ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
Đồ Án
Công nghệ thi công
cầu bê tông cốt
thép dự ứng lực
bằng phương pháp
đúc hẫng cân bằng
ĐINH VĂN PHƢƠNG 123 LỚP CĐ1-K44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
Mục Lục
PHẦN II ................................................................................................................ 126
THIẾT KẾ KỸ THUẬT ........................................................................................ 126
CHƢƠNG I ........................................................................................................... 127
GIỚI THIỆU CHUNG .......................................................................................... 127
I – TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU BTCTDƢL BẰNG
PHƢƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BĂNG. .................................................. 127
II – GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƢƠNG ÁN ................................................ 128
II.1 – TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ ...................................................................... 128
II.2 – SƠ ĐỒ KẾT CẤU ................................................................................... 128
II.2.1 – Kết cấu phần trên .................................................................................. 128
II.2.2 – Kết cấu phần dƣới ................................................................................. 129
CHƢƠNG II .......................................................................................................... 130
TÍNH ĐẶC TRƢNG HÌNH HỌC ........................................................................ 130
I . CHỌN CÁC KÍCH THƢỚC CẦU CHÍNH . ............................................... 130
II . TÍNH ĐẶC TRƢNG HÌNH HỌC CỦA DẦM CHỦ . ............................... 130
CHƢƠNG III ......................................................................................................... 135
TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG CÁC GIAI ĐOẠN. ......................................... 135
I . TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 1 (DC ): ................................................................. 135
II . TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 2 (DW) : .............................................................. 135
III . TÍNH NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU NHỊP .............................. 136
III.1. NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN DẦM CHỦ GIAI ĐOẠN THI CÔNG ..... 136
1. Các sơ đồ tính : .............................................................................................. 136
1.1.Thi công đúc hẫng đối xứng ra hai bên trụ ................................................. 136
1.2. Đổ bê tông xong đốt hợp long ở nhịp biên nhƣng bê tông chƣa đông cứng :
........................................................................................................................... 138
1.3. Hợp lọng xong nhịp biên và bê tông đã hóa cứng : ................................... 138
1.4.Hợp long xong nhịp giữa nhƣng bê tông chƣa đông cứng.......................... 139
1.5. Hợp long xong nhịp giữa và bê tông đã đông cứng. ................................. 139
1.6. Giai đoạn khai thác ..................................................................................... 140
2 . Tính toán nội lực tác dụng lên kết cấu nhịp giai đoạn thi công : ................. 140
2.1.Thi công đúc hẫng đối xứng từ hai bờ ra trụ ............................................... 141
2.3. Hợp long xong nhịp biên và bê tông đã đông cứng : ................................. 148
2.4. Hợp long xong nhịp giữa nhƣng bê tông chƣa đông cứng......................... 149
2.5. Hợp long xong nhịp giữa và bê tông đã đông cứng. .................................. 151
III.2. TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG GIAI ĐOẠN KHAI THÁC . ............. 152
2. Tổ hợp theo trạng thái giới hạn sử dụng : ..................................................... 157
III.3 .TỔNG HỢP NỘI LỰC TÍNH TOÁN: .................................................. 160
Giai đoạn thi công : ........................................................................................... 160
2. Giai đoạn khai thác( Sử dụng) : .................................................................... 161
CHƢƠNG IV .................................................................................................... 163
ĐINH VĂN PHƢƠNG 124 LỚP CĐ1-K44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP ............................................................ 163
I- TÍNH LƢỢNG CỐT THÉP TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG ................. 163
I.1. Đặc trƣng vật liệu :...................................................................................... 163
I.2. Quy đổi mặt cắt :......................................................................................... 164
I.3. Xác định số bó cốt thép DƢL trong giai đoạn thi công: ............................. 165
1.3.1. Xác định vị trí TTH của mặt cắt .............................................................. 165
1.3.2. Tính diện tích cốt thép DƢL cần thiết .................................................... 166
1.3.2.1. Tính và bố trí cốt thép cho mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn thi công ........... 167
1.3.2.1.2) Kiểm toán mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn thi công : ............................... 168
II.2.1. Tính và bố trí cốt thép cho mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn khai thác ............ 172
CHƢƠNG V .......................................................................................................... 177
KIỂM TOÁN KẾT CẤU NHỊP ............................................................................ 177
I. KIỂM TOÁN GIAI ĐOẠN THI CÔNG ....................................................... 177
I.1.Quy đổi mặt cắt đỉnh trụ về mặt cắt chữ T. ................................................ 177
I.2. Tính mất mát ứng suất trong giai đoạn thi công. ........................................ 178
I.2.1.2.Thép cƣờng độ cao:................................................................................ 179
I.2.1.3. Thép thƣờng: ......................................................................................... 179
I.2.2. xác định diện tích cốt thép dự ứng lực cần thiết: ..................................... 179
I.2.3. Tính đặc trƣng hình học mặt cắt đỉnh trụ (Đã bố trí cốt thép DƢL ). ..... 180
I.2.4. Tính toán mất mát ứng suất: .................................................................... 180
I.2.4.1. Mất mát do ma sát. (Theo 5.9.5.2.2b-1) ............................................... 181
I.2.4.2. Mất mát do thiết bị neo. (Theo điều 5.9.5.2). ....................................... 182
I.2.4.5. Mất mát do từ biến (5.9.5.4.3). ............................................................. 184
I.2.4.6. Mất mát do tự chùng (5.9.5.4.4). .......................................................... 184
I.3. Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cƣờng độ I tại mặt cắt 20-20 (mặt cắt
đỉnh trụ). ............................................................................................................ 185
ĐINH VĂN PHƢƠNG 125 LỚP CĐ1-K44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
PHẦN II
THIẾT KẾ KỸ THUẬT
ĐINH VĂN PHƢƠNG 126 LỚP CĐ1-K44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CHƢƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG
I – TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU BTCTDƢL
BẰNG PHƢƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BĂNG.
Phƣơng pháp đúc hẫng là quá trình xây dựng kết cấu nhịp dầm từng đốt theo sơ đồ
hẫng cho tới khi nối liền thành các kết cấu hoàn chỉnh . Có thể thi công hẫng từ trụ đối
xứng ra 2 phía hoặc hẫng dần từ bờ ra . Phƣơng pháp này có thể áp dụng thích hợp để thi
công các kết cấu liên tục, cầu dầm hẫng , cầu khung hoặc cầu dây xiên dầm cứng BTCT .
Nội dung cơ bản của phƣơng pháp đúc hẫng :
- Khi thi công theo phƣơng pháp đúc hẫng , kết cấu nhịp BTCT đƣợc đúc trên đà
giáo di động theo từng đốt nối liền nhau đối xứng qua trụ cầu . Cốt thép thƣờng
của các khối đƣợc liên kết với nhau trƣớc khi đúc bê tông để đảm bảo tính liền
khối và chịu cắt tốt của kết cầu . Sau khi bê tông đốt dầm đủ cƣờng độ cần
thiết thì các đốt dầm này đƣợc liên kết với các đốt đã đúc trƣớc đó nhờ cốt thép
DƢL
- Phần cánh hẫng của kết câu nhịp BTCT đã thi công xong phải đảm bảo đủ khả
năng nâng đỡ trọng lƣợng của các đốt dầm thi công sau đó cùng với trọng
lƣợng giàn giáo ván khuôn đúc dầm và các thiết bị phục vụ thi công
- Để đảm bảo ổn định chống lật trong suốt quá trình thi công đúc hẫng phải đảm
bảo tính đối xứng của hai cánh hẫng ( Thi công hẫng từ trụ ra ) hoặc nhờ trọng
lƣợng bản thân của nhịp sát bờ đã đúc trên đà giáo làm đối trọng . Đối các sơ
đồ cầu khung , đốt dẩm trên đỉnh trụ đƣợc liên kết cứng với thân trụ nhờ các
cáp thép DƢL chạy suốt trên chiều cao trụ , Với các sơ đồ cầu dầm đốt này
cũng đƣợc liên kết cứng tạm thời vào trụ cầu nhờ các gối tạm và các cáp thép
hoặc các thanh thép DƢL mà sau khi thi công xong sẽ tháo bỏ.
- Ở giai đoạn thi công hẫng , kết cấu nhịp chỉ chịu mô men âm do đó chỉ cần bố
trí cốt thép DƢL ở phía trên . Sau khi thi công xong 1 cặp đốt dầm đối xứng thì
căng kéo cốt thép DƢl từ đầu mút này sang đầu mút kia và bơm vữa bê tông
lấp kín khe hở giữa cốt thép và thành ống ngay để bảo vệ cốt thép
- Sau khi đúc xong đốt cuối cùng của các cánh hẫng tiến hành nối ghép chúng
thành kết cấu nhịp hoàn chỉnh
Việc đúc hẫng từng đốt trên đà giáo di động giảm đƣợc chi phí đà giáo . Ván
khuôn đƣợc dùng lại nhiều lần cùng với 1 thao tác lặp lại sẽ giảm chi phí nhân lực và
nâng cao năng suất lao động
Phƣơng pháp đúc hẫng thích hợp với xây dựng các dạng kết cấu nhịp có chiều cao
mặt cắt thay đổi , khi đúc các đốt dầm chỉ cần điều chỉnh cao độ đáy ván khuôn cho hợp
lý
ĐINH VĂN PHƢƠNG 127 LỚP CĐ1-K44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
Phƣơng pháp thi công đúc hẫng không phụ thuộc vào không gian dƣới cầu do đó
có thể thi công trong điều kiện sông sâu , thông thuyền hay xây dựng các càu vƣợt trong
thành phố , các khu công nghiệp mà không cho phép đình trệ sản xuất hay giao thông
dƣới công trình....
II – GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƢƠNG ÁN
II.1 – TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
- Quy trình thiết kế : 22TCN272 –05 Bộ Giao thông vân tải
- Tải trọng thiết kế :
+) Hoạt tải HL93 ,
+) Ngƣời đi : 3KN/m2
II.2 – SƠ ĐỒ KẾT CẤU
- Sơ đồ cầu : 4x33 + 75 + 120 + 75 + 3x33
- Chiều dài toàn cầu Lc = 511 m , khổ cầu 8+2x1,5 m
II.2.1 – Kết cấu phần trên
- Một liên dầm liên tục ở giữa , 2 bên là các nhịp dầm giản đơn L=33m
- Dầm khung liên tục BTCTDƢL 3 nhịp ( 75 + 120 + 75 ) tiết diện hình hộp , vách
nghiêng , chiều cao dầm thay đổi H= 7m trên trụ đến H=3m tại giữa nhịpvà đầu dầm ,
bề rộng đáy dầm hộp B=5m
- 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 100 cm , tại mặt cắt giữa nhịp là 30 cm
+) Chiều dày phần cánh hẫng : hc = 25 cm
+) Chiều dày sƣờn dầm : Tại trụ ts = 80 cm , Tại mặt cắt giữa nhịp ts = 50 cm
- Vật liệu dùng cho kết cấu nhịp.
1- Bê tông mác có:
+) f’c = 40 (MPa).
+) c = 24,5 (kN/m3).
+) Ec = 32979,77 (MPa).
2- Cốt thép DƢL của hãng VSL theo tiêu chuẩn ASTM - grade 270 có các chỉ tiêu
sau:
+) Diện tích một tao Astr = 1,387 mm2
+) Cƣờng độ cực hạn: fpu = 1860 MPa
+) Độ chùng sau 1000h ở 200C là 2.5%
3- Neo: Sử dụng loại neo EC-5-31, EC-5-22 và EC 5-12.
4- Cốt thép thƣờng: Sử dụng loại cốt thép có gờ với các chỉ tiêu:
+) fy = 420 (MPa).
- Dầm dẫn : bằng bê tông cốt thép DƢL có chiều dài L = 33m , Mặt cắt ngang
gồm 5 dầm chủ tiết diện chữ T , chiều cao h = 1,5 m , đặt cách nhau 2,3m
ĐINH VĂN PHƢƠNG 128 LỚP CĐ1-K44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
- Trắc dọc cầu theo bán kính R = 3866 m , trong phạm vi 270m , tiếp theo dốc 3%
về phía 2 mố và đƣờng đầu cầu , Độ dốc ngang cầu in = 2%
- Mặt cầu BT Asphan 7cm , dƣới là lớp phòng nƣớc 4mm
- Gối cầu , khe co giãn bằng cao su , lan can bằng thép , Thoát nƣớc và chiếu sáng
theo quy định hiện hành
- Bản mặt cầu trên nhịp dẫn giản đơn bằng BTCT 15 cm , Lớp phủ mặt cầu gồm 3
lớp : Lớp bê tông tạo dốc 4cm , lớp phòng nƣớc 0,4cm , Lớp bê tông asphan 7cm ; độ
dốc ngang cầu in = 2%
II.2.2 – Kết cấu phần dƣới
a) Cấu tạo trụ cầu :
- Trụ cầu dùng loại trụ thân đặc bằng BTCT đổ bê tông tại chỗ bê tông có cƣờng
độ chịu nén f’c = 30Mpa
- Trụ T1, T2, T3 , T8, T9 : đƣợc đặt trên móng cọc đóng : d = 40 cm
- Trụ T4, T7 : đƣợc đặt trên móng cọc khoan nhồi : D = 100 cm
- Trụ T5, T6: đƣợc đặt trên móng cọc khoan nhồi : D = 150 cm
- Phƣơng án móng : Móng cọc đài thấp.
b) Cấu tạo mố cầu
- Mố cầu dùng loại mố U BTCT , đổ tại chỗ mác bê tông chế tạo f’c = 30Mpa
- Mố của kết cấu nhịp dẫn đƣợc đặt trên móng cọc đóng d= 40 cm
ĐINH VĂN PHƢƠNG 129 LỚP CĐ1-K44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CHƢƠNG II
TÍNH ĐẶC TRƢNG HÌNH HỌC
I . CHỌN CÁC KÍCH THƢỚC CẦU CHÍNH .
- Chiều dài kết cấu nhịp: đối với kết cấu nhịp liên tục chiều dài nhịp biên
Lnb= (0,6 0,8) chiều dài nhịp giữa Lng.
+) Trong phƣơng án này chọn Lng = 120m.
+) Lấy : Lnb = 75 m
Sơ đồ bố trí chung nhịp cầu chính :
7500 120000 7500
- Xác định kích thƣớc mặt cắt ngang : Dựa vào các công thức kinh nghiệm ta chọn
mắt cắt ngang nhƣ hình vẽ :
500 1500 8000 1500 500
400 500
400 1000 300 1200 3000
400
500
800
7000
300 280
3
1800
700
600
1000
II . TÍNH ĐẶC TRƢNG HÌNH HỌC CỦA DẦM CHỦ .
II.1 – Phân chia đốt dầm
Nguyên tắc chung phân chia đốt dầm :
- Chọn chiều dài đốt K0 trên phần đà giáo mở rộng trụ : Trong phƣơng pháp đúc
hẫng cân bằng , Chiều dài của đốt K0 thƣờng vào khoảng 12-14 m, để có đủ diện tích mặt
ĐINH VĂN PHƢƠNG 130 LỚP CĐ1-K44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
bằng cho việc lắp đặt 2 xe đúc đối xứng nhau trên đó mà thi công hai cánh hẫng đối xứng
nhau
- Chọn chiều dài đốt hợp long nhịp chính : Có thể lấy trong khoảng 2-4 m
- Phần còn lại của chiều dài cánh hẫng có thể lấy trong khoảng từ 2,5 – 4 m , Theo
dọc cầu sẽ có từng nhóm đốt, mỗi nhóm gồm các đốt có chiều dài giống nhau , Các nhóm
khác nhau có chiều dài khác nhau . Chiều dài của đốt đƣợc chọn sao cho tận dụng hết
năng lực của thiết bị xe đúc . Ví dụ trọng lƣợng của xe đúc nên gần bằng với khả năng
treo của xe đúc . Nhƣ vậy sẽ giảm bớt số xe đốt đúc hẫng . Mặt khác khối lƣợng bê tông
mỗi đốt phải phù hợp với khả năng cung cấp bê tông đến công trƣờng .
- 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 nhƣ sau :
+) Đốt trên đỉnh trụ : do = 14m (khi thi công sẽ tiến hành lắp đồng thời 2 xe
đúc trên trụ)
+) Đốt hợp long nhịp giữa : dhl = 2m
+) Đốt hợp long nhịp biên : dhl = 2m
+) Chiều dài đoạn đúc trên đà giáo : ddg = 14 m
+) Số đốt ngắn trung gian : n = 4 đốt , chiều dài mỗi đốt : d = 3 m
+) Số đốt trung gian còn lai : n = 10 đốt , chiều dài mỗi đốt d = 4 m
- Sơ đồ phân chia đốt dầm :
+) Nhịp giữa :
14 4x3 10x4 2
10 11 12 13 14
3
5 6 7 8 9
2 3 4
K0 1
7
+) Nhịp biên :
14 2 10x4 4x3 14
16' 1 14' 13' 12' 11' 10' 9' 8' 7' 6' 5' 4' 3' 2' 1' K0
3
7
II.2 – Xác định phương trình thay đổi cao độ đáy dầm
- Giả thiết đáy dầm thay đổi theo phƣơng trình parabol bậc 2 theo phƣơng trình :
Y = ax2 + bx +c
- Lấy điểm dƣới cùng của đốt hợp long làm gốc toạ độ , trục x , y có chiều nhƣ hình
vẽ :
O(0,0) O(0,0)
B(-58,5;4,0) A(58,5;4,0)
Y
- Do đƣờng cong đi qua gốc toạ độ nên c=0 , đồng thời đƣờng cong đi qua 2 điểm
A(-58,5;4,0) và B(58,5;4,0) nên có dạng :
4,0 = a.58,52 + 58,5.b
ĐINH VĂN PHƢƠNG 131 LỚP CĐ1-K44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
4,0 = a.58,52 - 58,5.b
- Từ hai phƣơng trình trên ta tính đƣợc :
A = 0,001169
B=0
Vậy phƣơng trình có dạng:
Y = 0,001169.x2
II.3 – Xác định phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm
- Tính toán tƣơng tự ta có phƣơng trình thay đổi chiều dày đáy dầm nhƣ sau ( Với
gốc toạ độ chọn tại mặt trên của đáy dầm tại vị trí giữa nhịp) :
Y = 0,00108119.x2 – 0,000097307
II.4 – Xác định cao độ mặt dầm chủ
-Mặt cầu nằm trên đƣờng cong đứng bán kính R = 3866 m
II.5 – Xác định các kích thước cơ bản và đặc trưng hình học của mặt cắt tiết diện.
Sau khi khai báo mặt cắt thay đổi trong MiDas xong , ta tính đƣợc kích thƣớc của
các mặt cắt nhƣ sau :
½ Mặt cắt dầm chủ
BI1
H01
HI1
BI1-2
HI2
H02
H02-2
B01-2
HI3
H03
BI3
BI3-2
HI4
B01 B02 B03
HI5
- Bảng các kích thƣớc hình học của mặt cắt :
MC 0 1 2 3 4 5 6 7
HO1 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
HO2 0.5 0.5182 0.5274 0.536 0.5441 0.5516 0.5608 0.569
HO2-2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
HO3 6.2 5.4532 5.0774 4.724 4.3929 4.0841 3.7071 3.3698
BO1 2.25 2.2548 2.2574 2.26 2.2626 2.2652 2.2687 2.2722
BO1-2 1.85 1.8952 1.9199 1.9346 1.9693 1.994 2.0269 2.0598
BO2 1.25 1.1706 1.1273 1.084 1.0407 0.9974 0.9397 0.8819
BO3 2.5 2.5746 2.6153 2.656 2.6967 2.7374 2.7917 2.8459
ĐINH VĂN PHƢƠNG 132 LỚP CĐ1-K44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
HI1 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
HI2 0.4 0.4182 0.4274 0.436 0.4441 0.4516 0.4608 0.469
HI3 4.7 4.1262 3.8375 3.566 3.3116 3.0744 2.7848 2.5256
HI4 0.6 0.5545 0.5316 0.51 0.4898 0.471 0.448 0.4274
HI5 1 0.8725 0.8083 0.748 0.6915 0.6388 0.5744 0.5168
BI1 2.95 2.9739 2.987 3 3.013 3.0261 3.0435 3.0609
BI1-2 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9
BI3 2 2.0861 2.133 2.18 2.227 2.2739 2.3365 2.3991
BI3-2 1.3 1.4052 1.4626 1.52 1.5774 1.6348 1.7113 1.7878
MC 8 MC 9 MC 10 MC 11 MC 12 MC 13 MC 14 MC 15
HO1 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
HO2 0.5763 0.5826 0.5879 0.5923 0.5956 0.5981 0.5995 0.6
HO2-2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
HO3 3.0722 2.8143 2.596 2.4175 2.2786 2.1794 2.1198 2.1
BO1 2.2757 2.2791 2.2826 2.2861 2.2896 2.293 2.2965 2.30
BO1-2 2.0927 2.1256 2.1585 2.1914 2.2243 2.2572 2.2901 2.323
BO2 0.8242 0.7664 0.7087 0.651 0.5932 0.5355 0.4777 0.42
BO3 2.9002 2.9544 3.0087 3.063 3.1172 3.1715 3.2257 3.28
HI1 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
HI2 0.4763 0.4826 0.4879 0.4923 0.4956 0.4981 0.4995 0.5
HI3 2.2969 2.0988 1.9311 1.7939 1.6872 1.611 1.5652 1.55
HI4 0.4093 0.3936 0.3802 0.3694 0.3609 0.3548 0.3512 0.35
HI5 0.466 0.422 0.3847 0.3542 0.3305 0.3136 0.3034 0.3
BI1 3.0783 3.0957 3.113 3.1304 3.1478 3.1652 3.1826 3.2
BI1-2 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9
BI3 2.4617 2.5243 2.587 2.6496 2.7122 2.7748 2.8374 2.9
BI3-2 1.8643 1.9409 2.0174 2.0939 2.1704 2.247 2.3235 2.4
- Bảng tính toán đặc trƣng hình học của mặt cắt đầm chủ
Tên x h hd B Bd Bs F S Yo J
MC (m) (m) (cm) (m) (m) (cm) (cm2) (cm3) (cm) (cm4)
0 0 7 108.40 12 5 80 133628 4.41E+07 329.69 9.86E+09
1 7 6.2714 95.61 12 5.1492 76.4 122050 3.67E+07 301.06 7.42E+09
2 10 5.9048 89.17 12 5.2306 74.9 116440 3.34E+07 286.84 6.35E+09
3 13 5.56 83.09 12 5.312 73.4 111147 3.04E+07 273.50 5.43E+09
4 16 5.237 77.39 12 5.3934 71.9 106171 2.77E+07 261.02 4.65E+09
5 19 4.9357 72.06 12 5.4748 70.3 101472 2.53E+07 249.36 3.99E+09
6 23 4.5679 65.52 12 5.5834 68.3 95759 2.25E+07 235.11 3.26E+09
7 27 4.2388 59.65 12 5.6918 66.3 90613 2.01E+07 222.31 2.68E+09
8 31 3.9485 54.44 12 5.8004 64.2 86007 1.81E+07 210.94 2.22E+09
9 35 3.6969 49.89 12 5.9088 62.2 82006 1.65E+07 201.00 1.86E+09
10 39 3.4839 46.00 12 6.0174 60.2 78578 1.51E+07 192.50 1.59E+09
11 43 3.3098 42.77 12 6.126 58.1 75701 1.40E+07 185.47 1.39E+09
ĐINH VĂN PHƢƠNG 133 LỚP CĐ1-K44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
12 47 3.1742 40.19 12 6.2344 56.1 73428 1.32E+07 179.89 1.24E+09
13 51 3.0775 38.28 12 6.343 54.1 71735 1.26E+07 175.81 1.14E+09
14 55 3.0193 37.02 12 6.4514 52 70599 1.22E+07 173.20 1.08E+09
15 59 3 36.42 12 6.56 50 70072 1.21E+07 172.06 1.07E+09
Trong đó :
+) F : Diện tích tính đổi của mặt cắt
+) S : Mômen tĩnh của mặt cắt với đáy dầm.
+) Yo : Khoảng cách từ trục trung hoà đến đáy dầm
+) J : Mômen quán tính của mặt cắt dầm với trục trung hoà
+) hd : Chiều cao bầu dầm tính đổi
+) bd : Chiều rộng đáy mặt cắt hộp
+) Bs : Bề rộng của sƣờn dầm
+) h : Chiều cao của dầm
+) B : Bề rộng đỉnh mặt cắt hộp
ĐINH VĂN PHƢƠNG 134 LỚP CĐ1-K44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CHƢƠNG III
TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG CÁC GIAI
ĐOẠN.
I . TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 1 (DC ):
Tĩnh tải giai đoạn I (DC) Chính là trọng lƣợng của bản thân kết cấu . Khi sử dụng
chƣơng trình phân tích kết cấu bằng MiDas ta khai bao ngay đƣợc loại tải trọng này .
II . TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 2 (DW) :
- Tĩnh tải giai đoạn II gồm có các bộ phận sau :
+) Trọng lƣợng phần chân lan can
+) Trọng lƣợng cột lan can, tay vịn
+) Trọng lƣợng lớp phủ mặt cầu
Tổng : DWIITC = DWmc+ DWclc+ DWlc+tv
a)Tính trọng lƣợng lớp phủ mặt cầu :
Lớp phủ mặt cầu dày 7,4 cm bao gồm : Lớp bê tông asphan dày 7cm và lớp
phòng nƣớc dày 0,4 cm
+) Lớp bê tông Asphalt :
DWasphalt = 12x0,07x22,5 = 18,9 ( KN/m)
+) Lớp phòng nƣớc :
DWpn = 12x0,004x22,5 = 1,08 ( KN/m)
-> Trọng lƣợng dải đều lớp phủ mặt cầu :
DWmctc= 18,9 + 1,08 = 19,98 ( KN/m)
b) Tính trọng lƣợng của chân lan can + tay vịn + lề Ngƣời đi bộ :
Tên gọi các đại lƣợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị
Chiều rộng chân lan can Bclc 50 cm
Chiều cao chân lan can hclc 30 cm
+) Trọng lƣợng chân lan can :
DWclc = 0,5x0,3x2x24 = 7,2 ( KN/m)
Tên gọi các đại lƣợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị
Trọng lƣợng 1 cột lan can Pclc 0.027 KN
Khoảng cách bố trí cột lan can Aclc 2 m
Trọng lƣợng dải đều của cột lan can Pclc 0. 135 KN/m
Trọng lƣợng dải đều phần tay vịn Ptv 0.7 KN/m
ĐINH VĂN PHƢƠNG 135 LỚP CĐ1-K44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
Trọng lƣợng dải đều lan can và tay vịn Plc+tv 0.835 KN/m
- Tính tĩnh tải giai đoạn II
+) Tính tải giai đoạn II tiêu chuẩn
DWIITC = DWmc+ DWclc+ DWlc+tv
= 19,98 + 7,2 + 0. 835 = 28,015 (KN/m)
+) Tĩnh tải giai đoạn II tính toán
DWIItt = g . DWIITC = 1,5. 28,015 = 42,0225 ( KN/m)
III . TÍNH NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU NHỊP
III.1. NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN DẦM CHỦ GIAI ĐOẠN THI CÔNG
1. Các sơ đồ tính :
Sơ đồ phân chia đốt đúc và các mặt cắt.
Đặc điểm của công nghệ thi công đúc hẫng là sơ đồ kết cấu thay đổi liên tục trong
quá trình thi công.
Căn cứ trình tự thi công và phƣơng pháp thi công ta chia ra làm các giai đoạn thi
công sau:
1.1.Thi công đúc hẫng đối xứng ra hai bên trụ
Hình 3.1. Sơ đồ tải trọng khi thi công đúc hẫng đối xứng
- Tải trọng trong giai đoạn này bao gồm:
ĐINH VĂN PHƢƠNG 136 LỚP CĐ1-K44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
+ Tĩnh tải các đốt đúc DC có hệ số tải trọng nDC = 1.25
+ Trọng lƣợng thiết bị đúc và vật liệu. Xe đúc CE =660 KN đặt cách đầu mút đốt
đúc trƣớc là 0,9 m, nCE = 1.25
+ Trọng lƣợng rải đều của ngƣời và thiết bị thi công
CLL = 0.24x12 =2,88 KN/m; nCLL = 1.3.
+) Trọng lƣợng bê tông ƣớt ( WC )
+) Co ngót , Từ biến
+) Tải trọng gió
- Tính tải trọng bê tông ƣớt và tải trọng xe đúc :
+) Tải trọng xe đúc :
Giả thiết ta đang thi công đốt K4 ta tính quy đổi tải trọng xe đúc về nút K3 . Tải
trọng xe đúc ta quy đổi thành Fz và My nhƣ hình vẽ sau :
+) Trọng lƣợng bê tông ƣớt : Khi ta tiến hành đổ bê tông đốt đúc K4 thì trọng
lƣợng bê tông ƣớt quy đổi thành lực cắt và mô men tác dụng vào nút K3 nhƣ hình vẽ sau
:
Công thức tính :
F1 F2
WC = .L. wc
2
Trong đó :
WC : Trọng lƣợng bê tông ƣớt
F1 , F2 : Diện tích của hai mặt của khối đúc
γwc : Trọng lƣợng riêng của bê tông ƣớt (γwc = 24,5 KN/m3)
Tính quy đổi về nút . WC đặt tại trọng tâm của đốt đúc quy đổi về nút thành lực
cắt và mô men nhƣ hình vẽ trên .
ĐINH VĂN PHƢƠNG 137 LỚP CĐ1-K44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
Bảng tính trọng lƣợng bê tông ƣớt :
Tên đốt Chiều dài đốt γwc WC My
m KN/m KN KN.m
K1 4 24.5 876.45075 1314.676
K2 4 24.5 836.38223 1254.573
K3 4 24.5 798.64365 1197.965
K4 4 24.5 763.08803 1144.632
K5 3 24.5 966.4319 1932.864
K6 3 24.5 913.2228 1826.446
K7 3 24.5 865.438 1730.876
K8 3 24.5 823.2637 1646.527
K9 3 24.5 786.8616 1573.723
K10 3 24.5 755.9671 1511.934
K11 3 24.5 730.7321 1461.464
K12 3 24.5 711.2987 1422.597
K13 3 24.5 697.4366 1394.873
K14 3 24.5 689.2879 1378.576
Phần đà giáo 14 24.5 2403.47
Hợp Long 2 24.5 343.3528 343.3528
1.2. Đổ bê tông xong đốt hợp long ở nhịp biên nhƣng bê tông chƣa đông
cứng :
Khi đó bê tông dẻo còn chƣa hóa cứng , trọng lƣợng của ván khuôn hợp long , của
hỗn hợp bê tông dẻo , của cốt thép hợp long đƣợc coi nhƣ chia đôi để tác dụng lên hai sơ
đồ hệ thông kết cấu tách biệt nhau , Một là sơ đồ đúc trên đà giáo phần nhịp biên , Hai là
sơ đồ khung cứng T của phần đúc hẫng từ trụ ra nhịp biên
Các tải trọng tác dụng bao gồm :
- Trọng lƣợng bản thân của đốt hợp long nhịp biên
- Trọng lƣợng ván khuôn và thiết bị để hợp long nhịp biên
- Tải trọng thi công rải đều
1.3. Hợp lọng xong nhịp biên và bê tông đã hóa cứng :
Nhịp biên có đoạn đúc trên đà giáo cố định dài 14 m . Sau khi đúc hẫng cân bằng
xong ta tiến hành hợp long nhịp biên. Việc tính toán hợp long nhịp biên là rất phức tạp do
trình tự đổ bê tông, căng kéo cáp DƢL, điều chỉnh vị trí khối hợp long ảnh hƣởng rất
nhiều đến trình tự và phƣơng pháp tính toán hợp long.
Sơ đồ tính toán :
ĐINH VĂN PHƢƠNG 138 LỚP CĐ1-K44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
Hình 3.2. Sơ đồ tải trọng khi hợp long nhịp biên.
-Tải trọng:
+ Trọng lƣợng bản thân đoạn đổ trên đà giáo.
+ Trọng lƣợng bản thân đốt hợp long.
+ Lực ngƣợc do rỡ tải trọng thi công
+ Lực ngƣợc do rỡ xe đúc
1.4.Hợp long xong nhịp giữa nhƣng bê tông chƣa đông cứng.
-Tải trọng tác dụng:
+ Trọng lƣợng ván khuôn và thiết bị để hợp long nhịp biên
+ Tải trọng thi công rải đều
+ Trọng lƣợng bản thân đốt hợp long
+ Trọng lƣợng bê tông ƣớt
1.5. Hợp long xong nhịp giữa và bê tông đã đông cứng.
Sơ đồ:Liên tục 3 nhịp:
ĐINH VĂN PHƢƠNG 139 LỚP CĐ1-K44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
Hình 3.4. Sơ đồ tải trọng khi hợp long nhịp giữa bê tông đã đông cứng.
-Tải trọng tác dụng:
+ Trọng lƣợng bản thân ( DC)
+ Lực ngƣợc do dỡ tải trọng thi công.
+ Lực ngƣợc do dỡ xe đúc .
1.6. Giai đoạn khai thác
Sơ đồ kết cấu: Dầm liên tục 3 nhịp
Hình 3.4 : Sơ đồ kết cấu giai đoạn khai thác
Tải trọng tác dụng:
+ Tải trọng bản thân ( DC)
+ Tĩnh tải giai đoạn II (DW)
+ Tải trọng gió
+ Co ngót, từ biến
+ Hoạt tải xe LL (Design truck + Tandom) + PL + Lane Load.
2 . Tính toán nội lực tác dụng lên kết cấu nhịp giai đoạn thi công :
Mục đích:
Tính ra đƣợc nội lực tại các mặt cắt trong từng giai đoạn dƣới tác dụng của tải
trọng để từ đố bố trí cốt thép DƢL đảm bảo an toàn cho kết cấu.
Sau đây là nội dung tính toán các giai đoạn thi công kết cấu nhịp liên tục.
ĐINH VĂN PHƢƠNG 140 LỚP CĐ1-K44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
2.1.Thi công đúc hẫng đối xứng từ hai bờ ra trụ
Hình 3.1. Sơ đồ tải trọng khi thi công đúc hẫng đối xứng
- Tải trọng trong giai đoạn này bao gồm:
+ Tĩnh tải các đốt đúc DC có hệ số tải trọng nDC = 1.25
+ Trọng lƣợng thiết bị đúc và vật liệu. Xe đúc CE = 660KN đặt cách đầu mút đốt
trƣớc là 0,9 m, nCE = 1.25
+ Trọng lƣợng rải đều của ngƣời và thiết bị thi công
CLL = 0.24x12 =2.88 KN/m; và hệ số tải trọng nCLL = 1.3
+ Tải trọng bê tông ƣớt (WC)
- Tính toán nội lực tại các mặt cắt trong từng giai đoạn đúc hẫng
Dùng chƣơng trình phân tích kết cấu MiDas sau khi phân tích giai đoạn thi công và
khai bao các loại tải trọng của từng giai đoạn thi công ta có giá trị mô men tại các mặt cắt
nhƣ sau :
Khi đúc đốt K0:
Mặt cắt M (KN.m) V(KN)
20 -11533.87 4054.19
Khi đúc đốt K1:
ĐINH VĂN PHƢƠNG 141 LỚP CĐ1-K44
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
Mặt cắt M (KN.m) V(KN)
18 1240.54
-1848.92
20 6834.35
-34751.6
Khi đúc đốt K2:
Mặt cắt M (KN.m) V(KN)
17 1178.14
-1755.65
18 3911.28
-13484
20 7974.85
-52461.5
Khi đúc đốt K3:
Mặt cắt M (KN.m) V(KN)
16 1119.72
-1668.41
17 3753.22
-12957.2
18 4992.77
-26088.9
20 9058.85
-72654.4
Khi đúc K4
Mặt cắt M (KN.m) V(KN)
15 1065.20
-1587.08
16 3605.19
-12464
17 4782.43
-25054.75
18 6021.70
-41280.49
20 10090.17
-95065.24
Khi đúc K5:
Mặt cắt M (KN.m) V(KN)
14 -2659.7 1342.44
15 -15685.5 4031.18
16 -29466.4 5149.94
17 -46699.8 6326.78
18 -67568.1 7565.65
20 -132186 11637.71
Khi đúc K6:
ĐINH VĂN PHƢƠNG 142 LỚP CĐ1-K44
Copyright by webtailieu.net