Đang tải... (xem toàn văn)
Trang 1 MỤC LỤC PHẦN 1 THIẾT KẾ KỸ THUẬT 4 CHƯƠNG I THIẾT KẾ BẢN MẶTCẦU 4 1 CHIỀU DÀY BẢN MẶT CẦU 4 2 TĨNH TẢI 4 3 HOẠT TẢI 5 3 1 Do xe tải thiết kế 5 3 2 Do người đi bộ 6 4 TÍNH TOÁN NỘI LỰC TẠI NGÀM 6 5 TÍNH TOÁN NỘI LỰC BẢN KIỂU DẦM 8 5 1 Nguyên lý tính toán 8 5 2 Xác định hoạt tải tác dụng 9 5 3 Xác định mômen dương giữa nhịp 10 5 3 1 Do tĩnh tải và hoạt tải 1 bánh xe gây ra 10 5 3 2 Do tĩnh tải và hoạt tải 2 bánh xe của hai xe gây ra 10 5 3 3 Do tĩnh tải và hoạt tải 2 bánh xe của một xe gây.
MỤC LỤC : PHẦN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT………………………………………………… …… CHƯƠNG I : THIẾT KẾ BẢN MẶTCẦU……………………………………………….…4 CHIỀU DÀY BẢN MẶT CẦU: 2.TĨNH TẢI: 3.HOẠT TẢI: 3.1 Do xe tải thiết kế: 3.2 Do người bộ: TÍNH TỐN NỘI LỰC TẠI NGÀM: 5.TÍNH TỐN NỘI LỰC BẢN KIỂU DẦM: 5.1 Ngun lý tính tốn : 5.2 Xác định hoạt tải tác dụng 5.3 Xác định mômen dương nhịp: 10 5.3.1 Do tĩnh tải hoạt tải bánh xe gây : 10 5.3.2 Do tĩnh tải hoạt tải bánh xe hai xe gây : 10 5.3.3 Do tĩnh tải hoạt tải bánh xe xe gây : 11 TÍNH NỘI LỰC THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG: 12 6.1 Tính mơmen lực cắt ngàm hẫng.: 12 6.2 Tính mơmen nhịp lực cắt ngàm kiểu dầm: 12 TÍNH TỐN VÀ KIỂM TRA BẢN THEO TTGHCĐI : 13 7.1.Bố trí cốt thép chịu mômen âm mặt cầu (cho 1m bản) kiểm tra theo TTGH cường độ 1: Error! Bookmark not defined 7.2.Bố trí cốt thép chịu mơmen dương mặt cầu (cho 1m bản) kiểm tra theo TTGH cường độ 1: Error! Bookmark not defined 7.3 Bố trí cốt thép chịu momen âm hẫng mặt cầu (cho 1m rộng bản) kiểm tra theo TTGH cường độ 1: Error! Bookmark not defined 7.4 Kiểm tra theo điều kiện kháng cắt: 17 7.5 Bố trí cốt thép co ngót nhiệt độ : 18 KIỂM TRA BẢN MẶT CẦU THEO TTGH SỬ DỤNG: 19 8.1 Kiểm tra nứt mômen dương: 19 8.2 Kiểm tra nứt mômen âm: 20 BỐ TRÍ CỐT THÉP CẤU TẠO: 21 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ DẦM CHỦ BTCT…………………………………………… 24 CÁC LOẠI VẬT LIỆU: 22 1.1 Cốt thép dự ứng lực: 22 Trang 1.2 Cốt thép thường: 22 1.3 Vật liệu bê tông: 22 BỐ TRÍ DẦM TRONG MẶT CẮT NGANG CẦU 23 2.1 Chọn mặt cắt ngang dầm chủ: 23 2.2 Xác định cánh hữu hiệu: 23 2.2.1 Đối với dầm giữa: 23 2.2.2 Đối với dầm biên: 24 3.LỰA CHỌN THÔNG SỐ : 24 3.1 Hệ số sức kháng : 24 3.2 Các hệ số cho tĩnh tải: 24 4.TÍNH TOÁN NỘI LỰC DẦM CHỦ DO TĨNH TẢI: 24 4.1 Các tĩnh tải tác dụng lên dầm thiết kế : 24 4.2 Xác định nội lực tĩnh tải dầm chủ: 26 4.3 Nội lực dầm chủ hoạt tải: 30 4.3.1 Xác định hệ số phân bố hoạt tải dầm biên : 30 4.3.2 Xác định Mômen hoạt tải gây ra:……………………………………….… …… Error! Bookmark not defined 3.3.Lực cắt hoạt tải gây ra: 41 3.4 Tổ hợp nội lực : 46 5.TÍNH VÀ BỐ TRÍ THÉP DỰ ỨNG LỰC 47 5.1 Vật liệu dùng dầm chủ: 47 5.1.1.Thép cường độ cao: 47 5.1.2.Thép thường: 48 5.1.3 Bê tông: 48 5.2 Chọn bố trí cáp cường độ cao: 48 5.2.1 Xác định lượng cốt thép dầm: 48 5.2.1.1 Xác định lượng cốt thép dầm theo điều kiện cường độ sữ dụng 48 5.2.1.2 Xác định lượng cốt thép dầm theo điều kiện cường độ I: 49 5.2.2 Bố trí cáp Dự ứng lực: 50 5.3 Xác định đặc trưng hình học tiết diện dầm : 51 5.3.1.Giai đoạn 1: 51 5.3.2.Giai đoạn 2: Error! Bookmark not defined 6.TÍNH TỐN MẤT MÁT ỨNG SUẤT 57 6.1 Mất mát ứng suất biến dạng neo: 57 6.2 Mất mát nén đàn hồi: 58 Trang 6.3 Mất mát ứng suất ma sát CTDƯLvà thành ống: 59 6.4 Do co co ngót: 60 6.5 Mất mát ứng suất từ biến : 60 6.6 Mất mát chùng ứng suất lúc truyền lực: 61 6.6.1 Mất mát chùng ứng suất thời điểm truyền lực : 61 6.6.2 Mất mát chùng ứng suất sau truyền lực : 61 6.7 Tổng mát ứng suất trước: 62 KIỂM TOÁN DẦM THEO TRẠNG THÁI SỮ DỤNG: 62 7.1 Kiểm tra ứng suất bê tông: 62 7.1.1 Giai đoạn 1: 63 7.1.2 Giai đoạn 2: 65 7.2 Kiểm tra độ võng: 68 7.2.1 Trường hợp xe thiết kế: 68 7.2.2 Trường hợp 25% Xe tải thiết kế Tải trọng làn: 69 KIỂM TOÁN THEO TTGH CƯỜNG ĐỘ (THGHCD1): 70 8.1 Kiểm tốn theo điều kiện mơ men kháng uốn 70 8.2 Kiểm tra giới hạn cốt thép: 73 8.2.1 Giới hạn cốt thép tối đa: 73 8.2.2 Giới hạn cốt thép tối thiểu: 73 8.3 Tính cốt đai kiểm tốn cắt TTGH cường độ I: 74 PHẦN : THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP………………………………………………… 79 ĐIỀU KIỆN THI CÔNG 79 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN: 79 2.1 Lao lắp dầm giá long môn: 79 2.2 Lao lắp dầm tổ hợp mút thừa loại lớn: 79 2.3 Lắp dầm công nghệ póoctic: 80 2.4 Kết luận: 80 CÁC BƯỚC THI CÔNG : 80 TÍNH TỐN VÀ KIỂM TRA PHƯƠNG ÁN CHỌN: 81 4.1 Tính ổn định lao dầm: 81 4.2 Tính tốn cáp treo dầm: 83 Trang PHẦN : THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG I : THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU Sơ đồ tính mặt cầu CHIỀU DÀY BẢN MẶT CẦU: Chiều dày tối thiểu BTCT theo AASHTO 175mm Chọn chiều dày 200mm 2.TĨNH TẢI: Tính cho 1m dài mặt cầu + Tĩnh tải trọng lượng BMC : (DC1) DC1= 0.2×1×2.5×9.81 = 4.9 kN/m + Lớp phủ mặt cầu (DW) :chọn lớp phủ dày 85 mm DW=85×2250×10-4 = 1.88 kN/m + Lan can tay vịn (DC2) : DC2= 4.52 kN Thực chất lực tập trung quy đổi lan can không đặt mép mặt cầu để đơn giản tính tốn thiên an tồn ta coi đặt mép coi tải trọng lan can phần hẫng chịu hết Trang Theo 22TCN272–05 4.6.2.1.6, dãi phải coi dầm liên tục dầm giản đơn Chiều dài nhịp lấy khoảng cách tâm đến tâm dầm chủ, dầm chủ coi tuyệt đối cứng Cần xác định mômen dương lớn mômen âm lớn nhất, lực cắt lớn áp dụng tính tốn cho tồn Để xác định nội lực ta vẽ đường ảnh hưởng vị trí nhịp gối xếp tải để xác định nội lực max Sơ đồ tính tải tác dụng lên hẫng Các hệ số cho tĩnh tải Loại tải trọng TTGH cường độ TTGH sử dụng DC 1.25/0.9 DW `1.5/0.65 3.HOẠT TẢI: 3.1 Do xe tải thiết kế: Xét bánh xe nặng xe tải thiết kế có trọng lượng P đặt cách mép lan can 0.3m, khoảng cách từ tim bánh xe tới ngàm x = 0.25 m, chiều rộng tiếp xúc bánh 510mm Chiều rộng dải tương đương : E =1140+0.833x = 1140+0.833×250 = 1348.25 mm LL = P/2 (b+h)E = 0.65×145/2 = 49.23 kN/m (0.51+0.20)×1.348 Trang 3.2 Do người bộ: Tải trọng người kN/m2, chiều rộng người 1m phần người nằm phần hẫng 0.55m TÍNH TỐN NỘI LỰC TẠI NGÀM: Tĩnh tải DC1 DC2 DW 4.9(KN/m) 4.52 (KN) 1.88 (KN/m) Trang Hoạt tải Hệ số tải trọng PL LL γ LL γ PL γ DC γ DW 3KN/M 49.23KN/M 1.75 1.75 1.25 1.5 Với : γLL – hệ số tải trọng hoạt tải xe γPL – hệ số tải trọng hoạt tải người γDC – hệ số tải trọng tĩnh tải thân kết cấu γDW – hệ số tải trọng tĩnh tải lớp phủ mặt cầu Xét hệ số điều chỉnh tải trọng trường hợp sử dụng giá trị cực đại γi: D×R×I≥ 1 D = hệ số liên quan tính dẻo R = Hệ số liên quan đến tính dư I = Hệ số liên quan đến tầm quan trọng khai thác Lấy =1 Mônmen ngàm : + Trường hợp có bánh xe tải tải trọng thân L2 L12 L2 + γDC.DC2 L2+ γDW DW + γLL(1+IM).LL ] 2 + Trường hợp có người tải trọng thân M 1 = η.[γDC.DC1 L23 L12 L2 M = η.[ γDC.DC1 + γDC.DC2 L2+ γDW DW + γPL.PL ] 2 Với : L1 =1.05m – chiều dài hẫng L2 =0.80m – khoảng cách từ tim lan can đến ngàm L3 = 0.55m – chiều dài phần có lớp phủ mặt cầu L4 = 0.605m – chiều dài phần ảnh hưởng bánh xe lên cánh hẫng L5 = 0.55m – chiều dài phần người hẫng Thay giá trị vào ta : 1.052 0.55 M = 1.[1.25×4.9× +1.25×4.52× 0.8+ 1.5×1.88× + 1.75× (1+0.25) 2 × 49.23× 0.605 2 ] = 28.03 KNm Trang 1.052 0.55 0.55 M = 1.[1.25×4.9× +1.25×4.52× 0.8+ 1.5×1.88× + 1.75×3× ] 2 = 9.11 KNm Lực cắt ngàm : + Trường hợp có bánh xe tải tải trọng thân Vn1 = η.[γ DC DC1 L1+ γDC DC2 + γDW.DW L3+ γLL(1+IM).LL.L4 ] Vn1 = 1.[1.25 ×4.9× 1.05+ 1.25×4.52+ 1.5×1.88× 0.55+ 1.75× (1+0.25) ×49.23×0.605 ] = 78.79 kN + Trường hợp có người tải trọng thân Vn = η.[γDC.DC1 L1+ γDC.DC2 + γDW.DW L3+γPL.PL.L5] Vn = 1.[1.25×4.9× 1.04+ 1.25×4.52 + 1.5×1.88× 0.55+1.75×3×0.55] = 16.52 kN Vậy trường hợp bánh xe tải thiết kế gây nội lực bất lợi M 1 = 28.03 kNm ; Vn1 = 78.79 kN 5.TÍNH TỐN NỘI LỰC BẢN KIỂU DẦM: 5.1 Ngun lý tính tốn : Nội lực xét m chiều rộng Bản mặt cầu phân tích mơ hình dải liên tục kê lên gối tựa cứng dầm chủ Đối với mặt cầu dầm phân tích theo mơ hình dải ngàm hai đầu tính theo phương pháp gần với đường lối tính mơ men dương mặt nhịp mơ hình giản đơn kê lên gối khớp + Trị số mômen mặt cắt nhịp hai đầu ngàm xác định : M 0.5 L k0.5 M 0.5 L + Mô men âm đầu nhịp : M g k g M 0.5 L Trang M 0.5 L : Mômen tải trọng gây nhịp giản đơn k: hệ số hiệu chỉnh xét đến tính chất ngàm hai đầu + k0.5 = 0.5 + kg = –0.8 5.2 Xác định hoạt tải tác dụng Dải chịu lực theo phương ngang cầu, chiều rộng dải tương đương theo phương dọc cầu xác định theo : E = 660 + 0.55×S = 660+ 0.55×2100= 1815mm E = 1220+ 0.25×S = 1220 + 0.25×2100 = 1745mm Tác dụng bánh xe quy băng tải có bề rộng (b + h) Độ lớn tải trọng băng bánh xe gây : LL 0.65 P / 0.65 145 / 36.57(kN / m) (b h).E (0.51 0.2) 1.815 LL 0.65 P / 0.65 145 / 38.04(kN / m) (b h).E (0.51 0.2) 1.745 Tiến hành xếp tải lên đường ảnh hưởng a Trường hợp có bánh xe đặt vị trí nhịp: b Trường hợp hai bánh xe hai xe tải đặt cách 1,2m : Trang c Trường hợp hai bánh xe xe tải đặt cách 1,8m : 5.3 Xác định mômen dương nhịp: 5.3.1 Do tĩnh tải hoạt tải bánh xe gây : M 0.5 L DC DC1.DC1 DW DWDW m. LL 1 IM .LL LL = 1×[1.25×4.9×0 551+1.5×1.88×0 551+1.2×1.75×(1+0.25)×36.57×0.309] = 34.59 kN.m M 0.5 L DC DC1.DC1 DW DWDW m. LL 1 IM .LL LL = 1×[1.25×4.9×0 551+1.5×1.88×0 551+1.2×1.75×(1+0.25)×38.04×0.309] = 35.78 kN.m 5.3.2 Do tĩnh tải hoạt tải 2bánh xe hai xe gây : M 0.5 L DC DC1.DC1 DW DWDW m. LL 1 IM .LL LL = 1×[1.25×4.9×0 551+1.5×1.88×0 551+1×1.75×(1+0.25)×36.57×0.317] = 30.28 kN.m M 0.5 L DC DC1.DC1 DW DWDW m. LL 1 IM .LL LL Trang 10 Với mặt cắt nhịp : x l M Pi g LL (1 IM ).145(hoac35) Trong : gMLL hệ số phân bố ngang hoạt tải tơ tính độ võng M g LL n solan 0.4 N b sodam IM hệ số xung kích : IM = 0,25 I = I‘td = 3.339 1011 (mm4 ) (Moment quán tính tiết diện giai đoạn 2) E = 31975.4 MPa = 31.9754kN/mm2 => EI = 31.9754×3.339×1011 =1.068×1013 kNmm2 P (kN) 145 145 35 Pi (kN) 72.5 72.5 17.5 x (mm) 17700 17700 17700 bi (mm) 13400 17700 22000 1 (mm) 5.76 4.75 3.46 13.97 7.2.2 Trường hợp 25% Xe tải thiết kế Tải trọng 21 22 Với 21 0.251 0.25 13.97 3.49mm ql (mg LL 9.3).l (0.4 9.3 10 3 ).35400 22 7.12mm 384 EI 384 1.068 1013 384 1.068 1013 => 3.49 7.12 10.61mm Vậy độ võng hoạt tải gây nhịp : Trang 69 l / max(13.97;10.61) 13.97 mm l 35400 45.25mm Đạt 800 800 KIỂM TOÁN THEO TTGH CƯỜNG ĐỘ (THGHCD1): TTGH cường độ I phải xem xét để đảm bảo cường độ ổn định cục tổng thể suất tuổi thọ thiết kế kết cấu 8.1 Kiểm toán theo điều kiện mơ men kháng uốn Cơng thức kiểm tốn: Mu Mr=.Mn Trong đó: + Mr : Sức kháng uốn tính tốn + Mn : Sức kháng uốn danh định (TCN5.7.3.2) + : Hệ số sức kháng, = 1.0 kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực (TCN 5.5.4.2.1) *Xác định Mn(xét mặt cắt nhịp) Công thức: a a a a hf M n [ Aps f ps (d p ) As f y (d s ) A's f ' y (d 's ) 0,85.1 f c' (b bw ).h f ( )] 2 2 Trong đó: Aps: Diện tích thép DƯL , Aps= 5880(mm2) fpu: cường độ chịu kéo quy định cốt thép dự ứng lực(MPa), fpu = 1860 MPa fps : ứng suất trung bình cốt thép DƯL sức kháng uốn danh định (Mpa) dp: Khoảng cách từ thớ nén mép dầm đến trọng tâm cốt thép DƯL As: Diện tích cốt thép chịu kéo không DƯL (mm2); As= fy: Giới hạn chảy quy định cốt thép chịu kéo không DƯL (Mpa) ds: Khoảng cách từ thớ nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo không DƯL (mm) A's: Diện tích cốt thép chịu nén khơng DƯL (mm2); A's = f'y: Giới hạn chảy quy định cốt thép chịu nén không DƯL (Mpa) d's: Khoảng cách từ thớ nén đến trọng tâm cốt nén chịu kéo không DƯL (mm) f'c: Cường độ quy định BT tuổi 28 ngày (Mpa); f'c= 40 (MPa) b: Bề rộng mặt chịu nén cấu kiện (mm); b=2100 (mm) bw: Chiều dày bụng đường kính tiết diện tròn(mm); bw=200(mm) Trang 70 1: Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất, với BT có cường độ > 28MPa hệ số 1 giảm theo tỉ lệ 0.05 cho Mpa vượt 28 Mpa: 1= 0.85-(40-28)ữ7ì0.05=0.76 hf: Chiu dy bn cỏnh chu nộn, ta lấy chiều dày trung bình 200 mm a=c.1: Chiều dày khối ứng suất tương đương (mm) Ta bỏ qua cốt thép thường thớ chịu nén thớ chịu kéo nên công thức viết lại sau: a a hf M n [ Aps f ps (d p ) 0,85 f c' (b bw )1.h f ( )] 2 *Xác định dp: d p h a ps 1800 250 1550 mm aps – Khoảng cách từ thớ chịu kéo đến trọng tâm cốt thép dự ứng(xét mặt cắt nhịp) *Xác định c: Để tính tốn chiều cao vùng chịu nén, trước hết cần xác định trường hợp tính tốn trục trung hịa qua cánh qua sườn dầm Muốn ta giả thiết trục trung hòa mặt cắt qua mép chịu nén Xét bất đẳng thức: Aps f pu 0,851 f c' (b bw )h f c h f (*) f pu ' 0,85.1 f C bw k APS dp Các kí hiệu trên, đó: fpu: cường độ chịu kéo quy định cốt thép dự ứng lực(MPa) fpy: cường độ chảy thép dự ứng lực(MPa) fpy = 0.9×fpu = 0.9×1860= 1674 (MPa) Ta dùng loại thép có độ tự chùng thấp Mỗi bó có 49 sợi 5 Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn : fpu=1860 MPa Giới hạn chảy : fpy=1674 MPa f k 1,04 py 1,04 1674 0, 28 1860 f pu Ta giả thiết bỏ qua cốt thép thường: Trang 71 c Aps f pu 0,851 f c' (b bw )h f h f (*) f pu ' 0,85.1 f C bw k APS dp Xét Mặt cắt nhịp: Ta có: 5880 1860 0.85 0.76 40 (2100 200) 200 2.154 mm h f 200 mm 1860 0.85 0.76 40 200 0.28 5880 1550 Ta thấy c= 2.154 < h, suy trục trung hồ qua cánh Khi coi mặt cắt hình chữ nhật Theo TCN 5.7.3.2.3 chiều dày cánh chịu nén h>c xác định theo phương trình sức kháng uốn danh định Mn xác định theo phương trình: c c Aps f pu As f y A 'c f ' y 0,85.1 f 'c b f k Aps dpup f 5880 1860 1860 0.85 0.76 40 2100 0.28 5880 1550 Ứng suất bó cốt thép có dính kết: 194.47 mm c 194.47 f ps f pu 1 k 1860 1 0.28 1794.66MPa dp 1550 Chiều dày khối ứng suất tương: a c.1 194.47 0.76 147.8mm Sức kháng uốn danh định : a 147.8 6 M n Aps f ps d p 5880 1807 41 1550 10 15687 36kNm 2 Sức kháng uốn tính tốn: M r .M n 11568.36 15687 36kNm Mô men lớn theo TTGH cường độ I M lCD /2 =11830.98 (KN.m) Mu = 11830.98 kNm Mr= 15687.36 kNm Vậy mặt cắt nhịp thỏa mãn cường độ Kết luận : Vậy dầm đủ khả chịu lực theo TTGH cường độ I Trang 72 8.2 Kiểm tra giới hạn cốt thép 8.2.1 Giới hạn cốt thép tối đa + Mặt cắt nhịp: Coi diện tích cốt thép thường As = 0, ta có: de = Aps f ps d p + As f y d s Aps f ps + As f y Vì As = 0, nên d e d p 1550 mm de: khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén đến trọng tâm lực kéo cốt thép chịu kéo(mm) Điều kiện kiểm tra: c 194.47 0.13 0.42 Thỏa mãn điều kiện d e 1550 Kết luận: Mặt cắt nhịp thoả mãn hàm lượng cốt thép tối đa 8.2.2 Giới hạn cốt thép tối thiểu Cốt thép tối thiểu phải đảm bảo mơmen kháng uốn tính tốn Mr phải lớn giá trị nhỏ hai giá trị sau: 1.2 lần sức kháng nứt: 1.2 M cr 1.33 lần mơ men tính tốn cần thiết tổ hợp tải trọng cường độ I : 1.33 M u Hay Φ×Mn≥ min(1.2Mcr; 1.33Mu) Trong đó: Mcr: sức kháng nứt xác định sở phân bố ứng suất đàn hồi cường độ chịu kéo uốn, fr (5.4.2.6): f r 0.63 f c' 0.63 40 3.98MPa Theo TCN 5.7.3.6.2–2: Mcr= f r Ig yd +yd: khoảng cách từ thớ chịu kéo đến trục trung hoà(mm), ydx ydx c 1069 194.47 1263 67mm +Ig: mô men quán tính dầm chủ tiết diện nhịp giai đoạn I td' 3.339 1011 (mm4 ) Suy ra: Mcr = 3.98 ×10–6× 339 1011 1051 64kNm 1263 67 Mu= 11803.98 kNm Trang 73 min(1.2Mcr; 1.33Mu)=min(1.2×1051.64; 1.33×11830.98) = 1261.97 (KN.m) Mr = 15687 36 KNm > 1261.97 KNm Kết luận: Mặt cắt nhịp thoả mãn hàm lượng cốt thép tối thiểu 8.3.Tính cốt đai kiểm toán cắt TTGH cường độ I: TCN 5.8.2 Cơng thức tính kháng cắt : Vr .Vn Trong đó: : hệ số sức kháng quy định TCN 5.5.4.2, =0,9 Vn sức kháng danh định quy định TCN 5.8.3.3 Sức kháng cắt danh định phải xác định trị số nhỏ của: Vn = { Vn1 ;Vn } Với: Vn1 = Vc+Vs+Vp Vn2 = 0, 25 fc' bv dv + Vp Trong đó: Vc – ứng suất kéo bê tông Vs – cốt thép chịu cắt Vp – thành phần dự ứng lực thẳng đứng bv – bề rộng có hiệu bụng, bv =200mm (Tại gối) dv – chiều cao chịu cắt có hiệu Vc 0,083. fc' bv dv Tính Vc : dv: chiều cao chịu cắt có hiệu, khoảng cách từ trọng tâm CT vùng chịu kéo đến trọng tâm CT vùng chịu nén ( 0.9de 0.72hdầm) Được xác định (A.5.8.2.7) (mm) + Tại nhịp: dv de a 0.9d e 0.9 1550 1395mm 0.72h 0.72 1800 1296 mm d v 1550 147.80 1476 1mm 1449 mm Như dv = 1476.1 (mm) Chiều dài truyền lực : Ltl = 60 Dps = 60×15.2 = 912 (mm) Trang 74 Tiết diện cắt nguy hiểm: dv = 1476.1 (mm) Lấy bv=600 mm gối.Vậy mặt cắt gối mặt cắt dùng để kiểm tra điều kiện lực cắt Lực cắt mặt cắt : Vu = 1357.64 kN + Tính VP: V p Aps f p sin Trong đó: Aps: diện tích tao cáp (mm2), Aps= 980 mm2 fp: ứng suất cáp sau mát, giá trị ứng với mặt cắt f p 0,7 f pu f pt Tại đầu dầm: fp=0.7×1860 – 388.329 = 913.671 MPa : góc lệch cáp theo phương ngang Tại gối: 1 arctan 1000 850 o 30' ; 3o 58' ; arctan 14400 10800 Vì chiều dài truyền lực Ltl = 912(mm) < dv = 1548 (mm), dùng giá trị tồn phần V p Vậy : Vp = 980 ×913.671×10–3× (sin 3o 58' +sin o 30 ' ) = 144.389 (kN) + Xác định cự ly cốt thép đai: Cự ly cốt thép ngang không vượt trị số sau : Nếu Vu < 0.1 fc bv dv : s 0.8 dv 600mm (5.8.2.7-1) Nếu Vu 0.1 fc bv dv : s 0.4 dv 300 mm (5.8.2.7-2) Có 0.1×40×600×1476.1=3.54x106 N = 3540 kN > Vu = 1357.64kN Chọn s 0.8dv = 0.8×1476.1= 1180.88mm s 600 chọn thép đai 12 –Ứng suất cắt bê tông xác định theo: v Vu .V p .bv d v Trong đó: Vu – lực cắt tính tốn, Vu = V CDI = 1357.64 (kN) (1357 64 0.9 144.389) 10 = 1.69 (Mpa) 0.9 600 1476.1 v 1.69 0.042 0.25 ' 40 fc v= Trang 75 Tính fpo : f po f pe f pc Ep Ec Với : fpo ứng suất cốt thép DUL ứng suất bê tông xung quanh = fpe : ứng suất có hiệu bó thép sau trừ tất mát f pe f pj f pt 0.8 1860 388.329 = 1099.671(Mpa) fpc: ứng suất nén bê tông trọng tâm tiết diện sau trừ tất mát + Fpe = Aps f pe = 5880×1099.671 = 6466065.5 (N) + Alh = 14891.03 (mm2) f pc 6466065 4.76 N / mm2 1489030 f po 1099.671 4.76 197000 1070 34 Mpa 31975 Theo A5.8.3.4.2–2, ứng biến cốt thép phía chịu kéo uốn cấu kiện: Ứng biến dọc cốt thép phía chịu uốn: ex ( M u / d v ) 0.5Nu 0.5 Vu cot Aps f po Es As E p Aps Trong đó: + M u – mơ men tính tốn CĐI đoạn gối 2.2m M u = (KN.m) + Vu – lực cắt tính tốn CĐI Vu = V CDI = 1357.64(kN) + Nu – lực dọc tính tốn ,N=0 kN + Es , E p – môdun đàn hồi cốt thép thường ứng suất trước + As , Aps – diện tích cốt thép thường ứng suất trước, coi As = + f po – ứng suất thép ứng suất trước ứng suất bêtơng xung quanh = Giả thiết tính với = 40o (0 / 1476.1) 0.5 1357.64 103 cot 400 5880 1070.34 ex 4.73 10 3 197000 5880 Do vậy: ex= -4.73×10-3 Vì x âm nên giá trị tuyệt đối phải giảm cách nhân với hệ số : ex = ex ´ Fs Trang 76 Với Fs = Es As + E p Aps Ec Ac + Es As + E p Aps , với Ac diện tích bêtơng phía chịu uốn dầm Trong đó: +Ac diện tích bê tơng phía chịu kéo uốn dầm, xác định bê tơng phía h/2(hình A.5.8.3.4.2.3): h=1800mm; h/2=900mm; Ac=200×600+200×200 +700×200 = 300000(mm2); → Fs 197000 5880 0.11 300000 31975 197000 5880 → ex = -4.73×10-3 × 0.11= -0.52×10 - Dựa vào ex = -0.52×10 –3 v 1.69 0.042 tra bảng TCN5.8.3.4.2-1, ta có: 40 f c' f = 170 , b = 6.3 Vc 0.083 f 'c b v d v 0.083 6.3 40 200 1476 1 10 3 976.33kN Tính Vs : Sức kháng cắt danh định cốt thép dầm (cốt đai): Vs Av f y dv (cot g cot g ).sin s Trong đó: +Av diện tích cốt thép chịu cắt cự ly S, đầu dầm bố trí cốt đai 12, nhánh +giới hạn chảy cốt thép ngang fy =420MPa + s: cự ly cốt thép đai, đầu dầm s = 100 mm + góc nghiêng cốt thép đai so với trục dọc, =900 + Av diện tích cốt thép chịu cắt cự ly s, đầu dầm bố trí cốt đai 12 : Av 0.083 f c' bv s 200 100 0.083 6.3 40 157.48kN fy 420 + =6,3 góc nghiêng ứng suất nén chéo Tại mặt cắt gối: Vs 157.48 420 1476 (cot 27 0) sin 90 10 3 1916 13kN 100 Trang 77 Vậy : Vn1 Vc Vs Vp = 976.33+1916.13 +144.389 =3036.849kN Vn 0, 25 f c' bv dv VP =0.25×40×200×1476.1×10–3+144.389 = 3096.589 kN Vn min(Vn1;Vn2 ) = 3096.589 kN Vr = 0.9×3096.589 = 2733.164 kN Vu gối Vu=1357.64 kN Đảm bảo ổn định lao dọc cầu 4.1.2.Tính toán ổn định theo phương dọc cầu Kiểm tra ổn định theo điều kiện: Mg Ml 1.3 Trang 82 Trong : - Mg: Tổng mơ men chống lật Mg= (G1 + G2).L Với : G1: Trọng lượng tổ hợp giàn: G1= 280 KN G2: Trọng lượng dầm 36m:= (0.9x31+1.38x3+0.5x(0.9+1.38)x2)x25=880.5 (KN) L: khoảng cách từ điểm lật tới trọng tâm: L= 2.5 m Mg= (280+880.5)2.5 = 2901.25 (KN/m) - Ml : Tổng mô men gây lật Ml = Wo.F1 h Với : + Wo: Cường độ gió tiêu chuẩn: Wo= KN/m2 + F1: Diện tích phần chắn gió: F1= (256+1.836)=176.8( m2) Ml = 2176.8 7.8 = 1379.04 (KN/m) Thay giá trị vào phương trình (**) 2901 25 2.1 1,3 1379 04 Vậy điều kiện chống lật theo phương ngang cầu thoả mản 4.2.Tính tốn cáp treo dầm Trọng lượng dầm Pdầm=(0.9x31+1.38x3+0.5x(0.9+1.38)x2)x25=880.5 KN Chọn cáp thép cường độ cao có fu=1860 Mpa Diện tích cáp treo dầm 0.5 Pdam 0.5 880.5 103 ×1.3 ×1.3 307.71mm2 Fs= fu 1860 Chọn bó cáp gồm 18 sợi Ø5 đầu dầm có Fs= 353.25 mm2 > 307.25 mm2 Trang 83 ... CHƯƠNG I : THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU Sơ đồ tính mặt cầu CHIỀU DÀY BẢN MẶT CẦU: Chiều dày tối thiểu BTCT theo AASHTO 175mm Chọn chiều dày 200mm 2.TĨNH TẢI: Tính cho 1m dài mặt cầu + Tĩnh tải trọng lượng... mãn yêu cầu kiểm tra 7.4 Kiểm tra theo điều kiện kháng cắt: Việc kiểm tra sức kháng cắt tính theo cơng thức : Vu ≤ φVn Trong : + Vu = 78.79 kN + φ = 0.9 : hệ số sức kháng cắt + Vn : sức kháng cắt... kiện kiểm toán trạng thái giới hạn BỐ TRÍ CỐT THÉP CẤU TẠO: Cốt thép phụ theo chiều dọc đáy để phân bố tải trọng bánh xe dọc cầu đến cốt thép chịu lực theo phương ngang Diện tích yêu cầu tính theo