Tải bản đầy đủ

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ DẦM CHỦ SUPER T - ĐATN thiết kế cầu dầm supper T

ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

CHƯƠNG III
THIẾT KẾ DẦM CHỦ SUPER-T
2.1

Số liệu thiết kế:

Chiều dài toàn dầm:
Khoảng cách đầu dầm đến tim gối:
Khẩu độ tính toán:
Tải trọng thiết kế:
- Tải trọng người 3Kpa
Mặt xe chạy:
Lề người đi:
Lan can:
Tổng bề rộng cầu:
Dạng kết cấu nhòp:
Dạng mặt cắt:

Vật liệu kết cấu:
Công nghệ chế tạo:
Cấp bêtông:

L = 37m
a = 0.35m
Ltt= L-2a=36.3m
- Hoạt tải HL93

B1= 8m
B2= 1.5m
B3= 0.25m
B=B1+2*B2+2*B3 = 11.5 m
cầu dầm
Super T
BTCT dự ứng lực
Căng trước
'
dầm chủ: f c1 = 50MPa
'
Bản mặt cầu: f c 2 = 35MPa
γ c =2450 KG/ m3
Tỷ trọng bêtông:
Loại cốt thép DUL: tao thép Tao 7 sợi xoắn đường kính D ps =15.2mm
f pu =1860MPa
Cường độ chòu kéo tiêu chuẩn:
f y =420MPa
fu =620MPa
Thép thường G60
Quy trình thiết kế:
22TCVN 272-05
2.2

Thiết kế cấu tạo

2.2.1 Lựa chọn kích thước mặt cắt ngang cầu
¯
¯
¯
¯

¯
¯
¯
¯

Nb = 6
Số lượng dầm chủ:
Khoảng cách giữa 2 dầm chủ:
S= 1930 mm
Lề người đi khác mức với mặt cầu phần xe chạy
Bố trí dầm ngang tại các vò trí gối cầu: 2 mặt cắt
N n = (N b -1) × 2 = 10
Số lượng dầm ngang:
h f = 20cm
Chiều dày trung bình của bản:
t1 =75mm
Lớp BT atphan:
t2 =5mm
Tầng phòng nước:

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

MSSV: CD03151

TRANG: 124


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

250

1500

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

4000

4000

1500

250

Lớp bêtông asphalt dày 75 mm
Lớp phòng nước dày 5 mm
Bản mặt cầu dầy 200 mm

750

80
905

413

1020

925

1930

1930

965

965

1930

1930

925

2.2.2 Cấu tạo dầm chủ:

Đoạn cắt khấc: Lck = V = 850 mm
Đoạn dầm đặc: Ldac = 2000 mm

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

MSSV: CD03151

TRANG: 125


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

2.2.2.1

Mặt cắt ngang dầm trên gối:

2.2.2.2

Mặt cắt ngang dầm tại đoạn cắt khấc:

2.2.2.3

Mặt căt ngang dầm tại giữa nhịp:

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

MSSV: CD03151

TRANG: 126


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

2.2.3 Cấu tạo dầm ngang:
Chiều cao dầm ngang
Bề rộng TB dầm ngang
Chiều dài dầm ngang
2.3

Hn = H' - 50 mm = 800 – 50 = 750 mm
bn = 800
mm
Ln = 1020 mm

Tính toán đặc trưng hình học dầm Super-T

Xét các mặt cắt đặc trưng gồm:
2.3.1 Mặt cắt trên gối x1 :
Ta sẽ quy đổi tiết diện Super-T về tiết diện đơn giản hơn để thuận tiện
cho việc tính toán.

Diện tích phần cánh trên
Bề rộng phần cánh trên
Chiều cao dầm chủ
Chiều cao dầm liên hợp
Chiều cao bầu dưới
Chiều cao sườn

At = 2225 cm2
b''2 = 140 cm
H = 80
cm
h
= 100 cm
hb = H-ht = 80-12,4 = 67.6 cm
= H-hb-ht = 80-67,6-12,4 = 0.0 cm

hw

Chiều cao bầu trên

ht =

At − bw (h1 + h2 )
bt − bw
2225 − 96,3(7,5 + 10)
=
= 12,4 cm
140 − 96,3

Bề rộng bầu dưới
bb = (b'1+b'2)/2 = 96,3 cm
Bề rộng sườn
bw = bb
=
96,3 cm
Bề rộng bản cánh trên
bt = b''2= 140,0 cm
Diện tích mặt cắt
A0 = (bt-bw).ht +bb.H= (140-96.25)*12.36+96.25*80 = 8241 cm2
Tọa độ trọng tâm mặt cắt
Yb0 = [(bt-bw).ht.(H-ht/2)+bw.H2/2]/A0
= ((140-96.25)*12.36*(80-12.36/2)+96.25*802/2)/8240.62
= 42.2 cm
Momen quán tính đối với trục x
SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

MSSV: CD03151

TRANG: 127


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

Ix0 = (bt-bw).ht .[ht2/3+H.(H-ht)]+bw.H3/3
=(140-96.25)*12.36*(12.362/3+80*(80-12.36))+96.25*803/3
= 19379738 cm4
Momen quán tính đối với trục trung hòa
I0 = Ix0 -Yb02.A0
= 19379737.87-42.222*8240.62
= 4691390
cm4
2.3.2 Mặt cắt tại chỗ thay đổi tiết diện x2 :

Diện tích phần cánh trên
At = 2675 cm2
Bề rộng phần cánh trên
b'2 = 102.5 cm
Chiều cao dầm chủ
H = 180 cm
Chiều cao dầm liên hợp
h
= 200 cm
Chiều cao bầu dưới
hb = H-ht = 180 -11.8 = 168.2 cm
Chiều cao sườn
hw = H-hb-ht = 180-168,2-11,8 = 0.0 cm
Chiều cao bầu trên ht =

At − bw (h1 + h2 ) 2675 − 86,3(7,5 + 10)
=
= 11.8 cm
bt − bw
185 − 86,3

Bề rộng bầu dưới bb = (b1+b'2)/2 = (70+102.5)/2 = 86.3 cm
Bề rộng sườn bw = bb = 86.3 cm
Bề rộng bản cánh trên bt = b2 = 185.0 cm
Diện tích mặt cắt
A0 = (bt-bw).ht +bb.H = (185-86.25)*11.8+86.25*180 = 16691 cm2
Tọa độ trọng tâm mặt cắt
SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

MSSV: CD03151

TRANG: 128


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

Yb0 = [(bt-bw).ht.(H-ht/2)+bw.H2/2]/A0
= ((185-86.25)*11.8*(180-11.8/2)+86.25*1802/2)/16690.62
= 95.9 cm
Momen quán tính đối với trục x
Ix0 = (bt - bw).ht .[ht2/3+H.(H-ht)]+bw.H3/3= 203013801 cm4
Momen quán tính đối với trục trung hòa
I0 = Ix0 -Yb02.A0= 49599177.56 cm4
2.3.3 Mặt cắt giữa nhòp:

Diện tích phần cánh trên
Diện tích phần cánh dưới
Chiều cao dầm chủ
Chiều cao dầm liên hợp
Chiều cao bầu dưới

At
Ab
H
h

hb =
=

= 1202.3
= 2821.7
= 180 cm
= 200 cm

cm2
cm2

Ab − bw (h4 + h5 + h6 )
bb − bw
2020,3 − 20(24 + 6 + 25)
= 34.4 cm
70 − 20

Chiều cao sườn
hw = H-hb-ht=
134.9 cm
Chiều cao bầu trên
ht = 10.7 cm
Bề rộng bầu dưới
bb = b1= 70
cm
Bề rộng sườn
bw = 2.b3 = 2.10 =
20
cm
Bề rộng bản cánh trên
bt = 2.b6= 2.50= 100 cm
Diện tích mặt cắt A0 = (bt-bw).ht+bw.H+(bb-bw).hb
= (100-20)*10.65+20*180+(70-20)*34.43 = 6174 cm2
Tọa độ trọng tâm mặt cắt
Yb0 = [(bt -bw).ht.(H-ht/2)+bw.H2/2+(bb-bw).hb2/2]/A0
= ((100-20)*10.65*(180-10.65/2)+20*1802/2 +(70-20)*34.432/2)/6174
= 81.4 cm
Momen quán tính đối với trục x

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

MSSV: CD03151

TRANG: 129


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

Ix0 = (bt -bw).ht.[ht2/3+H.(H-ht)]+bw.H3/3+(bb-bw).hb3/3
= (100-20)*10.65*(10.652/3+180*(180-10.65))
+20*1803/3+(70-20)*34.433/3 = 65572805 cm4
Momen quán tính đối với trục trung hòa
I0 = Ix0 -Yb02.A0
= 65572805.06-81.392*6174 =
24671809.65 cm4
2.4

Hệ số phân bố tải trọng:

2.4.1 Hệ số làn:
nlan = 2
Số làn thiết kế:
(A3.6.1.1.1)
Hệ số làn: mlan = 1
(A3.6.1.1.2)

2.4.2 Phân bố hoạt tải theo làn đối với mômen và lực cắt
Tỷ lệ mun đàn hồi giữa dầm chủ và bản mặt cầu
Cường độ chòu nén của bêtông làm dầm chủ: f'cd = 50MPa
Mun đàn hồi của dầm chủ:
1,5
E cd =0,043.γ1,5
c . f'cd =0,043.2500 . 50= 38007 MPa

Cường độ chòu nén của bêtông làm bản mặt cầủ : f 'cb = 35MPa
Mun đàn hồi của bản mặt cầu:
1,5
E cb = 0,043.γ1,5
c . f'cb = 0,043.2500 . 35 = 31799 MPa

Tỷ số :
n=

E cban
= 0,837
E cdam

2.4.3 Hệ số phân bố hoạt tải đối với mômen trong các dầm giữa:
Với dầm Super-T, hệ số phân bố tải ngang được tính theo công thức:
 Với 1 làn thiết kế chòu tải:

( m.g ) M
SI

0,35

 S 
=
÷
 910 

0,25

 S .H 
. 2 ÷
 Ltt 

0,35

 1930 
=
÷
 910 

0,25

 1930.1800 
.
÷
2
 36300 

= 0, 295

 Với 2 hoặc nhiều làn thiết kế chòu tải:

( m.g ) M

MI

0,125

0,6

 S   S .H 
=
÷ . 2 ÷
 1900   Ltt 

0,6

0,125

 1930   1930.1800 
=
÷ .
÷
2
 1900   36300 

= 0, 481

Hệ số phân bố ngang cho mômen dầm trong là giá trò lớn nhất trong hai
giá trò:

( m.g ) M
I

(

)

= Max ( m.g ) M , ( m.g ) M = 0, 481
SI

MI

Kiểm tra phạm vi áp dụng theo 22TCN 272-05
1800mm ≤ S ≤ 3500mm
SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

MSSV: CD03151

Thỏa ĐK
TRANG: 130


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

m.gmg

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

450mm ≤ H ≤ 1700mm
Không
6000mm ≤ Ltt ≤ 43000mm
Thỏa ĐK
Nb ≥ 3
Thỏa ĐK
Không nằm trong phạm vi áp dụng

Dùng PP đòn bẩy để XĐ HSPBN dầm giữa cho tải trọng làn
Sơ đồ xác đònh HSPBN cho tải trọng làn (TH bất lợi nhất)

1800

1200

1800

1800


Plan

Tải trọng làn
S=1930

S=1930

y'3

y'
1

1

y'1

y'2

Với

S = 1930. Ta có tung độ sau:
y'1 = (S - 900)/S×1 = 0.534
y'2 = (S - 1200)/S×1 = 0.378
y'3 = (S - 1800)/S×1 = 0.067
y'4 = 0
Với xe tải thiết kế gHL1:
gHL1 = mlan × max(1/2 × 2y1, 1/4 × (y’3 + 1 + y’2 + y’4)) = 0.534
Sơ đồ xác đònh HSPBN cho tải trọng làn (TH bất lợi nhất )

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

MSSV: CD03151

TRANG: 131


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

Với tải trọng làn thiết kế
m.gLNg = S/3m= 1930/3000= 0.643
m.gmgLN = Max( m.gmg , m.gLNg) = MAX(0.481,0.643) = 0.643

2.4.4 Hệ số phân bố hoạt tải đối với mômen trong dầm biên:
 Với 1 làn thiết kế: dùng phương pháp đòn bẩy
Xét cho xe tải thiết kế và xe hai trục: vì khoảng cách của hai bánh xe
theo chiều ngang của hai loại xe là như nhau nên có chung một hệ số phân bố
ngang

b2

600

Tải trọng làn

de

y3

1930

y1

1

925

3000
1800

b3

y2

b1

PL

y4

PL

Với một làn thiết kế thì hệ số làn m = 1.2
Bề rộng bó vỉa 1:
b1 = 350 mm
Bề rộng
b2 = 1200 mm
Bề rộng bó vỉa 2:
b3 = 200 mm
Khoảng cách dầm chủ: S = 1930 mm
Khoảng cách từ dầm thứ 2 đến mép ngoài cùng:
Sb = S + Sk = 2855 mm
Gọi x là khoảng cách từ gối thứ 2 đến vò trí tính tung độ đường ảnh
hưởng
Tung độ đường ẩnh hưởng:
yb = Sb/S = 2855/1930 =1.479
y1 = yb × (Sb - b1/2)/Sb = 1.389
y2 = yb × (Sb - b1 - b2 - b3/2)/Sb = 0.624
y3 = yb × (Sb - b1 - b2 - b3)/Sb = 0.573
y4 = yb × (Sb - b1 - b2 - b3 - 600)/Sb = 0.262
Với xe tải thiết kế:

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

MSSV: CD03151

TRANG: 132


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

gHL2 = m × 1/2 × y4 = 0.157
Với tải người đi:
gPL2 = m × 1/2 × (y1 + y2) = 1.208
Với tải trọng làn:
gLan2 = m/3000 × 1/2 × y3 × (Sb - b1 - b2 - b3) = 0.127
+ Hai hay nhiều làn thiết kế
Gọi de là khoảng cách từ tim bản bụng của dầm biên đến mép ngoài bó
vỉa thứ 2
de = Sk – (b1 +b2 + b3) = - 825 mm
⇒ 0 ≤ d e ≤ 1400mm (không thỏa)
Không sử dụng công thức trong bảng
Vậy ta sẽ dùng hệ số phân bố ngang trong trường hợp 1 làn theo phương
pháp đòn bẩy để thiết kế
gmbHL = gHL2 = 0.157
gmbPL = gPL2 =1.208
gmblan = gLan2 = 0.127
2.4.5 Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt trong các dầm giữa:
Với 1 làn thiết kế chòu tải:

( m.g ) V

SI

0,1

0,6

0,6

0,1

 S  H
 1930   1800 
=
÷ . ÷ = 
÷ .
÷ = 0,563
 3050   Ltt 
 3050   36300 

Với 2 hoặc nhiều làn thiết kế:

( m.g ) V

MI

0,1

0,8

0,8

0,1

 S  H
 1930   1800 
=
÷ . ÷ = 
÷ .
÷ = 0, 655
 2250   Ltt 
 2250   36300 

Giá trò cực đại được chọn cho sự phân bố hệ số lực cắt thiết kế của các
dầm giữa

( m.g ) V
I

(

= Max ( m.g ) V , ( m.g ) V
SI

MI

) = 0, 655

2.4.6 Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt trong dầm biên:
Với 1 làn thiết kế chòu tải: dùng phương pháp đòn bẩy
Đã tính trong phần trên:

( m.g ) V − LL = 0.157
SE

mlan
∑ ωi = 1.208
1200
m
= lan .∑ ωi = 0.127
3000

(m.gVSE− PL ) =

( m.g ) V −lan
SE

Với 2 hoặc nhiều làn thiết kế chòu tải:

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

MSSV: CD03151

TRANG: 133


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

Ta xét phạm vi áp dụng của các công thức tra bảng này bao gồm tất cả
các điều kiện sau: (đơn vò khoảng cách là mm)
Khoảng cách từ tim dầm biên đến mép đá vỉa:
d e = -825mm ⇒ 0 ≤ d e ≤ 1400mm (không thỏa)
Không sử dụng công thức trong bảng
Vậy ta sẽ dùng hệ số phân bố ngang trong trường hợp 1 làn theo phương
pháp đòn bẩy để thiết kế

BẢNG TỔNG HP HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG

Dầm giữa
Dầm biên

Tải trọng xe

Tải trọng làn

Tải trọng người

Mômen

0.643

0.643

0.643

Lực cắt

0.655

0.655

0.655

Mômen

0.157

0.127

1.208

Lực cắt

0.157

0.127

1.208

2.4.7 Hệ số điều chỉnh tải trọng:
ηD :
hệ số dẻo
ηD = 1
đối với các bộ phận và liên kết thông thường
ηR :
hệ số dư thừa
ηR = 1
đối với mức dư thừa thông thường
ηI :
hệ số quan trọng
η I = 1, 05
cầu thiết kế là quan trọng
Hệ số điều chỉnh của tải trọng
η = η D .η R .η I = 1, 05 > 0,95
2.5

Xác đònh nội lực tại các mặt cắt đặc trưng:

2.5.1 Xác đònh tónh tải tác dụng lên 1 dầm chủ:
2.5.1.1

Dầm chủ:

Xét đoạn từ gối đến MC dầm đặc
Diện tích
A0
=
0.8241
m2
Tỷ trọng bê tông
γc
=
2500
KG/m3
Trọng lượng đoạn dầm
DCd1
=
2.(v-a).A0.γc
= 2*(0.85-0.35)*0.82*2500 = 2060 KG
Xét đoạn dầm đặc

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

MSSV: CD03151

TRANG: 134


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

Diện tích
A0 = 1.6691
m2
Tỷ trọng bê tông
γc
= 2500
KG/m3
Trọng lượng đoạn dầm
DCd2 = 2.(da + a - v).A0.γc
= 2*(2.5+0.35-0.85)*1.67*2500 = 16691 KG
Xét phần đoạn dầm còn lại
Diện tích
A0
= 0.6174
m2
Tỷ trọng bê tông
γc
= 2500
KG/m3
Trọng lượng đoạn dầm
DCd3 = (Ltt-2.da).A0.γc
= (36.3-2*2.5)*0.62*2500 = 48312 KG
Tónh tải dầm chủ
DCdc = (DCd1+DCd2+DCd3)/Ltt
= (2060.16+16690.62+48311.55)/36.3 = 1847.4 KG/m
2.5.1.2

Bản mặt cầu:

+ Dầm giữa

DCbmg = S.hf.γc= 1930/1000*20/100*2500
= 965
KG/m
DCbmb = (S/2+Sk).hf.γc
= (1930/2000+0.925)*20/100*2500= 945 KG/m

+ Dầm biên
2.5.1.3

Dầm ngang:

DCdn = [Hn.bn.(Nb-1).Ln.Nn].γc/(Nb.Ltt)
= 70/100*80/100*(6-1)*1.02*2*2500/(6*36.3) = 65.6
2.5.1.4

KG/m

Ván khuôn lắp ghép:
d = 2.5 cm
δ = 3 cm
γvk1 = 1500 KG/m3
DCvkg
= (b7+2.d).δ.γvk =
(85+2*2.5)*3*1500/(104) = 40.5 KG/m

2.5.1.5
KG/m

Lan can:

Tónh tải tác dụng xuống bó vỉa 1: DLn = P1 = 6085.82 N/m ≈ 620.37
Tónh tải tác dụng xuống bó vỉa 2: DLt = P2 = 2938.5 N/m ≈ 299.5 KG/m

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

MSSV: CD03151

TRANG: 135


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

Ta giả thiết tải trọng lan can, lề bộ hành được qui về bó vỉa và truyền
xuống dầm biên và dầm giữa là khác nhau, phần nằm ngoài bản hẩng sẽ do
dầm biên chòu, còn phần nằm trong sẽ chia cho dầm biên và dầm trong chòu
theo tỉ lệ khoảng cách từ diểm đặt lực đến mỗi dầm.
Suy ra:
Dầm giữa:
P2 g =

d e − 0,125
0,825 − 0,125
.P2 =
.299,5 = 108, 627 KG / m
Sn
1,93

Dầm biên:

P2b =

S n − d e + 0,125
1,93 − 0,825 + 0,125
.P2 =
.299,5 = 190,87 KG / m
Sn
1,93

Vậy:
Dầm biên:
DC = P1 + P2b = 620 + 190.87 = 810.87 KG / m
b
3

Dầm giữa:
DC = P2 g = 108, 627 KG / m
g
3

2.5.1.6

Lớp phủ mặt cầu và tiện ích công cộng:
Lớp BT Atphan:
t1 = 0.075 m, γ 1 = 2250 kg/m3
Lớp phòng nước: t2 = 0.005 m, γ 2 = 1500 kg/m3
Tổng trọng lượng lớp phủ mặt cầu:
DWlp = (t1 × γ 1 + t2 × γ 2) × S = (0.075 × 2250 + 0.005 × 1500) × 1.93 = 340.16
kg/m
Các tiện ích :
DWti = 5 kg/m
DW = DWlp + DWti = 340.16 + 5 = 345.16 kg/m
2.5.1.7

Tổng cộng:

Dầm giữa
+Giai đoạn chưa liên hợp bản mặt cầu:
DCdc =

DCd 1 + DCd 2 + DCd 3 2060 + 16691 + 48312
=
= 1847.46 KG / m
L
36.3

+Giai đoạn khai thác: đã đỗ bản mặt cầu:
g
DC g = DCdc + DCbmc
+ DCdn + DClcg + DCvk + DCvn

= 1847.46 + 965 + 65.6 + 108.672 + 40.5 + 23,16 = 3050.4 KG / m
DWg = 345.16 KG / m

Dầm biên
+Giai đoạn chưa liên hợp bản mặt cầu:

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

MSSV: CD03151

TRANG: 136


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T
DCdc =

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

DCd 1 + DCd 2 + DCd 3 2060 + 16691 + 48312
=
= 1847.46 KG / m
L
36.3

+Giai đoạn khai thác: đã đỗ bản mặt cầu:
b
DCb = DCdc + DCbmc
+ DCdn + DClcb + DCvk + DCvn

= 1847.46 + 965 + 65.6 + 810.87 + 40.5 + 23,16 = 3752.59 KG / m
DWb = 345.16 KG / m

2.5.2 Hoạt tải HL93:
2.5.2.1

Xe tải thiết kế:

Xe tải thiết kế: gồm trục trước nặng 35 KN , hai trục sau mỗi trục nặng
145KN, khoảng cách giữa 2 trục trước là 4300mm, khoảng cách hai trục sau
thay đổi từ 4300 – 9000 mm sao cho gây ra nội lực lớn nhất, theo phương
ngang khoảng cách giữa hai bánh xe là 1800mm

2.5.2.2

Xe hai trục thiết kế:

Xe hai trục: gồm có hai trục, mỗi trục nặng 110KN, khoảng cách giữa
hai trục không đổi là 1200mm, theo phương ngang khoảng cách giữa hai bánh
xe là 1800mm

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

MSSV: CD03151

TRANG: 137


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

2.5.2.3

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

Tải trọng làn:

Tải trọng làn: bao gồm tải trọng rải đều 9,3N/mm. xếp tho phương dọc
cầu, theo phương ngang cầu tải trọng này phân bố theo chiều rộng 3000mm, tải
trọng làn có thể xe dòch theo phương ngang để gây ra nội lực lớn nhất.

2.5.2.4

Tải trọng người đi bộ:

Là tại trọng phân bố được qui đònh độ lớn là 3.10-3 Mpa.
2.5.2.5

Tải trọng xung kích:

Là tải trọng đưa vào tải trọng xe 3 trục hay xe hai trục lấy bằng 25% tại
trọng của mỗi xe.
2.5.3 Đường ảnh hưởng mômen và lực cắt tại các mặt cắt đặc trưng:
2.5.3.1

Các mặt cắt đặc trưng:

Mặt cắt tại gối
Mặt cắt tại khấc
Mặt cắt cách gối 0.72h
Mặt cắt thay đổi tiết diện
Mặt cắt tại Ltt/4
Mặt cắt tại giữa nhòp
2.5.3.2

x0 =
x1 =
x2 =
x3 =
x4 =
x5 =

0.00
0.50
1.45
2.50
9.08
18.15

m
m
m
m
m
m

Phương trình đường ảnh hưởng

Đối với mômen
PT đường ảnh hưởng xét tại mặt cắt xk: yk = xk.(Ltt-xk)/Ltt
y(x) = (Ltt-xk).x/Ltt : Nếu 0 ≤ x ≤ xk
y(x) = xk.(Ltt-x)/Ltt : Nếu xk < x ≤ Ltt
Diện tích đường ảnh hưởng
ΩM = yk.Ltt/2
Biểu đồ ĐAH mômen tại các mặt cắt đặc trưng
Mặt cắt tại gối: x0 = 0.00 m

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

MSSV: CD03151

TRANG: 138


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

x
y

Mặt cắt tại khấc x1 =
x
y

Mặt cắt cách gối 0.72h
x
y

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

0
0

36.3
0

0.50 m
0
0

0.50
-0.493

x2 =

1.45 m

0
0

1.45
-1.390

Mặt cắt thay đổi tiết diện x3 =

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

0.00
0.000

36.3
0

36.3
0

2.50 m

MSSV: CD03151

TRANG: 139


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

x
y

Mặt cắt tại Ltt/4
x
y

Mặt cắt tại giữa nhòp
x
y

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

0
0

2.50
-2.328

x4 =

9.08 m

0
0

9.08
-6.806

36.3
0

36.3
0

x5 = 18.15 m
0
0

18.15
-9.075

36.3
0

MSSV: CD03151

TRANG: 140


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

Bảng giá trò tính toán ĐAH cho momen
xk(m) yk(m) ΩM(m2)
0.00 0.000
0.00
0.50 0.493
8.95
1.45 1.390
25.22
2.50 2.328
42.25
9.08 6.806 123.53
18.15 9.075 164.71

+ Đối với lực cắt
PT đường ảnh hưởng xét tại mặt cắt xk
ykt = -xk/Ltt
ykp = 1-xk/Ltt
y(x) -x/Ltt : Nếu 0 ≤ x ≤ xk
1-x/Ltt : Nếu xk ≤ x ≤ Ltt
Diện tích đường ảnh hưởng
Ωkt = ykt*xk/2
Ωkp = ykp*(Ltt-xk)/2
Biểu đồ ĐAH lực cắt tại các mặt cắt đặc trưng
Mặt cắt tại gối
x0 = 0.00 m
x
y

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

0
0

0.00
0.000

0.00
1.000

MSSV: CD03151

36.3
0

TRANG: 141


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

Mặt cắt tại khấc
x
y

Mặt cắt cách gối 0.72h
x
y

x1 =
0
0

0.50 m

0.50
-0.014

x2 =
0
0

0.50
0.986

1.45 m

1.45
-0.040

1.45
0.960

Mặt cắt thay đổi tiết diện x3 = 2.50 m
x
0
2.50
2.50
SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

36.3
0

MSSV: CD03151

36.3
0

36.3
TRANG: 142


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

y

Mặt cắt tại Ltt/4
x
y

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

0

0
0

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

9.08 m
9.08
9.08
-0.250 0.750

0

x4 =

Mặt cắt tại giữa nhòp

x
y

-0.069

0.93
1

x5 =

0
0

36.3
0

18.15 m

18.1
18.15
5
-0.500 0.500

MSSV: CD03151

36.3
0

TRANG: 143


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

Bảng giá trò tính toán ĐAH cho lực cắt
xk(m)
0.00
0.50
1.45
2.50
9.08
18.15

ykt
ykp Ωvt(m) Ωvp(m) Ωv(m)
0.000 1.000
0.00 18.15 18.15
0.98
-0.014
6
0.00 17.65 17.65
-0.040 0.960 -0.03 16.73 16.70
0.93
-0.069
1 -0.09 15.74 15.65
-0.250 0.750 -1.13 10.21
9.08
-0.500 0.500 -4.54
4.54
0.00

2.5.4 Tính nội lực do tónh tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên tại
mặt cắt x5 :
2.5.4.1

Dầm biên:

2.5.4.1.1

Mômen

2.5.4.1.1.1

Giai đoạn chưa liên hợp

MDCdcb =
MDCdsb =

DCdcb*ΩM
DCdsb*ΩM

2.5.4.1.1.2

Giai đoạn khai thác

MDCdab =
MDWb =

DCdab*ΩM
DWb*ΩM

Bảng giá trò tính toán mômen do tónh tải tại các mặt cắt dầm biên
xk
ΩM
MDCdcb
MDCdsb
MDCdab
MDWb
(m)
(m2)
(KNm)
(KNm)
(KNm)
(KNm)
0.00
0.00
0.0
0.0
0.0
0.0
0.50
8.95
165.3
97.9
72.6
30.9
1.44
25.10
463.7
274.7
203.5
86.6
2.50
42.25
780.5
462.3
342.6
145.8
9.08
123.53
2282.2
1351.8
1001.7
426.4
18.15
164.71
3043.0
1802.4
1335.6
568.5

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

MSSV: CD03151

TRANG: 144


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

2.5.4.1.2

Lực cắt

2.5.4.1.2.1

Giai đoạn chưa liên hợp gồm

VDCdcb =
VDCdsb =

DCdcb.Ωv
DCdsb.Ωv

2.5.4.1.2.2

Giai đoạn khai thác có thêm

VDCdab =
DCdab.Ωv
VDWb =
DWb.Ωv
Bảng giá trò tính toán lực cắt do tónh tải tại các mặt cắt dầm biên
xk
ΩV
VDCdcb
VDCdsb
VDCdab
VDWb
(m)
(m2)
(KN)
(KN)
(KN)
(KN)
0.00
18.15
335.3
198.6
147.2
62.6
0.50
17.65
326.1
193.1
143.1
60.9
1.44
16.71
308.7
182.9
135.5
57.7
2.50
15.65
289.1
171.3
126.9
54.0
9.08
9.08
167.7
99.3
73.6
31.3
18.15
0.00
0.0
0.0
0.0
0.0
2.5.4.2

Dầm giữa:

2.5.4.2.1

Mômen

2.5.4.2.1.1

Giai đoạn chưa liên hợp gồm

MDCdcg =
MDCdsg =

DCdcg.ΩM
DCdsg.ΩM

2.5.4.2.1.2

Giai đoạn khai thác có thêm

MDCdag =
DCdag.ΩM
MDWg = DWg.ΩM
Bảng giá trò tính toán mômen do tónh tải tại các mặt cắt dầm giữa
xk
(m)
0.00
0.50
1.44
2.50
9.08
18.15

ΩM
(m2)
0.00
8.95
25.10
42.25
123.53
164.71

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

MDCdcg
(KNm)
0.0
165.3
463.7
780.5
2282.2
3043.0

MDCdsg
(KNm)
0.0
97.9
274.7
462.3
1351.8
1802.4

MSSV: CD03151

MDCdag
(KNm)
0.0
9.7
27.3
45.9
134.2
179.0

MDWg
(KNm)
0.0
35.3
98.9
166.4
486.7
648.9

TRANG: 145


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

2.5.4.2.2

Lực cắt

2.5.4.2.2.1

Giai đoạn chưa liên hợp gồm

VDCdcg =
VDCdsg =

DCdcg.Ωv
DCdsg.Ωv

2.5.4.2.2.2

Giai đoạn khai thác có thêm

VDCdag =
DCdag.Ωv
VDWg =
DWg.Ωv
Bảng giá trò tính toán lực cắt do tónh tải tại các mặt cắt dầm giữa
xk
(m)
0.00
0.50
1.44
2.50
9.08
18.15

ΩV
(m2)
18.15
17.65
16.71
15.65
9.08
0.00

VDCdcg
(KN)
335.3
326.1
308.7
289.1
167.7
0.0

VDCdsg
(KN)
198.6
193.1
182.9
171.3
99.3
0.0

VDCdag
(KN)
19.7
19.2
18.2
17.0
9.9
0.0

VDWg
(KN)
71.5
69.5
65.8
61.7
35.8
0.0

2.5.5 Nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên:
2.5.5.1
dầm

Mômen do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại các mặt cắt

Đối với các mặt cắt đặc trưng trong phạm vi từ gối đến Ltt / 2 ta xét 2
trường hợp xếp xe bất lợi nhất lên đường ảnh hưởng mômen. Nội lực do xe
thiết kế sẽ lấy giá trò Max của 2 trường hợp trên.

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

MSSV: CD03151

TRANG: 146


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

Trong đó :
xk
Khoảng cách từ gối đến mặt cắt đến xét
yk
Giá trò tung độ đường ảnh hưởng tại vò trí mặt cắt
xi
Khoảng cách từ gối đến các trục bánh xe
yMi
Giá trò tung độ đường ảnh hưởng tại vò trí các trục bánh xe
Giá trò thiết kế được lấy là giá trò Max của 2 trường hợp
+ Trường hợp 1 :
M2tr = 110(KN).yM1+110(KN).yM2
M3tr = 145(KN).yM1+145(KN).yM3+35(KN).yM4
yMi
0 : Nếu xi > Ltt
xk.(Ltt-xi) / Ltt
Với các giá trò xi tính như sau
x1 = xk
x2 = xk+1.2m
x3 = x1+4.3m
x4 = x3+4.3m

Bảng giá trò tính toán momen do hoạt tải tại các mặt cắt
Vò trí
Mặt cắt
0
1
2
3
SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

xk
(m)
0.00
0.50
1.45
2.50

x1
(m)
0.00
0.50
1.45
2.50

x2
(m)
1.20
1.70
2.65
3.70

x3
(m)
4.30
4.80
5.75
6.80

MSSV: CD03151

x4
(m)
8.60
9.10
10.05
11.10
TRANG: 147


ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

4
5
Vò trí
Mặt cắt
0
1
2
3
4
5

xk
(m)
0.00
0.50
1.45
2.50
9.08
18.1
5

9.08
18.1
5

GVHD: PGS_TS NGUYỄN BÁ HOÀNG

9.08

10.28

13.38

17.68

18.15

19.35

22.45

26.75

yM1
(m)
0.000
0.493
1.390
2.328
6.806

yM2
(m)
0.000
0.477
1.342
2.245
6.506

yM3
(m)
0.000
0.434
1.218
2.032
5.731

yM4
M2tr
M3tr
(m) (KNm) (KNm)
0.000
0.0
0.0
0.375 106.7
147.5
1.047 300.4
414.7
1.736 503.0
692.9
4.656 1464.4 1980.9

9.075

8.475

6.925

4.775 1930.5

2487.1

+ Trường hợp 2 :
M2tr = 110(KN).yM2+110(KN).yM4
M3tr = 35(KN).yM1+145(KN).yM3+145(KN).yM5
0 : Nếu xi > Ltt hoặc xi < 0
yMi xk.(Ltt-xi)/ Ltt : Nếu xi >xk
(Ltt-xk).xi/ Ltt : TH còn lại
Với các giá trò xi tính như sau
x1 = xk - 4.3m
x2 = xk - 0.6m
x3 = xk
x4 = xk + 0.6m
x5 = xk + 4.3m

Bảng giá trò tính toán momen do hoạt tải tại các mặt cắt
Vò trí
xk
x1
x2
x3
x4
x5
Mặt cắt
(m)
(m)
(m)
(m)
(m)
(m)
0
0.00 -4.30 -0.60
0.00
0.60 4.30
1
0.50 -3.80 -0.10
0.50
1.10 4.80
2
1.45 -2.85
0.85
1.45
2.05 5.75

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

MSSV: CD03151

TRANG: 148


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×