tải trọng.

4.1.Sơ đồ đỏnh giỏ cầu:

4.2.Xỏc định tải trọng cắm biển.

-Khi RF ứng với HL93 cấp or <1 thỡ cần cắm biển tải trọng

-Khi RF>1 (RF của xe hợp phỏp):

T = RF.W -Khi RF<1 (RF của xe hợp phỏp):

Trong đú:

-T là tải trọng đỏnh giỏ theo tấn hoặc theo KN -RF là hệ số đỏnh giỏ

-W là tải trọng của xe đỏnh giỏ

-Kiến nghị cắm biển tải trọng như sau:

Bảng 6: Tải trọng cắm biển

Kiến nghị tải trọng khai thỏc (Tấn)

8 17 20

Xe tải đơn chiếc [3-3]

Loại xe

-Khi RF ứng với HL93 cấp or >1 về nguyờn tắc khụng cần cắm biển tải trọng, tuy nhiờn để phự hợp với điều kiện việt nam đề nghị vẫn cắm biển

Xe tải đơn chiếc [3]

Xe tải đơn chiếc [3S-2]

Tải trọng xe (Tấn) RF

Tính biển tải trọng, đánh giá tải

trọng cấp phép

Không cắm biển tải trọng, đánh giá tải trọng cấp phép

RF >=1,0

RF >=1,0 RF<1,0

RF<1,0

+

-Đánh giá HL93 cấp IR

Đánh giá HL93 cấp OR

Đánh giá tải trọng hợp pháp

RF >=0,3

Tính biển tải trọng, không đánh giá tải trọng cấp phép

Tăng cường hoặc

dừng khai thác

W

0, 7

T = ì RFư

Định dạng
Số trang	16
Dung lượng	501,84 KB