BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Phụ lục Phụ lục 1 PHẦN I: SỐ LIỆU CHUNG 2 PHẦN II : NỘI DUNG TÍNH TOÁN 2 1.Lựa chọn các kích thước: 2 1.1.Kích thước kết cấu tầng trên: 2 1.2.Kích thước dầm chủ: 3 1.3.Kích thước và số lượng dầm ngang: 4 1.4.Xác định các kích thước cơ bản của mố: 4 2.Tính toán tải trọng,tổ hợp tải trọng 7 2.1.Tĩnh tải 7 2.1.1.Trọng lượng bản thân mố 7 2.1.2.Tĩnh tải từ kết cấu tầng trên 8 2.2Áp lực đất nằm ngang EH: 12 2.3 Áp lực ngang do hoạt tải sau mố : LS 13 2.4.Áp lực đất thẳng đứng EV: 14 2.5 Hoạt tải xe ôtô (LL): 14 2.6. Tải trọng người(PL): 16 2.7.Lực li tâm(CE): 17 2.8.Lực hãm xe(BR): 17 2.9.Lực ma sát(FR): 18 2.10.Tải trọng gió(WS,WL) 18 3.Tính toán tại mặt cắt đỉnh bệ và đáy móng: 19 3.1.Mặt cắt đỉnh bệ : 21 3.2.Mặt cắt đáy móng 24 3.3.Tính duyệt theo trạng thái giới hạn cường độ I: 26 3.3.1Tính sức kháng đỡ của đất (khả năng chịu tải của đất nền) 26 3.3.2Tính độ ổn định lật 27 3.3.3. Tính độ ổn định trượt 27 4.Tính toán các bộ phận: 28 4.1.Tính toán tường thân 28 Nguyễn Hồng Quân Page 1 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU 4.2.Tính toán tường cánh 31 4.3Xác định số lượng cốt thép chịu lực: 34 PHẦN III : BẢN VẼ 43 PHẦN I: SỐ LIỆU CHUNG Nhiệm vụ thiết kế:(Đề số 07) +Thiết kế mố chữ U cầu BTCT trên đường ôtô theo 22TCN 272- 05: -Chiều cao mố : 7 (m) -Khổ cầu: K7+2x1,5 (m) -Chiều dài nhịp: L=30 (m) +Kết cấu nhịp dầm cầu BTCT,mặt cắt I có khoảng cách dầm chủ 2.1-2.5 m -Chiều cao dầm I+bản: 1.6+0.2 (m) -Số dầm chủ: 5 +Kích thước gối cao su: -Gối cố định 410(dọc cầu)x460(ngang cầu)x50 mm(cao). -Gối di động 410x460x80mm. +MNCN và MNTN giả định như sau: -MNCN dưới mũ mố 2m. -MNTN cao hơn đỉnh móng 1m +Chiều cao mố trụ tính từ đỉnh móng +Nền móng :Móng trên nền thiên nhiên (trên tầng đá gốc) PHẦN II : NỘI DUNG TÍNH TOÁN 1.Lựa chọn các kích thước: 1.1.Kích thước kết cấu tầng trên :  Chiều rộng cầu: B=7+(2x1,5)+(0.2x2)+(0.5x2)=11.4 (m)  Chọn kích thước cơ bản kết cấu nhịp như hình vẽ:  Nguyễn Hồng Quân Page 2 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU  Chiều dài nhịp tính toán: L s =L-2x0.3=30-0.6=29.4 m. 1.2.Kích thước dầm chủ: Đầu dầm chủ ở gối mở rộng như hình vẽ phía trên Nguyễn Hồng Quân Page 3 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU 1.3.Kích thước và số lượng dầm ngang: Chọn số lượng dầm ngang : 3 dầm , bề dày d=150 mm tổng số dầm ngang là 12 dầm 1.4.Xác định các kích thước cơ bản của mố:  Kích thước tường đỉnh: • Xác định chiều cao tường đỉnh: h 1 =h d +h b +h đk +h g Trong đó : h d =160 cm : Chiều cao dầm chủ. h b =20 cm: Chiều cao bản mặt cầu. h đk =20 cm: Chiều cao đá kê gối. h g =5 cm: Chiều cao gối. h 1 =160 + 20 +20 +5=205 (cm) • Chọn bề rộng tường đỉnh: b 1 =50 (cm)  Kích thước tường thân: • Chiều cao tường thân: h 2 =h mố -h 1 =700-205=495 (cm) • Bề rộng tường thân: b 2 =b 1 +b m Với : b 1 =50 cm -Bề rộng tường đỉnh b m – Bề rộng mũ mố ,chọn bằng 100 cm b 2 =50 +100=150 (cm)  Kích thước tường cánh: Nguyễn Hồng Quân Page 4 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU • Chiều cao tường cánh:Chọn h 3 =100 (cm) • Độ ngập sâu của tường cánh vào trong đất:Chọn bằng 65(cm) • Do chiều cao mố H=7 m nên độ dốc của taluy là 1: 1 Chiều dài của tường cánh: l cánh =H.n+0.65-0.5-1=7.1+0.65-0.5-1=5.15 m  Kích thước bản quá độ: • Chiều dày:Chọn h bản =25(cm) • Chiều dài:Chọn l bản =4(m) • Bản quá độ cách tường cánh 1(cm) • Mấu đỡ bản quá độ chọn kích thước như hình vẽ:  Kích thước móng: • Bề dày móng: Chọn H móng =200 (cm). • Bậc móng sau:Chọn =40 (cm). • Bậc móng trước :Chọn bằng 60 (cm).  Chọn phần vát của chỗ tiếp giáp gữa tường cánh và tường thân là 50cm :50 cm như hình vẽ. Nguyễn Hồng Quân Page 5 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Nguyễn Hồng Quân Page 6 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU 2.Tính toán tải trọng,tổ hợp tải trọng 2.1.Tĩnh tải Tĩnh tải bao gồm: -Trọng lượng bản thân mố -Trọng lượng kết cấu phần trên 2.1.1.Trọng lượng bản thân mố DC= - :Trọng lượng riêng của bêtông, =25 kN/m 3 V i :Thể tích của các bộ phận mố. : Trọng lượng riêng của nước, kN/m 3 :Thể tích phần bộ phận mố ngập trong nước. Mố gồm các bộ phận và trọng lượng như bảng sau: Nguyễn Hồng Quân Page 7 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU S T T Tên kết cấu Thể tích Thể tích chìm trong nước Trọng lượng m 3 m 3 kN 1 Bệ móng (11.4+2x0.4) x 4.8 x 2 = 117.12 117.12 1756.8 2 Tường thân 11.4 x 4.95 x 1.5 = 84.65 11.4x1.5x1=17.1 1945.25 3 Tường đỉnh 11.4 x 0.5 x 2.05 = 11.69 0 292.25 4 Mấu đỡ bản quá độ (0.3+0.27)(11.4-2x0.4) = 0.9063 0 22.66 5 Tường cánh (phần đuôi) 2x0.4x(5.15x3.7- x2.7x2.85)=12.166 0 304.15 6 Tường cánh (phần thân) 2 x 0.4 x2.3 x 3.3 =6.072 2x0.4x2.3x1 =1.84 133.4 2.1.2.Tĩnh tải từ kết cấu tầng trên. Tĩnh tải của kết cấu phần trên gồm các phần sau: a)Trọng lượng bản thân dầm chữ I: Diện tích của một dầm chủ: S = 0.2 x 0.9+ 2 x 0.64 x 0.25+ 4x x 0.1 x = 0.544 m 2 Trọng lượng 5 dầm chủ trên 1 m dài: q=S x =5 x 0.544 x 25 =68 (kN/m) Nguyễn Hồng Quân Page 8 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU b)Trọng lượng bản thân của bản mặt cầu: Diện tích mặt cắt ngang bản mặt cầu: S=0.074 x 11.4 = 0.84 m 2 Trọng lượng trên 1 m dài: q=S x =0.84 x 25 =21 kN/m c)Trọng lượng dầm ngang. Nguyễn Hồng Quân Page 9 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Để thiên về an toàn đồng thời dễ tính toán coi dầm ngang là hình chữ nhật kích thước 2.3 x 1.6 m. Khi đó diện tích 1 dầm ngang: S=2.3 x1.5 =3.68 m 2 Bề dày 1 dầm ngang là d = 0.15 m Trọng lượng của 12 dầm ngang : P=12 x S x d x =12 x 3.68 x 0.15 x25 =165.6 (kN) d)Trọng lượng lan can. Chọn lan can như hình vẽ. Để thiên về an toàn đồng thời dễ tính toán coi toàn bộ lan can là đặc và bằng bêtông. Nguyễn Hồng Quân Page 10 Cầu Hầm K47 [...]... 19 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU :Diện tích có hiệu của móng Nguyễn Hồng Quân Page 20 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU B,L :Chiều rộng và dài của đáy móng e B,e L:Độ lệch tâm của tải trọng theo hai phương của móng eB eL 3.1.Mặt cắt đỉnh bệ : Tên tải trọng DW Giá trị kN 310.02 Tĩnh tải kết cấu Nguyễn Hồng Quân Page 21 Độ lệch tâm -0.6-0.35=1.45 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU... trọng lượng xe thiết kế, xe thiết kế là xe tải -Gối cố định chịu 100% lực hãm -Hệ số làn xe m=1.số làn xe n=2 Do đó: BR=0.25 x 1 x (2 x 145 + 35 ) x 2 BR=162.5 (kN) Lực nằm ngang theo phương dọc cầu ,cách mặt cầu 1.8 m Để thiên về an toàn ta cho lực hãm xe hướng ra phía sông Nguyễn Hồng Quân Page 17 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU 2.9.Lực ma sát(FR): Lực ma sát chung gối cầu phải được... Page 16 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Mx = 2 x 3 x (1.5 +0.2 +3.5 ) =31.2 kNm 2.7.Lực li tâm(CE): Lực li tâm được lấy bằng tích số của các trọng lực trục của các xe tải hay xe hai trục với hệ số C lấy như sau: Trong đó:v –là tốc độ thiết kế g-Gia tốc trọng trường R-Bán kính cong của làn xe, R= ∞(do mặt đường xe chạy thẳng) Do đó C=0 CE=0 2.8.Lực hãm xe(BR): -Cầu được thiết kế với... 18997 mm2 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Bố trí cốt thép thành 50 cột ,mỗi cột chỉ gồm một thanh 22,khoảng cách từ cốt thép ngoài cùng đến mép bêtông là 65 mm, bước cốt thép 200 mm,các kích thước khác như hình vẽ Nguyễn Hồng Quân Page 35 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu: 2.15 x 10-3 2.14 x 10-3 ĐẠT Kiểm tra mômen uốn: Giả thiết tiêt... các phần D,A,B,C như hình vẽ Nguyễn Hồng Quân Page 32 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Me = p1l12= x 18.3 x 2.852 =74.32 kNm Mb = p3 2 = x 66.27 x 2.3 2 = x 16.57 x 2.3 2 43.83 kNm Mb’ = p4 =175.24 kNm Nguyễn Hồng Quân p2l22 Ma 2 = x 102.67 x 1.152 =59.14 kNm Page 33 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM Md = (2p3 +p5) BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU 2 Mc’ = (2p4 +p5) = x (2 x 66.27+ 147) x 2.32 2 = (2x102.67+147)x1.152... đứng do đất đắp sau mố: EV= 7m 11.4-2x0.4=10.6 m 10.6x(5.15-0.6-1.5)=35.38(m2) 18 x 247.66= 4457.88 (kN) 2.5 Hoạt tải xe ôtô (LL): Nguyễn Hồng Quân Page 14 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Phản lực gối do xe hai trục: RTandem=110 x 1+110 x 0.96 = 215.6(kN) -Phản lực gối do xe ba trục: RTruck=145x1+145 x 0.85+35 x 0.71 = 293.1 (kN) Vậy phản lực gối do xe tải thiết kế: R=max(Rtruck,Rtandem)=... mố( LS) Gió lên công Ngang cầu trình(WS) Dọc cầu Gió thẳng đứng(Pv) 162.5 316.09 88.64 0 217.79 1.8+0.2+1.5+0.2+0.05+4.05=7.8 3.5 (1.1+0.2+1.5+0.05+4.05):2=3.45 0 Lực ma sát(FR) 953.97 0.2+1.5+0.2+0.05+4.05=6 -(0.6+0.35) + =16.15 Bảng tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt 1-1 Nz Nguyễn Hồng Quân Page 22 Hx Hy Mx Cầu Hầm K47 My BỘ MÔN CẦU HẦM Tên tải trọng BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Hệ số tải trọng Tĩnh tải kết... x1.5=1.05 0.6 1 0.6 1.5 0.4 =0.55 =0.15 =0.85 0.6 1.5 1.81=-1.51 3.6 1.075 -0.6-0.35=1.45 -0.6-0.35=1.45 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU 162.5 Lực hãm xe(BR) Áp lực ngang do hoạt tải sau mố( LS) Gió lên công Ngang cầu trình(WS) Dọc cầu Gió thẳng đứng(Pv) Lực ma sát(FR) Tên tải trọng Tĩnh tải kết cấu DW phần trên DC 316.09 68.64 0 217.79 1.8+0.2+1.5+0.2+0.05+4.05+2=9.8 4.5 (1.1+0.2+1.5+0.05+4.05):2+2=5.45... các bộ phận khác: Rt=q x Bảng tính tĩnh tải kết cấu phần trên: STT 1 2 3 4 5 Tên kết cấu Dầm I Bản mặt cầu Dầm ngang Lan can,gờ chắn Lớp phủ mặt cầu( DW) Nguyễn Hồng Quân Trọng lượng trên 1 m dài q (kN/m) 68 21 18.5 Phản lực gối(kN) 999.6 308.7 82.8 271.95 21.09 310.02 Page 11 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Tổng DC=1663.05 DW=310.02 2.2Áp lực đất nằm ngang EH: Áp lực ngang của đất đắp... (LL) Ngang cầu Tải trọng Dọc cầu người(PL) Ngang cầu Lực hãm xe(BR) Nguyễn Hồng Quân 1558.2 5609.5 158.95 191.84 31.2 162.5 BR Page 25 1592.5 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM Áp lực ngang do hoạt tải sau mố( LS) Gió lên công Ngang cầu trình(WS) Dọc cầu BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU 316.09 LS 1422.41 88.64 483.09 WS WS 0.00 Gió thẳng đứng(Pv) WS 217.79 Lực ma sát(FR) FR Trạng thái giới hạn Cườn g độ I 0.00 0.00 3517.31 . như hình vẽ. Nguyễn Hồng Quân Page 5 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Nguyễn Hồng Quân Page 6 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU 2.Tính toán tải trọng,tổ hợp tải. :Thể tích phần bộ phận mố ngập trong nước. Mố gồm các bộ phận và trọng lượng như bảng sau: Nguyễn Hồng Quân Page 7 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU S T T Tên kết cấu Thể tích Thể. Page 1 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU 4.2.Tính toán tường cánh 31 4.3Xác định số lượng cốt thép chịu lực: 34 PHẦN III : BẢN VẼ 43 PHẦN I: SỐ LIỆU CHUNG Nhiệm vụ thiết kế: (Đề