Thiết kế cầu dầm i nhịp giản đơn 25m

Đề tài tốt nghiệp thiết kế cầu dầm Super-T là một để tài thực tế, phù hợp với định hướng phát triển ngành xây dựng của đất nước hiện nay cũng như giúp em quen dần với công tác thiết kế s

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH

THIẾT KẾ CẦU DẦM I NHỊP GIẢN ĐƠN 25M

GVHD: TS NGUYỄN DUY LIÊM SVTH: PHẠM ĐĂNG QUANG MSSV : 15127020

SKL 0 0 6 8 3 8

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

Khoa Đào tạo Chất Lượng Cao

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ CẦU DẦM I NHỊP GIẢN ĐƠN 25M

Giáo viên hướng dẫn : TS NGUYỄN DUY LIÊM

MSSV : 15127020

LỜI CẢM ƠN

Lời cảm ơn đầu tiên em xin gửi đến các thầy cô trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành

Phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là quý thầy cô khoa Kỹ thuật Xây Dựng Công Trình Giao Thông, đã

mang đến cho em những nền tảng kiến thức chuyên môn vững chắc trong suốt chặng đường 4

năm đại học Những bài giảng cũng như những lời chia sẽ kinh nghiệm sẽ là những hành trang

quý báu cho những chặn đường tiếp theo khi em rời khỏi ghế nhà trường

Em đặc biệt cảm ơn thầy thầy Nguyễn Duy Liêm, Nguyễn Huỳnh Tấn Tài và thầy Trần Vũ

Tự là những người đã uốn nén và bổ sung cho em rất nhiều lỗ hổng kiến thức thông qua đồ án

môn học cũng như đồ án tốt nghiệp Các thầy đã tạo cho em điều kiện thuận lợi để học tập, tham

gia nghiên cứu khoa học để từng bước cải thiện những kiến thức chuyên môn và kỹ năng sống

Luận văn tốt nghiệp là cơ hội để em tổng hợp và bổ sung các kiến thức đã học trong những

năm học đại học Đề tài tốt nghiệp thiết kế cầu dầm Super-T là một để tài thực tế, phù hợp với

định hướng phát triển ngành xây dựng của đất nước hiện nay cũng như giúp em quen dần với

công tác thiết kế sau này

Trong thời gian thực hiện đồ án mặc dù đã nổ lực rất nhiều, nhưng vì thiếu kinh nghiệm và

kiến thức nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến

và chỉ dẫn từ các thầy cô

Em xin chân thành cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh, ngày …tháng… năm 20…

Sinh viên thực hiện

Phạm Đăng Quang

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Đươc phép bảo vệ đồ án tốt nghiệp/không được phép bảo vệ đồ án tốt nghiệp

Giảng viên hướng dẫn

TS Nguyễn Duy Liêm

2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Đươc phép bảo vệ đồ án tốt nghiệp/không được phép bảo vệ đồ án tốt nghiệp

Giảng viên phản biện

TS Lê Anh Thắng

NỘI DUNG

CHƯƠNG I: 4

TÍNH TOÁN DẦM I 25m 4

I.SỐ LIỆU THIẾT KẾ 4

II.CHỌN KÍCH THƯỚC SƠ BỘ 4

DẦM CHỦ 5

III HỆ SỐ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG NGANG: 6

IV TÍNH TOÁN NỘI LỰC TẠI CÁC MẶT CẮT ĐẶC TRƯNG: 7

DẦM GIỮA 10

DẦM BIÊN 13

V BỐ TRÍ CÁP DỰ ỨNG LỰC: 17

VI TÍNH TOÁN MẤT MÁT DỰ ỨNG SUẤT 18

VII: KIỂM TRA ỨNG SUẤT 20

CHƯƠNG II: Error! Bookmark not defined TÍNH TOÁN TRỤ CẦU Error! Bookmark not defined I CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN: Error! Bookmark not defined II CÁC ĐIỀU KIỆN CƠ BẢN Error! Bookmark not defined III VẬT LIỆU SỬ DỤNG Error! Bookmark not defined IV TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU Error! Bookmark not defined V TỔ HỢP TẢI TRỌNG TẠI CÁC MẶT CẮT Error! Bookmark not defined VI THIẾT KẾ CỌC………

Error! Bookmark not defined

CHƯƠNG III: Error! Bookmark not defined TÍNH TOÁN MỐ CẦU Error! Bookmark not defined

I CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN: Error! Bookmark not defined

II CÁC ĐIỀU KIỆN CƠ BẢN Error! Bookmark not defined III VẬT LIỆU SỬ DỤNG Error! Bookmark not defined

IV TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU Error! Bookmark not defined

V TỔ HỢP NỘI LỰC TẠI CÁC MẶT CẮT CHO XÀ MŨ VÀ TRỤ Error! Bookmark not defined.

VI THIẾT KẾ MỐ Error! Bookmark not defined VII THIẾT KẾ

CỌC……… Error! Bookmark

not defined.

4

CHƯƠNG I:

TÍNH TOÁN DẦM I 25m

I.SỐ LIỆU THIẾT KẾ

Tiêu chuẩn thiết kế: TCVN 11823-2017

Khoảng cách đầu dầm đến tim gối: a = 0.3 m

Chiều dài nhịp tính toán: Ltt = 24.4 m

- Chiều cao bầu dưới : H1 = 350mm

- Chiều cao vút dưới : H2 = 130mm

- Chiều cao sườn : H3 = 550mm

- Chiều cao vút trên : H4 = 120mm

- Chiều cao bầu trên : H5 = 200mm

- Chiều cao bầu dưới: h1 = 435mm

- Chiều cao bầu trên: hf = 280mm

o Lmởrộng: là khoảng cách từ đầu dầm đến mặt cắt cuối của đoạn

tt

L + Mặt cắt 3L/8: x5=3

8

tt

L

 Đặc trưng hình học dầm chủ xét mặt cắt trên gối : x 1 =0m

Do ta chưa biết được lượng cáp cần bố trí nên gần đúng ta xem như tiết diện dầm là bêtông đặc

Chọn trục X – X đi qua thớ dưới của dầm như hình vẽ

- Momen tĩnh của tiết diện dầm đối với X – X:

f f

 Đặc trưng hình học dầm chủ xét mặt cắt trên gối : x 2, x 3, x 4, x 5

Chọn trục X – X đi qua thớ dưới của dầm như hình vẽ

- Momen tĩnh của tiết diện dầm đối với X – X:

1.2 Đặc trưng hình học giai đoạn 2

- Hệ số quy đổi bê tông bản mặt cầu : n = 𝐸𝑐

m B m khi

m khiB m

B

n

6:1

76

:2

75

,3

1 1

1 1

III HỆ SỐ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG NGANG:

-Tỷ lệ mođun đàn hồi giữa dầm chủ và bản mặt cầu:

+ Cường độ chịu nén của bêtông làm dầm chủ: f'cd  50MPa

Mođun đàn hồi của dầm chủ:

1,5 1,5

cd c cd

E 0,043.γ f' 0,043 2500  50 38006,99MPa

+ Cường độ chịu nén của bêtông làm bản mặt cầu: f 'cb 30 MPa

Mođun đàn hồi của bản mặt cầu:

2

0,1 0,4 0,3 11

g : Hệ số phân bố momen cho dầm, trường hợp chỉ xếp một làn xe trên cầu

- Khi có trên một làn xe chất tải:

0,2 0,1 0,6

2

0,1 0,6 0,2 11

Ta chọn giá trị cực đại làm giá trị phân bố momen gmg= max(gmg1,gmg2)= 0.623

g : Hệ số phân bố lực cắt cho dầm, trường hợp chỉ xếp một làn xe trên cầu

- Khi có trên một làn xe chất tải:

g : Hệ số phân bố lực cắt cho dầm, trường hợp xếp hơn một làn xe trên cầu

Ta chọn giá trị cực đại làm giá trị phân bố lực cắt gvg= max(gvg1,gvg2)= 0.721

 Hệ số phân bố momen và lực cắt của Dầm biên:

Momen:

- Khi có một làn xe chất tải: Dùng phương pháp đòn bẩy

Ta có:

Trên cầu chỉ có một làn xe chất tải ta có hệ số làn xe tương ứng là: m = 1.2

- Hệ số momen xe tải thiết kế là:

Hình.4: Cấu tạo đầu dầm

Xét đoạn dầm từ đầu dầm đến mặt cắt thay đổi:

Với tiết diện đầu dầm ta có diện tích:

A = 0.61+0.650.35=0.8275 m2 Chiều dài của phần dầm có tiết diện A (tính luôn phần vút đã qui đổi)

S1 = 2(1 + 0.5+ 0.3) = 3.6 m

' "

dc dc dc

L

N S b H

IV.1.2 Hoạt tải:

o Đường ảnh hưởng mô men, lực cắt và sơ đồ xếp tải lên đường ảnh hưởng tại các mặt cắt đặc trưng:

a, Mô men do tĩnh tải tác dụng lên dầm:

*Giai đoạn chưa liên hợp:

Mặt cắt DCdc Diện tích ĐAH

Mô men(KNm)

DCg(

tĩnh tải dầm giữa )

Diện tích ĐAH

Mô men(KNm)

Diện tích đường ảnh hưởng

Diện tích đường ảnh hưởng

c,Tính nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm:

 Mô men do xe tải thiết kế tác dụng lên dầm:

Công thức tính: MHLg= gmg(145.y1M + 145.y2M +35.y3M)

 Mô men do xe hai trục tác dụng lên dầm:

Công thức tính: MTandemg= gmg.(110.y1M + 110.y2M )

Mặt cắt

Hệ số phân bố tải trọng

 Mô men do tải trọng làn tác dụng lên:

Công thức tính: MLang= gmglan.qlan.M

Mặt cắt

Hệ số phân bố tải trọng

Tải trọng làn(kN/m)

Diện tích đường ảnh hưởng w

Mômen đã nhân hệ số phân bố kNm

Mxetk=max(MHLg, MTandemg)

MLLg=(1+IM).Mxetk+ MLang

Mặtc cắt

 Lực cắt do xe tải thiết kế tác dụng lên dầm:

Công thức tính: VHLg= gVg.(145.y1V + 145.y2V +35.y3V)

Tung độ đường ảnh hưởng

12

Mặt

cắt Hệ số phân bố tải trọng (gVg) Y1V Y2V Y3V

Lực cắt đã nhân hệ số phân bố (KN)

Tung độ đường ảnh

hưởng nhân hệ số Lực cắt đã

phân bố(KN)

Hệ số phân bố tải trọng Tải trọng làn qlan

Diện tích đah phần dương (+w)

Lực cắt đã nhân hệ số phân bố (kN)

Vxetk=max(VHLg, VTandemg)

VLLg=(1+IM).Vxetk+ VLang

 Tổ hợp nội lực tại các mặt cắt đặc trưng:

 Tổ hợp nội lực theo các TTGH tại các mặt cắt dầm:

3,Theo TTGH cường độ III (CD3):

*Mô men: MuCD3g= 1,0.(1,35.MLLg +1,25.MCDg + 1,5.MDWg)

a, Mô men do tĩnh tải tác dụng lên dầm:

*Giai đoạn chưa liên hợp:

Mặt

Diện tích ĐAH

Mô men(KNm)

Diện tích ĐAH

Lực cắt(KN)

c,Tính nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm:

 Mô men do xe tải thiết kế tác dụng lên dầm:

Công thức tính: MHLg= gmg.(145.y1M + 145.y2M +35.y3M) Mặt

cắt

Hệ số phân bố tải trọng

Tung độ đường ảnh hưởng Mô men đã nhân hệ số phân

 Mô men do xe hai trục tác dụng lên dầm:

Công thức tính: MTandemg= gmg.(110.y1M + 110.y2M )

Mặt cắt Hệ số phân bố tải trọng Tung độ đường ảnh hưởng

Mô men đã nhân hệ

 Mô men do tải trọng làn tác dụng lên:

Công thức tính: MLang= gmglan.qlan.M

Mặt cắt

Hệ số phân bố tải trọng

Tải trọng làn(kN/m)

Diện tích đường ảnh hưởng w Mômen đã nhân hệ số phân bố kNm

 Tổ hợp mô men do hoạt tải tác dụng:

 Lực cắt do xe tải thiết kế tác dụng lên dầm:

Công thức tính: VHLg= gVg.(145.y1V + 145.y2V +35.y3V)

Mặt

cắt

Hệ số phân

bố tải trọng (gVg)

Tung độ đường ảnh hưởng Lực cắt đã nhân

hệ số phân bố (KN)

Tung độ đường ảnh hưởng Lực cắt đã

nhân hệ số phân bố(KN)

Hệ số phân

bố tải trọng Tải trọng làn qlan

Diện tích đah phần dương (+w)

Lực cắt đã nhân hệ số phân bố

(kN) (gVg) (kN/m)

Vxetk=max(VHLg, VTandemg)

VLLg=(1+IM).Vxetk+ VLang

 Tổ hợp nội lực tại các mặt cắt đặc trưng:

 Tổ hợp nội lực theo các TTGH tại các mặt cắt dầm:

3,Theo TTGH cường độ III (CD3):

*Mô men: MuCD3g= 1,0.(1,35.MLLg +1,25.MCDg + 1,5.MDWg)

Dầm trong

- Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: fpu=1,86109 Pa

- Hệ số qui đổi ứng suất: 1 0,9

- Giới hạn chảy:

fpy=0,9fpu=0,91,86109=1,581109Pa=1674 MPa

- Ứng suất trong thép DƯL khi kích:

fpj=0,75fpu=0,751,86109=1,395109Pa=1395 MPa

- Bê tông dầm cấp: f’c1= 50 MPa

- Momen tính toán: lấy bằng momen lớn nhất theo TTGH cường độ

M A

pu

u ps

85,0

Mặt cắt L/4

𝐹𝑞đ = 𝐹𝑏𝑡 +𝑛𝐹𝑝𝑠 = 827500 + (5.2-1)*3360= 841612 (𝑚𝑚2)= 0.8416(𝑚2) +Diện tích quy đổi giai đoạn II mặt cắt giữa dầm:

𝐹𝑞đ2 = 𝐹𝑞đ + 𝐹𝑏𝑚𝑐 = 591862 + 0.77*400000 = 899862 (𝑚𝑚2) +Diện tích quy đổi giai đoạn II mặt cắt đầu dầm:

yd =3.62 × 10

8

591862 = 611.63 mm +Vị trí từ trục TTH đến đỉnh dầm:

𝑌𝑡 = 1350 − 611.63 = 738.37 mm +MMQT của dầm giai đoạn I

+Đặc trưng hình học giai đoạn I:

Mặt cắt L/2(mm)

Mặt cắt 3L/8

Mặt cắt L/4

Mặt cắt L/8

Mặt cắt 3L/8

Mặt cắt L/4

Mặt cắt L/8

Mặt cắt gối

+ ∆𝑓𝑝𝑆𝑅 mất mát ứng suất do co ngót (MPa) + ∆𝑓𝑝𝐶𝑅 mất mát do từ biến của bê tông (MPa) + ∆𝑓𝑝𝑅2 mất mát do tự chùng của cốt thép dự ứng lực (MPa) + ∆𝑓𝑝𝐸𝑆 mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi(MPa)

Trong đó : 𝑓𝑐𝑔𝑝 ứng suất bt tại trọng tâm thép dưl lúc truyền lực (Mpa)

+∆𝑓𝑝𝑑𝑝 thay đổi ứng suất bt tại trọng tâm thép dul do tải trọng thường xuyên DC và DW (là các

tải trọng sau khi căng) , trừ tải trọng tác động vào lúc thực hiện lực dul , chú ý ∆𝑓𝑐𝑑𝑝 và 𝑓𝑐𝑔𝑝 phải

f t

f f

Trong đó : + t thời gian từ lúc tạo ứng suất đến lúc truyền, ở đây ta chọn t = 3 ngày

+ f pj ứng suất trong cáp sau khi truyền lực (Mpa), 𝒇𝒑𝒋 = 0.7𝟓𝒇𝒑𝒖 =1395 (Mpa)

+ f pycường độ chảy quy định của thép dưl (Mpa), f py= 1674 (Mpa)

-Sau khi truyền lực:

+ ∆𝑓𝑝𝐶𝑅 mất mát do từ biến của bê tông (MPa)

Lưu ý : Đối với thép dul có tính tự chùng thấp phù hợp với AASHTO M 203M (ASTM A 416M hoặc E 328) lấy bằng 30% ∆𝑓𝑝𝑅2

6.6.Giới hạn ứng suất của bó cáp sau khi mất mát

-Kiểm tra ứng suất bó cáp lúc truyền lực:

-Kiểm tra ứng suất bó cáp sau khi truyền lực:

∆𝑓𝑝𝑒2= ∆𝑓𝑝𝑖 − ∆𝑓𝑝𝑡 < ∆𝑓𝑝𝑒Trong đó :

+∆𝑓𝑖𝑛𝑖𝑡𝑖𝑎𝑙: mất mát ứng sất lúc truyền lực: ∆𝑓𝑖𝑛𝑖𝑡𝑖𝑎𝑙 =∆𝑓𝑝𝐸𝑆 + ∆𝑓𝑝𝑅1 +∆𝑓𝑝𝑒 = 0.8∆𝑓𝑝𝑦 = 0.8*1674 = 1339(Mpa)

20

VII: KIỂM TRA ỨNG SUẤT

VII.Kiểm toán dầm theo trạng thái giới hạn sử dụng:

7.1.1.Kiểm tra ứng suất tại lúc căng kích

+Ứng suất nén giới hạn: 0.6𝑓𝑐′ = 0.6*50 = 30 (Mpa)

+Ứng suất kéo giới hạn: 0.58√𝑓𝑐′ = 0.58*√50 = 4.1 (Mpa)

- Lực căng cáp lúc truyền lực: 𝑃𝑖 = ∆𝑓𝑝𝑒1𝐴𝑝𝑠 = 1308.48 × 3360 = 4396.49 (𝑀𝑝𝑎)

+Kiểm tra ứng suất thớ trên dầm

1 1

i ps t g t i

t

g

P f

b

g

P f

-Kiểm tra ứng suất nén ở TTGH sử dụng

+Kiểm tra ứng suất do DƯL và tải thường xuyên:

+Ứng suất nén giới hạn: 0.45𝑓𝑐′ = 0.45*50 = 22.5(Mpa)

+Ứng suất kéo giới hạn: 0.5√𝑓𝑐′= 3.54 (Mpa)

+Lực căng cáp sau giai đoạn truyền lực: Ppe = ∆fpe2Aps = 1125.47 ∗ 3360 = 3781.58 N

+y t : khoảng cách từ mép trên dầm đến trục trung hòa giai đoạn I , 738.37mm

+y t2: khoảng cách từ đỉnh dầm đến tth giai đoạn 2 , 452.08mm

+y s2: khoảng cách từ đỉnh bản đến tth giai đoạn 2, 552.07mm

+ 𝑦𝑑1: khoảng cách từ đáy dầm đến TTH giai đoạn I, 611.63mm

+ 𝑦𝑑2 : khoảng cách từ đáy dầm đến TTH giai đoạn II, 897.92 mm

+ 𝐴𝑔 : diện tích dầm qui đổi

+ Do hoạt tải và ½ DUL và tải thường xuyên:

Do hoạt tải và ½ DUL

và tải thường xuyên -6.694 -6.248 -5.179 -2.823 0.923

Do tổng dul , tải thường xuyên và tải tức thời -10.48 -9.649 -8.01 -4.515 1.846

Bảng tổng hợp ứng suất thớ trên bản mặt cầu

Do DƯL và tải thường

Mpa

Do hoạt tải và ½ DUL

và tải thường xuyên -3.856 -3.766 -3.01 -1.519 0

Do tổng dul , tải thường

xuyên và tải tức thời -4.164 -4.055 -3.331 -1.654 0

Bảng tổng hợp ứng suất kéo

7.2.Kiểm tra ứng suất theo TTGH CĐI(tr.240)

-Điều kiện : ∅ × Mn ≥ Mu

Trong đó : ∅ Hệ số sức kháng ∅= 1

+𝑀𝑢:momen ngoại lực ở TTGH cường độ I, 𝑀𝑢= 5919.83 (kN.m)

+𝑀𝑛 : sức kháng uốn danh định của tiết diện , bỏ qua diện tích cốt thép thường ta có:

f

+ac*1 , ta có

' 1

1

' 1

2 −200

2 ))] = 7765.91 (𝑘𝑁 𝑚) Vậy ∅𝑀𝑛 = 7765.91(𝑘𝑁 𝑚) ≥ 𝑀𝑢 = 5919.83 (𝑘𝑁 𝑚) +Bảng tổng hợp kết quả tính toán:

7.2.1 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu(tr246)

-Điều kiện kiểm tra :

1.2 ;1.33 

 Trong đó :

+ 𝑓𝑟 = 0.63√50 = 4.455 (𝑀𝑝𝑎) +M u momen do tải trọng tác dụng ở trạng thái giới hạn CĐI + M crmomen nứt là momen làm cho ứng suất kéo lớn nhất trong dầm đạt tới f r(cường độ chịu kéo khi uốn), M cr được xác định như sau:

7.2.2Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa(tr246)

-Điều kiện kiểm tra:

0.42

e

c

Trong đó : ta xem diện tích cốt thép thường A s = 0

+ d e: khoảng cách thớ trên chịu nén mép trên dầm liên hợp đến trọng tâm cáp dưl,

+Sức kháng cắt danh định của mặt cắt bê tông :V c 0.083 f b d c v v

+Sức kháng cắt danh định do cốt thép chịu cắt : v y v(cot )

+ góc nghiêng của cốt thép ngang đối với trục dọc +A v diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s, ở đây ta chọn thép đai ∅12 + hệ số chỉ khả năng của bê tông bị nứt chéo truyển lực kéo

+ góc nghiêng cuả ứng suất nén chéo

= {

1440 − 0.5 × 119.02 = 1330.5mm 0.72 × 1550 = 1080mm 0.90 × 1440 = 1251mm

+A c;diện tích bê tông ở phía chịu kéo uốn của cấu kiện ,A c= 333317.31 (mm2)

+A ps:diện tích cốt thép dưl trong phía chịu kéo uốn của cấu kiện

+N ulực dọc trục tính toán , lấy là dương nếu chịu nén

-Tính toán ứng suất cắt trong bê tông:

3360 × 197000 = 1.341 × 10−3> 0

𝑉ớ𝑖 {

εx = 1.341

𝑣

𝑓𝑐′ = 0.018

=>tra bảng ta được góc xiên tương ứng  = 39.41 và hệ số 𝛽 = 2.07

-Xác định sức kháng cắt danh định của bê tông:

i ps

ci g

PeL

E I

 

Trong đó: P i lực căng của cáp dưl, 𝑃𝑖 = 4396.49 (𝑘𝑁)

+e: độ lệch tâm của nhóm cáp dưl so với trọng tâm dầm giai đoạn I, e = 501.63 mm

+Độ vồng tại thời điểm căng kích xong:

∆l= ∆𝐷𝐶1+ ∆𝑝𝑠= −16.44 + 37.81 = 21.37 𝑚𝑚

7.3.2.Khi có tĩnh tải giai đoạn II

+ Độ võng của dầm tại mặt cắt giữa dầm do tải trọng bản mặt cầu và dầm ngang được tính theo

công thức:

∆ = − 5384

Trong đó: E mođun đàn hồi của bê tông dầm

+𝐼𝑔đ1: Momen quán tính của dầm ở giai đoạn 1

Trong đó: E mođun đàn hồi của bê tông dầm

+𝐼𝑔đ2: Momen quán tính của dầm ở giai đoạn 2

Cường độ chảy dẻo của cốt thép f y400MPa

Giới hạn ứng suất ở trạng thái sử dụng:

Xe tải thiết kế: gồm trục trước nặng 35 KN , hai trục sau mỗi trục nặng 145KN, khoảng cách giữa 2 trục trước là 4300mm, khoảng cách hai trục sau thay đổi từ 4300 – 9000 mm sao cho gây ra nội lực lớn nhất, theo phương ngang khoảng cách giữa hai bánh xe là 1800mm

25

IV.2.2 Xe hai trục thiết kế:

Xe hai trục: gồm có hai trục, mỗi trục nặng 110KN, khoảng cách giữa hai trục không đổi là

1200mm, theo phương ngang khoảng cách giữa hai bánh xe là 1800mm

IV.2.3 Tải trọng làn:

Tải trọng làn: bao gồm tải trọng rải đều 9,3kN/m xếp theo phương dọc cầu, theo phương ngang

cầu tải trọng này phân bố theo chiều rộng 3m, tải trọng làn có thể xe dịch theo phương ngang

để gây ra nội lực lớn nhất

IV.2.4 Tải trọng người đi bộ:

Là tại trọng phân bố được qui định độ lớn là 3.10-3 Mpa

IV.2.5 Tải trọng xung kích:

Là tải trọng đưa vào tải trọng xe 3 trục hay xe hai trục lấy bằng 33% tải trọng của mỗi xe

Bảng hệ số phân bố ngang(mg internal/external truck/PL)

Gối Xe tải Phản lực gối Người đi bộ

Bảng tổng hợp hoạt tải tác dụng lên từng gối

Gối Nhịp trái Phản lực gối Nhịp phải G1 328.74 157.40

IV.3 Tải gió

IV.3.1 Tải gió tác dụng lên công trình(theo TCVN 272-05 3.8.1.2)

Lực hãm trên tổng làn xe(tính cho 3 làn): 0,85.3.81,25 = 207,19 kN

Lực hãm trên tổng làn xe(tính cho 3 làn) trên mỗi gối: 207,19/6 = 34,53 kN

Hệ số làn Lực hãm kN Lực hãm trên mỗi gối kN

Shear-z (kN)

Torsion (kN*m)

Moment-y (kN*m)

Moment-z (kN*m)

Shear-z (kN)

Torsion (kN*m)

Moment-y (kN*m)

Moment-z (kN*m)

Shear-z (kN)

Torsion (kN*m)

Moment-y (kN*m)

Moment-z (kN*m)

 β = 0,85 - 0,05 f - 28 = 0,85-0,05.(30 28)

1

0,8357c

 s là diện tích cốt théo chịu kéo

 Ag là diện tích tiết diện nguyên(không tính cốt thép)

 f’c là cường độ quy định của bê tông

 fy là cường độ chảy dẻo của thép chịu kéo

V.3.2 Kiểm tra cấu kiện chịu cắt.

 Tính sức kháng cắt danh định của bê tông V c

Khả năng chịu cắt của bê tông đc xem là nhỏ nhất khi  2, 45o (5.8.3.4)

Vậy cốt thép thỏa điều kiện chịu cắt

V.3.3 Kiểm tra nứt trong bê tông

M 4304, 22kNm

u  lấy theo tổ hợp cường độ sử dụng

Tổng diện tích cốt thép chịu kéo As 0.0176934m2

ds 1,38m

dc 120mm Dầm trong điều kiện khí hậu bình thường nên có Z = 30000 N/mm

Diện tích trung bình của bêtông bọc quanh 1 thanh thép

f 'c

Diện tích tiết diện: F = Ag = bh = 4.90281.6 = 7.845 m2

Bảng tổ hợp tải trọng đáy móng

3.1 Tính tốn cấu kiện chịu nén (điều 5.7.4.5)

Ta xét 2 trường hợp tải trọng: tải trọng cường độ I và đặt biệt

uy ux

rx ry

MM

Chiều dầy của khối ứng suất tương đương

1

a = β ×c = 0.835774.3 = 62.1 mm Sức kháng tính tốn theo trục Y:

Đối với cầu kiện chịu uốn thì θ = 0.9

Số lượng cốt thép theo phương X: bố trí 12 cây θ28

As = 123.14282/4 = 7389 mm2

b = 1600 mm

h = 4902.8 mm

ds = h - dc = 4902.8 – 80 = 4822.8 mm

Đối với cầu kiện chịu uốn thì θ= 0.9

Xét hiệu ứng độ mảnh:

Bán kính quán tính

x x

g

I 15.714r

  = 1.4153 m

y y

Ag - diện tích tiết diện nguyên, Ag = 7.845 m2

K - hệ số chiều dài hữu hiệu (điều 4.6.2.5)

Giả thiết thân trụ không có giằng theo phương ngang

rx ry

MM

As = 123.14322/4 = 9650.97 mm2

b = 1600 mm

h = 4902.8 mm

ds = h - dc = 4902.8 – 80 = 4822.8 mm 28MPa < fc = 30 MPa < 56MPa

 9650.97420/0.85/0.8357/30/1600 =118.9 mm Chiều dầy của khối ứng suất tương đương

1

a = β ×c = 0.8357118.9 = 99.3 mm Sức kháng tính toán theo trục X:

Đối với cầu kiện chịu uốn thì θ= 0.9 Xét tới hiệu ứng độ mảnh:

Bán kính quán tính

x x

g

I 15.714r

  = 1.4153 m

32

y y

Ag - diện tích tiết diện nguyên, Ag = 7.5 m2

K - hệ số chiều dài hữu hiệu (điều 4.6.2.5)

Giả thiết thân trụ không có giằng theo phương ngang

Nhận xét: Ta kiến nghị dùng giải pháp trụ chống va, đặt biển báo hiệu

Ta chọn cốt thép thiết kế cho mặt cắt đỉnh móng là 28, bố trí như hình vẽ ở trên

Tương tự ta tính cho các trạng thái giới hạn khác

A<1

Cường độ II 3016.01 -1120.85 0,78 Đạt Cường độ III 1590.15 -6715.77 0,59 Đạt

Sử dụng 1374.70 -5008.97 0,45 Đạt

3.2 Kiểm tra khả năng chịu cắt của thân trụ

Nhận xét, ứng với tổ hợp tải trọng cường độ I thì có Qxmax = 724,6kN

Nhận xét, ứng với tổ hợp tải trọng cường độ II thì có Qymax = 485 kN

Qx = 724,6 kN

Sức kháng cắt của cầu kiện: Vu  .Vn

Khả năng chịu cắt của thép đai được xem là nhỏ nhất khi gốc nghiêng của vết nứt

Bố trí đai có đường kính là θ14 (cây thép D14@200 -12), có 2 nhánh, s = 200mm

c v v

Vs1 min 0.8d ;600mm neáu 0.1

f b d

s min

Vs2 min 0.4d ;300mm neáu 0.1

Khả năng chịu cắt của bêtông:

Bố trí đai có đường kính là θ 14 (cây thép D14@200 -12), có 2 nhánh, s = 200mm

dc = 80 mm

bw = 1600 mm

h = 4902.8 mm

Có 12 thanh