Tải bản đầy đủ

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ TRỤ CẦU VÀ MÓNG TRỤ T1

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

CHƯƠNG V
THIẾT KẾ TRỤ CẦU VÀ MÓNG TRỤ T1
A. THIẾT KẾ TRỤ CẦU

I. SỐ LIỆU CHUNG
- Trụ tính toán: trụ T1.
- Chiều dài nhòp 40m.
- Loại dầm: Super – T.
- Chiều dài dầm chủ nhòp 1: 39.18m.
- Chiều dài dầm chủ nhòp 2: 38.33m.
- Khoảng hở 1.70m giữa 2 đầu dầm của 2 nhòp cạnh nhau được giải quyết bằng
chiều rộng mũ trụ kết hợp đổ bản mặt cầu lên trên.
- Tiêu chuẩn thiết kế: 22 TCN 272 – 05.
II. SỐ LIỆU THIẾT KẾ TRỤ T1
1. Số liệu kết cấu phần trên
Hạng mục
Kí hiệu

Giá trò Đơn vò
Số lượng dầm
N
8
Dầm
Khoảng cách các dầm
S
2.15
m
Chiều dài dầm chính nhòp 1
L
39.18
m
Chiều dài tính toán nhòp 1
Ls
38.48
m
Chiều dài dầm chính nhòp 2
L
38.33
m
Chiều dài tính toán nhòp 2
Ls
37.63
m
Chiều cao dầm
H
1.75
m
Chiều cao gờ đỡ lan can
hglc
0.2
m
Chiều cao lan can
hlc
0.86
m
Bề rộng mặt cầu
B
14

m
Khổ cầu
W
17
m
Số làn xe thiết kế
n
4
Làn
Hệ số làn xe
m
0.65
Hệ số xung kích
IM
0.25
γc
Trọng lượng riêng bêtông
24.5
kN/m²
γn
Trọng lượng riêng nước
10
kN/m³
Bản mặt cầu
hf
0.2
m
Lớp phủ mặt cầu
DW
0.05
m
14.00
•Số lượng dầm ngang
ndn
0.936
•Diện tích của một dầm ngang
Fdn
0.70
•Chiều rộng dầm ngang dọc cầu
bdn
0.27
•Diện tích của gờ lan can
Fglc
ng
8.00
Số lượng gối cầu
2.00
•Chiều cao từ đáy dầm tính đến lớp phủ
h
Số liệu đặc trưng dầm Super T nhòp 1 và nhòp 2
SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

181

Dầm
m2
m
m2
Chiếc
m

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

39.18m 38.33m
Chiều dài dầm Super T
2
0.681m2 0.681m
- Diện tích mặt cắt ngang giữa nhòp A
2
1.621m2 1.621m
- Diện tích mặt cắt ngang đoạn dầm đặc A1
2
0.796m2 0.796m
- Diện tích mặt cắt ngang đoạn dầm cắt khấc A0
3.4m
3.4m
- Chiều dài đoạn dầm đặc L1
0.8m
0.8m
- Chiều dài đoạn dầm cắt khấc L0
34.18m 33.33m
- Chiều dài đoạn dầm còn lại L
2
0.936m2 0.936m
- Diện tích dầm ngang đầu dầm Fdn
2. Số liệu trụ: kết cấu phần dưới
- Loại trụ: Trụ thân đặc BTCT dạng chữ “I”, ở giữa dày 1.4m và ở 2 đầu dày 1.8m
bằng BTCT M300 đổ tại chỗ. Mặt ngoài thân trụ tạo chỉ lõm vào trong theo phương
ngang. Mũ trụ bằng BTCT M300 dạng chữ “T “ ngược. Trụ đặt trên nền móng cọc
khoan nhồi.
- Số liệu trụ thiết kế T1:
+ Cao độ mực nước cao nhất: MNCN = 11.38 m.
+ Cao độ mực nước thấp nhất: MNTN = -1.34 m.
+ Cao độ mực nước thi công: MNTC = MNTT = 9.20 m.
+ Cao độ mặt đất thiên nhiên: MĐTN = 6.45 m.
+ Chiều sâu xói chung cộng xói cục bộ: 3.5 m.
+ Cao độ mặt đất sau khi xói chung và xói cục bộ: MĐSX = MĐTN – 3.5 = 2.95 m.
+ Cao độ đỉnh móng: CĐIM = 5.55 m.
+ Cao độ đáy móng: CĐAM = 3.55 m.
III. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ
Tại mỗi vò trí gối có các lực tồn tại theo 3 phương vuông góc tác dụng:
- Lực theo phương dọc cầu: Hy.
- Lực theo phương ngang cầu: Hx.
- Lực theo phương đứng: N.
Các lực này sẽ sinh ra các lực cắt, lực dọc, momen Mx; My.
1. Tónh tải
a. Tónh tải (DC) và lớp phủ (DW) : kết cấu phần trên
3
 Trọng lượng bản thân dầm chủ: Tỷ trọng bê tông dầm chủ: γ c = 24.5kN / m .
- Xét đoạn dầm cắt khấc:
+ Diện tích mặt cắt ngang: A0 = 0.796 m2.
+ Trọng lượng đoạn dầm: DC d 0 = γ c × A 0 × L ck × 2 = 31.22 kN.
- Xét đoạn dầm đặc:
+ Diện tích mặt cắt ngang: A1 = 1.621 m2.
+ Trọng lượng đoạn dầm: DC d1 = γ c × A 1 × L dac × 2 = 134.99 kN.
- Xét đoạn dầm còn lại của dầm nhòp 1 dài 39.18m
+ Diện tích mặt cắt ngang: A = 0.681 m2.
1
+ Trọng lượng đoạn dầm: DC d = γ c × A × [L − 2 × (L dac + L ck )] = 570.28kN.
- Xét đoạn dầm còn lại của dầm nhòp 2 dài 38.33m
+ Diện tích mặt cắt ngang: A = 0.681 m2.
+ Trọng lượng đoạn dầm:
SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

182

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

DC 2d = γ c × A × [L − 2 × (L dac + L ck )] = 556.09 kN.
Tónh tải dầm chủ coi là tải trọng rải đều trên suốt chiều dài dầm:
- Nhòp 1:
DC d 0 + DC d1 + DC1d 31.22 + 134.99 + 570.28
DC dc1 =
=
= 18.80 kN / m.
L
39.18
- Nhòp 2:
DC d 0 + DC d1 + DC 2d 31.22 + 134.99 + 556.09
DC dc2 =
=
= 18.84 kN / m.
L
38.33
 Trọng lượng lớp phủ tác dụng lên 1 dầm:
DW = t lp × A lp × γ lp = 0.05 × 2.15 × 23.5 = 2.53kN / m
 Trọng lượng bản thân bản mặt cầu tác dụng lên 1 dầm chủ:
+ Diện tích: Abmc = S.hf = 2.15x0.2 = 0.43m2.
+ Trọng lượng: DCbmc = γ c .Abmc = 24.5x0.43 = 10.54 kN/m.
 Trọng lượng bản thân dầm ngang: có 14 dầm ngang trên 1 nhòp.
DC dn = A dn × b dn × n dn × γ c = 0.936 × 0.7 × 14 × 24.5 = 204 kN
Trọng lượng dầm ngang truyền lên 1 dầm chủ: 204/8 = 25.48 kN.
 Trọng lượng bản thân gờ lan can:
DC glc = Fglc × γ c = 0.27 × 24.5 = 6.53kN / m
 Trọng lượng bản thân lan can:
DC lc = 3.84 kN / m
=> Phản lực gối (không có hệ số) do một dầm chủ tác dụng trên xà mũ:
+ Ở phía nhòp 1:
(18.8 + 2.53 + 10.54 + 6.53 + 3.84) × 39.18 + 25.48
= 840.22 kN
N1 =
2
+ Ở phía nhòp 2:
(18.84 + 2.53 + 10.54 + 6.53 + 3.84) × 38.33 + 25.48
= 823.04 kN
N2 =
2
Toàn bộ tónh tải kết cấu phần trên của 2 nhòp truyền lên trụ T1:
- Tónh tải DC: DC = DC1 + DC2
+ Tónh tải nhòp 1:
[(18.8 + 10.54) × 8 + 6.53 + 3.84] × 39.18 + 25.48 × 8
= 4903kN
DC1 =
2
+ Tónh tải nhòp 2:
[(18.84 + 10.54) × 8 + 6.53 + 3.84] × 38.33 + 25.48 × 8
= 4805kN
DC2 =
2
=> DC = 4903 + 4805 = 9708 kN.
- Tónh tải lớp phủ DW:
2.53 × 8 × (39.18 + 38.33)
= 784.4 kN.
DW =
2
Bảng kết quả tónh tải kết cấu phần trên
1 dầm
Tónh tãi kết cấu nhòp
8 dầm
Đơn vò
1213.5
Tónh tải DC
9708
kN
98.05
Trọng lượng lớp phủ mặt cầu DW
784.4
kN
SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

183

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

b. Tónh tải do trọng lượng bản thân Trụ: kết cấu phần dưới
 Kích thước hình học của trụ

MẶT CHÍNH
A

B

B

A-A

A

B-B

SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

184

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

Số liệu kích thước hình học theo phương ngang cầu
Tên kích thước
Ký hiệu
Giá trò
bh
17.000
Bề rộng xà mũ trụ
b1
2.900
Bề rộng cánh hẫng xà mũ trụ
h1
0.930
Chiều cao mũ trụ
h2
0.800
Chiều cao xà mũ trụ
bc
11.200
Bề rộng thân trụ
bc1
5.200
Bề rộng ở giữa thân trụ
bc2
3.000
Bề rộng ở 2 đầu thân trụ
hc
7.400
Chiều cao thân trụ
hd
2.750
Khoảng cách từ MĐTN đến đáy móng
hn
5.650
Khoảng cách từ MNTC đến đáy móng
b
12.200
Bề rộng bệ trụ
h
2.000
Chiều cao bệ trụ
h3
0.02
Chiều cao tấm thép kê gối
b3
0.700
Bề rộng tấm thép kê gối
n
8.000
Số lượng gối cầu

STT
1
2
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

STT
1
2
3
4
5
6

Kích thước theo phương dọc cầu

Tên kích thước
hiệu
dh
Bề rộng xà mũ trụ
db
Bề rộng mũ trụ
dc1
Bề rộng ở giữa thân trụ
dc2
Bề rộng ở 2 đầu thân trụ
d
Bề rộng bệ trụ
d3
Bề rộng tấm thép kê gối

Giá trò
3.200
1.600
1.400
1.800
6.750
0.400

Đơn vò
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
Chiếc

Đơn vò
tính
m
m
m
m
m
m

 Tính toán vò trí tim các gối cầu trên trụ:
Dưới tác dụng của tải trọng do tónh tải tiêu chuẩn của kết cấu nhòp, trụ chòu nén đúng
tâm.
M = R1e1 – R2e2 = 0
Trong đó:
R1 và R2: Phản lực gối của nhòp 1 và nhòp 2 do tónh tải tiêu chuẩn.
e1, e2: Khoảng cách từ đường tim trụ đến tim của hai gối.
Chiều “+” của mômen Mx lấy hướng vào nhòp lớn.
Giải hệ phương trình:
R1e1 – R2e2 = 0 (Với R1 = 840.22kN ; R2 = 823.04kN)
e1 + e2 = 2.4 (m)
=> e1 = 1.19m.
e2 = 1.21m.
 Tónh tải do trọng lượng bản thân Trụ:
SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

185

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

Tónh tải tiêu chuẩn gây ra bởi trọng lượng bản thân trụ được tính như sau:
Pi = Vi.γc (kN).
Trong đó: Vi : Thể tích các bộ phận kết cấu (m3).
γc: Trọng lượng riêng của bê tông: γc = 25 KN/m3
- Thể tích các bộ phận kết cấu Vi:
+ Bệ trụ: Vbt = b × d × h = 12.2x6.75x2 = 164.7 (m3).
+ Thân trụ: Vtht = (2bc2 × dc2 + bc1 × dc1) × hc = (2x3x1.8 + 5.2x1.4)x7.4 = 133.79 (m3).
+ Xà mũ trụ: Vmt = h1 × db × (bh – 0.3) + h2 × dh × bh =
= 0.93x1.6x(17 – 0.3) + 0.8x3.2x17 = 68.37 (m3).
Phần hẫng của xà mũ trụ: V = 0.93x1.6x2.9 + 0.8x3.2x2.9 = 11.74 m3.
Trọng lượng phần cánh hẫng xà mũ: P = γcV = 25x68.37 = 293.5 kN.
Cánh tay đòn đối với mặt cắt hẫng: e = 2.9/2 = 1.45
Momen: My = exP = 1.45x293.5 = 425.55 kN.m
+ Tấm kê gối: được làm bằng thép tấm kích thước 400x700x20 liên kết bằng bu lông
vào mũ trụ, phía dưới có lót vữa Sika 214 – 11 (Chi tiết xem bản vẽ gối).
Vđkg = ng × (b3 × d3 × h3) = 8x(0.7x0.4x0.02) = 0.045 (m3).
Bảng tính toán tónh tải do trọng lượng bản thân trụ
γc
Thể tích Vi
Trọng lượng Pi
STT
Tên kết cấu
3
3
KN/m
(m )
(KN)
1
164.70
25
4117.50
Bệ trụ
2
133.79
25
3344.80
Thân trụ
3
68.37
25
1709.24
Xà mũ
4
0.045
78.5
3.52
Tấm thép kê gối
Tổng
9175.06
Bảng tổng hợp tónh tải tại 2 mặt cắt
Stt
Hạng mục
Đỉnh móng (kN)
Đáy móng (kN)
1 Bệ trụ P1
4117.50
2 Thân trụ P2
3344.80
3344.80
3 Xà mũ P3
1709.24
1709.24
4 Thép kê gối P4
3.52
3.52
Tổng cộng (kN)
5057.56
9175.06
Mômen tiêu chuẩn do tấm thép kê gối đối với mặt cắt đỉnh bệ:
Mx = P4(e1 – e2) = 3.52(1.19 – 1.21) = - 0.07 kN.m
2. Hoạt tải xe ô tô (LL) và tải trọng người đi (PL):
a. Hoạt tải xe trên kết cấu nhòp (LL): (sơ dồ xếp tải xem hình vẽ)
- Tung độ đường ảnh hưởng:
L − 8.6
39.48 − 8.6
y1 = s
×1 =
× 1 = 0.777
Ls
39.48
L − 4.3
39.48 − 4.3
y2 = s
×1 =
× 1 = 0.888
Ls
39.48
y3 = 1

SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

186

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

L s − 15
39.48 − 15
×1 =
× 1 = 0.61
Ls
39.48
L − 15 − 4.3
39.48 − 15 − 4.3
y5 = s
×1 =
× 1 = 0.498
Ls
39.48
L − 15 − 8.6
39.48 − 15 − 8.6
y6 = s
×1 =
× 1 = 0.387
Ls
39.48
L − 1.2
39.48 − 1.2
y7 = s
×1 =
× 1 = 0.969
Ls
39.48
y4 =

- Diện tích đường ảnh hưởng của tải trọng làn:
1
WL = 2 × × 1 × L s = 2 × 0.5 × 39.48 = 38.48
2
- Phản lực gối do hoạt tải gây ra:
Ri = Pi .yi (Với Pi là tải trọng trục của xe tải và xe hai trục)
RL = PL .WL (Với PL= 9.3 kN/m : tải trọng làn)
Bảng kết quả tính toán phản lực do hoạt tải xe và tải trọng làn
Tải
Tung độ đường ảnh
Phản lực
Tải trọng
Vò trí
trọng
Đơn vò
hưởng
gối Ri
trục
7
0.969
110.0
426.28
kN
Xe hai trục
thiết kế
3
1.000
110.0
440.00
kN
1
0.777
35.0
108.71
kN
2
0.888
145.0
515.19
kN
3
1.000
145.0
580.00
kN
Xe tải HL93
thiết kế
4
0.610
35.0
85.43
kN
5
0.498
145.0
289.10
kN
6
0.387
145.0
224.28
kN
Tải trọng làn
WL
38.48
9.3
1431.46
kN
kN
Do xe tải
1802.7
Tổng cộng Ri
kN
Do xe hai trục
866.28
- Hoạt tải trên kết cấu nhòp:
LL = 0.9[(1 + IM)Rxetk + Rlan] = 0.9x[(1+0.25)x1802.7 + 1431.46) = 3316.4 kN.
SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

187

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

- Momen của phản lực gối do hoạt tải xe đối với mặt cắt đỉnh trụ:
Mx = -(108.71+515.2).1.21 + (85.43+289.1+224.28)1.19 = -42.34 kN.m
b. Tải trọng bộ hành (PL)
- Tải trọng tiêu chuẩn người đi bộ: q = 3x10-3 Mpa = 3KN/m2.
- Tải trọng: P = qxWPL (Với WPL: Diện tích đ.a.h của tải trọng người bộ hành)
 Trường hợp người đi trên cả hai lề trên cả hai nhòp:

- Phản lực gối do tải trọng người đi bộ: PLt = qxWPL/2 = 3x38.48/2 = 57.72 kN.
PLp = qxWPL/2 = 3x38.48/2 = 57.72 kN.
- Momen do phản lực gối: Mx = -57.72x1.19 + 57.72x1.21 = 1.15 kN.m.
 Trường hợp người đi trên cả 2 lề trên nhòp phải:

- Phản lực gối do tải trọng người đi bộ:
PLt = 0 kN.
PLp = qxWPL/2 = 3x38.48/2 = 57.72 kN.
- Momen do phản lực gối: Mx = 57.72xe2 = 57.72x1.21 = 69.84 kN.m
 Trường hợp người đi trên 1 lề trên cả 2 nhòp (Xếp lệch tâm):

- Phản lực gối do tải trọng người đi bộ:
PLt = qxWPL/2 = 3x38.48/2 = 57.72 kN.
PLp = qxWPL/2 = 3x38.48/2 = 57.72 kN.
SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

188

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

- Momen của phản lực gối do hoạt tải người đối với mặt cắt đỉnh trụ:
My = (PLt + PLp)e = (57.72 + 57.72)x7.6 = 883.1 kN.m
Với e = (17 – 0.3x2)/2 – 1.2/2 = 7.6 m: Khoảng cách từ tim lề bộ hành đến tim trụ.
c. Xếp hoạt tải theo phương ngang cầu để xác đònh nội lực trên đỉnh trụ
Tạo các trường hợp đặt hoạt tải để xuất hiện các nội lực lớn nhất tại các mặt cắt.
Xếp tải để momen đạt giá trò lớn nhất tại mặt cắt trên đỉnh trụ, bằng cách tạo cho phản
lực trên gối tựa V1 (hoặc V8) đạt giá trò lớn nhất, sơ đồ xếp tải:

Sk = 0.825m : Khoảng cách từ tim gối 1 đến mép trong gờ lan can.
- Theo đ.a.h phản lực tại gối 1, ta có:
+ Tung độ đ.a.h:
S + S k + 0.15 − 0.3
2.15 + 0.825 + 0.15 − 0.3
y1 =
×1 =
× 1 = 1.314
S
2.15
S + S k + 0.15 − 0.3 − 1.2
2.15 + 0.825 + 0.15 − 0.3 − 1.2
y2 =
×1 =
× 1 = 0.756
S
2.15
S + S k + 0.15 − 0.3 − 1.2 − 0.6
2.15 + 0.825 + 0.15 − 0.3 − 1.2 − 0.6
y3 =
×1 =
× 1 = 0.478
S
2.15
+ Diện tích đ.a.h:
y + y2
1.314 + 0.756
× 1.2 =
× 1.2 = 1.242
WPL = 1
2
2
y × (S + S k + 0.15 − 0.3 − 1.2) 0.756 × (2.15 + 0.825 + 0.15 − 0.3 − 1.2)
=
= 0.614
WL = 2
2
2
+ Phản lực gối:
m × R lane × WL 0.65 × 1431.46 × 0.614
=
= 190.4 kN
V1lane =
3
3
m × (1 + IM) × R Tr × y 3 0.65 × 1.25 × 1802.7 × 0.478
=
= 350.06 kN
V1Tr =
2
2
m × R PL × WPL 0.65 × 69.26 × 1.242
=
= 46.6 kN
V1PL =
1.2
1.2
V1 = 0.9(V1lane + V1Tr + V1PL) = 0.9(190.4 + 350.06 + 46.6) = 528.4kN
- Theo đ.a.h phản lực tại gối 2, ta có:
+ Tung độ đ.a.h:

SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

189

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

S k + 0.15 − 0.3
0.825 + 0.15 − 0.3
×1 =
× 1 = 0.314
S
2.15
1.2 + 0.3 − S k − 0.15
1.2 + 0.3 − 0.825 − 0.15
y2 =
×1 =
× 1 = 0.244
S
2.15
1.2 + 0.3 + 0.6 − S k − 0.15
1.2 + 0.3 + 0.6 − 0.825 − 0.15
y3 =
×1 =
× 1 = 0.523
S
2.15
+ Diện tích đ.a.h:
(S + 0.15 − 0.3)y 1 − (1.2 + 0.3 − S k − 0.15)y 2 0.675 × 0.314 − 0.525 × 0.244
WPL = k
=
=
2
2
WPL = 0.042
(y + 1)
(0.244 + 1) × (2.15 + 0.825 + 0.15 − 0.3 − 1.2)
WL = 2
× (S + S k + 0.15 − 1.2 − 0.3) =
=
2
2
WL = 1.011
+ Phản lực gối:
m × R lane × WL 0.65 × 1431.46 × 1.011
=
= 313.56 kN
V2lane =
3
3
m × (1 + IM) × R Tr × y 3 0.65 × 1.25 × 1802.7 × 0.523
=
= 383.02 kN
V2Tr =
2
2
m × R PL × WPL 0.65 × 69.26 × 0.042
=
= 1.58kN
V2PL =
1.2
1.2
V2 = 0.9(V2lane + V2Tr + V2PL) = 0.9(313.56 + 383.02 + 1.58) = 628.34kN
V3 = V4 = V5 = V6 = V7 = V8 = 0kN.
+ Momen của phản lực gối V1 và V2 đối với mặt cắt hẫng của xà mũ trũ:
Cánh tay đòn của V1 và V2
Z1 = b1 – [bh – (ng – 1)S]/2 = 2.9 – [17 – (8 - 1)x2.15]/2 = 1.925 m.
Z2 = b1 - [bh – (ng – 3)xS]/2 = 2.9 - [17 – (8 – 3)x2.15]/2 = - 0.225
=> My = V1Z1 + V2Z2 = 528.4x1.925 – 628.34x0.225 = 875.8 kN.m
+ Momen của phản lực gối V1 và V2 đối với mặt cắt đỉnh trụ:
Cánh tay đòn của V1 và V2:
Z1 = bh/2 – b1 +Z1 = 17/2 – 2.9 + 1.925 = 7.525 m.
Z2 = bh/2 – b1 +Z2 = 17/2 - 2.9 - 0.225 = 5.375m.
=> My = V1Z1 + V2Z2 = 528.4x7.525 + 628.34x5.375 = 7353.5 kN.m
3. Lực hãm xe BR
- Lấy bằng 25% tổng trọng lượng các trục xe tải hay xe hai trục thiết kế trên tất cả
các làn xe chạy cùng một hướng. Lực hãm được phân bố đều cho 8 gối tựa.
- Lực hãm xe nằm ngang theo phương dọc cầu, và cách mặt cầu: hBR = 1.8m.
Cầu thiết kế có 4 làn xe, hệ số làn xe m = 0.65.
BR = 0.25xnxmx(2x145 + 35) = 0.25x4x0.65x(2x145 + 35) = 211.25 kN.
Tại mỗi gối tựa lực hãm tạo một cặp lực:
Hx = 211.25/8 = 26.41 kN.
Khoảng cách từ mặt cầu đến mặt cắt đỉnh trụ:
Z1 = 0.05 + 0.2 + 1.75 +1.73 + 0.098 = 3.83 m.
Mômen đối với mặt cắt đỉnh trụ:
Mx = 211.25x(3.83+ 1.8) = 1189 kN.m
Khoảng cách từ mặt cầu đến mặt cắt đỉnh bệ:
y1 =

SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

190

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

Z2 = Z1 + 7.4 = 3.83 + 7.4 = 11.23 m.
Mômen đối với mặt cắt đỉnh bệ:
Mx = 211.25x(11.23+ 1.8) = 2752.6 kN.m
Khoảng cách từ mặt cầu đến đáy bệ:
Z3 = Z2 + 2 = 13.23 m.
Mômen đối với mặt cắt đáy bệ:
Mx = 211.25x(13.23 + 1.8) = 3175.1 kN.m
4. Lực li tâm (CE)
- Lực ly tâm được lấy bằng tích số của các trọng lượng trục của xe tải hay xe hai trục
với hệ số C lấy như sau:
4
v2
C= ×
3 g× R
Trong đó:
Tốc độ thiết kế : v = 80km/h = 22m/s.
Gia tốc trọng lực: g = 9.81m/s2.
Bán kính cong của làn xe: R = 4000m.
Đặt cách mặt xe chạy là hCE = 1.8m.
=> Hệ số tính toán lực ly tâm: C = 0.02m.
=> Lực ly tâm: CE = 4xCxmx(2x145+35) = 4x0.02x0.65x(2x145+35) = 14.18 KN.
Tại mỗi gối tựa lực ly tâm tạo một cặp lực:
Hx = 14.18/8 = 1.77 kN.
Khoảng cách từ mặt cầu đến mặt cắt đỉnh trụ:
Z1 = 0.05 + 0.2 + 1.75 +1.73 +0.098 = 3.83 m.
Và một mômen đối với mặt cắt đỉnh trụ:
Mx = 14.18x(3.83 + 1.8) = 78.42 kN.m
Khoảng cách từ mặt cầu đến mặt cắt đỉnh bệ:
Z2 = Z1 + 7.4 = 3.83 + 7.4 = 11.23 m.
Mômen đối với mặt cắt đỉnh bệ:
Mx = 14.18x(11.23+ 1.8) = 184.8 kN.
Khoảng cách từ mặt cầu đến đáy bệ:
Z3 = Z2 + 2 = 13.23 m.
Mômen đối với mặt cắt đáy bệ:
Mx = 14.18x(13.23 + 1.8) = 213.13 kN.m
5. Lực va chạm tàu bè
Cầu được thiết kế với cấp đường sông cấp III, nên theo điều 3.14.2 ta có :
- Tải trọng thiết kế :
Tàu tự hành : 300 DWT
Xà lan kéo : 400 DWT
+ Tải trọng va tàu đối với tàu tự hành:
Vận tốc va tàu thiết kế : V = 2.5 + Vs = 2.5 + 2.56 = 5.06 m/s
Lực va tàu vào trụ theo phương ngang cầu:
Ps = 1.2 × 105 V DWT = 1.2 × 10 5 × 5.06 × 300 / 981 = 10721kN
Lực va tàu vào trụ theo phương dọc cầu: = 0.5P s = 5360.5 kN
Điểm đặt của lực : Cách mặt cắt đỉnh móng : MNTT – CĐIM = 9.2 – 5.55 = 3.65m

SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

191

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

Cách mặt cắt đáy móng : MNTT – CĐAM = 9.2 – 3.55 = 5.65
m
Momen của lực va ngang tại đỉnh bệ: My = 10721x3.65 = 39131kN.m
Momen của lực va ngang tại đáy bệ: My = 10721x5.65 = 60572kN.m
Momen của lực va dọc tại đỉnh bệ: Mx = 5360.5x3.65 = 19565kN.m
Momen của lực va doc tại đáy bệ: Mx = 5360.5x5.65 = 30286kN.m
+ Tải trọng va đối với xà lan :
Năng lượng va tàu : KE = 500CH M V2
Với : CH = 1.05: hệ số khối lượng thuỷ động học.
M : lượng nước rẽ cuả tàu, giả sử lượng nước rẽ tàu M = 400Mg
V =1.6+2.56 = 4.16 m/s
=> KE = 3634176 (joule)
Chiều dài hư hỏng của mũi xà lan :
a B = 3100 1 + 1.3 × 10 −7 KE − 1) = 662 mm
Lực va của xà lan vào trụ theo phương ngang cầu:
PB = 6 × 106 +1600aB =7198kN
Lực va của xà lan vào trụ theo phương dọc cầu: 0.5P B = 0.5x7198 = 3599kN.
Điểm đặt của lực : Cách mặt cắt đỉnh móng : MNTT – CĐIM = 9.2 – 5.55 = 3.65m
Cách mặt cắt đáy móng : MNTT – CĐAM = 9.2 – 3.55 = 5.65
m
Momen của lực va ngang tại đỉnh bệ: My = 7198x3.65 = 26271kN.m
Momen của lực va ngang tại đáy bệ: My = 7198x5.65 = 40666kN.m
Momen của lực va dọc tại đỉnh bệ: Mx = 3599x3.65 = 13136kN.m
Momen của lực va dọc tại đáy bệ: Mx = 3599x5.65 = 20333kN.m
6. Tải trọng gió (WS, WL)
KẾT CẤU HỨNG GIÓ
Bề rộng mặt cầu
Chiều cao dầm và bề dày lớp phủ
Chiều cao toàn bộ kết cấu trên
Chiều cao gối cầu và thép kê gối
Chiều cao xà mũ
Khoảng cách từ đáy dầm đến trọng tâm chắn gió của kết cấu phần trên
Chiều cao thân trụ
Chiều cao bệ trụ
Bề rộng xà mũ
Bề rộng thân trụ


hiệu
W
hg
hs
hb
hcb
hcg
hc
h
bh
bc

Đơn vò
m
17.000
2.000
2.250
0.098
1.730
1.125
7.400
2.000
17.000
11.200

a. Tải trọng gió tác dụng lên công trình WS
- Tải trọng gió ngang:
Tải trọng gió ngang PD phải được lấy theo chiều tác dụng nằm ngang và và đặt tại
trọng tâm của các phần diện tích thích hợp, được tính như sau:
PD = 0.0006 × V2 × At × Cd >= 1.8 × At (KN)
Trong đó:
SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

192

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

V : Tốc độ gió thiết kế = 38 m/s.
V25 : Tốc độ gió xét thêm = 25 m/s
V=VB × S
VB : Tốc độ gió giật cơ bản trong 3 giây với chu kỳ xuất hiện 100 năm thích hợp
với vùng tính gió tại vò trí cầu đang nghiên cứu.
Vùng tính gió
VB (m/s)
I
38
S: Hệ số điều chỉnh đối với khu đất chòu gió và độ cao mặt cầu theo quy đònh
(3.8.1.1-2)
Độ cao mặt cầu
S
10 (m)
1.00
At : Diện tích của kết cấu hay cấu kiện phải tính tải trọng gió ngang (m2).
Cd : Hệ số cản phụ thuộc vào tỷ số b/d ( 3.8.1.2.1.1 – 22 TCN 272-05).
b : Chiều rộng toàn bộ của cầu giữa các bề mặt lan can(mm) = 16400mm.
d : Chiều cao KCPT (mm) = 2250mm.
Diện tích của các bộ phận hứng gió và cánh tay đòn đến các mặt cắt tính duyệt:
Z1 : Cánh tay đòn tính từ điểm đặt lực đến đỉnh trụ.
Z2 : Cánh tay đòn tính từ điểm đặt lực đến đỉnh bệ.
Z3 : Cánh tay đòn tính từ điểm đặt lực đến đáy bệ.
 Tải trọng gió ngang tương ứng với MNTT = 9.2m
+ Kết cấu nhòp:
At = hsxL = 2.25x40 = 90 m2.
Z1 = hcg + hb + hcb = 1.125 + 1.73 + 0.098 = 2.95
Z2 = Z1 + hc = 2.95 + 7.4 = 10.35 m.
Z3 = Z2 + h = 10.35 + 2.0 = 12.35 m.
+ Xà mũ:
At = (h1 + h2)xdh = (0.93 + 0.8)x3.2 = 5.536 m2.
Z1 = hcb/2 = 1.73/2 = 0.865 m.
Z2 = Z1 + hc = 0.865 + 7.4 = 8.265 m.
Z3 = Z2 + h = 8.265 + 2.0 = 10.265 m.
+ Thân trụ:
At = (CĐIM + hc – MNTT)xdc2 = (5.55 + 7.4 – 9.2)x1.8 = 6.75 m2.
Z1 = (CĐIM + hc – MNTT)/2 = (5.55 + 7.4 – 9.2)/2 = 1.875 m.
Z2 = hc – 0.5x(CĐIM + hc – MNTT)= 7.4 – 0.5x(5.55 + 7.4 – 9.2) = 5.525m.
Z3 = Z2 + h = 5.525 + 2.0 = 7.525 m.
Bảng tính toán tải trọng gió ngang WS với V = 38 m/s và cánh tay đòn Zi
Bộ phận

At
(m2)

Cd

1.8•At
kN

0.0006•V2•At•Cd
(kN)

PD
(kN)

Z1
(m)

Z2
(m)

Z3
(m)

Kết cấu nhòp

90

162

96.69

162

2.95

10.35

12.35

Xà mũ

5.536

1.24
1.00
0

9.965

4.796

9.965

SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

193

0.865 8.265 10.265

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thân trụ

6.750

1.00
0

12.150

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN
5.848

12.150 1.875 5.525

7.525

Bảng kết quả tải trọng gió ngang WS với V = 25 m/s và cánh tay đòn Zi
Bộ phận

At
(m2)

Cd

1.8•At
kN

0.0006•V2•At•Cd
(kN)

PD
(kN)

Z1
(m)

Z2
(m)

Z3
(m)

Kết cấu nhòp

90

1.24
1.00
0
1.00
0

162

41.85

162

2.95

10.35

12.35

9.965

2.076

9.965

0.865 8.265 10.265

12.150

2.531

12.150

1.875 5.525

Xà mũ

5.536

Thân trụ

6.750

7.525

Bảng kết quả tính momen do tải trọng gió ngang ứng với MNTT
My
PD
Z1
Z2
Z3
(kN.m)
Bộ phận
(kN)
(m)
(m)
(m)
Đỉnh trụ Đỉnh bệ Đáy bệ
Kết cấu nhòp
162
2.95 10.35 12.35
477.9
1676.7
2000.7
Xà mũ
9.965 0.865 8.265 10.265 8.61973
82.3607 102.291
Thân trụ
12.150 1.875 5.525 7.525
22.7813
67.1288 91.4288
Tổng cộng
184.115
509.301
1826.19 2194.42
Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu nhòp tạo một lực tại mỗi gỗi là:
Hy = 477.9/8 = 59.74kN.
 Tải trọng gió ngang tương ứng với MNTN = -1.34m,
cao độ mặt đất tự nhiên sau xói MĐTN = 5.3m
+ Kết cấu nhòp:
At = hsxL = 2.25x40 = 90 m2.
Z1 = hcg + hb + hcb = 1.125 + 1.73 + 0.098 = 2.95
Z2 = Z1 + hc = 2.95 + 7.4 = 10.35 m.
Z3 = Z2 + h = 10.35 + 2.0 = 12.35 m.
+ Xà mũ:
At = (h1 + h2)xdh = (0.93 + 0.8)x3.2 = 5.536 m2.
Z1 = hcb/2 = 1.73/2 = 0.865 m.
Z2 = Z1 + hc = 0.865 + 7.4 = 8.265 m.
Z3 = Z2 + h = 8.265 + 2.0 = 10.265 m.
+ Thân trụ:
At = (CĐIM + hc – MĐTN)xdc2 = (5.55 + 7.4 – 5.3)x1.8 = 11.97m2
=> PD = 1.8xAt = 1.8x11.97 = 21.55kN.
Z1 = (CĐIM + hc – MĐTN)/2 = (5.55 + 7.4 – 5.3)/2 = 3.325 m.
Z2 = Z1 + MĐTN - CĐIM = 3.325 + 5.3 – 5.55 = 4.075m.
Z3 = Z2 + h = 4.075 + 2.0 = 6.075 m.
Bảng kết quả tính momen do tải trọng gió ngang ứng với MNTN

SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

194

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Bộ phận

PD
(kN)

Z1
(m)

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN
Z2
(m)

Z3
(m)

Đỉnh trụ
478.71
140.13
71.654
690.49

My
(kN.m)
Đỉnh bệ
1677.51
895.05
87.816
2660.4

Đáy bệ
2001.51
1219.05
130.92
3351.5

Kết cấu nhòp
162
2.95 10.35 12.35
Xà mũ
9.965 0.865 8.265 10.265
Thân trụ
21.55 3.325 4.075 6.075
Tổng cộng
193.52
- Tải trọng gió dọc:
Đối với mố, trụ, kết cấu phần trên là giàn hay các dạng kết cấu khác có một bề mặt
cản gió lớn song song với tim dọc của kết cấu thì phải xét tải trọng gió dọc. Vì vậy ở
đây ta không xét đến tải trọng gió dọc.
b. Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ (WL)
- Tải trọng gió ngang
+ Áp lực gió ngang tác dụng lên xe cộ được lấy bằng 1.5 KN/m, tác dụng theo hướng
nằm ngang, ngang với tim dọc kết cấu và đặt cách mặt đường: 1.8 m.
+ Trò số tải trọng gió ngang tác dụng lên xe cộ: WLN = 1.5xL = 1.5x40 = 60 KN.
+ Tại mỗi vò trí gối tựa dầm tác dụng một lực: 60/8 = 7.5 kN.
+ Điểm đặt lực cách đỉnh trụ là : Z1 = 3.83m.
+ Momen của lực gió ngang đối với mặt cắt đỉnh trụ :My = 60x(3.83+1.8) = 337.8kN.m.
+ Khoảng cách từ mặt cầu đến mặt cắt đỉnh bệ: Z2 = Z1 + 7.4 = 3.83 + 7.4 = 11.23 m.
+ Mômen đối với mặt cắt đỉnh bệ: My = 60x(11.23+ 1.8) = 781.8 kN.m
+ Khoảng cách từ mặt cầu đến đáy bệ: Z3 = Z2 + 2 = 13.23 m.
+ Mômen đối với mặt cắt đáy bệ: My = 60x(13.23 + 1.8) = 901.8 kN.m
- Tải trọng gió dọc
+ Áp lực gió dọc tác dụng lên xe cộ được lấy bằng 0.75 KN/m, tác dụng theo hướng
nằm ngang, song song với tim dọc kết cấu cầu và đặt cách mặt đường: 1.8m.
+ Bề rộng mặt đường xe chạy là: B = 14m.
+ Trò số tải trọng gió dọc tác dụng lên xe cộ : WLD = 0.75x14 = 10.5 kN.
+ Momen của lực gió dọc đối với mặt cắt đỉnh trụ :
Mx = 10.5x(3.83 + 1.8) = 59.12 kN.m
+ Mômen đối với mặt cắt đỉnh bệ:
Mx = 10.5x(11.23+ 1.8) = 136.8 kN.m
+ Mômen đối với mặt cắt đáy bệ:
Mx = 10.5x(13.23 + 1.8) = 157.8 kN.m
c. Tải trọng gió thẳng đứng
+ Chỉ tính tải trọng này cho các trạng thái giới hạn không liên quan đến gió lên hoạt
tải và chỉ tính khi lấy hướng gió vuông góc với trục dọc của cầu.
+ Phải lấy tải trọng gió thẳng đứng PV tác dụng vào trọng tâm của diện tích thích hợp
theo công thức:
PV = 0.00045 × V2 × AV (kN)
Với cầu thiết kế, hướng gió không vuông góc với trục dọc của cầu:
=.> Trò số tải trọng thẳng đứng PV : PV = 0kN.
7. Tải trọng nước
a. Áp lực nước tónh (WA)
 Ứng với MNTT = 9.2m
SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

195

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

- Tính tại mặt cắt đỉnh bệ:
+ Chiều cao cột nước từ MNTT đến mặt cắt đỉnh bệ h1:
h1 = MNTT – CĐIM = 9.2 – 5.55 = 3.65 m.
+ Áp lực nước tónh:
WA = 0.5γnh21 = 0.5x10x3.652 = 66.61 kNm.
γn: Trọng lượng riêng của nước: γn = 10 KN/m3
+ Vò trí đặt lực tính từ mặt cắt đang xét:
ZWA = h1/3 = 1.22 m.
+ Momen đối với mặt cắt đỉnh bệ:
My = 1.22x66.61 = 81.26kN.m
- Tính tại mặt cắt đáy bệ:
+ Chiều cao cột nước từ MNTT đến mặt cắt đáy bệ h2:
h2 = MNTC – CĐAM = 9.2 – 3.55 = 5.65 m.
+ Áp lực nước tónh:
WA = 0.5γnh22 = 0.5x10x5.652 = 159.61 kNm.
γn: Trọng lượng riêng của nước: γn = 10 KN/m3
+ Vò trí đặt lực tính từ mặt cắt đang xét:
ZWA = h2/3 = 1.88 m.
+ Momen đối với mặt cắt đáy bệ:
My = 1.88x159.61 = 300.07kN.m
- Tính tại mặt cắt đỉnh trụ:
+ Áp lực nước tónh:
WA = 0 kNm.
 Ứng với MNTN = -1.34m
Áp lực nước tónh tại các mặt cắt: WA = 0kN.
b. Lực đẩy nổi (B)
 Ứng với MNTT = 9.2m
- Tính tại mặt cắt đỉnh trụ:
+ Lực đẩy nổi: B = 0 kNm.
- Tính tại mặt cắt đỉnh bệ:
+ Chiều cao cột nước từ MNTT đến mặt cắt đỉnh bệ h1:
h1 = MNTT – CĐIM = 9.2 – 5.55 = 3.65 m.
+ Lực đẩy nổi:
B1 = - γnh1ib = -10x3.65x(2xbc2xdc2 + bc1xdc1) =
= -10x3.65x(2x3x1.8 + 5.2x1.4) = -659.92 kN.
γn: Trọng lượng riêng của nước: γn = 10 KN/m3
ib: Diện tích tại mặt cắt ngang đỉnh bệ.
- Tính tại mặt cắt đáy bệ:
+ Chiều cao cột nước từ MNTT đến mặt cắt đáy bệ h2:
h2 = MNTT – CĐAM = 9.2 – 3.55 = 5.65 m.
+ Lực đẩy nổi:
Β2 = −γnh1ab = -5.65x10x6.75x12.2 = -4652.8 kN
γn: Trọng lượng riêng của nước: γn = 10 KN/m3
ab: Diện tích mặt cắt ngang của bệ trụ.
c. Áp lực dòng chảy: (Tương ứng với MNTT)
SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

196

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

 Áp lực dòng chảy theo phương dọc (3.7.3.1 - 22TCN 272 – 05)
Áp lực dòng chảy tác dụng theo phương dọc tính theo công thức:
p = 5.14x10-4CDV2
Trong đó:
p : Áp lực của nước chảy (Mpa).
CD : Hệ số cản của trụ theo phương dọc. Lấy theo bảng 3.7.3.1 – 1:
Với trụ đầu vuông: CD = 1.4.
V : Vận tốc nước thiết kế : V = 2.56 m/s.
=> p = 5.14x10-4CDV2 = 5.14x10-4x1.4x2.56 = 0.00472 (Mpa) = 4.72 kN/m2.
- Tính tại mặt cắt đỉnh bệ:
+ Chiều cao cột nước từ MNTT đến mặt cắt đỉnh bệ h1:
h1 = MNTT – CĐIM = 9.2 – 5.55 = 3.65 m.
+ Diện tích chắn dòng của trụ: Ap = h1xdc2 = 3.65x1.8 = 6.57 m2.
+ Lực cản dọc của dòng chảy: P1 = pxAp = 4.72x6.57 = 30.98 kN.
+ Vò trí đặt lực tính từ mặt cắt đang xét: Zp = h1/2 = 3.65/2 = 1.83 m.
+ Momen đối với mặt cắt đỉnh bệ:
My = 1.83x30.98 = 56.67kN.m
- Tính tại mặt cắt đáy bệ:
+ Chiều cao cột nước từ MNTT đến mặt cắt đáy bệ h2:
h2 = MNTT – CĐAM = 9.2 – 3.55 = 5.65 m.
+ Diện tích chắn dòng của bệ:
Ap = hxd = 2x6.75 = 13.5m2.
+ Lực cản dọc của dòng chảy:
P2 = P1 + pxAp = 4.72x13.5 = 63.67 kN.
+ Vò trí đặt lực tính từ mặt cắt đang xét:
Zp = h2/2 = 5.65/2 = 2.83 m.
+ Momen đối với mặt cắt đáy bệ:
My = 2.83x63.67 = 180.17kN.m
 Áp lực dòng chảy theo phương ngang (3.7.3.2 - 22TCN 272 – 05)
Áp lực dòng chảy tác dụng theo phương dọc tính theo công thức:
p = 5.14x10-4CLV2
Trong đó:
p : Áp lực của nước chảy theo chiều ngang (Mpa).
CL : Hệ số cản của trụ theo phương ngang. Lấy theo bảng 3.7.3.2 – 1:
Góc giữa hướng dòng chảy và trục dọc của trụ θ = 0 0 => CL = 0.0.
V : Vận tốc nước thiết kế : V = 2.56 m/s.
Ta có: CL = 0 => p = 0 (Mpa)
V. TỔ HP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÁC MẶT CẮT TÍNH DUYỆT

SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

197

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

A

D

C

B

D

B

A

C

- Trang thái giới hạn cường độ I:
1.25DC + 1.5DW + 1.75(LL + IM) + 1.75BR + 1.75CE
- Trang thái giới hạn cường độ II: 1.25DC + 1.5DW + 1.4WS
- Trang thái giới hạn cường độ III:
1.25DC + 1.5DW + 1.35(LL + IM) + 1.35BR + 1.35CE + 0.4WS + 1WL
- Trạng thái giới hạn sử dụng:
1.DC + 1.DW + 1.(LL + IM) + 1.BR + 1.CE + 0.3.WS +1.WL
- Trạng thái giới hạn đặc biệt:
1.25DC + 1.5DW + 1.B + 0.5(LL + IM) + 1.Ps + 1.PB + 1.P
1. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt A – A
Bảng thống kê các tải trọng tác dụng lên mặt cắt A – A

N
Hx
Hy
My
e (m)
TÊN TẢI TRỌNG
hiệu
(kN)
(kN)
(kN)
(kN.m)
Tónh tải kết cấu nhòp
DC
1213.5
1.925 2335.988
Lớp phủ mặt cầu
DW
98.05
1.925 188.746
Trọng lượng bản thân xà mũ
DC 1709.25
0
0
Trọng lượng cánh hẫng xà mũ DC
293.5
1.45
425.575
Tấm thép kê gối
DC
0.44
1.925
0.847
Hoạt tải xe thiết kế
LL
481.8
1.925
927.47
Tải trọng người
PL
46.6
1.925
89.71
Lực hãm xe
BR
211.5 5.63
Lực ly tâm
CE
14.18 5.63
Ngang cầu
WSN
162
2.95
478.71
Gió lên công
trình (WS)
Dọc cầu
WSD
0
Ngang cầu
WLN
60
5.63
337.8
Gió lên xe cộ
(WL)
Dọc cầu
WLD
10.5
5.63
Gió thẳng đứng (PV)
WS
0
Bảng hệ số tải trọng (Ghi chú: γ A = γ LL, γ PR, γ PL, γ CE).
Hệ số tải trọng γi
Trạng thái giới hạn
γDC
γ DW
γA
γ WS
γ WL
SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

198

Mx
(kN.m)

1189
78.42

59.12

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Sử dụng
Cường độ

I
II
III

Đặc biệt

1
1
1
1.25
1.5
1.75
1.25
1.5
0
1.25
1.5
1.35
1.25
1.50
0.50
KẾT QUẢ TỔ HP

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN
0.3
1.4
0.4
-

1
1
-

ΣN
ΣHx
ΣHy
ΣMx
ΣMy
(kN)
(kN)
(kN)
(kN.m)
(kN.m)
Sử dụng
3549.64
108.6
236.18 1326.54 4449.75
I
4725.76
0
394.94 2217.99
5516.2
II
3801.06
226.8
0
0
4406.33
III
4514.4
124.8
315.168 1770.14 5638.61
Đặc biệt
4065.26
0
112.84
633.71
4244.72
2. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt B – B
BẢNG THỐNG KÊ CÁC TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MẶT CẮT B - B
N
H
M
TÊN TẢI TRỌNG
(kN)
(kN)
(kN.m)
Tónh tải trụ
5057.7
0
Tónh tải kết cấu nhòp
9708.4
20.52
Lớp phủ mặt cầu
784.4
2.58
Lực đẩy nổi với MNTT
-659.92
0
Hoạt tải xe thiết kế (phương dọc cầu)
3316.4
-42.34
Hoạt tải xe thiết kế (phương ngang cầu)
528.4
7353.5
Hoạt tải người bộ hành (phương dọc cầu)
57.72
1.15
Hoạt tải người bộ hành (phương ngang cầu)
48.2
359.2
Lực hãm xe
211.25
2752.6
Lực ly tâm
14.18
184.8
Gió ngang lên kết cấu với MNTT v>25m/s
184.11
1826.2
Gió ngang lên kết cấu với MNTN v>25m/s
193.52
2660.4
Gió dọc lên kết cấu với v>25m/s
0
0
Gió ngang tác động lên xe cộ v>25m/s
60
781.8
Gió dọc tác động lên xe cộ v>25m/s
10.5
136.8
Gió ngang lên kết cấu với MNTT v=25m/s
184.11
1826.2
Gió ngang lên kết cấu với MNTN v=25m/s
193.52
2660.4
Gió dọc lên kết cấu với v=25m/s
0
0
Gió ngang tác động lên xe cộ v=25m/s
60
781.8
Gió dọc tác động lên xe cộ v=25m/s
10.5
136.8
Lực va tàu theo phương dọc cầu
5360.5
19565
Lực va tàu theo phương ngang cầu
10721
39131
Áp lực dòng chảy ngang cầu với MNTT
0
0
Áp lực dòng chảy dọc cầu với MNTT
30.98
56.67
Trạng thái giới hạn

CÁC TỔ HP TẢI TRỌNG THEO PHƯƠNG NGANG CẦU
SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

199

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tên tải trọng
Tónh tải trụ
Tónh tải kết cấu nhòp
Lớp phủ mặt cầu
Lực đẩy nổi với MNTT
Hoạt tải xe thiết kế
Hoạt tải người bộ hành
Áp lực dòng chảy ngang
cầu với MNTN
Tổng cộng

Tên tải trọng
Tónh tải trụ
Tónh tải kết cấu nhòp
Lớp phủ mặt cầu
Lực đẩy nổi với MNTT
Gió ngang lên kết cấu với
MNTN v>25m/s
Áp lực dòng chảy ngang
cầu với MNTN
Tổng cộng

Tên tải trọng
Tónh tải trụ
Tónh tải kết cấu nhòp
Lớp phủ mặt cầu
Lực đẩy nổi với MNTT
Hoạt tải xe thiết kế
SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

Trạng thái giới hạn cường độ I
Tải trọng tiêu chuẩn
Hệ số
tải
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
trọng
1.25
5057.70
1.25
9708.40
1.50
784.40
1.00
-659.92
1.75
528.40
7353.50
1.75
48.20
359.20
1.00

Tải trọng tính toán
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
6322.13
12135.5
1176.60
-659.92
924.70
12868.6
84.35
628.60

0

0
19983.3

Trạng thái giới hạn cường độ II
Tải trọng tiêu chuẩn
Hệ số
tải
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
trọng
1.25
5057.70
1.25
9708.40
1.50
784.40
1.00
-659.92
1.4

193.52

1.00

0

270.93

3724.56

0
18974.3

200

13497.2

Tải trọng tính toán
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
6322.13
12135.5
1176.60
-659.92

2660.40

Trạng thái giới hạn cường độ III
Tải trọng tiêu chuẩn
Hệ số
tải
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
trọng
1.25
5057.70
1.25
9708.40
1.50
784.40
1.00
-659.92
1.35
528.40
7353.50

0.00

270.93

3724.56

Tải trọng tính toán
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
6322.13
12135.5
1176.60
-659.92
713.34
9927.23
MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hoạt tải người bộ hành
Gió ngang lên kết cấu với
MNTN v=25m/s
Gió ngang tác động lên xe
cộ v=25m/s
Áp lực dòng chảy ngang
cầu với MNTN
Tổng cộng

Tên tải trọng
Tónh tải trụ
Tónh tải kết cấu nhòp
Lớp phủ mặt cầu
Lực đẩy nổi với MNTT
Hoạt tải xe thiết kế
Hoạt tải người bộ hành
Gió ngang lên kết cấu với
MNTN v=25m/s
Gió ngang tác động lên xe
cộ v=25m/s
Áp lực dòng chảy ngang
cầu với MNTN
Tổng cộng

Tên tải trọng
Tónh tải trụ
Tónh tải kết cấu nhòp
SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

1.35

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

48.20

359.20

65.07

484.92

0.40

193.52

2660.40

77.41

1064.16

1.00

60.00

781.80

60.00

781.80

0.4

0

0
19752.7

Trạng thái giới hạn sử dụng
Hệ số
Tải trọng tiêu chuẩn
tải
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
trọng
1.00
5057.70
1.00
9708.40
1.00
784.40
1.00
-659.92
1.00
528.40
7353.50
1.00
48.20
359.20

137.41

12258.1

Tải trọng tính toán
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
5057.70
9708.40
784.40
-659.92
528.40
7353.50
48.20
359.20

0.30

193.52

2660.40

58.06

798.12

1.00

60.00

781.80

60.00

781.80

1.00

0

0
15467.2

Trạng thái giới hạn đặc biệt
Hệ số
Tải trọng tiêu chuẩn
tải
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
trọng
1.25
5057.70
1.25
9708.40
201

118.06

9292.62

Tải trọng tính toán
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
6322.13
12135.5
MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Lớp phủ mặt cầu
Lực đẩy nổi với MNTT
Hoạt tải xe thiết kế
Hoạt tải người bộ hành
Lực va tàu theo phương
ngang cầu
Áp lực dòng chảy ngang
cầu với MNTT
Tổng cộng

1.50
1.00
0.50
0.50

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

784.40
-659.92
528.40
48.20

7353.50
359.20

1176.60
-659.92
264.20
24.10

3676.75
179.60

1.00

10721

39131

10721

39131

1.00

30.98

56.67

30.98

56.67

10752

43044

19262.6

CÁC TỔ HP TẢI TRỌNG THEO PHƯƠNG DỌC CẦU

Tên tải trọng
Tónh tải trụ
Tónh tải kết cấu nhòp
Lớp phủ mặt cầu
Lực đẩy nổi với MNTT
Hoạt tải xe thiết kế
Hoạt tải người bộ hành
Lực hãm xe
Áp lực dòng chảy dọc cầu
với MNTN
Tổng cộng

Tên tải trọng
Tónh tải trụ
Tónh tải kết cấu nhòp
Lớp phủ mặt cầu
SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

Trạng thái giới hạn cường độ I
Tải trọng tiêu chuẩn
Hệ số
tải
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
trọng
1.25
5057.70
1.25
9708.40
20.52
1.50
784.40
2.58
1.00
-659.92
1.75
3316.34
-42.34
1.75
57.72
1.75
211.25 2752.60
1.00

Tải trọng tính toán
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
6322.13
12135.5
25.65
1176.60
3.87
-659.92
5803.7
-74.1
101.01
369.69 4817.05

0

0
24879.0

Trạng thái giới hạn cường độ II
Tải trọng tiêu chuẩn
Hệ số
tải
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
trọng
1.25
5057.70
1.25
9708.40
20.52
1.50
784.40
2.58
202

369.69

4772.48

Tải trọng tính toán
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
6322.13
12135.5
25.65
1176.60
3.87
MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Lực đẩy nổi với MNTT
Gió dọc lên kết cấu với
MNTN v>25m/s
Áp lực dòng chảy dọc cầu
với MNTN
Tổng cộng

Tên tải trọng
Tónh tải trụ
Tónh tải kết cấu nhòp
Lớp phủ mặt cầu
Lực đẩy nổi với MNTT
Hoạt tải xe thiết kế
Hoạt tải người bộ hành
Lực hãm xe
Gió dọc lên kết cấu với
MNTN v=25m/s
Gió dọc tác động lên xe
cộ v=25m/s
Áp lực dòng chảy dọc cầu
với MNTN
Tổng cộng

Tên tải trọng
Tónh tải trụ
Tónh tải kết cấu nhòp
Lớp phủ mặt cầu
Lực đẩy nổi với MNTT
Hoạt tải xe thiết kế
SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

1.00

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

-659.92

-659.92

1.40

0

0

1.00

0

0
18974.3

Trạng thái giới hạn cường độ III
Hệ số
Tải trọng tiêu chuẩn
tải
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
trọng
1.25
5057.70
1.25
9708.40
20.52
1.50
784.40
2.58
1.00
-659.92
1.35
3316.40
-42.34
1.35
57.72
1.35
211.25 2752.60
0.40

0

1.00

10.50

0.4

0

29.52

Tải trọng tính toán
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
6322.13
12135.5
25.65
1176.60
3.87
-659.92
4477.14
-57.16
77.92
285.19 3716.01
0

136.80

10.50

Trạng thái giới hạn sử dụng
Hệ số
Tải trọng tiêu chuẩn
tải
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
trọng
1.00
5057.70
1.00
9708.40
20.52
1.00
784.40
2.58
1.00
-659.92
1.00
3316.40
-42.34

136.80

0
23529.3

203

0.00

295.69

3825.17

Tải trọng tính toán
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
5057.70
9708.40
20.52
784.40
2.58
-659.92
3316.40
-42.34
MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hoạt tải người bộ hành
Lực hãm xe
Gió dọc lên kết cấu với
MNTN v=25m/s
Gió dọc tác động lên xe
cộ v=25m/s
Áp lực dòng chảy dọc cầu
với MNTN
Tổng cộng

Tên tải trọng
Tónh tải trụ
Tónh tải kết cấu nhòp
Lớp phủ mặt cầu
Lực đẩy nổi với MNTT
Hoạt tải xe thiết kế
Hoạt tải người bộ hành
Lực hãm xe
Lực va tàu theo phương
dọc cầu
Áp lực dòng chảy dọc cầu
Tổng cộng

1.00
1.00

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN

57.72

57.72
211.25

2752.60

211.25

2752.60

1.00

10.50

136.80

10.50

136.80

1.00

0

0.30

0
18264.7

Trạng thái giới hạn đặc biệt
Hệ số
Tải trọng tiêu chuẩn
tải
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
trọng
1.25
5057.70
1.25
9708.40
20.52
1.50
784.40
2.58
1.00
-659.92
0.50
3316.40
-42.34
0.50
57.72
0.50
211.25 2752.60
1.00

5360.5

1.00

0

221.75

2870.16

Tải trọng tính toán
N
H
M
(kN)
(kN)
(kN.m)
6322.13
12135.5
25.65
1176.60
3.87
-659.92
1658.20
-21.17
28.86
105.63 1376.30

19565
20661.3

5360.5

19565

0
5466.1

20950

TỔNG HP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN ĐỈNH BỆ

TỔ HP
Cường độ I
Cường độ II
Cường độ III
Sử dụng
Đặc biệt

TỔ HP

THEO PHƯƠNG NGANG CẦU
Hx
Hy
N
Mx
My
(kN)
(kN)
(kN)
(kNm)
(kNm)
19983.4
13497.2
270.9
18974.3
3724.6
137.4
19752.7
12258.1
118.1
15467.2
9292.6
10751.7
19262.6
43044.0

Hx
(kN)

SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

THEO PHƯƠNG DỌC CẦU
Hy
N
Mx
My
(kN)
(kN)
(kNm)
(kNm)
204

Ndh
(kN)
18974.3
18974.3
18974.3
14890.6
18974.3

Ndh
(kN)

Mdh
(kN.m
56.7

Mdh
(kN.m

MSSV: CD02099


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cường độ I
Cường độ II
Cường độ III
Sử dụng
Đặc biệt

369.7
295.7
221.75

GVHD: TS. BÙI ĐỨC TÂN
24879.0
18974.3
23529.4
18264.7

5465.98 20661.4

4774.5
29.5
3826.7
2871.3
20950.
2

18974.3
18974.3
18974.3
14890.6

29.5
29.5
29.5
23.1

18974.3

29.5

Trong đó: Mdh: Momen do tải trọng dài hạn.
Ndh: Lực dọc do tải trọng dài hạn.
Các tải trọng dài hạn bao gồm:
- Tónh tải trụ.
- Tónh tải kết cấu nhòp.
- Tónh tải lớp phủ.
- Lực đẩy nổi.
- Áp lực dòng chảy theo phương dọc sông.
3. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt đáy bệ
BẢNG THỐNG KÊ CÁC TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MẶT CẮT ĐÁY BỆ
N
H
M
TÊN TẢI TRỌNG
(kN)
(kN)
(kN.m)
Tónh tải trụ
9178.06
0
Tónh tải kết cấu nhòp
9708.4
20.52
Lớp phủ mặt cầu
784.4
2.58
Lực đẩy nổi với MNTT
-4652.8
0
Hoạt tải xe thiết kế (phương dọc cầu)
3316.4
-42.34
Hoạt tải xe thiết kế (phương ngang cầu)
528.4
7353.5
Hoạt tải người bộ hành (phương dọc cầu)
57.72
1.15
Hoạt tải người bộ hành (phương ngang cầu)
48.2
359.2
Lực hãm xe
211.25
3175.1
Lực ly tâm
14.18
213.13
Gió ngang lên kết cấu với MNTT v>25m/s
184.11
2194.4
Gió ngang lên kết cấu với MNTN v>25m/s
193.52
3351.5
Gió dọc lên kết cấu với v>25m/s
0
0
Gió ngang tác động lên xe cộ v>25m/s
60
901.8
Gió dọc tác động lên xe cộ v>25m/s
10.5
157.8
Gió ngang lên kết cấu với MNTT v=25m/s
184.11
2194.4
Gió ngang lên kết cấu với MNTN v=25m/s
193.52
3351.5
Gió dọc lên kết cấu với v=25m/s
0
0
Gió ngang tác động lên xe cộ v=25m/s
60
901.8
Gió dọc tác động lên xe cộ v=25m/s
10.5
157.82
Lực va tàu theo phương dọc cầu
5360.5
30286
Lực va tàu theo phương ngang cầu
10721
60572
Áp lực dòng chảy ngang cầu với MNTT
63.67
180.17
Áp lực dòng chảy dọc cầu với MNTT
0
0

SVTH: TRẦN TÂN TIẾN

205

MSSV: CD02099


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×