CHƯƠNG 1 Từ các phân tích số liệu, hình ảnh được thu thập, thong ké và trình bay ở trên, nhận thấy rằng cầu mắng có vai tr vị tí ắt quan trọng trong hệ thống thủy lợi và mạng lưới giao thông vận tải đường thủy, đặc biệt việc xây dựng các cầu máng loại lớn là rất ed thiết để phục vụ cho sự phát triển của hệ thống thủy lọ và giao thông vận tải thy ni riêng và ho sự phát tiển của đất nước Việc nghiên cứu và thiết ké xây dựng cầu máng trên thé giới (các nước phát tiển và các nước đang phát triển) đã và dang dat được những think tựu lớn khi xây dụng được cầu ming lớn có thé dồn được lưu lượng 250 mŸs. Ở nước ta hiện nay, các cầu ming đã xây dựng his hết là các cầu máng loại vừa và nhỏ. Hiện nay, cổ một số hệ thống thủy lợi có quy mô rit lớn: Hệ thống tưới Của Đạt (84 000ha), Ngân Trươi Cẩm Trang ( 32000ha) lưu lượng thiết kế lên đến hàng vải chục mỦS trong điều kiện địa hình, địa chất và dân sinh khá phức tạp. Vì vậy chúng ta phải nghiên cứu đẻ thiết kế xây dựng các cảu máng loại lớn dé có thé đáp ứng được.
nh cầu dẫn nước tưới của các hệ thống thủy lợi đó, đồng thời giải quyết được các vấn đề địa hình, địa chất và dn sinh khác, CHƯƠNG “TIÊU CHUAN VÀ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KECAU MANG 2.1 GIỚI THIỆU TIÊU CHUAN THIẾT KE CAU MANG TRONG NƯỚC. Tiêu chuẩn thiết kế cầu máng trong nước hiện nay đang sử dụng là tiêu chuẩn “TCVN 9150 : 2012: (Công trinh cầu ming vỏ mỏng xi ming lưới thấp -Yêu cầu thiết kế. Tiêu chuẩn này có 9 chương và 1 phụ lục, bao gdm các nội dung sau diy: phạm vi áp dụng, tà liệu viện dã „ thuật ngữ và định nghĩa, ký hiệu và thuật ngữ it, yêu cầu kỹ thuật chung, cấu tạo cầu máng, tinh toán kết edu xỉ ming lưới thép, vật liệu ding cho kết cấu xi măng lưới thép dính toán thiết kế cầu máng xi măng lưới thếp. Sau đây, xin được tôm tit một số nội dung chỉnh của Tiêu chun TCVN 9150 2012 như sau: 3.
Vềphạm vi áp dung {10} Tiêu chuẩn này quy định yêu cầu kỹ thuật trong tính toán thiết kế các loại cầu máng xi ming lưới thép (XMLT) dẫn nước có chiều diy không lớn hơn 35 mm, làm. việc trong môi trường không xâm thực, có nhiệt độ không quá 50°C 2.2 VỀ yêu cầu kỹ thuật chung. [10] Cầu máng XMLT và các kết cầu cia chúng phải đảm bảo lâm việc an toàn, ổn định tong các trường hợp tính toán thế kể. Phải đảm bảo về độ bên, độ cứng, độ dn định, khả năng chống nứt ở tắt cả các giai đoạn từ chế tạo, vận chuyển, lắp rip đến vận hành khai thắc cầu máng.
Chọn hình dạng và kích thước của edu kiện phải căn cứ vào tính chất của kết cầu XMLT, khả năng chế tạo hàng loạt, thuận tiện vận chuyển và lip rip kết cấu. Khi thiết kế kết cầu cu móng XMLT lắp ghép phải đặc biệt chú ý đến công nghệ liên kếc. Các mối liên kết và các đầu nổi của các kết cầu lắp rip phải thoà man các yêu iu riéng cho từng loại cấu kiện.3 Ve edu tạo cầu mang. [10} Kết cấu cầu máng gồm các bộ phận chính sau : Cửa vào; Cứa ra; Thân ming; Các tra đỡ.
+ Kết ấu cửa vào, cửa ra: phải đảm bảo ding chảy vào máng thuận, giảm bớt tồn thất do mặt cắt ngang bị thu hep gây ra và dòng nước ở máng chảy ra không làm. xóilở bờ và đây kênh hạ lưu. + Kết cấu thân máng ; thường dùng kiểu dim đơn có bề rộng nhịp không qua 12 m, Khi cin vượt qua các khẩu độ lớn hơn 12 m cổ thé đăng cầu mắng bê tông cốt thép ứng suất trước hoặc cầu mắng xi mang lưới thếp ứng suất trước. Lựa chọn hình thức mặt cắt ngang của thân máng phải dựa vào kết quả tính toán thủy lực, vật liệu làm thân mảng.
hình thức kết cầu trụ đỡ, đoạn nỗi iếp cửa vào và cửa ra. Cầu mắng vỏ trụ mỏng có khả năng chịu lực theo phương dọc lớn hơn theo phương ngang rit nhiều. Để tăng độ cứng theo phương ngang, ting độ én định tổng thé và én định cục bộ của thin mắng cần bổ trí các thanh giẳng ngang, các sườn gia cường đọc (còn gọi là tai máng). Tại hai đầu mỗi nhịp ming nên bổ tí tai sườn ngang.
Cho phép bổ trí đường cho người di lại trên mặt cầu máng khi có nhu cầu nhưng các cầu. kiện cầu máng phải được tính toán kiểm tra thêm với tải trọng không ít hơn 250 đaN/m2, + Kết cấu gối. Gối đỡ thân máng gồm có gi đỡ ở bên (còn gọi là mổ bên) và gỗi đỡ ở giữn (côn gợi là trụ giữa hay trụ đỡ), Mé bên thường dùng kiễu trọng lực “Trụ đỡ cũng thường dùng kiễu trọng lực khi chiều cao không lớn, ding kiểu khung hoặc kiểu hỗn hợp khi trụ có chiều cao lớn, 2.14 Ve tinh toán kết cấu xi mang lưới thép, [10] 2144 1 inh toán cường đ a. Tinh toán cường độ trén tiết diện vuông gốc.
a1 Tiế diện chữ nhật có đặt lưới thp và thép thanh. Đổi với cầu kiện chịu uốn, sơ đồ tính toán và phương pháp tinh toán tương tự như trong kết cầu bê tông cốt thép. Sơ đồ ứng suất làm cơ sở tính toán cho ở hình 2.1 ế «ị E Ỷ II Chú thích. p=R+Rijtus Py = (Ry + Rita .Dx P, 2 = Ry py b.1: Sơ đồ tink toản của tiết điện chữ nhật ya vào phương trình momen đối với trục di qua trọng tâm vùng chịu nén để xác định điều kiện về cường độ, quy định theo công thức (2.2) trong đó Ry là cường độ chịu nén tinh toan của vữa xi mang: bh là bỀ rộng và chiều cao tết din của cấu kiện: Trong trường hợp cầu kiện chỉ cỏ lưới tp th tri số utd trong các công thức (2.1) và (12) ấy bằng pur = a2 Tiết diện chữ I có đặt lưới thép và thép thanh * Trường hợp tre trung hỏa di qua cánh nén x < he Sơ dé tính toán mô tả ở hình 2.2: Chú thích PRS Russ Roa Bes "`.
Ps = Ruu,b,1 Hình 2.2~ Sơ do ứng suất xác định vị tri trục trung hỏa của tiết diện chữ1 Cường độ tinh toán của edu kiện phải thoả man điều kiện quy định trong phương trình (2.3) CRE RỊ) bị hộ Rod bù, AR, dụ, b, chị 23) trong đó: #4, là hàm lượng cốt thép tương đương của phần cánh chịu nén; V4, là hàm lượng cốt thép tương đương của phần sườn chịu kéo; ,¿ là hảm lượng cốt thép tương đương của phần cảnh chịu kéo; b,,h„ là kích thước cánh nền; sh, là ích thước sườn chịu kéo; 6,,l,_là kích thước cánh chịu kéo; Khix < ý cho phép lấyx = 1ý và dua vào phương trinh momen lấy đối với trọng tâm của phin cảnh nén suy ra điều kiện cường độ, p dụng công thie (24): Ae }e Hb 4) 2B * Trưởng hợp trục trung hỏa di qua sưởn: x > /, Sơ đỗ tính toán xem hình 2.3: lộ roo K\é pm. ‘| “my Cha thích `. Pị= (RA Rpg) BA Po = (Rot Rasy) BOD): Py = Ra B(= 3=: Pa = Roy dh, "Hình 2.3- Sơ đồ ứng suất của tit diện chit Khi điều kiện theo phương trình (2.3) không thỏa mãn, trục trung hòa đi qua sườn, phải dia vio phương trình mémen lấy với trong tâm của phần cánh chịu kéo suy ra điều kiện về cường độ, quy định theo phương trình (2.5): kent st, Ri bh {hE cc, Rutten 6A XR ý n> 3. 65) Dựa vào phương tình hình chiếu xác định được chiều cao ving nền theo phương trình (2.6) (RRs)BM +(R, +R MOHDR, dự ik, = Ry gH bÁh— x—h, +R, fh,2,2.6) Các công thức trên chỉ được sử dụng khi thỏa man điều kiện x < au.
Trị số an được xác định bằng thực nghiệm phụ thuộc vào vật liệu. Với xi mang PC40, thép nhóm CI, CHÍ có thể lấy a= 0,45 2. Tính toán nứt và biến dạng. Kiểm tra nứt Di kiện -du kiện xi măng lưới thép không bị nứt tính theo công thức neMc < Mn eR Wad an trong đó, 1 1à hệ số biển dạng déo lấy như kết cầu bê tông cốt thép.
2; là cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của vữa xi mang. Wor là médun chồng tồn của tiết điện quy đổi với him lượng cốt thép tương đương jus b. Tinh toán độ võng Độ võng tương đối lớn nhất của cầu kiện xi măng lưới thép khi chịu uốn do tải trọng tiêu chuẩn sinh ra khi chưa bị nứt được xác định theo công thức (2.8) peed a trong đó Bla hệ số phụ thuộc liên kết và dạng tải trong tác dụng lên cấu kiện, Với dầm đơn chịu tải trọng phân bổ đều f= 5/48 B là độ cứng của dầm xác định như sau - Khi dim chưa bị nứt: B= EamxJ - Khi dim bị nút với vết nứt có bê rong không quá 0.05 mm: B= Epos x J Ea, là môdun đàn hồi của xỉ măng lưới thép tương ứng trường hợp chưa xuất hiện vết nứt Eouc là môdun din hồi của xi măng lưới thép tương ứng với trường hợp xuất hiện vết nứt cổ b rộng không quá 0,05 mm Khi cấu kiện xi măng lưới thép chưa bị nút thi B được xác định theo công thúc B.=0485Ia lại 29) trong đó Bs là mô dun dn hồi ban đầu của vữa xi mang; Joa Tà mô men quần tính của tết điện quy đổi với him lượng thép tương đương ytd £ 2.5 Một số nhận xét về tiêu chuẩn. Tiêu chun này để giải quyết kha diy đủ các yêu cầu kĩ thuật, phương pháp tính toán thiết Ế, chọn loại vật iệu.chọn sơ bộ kích thước của cầu máng.
Tuy mục dich của tiêu chuẫn này là đưa ra các chỉ dn và các quy định dùng để phục vụ thiết kế cầu máng vỏ mỏng xi mang lưới thép nên khi sử dụng tiêu chun này để thiết kế cầu máng loại lớn còn nhiều điều bit cập chưa giải quyết được. Mot số tồn tại của tiêu chuẩn nay như sau. - Tiêu chuẳn này quy định yêu cầu kỹ thuật trong tinh toán thiết kế các loại cầu ming có chiều diy không lớn hơn 35 mm. Đồng thời, tiêu chuẩn nảy chỉ ấp dụng cho cầu máng xi măng lưới thép là những cầu máng thường chỉ có 1 khoang, đó là những cầu máng có điện tích mặt cắt ngang dẫn nước thưởng là vừa và nhỏ, do đó chỉ dẫn được lưu lượng vừa phải.