Công trình : đ−ờng cứu hộ cứu nạn đê sông

Công ty

Thực hiện

Tính mặt đ−ờng BTXM

Kiểm tra
CNDA

tính toán mặt đ−ờng bê tông xi măng
1. Số liệu chung
• Dự án

đ−ờng cứu hộ cứu nạn đê sông

• Tên công trình

đ−ờng cứu hộ cứu nạn đê sông

• Địa điểm

Miền Nam

• Hạng mục

Mặt đ−ờng Bê tông xi măng

• Tiêu chuẩn AD :

Theo quyết định 3230/Q Đ-BGTVT ngày 14/12/2012 quy định tạm thời về
thiết kế mặt đ−ờng BTXM thông th−ờng có khe nối trong công trình giao thông

2. số liệu thiết kế
• Cấp đ−ờng thiết kế

III

• Khu vực tuyến đi qua

3

(TCVN4054-2005)

Miền Nam

•Bề rộng phần xe chạy
• Suất tăng tr−ởng bình quân năm của các xe nặng

7
gr

6%

•Thời hạn phục vụ thiết kế

t

=


•Tải trọng trục tiêu chuẩn

Ps

=

• Tri số Gradien nhiệt lớn nhất

Tg

=

• Hệ số phân bố vệt bánh xe theo chiều ngang

ỗ

=

20 năm
100 KN
0

92 C/m
0.58

• Số lần trục xe quy đổi về trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế
pi
N
ADTT
Trọng

n
kpi=
Loại xe

l−ợng trục

(Pi/Ps) 16

(xe/3000xe)

(Trục)

Pi(KN)
A

B

C

D

E

(xe/ngày.

%

ki.Pi

0.000


0.00

2 chiều)

Trục 1

90

0.19

Trục 2

180

12143.95

Trục 1

60

0.00

0

0

0

0


2900
2900

2900

12

0.000

0.00

31.522

0.00

31.522

5.828

Trục 2

120

18.49

Trục 3

120


18.49

2900

31.522

5.828

Trục 1

90

0.19

0

0.000

0.00

Trục 2

180

12143.95

0.000

0.00


Trục 3

140

217.80

0.000

0.00

Trục 4

140

217.80

0

0.000

0.00

0

0

0

0


Trục 1

90

0.19

100

1.087

0.00

Trục 2

180

12143.95

100

1.087

132.00

Trục 3

120

18.49


1.087

0.201

Trục 4

110

4.59

100

1.087

0.05

Trục 5

110

4.59

100

1.087

0.05

100


100

6

Trục 1

90

0.19

0

0.000

0.00

Trục 2

150

656.84

0

0.000

0.00

Trục 3


120

18.49

0.000

0.00

Trục 4

110

4.59

0.000

0.00

Trục 5

110

4.59

0.000

0.00

100.00


143.96

Tổng cộng

Sưa duong BTXM capIII.xls.xls

0

0

0

0
3000

Trang 1

9200

18


[(1+ g )
−1]

t

N = 1
365ỗN


s

r

e

N

g

1

s

=1.9E+07 (lần/làn)

(A-3)

= ADTT (

ADTT

n r
)∑ k
3000

pi

(A-2)


pi

= 2483.28 (lần trục/ngày.làn)
=
5.625 (xe/ngày.làn)

Trong đó :
n

Tổng số trục đơn thông qua 3000 xe điều tra ( Loại xe có 2 trục bánh trở lên)

pi

% số trục dơn có trọng l−ợng trục P i trong phổ trục nặng điều tra

kpi

Hệ số tính đổi các trục đơn P i trong phổ trục xe nặng về trục xe tính mỏi tiêu chuẩn P

ADTT:

Số xe nặng ngày đêm trung bình năm trên làn xe thiết kế ở năm đầu tiên đ−a vào khai thác (xe/ngày.làn)

s

• Hệ số phân phối l−ợng giao thông cho 1 làn xe thiết kế

=

0.625


• Hệ số phân phối xe cho mỗi chiều xe chạy

(A.3)

=

0.50

(A.2)

Số lần tác dụng quy đổi về trục xe tiêu chuẩn P s=100 KN tích lũy là N e=

→

Quy mô giao thông thuộc cấp

=1.9E+07 (lần/làn)

Nặng

3. Dự kiến kết cấu mặt đ−ờng :
• Bề dày mặt đ−ờng BTXM

hc

=

25.4 cm


• C−ờng độ chịu nén của lớp mặt BTXM

R

=

fr

=

420 Mpa
5.0 Mpa

• C−ờng độ kéo uốn tính toán lớp mặt BTXM
• Mô đun đàn hồi lớp mặt đ−ờng BTXM

Ec

• Hệ số poát sông m ặt BTX

àcbt

=

0.15

• Móng CPDD gia cố 5%XM loại I (Móng trên)

h1


=

• Mô đun đàn móng lớp trên

Emt

=

20 cm
1300 Mpa

• Hệ số poát sông móng lớp trên

àctr

=

0.20

• Móng CPDD loại I (Móng d−ới)

h2

=

• Mô đun đàn móng lớp d−ới

Emd

=


18 cm
300 Mpa

• Hệ số poát sông móng lớp d−ới
• Mô đun đàn hồi nền đ−ờng (Đáy áo đ−ờng)

àcd

=

0.35

E0

=

31 Gpa

• Loại cốt tiệu thô trong BTXM

45 Mpa

Cuội sỏi
ỏc

• Hệ số giãn nở nhiệt

=1.1E-05


• Độ tin cậy yêu cầu

=

ór

•Hệ số độ tin cậy thiết kế

=

•Tải trọng trục xe nặng nhất

Pmax

=

180 KN

•Tấm bê tông dự kiến có kích th−ớc

bxh

=

4.80 x 3.5

• Tầng mặt của kết cấu lề

Giống tầng mặt của phần xe chạy


4. Kiểm toán kết cấu mặt đ−ờng BTXM

4.1 Mô đun đàn hồi t−ơng đ−ơng của lớp vật liệu hạt đ−ợc xác định theo công thức
Do chỉ có 1 lớp móng bằng cấp phối đá dăm nên
n

EX =

∑ (h

2
i

Ei )

i =1

n

∑h

(8. 8)

2

h 1 E 1 /h

=

2

1

=

300 Mpa

=

1.0

2
i

i =1

n

Số lớp kết cấu bằng vật liệu hạt

Tổng chiều dày các lớp vật liệu hạt

hX

n

hX =

∑

85 %

1.13

h

i

i =1

(8. 10)

m


=

0.18 m

4.2 Hệ số hồi quy liên quan đến tổng chiều dầy các lớp vật liệu

ỏ = 0.86 + 0.26 ln hX

(8. 9)

ỏ
=

0.414


ỏ = 0.86 + 0.26 ln hX

4.3 Mô đun đàn hồi t/ đ−ơng của các lớp móng và nền đất kể từ đáy tấm bê tông xi măng trở xuống
 E

ỏ

(8. 7)

=

98.73 Mpa

(8. 6)

=

43.31 MN.m

(8. 20)

=

0.903 MN.m


Et =  X  E 0
 E0 

4.4 Độ cứng t−ơng đối chung của cả kết cấu
Dc =
Db =


E c h 3c
2
12(1 − à c )
Eb h 3b

12(1 − à

2
b

)

4.5 Bán kính độ cứng t−ơng đối của tấm bê tông xi măng
1/ 3

D +D

b
rg = 1.21 c

 Et


(8. 20)

=

0.9257 m


4.6 Tính ứng suất do tải trọng xe
ứ ng suất kéo uốn tại vị trí giữa cạnh dọc tấm do tác dụng tải trọng trục đơn thiết kế trên tấm không có
liên kết ở cả 4 cạnh
Với

Ps=

100 KN

ú ps =
Với

1.45.10
D
1+ b
Dc

−3

Ps=

=

.rg 0.65 .h −2c .Ps 0.94

1.588 Mpa

180 KN
−3


=
2.760 Mpa
1.45.10
0.65
−2
0.94
=
.r
.h
.P
ps
pm
g
c
s
D
1+ b
ứng suất kéo uốn gây mỏi doDtải
c
trọng xe chạy tại vị trí giữa cạnh dọc tấm

ú

=ú

ú

pr

= k r .k


f

.k c .ú

(8. 5)

ps

kr

Hệ số triết giảm ứng suất do khả năng truyền tải tại khe nối
Tầng mặt của kết cấu lề đ−ơng :
Nên

kf=

k r=

Giống tầng mặt của phần xe chạy
0.87

Hệ số mỏi xét đến số lần tác dụng tích lũy của tải trọng gây ra mỏi trong thời hạn
phục vụ thiết kế đ−ợc xá định ở điều 8.3.3

k f =
Ne
Ne

ở


(8. 11)

=

2.6021

Tổng số lần tác dụng của tải trọng 100KN tích luỹ trong suất thời hạn phục vụ thiết kế trên 1 làn xe
Ne =
=1.93E+07 lần/làn
Với mặt đ−ờng BT thông th−ờng

ở =

Nờn

kc

0.057

Hệ số tổng hợp xét đến ảnh h−ởng của tác động và các yếu tố sai khác giữa lý thuyết
thực tế tấm chịu lực của tấm bê tông XM

kc =

ú

pr

=


1.05

Đ−ờng cấp

= k r .k f .k c .ú

III
(8. 5)

=

3.776 Mpa

ps

ứ ng suất kéo uốn lớn nhất do tải trọng đơn nặng nhất Pmax gây ra tại giữa cạnh dọc của tấm

ú

p max

= k r .k c .ú

pm

(8. 15)


=


2.521 Mpa

ứ ng suất nhiệt theo điều 8.3.6
ỏ .h .E .T
c
c
c
g
ú t max =
.B
. L
2
t =
L
3rg

L

útmax
(8. 17)

(8. 23)

Khoảng cách giữa các khe ngang , tức là chiều dài tấm BTXM

=

1.728 m
4.8 m



r

Bán kính độ cứng t−ơng đối của tấm BTXM

(m)

1
Sht. cos t + Cht.sin t
C =1−(
).
L
1 + ợ cos t.sin t + Sht.Cht
 (k n rg 4 − Dc )rõ 3

ợ =−


(k n rõ 4 − Dc )rg 3
r
)

=



( Dc .Db

=


0.726

(8. 23)

=

0.145

(8. 23)

=

0.130

(8. 23)

= 3085.66 Mpa/m

1/ 4




 (D + D )

c
b
kn 


õ

(8. 23)

Khi không có lớp bê tông nhựa cách ly

kc =
h
n

1



.


2 E
c

+


hb

−1


Eb 


Nếu có lớp bê tông nhựa cách ly thì không cần tính giá trị kn mà lấy kn

Sht, Cht

=

3000.0 Mpa/m

Là sin hipecbolic và cos hipecbolic
t

Sht =

e −e
2
t

−t

2.7269629

Cht = e + e
2

−t

2.9045355
e=

2.71828


Hệ số ứng suất nhiệt tổng hợp

B = 1.77 * e
CL

−4.48hc

* − 0.131(1 − C
L )
L

(8. 18)

=

ỏ c .hc .Ec .Tg

ú t max =

. .B
L

2

0.3757

=

1.497 Mpa


=

0.379

=

0.567 Mpa

Tính hệ số mỏi nhiệt k t

k =
t

at, bt, ct
at=
bt=
ct=

ú



fr

. a (t
ú t max 


(8. 19)


t max b
) −c
t 
fr

t

Là các hệ số quy hồi đ−ợc xác định nh− sau :
0.841
(8. 3.7)

1.323
0.058

at=
bt=
ct=

0.871
1.287

(8. 3.7)

0.071

ứng suất nhiệt gây mỏi

ú tr = kt .ú t


(8. 16)

max

Kiểm toán các điều kiện giới hạn
Tuyến thiết kế là đ−ờng cấp

ó r (ú

pr

ó r (ú

p max

≤

+ ú tr ) ≤ f r

4.7 Kết luận :

+ ú t max )

fr

III

nên độ tin cậy lấy

=


=

4.91

<

fr =

5.0 Mpa

=

4.540

<

fr =

5.0 Mpa

Với chiều dày mặt đ−ơng BTXM

=

25.4

mm

1.13

Đạ
t
Đạ
t
Đạt yêu cầu

Nh−ng theo điều 4.2.2 phảI thêm 6mm dự phòng mài mòn nên chiều dày mặt đ−ờng BTXM
theo TK sẽ là

hctk=hc+0.6

=

26.0

cm


5. L−u ý
PhảI tính toán chiều dày mặt đ−ờng BTXM sau khi đã trừ đI 6mm lớp hao mòn đ
3230/QĐ-BGTVT ngày 14/12/2012 đi u 4.2.2

c quy đ nh t i


Điều :8.2.3
fr≥5Mpa

cho MĐBTXM cao tốc, cấp 1,2 và cỏc đường cú cấp quy mụ giao thụng nặng, rất nặng, cực nặng


fr=4.5Mpa cho MĐBTXM cỏc cấp khỏc và cỏc đường cú cấp quy mụ giao thụng trung bỡnh , nhẹ nhưng
cú xe nặng với trục đơn >100KN thụng qua
fr=4Mpa cho MĐBTXM khỏc cú q/mụ giao thụng cấp nhẹ khụng cú xe nặng với trục đơn >100KN thụng qua