CHƯƠNG I: SƠ BỘ DẦM CHỦ - Vách dầm mỏng, khó đổ dầm bê tông, Đầu dầm có khấc thì cốt thép rất dày và bê tông hay 1.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN có sự cố chỗ này. Phương án kết cấu nhịp : Sau khi so sánh các ưu nhược điểm của 3 phương án kết cấu nhịp nêu trên em quyết định lựa chọn Dầm I : phương án kết cấu nhịp dầm I làm sự lựa chọn cho đề tài của mình ! Ưu điểm : 1.1 SỐ LIỆU CHUNG - Trọng lượng lắp ghép nhẹ hơn so với dầm T cùng chiều dài nhịp nên thi công lao lắp dầm dễ hơn. - Quy mô thiết kế: Cầu dầm BTCT DƯL nhịp giản đơn - Tiết diện đối xứng nên ổn đinh hơn trong việc vận chuyển dầm và lao lắp - Quy trình thiết kế: TCVN 11823:2017 - Trên dầm I có bản BTCT đổ tại chỗ làm cho nó toàn khối và có độ cứng ngang cũng tốt, phân - Tiết diện dầm chủ: Chữ I phối tải trọng cho các dầm đồng đều hơn - Phương pháp tạo DƯL: Căng sau Nhược điểm : - Hoạt tải thiết kế: HL-93 - Kết cấu bản lắp ghép , phần bản đổ tại chỗ nên thi công lâu hơn, phụ thuộc thời tiết. - Chiều dài nhịp: L=30.0m Dầm T : - Khổ cầu: 16,0 + 1.2 VẬT LIỆU CHẾ TẠO DẦM - Lắp ghép hoàn toàn, không cần đổ bản mặt cầu tại chỗ Thời gian thi công nhanh hơn, ít - Bê tông dầm: phụ thuộc thời tiết (vẫn phải đổ bê tông mối nối nhưng khối lượng ít) Nhược điểm : + Cường độ chịu nén của bê tông tuổi 28 ngày: f c' = 45 MPa - Tiết diện không đối xứng nên dễ mất ổn định khi sàng dầm và lao lắp.
+ Trọng lượng riêng của bê tông: c = 25.0 kN/m3 Dầm Super T : + Mô đun đàn hồi: Ed 0.6(Mpa) Ưu điểm : - Bê tông bản mặt cầu: - Loại dầm này cũng thuộc bản lắp ghép. Phần dầm U căng trước sau đó đổ bản Tính toàn + Cường độ chịu nén của bê tông tuổi 28 ngày: f cs' = 30 MPa khối tốt hơn - Tiết diện dầm giai đoạn khai thác dạng hộp nên độ cứng uốn và xoắn đều cao hơn I, T + Trọng lượng riêng của bê tông: c = 25.0 kN/m3 Tận dụng khả năng làm việc của vật liệu tốt + Mô đun đàn hồi: Eb 0.5 fc' 29440(Mpa) Nhược điểm : SVTH: LÊ CHÍ DIỄN– 17127006 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. ĐỖ TIẾN THỌ - Cáp DƯL: Sử dụng loại cáp theo tiêu chuẩn ASTM 416. Bcau Bcau 19500 19500 n dam ( )( ) (7.8 2500 1800 - Các chỉ tiêu cáp DƯL: + Cường độ chịu kéo: fpu= 1860 MPa Chọn ndam = 10 dầm + Giới hạn chảy: fpy = 0.9x fpu fpy= 1674 MPa Chọn S = 2000 mm + Mô đun đàn hồi: Ep= 197000 MPa - Chiều dài phần bản hẫng: - Cốt thép thường: Bcau n dam 1.
+ Cường độ chảy: fy = 250 MPa 2 2 + Môđun đàn hồi: E s= 200000 MPa - Chiều cao dầm chủ: 1.2 CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP H ≥ 0.1 CHIỀU DÀI TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHỊP H L 30 1.36m 18 22 18 22 - Kết cấu nhịp giản đơn có chiều dài nhịp: Lnhịp = 30.5 m - Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối: a = 0.3m - Khoảng cách dầm ngang: - Chiều dài nhịp tính toán: Ltt = Lnhịp - 2 x a Ltt = 30.2 QUY MÔ MẶT CẮT NGANG CẦU → Chọn Hng=1.32m - Các kích thước mặt cắt ngang cầu: - Bề rộng: b = 200 mm + Bề rộng phần xe chạy: Bxechay = 16.0 m 8m Lng ≤ { + Bề rộng lề đi bộ: Bledibo= 1.5 m 4S = 4×2= 8m → Chọn 5 dầm ngang, Lng =7. + Bề rộng lan can: Blancan= 0.3 KÍCH THƯỚC DẦM CHỦ + Bề rộng toàn cầu: Bcau = Bxechay + 2.5 m + Số làn xe thiết kế: n = 2 làn - Khoảng cách giữa các dầm chủ: S 1.5 m - Số dầm chủ thiết kế: SVTH: LÊ CHÍ DIỄN– 17127006 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. ĐỖ TIẾN THỌ SVTH: LÊ CHÍ DIỄN– 17127006 9 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. ĐỖ TIẾN THỌ CHƯƠNG II: LAN CAN 2.1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ - Bê tông: γc = 25×10-6 N/mm3; giới hạn chảy của thép: fy = 250 MPa - Module đàn hồi của bê tông: Ec = 29440 MPa w=0.37 N/mm y - Module đàn hồi của thép: Es = 200000 MPa w=0.37 N/mm O Chọn cấp lan can thiết kế: cấp 4 (TL-4).
x + Lực ngang: Ft = 240 (kN). Chiều dài tác dụng lực: Lt = 1070 mm + Lực dọc: FL = 80 (kN). Chiều dài tác dụng lực: LL = 1070 mm Hình 2.1: Tải trọng lên lan can + Lực đứng, hướng xuống: Fv = 80 (kN). Chiều dài tác dụng lực: Lv = 5500 mm - Theo phương đứng (y): + Điểm đặt lực: He = 810 mm + Tĩnh tải: Trọng lượng tính toán của bản thân lan can.
+ Chiều cao nhỏ nhất của lan can: H = 810 mm 𝐷2 − 𝑑2 −5 1002 − 902 𝑔=𝛾 𝜋 = 7.117 𝑁/𝑚𝑚 4 4 - Trong các cầu thông thường lực Fv và FL không gây nguy hiểm cho lan can nên chỉ xét lực Ft.2 THIẾT KẾ PHẦN THANH LAN CAN + Hoạt tải: Tải phân bố: w = 0.37 N/mm - Theo phương ngang (x): 2.1 THIẾT KẾ THANH LAN CAN - Chọn thanh lan can thép ống đường kính ngoài D = 100mm, đường kính trong d=90mm + Hoạt tải: Tải phân bố: w = 0.37 N/mm - Khoảng cách giữa 2 cột lan can: L=2000mm - Tải tập trung P = 890 N được đặt theo phương hợp lực của g và w. - Khối lượng riêng thép lan can: s 7.85 105 N / mm3 Nội lực trong thanh lan can: - Cường độ bê tông của lan can: f’c = 25 MPa (Chọn) - Theo phương (y): + Moment do tĩnh tải tại mặt cắt giữa nhịp: 2.2 TẢI TÁC DỤNG LÊN LAN CAN p L2 0.117 20002 Tải trọng tác dụng lên thanh lan can: Mg y 58500 N.mm 8 8 + Moment do hoạt tải tải tại mặt căt giữa nhịp: w L2 0.37 20002 Tải phân bố: M wy 185000N.mm 8 8 P L 890 2000 Tải tập trung: M Py 445000 N.mm 4 4 SVTH: LÊ CHÍ DIỄN– 17127006 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. ĐỖ TIẾN THỌ - Theo phương (x): Mn 280 26591.mm) + Moment do hoạt tải tại mặt cắt giữa nhịp: Ta có: Mn 1 7445725 7445725(N.37 20002 Tải phân bố: M x w 185000N.mm Vậy lan can đảm bảo chịu lực 8 8 P L 890 2000 2.3 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA LAN CAN Tải tập trung: M Px 445000N.mm 4 4 - Tổ hợp nội lực tác dụng lên thanh lan can: M [ DCMgy LL (Mwy Mpy )]2 ( LLMxw LLMpx )]2 Trong đó: : là hệ số điều chỉnh tải trọng DlR Với: l 1 D 0.95 : hệ số dẻo cho các thiết kế thông thường và theo đúng yêu cầu R 1: hệ số dư thừa (mức thông thường) 1 0.25 : hệ số tải trọng cho tĩnh tải LL 1.75 : hệ số tải trọng cho hoạt tải M 0.mm Kiểm tra khả năng chịu lực thanh lan can: Mn M Hình 2.2: Chi tiết cột lan can Trong đó: Đối với cột lan can ta chỉ cần kiểm tra khả năng chịu lực xô ngang vào cột và kiểm tra độ 1: hệ số sức kháng mãnh, bỏ qua lực thẳng đứng và trọng lượng bản thân. M: là momnet lớn nhất do tĩnh tải và hoạt tải M n f y S : Sức kháng tiết diện Kiểm tra khả năng chịu lực xô ngang: + Kích thước: Chiều cao cột h = 710 (mm), Chiều cao lực tác dụng: h1 = 300 (mm), h2 = 340 (mm) S: là momnet kháng uốn của tiết diện + Lực tác dụng: (chỉ có hoạt tải) S 32 D d 3 3 3.875mm3 Lực phân bố: w = 0.37 N/mm ở 2 thanh lan can ở hai bên cột truyền vào một lực tập trung: SVTH: LÊ CHÍ DIỄN– 17127006 11 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.
ĐỖ TIẾN THỌ Pw w l 0.37 2000 740(N) - Iyc: momen quán tính của bản cánh chịu nén của mặt phẳng thép quanh trục đứng Lực tập trung: P = 890N trong mặt phẳng của bản bụng, tính như sau + Suy ra lực tập trung vào cột là: 8 × 1803 Iyc = = 3888000(𝑚𝑚4 ) P’ = Pw + P = 740 + 890 = 1630N 12 - Ta kiểm toán tại mặt cắt A-A Ta có: Iyc 3888000 - Moment tại mặt cắt A-A: 0.667 MAA =P' h P' h 2 1630 640 1630 300 1532200Nmm Vậy thỏa yêu cầu cấu tạo chung. - Mặt cắt A-A đảm bảo khả năng chịu lực khi: M n LL M A A 2.5 THIẾT KẾ BU LÔNG NEO Số liệu thiết kế: - Sức kháng của tiết diện M n f y S Trong đó: + S: Moment kháng uốn của tiết diện + Đường kính bu lông: ∅14 => Ab = 153.9 mm2 180 83 8 1843 + Số lượng bu lông: 4 bulông 2 96 180 8 2 I S 12 12 307104.42 N / mm Y 100 + Cường độ chịu kéo nhỏ nhất: Fub = 420 MPa => M n 280 307104.47 Nmm + Bề dày bản đế: 20 mm M n 85989239.5Nmm Kiểm tra sức kháng cắt bu lông: Mặt cắt A-A đủ khả năng chịu lực. + Sức kháng cắt của mỗi bu lông tinh tại vị trí có ren theo 6.4 KIỂM TRA TỈ LỆ CẤU TẠO CỘT LAN CAN R n = 0.1 22TCN272-05 các cấu kiện chữ I phải thỏa mãn các yêu cầu cấu tạo như sau: + Với Ns là số lượng mặt cắt tính toán Ns = 1 → R n = 0.9 + Lực cắt mà mỗi bu lông phải chịu là: Iy P + Pw 890 + 740 Vi = = = 407.5 N nên bu lông đảm bảo điều kiện chịu cắt. - Iy: momen quán tính của mặt cắt thép đối với trục thẳng đứng trong mặt phẳng bản Kiểm tra sức kháng kéo của bulông.
bụng, tính như sau: + Sức kháng kéo danh định của Bu lông được tính theo 6.2 22TCN 211-05 như sau: 184 × 83 8 × 1803 Iy = +2× = 7783850.