Ch¬ngI: Ph¬ng ¸n s¬ bé I CÇu dÇm BTCT Dù øng lùc 1. Giíi thiÖu ph¬ng ¸n 1. Tiªu chuÈn thiÕt kÕ: 22TCN 272 – 05.§iÒu kiÖn tù nhiªn t¹i vÞ trÝ x©y dùng c©u. - Qua sè liÖu th¨m dß t¹ lç khoan ë khu vùc x©y dùng cÇu ®Þa chÊt cã cÊu t¹o nh sau: + Líp 1: SÐt h¹t võa.
- Theo sè liÖu kh¶o s¸t ®iÒu tra nhiÒu n¨m cho thÊy : + MNCN: 7.15m - Dßng ch¶y æn ®Þnh, tèc ®é ch¶y kh«ng lín do ®ã h¹n chÕ g©y ra hiÖn tîng xãi lë, båi l¾ng t¹i gi÷a s«ng vµ 2 bªn bê. KÕt cÊu phÇn trªn. - CÇu gåm 6 nhÞp gi¶n ®¬n Lnh = 33m b»ng BTCT D¦L, mÆt c¾t ngang gåm 6 dÇm BTCT víi chiÒu cao dÇm h = 1,65m, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c dÇm chñ S = 2,0m. - §é dèc däc cÇu nhÞp gi÷a lµ 0% c¸c nhÞp biªn lµ 1.
§é dèc ngang cÇu 2,0 %. - ChiÒu dµi toµn cÇu Lc = 173. - Gåm mè ch÷ U vµ ®Æt trªn mãng cäc khoan nhåi. cäc cã ®êng kÝnh D = 100 cm.
- Trô gåm 4 trô ®Æc th©n hÑp BTCT ®Æt trªn mãng cäc khoan nhåi, cäc cã ®êng kÝnh D = 100 cm. sè liÖu tÝnh to¸n. + BÒ réng phÇn xe ch¹y: Bxe = 8 (m). + Ch©n lan can: 2x0,5 (m) bcLc = 0,5 (m).
+ BÒ réng toµn cÇu: Bcau = 8+ 2x1,5 +2x0,5 = 12 (m). Khæ th«ng thuyÒn. - S«ng th«ng thuyÒn cÊp V: Tra b¶ng cÊp th«ng thuyÒn cña s«ng ta cã: + BÒ r«ng th«ng thuyÒn Btt = 25 (m). + TÜnh kh«ng th«ng thuyÒn: Htt = 3,5 (m).
T¶i träng thiÕt kÕ. - T¶i träng HL93: + Tæ hîp HL93K: Tæ hîp cña xe t¶i thiÕt kÕ (truck) + T¶i träng lµn (lane). + Tæ hîp HL93M: Tæ hîp cña xe 2 trôc thiÕt kÕ (Tandem) + T¶i träng lµn (Lane). - T¶i träng ngêi ®i bé:3.
- CÇu ®îc thiÕt kÕ vÜnh cöu b»ng dÇm BTCT DUL. TÇn suÊt lò thiÕt kÕ: P = 1%. VËt liÖu sö dông. Bª t«ng - PhÇn bª t«ng dÇm + Tû trong cña bª t«ng =2450 kG/m3 = 24.
+ Cêng ®é chÞu nÐn quy ®Þnh ë tuæi 28 ngµy f'c= 40Mpa + M« ®un ®µn håi Ec = + HÖ sè poison = 0.2 - PhÇn bª t«ng kÕt cÊu ®æ t¹i chç vµ b¶n mÆt cÇu + Cêng ®é chÞu nÐn quy ®Þnh ë 28 ngµy tuæi f'c= 28Mpa +M« ®un ®µn håi: 7 b. - ThÐp cêng ®é cao: Tao thÐp 7 sîi D¦L kh«ng phñ s¬n ,cã phu øng suÊt cho bª t«ng dù øng lùc + Cêng ®é chÞu kÐo fpu = 1860 Mpa + CÊp cña thÐp M270 + Giíi h¹n ch¶y cña cèt thÐp D¦L fpy = 1674 Mpa + M« ®un ®µn håi c¸p Eps = 197000 Mpa + §êng kÝnh danh ®Þnh: 15,2 mm + DiÖn tÝch mét tao c¸p 140 mm2 - Cèt thÐp thêng + Giíi h¹n ch¶y fpy = 420 Mpa + M« dun ®µn håi Es = 2. c¸c hÖ sè tÝnh to¸n. HÖ sè t¶i träng.
+ TÜnh t¶i giai ®o¹n II: 1,5 vµ 0,65. + Ho¹t t¶i HL93 vµ ®oµn ngêi: 1,75 vµ 1,0. HÖ sè xung kÝch: 1+IM = 1,25 (ChØ tÝnh víi xe t¶i vµ xe 2 trôc thiÕt kÕ ).3 HÖ sè lµn: - Trong mçi trêng hîp t¶i träng nÕu chiÒu dµi nhÞp L tt > 25m th× ph¶i xÐt thªm hÖ sè lµn xe m ( Gi¸ trÞ nµy mÆc ®Þnh lµ 1). B¶ng hÖ sè lµn xe.
kÝch thíc cÊu t¹o dÇm chñ. ChiÒu dµi nhÞp tÝnh to¸n: 1. Chän sè dÇm chñ: nd = 6 dÇm. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c dÇm chñ: S = 2000 (mm).5 CÊu t¹o dÇm chñ: - DÇm chñ lµ dÇm ch÷ I b»ng bª t«ng cèt thÐp dù øng lùc cã c¸c kÝch th íc nh sau: mÆt c ¾t d Çm c hñ bt tht tt bht tw Dw Hb bhb thb thb tb bb + ChiÒu cao dÇm chñ: Lùa chän theo c«ng thøc kinh nghiÖm ta cã + Chän: h = 1,65 (m) = 1650 (mm).
+ ChiÒu réng b¶n c¸nh: bt = 800 (mm). + ChiÒu dµy b¶n c¸nh : tt = 200 (mm). + ChiÒu dµy sên dÇm: + ChiÒu cao bÇu : tb = 250 (mm). + ChiÒu réng bÇu: bb = 600 (mm).
+ ChiÒu réng bÇu phÇn më réng bb = 600 (mm) + ChiÒu cao vót bÇu dÇm : tht = 100 mm +ChiÒu réng vót c¸nh dÇm : bht=300 mm + ChiÒu cao vót bÇu dÇm thb = 200 mm + ChiÒu réng vót bÇu dÇm bhb= 200 mm - VËy ta cã dÇm chñ nh sau: 9 1.X¸c ®ÞnhbÒ réng b¶n c¸nh cã hiÖu a. §èi víi dÇm gi÷a: - BÒ réng b¶n c¸nh h÷u hiÖu cã thÓ lÊy gi¸ trÞ nhá nhÊt cña + 1/8 chiÒu dµi nhÞp = mm + 6 lÇn ®é dµy trung b×nh cña b¶n céng víi sè lín nhÊt cña bÒ dµy b¶n bông dÇm hoÆc 1/2 bÒ réng b¶n c¸nh trªn cña dÇm b1 =6x200 + max = 1400mm + Kho¶ng c¸ch trung b×nh gi÷a c¸c dÇm kÒ nhau S/2: S/2= 1000 b1 = 1000mm. §èi víi dÇm biªn: 10 - BÒ réng c¸nh dÇm h÷u hiÖu cã thÓ ®îc lÊy b»ng sè nhá nhÊt cña + 1/8 chiÒu dµi nhÞp h÷u hiÖu = mm + 6 lÇn chiÒu dµy trung b×nh cña b¶n céng víi sè lín h¬n gi÷a 1/2 ®é dµy b¶n bông hoÆc 1/4 bÒ réng b¶n c¸nh trªn cña dÇm chÝnh b2 = 6x200 + max =1400 mm + BÒ réng phÇn hÉng de =1000 mm. KÕt luËn: BÒ réng b¶n c¸nh dÇm h÷u hiÖu DÇm gi÷a (bi) 2000 mm DÇm biªn (be) 2000 mm 1.
CÊu t¹o dÇm ngang. - DÇm ngang b»ng BTCT thêng cã c¸c thíc c¬ b¶n nh sau: + ChiÒu réng dÇm ngang: bdn = 1800 mm + ChiÒu cao dÇm ngang: hdn = 1320 (mm). + Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c dÇm ngang: 8100 (mm). +ChiÒu dµy dÇm ngang: tdn = 200 mm.
+DiÖn tÝch dÇm ngang : A = 1800x200 = 360000 mm2 +ThÓ tÝch dÇm ngang : V = Axh = 360000x1320x10-3 = 47,52 cm3 1.8 CÊu t¹o ch©n lan can. - Ch©n lan can cã c¸c kÝch thíc c¬ b¶n nh sau: 11 + ChiÒu cao ch©n lan can: hclc = 500 (mm) + ChiÒu réng ch©n lan can: bclc = 500 (mm) 1.9 CÊu t¹o líp phñ mÆt cÇu.10 CÊu t¹o b¶n bª t«ng mÆt cÇu - CÇu lµ dÇm liªn hîp, b¶n bª t«ng mÆt cÇu ®îc ®æ sau vµ liÒn khèi. - CÊu t¹o b¶n bª t«ng mÆt cÇu nh sau: - ChiÒu réng b¶n mÆt cÇu : Btt= 12000mm - ChiÒu dµy b¶n mÆt cÇu : ts = 200mm - ChiÒu dµi b¶n mÆt cÇu : L = 33000mm 1. Quy m« thiÕt kÕ cña mÆt c¾t ngang cÇu.
- MÆt c¾t ngang cÇu: 1. X¸c ®Þnh tÜnh t¶i t¸c dông lªn dÇm chñ.1 TÜnh t¶i do träng lîng b¶n th©n dÇm chñ 1.1 X¸c ®Þnh c¸c ®Æc trng h×nh häc mÆt c¾t dÇm chñ 12 + §THH cña mÆt c¾t giai ®o¹n I. - Giai ®o¹n I lµ giai ®o¹n sau ®i ®æ bªt«ng dÇm, bªt«ng ®· ®¹t cêng ®é nhng cha luån vµ kÐo c¸c bã cèt thÐp D¦L. - MÆt c¾t tÝnh to¸n trong giai ®o¹n I lµ mÆt c¾t dÇm ch÷ I cã c¸c lç èng ghen.
bt bt as' as' aps' aps' tht tt As' As' tt' Ao' Ao' bht yt I dp dp I I Hb Hb bhb tw bhb tw yb I=Y1 thb Ao Ao tb' tb As As as bb as bb atp atp - Quy ®æi mÆt c¾t dÇm: §Ó thuËn tiÖn cho qu¸ tr×nh tÝnh to¸n th× ta ph¶i quy ®æi tõ mÆt c¾t dÇm theo nh cÊu t¹o vÒ d¹ng mÆt c¾t ch÷ I víi c¸c kÝch thíc quy ®æi x¸c ®Þnh nh sau: + ChiÒu dµy quy ®æi cña b¶n c¸nh trªn: + ChiÒu dµy quy ®æi cña b¶n c¸nh díi: - DiÖn tÝch mÆt c¾t tÝnh ®æi giai ®o¹n I: - Coi nh kh«ng cã cèt thÐp thêng vµ cha cã cèt thÐp DUL 1.TÜnh t¶i do träng lîng dÇm däc chñ 13 - Träng lîng dÇm chñ (trªn 1m dµi): DCdc = 24,5x0. TÜnh t¶i do träng lîng b¶n th©n dÇm ngang g©y ra. - TÜnh t¶i r¶i ®Ò trªn mét mÐt dµi dÇm chñ - Trong ®ã +c = 24.5kN/m3: träng lîng riªng cña bª t«ng dÇm ngang +An= 2640 cm2 DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang dÇm ngang (=20X132) +n = 5 lµ sè dÇm ngang trªn mÆt c¾t ngang +n = 25 tæng sè dÇm ngang +l1=180cm chiÒu dµi dÇm ngang 1. Träng lîng phÇn v¸n khu«n mÆt cÇu V¸n khu«n mÆt cÇu cã c¸c kÝch thíc c¬ b¶n nh sau: +n =5 Sè v¸n khu«n trªn mét mÆt c¾t ngang +G = =24.5 kN/m3 +N = 6 Sè dÇm chñ +L =33m ChiÒu dµi cña dÇm chñ 1.
Träng lîng phÇn bª t«ng mÆt cÇu - CÊu t¹o b¶n bª t«ng mÆt cÇu nh sau: - Trong ®ã +c: träng lîng riªng bª t«ng mÆt cÇu +ts: ChiÒu dµy b¶n mÆt cÇu +Bc : ChiÒu réng toµn cÇu +L: ChiÒu dµi cÇu +n: Sè dÇm chñ 14 VËy => 1. X¸c ®Þnh tÜnh t¶i giai ®o¹n II (DW). T¶i träng lan can tay vÞn vµ ch©n lan can 1. Träng lîng líp phñ lÒ ngêi ®i bé: DWlÒ= 2*1.
Träng lîng líp phñ mÆt cÇu: DWlp= =0.93 kN/m - Trong ®ã +a = 22 kN/m3 träng lîng riªng líp bª t«ng asphalt +h = 10cm ChiÒu dµy líp bªt«ng asphalt ( tÝnh trung b×nh) +Bxe = 8 m ChiÒu réng phÇn xe ch¹y 1. Träng lîng phÇn ch©n lan can : 1. Träng lîng lan can, tay vÞn trong tÝnh to¸n lÊy s¬ bé : DWlc = 0.1 kN/m => VËy DWtc = = 1. C¸c hÖ sè cho tÜnh t¶i p Lo¹i t¶i träng TTGH Cêng ®é1 TTGH Sö dông DC: CÊu kiÖn vµ c¸c thiÕt bÞ phô 1,25/0,9 1 DW: Líp phñ mÆt cÇu vµ c¸c tiÖn 1,5/0,65 1 Ých 1.
x¸c ®Þnh hÖ sè ph©n bè ngang. Tính hệ số phân bố ngang đối với dầm biên. - Điều kiện tính toán : + Tính hệ số phân bố ngang do tải trọng Người. + Tính hệ số phân bố ngang cho dầm biên do tải trọng HL93 trong trường hợp xếp tải trên một làn.
15 - Vẽ tung độ ĐAH áp lực gối R1. Tính hệ số phân bố ngang cho dầm biên. - Xếp tải trọng bất lợi lên ĐAH phản lực gối. - Tính hệ số phân ngang đối với xe tải và xe 2 trục thiết kế : + Công thức tính : g = + Hệ số phân bố ngang của xe tải và xe 2 trục thiết kế đối với dầm biên khi xếp trên 1 làn : g= .50 - Tính hệ số phân bố ngang đối với tải trọng Người dải đều : + Công thức tính : g = Trong đó : + ble : Là bề rộng của lề đi bộ.
+ y1 : Là tung độ ĐAH tại vị trí mép ngoài của tải trọng Người. + y2 ; Là tung độ ĐAH tại vị trí mép trong của tải trọng Người. + Hệ số phân bố ngang của tải trọng Người đối với dầm biên : gNg = (1,25+ 0,50).1,5= 1,313 -Kết quả tính hệ số phân bố ngang cho dầm biên: Tung độ ĐAH Xếp tải trọng Hệ số g y1 y2 y3 y4 Tải trọng người 1.313 Xe tải thiết kế 0.