Đồ án thiết kế cầu bê tông cốt thép DUL dầm t30

Hoạt tải gồm cả lực xung kích LL+Im:Xe HL93.. Ngoài ra còn các tải trọng :Co ngót ,từ biến ,nhiệt độ …không xét 3.1 Tĩnh tải rải đều lên 1 dầm chủ Tỷ trọng của các cấu kiện lấy theo ti

Trờng đại học giao thông vận tải

Khoa công trình

bộ môn ctgttp

Thiết kế môn học dầm cầu bê tông cốt thép

Giáo viên hớng dẫn : Trần việt Hùng

Hà Nội …01/06/06

Thiết kế Dầm cầu Bê tông cốt thép dự ứng lực

mặt cắt chữ t lắp ghép

(Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05)

A-Số liệu thiết kế

Thiết kế Cầu bê tông cốt thép DƯL nhịp giản đơn :

- Chiều dài nhịp L=30m

- Khổ cầu K=10,5+2.2,0 m

- Dạng kết cấu nhịp Cầu dầm

- Dạng mặt cắt ngang Chữ T

- Vật liệu kết cấu BTCT dự ứng lực

- Công nghệ tạo ứng lực căng sau

- Cấp bê tông Grade 60

- Loại cốt thép DƯL tao 12.7 mm

Lµn thiÕt kÕ 3600 mm

-Cờng độ chịu nén của bê tông ở tuổi 28 ngày fc’=60 Mpa

-Mô đun dàn hồi của BTdầm:

Ec=0,043.γ1 5c f c' =39161,65 Mpa

2.

Chọn sơ bộ kết cấu nhịp

2.1.Chiều dài tính toán nhịp

-Tổng chiều dài toàn dầm 30m, để hai đầu dầm kê gối 0,4m.chiều dài tính toán nhịp là 29,2m

2.2.Số lợng và khoảng cách giữa dầm chủ

-Chiều rộng toàn cầu

+B1=10500 mm chiều rộng cầu

+B3=2000 mm chiều rộng phần dành cho ngời đi bộ

sơn sẽ bố trí trên cả lề ngời đi và phần xe chạy)

+B4=500 mm bề rộng lan can

2200

15500S

Bdutinh

Bb

≈

=

≈ -Ta chọn S= 2200mm

Sk: Sk=

2

S)1N(

2.3.Chiều cao dầm chủ

-Đối với cầu ô tô : h/L=1/18ữ1/22 do đó ta chọn h=1600 mm

Kiểm tra lại chiều cao dầm tối thiểu hmin=0,045L

Trong đó L-Chiều dài nhịp tính toán L=29200 mm

Ta có bảng sơ bộ tiết diện dầm chủ nh sau

Chiều dày bụng

1800

650

200 500

Mặt cắt ngang đầu dầm và giữa dầm

2.5.Bố trí chung mặt cắt ngang cầu

có 2 lớp :lớp chống nớc có chiều dày 0,4 cm,lớp bê tông atphan trên cùng có chiều dày 7 cm.Lớp phủ đợc chế tạo dốc ngang bằng cách kê cao gối cầu.Khoảng cách giũă các dầm chủ S=2200mm

14500/2 14500/2

2200 2200

2200 2200

2200

1150650

Mặt cắt ngang cầu

Lớp bê tông asphan 7cm Lớp chống nứơc 0,4 cm

2% 2%

15500

500

Mặt cắt ngang kết cấu nhịp

2.5.1.Xác định chiều rộng bản cánh hữu hiệu

2.5.1.1.Đối với dầm giữa

Bề rộng bản cánh hữu hiệu có thể lấy giá trị nhỏ nhất của:

2.5.1.2.Đối với dầm biên

Bề rộng cánh dầm hữu hiệu có thể đợc lấy bằng ẵ bề rộng hữ hiệu của dầm kề trong =2200/2=1100 mm cộng với trị số nhỏ nhất của:

+1/8 chiều dài nhịp hữu hiệu =29200/8=3650

+6 lần chiều dày trung bình của bản cộng với số lớn hơn giữa 1/2 độ dày bản bụnghoặc ẳ bề dày bản cánh trên của dầm chính

=6.200+max 1650

4/1800

2/200

Tĩnh tải:Tĩnh tải giai đoạn 1DC1 và tĩnh tải giai đoạn 2(DC2+DW)

Hoạt tải gồm cả lực xung kích (LL+Im):Xe HL93

Ngoài ra còn các tải trọng :Co ngót ,từ biến ,nhiệt độ …(không xét)

3.1

Tĩnh tải rải đều lên 1 dầm chủ

Tỷ trọng của các cấu kiện lấy theo tiêu chuẩn ngành,giả thuyết tính tĩnh tải phân

bố đều cho mỗi dầm,riêng lan can thì một mình dầm biên chịu

-Diện tích mặt cắt ngang của dầm khi cha mở rộng.Ag=8050 cm2(tính qua

autocad).Do dầm chủ có mở rộng về 2 phía gối nên tính thêm phần mở rộng ta có

52,11

=

−

+Tải trọng do lan can

DC2:Trọng lợng lan can xuất hiện ở giai đoạn khai thác sau mất mát

Ta sử dụng loại lan can theo tiêu chuẩn AASHTO

-Tĩnh tải DC2 tác dụng cho dầm biên

1,69 kN/m

Do tấm đỡ bằng BTCT

) do ( 1 DCg

2,92 kN/m

3.2 Các hệ số cho tĩnh tải γp(theo TCN)

300500

+Mô men: Mu=η.γpω.g

+Lục cắt :Vu= η.g(γp.ω+ −γp.ω−)

Trong đó :

+ω diện tích đờng ảnh hởng mô men tại mặt cắt dang xét

+ω+diện tích đờng ảnh hởng lực cắt dơng tại mặt cắt đang xét

+ω−diện tích đờng ảnh hởng lực cắt âm tại mặt cắt đang xét

+η hệ số liên quan đến tính dẻo ,tính d và sự quan trọng trong khai thác

95,0r

_Trạng thái giới hạn cờng độ I

Dầm trong (không có tĩnh tải do lan can)

Mu=0,95(1,25 gDC1(bmc)+1,25.gDC1(dc)+1,25.gDC1(dn)+1,25.gDC1(do)+1,5gDW).ω=A.ω =0,95(1,25.9,94+1,25.22,12+1,25.1,69+1,25.2,92+1,5.3,375) ω

Dầm ngoài (chịu toàn bộ tải trọng của lan can)

Mu=0,95(1,25 gDC1(bmc)+1,25.gDC1(dc)+1,25.gDC1(dn)+1,25.gDC1(do)+1,5gDW+gDC2).ω=B.ω

-Trạng thái giới hạn sử dụng:

Dầm trong (không có tĩnh tải lan can)

Ω =79,935 m 2

Đah mô men mặt cắt L/4

_Trạng thái giới hạn cờng độ I

Dầm trong(không co tĩnh tải của lan can)

Dầm ngoài (chịu toàn bộ tải trọng của lan can)

_Trạng thái giới hạn sử dụng

Dầm trong (không có tĩnh tải lan can)

_Trạng thái giới hạn cờng độ I

Dầm trong (không có tĩnh tải do lan can)

Dầm ngoài (chịu toàn bộ tải trọng do lan can)

_Trạng thái giới hạn sử dụng

Dầm trong (không có tĩnh tải do lan can)

-Trạng thái giới hạn cờng độ I

Dầm trong (không có tĩnh tải lan can)

-Trạng thái giới hạn sử dụng

Dầm trong (không có tĩnh tải do lan can)

-Trạng thái giới hạn cờng độ I

DÇm

4.nội lực dầm chủ do hoạt tải

4.1.Tính toán hệ số phân bố hoạt tải theo làn

Số dầm chủ n=7:dùng công thức

_Đối với các dầm chủ bên trong :

Một làn thiết kế chịu tải :

1 , 0

3 s g 3 , 0 4 , 0

Lt

KL

S4300

S06

3 s g 2 , 0 6 , 0

Lt

KL

S2900

S075

_Đối với dầm biên

Một làn thiết kế chịu tải

Do cự ly theo chiều ngang cầu của xe tải và xe 2 trục đều là 1800mm nên ta có sơ đồxếp tải nh hình vẽ cho cả 2 xe

1150 2200

2200 2200

1800

500

1,068 0.25

+Đối với dầm giữa:

Một làn thiết kế chịu tải:

7600

S36

,0

22002

,010700

S7600

S2,0g

2 2

= +Đối với dầm biên

Một làn thiết kế chịu tải.sử dụng qiu tắc đòn bẩy gv =0,455

Hai làn thiết kế chịu tải

g=e.gtrong

Phạm viáp dụng - 300<=de=-1350<=1700.Không thoả mãn

Do đó gv =0,455

4.3.Tính toán hệ số phân bố của tải trọng ng ời đi bộ

Sử dụng phơng pháp đòn bẩy tính cho cả mô

men và lục cắt

Coi tải trọng phân bố ngời là lực tập trung

g=0,8406.1,5=1,261

Bảng hệ số phân bố của hoạt tải và ngời đi bộ:

( Sơ đồ phân bố tải trọng cho ngời đi bộ)

-Hiệu ứng lực của tải trọng làn thiết kế không xét lực xung kích

-Quy tắc xếp tải (theo TCN)

Hiệu ứng lực lớn nhất phải đợc lấy theo giá trị lớn hơn của các trờng hợp sau:

2200 1150

0,8406 2000

+Hiệu ứng của xe hai trục thiết kế tổ hợp với hiệu ứng tải trọng làn thiết

Các trục bánh xe không gây hiệu ứng lực lớn nhất đang xem xét bỏ qua

Chiều dài của làn xe thiết kế hoặc một phần của nó mà gây ra hiệu ứng lực lớn nhất phải đợc chất tải trọng làn thiết kế

Tải trọng ngời đi bộ(PL)

-Tải trọng rải đều của ngơi đi bộ 3.1,5 =4,5 kN/m tính đồng thời cùng hoạt tải xe thiết kế

*Sơ đồ tính : Dầm chủ là dầm giản đơn nên khoảng cách giữa các trục của xe tẻi thiết kế lấy =4,3m

*Xếp xe tải lên đờng ảnh hởng sao cho hợp lực của các trục xe và trục xe gần nhấtcách đều tung độ lớn nhất của đờng ảnh hởng

Hợp lực

M« men t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp cha tÝnh c¸c hÖ sè

§¶h m« men mÆt c¾t gi÷a nhÞp (xÕp t¶i cho xe2 trôc)

0,6 1,2

+Đờng ảnh hởng lực cắt tại mặt cắt giữa nhịp

Xếp xe tải HL-93+tải trọng làn lên đờng ảnh hởng lực cắt

Đah lực cắt mặt cắt L/2(xếp tải HL-93K)

Ω + =3,65 m 2 0,5

2

m

Ω − =3,65

9,3kN/m 0,3527

35kN 145kN

1,2

0,7088

VXe 2 trục=0,75.110+0,7088.110=160,468kN

+Đờng ảnh hởng lực cắt tại mắt cắt cách gối 0,8m

Xếp xe tải HL-93+tải trọng làn lên đờng ảnh hởng lực cắt

VXe tải=0,961.145+0,8122.145+0,6633.35=280,3295kN

0,6633 0,8122

35kN 145kN

+Đờng ảnh hởng lực cắt tại mắt gối

Xếp xe tải HL-93+tải trọng làn lên đờng ảnh hởng lực cắt

Đah lực cắt mc gối

Ω + =14,6 1

35kN 145kN

PL 16,425 36,56 60,03 65,7

-Nhận xét: Nội lực tại các mặt cắt dới tác dụng của xe hai trục luôn nhỏ hơn xe

tải.Vởy ta chỉ phải kiểm toán nội lực của dầm chủ dới tác dụng của

Tĩnh tải+xe tải HL-93+Tải trọng làn+Ngời đi bộ

4.4.3.Tổ hợp nội lực

*Tổ hợp theo trạng thái giới hạn cờng độ I

+Tổ hợp mô men theo trạng thái giới hạn cờng độ 1

)Mg75,1M

75,1MM

.M

75,1VV

.V

(

VU =η γp DC1 +γp DC2 +γp DW + LL+IM + MPL PL

Trong đó:

MLL-Mômen do hoạt tải tác dụng lên 1 dầm chủ đã tính hệ số phân bố ngang

MU-Mô men tính toán theo trạng thái giới hạn cờng độ 1 của dầm giữa

VU –Lực cắt tính toán theo trạng thái giới hạn cờng độ 1 của dầm giữa

IM –Hệ số xung kích =25%

MLL+IM=gMLL{(1+IM)MXe tải+MLane}

VLL+IM=gVLL{(1+IM)VXe tải+VLane}

GM,gV:hệ số phân bố tải trọng cho mô men và lực cắt

*Tổ hợp theo trạng thái giới hạn sự dụng

)MM

MM

M

MU = DC1 + DC2 + DW + LL+IM + PL

)VV

VV

V

VU = DC1 + DC2 + DW + LL+IM + PL

4.4.3.1.Nội lực do hoạt tải (Xe tải HL-93+Ngời+Tải trọng làn)

4.4.3.1.Mô men

*Trạng thái giới hạn cờng độ 1

Mo men do Xe tải HL-93+Ngời+Tải trọng làn

MLane-Mô men tải trọng làn ,xác định theo (bảng 4.1)

GPL-hệ số phân bố cho ngời đi bộ theo (bảng 3)

MPL-mômen của tải trong ngời đi bộ theo (bảng 4.1)

Ta có Bảng Mô men do hoạt tải (Xe tải HL-93+Ngời+Tải trọng làn)(bảng4.3.3.a)

*Trạng thái giới hạn sử dụng

Mô men do Xe tải HL-93+Ngời+Tải trọng làn

Vxe tải –lực cắt đối với hoạt tải xe tải (Bảng 4.2)

VLane – lực cắt đối với tải trọng lane (Bảng 4.2)

VPL – lực cắt đối với ngời đi bộ (Bảng 4.2)

Ta có Bảng Lực cắt do hoạt tải (Xe tải HL-93+Ngời+Tải trọng làn)(bảng4.3.3.a)

*Trạng thái giới hạn sử dụng

VLL+IM+PL=1.{gMLL((1+IM)Vê t ả i +Vlane)+gPL.VPL}

Ta có Bảng Lực cắt do hoạt tải (Xe tải HL-93+Ngời+Tải trọng làn)(bảng4.3.3.b)4.4.3.3 Bảng nội lực do hoạt tải (xe tải HL-93+Ngời+Làn)

Trạng thái giới hạn cờng độ 1(Bảng 4.3.3.a)

*Tổ hợp theo trạng thái giới hạn cờng độ 1

Trạng thái giới hạn cờng độ 1(Bảng 4.3.4.a)

*Tổ hợp theo trạng thái giới hạn Sử dụng

Trạng thái giới hạn Sử dụng(Bảng 4.3.4.b)

d ) IM LL M DC M ( I

d g

650

200

Mặt cắt chữ T qui đổi

MU = mô men cực đại do tải trọng gây ra.

Z: cánh tay đòn nội ngẫu lực

+cờng độ phá hoại: fpu =1860Mpa

+Giới hạn chảy : fpy =0,85xfpu = 0,85x1860 =1581Mpa

+Cờng độ cho TTGH sử dụng fpe =0,85xfpy =0,85x1581=1343Mpa

+Cờng độ trung bình :

d

ck1f

ps pu

vơi: k=2 0,28

f

f04,1

10.17,11002

( Giữa dầm-Tỷ Lệ 1:25 ) Mặt cắt B

6.2.Bố trí cáp theo toạ độ d ờng cong Parabol

+Lây đờng trục thẳng đứng tại mặt cắt đầu dầm, và đờng trục ngang đi qua tim tại vị trí neo tim bó bó cáp N1 đầu dầm

+Đối với mỗi mặt cắt dầm cách đầu dầm một khoảng x thì tính tung độ y theo công thức

y+bi = x.(L x)

L

f4

Trong đó bi tính từ vị trí neo bó cáp N1 lần lợt dến các bó cáp tiếp theo khi tính cho các tung độ cho các bó cáp tiếp theo

vÞ trÝ tim bã c¸p

vÞ trÝ tim bã c¸p mÆt c¾t gi÷a dÇm

neo

vÞ trÝ tim bã c¸p mÆt c¾t ®Çu dÇm

Tải bản FULL (57 trang): https://bit.ly/3qp5DIp

Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

bảng đặc trng các góc α

số hiệu

bó Mặt cắt x (cm) L (cm) f (cm) tgα α (rad) α (độ) sin α y (cm) a (cm) N1

3455863