Áp lực lớn nhất tác dụng lên mố, trụ

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM THÉP LIÊN HỢP BẢN BTCT NHỊP 4x45 (m)

4.5. Tính toán số lượng cọc

4.5.1. Áp lực lớn nhất tác dụng lên mố, trụ

Tổng áp lực tác dụng lên bệ mố hoặc trụ:

R = Rbt + RKCN + RLL

Trong đó :

+ Rbt - trọng lượng bản thân của mố hay trụ. Rbt = γ*G γ: Hệ số tải trọng. γ = 1.25

G: Trọng lượng bản thân của mố hoặc trụ + RKCN: Áp lực do kết cấu nhịp truyền xuống RKCN = η× (

 DC×DC×ωDC +  DW×DW×ωDW)

η: Hệ số điều chỉnh tải trọng. η = 1

 DC: Hệ số của tải trọng DC.

 DC=1,25 W

 D : Hệ số của tải trọng DW.

W

 D =1,5

DC: Tỉnh tải bản thân của kết cấu và các bộ phận phi kết cấu.

DW: Tỉnh tải lớp phủ mặt cầu và các tiện ích công cộng.

ωDC: Diện tích đah áp lực trong phạm vi chất tải DC ωDW: Diện tích đah áp lực trong phạm vi chất tải DW

+ RLL: Áp lực do hoạt tải ở phần trên tác dụng lên mố hoặc trụ.

RLL = η×[m×n× γLL×((1+IM)×0,65Piyi + TTL×ωTTL)+γPL×2T×PL×ωPL] - γLL: Hệ số của tải trọng LL. γLL = 1,75

γPL: Hệ số của tải trọng PL. γPL = 1,75 γTTL: Hệ số của TTL. γTTL = 1,75 1+IM: Hệ số xung kích. (1+IM) = 1,25 m: hệ số TTL. Có 3 làn xe => m = 0,85 n: Số làn xe. n = 3

Pi: Tải trọng trục thứ i

yi: Tung độ tương ứng của Pi trên đah

2T: Bề rộng của làn người đi bộ. 2T = 2×1,75 = 3,5 (m) PL: Hoạt tải người. PL =4,5 (KN/m2)

TTL: Tải trọng làn. TTL = 9,3 (KN/m) a) XÉT MỐ CẦU:

Có hai trường hợp xếp tải:

TH1: Hoạt tải bao gồm: PL, TTL, xe tải thiết kế (xe 3 trục) TH2: Hoạt tải bao gồm: PL, TTL, xe tải nhẹ (xe 2 trục) MỐ A

 Rbt = 1,25×6706,569= 8383,211(KN)

Ta có chiều dài tính toán của nhịp: Ltt = Lnhip - 2a = 45 – 2.0,3 = 44,4 m DC = 117,243(KN/m). Dw = 33,29(KN/m)

ωDC = ωDW = 1×44.4/2 = 22,2 (m) * RKCN = η× (

 DC×DC×ωDC +  DW×DW×ωDW)

RKCN = 1× (1,25×117,243×22,2 + 1,5×33,29×22,2) = 4362,050(KN) Vẽ đường ảnh hưởng cho cả 2 trường hợp trên

TH1: Hoạt tải bao gồm: PL, TTL, xe tải thiết kế (xe 3 trục)

Ðah: RMA Ltt=44,4 m

DC DW TTL=9,3 PL

145KN 145KN 35KN

4,3m 4,3m

1 0,903 0,806

Hình 4.1.a.1 : Sơ đồ chất tải TH1 và đường ảnh hưởng tác dụng lên Mố A Ta có : P1=145KN => y1 = 1, P2=145KN=> y2=0.903, P3=35KN=>y3=0.806

Piyi = 145×1 + 145×0.903 + 35×0.806 = 304,145(KN) ωTTL = ωPL = 22,2 (m)

* RLL = η×[m×n× γLL×((1+IM)×0,65Piyi + TTL×ωTTL)+γPL×2T×PL×ωPL] RLL=1× [0,85×3×1,75×(1,25×0,65×304,145+9,3×22,2)+1,75×3,5×4,5×22,2]

=2635,978 KN

TH2: Hoạt tải bao gồm: PL, TTL, xe tải nhẹ (xe 2 trục)

Ltt=44,4 m

DC DW TTL=9,3 PL 110KN

1,2m

1

110KN

0,973

Ðah: RMA

Hình 4.1.a.2 : Sơ đồ chất tải TH2 và đường ảnh hưởng tác dụng lên Mố A P1=110KN => y1 = 1, P2=110KN=> y2=0.973

ωTTL = ωPL = 22,2 (m)

* RLL = η×[m×n× γLL×((1+IM)×0,65Piyi + TTL×ωTTL)+γPL×2T×PL×ωPL] RLL=1×[0,85×3×1,75×(1,25×0,65×217,03+9,3×22,2)+1,75×3,5×4,5×22,2]

=2320,119(KN)

=> RLL = max(2635,978; 2320,119) = 2635,978(KN)

* R = Rbt + RKCN + RLL

=>RMA = 8383,211+ 4362,050+ 2635,978=15381,239(KN) MỐ B: Tương tự mố a. RMB =RMA= 15381,239(KN) b) XÉT TRỤ CẦU :

Có 3 trường hợp xếp tải:

TH1: Hoạt tải bao gồm: PL, TTL, xe tải thiết kế (xe 3 trục) TH2: Hoạt tải bao gồm: PL, TTL, xe tải nhẹ (xe 2 trục)

TH3: Hoạt tải bao gồm: PL, TTL, xe tải thiết kế (xe 3 trục) Hai xe cách 15m lấy 90%

TRỤ 1:

Rbt = 1,25× 6767,949= 8459,936(KN)

Chiều dài nhịp tính toán: Ltt= L1tt+L2tt = 44,4 + 44,4 = 88,8 (m) DC = 117,243 (KN/m). Dw = 33,29(KN/m)

ωDC = ωDW =44,4 (m)

RKCN = 1× (1,25×117,243×44,4 + 1,5×33,29×44,4) = 8724,101(KN) TH1: Hoạt tải bao gồm: PL, TTL, xe tải thiết kế (xe 3 trục)

Ltt=44,4 m

1

Ltt=44,4 m

DC DW TTL=9,3 PL

145KN 145KN 35KN 4,3m 4,3m

0,903 0,903

Ðah: RT1

Hình 4.1.b.1 : Sơ đồ chất tải TH1 và đường ảnh hưởng áp lực tác dụng lên Trụ 1 P1=145KN => y1 = 1, P2=145KN=> y2=0,903, P3=35KN=>y3=0,903

Piyi = 145×1 + 145×0,903 + 35×0,903 = 307,54 (KN) ωTTL = ωPL = 30,4 (m)

* RLL = η×[m×n× γLL×((1+IM)×0,65Piyi + TTL×ωTTL)+γPL×2T×PL×ωPL] RLL=1× [0,85×3× 1,75×(1,25×0,65×307,54 +9,3×44,4)+1,75×3,5×4,5×44,4]

=4181,503(KN)

TH2: Hoạt tải bao gồm: PL, TTL, xe tải nhẹ (xe 2 trục)

Ltt=44,4 m

1 Ltt=44,4 m

DC DW TTL=9,3 PL

110KN

1,2m110KN

0,973

Ðah: RT1

Hình 4.1.b.2 : Sơ đồ chất tải TH2 và đường ảnh hưởng ap lực tác dụng lên Trụ 1 P1=110=KN => y1 = 1, P2=110KN=> y2=0,973

Piyi = 110×1 + 110×0.973 = 217,03 (KN) ωTTL = ωPL = 44,4 (m)

* RLL = η×[m×n× γLL×((1+IM)×0,65Piyi + TTL×ωTTL)+γPL×2T×PL×ωPL] RLL=1×[0,85×3×1,75×(1,25×0,65×217,03+9,3×44,4)+1,75×3,5×4,5×44,4]

=3853,333 (KN)

TH3: Hoạt tải bao gồm: PL, TTL, xe tải thiết kế (xe 3 trục) Hai xe cách 15m lấy 90%

Ltt=44,4 m

1

Ltt=44,4 m

DC DW TTL=9,3 PL

35KN 145KN 145KN 4,3m 4,3m

0,903

35KN 145KN 145KN 4,3m 4,3m 15m

0,565 0,468

Ðah: RT1

0,806

0,662

Hình 4.1.b.3 : Sơ đồ chất tải TH3 và đường ảnh hưởng ap lực tác dụng lên Trụ 1 P1=145KN => y1 = 1, P2=145KN=> y2=0,903 P3=35KN=>y3=0,806

P4=145KN => y4 = 0,468, P5=145KN=> y5=0,565 , P6=35KN=> y5=0,662.

Piyi = 145×0,903 + 145×1 + 35×0,806 +145×0,468+145×0,565+35×0,662

ωTTL = ωPL = 44,4 (m)

=>RLL= 90%.[η×[m×n× γLL×(1+IM)×0,65Piyi + TTL×ωTTL)+γPL×2T×PL×ωPL]]

=0.9×[1,75×0,85×3×(0,65×477,10×1,25+9,3×44,4)+1,75×3,5×4,5×44,4]

= 4316,62 KN

RLL = max(4181,503; 3853,333; 4316,62) = 4316,62 (KN) RT1 = 8459,936+8724,101+4316,62 =21500,657(KN) TRỤ 2: Cách xếp tải tương tự trụ T1

Rbt = 1,25× 7720,038= 9650,048 (KN)

RKCN = 1× (1,25×117,243×44,4 + 1,5×33,29×44,4) = 8724,101(KN RLL = RLL T1 = 4316,62 (KN)

RT2 = 9650,048 +8724,101+ 4316,62= 22690,769(KN) TRỤ T3: Cách xếp tải tương tự trụ T1

Ta có kết quả : RT3 = RT2 = 22690,769 (KN)

Bảng 4.22: Áp lực lớn nhất tại mố trụ cầu là

Tên mố/ trụ Rp (kN)

Mố M1 15381,239

Trụ P1 21500,657

Trụ P2 22690,769

Trụ P3 22690,769

Mố M2 15381,239