THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU ĐÚC HẪNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.15 MB, 48 trang )
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
PHẦN 1
THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ.
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
9
Lớp: Cầu Hầm– K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
KHÁI QUÁT CHUNG:
I. SỰ CẦN THIẾT PHẢI XÂY DỰNG CẦU:
I.1. Giao thông:
Quốc lộ H là tuyến quốc lộ chính, là đầu mối giao thông quan trọng của tỉnh P, nơi
có cầu đi qua
Quốc lộ H có tiêu chuẩn đường cấp C, mặt đường láng đá dăm nhựa
Khi yêu cầu giao thông ngày càng tăng thì mật độ xe chạy qua cầu ngày càng
nhiều nhằm phục vụ cho sự phát triển kinh tế xã hội của các địa phương và an ninh quốc
phòng khi cần thiết.
I.2. Quy hoạch đô thị và phát triển kinh tế khu vực:
Cùng với tốc độ phát triển kinh tế của cả nước, kinh tế của các địa phương trong
tỉnh P và các địa phương lân cận, khi chưa có cầu mới thì việc giao lưu hàng hoá và đi
lại của các địa phương gặp rất nhiều khó khăn. Nên việc xây dựng cầu mới sẽ cảI thiện
cơ sở hạ tầng và mở ra hướng phát triển của các địa phương đó.
I.3. Hiện trạng khu vực:
Hiện nay quốc lộ H đang có phà vượt sông, đây chỉ là phương tiện có tính chất tạm
thời, do vậy khi có bão lũ lớn xảy ra thường gây ách tắc giao thông và dễ xảy ra tai nạn.
I.4. Sự cần thiết phải xây dung cầu:
NgoàI ý nghĩa mở thông 1 cửa ngõ của địa phương, tạo đIều kiện đẩy nhanh quá
trình đô thị hoá khu vực, còn góp phần nâng cao chất lượng cảnh quan đô thị, giảm thiểu
tác động môI trường.
Đối với cả khu vực nghiên cứu thì việc xây dựng cầu có ý nghĩa to lớn trên nhiều
phương diện: về an ninh quốc phòng, về kinh tế, về mặt chính trị xã hội.
II.ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN:
II.1. Đặc điểm về địa chất:
- Lớp 1: Sét pha có chiều dày trung bình 13.40 m
- Lớp 2: Sét pha màu nâu có chiều dày trung bình 2.26 m
- Lớp 3: Cát nhỏ có chiều dày trung bình 1.80 m
- Lớp 4: Cát vừa có chiều dày trung bình 8.52 m
II.2. Đặc điểm về chế độ thuỷ lực, thuỷ văn:
Kết quả tính toán thuỷ văn cầu A như sau:
- Mực nước lũ thiết kế
- Mực nước thông thuyền
- Mực nước thấp nhất
- Khổ thông thuyền
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
: MNCN = -1.50 m
: MNTT = -6.50 m
: MNTN = -12.8 m
: B = 60 m
H=9m
10
Lớp: Cầu Hầm– K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
III.CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT THIẾT KẾ:
- Khổ cầu
: 9 + 2x1.5 m
- Cấp đường đầu cầu : Đường cấp 80 km/h
- Tải trọng thiết kế
: HL93, Người 3 kN/m2
- Quy phạm thiết kế cầu: 22TCN – 272 - 05 Bộ Giao Thông Vận Tải.
IV.CÁC NGYÊN TẮC CHỌN PHƯƠNG ÁN CẦU:
Việc lựa chọn phương án xây dựng cầu dựa trên 3 nguyên tắc cơ bản sau:
- Đảm bảo về mặt kinh tế, đảm bảo rẻ tiền và hoàn vốn nhanh.
- Đảm bảo về mặt kỹ thuật, đủ khả năng chịu lực theo thiết kế đảm bảo ổn định và
tuổi thọ cao.
- Đảm bảo về mặt mỹ quan, thẩm mỹ hoà cùng với cảnh quan xung quanh tạo dáng
đẹp.
Dựa trên các nguyên tắc đó ta đi vào phân tích những yếu tố cần chú ý:
+ Phương án lập ra phải dựa vào điều kiện địa chất thuỷ văn và sông không thông
thuyền.
+ Cố gắng sử dụng định hình sẵn có để thi công cơ giới hoá, thuận tiện cho việc thi
công và giảm giá thành chế tạo theo định hình.
+ Tận dụng vật liệu có sẵn ở địa phương.
+ Áp dụng các điều kiện và phương pháp thi công tiên tiến.
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
11
Lớp: Cầu Hầm– K48
Kho¶ng c¸ch lÎ (m)
Cao ®é tù nhiªn (m)
2
1
17.00
-39.85
3. 0-
P1
3
17.00
Cäc khoan nhåi d=1000mm
L=36 m, N=8 cäc.
-1,85
-3,85
4. 0-
-48.32
4
17.00
5
17.00
Cäc khoan nhåi d=1500mm
L=40m, N=8cäc.
-5,32
-8,32
+4,43
1. 5-
3%
5. 9-
A1 +3,35
52. 3-
6000
2%
6
4. 81-
10
17.00
P2
7
6. 81-
3300
-61,30
-13,30
-16,30
17.00
+5.93
MNTN: -12.8
MNTT: -6.5
MNCN: -1.5
8
17.00
9
17.00
Cäc khoan nhåi d=1500mm
L=45m, N=12cäc.
51. 02-
28640
6000
+6,27
9000
10
4. 91-
500
10
53. 12-
12
17.00
4. 8111
17.00
9. 6112
17.00
P3
+5,93
-61,30
-13,30
-16,30
13
6. 51-
L=21000,R=3500
17.00
14
17.00
Cäc khoan nhåi d=1500mm
L=45m, N=12cäc.
2%
6000
9. 2115
17.00
P4
3%
3300
i=3%
17.00
-48.32
17
17.00
Cäc khoan nhåi d=1500mm
L=26m, N=8cäc.
500
10
18
-39.85
A2 +3,35
-1,85
-3,85
Cäc khoan nhåi d=1000mm
L=25 m, N=8 cäc.
+4,43
10
16
1. 3-
i=3%
4. 0-
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
56. 0-
224.6
51-
3. 019
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
CHƯƠNG 1
PHƯƠNG ÁN 1: CẦU LIÊN TỤC BÊ TÔNG CỐT THÉP DƯLTHI
CÔNG ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN:
1.1.1. KẾT CẤU PHẦN TRÊN:
- Sơ đồ bố trí chung toàn cầu 33+60+90 +60+33
900
Lớp: Cầu Hầm– K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
- Dầm liên tục 3 nhịp tiết diện hình hộp chiều cao thay đổi
+ Chiều cao dầm trên đỉnh trụ h= 5,5 m.
+ Chiều cao dầm tại giữa nhịp h= 2,5 m.
- Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol đảm bảo phù hợp yêu cầu chịu lực và
mỹ quan kiến trúc.
- Mặt cắt hộp dạng thành xiên:
+ Chiều dày bản nắp : tb = 30 (cm)
+ Chiều dày bản đáy : Tại mặt cắt gối là 80 cm , tại mặt cắt giữa nhịp là 30 cm
+ Chiều dày phần cánh hẫng : hc = 25 cm
+ Chiều dày bản mặt cầu tại ngàm : tn = 60cm
+ Chiều dày sườn dầm : ts = 45 cm
1.1.2. KẾT CẤU PHẦN DƯỚI:
a) Cấu tạo trụ cầu :
- Trụ cầu dùng loại trụ thân hẹp , đổ bê tông tại chỗ f’c =35 Mpa
- Trụ T1 T2 : được đựng trên móng cọc khoan nhồi : D = 150 cm
- Phương án móng : Móng cọc đài cao .
b) Cấu tạo mố cầu
- Mố cầu dùng loại mố U BTCT , đổ tại chỗ bê tông f’c =35 Mpa.
- Mố được đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính D=100cm.
1.1.3. MẶT CẦU VÀ CÁC CÔNG TRÌNH PHỤ KHÁC:
Lớp phủ mặt cầu xe chạy dày 8 cm. Bao gồm lớp Racon#7 phòng nước, lớp bê
tông asphan dày 5 cm, lớp bê tông bảo vệ dày 3 cm.
Mặt cầu có độ dốc ngang là 2%.
Hệ thống thoát nước ding ống bố trí dọc cầu thoát xuống gầm cầu.
Toàn cầu có 4 khe co giãn.
Gối cầu dùng loại gối chậu cao su.
Lan can trên cầu dùng loại lan can thép.
Hệ thống chiếu sáng bố trí dọc hai bên thành biên của cầu với cự ly 50m/1 cột
đèn.
1.1.4. VẬT LIỆU XÂY DỰNG:
a. Bêtông:
Cường độ chịu nén khi uốn: f’c =50 Mpa
Môđun đàn hồi:
EC 0.043. 1c .5 f 'C 35749.52867 Mpa
Tỷ trọng của bêtông:
= 24 KN/m3.
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
13
Lớp: Cầu Hầm– K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
Cường độ chịu nén của bêtông lúc bắt đầu đặt tải hoặc tạo ứng suất trước:
f'ci = 0.9 f'c = 45 MPa
Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (5.7.2.2):
β1 0,85 0,05
f'c 28 0,69
7
Cường độ chịu kéo khi uốn (5.4.2.6):
fr = 0.63 f'c = 4.454 MPa.
b. Thép cường độ cao:
Sơ bộ chọn một bó thép bao gồm 19 tao xoắn đường kính danh định 12.7 mm do
hãng VSL sản xuất với các thông số kỹ thuật như sau:
Mặt cắt danh định:
Astr = 98.71 (mm 2).
Đường kính danh định:
dn = 15.2 (mm)
Cấp của thép:
270 (thép có độ chùng dão thấp).
Cường độ chịu kéo cực hạn: fpu = 1860 (Mpa).
Cường độ chảy:
fpy = 0.9 x fpu = 0.9 x 1860 = 1674 (Mpa).
Mô đuyn đàn hồi quy ước:
E = 197000 (Mpa).
Hệ số ma sát:
= 0.25.
Hệ số ma sát lắc trên 1mm bó cáp (5.9.5.2.2b):
K = 6.610-7 (mm-1) = 6.610 -4 (m -1).
Ứng suất trong thép ứng suất khi kích: fpj = 1448 (MPa).
Chiều dài tụt neo:
L = 0.01 (m).
c. Thép thường:
Giới hạn chảy tối thiểu của cốt thép thanh: fy = 420 (MPa).
Môdun đàn hồi:
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
E = 200000 (MPa).
14
Lớp: Cầu Hầm– K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
1.2. TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHỊP:
1.2.1 .YÊU CẦU TÍNH TOÁN CHO PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ:
- Trong phương án sơ bộ yêu cầu tính toán KCN trong giai đoạn khai thác.
- Tiết diện tại hai mặt cắt.
+ Mặt cắt gối
+ Mặt cắt giữa.
- Tính toán một trụ , một mố: kiểm toán và tổ hợp chất tại mắt cắt đỉnh bệ móng, sơ bộ
tính cọc.
1.2.2. TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHỊP:
- Cần kiểm toán tại 2 mặt cắt đỉnh trụ và mặt cắt giữa nhịp như hình vẽ.
1.2.2.1 . Sơ bộ chọn các kích thước cầu chính:
- Chiều dài kết cấu nhịp: đối với kết cấu nhịp liên tục chiều dài nhịp biên Lnb= (0,6
0,7) chiều dài nhịp giữa Lng.
+ Trong phương án này chọn Lng = 90 m.
+ Lấy : Lnb = 60 m
- Xác định kích thước mặt cắt ngang: Dựa vào công thức kinh nghiệm mối quan hệ,
chiều cao của hộp, dày máng, dày đáy và khổ cầu ta chọn mắt cắt ngang như hình vẽ
mÆt c ¾t NGANG
1340
150 20
900
30
400
105 55
50
45
30
55
200
250
55 105
50
550
50
2%
60
25
2%
20 150
60
50
200
770/2
80
30
40
350
Hình 1.1: Kích thước mặt cắt ngang dầm.
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
15
Lớp: Cầu Hầm– K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
1.2.2.2. Tính đặc trưng hình học của dầm chủ:
1.2.2.2.1 – Phân chia đốt dầm:
- Để đơn giản trong quá trình thi công và phù hợp với các trang thiết bị hiện có của đơn
vị thi công ta phân chia các đốt dầm như sau :
+ Đốt trên đỉnh trụ : Ko = 12m (khi thi công sẽ tiến hành lắp đồng thời 2 xe đúc
trên trụ)
+ Đốt hợp long nhịp giữa : Khl = 2m
+ Đốt hợp long nhịp biên : Khl = 2m
+ Chiều dài đoạn đúc trên đà giáo : Kdg = 14 m
+ Số đốt ngắn trung gian : n = 6 đốt , chiều dài mỗi đốt : d = 3 m
+ Số đốt trung gian còn lai : n = 5 đốt , chiều dài mỗi đốt d = 4 m
Sơ đồ phân chia đốt dầm
Hình 1.2: Sơ đồ phân chia đốt dầm.
1.2.2.2.2. Xác định phương trình thay đổi cao độ đáy dầm:
- Giả thiết đáy dầm thay đổi theo phương trình parabol, đỉnh đường parabol tại mặt cắt
giữa nhịp.
- Cung Parabol cắt trục hoành tại sát gối cầu bên trái có tọa độ ( 43.5, 3)
- Phương trình có dạng y = ax2
3
43.5 2
3
Vậy phương trình có dạng: y
x 2 (cm)
2
43.5
Thay vào ta có:
a=
1.2.2.2..3. Xác định phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm:
- Cung parabol đi qua điểm trên bản đáy tại mặt cắt đỉnh trụ có tọa độ (43.5; 2.5)
- Tính toán tương tự ta có phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm như sau :
y
2.5 2
x
43.52
1.2.2.2..4. Xác định cao độ mặt dầm chủ:
- Mặt dầm chủ được thiết kế với độ dốc dọc 2% , với bán kính cong R = 3000 m
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
16
Lớp: Cầu Hầm– K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
1.2.2.2.5. Xác định các kích thước cơ bản của mặt cắt dầm:
- Trên cơ sơ các phương trình đường cong đáy dầm và đường cong thay đổi chiều dày
bản đáy lập được ở trên ta xác định được các kích thước cơ bản của từng mặt cắt dầm
Bảng tính toán các kích thước cơ bản của mặt cắt dầm chủ
x
Tên
Thứ tự
MC
(m)
Y1
Y2
hdam
td
b
(m)
(m)
(m)
(m)
(cm)
16
0
43.5
3.00
2.50
5.50
0.800 700.00
17
1
39
2.41
2.01
4.91
0.702 713.50
18
2
36
2.05
1.71
4.55
0.642 721.70
19
3
33
1.73
1.43
4.23
0.588 729.30
20
4
30
1.43
1.19
3.93
0.538 736.20
21
6
27
1.16
0.96
3.66
0.493 742.40
22
6
24
0.91
0.76
3.41
0.452 748.00
23
7
21
0.70
0.58
3.20
0.417 752.90
24
8
17
0.46
0.38
2.96
0.376 758.50
25
9
13
0.27
0.22
2.77
0.345 762.80
26
10
9
0.13
0.11
2.63
0.321 764.50
27
11
5
0.04
0.03
2.54
0.307 768.10
28
12
1
0.002 0.001 2.502
0.300 770.00
29
13
0
0.00
0.300 770.00
0
2.50
Trong đó :
+ Y1 : cao độ đường cong đáy dầm
+ Y2 : cao độ đường cong thay đổi chiều dày bản đáy dầm
+ Y3 : cao độ mặt dầm chủ (đảm bảo độ dốc thiết kế là 2%)
+ td : Chiều dày bản đáy
+ b : Chiều rộng đáy hộp
1.2.2.2.6. TÝnh to¸n ®Æc trng h×nh häc cña mÆt c¾t tiÕt diÖn:
Để tính toán đặc trưng hình học ta có thể sử dụng công thức tổng quát như sau để tính:
+ Diện tích mặt cắt:
1
F xi xi 1 yi yi 1 .
2
+ Mômen tĩnh của mặt cắt đối với trục x:
1
S x xi xi 1 yi2 yi . yi 1 yi21 .
6
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
17
Lớp: Cầu Hầm– K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
+ Toạ độ trọng tâm mặt cắt: yc
1
xi xi 1 yi2 yi . yi 1 yi21 .
6.F
+ Mômen quán tính đối với trục trung hoà:
Ix
1
xi xi 1 yi3 yi2 . yi 1 yi . yi21 yi31 .
2
+ Mômen quán tính đối với trục trung hoà: I th I x yc2 F .
Trong đó: i,i+1,… các điểm gấp khúc liên tục tạo nên dầm hộp.
Hình 1.3 : Đánh số các điểm gấp khúc liên tục để tính đặc trưng hình học
Bảng các đặc trưng hình học tại các mặt cắt ngang
STT
mc
Ch cao
(m)
F
(m2)
Sx
(m3)
y
(m)
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
5.5
5.5
4.91
4.55
4.23
3.93
3.66
3.41
3.20
2.96
2.77
2.63
2.54
2.502
2.50
42.13
14.99
13.95
13.34
12.75
12.20
11.66
11.29
10.77
10.31
9.954
9.726
9.515
9.456
20.09
99.18
32.60
28.39
25.98
23.84
21.83
20.00
18.64
18.09
15.67
14.57
13.84
13.27
13.07
25.67
2.354
2.175
2.035
1.947
1.867
1.789
1.716
1.651
1.679
1.520
1.464
1.423
1.395
1.382
1.278
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
18
Jx
(m4)
Jth
(m4)
517.93 284.45
194.93 124.02
150.20 92.44
126.47 75.90
107.10 62.60
90.54 51.47
76.67 42.35
66.07 35.29
61.14 30.76
47.37 23.54
40.79 19.46
36.47 16.78
33.61 15.10
32.47 14.42
53.215 20.41
Lớp: Cầu Hầm– K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
1.2.2.3. Tính tĩnh tải DC và DW:
1.2.2.3.1. Tĩnh tải giai đoạn 1 DC (TảI trọng bản thân) :
- Để đơn giản trong tính toán, ta coi trọng lượng trong mỗi đốt đặt tải giữa đốt và thay
đổi tuyến tính theo chiều dài đốt.
- Công thức xác định:
DCtc V. c
DCtt 1.DCtc
Trong đó:
+ V: Thể tích đốt dầm (m3).
+ c : Trọng lượng riêng bê tông dầm, c = 25kN/m3.
+ DCtc: Tĩnh tải giai đoạn I tiêu chuẩn (kN).
+ DCtt: Tĩnh tải giai đoạn I tính toán (kN).
+ 1 : Hệ số tải trọng, 1 = 1,25.
- Từ bảng ĐTHH của các đốt dầm, ta tính được trọng lượng các đốt như sau:
Chiều
dài
F1
F2
FTB
V
P
DCtc
DCtt
(m2)
(m2)
(m2)
(m3)
(kN)
(kN/m)
(kN/m)
3.00
42.13
42.13
42.13
126.39 3159.75 1053.25 1316.563
4.50
14.99
13.95
14.47
65.115 1627.88
361.75
452.188
Đốt K1
3.00
13.95
13.34
13.645 40.935 1023.38
341.13
426.406
Đốt K2
3.00
13.34
12.75
13.045 39.135
978.38
326.13
407.656
Đốt K3
3.00
12.75
12.2
12.475 37.425
935.63
311.88
389.844
Đốt K4
3.00
12.2
11.66
11.93
35.79
894.75
298.25
372.813
Đốt K5
3.00
11.66
11.29
11.475 34.425
860.63
286.88
358.594
Đốt K6
3.00
11.29
10.77
11.03
33.09
827.25
275.75
344.688
Đốt K7
4.00
10.77
10.31
10.54
42.16
1054
263.5
329.375
Đốt K7
4.00
10.31
9.954
10.132 40.528
1013.2
253.3
316.625
Đốt K7
4.00
9.954
9.726
984
246
307.50
Đốt K7
4.00
9.726
9.515
9.6205 38.482
962.05
240.51
300.64
Đốt K7
4.00
9.515
9.456
9.4855 37.942
948.55
237.138
296.42
Đốt
HL
1.00
20.09
20.09
20.09
502.25
502.25
627.81
356.98
446.22
Tên
đốt
Đốt K0
(m)
9.84
Giá trị tĩnh tải trung bình
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
19
39.36
20.09
Lớp: Cầu Hầm– K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
1.2.2.3.2. Tĩnh tải giai đoạn 2 DW :
Các thông số vật liệu (Bảng 3.5.1-1- 22TCN 272 -05)
Trọng lượng riêng của Bêtông:
25 kN/m3
Trọng lượng riêng của BT asphalt:
22,5 kN/m3
Trọng lượng riêng của thép:
77 kN/m3
- Tĩnh tải giai đoạn II gồm có các bộ phận sau ( các đại lượng lấy từ sơ bộ 1 chứ không
tính chi tiết)
+) Trọng lượng phần chân lan can
+) Trọng lượng cột lan can, tay vịn
+) Trọng lượng lớp phủ mặt cầu
Tổng : DWIITC = DWmc+ DWclc+ DWlc+tv
a.Tính trọng lượng lớp phủ mặt cầu:
Lớp phủ mặt cầu bao gồm : Lớp bê tông asphan dày 7cm và lớp phòng nước dày
0,4 cm.
+ Lớp bê tông Asphalt:
DWasphalt
= 9.0x0,07x22,5
= 14.175 KN/m.
+ Lớp phòng nước(Racon 7) :
DWpn
= 9.0x0,004x22,5
= 0,81 KN/m.
-> Trọng lượng dải đều lớp phủ mặt cầu:
DWmctc
= 14.175 +0,81
= 14.985 KN/m
b. Tính trọng lượng của chân lan can + tay vịn + lề Người đi bộ+ gờ chắn bánh:
DWclc+lebohanh = 2.21+2.65+4.995+1.664= 11.519KN/m
c) Các tiện ích khác trên cầu:
DWkhác
= 10 KN/m
- Tính tĩnh tải giai đoạn II
+) Tính tải giai đoạn II tiêu chuẩn
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
20
Lớp: Cầu Hầm– K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
DWII
TC
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
= DWmc+ DWclc+lebohanh+ DWkhac
= 14.985 + 11.519 + 10 = 36.504 KN/m.
+) Tĩnh tải giai đoạn II tính toán
DWIItt = g . DWIITC = 1,5×336.504 = 54.756 (KN/m)
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
21
Lớp: Cầu Hầm– K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
1.2.2.4. Tính toán nội lực kết cấu nhịp :
- Nội lực tại các mặt cắt được tính toán qua 2 giai đoạn: Giai đoạn thi công và giai
đoạn khai thác.
- Giai đoạn thi công:
+ Sơ đồ 1: Giai đoạn đúc hẫng cân bằng.
+ Sơ đồ 2: Giai đoạn hợp long nhịp biên.
+ Sơ đồ 3: Giai đoạn hợp long nhịp giữa.
- Giai đoạn khai thác:
+ Sơ đồ 4: Sơ đồ dỡ tải trọng thi công.
+ Sơ đồ 5: Sơ đồ rải tĩnh tải phần II.
+ Sơ đồ 6: Sơ đồ cầu chịu hoạt tải.
1.2.2.4.1. Xác định mô men uốn tại các mặt cắt dầm công xon trong quá trình đúc hẫng
cân bằng.
- Tải trọng bao gồm:
+ Trọng lượng bản thân các đốt dầm tiêu chuẩn, DCtc = 356,98kN/m.
+ Tải trọng thi công tiêu chuẩn: qtc = 0,24.13 = 3.12kN/m.
+ Trọng lượng xe đúc: PXD = 600kN.
a. Do trọng lượng bản thân các đốt dầm PI,i :
- Gọi M IK,i K là mômen do khối thứ i gây ra tại mặt cắt thứ k, ta sẽ đi tìm công thức
tổng quát như sau:
+ Tại mặt cắt gối:
Mô men do đốt K0 gây ra tại mặt cắt 15-15 được xác định theo công thức tính tải
phân bố đều trên thanh 1 đầu ngàm:
M 15
I ,0
PI ,0l02
2
Do đốt K1:
l1
15
M 15
I ,1 M I ,0 PI ,1l1 l0
2
Do đốt Kn:
l
n 1
M I0,n0 M I0,n01 PI ,n ln li n
2
0
+ Tại mặt cắt thứ K:
n
l
n 1
M Ik,i k PI ,i li li i
2
k
k 1
Trong đó: PI,i, li la trọng lượng và chiều dài của đốt thứ i
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
22
Lớp: Cầu Hầm– K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
Bảng kết quả mô men (kNm) do trọng lượng bản thân các khối gây ra
MC Đỉnh trụ
15
K0
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
K9
K10
K11
1137.51 6997.86 14366.16 24228.18 36353.88 50526.72 66637.62 84506.22 110814.1 139994.2 172112 207207.6 245453.1
16
0
17
0
0
18
0
0
0
1408.86
4041.9
12094.65 20769.75 31490.91 48692.19 69118.3 92734.3 119517.8 149567.8
19
0
0
0
0
1347.3
4831.65 11028.15 19366.83 33532.59 51040.69 71822.77 95835.53 123153.8
20
0
0
0
0
0
1610.55
3717.9
9674.1 20804.34 35394.42 53342.58 74584.64 99171.06
21
0
0
0
0
0
0
1239.3
3573.72 11668.44 23340.5 38454.74 56926.1
22
0
0
0
0
0
0
0
1191.24
23
0
0
0
0
0
0
0
0
24
0
0
0
0
0
0
0
0
0
25
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
26
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
27
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1821.216
28
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
3516.21 9410.85 17864.01 28642.41 41526.81 56398.41 73075.77 97865.85 125587 156287.8 189998
1473.66 5700.24 12436.74 23710.59 34864.29 47967.93 68204.73 91548.86 117998.8 147553
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
23
Lớp: Cầu Hầm– K48
5059.2
226877.7
180334.8
78780.7
13813.25 26093.57 41794.22 60916.99
2023.68 5836.032 15282.43 28212.38 44603.33
1945.344 5667.84 14903.52 27652.03
1889.28 5541.408 14647.49
1847.136 5463.648
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
b. Do hoạt tải thi công
Như đã phân tích ở trên hoạt tải thi công bao gồm :
- Hoạt tải thi công phân bố: PI,tc= 0.24x13=3.12KN/m
+ Mô men tại các mặt cắt do tải trọng thi công gây ra được tính theo công thức:
k k
M TC
,i
n
PI ,tc d i
i k
2
2
Bảng kết quả mô men (kNm) do tải thi công rãi đều gây ra
MC
15
K0
ĐT
K1
K2
K3
K4
K5
K6
3.51 56.2 126.3 224.6 351 505.4 687.9 898.5
K7
K8
K9
K10
K11
1223 1597.4 2021.7 2496 3020.16
16
0
31.6 87.75 172 284.3 424.7 593.2 789.7 1095.5 1451.2 1856.8 2312.3 2817.7
17
0
0
18
0
0
0
19
0
0
0
0
20
0
0
0
0
0
21
0
0
0
0
0
0
22
0
0
0
0
0
0
0
23
0
0
0
0
0
0
0
0
24.96
99.84
224.6
399.3
624
24
0
0
0
0
0
0
0
0
0
24.96
99.8
224.6
399.3
25
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
24.96
99.8
224.6
26
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
24.96
99.84
27
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
24.96
28
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
14.04 56.2 126.4 224.6
351
505.4 755.04 1054.5 1404 1803.4 2252.6
14.04 56.2 126.4 224.64 351 563.16 825.2 1137.2 1499
14.04 56.2 126.4 224.6 399.36
624
14.04 56.2 126.4 263.64 450.8
14.04 56.2
156
1911
898.5
1223 1597.4
687.9
975
1311.9
305.76 505.4 755.04 1054.5
14.04 76.44 188.76
351
563.1 825.24
c. Do hoạt tải xe đúc:
-
Tải trọng xe đúc P= 600 KN đặt phía sau đầu đoạn đốt đã thi công một đoạn L
bằng 2m.
+ Mô men tại các mặt cắt do tải trọng xe đúc gây ra được tính theo công thức:
M
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
k k
xe ,i
n 1
Pxe d i 2
i k
24
Lớp: Cầu Hầm– K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
Bảng kết quả mô men (kNm) do trọng lượng xe đúc gây ra
MC
K0
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
K9
K10
K11
15
0
4800 6600 8400 10200 12000 13800 15600 18000 20400 22800 25200
16
0
3900 5700 7500 9300 11100 12900 14700 17100 19500 21900 24300
17
0
1200 3000 4800 6600 8400 10200 12000 14400 16800 19200 21600
18
0
0
19
0
0
0
20
0
0
0
0
21
0
0
0
0
0
22
0
0
0
0
0
0
23
0
0
0
0
0
0
0
24
0
0
0
0
0
0
0
0
25
0
0
0
0
0
0
0
0
0
26
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
27
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1200
28
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1200 3000 4800 6600 8400 10200 12600 15000 17400 19800
1200 3000 4800 6600 8400 10800 13200 15600 18000
1200 3000 4800 6600 9000 11400 13800 16200
1200 3000 4800 7200 9600 12000 14400
1200 3000 5400 7800 10200 12600
1200 3600 6000 8400 10800
1200 3600 6000 8400
1200 3600 6000
1200 3600
d. Tổ hợp nội lực.
Momen ở trạng thái GHCĐ được xác định theo công thức:
Mu DC MDC CE MCE CLL MCLL
Trong đó:
: Hệ số liên quan tính đến tính dẻo, tính dư và sự quan trọng trong khai thác
= i.D.R 0.95
+ Hệ số liên quan đến tính dẻo : D = 1.00
+ Hệ số liên quan đến tính dư : R = 1.00
+ Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác: i = 1.05
1.00 1.00 1.05 1.05 .
Bảng hệ số tải trọng.
Loại tải
max
min
Bản thân dầm: 1.25
0.9
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
Thi công:
1.5
Xe đúc
1.25
25
Lớp: Cầu Hầm– K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
Bảng kết quả momen ứng với min.
Mmin
(106
Nmm)
Mặt Đỉnh trụ
cắt
Lúc thi công đốt
K0
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
K9
K10
K11
15 1029.0246382.31419119.08 30392.3243744.9958982.21 76005.8 94653.44 121067.2 150891 183433.4 218730.8
256938
16
03211.97413476.39 23460.5935579.6349636.19 65523.35 83077.82 108097.5 136580.1 167819.2 201841.7 238791.5
17
0
02847.354 8964.45617382.6129926.49 42404.36 56679.3 77516.82 101975.8 129304.9 159502.7 192680.3
18
0
0
0 2789.034 7471.9517074.73 27279.74 39368.32 57417.71 79194.33 103916.7 131564.7 162227.6
19
0
0
0
0 2733.638182.725 16114.88 26017.11 41278.37 60372.62 82488.33 107586.5 135734.6
20
0
0
0
0
02970.555 7180.35 14896.23 27369.37 43781.24 63290.26 85838.68 111471.9
21
0
0
0
0
0
0 2636.43 7050.588 16735.6 30465.09 47367.43 67366.05 90484.47
22
0
0
0
0
0
0
0 2593.176 8417.94 19465.06 33760.71 51209.54 71813.15
23
0
0
0
0
0
0
0
0 3358.752 9902.189 21591.15 36490.19
24
0
0
0
0
0
0
0
0
0 3288.25 9750.816 21250.13 35985.87
25
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0 3237.792 9637.027 21019.7
26
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0 3199.862 9567.043
27
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0 3176.534
28
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
26
Lớp: Cầu Hầm– K48
54579
0
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
Bảng kết quả momen ứng với max.
Mmax
(106
Nmm)
Mặt Đỉnh trụ
cắt
Lúc thi công đốt
K0
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
K9
K10
K11
15 1427.1538831.56524147.24 38872.1956468.8576666.56 99328.97 124230.6 159852.1 199888.9 243672.6 291253.5 342846.6
0
4442.64816770.19 29713 45604.4864170.58 85262.8 108654.3 142350.6 180535.5 222519.9 268341 318198.7
16
17
0
0
3363.135 10959.5421735.47 38225.2 54606.86 73468.07 101388.5 134017.9 170604.5 211146.2 255797.5
18
0
0
0
19
0
0
0
0
20
0
0
0
0
0
21
0
0
0
0
0
0
22
0
0
0
0
0
0
0
23
0
0
0
0
0
0
0
0
24
0
0
0
0
0
0
0
0
0
25
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
26
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
27
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
3813.96
28
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
3282.1358886.61521307.85 34549.15 50390.14 74459.98 103385.7 136373.7 173396 214576.3
3205.1859873.803 19974.73 32795.5 53014.78 78236.86 107626.3 141129 178838.4
27
3534.248 8481.615 18282.17 34650.89 56169.29 81960.17 111943.3 146181.8
3070.185 8301.39 20819.55 38634.27 60826.59 87290.19 118057.7
3010.11 10188.66 24299.7 42893.46 65837.52 93134.1
4067.04 11944.8
Lớp: Cầu Hầm– K48
26940 46364.52 70190.16
3969.12 11734.56 26466.36 45664.08
3899.04 11576.52 26146.32
3846.36 11479.32
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
1.2.2.4.2. Xác định mô men uốn tại các mặt cắt dầm trong quá trình hợp long biên:
Lúc này sơ đồ tính là dầm giản đơn mút thừa.
Tải trọng tác dụng lên KCN bao gồm:
+ Trọng lượng bản thân KCN
+ Trọng lượng khối HL ướt
+ Trọng lượng xe đúc
+ Tải trọng thi công
Sừ dụng phần mềm phân tích kêt cầu Midas ta có được bảng tổng hợp nội lực trong giai
đoạn này
Mômen do tổ hợp tải trong theo TTGHCĐ1
Lực cắt do tổ hợp tải trong theo TTGHCĐ1
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
28
Lớp: Cầu Hầm – K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
Bảng tổng hợp Mômen và Lực cắt tại các MC trong quá trinh Hợp Long biên
Lực cắt
Mômen
TTGHCĐ1
(KN.m)
TTGHSD
(KN.m)
TTGHSD
(KN)
TTGHCĐ1
(KN)
16422
13137.6
-551.2
-689.36
17204
11826.04
2596.68
-13634.3
-34716.1
-60806.2
-84923.1
-111020
-140317
-174146
-211057
-253452
-317612
-342847
-318199
-255798
-214576
-178838
-146182
-118058
-93134.1
-70190.2
-45664.1
-26146.3
-11479.3
-3813.96
0
13763.2
9460.832
2077.344
-10907.5
-27772.9
-48644.9
-67938.5
-88815.8
-112253
-139317
-168846
-202761
-254090
-274277
-254559
-204638
-171661
-143071
-116945
-94446.2
-74507.3
-56152.1
-36531.3
-20917.1
-9183.46
-3051.17
0
16.06
586.8
1164.52
1752.69
2354.76
2974.09
3833.16
4737.27
5694.45
6712.71
7799.99
8963.74
10425.99
-13815.9
-12320.6
-10851
-9688.75
-8602.74
-7585.58
-6629.33
-5725.98
-4867.51
-4248.59
-3646.79
-3058.84
-2481.27
0.00
20.15
734.01
1456.59
2192.23
2945.25
3719.84
4794.26
5924.97
7122.02
8395.41
9755.08
11210.34
13038.82
-18991.80
-15407.4
-13569.7
-12116.4
-10758.3
-9486.29
-8290.4
-7160.64
-6086.98
-5312.9
-4560.22
-3824.84
-3102.45
0.00
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
29
Mặt cắt
Trớc
HLb
Sau HLb
MC 3
MC 4
MC 5
MC 6
MC 7
MC 8
MC 9
MC 10
MC 11
MC 12
MC 13
Đỉnh Trụ
MC Gối
Đỉnh Trụ
MC 17
MC 18
MC 19
MC 20
MC 21
MC 22
MC 23
MC 24
MC 25
MC 26
MC 27
MC 28
Lớp: Cầu Hầm – K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
1.2.2.4.2. Xác định mô men uốn tại các mặt cắt dầm trong quá trình đốt hợp long giữa:
Lúc này sơ đồ tính là dầm liên tục 3 nhịp.
Tải trọng tác dụng lên KCN bao gồm:
+ Tải trọng thi công : qtc= 3.12kN/m
+ Trọng lượng bản thân KCN
Mômen do tổ hợp tải trong theo TTGHCĐ1
Lực cắt do tổ hợp tải trong theo TTGHCD1
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
30
Lớp: Cầu Hầm – K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
Bảng tổng hợp Mômen và Lực cắt tại các MC trong quá trinh Hợp Long giữa
Mặt cắt
MC 1
MC 2
MC 3
MC 4
MC 5
MC 6
MC 7
MC 8
MC 9
MC 10
MC 11
MC 12
MC 13
MC 14
MC 15
MC 16
MC 17
MC 18
MC 19
MC 20
MC 21
MC 22
MC 23
MC 24
MC 25
MC 26
MC 27
MC 28
MC 29
TTGHSD
TTGHCĐ1
Lực cắt
-3465.66
534.59
842.30
1150.01
2382.27
3621.52
4875.95
6153.54
7462.19
8468.21
9498.95
10557.42
11646.56
12769.25
16401.21
-16003.05
-15350.71
-13534.86
-12374.96
-11251.52
-10161.72
-9102.69
-8071.48
-7065.20
-5756.20
-4478.25
-3223.57
-1984.17
-752.25
Mômen
13055.75
13356.86
7017.12
-3174.03
-20366.8
-42410.4
-69462.2
-94300.5
-121118
-151137
-185688
-223320
-266436
-331678
-357273
-331234
-264657
-219725
-180276
-143908
-112073
-83437.8
-57710.4
-30400.9
-8099.74
9350.69
19799.48
26396.87
27010.77
Lực cắt
-3166.81
-22.77
219.07
460.92
1429.46
2403.61
3389.92
4394.78
5424.50
6216.45
7028.19
7862.13
8720.64
9606.01
12471.80
-12010.56
-11496.62
-10063.05
-9147.87
-8261.89
-7402.85
-6568.45
-5756.33
-4964.16
-3934.15
-2929.01
-1942.51
-968.25
0.00
Mômen
10444.6
10685.49
5613.696
-2539.22
-16293.4
-33928.3
-55569.8
-75440.4
-96894.8
-120910
-148550
-178656
-213148
-265343
-285819
-264987
-211726
-175780
-144221
-115126
-89658.1
-66750.2
-46168.4
-24320.7
-6479.79
7480.552
15839.58
21117.5
21608.62
1.2.2.4.4. Xác định mô men uốn tại các mặt cắt dầm trong quá trình dỡ tải:
Lúc này sơ đồ tính là dầm liên tục 3 nhịp:
600
900
600
300kN 300kN
qtc = 3.12 kN/m
300kN
Tải trọng tác dụng lên KCN bao gồm:
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
31
Lớp: Cầu Hầm – K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
+ Tải trọng thi công : tác dụng ngược chiều trọng lực
+ Tải trọng xe đúc : Ngược chiều trọng lực
Bảng tổng hợp Mômen và Lực cắt tại các MC trong quá trình dỡ tải
Mặt cắt
MC1
MC2
MC 3
MC 4
MC 5
MC 6
MC 7
MC 8
MC 9
MC 10
MC 11
MC 12
MC 13
MC14
MC 15
MC 16
MC 17
MC 18
MC 19
MC 20
MC 21
MC 22
MC 23
MC 24
MC 25
MC 26
MC 27
MC 28
MC 29
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
Mômen
(kN.m)
523.66
648.39
935.28
1272.10
1658.84
2095.49
2582.07
2979.76
3405.54
3859.39
4341.32
4851.33
5389.43
6249.22
6549.85
5892.76
3963.61
2301.85
690.01
-871.91
-2383.91
-3845.99
-4909.79
-5945.51
-6953.15
-7932.71
-8884.19
-9807.59
-9809.15
32
Lực cắt
(kN)
-59.24
-65.48
-77.96
-90.44
-102.92
-115.40
-127.88
-137.24
-146.60
-155.96
-165.32
-174.68
-184.04
-198.08
-202.76
435.72
421.68
409.20
396.72
384.24
371.76
359.28
349.92
340.56
331.20
321.84
312.48
303.12
0.00
Lớp: Cầu Hầm – K48
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Chương I: PASB CẦU ĐÚC HẪNG
1.2.2.4.5. Xác định mô men uốn tại các mặt cắt dầm trong giai đoạn chịu tĩnh tải phần 2
và hoạt tải:
Trong giai đoạn khai thác sơ đồ tính là dầm liên tục 3 nhịp .
Tải trọng tác dụng:
Tải trọng tác dụng trong giai đoạn này là trọng lượng bản thân dầm, tĩnh tải giai đoạn
II và hoạt tải.
Ở đây ta chỉ nêu trường hợp hoạt tải tác dụng bất lợi nhất là xe tải 3 trục.
Tổ hợp theo các trạng thái giới hạn:
Trạng thái giới hạn cường độ I: 1.25DC+1.5DW+1.75Truck(Tandem)+1.75PL
Trạng thái giới hạn sử dụng I: DC + DW + Truck(tandem) + PL
Momen do tải trọng tác dụng theo TTGHCĐ1
MIDAS/Civil
POST-PROCESSOR
BEAM DIAGRAM
MOMENT-y
264664.57
209479.21
154293.85
99108.49
43923.13
0.00
-66447.59
-121632.94
-176818.30
-232003.66
-287189.02
-342374.38
CBall: TTGHCD
MAX : 29
MIN : 16
FILE: GIAI DOAN ~
UNIT: kN·m
DATE: 04/06/2006
VIEW-DIRECTION
X:-0.483
Y:-0.837
Z: 0.259
SVTH: NGUYỄN THÀNH BÁ
33
Lớp: Cầu Hầm – K48
