CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE CAU MANG XI MĂNG LU‘ THÉP UNG SUÁT TRƯỚC 1. Tổng quan về cầu máng xi ming lưới thép [6] LLL Khái quát chung Cũng giống như cầu máng BTCT, CM-XMLT cũng là một loại công tình dẫn nước thường được dùng khi các tuyến kênh dẫn nước cần phải vượt qua các vùng địa hình bị chia cắt như: sông,suối, thung lăng, kệnh rach, vũng đất trăng. hoặc thay thể cho một đoạn kênh qua vùng dat thắm nước nhiều. CM-XMLT gồm các bộ phận chính: cửa vào, cửa n, thân máng, trụ đỡ tình 1.1, vi bổ trí va thiết kế cửa vào, cửa ra tính toán thuỷ lực trong ming, tin toán dong chy tg cửa vào cửa ra, các biện pháp chẳng thắm, chống x6 lớ,rvănh lắng đọng bin cắt.
tong luận văn này sẽ không đề cập đến. Luận văn chủ yếu đi sâu vio các phần nghiên cứu nội lực kết cấu thân máng XMLT. Mé biên trong lực; 3. Tru đỡ khung kép; 5.
Kônl10, Mặt đắt tự nhiền Hình 1. 1, Sơ đồ kết cầu cầu máng. Kết cấu thân máng được phân thành bai loại: kiểu dim và kiễu vòm, thông thường dùng kiểu dim. 1 tân máng kiểu dim có đặc điểm chịu lực như một dim có gối đỡ là sắc trụ giữa và mé biên.
Tuỷ theo vị trí các gối tựa và vị trí các khớp nồi, thân máng kiểu dim lại được phân thành hai loại loại dim đơn, loi dim một nhịp có mút thửa hoặc dầm liên tục. Đối với cu máng BTCT chủ yêu sử dụng nhịp kiểu dim đơn thường không vượt quá 10 m, và nhịp cầu máng kiểu mút thừa (khoảng cách giữa hai gối đỡ) thường không quá 25 m. Với CM-XMLT thường chỉ sử dụng nhịp kiểu dim 4 don với chiềudài không quá 6 m. Do đó cin phải nghiên cứu thêm các hình thức kết cấu thin máng để có thể tăng chiều dai nhịp máng, giảm trọng lượng bản thân, ti kiệm vật liệu.
Các hình dạng kết cắt máng xi măng lưới thép. Các hình dạng kết cấu thân máng “Thân máng XMLT có ình dạng v6 trụ mang, mặt cắt ngang của thân máng có th à "hình chữ nhật, hình thang, hình chữ U, hình parabol. Chọn hình thức mặt. cắt thân máng phải dav tính oán thủy lục, vật liệu làm cầu máng, phương pháp thi sông, hình thức kết cu trụ đỡ, đoạn nỗi tếp cửa vào, của ra.
Hình thức mat cắt thân máng thường dùng là hình chữ nhật, hình thang và hình chit U, JIU ta) a) fe) 4 Hình chữ nhật; b. Hình elip; e Hình pamabôn Hình I. Hình dạng mặt cắt thân máng “Cầu máng mặt cắt chữ nhật và hình thang có cầu tạo đơn giản, ễ thi công, dé nồi tiếp với đoạn cửa vào và cửa ra, Chu máng chữ U có trạng thi thủy lụ tốt hơn cầu máng 7 hình chữ nhật, khả năng chịu lực của cải máng chữ U cũng tốt hơn, trọng lượng của cầu máng này khá nhẹ, nên rất thuận tiện cho việc đúc sẵn và lắp ghép. Các mặt cất khác ft dling vì tính toán và thi công khá phức tap.
Cầu máng vỏ trụ mỏng có khả năng chịu lực theo phương dọc lớn hơn nhiều phương ngang. Khi trên kênh không có yêu cầu về vận tải thủy, để tăng thêm độ cứng của phương ngang, tăng độ dn định tổng thể và cục bộ của máng, thưởng bé trí các thanh giằng ngang và các sườn gia cường dọc (ta máng). Khi cố yêu cầu về vận tả thủy không thể bổ tí các thanh giing ngang, thi cần bổ trí các sườn gia cường ngang hoặc tăng thêm chiều day thành máng (hình 1. Luận văn đi sâu nghiên cứu cho loại mặt cắt ngang thân máng XMLT có dạng chữ U.
Cấu tạo thân máng 1. Thân máng có mặt cắt ngang hình chữ U' Hình dạng máng chữ U thường dùng hiện nay có đáy là nửa hình tròn, có thêm hai thành bên thing đứng (hình 1. Máng chữ U được sử dụng nhiề ác tu, điểm: trạng thái thủy lự tốc, độ cứng theo phương doc lớn, dé thi công. Dé tăng độ cứng theo phương ngang và phương đọc, thân máng thường được gia cường bằng các sườn dọc (ai máng), bằng các sườn ngang (đai mắng) và các thanh ging ngang.
Máng chữ U được phân thành hai log: không có thanh giảng ngang (hình 14a) và loại có thanh giảng ngang (hình 1b) @ o 4 Mang không có thanh giẳng ngang; b. Mang có anh giảng ngang Hình 1. Hình dạng kết cấu thân máng XMLT chữ U 1. Hình dạng kết cầu gỗi đỡ Gối đỡ thân máng gồm có gối đỡ mé biên và gối đ trụ giữa (hinh 1.
Mé biên ngoài tác dụng là gối đở thân máng nó còn là liên kết nối tiếp đầu máng với đoạn cửa vào, cửa ra của kênh dẫn, còn trụ giữa chỉ cớ chúc năng là đỡ hân mắng 2 Js = *. Cửa vào; 3, Thân máng; 4. Thiết bj thoát nước. Mặt đắt Hình 1.
Cu tạo mồ biến YD ‘Try giữa kiểu trọng lực có thé bằng gạch xây, bằng đá xây hoặc bê tông, thường dùng. cho những trụ có chiều cao dưới 10 m, trong lượng bản thân của trụ lúễu trọng lực thường rất lớn, do đó đòi hỏi nén phải có sức chịu tải cao (hình 1. Trụ đỡ kiểu Khung có hai loại: khung đơn (đình 1.66) và khung kép (hình 1.) thường dùng cho sắc trụ cao dưới 20 m. Kiểu hin hợp có phn dưới kiểu trong lự, còn phần trên kiễu khung, chiều cao của trụ hỗn hợp có thị n 25 m (hình 1.
Móng của mồ trụ có thé p trên nền tự hiền, khi nỄn yếu có th đặt @ iD) fo) (a 44 Tru kid trọng lực; b. Trụ Miẫu khung kép; d. Tru kiêu hỗn hop nh 1. Các loại mồ trụ giữa cầu mang 1.
Hình thức kết cấu khe cơ giãn Gitta các đoạn tong thân máng cin phải bổ trí khe co giãn, khoảng cách giữa các khe co giãn từ (12+20) m. Vật liệu làm khe co giãn vừa có tinh co giãn, vừa có khả năng chống 1 nước (ảnh 1. Tắn ao su hay chỗ: đáo 2, Văa cá nhựa đường 3. Dy day tm nea đường 4.
Vải ton nhựa đường hay sợi vải thuỷ tinh tẩm nhựa đường (6 lớp); 5. Vita cát epoxy day 2mm Minh 1. Các loại khe co giãn thường dùng, B 1. Phương pháp tinh toán cầu máng xi măng lưới thép 11.
Tải trọng và ổ hợp tải trong Tải wong tác dung lên cầu máng gồm có: ~ Trọng lượng bản thân cầu máng ~ Ap lực nước ứng với mực nước thết kể và mực nước kiểm tra được thể hiện ở hình 18, Hình 1. 8, Sơ đỗ ấp lực nước ~ Tải trọng người qua lại trên cdu máng thưởng lấy 2,5 kN/mẺ. ~ Áp lực gió ở độ cao z so với mốc chuẩn, xác định theo công thức: W = Wa.c (kN/m?) (El trong dé: Wop lực gió cơ bản lấy theo bản đồ phan ving lực gió (kN/m), k— hệ số xéLtới sự thay đổi ấp lực gi theo độ cao; e — hệ số khí động. ~ Lire ma sát ở gối đỡ: lực ma sát xuất hiện theo phương dọc mắng tác đụng lên trụ khi thân máng bị co ngót hay din nở do nhiệt độ thay đổi được tính theo công thức: =G1 (kN) 42) trong đó: - G—áp lực tác dụnglên gối (kN); †— hệ số ma sát giữa thân máng và g6i đỡ, ~ Ap lực thủy động: Áp lực thủy động tác dụng lên một đơn vị di tinh theo công thức (I-3) và có điểm đặt của hợp lực ở 2/3 độ sâu mực nước thiết kế Ww’ > Pak, Oe anim ) q3) 1 trong đỏ: v- vận tốc đồng chảy tinh toán (m/s); ÿ - trọng lượng riêng của nước (kN/m)) 8 - gia tốc trọng trường (g=9,81 mis?); ki - hệ số phụ thuộc vào hình dạng của trụ - Các tải trọng khác: động đất, tải trọng cẩu lắp, lực va chạm của vật này thì tùy trường hợp cụ thể mà xét “Tổ hợp ti trong: Phân tích nội lực và tính toán cốt thép thân máng XMLT được thạc hành với các tổ hợp tải trọng cơ bản (trọng lượng bản thân máng + tai trọng người qua lại + trong lượng nước ứng với độ sâu mực nước thiết kế) và kiểm tra với tổ hợp tải trọng đặc biệt (tong lượng bản thân máng + tải trọng người qua lại + trọng lượng nước ứng với độ sâu mực nước kiểm tra + tải trọng gid), 1.2 Phân ích nội lục kết cứu thân máng xi mang lưới thép “Thân máng là một kết cấu vỏ mỏng không gian, thường được gia cường bằng các sườn dọc, sườn ngang và thanh ging, do đó việc phân tích nội lự thân mang trên cơ sở các phương tình vỉ phân cơ bản của lý thuyết vo móng không gian để tim lời giải chính xác tì hầu như không thé thực hiện được, mà chi có thể dùng các phương pháp số để tìm lời giải gần đúng, như phương pháp sai phân hữu hạn, phương pháp PTHH.
Đối với các cầu máng lớn và trung bình th thiết kế đồi hỏi nội lực có độ chính xác cao, cần phân tích nội lực thân máng theo bài toán vỏ mỏng không gian. Tốt nhất là đăng phương phip phin từ hữu hạn và giải theo chuyển vi, hiện nay có nhiễu phần mềm mạnh cho phép phân tích các kết cẫu vỏ có dang bắt kỳ và chịu tải tong tỷ ý như SAP2000 hay ANSYS, song đồi hỏi người sử dung phải có hiểu biết nhất định về lý thuyết vô mỏng và phương pháp phần tử hữu bạn. 15 Đối với cầu máng nhỏ có thể dùng phương pháp gin đúng để phân tích nội lực thân máng, một trong các phương pháp hiện nay thường dùng là thay bài toán tinh vỏ mỏng không gian bằng hai bài oán phẳng rêng bit theo phương doe và phương ngang máng, được gọi là phương pháp tinh theo "lý thuyết dim”. Theo lý thuyết tinh toán này, phương doc thân máng được tính như bai toán dim, phương ngang máng được tính như một hé phẳng (khung phẳng) có bé rộng đơn vị được cắt ra từ thân máng chịu tắt cả các tải trong tác dụng lên đoạn máng dé và được cân bing nha các lực tương hỗ của các phần máng hai bên, được gọi là "phương pháp lực cắt không cân bằng” ‘Theo các tài liệu hướng dẫn tính toán CM-XMLT thông thưởng.
phương pháp tinh toán máng the lý thuyết dim cho lời giải trong đổi chính xác khi tỷ số giữa chiều dài nhịp máng và rộng tiết điện máng L/D, 10, còn khi L/D„< 10 mà vẫn tính theo lý: thuyết dim thi cần tăng thêm thép chịu lực theo phương đọc máng. Tinh toán bd tríthép trong thân máng “Tính toán và bồ trí thép trong thân máng được thạc hành theo phương pháp tính toán sấu kiện BTCT hoặc cấu kiện XMLT vỀ mặt cường độ.