CHƯƠNG III: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU GIẢN ĐƠN BTCT ỨNG SUẤT TRƯỚC NHỊP 6X31 (m)
3.5. Tính toán số lượng cọc
3.5.1. Áp lực lớn nhất tác dụng lên mố, 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) ×0,65Piyi + γTTL ×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 = 1,25×6502,794= 8128,493(KN)
Ta có chiều dài tính toán của nhịp: Ltt=Lnhip-2a = 31–2.0,3 =30,4 m DC = 238,624(KN/m). Dw = 33,29 (KN/m)
ωDC = ωDW = 1×30.4/2 = 15,2 (m) * RKCN = η× (
DC ×DC×ωDC + DW×DW×ωDW)
RKCN = 1× (1,25×238,624×15,2 + 1,5×33,29×15,2) = 5292,868(KN) Vẽ đường ảnh hưởng cho cả 3 trường hợp trên
- TH1: Hoạt tải bao gồm: PL, TTL, xe tải thiết kế (xe 3 trục)
Ltt=30,4 m
DC DW TTL=9,3 PL
145KN 145KN 35KN
4,3m 4,3m
1 0,859 0,717
dah: RMA
Hình 3.1.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=0.859, P3=35KN=>y3=0.717
Piyi = 145×1 + 145×0.859 + 35×0.717 = 294,65 (KN) ωTTL = ωPL = 15,2 (m)
* RLL = η× [m×n (γLL×(1+IM)×0,65Piyi + γTTL×TTL×ωTTL )+ γPL×2T×PL×ωPL] RLL=1.[0,85×3×(1,75×1,25×0,65×294,65+1.75×9.3×15,2)+1,75×3,5×4,5×15,2]
- TH2: Hoạt tải bao gồm: PL, TTL, xe tải nhẹ (xe 2 trục)
Ltt=30,4 m
DC DW TTL=9,3 PL 110KN
1,2m
1 110KN
0,961
Ðah: RMA
Hình 3.1.a.2 : Sơ đồ chất tải TH2 và đường ảnh hưởng tác dụng lên Mố A P1=110KN => y1 = 1, P2=110KN=> y2=0.961
Piyi = 110×1 + 110×0.961 = 215,71(KN) ωTTL = ωPL = 15,2 (m)
* RLL = η× [m×n (γLL×(1+IM)×0,65Piyi + γTTL×TTL×ωTTL )+ γPL×2T×PL×ωPL] RLL=1.[0,85×3×(1,75×1,25×0,65×215,71+1,75×9,3×15,2)+1,75×3,5×4,5×15,2]
=1831,886(KN)
=> RLL = max(2118,105; 1831,886) = 2118,105 (KN)
* R = Rbt + RKCN + RLL
=>RMA = 8128,493+ 5292,868+ 2118,105 =15539,466(KN) MỐ B: Tương tự mố A. RMB=RMA= 15539,466 (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× 5776,994= 7221,242 (KN)
Chiều dài nhịp tính toán: Ltt= L1tt+L2tt = 30,4 + 30,4 = 60,8 (m) DC = 238,624 (KN/m). Dw = 33,29 (KN/m)
ωDC = ωDW =30,4 (m)
RKCN = 1× (1,25×238,624×30,4 + 1,5×33,29×30,4) = 10585,736(KN) TH1: Hoạt tải bao gồm: PL, TTL, xe tải thiết kế (xe 3 trục)
Ltt=30,4 m
DC DW TTL=9,3 PL
145KN 145KN 35KN 4,3m 4,3m
0,859 0,859
0,365 0,224 0,082 Ðah: RT1
Ltt=30,4 m
1
Hình 3.1.b.1 : Sơ đồ chất tải TH1 và đường ảnh hưởng tác dụng lên Trụ 1 P1=145KN => y1 = 1, P2=145KN=> y2=0,859, P3=35KN=>y3=0,859
Piyi = 145×1 + 145×0,859 + 35×0,859 = 299,62 (KN) ωTTL = ωPL = 30,4 (m)
* RLL = η× [m×n (γLL×(1+IM)×0,65Piyi + γTTL×TTL×ωTTL )+ γPL×2T×PL×ωPL] RLL=1.[3×0,85×(1,75×1,25×0,65×299,62+1,75×9,3×30,4)+1,75×3,5×4,5×30,4]
=3185,895(KN)
TH2: Hoạt tải bao gồm: PL, TTL, xe tải nhẹ (xe 2 trục)
Ðah: RT1
Ltt=30,4 m
1 Ltt=30,4 m
DC DW TTL=9,3 PL
110KN
1,2m110KN
0,961
Hình 3.1.b.2 : Sơ đồ chất tải TH2 và đường ảnh hưởng tác dụng lên Trụ 1 P1=110=KN => y1 = 1, P2=110KN=> y2=0,961
Piyi = 110×1 + 110×0.961 = 215,71 (KN) ωTTL = ωPL = 30,4 (m)
* RLL = η× [m×n (γLL×(1+IM)×0,65Piyi + γTTL×TTL×ωTTL )+ γPL×2T×PL×ωPL] RLL=1.[0,85×3×(1,75×1,25×0,65×215,71+1,75×9,3×30,4)+1,75×3,5×4,5×30,4]
=2881,655(KN)
TH3: Hoạt tải bao gồm: PL, TTL, xe tải thiết kế (xe 3 trục) Hai xe cách 15m lấy 90%.
Ltt=30,4 m
1 Ltt=30,4 m
DC DW TTL=9,3 PL
35KN 145KN 145KN 4,3m 4,3m
0,859
35KN 145KN 145KN 4,3m 4,3m 15m
0,365 0,224
Ðah: RT1
0,717
0,506
Hình 3.1.b.3 : Sơ đồ chất tải TH3 và đường ảnh hưởng tác dụng lên Trụ 1 ωTTL = ωPL = 30.4 (m)
P1=145KN => y1 = 1, P2=145KN=> y2=0,859, P3=35=KN=>y3=0,717 P4=145KN => y4 = 0,365, P5=145KN=> y5=0,224 , P6=35KN=> y5=0,506.
Piyi = 145×0,859 + 145×1 + 35×0,717+145×0,365+145×0,224+35×0,506 = 397,765(KN)
=>RLL=90%.[ η×[m×n γLL×( (1+IM)×0,65Piyi + TTL×ωTTL )+ γPL×2T×PL×ωPL] =0.9×[1,75×0,85×3× (1,25×0,65×397,765+9,3×30,4)+1,75×3,5×4,5×30,4]
= 3187,56 KN
RLL = max(3185,895; 2881,655; 3187,56) = 3187,56 (KN) RT1 = 7221,242 +10585,736+ 3187,56= 20994,538(KN) TRỤ 2: Cách xếp tải tương tự trụ T1
Rbt = 1,25× 7720,038= 9650,047 (KN) RKCN = 10585,736 (KN)
RLL = RLL T1 = 3187,56 (KN)
RT2 = 9650,047 +10585,736 +3187,56 = 23423,343(KN) TRỤ T3: Cách xếp tải tương tự trụ T1
Ta có kết quả : RT3 = RT2 = 23423,343 (KN) TRỤ T4: Cách xếp tải tương tự trụ T1
Rbt = 1,25× 6942,798= 8678,498 (KN) RKCN = 10585,736 (KN)
RLL = RLL T1 = 3187,56 (KN)
RT4 = 8678,498 +10585,736 + 3187,56 = 22451,794(KN) TRỤ T5: Cách xếp tải tương tự trụ T1
Ta có kết quả : RT5 = RT4 = 22451,794 (KN)
Bảng 3.9: Áp lực lớn nhất tại mố trụ cầu
Tên mố/ trụ Rp (kN)
Mố M1 15539,466
Trụ P1 20994,538
Trụ P2 23423,343
Trụ P3 23423,343
Trụ P4 22451,794
Trụ P5 22451,794
Mố M2 15539,466