Bảng tính kết cấu mặt đường bê tông xi măng dùng để tham khảo cho các kỹ sư thiết kế áo đường cứng, các sinh viên ngành giao thông, cầu đường. Bảng tính tuân thủ quyết định số 32302013 của Bộ giao Thông Vận tải về thiết kế mặt đường bê tông xi măng.
Trang 1TÍNH TOÁN CƯỜNG ĐỘ MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG (Theo quyết đinh số 3230/QĐ-BGTVT ngày 14/12/2012)
Công trình : XÂY DỰNG TRẠM THU PHÍ CÀ NÁ Hạng mục : MẶT ĐƯỜNG BTXM ĐẶT TRỰC TIẾP LÊN LỚP CPĐD Người tính: Lê Văn Tài
Người kiểm tra: Nguyễn Văn Công
I CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO:
(Tra QĐ 3230/QĐ-BGTVT Mục 8.2.3 - trang 27)
Cường độ kéo uốn thiết kế của vật liệu móng trên fbr : 0 (MPa)
(Tra QĐ 3230/QĐ-BGTVT Bảng 3 - trang 8)
(Tra QĐ 3230/QĐ-BGTVT Bảng 9 - trang 27)
Hệ số triết giảm ứng suất do khả năng truyền tải tại khe nối kr : 1.00
(Tra QĐ 3230/QĐ-BGTVT Mục 8.3.1 - trang 29)
Hệ số tổng hợp xét đến ảnh hưởng của tác dụng động và các yếu tố sai
khác giữa lý thuyết và thực tế chịu lực của tấm BTXM kc : 1.00
(Tra QĐ 3230/QĐ-BGTVT Mục 8.3.1 - trang 29)
Tổng số lần tác dụng của tải trọng 100kN tích lũy trong suốt thời hạn phục
(Tra QĐ 3230/QĐ-BGTVT Bảng 11 - trang 37)
(Tra QĐ 3230/QĐ-BGTVT Mục 8.3.2 - trang 30)
(Tra QĐ 3230/QĐ-BGTVT Mục 8.2.8 - trang 28)
Hệ số dãn nở một chiều của BTXM αc : 0.000012 (1/0C)
(Tra QĐ 3230/QĐ-BGTVT Bảng 10 - trang 32)
Mô đun đàn hồi của tầng móng gia cố Eb : 100 (MPa)
Hệ số Poisson của tầng móng gia cố μb : 0.15
Các lớp vật liệu hạt :
Mô đun đh chung đặc trưng cho cả phạm vi tác dụng của nền đất E0 : 50 (MPa)
Trang 2
II KIỂM TRA THEO ĐIỀU KIỆN GIỚI HẠN (8-1)
Trong đó:
γr : Hệ số độ tin cậy
σpr : Ứng suất kéo uốn gây mỏi do tác dụng xe chạy tại vị trí tấm BTXM dễ bị
phá hoại mặt định
σtr : Ứng suất kéo uốn gây mỏi do tác dụng gradien nhiệt độ gây ra tại vị trí tấm
BTXM dễ bị phá hoại mặt định
fr : Cường độ kéo uốn thiết kế của BTXM
fr = 2.5(MPa)
1 / Chọn γ r (theo bảng 9):
2 / Tính toán σ pr :
0.000 (Mpa)
Trong đó:
kr : Hệ số triết giảm ứng suất do khả năng truyền tải tại khe nối
kr = 1.00
kc : Hệ số tổng hợp xét đến ảnh hưởng của tác dụng động và các yếu tố sai
khác giữa lý thuyết và thực tế chịu lực của tấm BTXM
kf : Hệ số mỏi xét đến số lần tác dụng tích lũy của tải trọng gây mỏi trong thời
hạn phục vụ thiết kế
kf = Neλ = 0.000
Trong đó:
λ = 0.057 với mặt đường BTXM thông thường;
0.065 với bê tông nghèo và bê tông đầm lăn làm móng trên
Ne : Tổng số lần tác dụng của tải trọng 100kN tích lũy trong suốt thời
hạn phục vụ thiết kế trên 1 làn xe
σps : Ứng suất kéo uốn tại vị trí giữa cạnh dọc tấm do tác dụng của tải trọng trục
đơn thiết kế trên tấm không có liên kết cả 4 cạnh
a / Tính toán σ ps :
0.526 (Mpa)
Trong đó:
σps : Ứng suất kéo uốn tại vị trí giữa cạnh dọc tấm do tác dụng của tải
trọng trục đơn thiết kế trên tấm không có liên kết cả 4 cạnh
Ps : Trọng lượng tải trọng trục đơn thiết kế
hc : Chiều dày tầng mặt BTXM
Trang 3Db : Độ cứng chịu uốn của tiết diện lớp móng trên có gia cố chất liên kết
0.000 (MN.m)
Trong đó:
Eb : Mô đun đàn hồi của tầng móng gia cố
hb : Chiều dày tầng móng gia cố
μb : Hệ số Poisson của tầng móng gia cố
Dc : Độ cứng uốn cong tiết diện của tấm BTXM
10.44 (MN.n)
hc = 0.18 (m)
μc : Hệ số Poisson của tầng mặt BTXM
Et : Mô đun đàn hồi tương đương của các lớp móng và nền
đất kể từ đáy tấm BTXM trở xuống
100.000 (Mpa)
rg : Tổng bán kính độ cứng tương đối của cả kết cấu (m)
0.570 (m)
3 / Tính toán σ tr :
1.255 (Mpa)
Trong đó:
kt : Hệ số ứng suất kéo uốn gây mỏi nhiệt
σtmax : Ứng suất kéo uốn lớn nhất do gradient nhiệt độ lớn nhất gây ra trong tấm
BTXM (tại giữa cạnh dọc tấm)
a / Tính toán σ tmax :
1.806 (MPa)
Trong đó:
hc = 0.18(m)
Tg : Trị số gradien nhiệt độ lớn nhất
Tg = 92 (0C/m)
αc : Hệ số dãn nở một chiều của BTXM
BL : Hệ số ứng suất nhiệt độ tổng hợp
BL = 1,77 e -4,48.hc CL - 0,131 (1-CL) = 0.865
Trong đó:
Trang 4t = L/3r = 2.925 (m) L: khoảng cách giữa các khe ngang
rg : Tổng bán kính độ cứng tương đối của cả kết cấu (m)
ζ : Hệ số liên quan đến kết cấu tấm hai lớp
0.000
rβ : Hệ số xét đến trạng thái tiếp xúc giữa các lớp
0.000
kn : Độ cứng tiếp xúc theo chiều dọc giữa tầng mặt và tầng móng
Nếu có bố trí lớp BT nhựa giữa tấm BTXM và tầng móng thì lấy kn = 3000 Mpa/m Nếu không bố trí lớp BT nhựa thì :
58333.3(MPa/m)
b / Tính toán k t :
0.695
Trong đó:
fr : Cường độ kéo uốn thiết kế của BTXM
fr = 2.5 (MPa)
σtmax = 1.806 (MPa)
at, bt, ct : hệ số hồi quy
Chọn giá trí k t lớn hơn để tính toán
4 / Kiểm tra điều kiện giới hạn (8-1) :
Kết luận: Kết cấu thỏa mãn điều kiện giới hạn (8-1)
Trang 5III KIỂM TRA THEO ĐIỀU KIỆN GIỚI HẠN (8-2)
Trong đó:
γr : Hệ số độ tin cậy
σpmax : Ứng suất kéo uốn do tải trọng trục xe nặng nhất gây ra tại vị trí tấm BTXM
dễ bị phá hoại mặc định
σtmax : Ứng suất kéo uốn lớn nhất gây ra tại vị trí tấm BTXM dễ bị phá hoại mặc định
khi xuất hiện gradient nhiệt độ lớn nhất giữa mặt trên và mặt dưới tấm BTXM
σtmax = 1.806 (MPa)
fr : Cường độ kéo uốn thiết kế của BTXM
fr = 2.5(MPa)
1 / Chọn γ r (theo bảng 9):
2 / Tính toán σ pmax :
σpmax = kr kc σpm = 0.526 (MPa)
Trong đó:
σpm : Ứng suất kéo uốn tại vị trí giữa cạnh dọc tấm do tác dụng của tải trọng trục
đơn thiết kế trên tấm không có liên kết cả 4 cạnh
a / Tính toán σ pm :
0.526 (Mpa)
Trong đó:
σpm : Ứng suất kéo uốn tại vị trí giữa cạnh dọc tấm do tác dụng của tải
trọng trục đơn nặng nhất trên tấm không có liên kết cả 4 cạnh
Pm : Trọng lượng tải trọng trục đơn nặng nhất
hc : chiều dày tầng mặt BTXM
hc = 0.18 (m)
Dc : Độ cứng uốn cong tiết diện của tấm BTXM
Dc = 10.441 (MN.m)
Db : Độ cứng chịu uốn của tiết diện lớp móng trên có gia cố chất liên kết
Db = 0.000 (MN.m)
rg : Tổng bán kính độ cứng tương đối của cả kết cấu (m)
rg = 0.570 (m)
3 / Kiểm tra điều kiện giới hạn (8-2) :
Kết luận: Kết cấu thỏa mãn điều kiện giới hạn (8-2)