Tải bản đầy đủ

đồ án thiết kế cầu đúc hẫng

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

ĐỒ ÁN CẦU ĐÚC HẪNG

1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

MỤC LỤC
ĐỒ ÁN CẦU ĐÚC HẪNG ....................................................................................... 1
CHƯƠNG I ............................................................................................................. 4
GIỚI THIỆU CHUNG .............................................................................................. 4
I – TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU BTCTDƯL BẰNG
PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BĂNG. ...................................................... 4
II – GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN .................................................... 5
II.1 – TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ ...................................................................... 5

II.2 – SƠ ĐỒ KẾT CẤU ................................................................................... 5
II.2.1 – Kết cấu phần trên ................................................................................. 5
CHƯƠNG II ........................................................................................................... 7
TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC ............................................................................ 7
I . CHỌN CÁC KÍCH THƯỚC CẦU CHÍNH . ................................................... 7
II . TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA DẦM CHỦ . ................................... 7
II.1 – Phân chia đốt dầm.................................................................................... 7
II.3 – Xác định phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm ............................... 9
II.4 – Xác định cao độ mặt dầm chủ ................................................................. 9
II.5 – Xác định các kích thước cơ bản và đặc trưng hình học của mặt cắt tiết
diện. ................................................................................................................... 9
CHƯƠNG III ........................................................................................................ 12
TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG CÁC GIAI ĐOẠN. .......................................... 12
I . TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 1 (DC ): ................................................................... 12
II . TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 2 (DW) : ................................................................ 12
III . TÍNH NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU NHỊP ................................ 13
III.1. NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN DẦM CHỦ GIAI ĐOẠN THI CÔNG ... 13
III.2. TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG GIAI ĐOẠN KHAI THÁC . ........... 29
III.3 .TỔNG HỢP NỘI LỰC TÍNH TOÁN: ................................................ 36
CHƯƠNG IV ........................................................................................................ 40
TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP .................................................................. 40

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

I- TÍNH LƯỢNG CỐT THÉP TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG ................... 40
I.1. Đặc trưng vật liệu :.................................................................................... 40
I.2. Quy đổi mặt cắt : ....................................................................................... 40
I.3. Xác định số bó cốt thép DƯL trong giai đoạn thi công:........................... 42
II. TÍNH VÀ BỐ TRÍ CÔT THÉP DƯL TRONG GIAI ĐOẠN KHAI THÁC :
............................................................................................................................. 47
II.1. Xác định vị trí TTH của mặt cắt .............................................................. 47
II.2. Tính diện tích cốt thép DƯL cần thiết ..................................................... 47
CHƯƠNG V.......................................................................................................... 54
KIỂM TOÁN KẾT CẤU NHỊP .............................................................................. 54
I. KIỂM TOÁN GIAI ĐOẠN THI CÔNG ......................................................... 54

I.1.Quy đổi mặt cắt đỉnh trụ về mặt cắt chữ T. .............................................. 54
I.2. Tính mất mát ứng suất trong giai đoạn thi công. ...................................... 54
I.3. Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ I tại mặt cắt 20-20 (mặt cắt
đỉnh trụ). .......................................................................................................... 62
II . KIỂM TOÁN GIAI ĐOẠN SỬ DỤNG . ...................................................... 67
II.1.Đặc trưng hình học của mặt cắt tính đổi................................................... 67
II.2. Tính mất mát ứng suất trong giai đoạn khai thác. ................................... 68
II.3.Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ I: ....................................... 76
II.4. Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng ( Điều 5.5.2) ........................... 83
II.4.1. Các giới hạn ứng suất đối bê tông (5.9.4) .............................. 83
II.4.2. Biến dạng(5.7.3.6) ......................................................................... 83

3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG
I – TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU BTCTDƯL BẰNG
PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BĂNG.
Phương 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 . Phương 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 phương pháp đúc hẫng :
- Khi thi công theo phương pháp đúc hẫng , kết cấu nhịp BTCT được đúc trên đà
giáo di động theo từng đốt nối liền nhau đối xứng qua trụ cầu . Cốt thép thường
của các khối được liên kết với nhau trước khi đúc bê tông để đảm bảo tính liền
khối và chịu cắt tốt của kết cầu . Sau khi bê tông đốt dầm đủ cường độ cần
thiết thì các đốt dầm này được liên kết với các đốt đã đúc trước đó nhờ cốt thép
DƯL
- Phần cánh hẫng của kết câu nhịp BTCT đã thi công xong phải đảm bảo đủ khả
năng nâng đỡ trọng lượng của các đốt dầm thi công sau đó cùng với trọng
lượng 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
lượng 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 được liên kết cứng với thân trụ nhờ các
cáp thép DƯL chạy suốt trên chiều cao trụ , Với các sơ đồ cầu dầm đốt này
cũng được liên kết cứng tạm thời vào trụ cầu nhờ các gối tạm và các cáp thép
hoặc các thanh thép DƯL 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 DƯL ở phía trên . Sau khi thi công xong 1 cặp đốt dầm đối xứng thì
căng kéo cốt thép DƯl 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 được chi phí đà giáo . Ván
khuôn được dùng lại nhiều lần cùng với 1 thao tác lặp lại sẽ giảm chi phí nhân lực và
nâng cao năng suất lao động
Phương 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


4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

Phương pháp thi công đúc hẫng không phụ thuộc vào không gian dưới cầu do đó
có thể thi công trong điều kiện sông sâu , thông thuyền hay xây dựng các càu vượt trong
thành phố , các khu công nghiệp mà không cho phép đình trệ sản xuất hay giao thông
dưới công trình....
II – GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG 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 ,
+) Người 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 BTCTDƯL 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 sườn 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 DƯL của hãng VSL theo tiêu chuẩn ASTM - grade 270 có các chỉ tiêu
sau:
+) Diện tích một tao Astr = 1,387 mm2
+) Cường 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 thường: Sử dụng loại cốt thép có gờ với các chỉ tiêu:
+) fy = 420 (MPa).
- Dầm dẫn : bằng bê tông cốt thép DƯL 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
- Trắc dọc cầu theo bán kính R = 3866 m , trong phạm vi 270m , tiếp theo dốc 3%
về phía 2 mố và đường đầu cầu , Độ dốc ngang cầu in = 2%
- Mặt cầu BT Asphan 7cm , dưới là lớp phòng nước 4mm

5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

- Gối cầu , khe co giãn bằng cao su , lan can bằng thép , Thoát nước 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 nước 0,4cm , Lớp bê tông asphan 7cm ; độ
dốc ngang cầu in = 2%
II.2.2 – Kết cấu phần dưới
a) Cấu tạo trụ cầu :
- Trụ cầu dùng loại trụ thân đặc bằng BTCT đổ bê tông tại chỗ bê tông có cường
độ chịu nén f’c = 30Mpa
- Trụ T1, T2, T3 , T8, T9 : được đặt trên móng cọc đóng : d = 40 cm
- Trụ T4, T7 : được đặt trên móng cọc khoan nhồi : D = 100 cm
- Trụ T5, T6: được đặt trên móng cọc khoan nhồi : D = 150 cm
- Phương 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 được đặt trên móng cọc đóng d= 40 cm

6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

CHƯƠNG II
TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC
I . CHỌN CÁC KÍCH THƯỚC 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 phương án này chọn Lng = 120m.
+) Lấy : Lnb = 75 m
Sơ đồ bố trí chung nhịp cầu chính :
7500

120000

7500

- Xác định kích thước mặt cắt ngang : Dựa vào các công thức kinh nghiệm ta chọn
mắt cắt ngang như hình vẽ :

500

1500

400
400
7000

8000

400

1000

300

500

1500

500

3000

1200
500

800
3003280
1800

600

700
1000

II . TÍNH ĐẶC TRƯNG 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 phương pháp đúc
hẫng cân bằng , Chiều dài của đốt K0 thường vào khoảng 12-14 m, để có đủ diện tích mặt
bằng cho việc lắp đặt 2 xe đúc đối xứng nhau trên đó mà thi công hai cánh hẫng đối xứng
nhau

7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

7

K0

1

3

2

4

5

6

8

7

13 14

12

10 11

9

3

- 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 được chọn sao cho tận dụng hết
năng lực của thiết bị xe đúc . Ví dụ trọng lượng của xe đúc nên gần bằng với khả năng
treo của xe đúc . Như vậy sẽ giảm bớt số xe đốt đúc hẫng . Mặt khác khối lượng bê tông
mỗi đốt phải phù hợp với khả năng cung cấp bê tông đến công trường .
- 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 như 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 :
4x3
10x4
14
2

+) Nhịp biên :

16'

2
1

4x3

10x4
9'

14' 13' 12' 11' 10'

8'

7'

6'

5'

4'

3' 2' 1'

14

7

3

14

K0

II.2 – Xác định phương trình thay đổi cao độ đáy dầm
- Giả thiết đáy dầm thay đổi theo phương trình parabol bậc 2 theo phương trình :
Y = ax2 + bx +c
- Lấy điểm dưới cùng của đốt hợp long làm gốc toạ độ , trục x , y có chiều như hình
vẽ :
O(0,0)

B(-58,5;4,0)

O(0,0)

A(58,5;4,0)
Y

- Do đường cong đi qua gốc toạ độ nên c=0 , đồng thời đường 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
4,0 = a.58,52 - 58,5.b
- Từ hai phương trình trên ta tính được :

8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

H02-2

BI3
BI3-2

B01

-

B02

B03

HI4

H03

HI3

B01-2

HI5

H02

H01

BI1
BI1-2

HI1
HI2

A = 0,001169
B=0
Vậy phương trình có dạng:
Y = 0,001169.x2
II.3 – Xác định phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm
- Tính toán tương tự ta có phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm như 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 đường 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 được kích thước của
các mặt cắt như sau :
½ Mặt cắt dầm chủ

Bảng các kích thước hình học của mặt cắt :

MC 0
HO1
0.3
HO2
0.5
HO2-2
0.4
HO3
6.2
BO1
2.25
BO1-2
1.85
BO2
1.25
BO3
2.5
HI1
0.3
HI2
0.4

1
0.3
0.5182
0.4
5.4532
2.2548
1.8952
1.1706
2.5746
0.3
0.4182

2
3
4
5
6
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.5274 0.536 0.5441 0.5516 0.5608
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
5.0774 4.724 4.3929 4.0841 3.7071
2.2574
2.26 2.2626 2.2652 2.2687
1.9199 1.9346 1.9693 1.994 2.0269
1.1273 1.084 1.0407 0.9974 0.9397
2.6153 2.656 2.6967 2.7374 2.7917
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.4274 0.436 0.4441 0.4516 0.4608

9

7
0.3
0.569
0.4
3.3698
2.2722
2.0598
0.8819
2.8459
0.3
0.469


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
HI3
HI4
HI5
BI1
BI1-2
BI3
BI3-2

HO1
HO2
HO2-2
HO3
BO1
BO1-2
BO2
BO3
HI1
HI2
HI3
HI4
HI5
BI1
BI1-2
BI3
BI3-2

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

4.7
0.6
1
2.95
1.9
2
1.3

4.1262
0.5545
0.8725
2.9739
1.9
2.0861
1.4052

3.8375
0.5316
0.8083
2.987
1.9
2.133
1.4626

3.566
0.51
0.748
3
1.9
2.18
1.52

3.3116
0.4898
0.6915
3.013
1.9
2.227
1.5774

3.0744
0.471
0.6388
3.0261
1.9
2.2739
1.6348

2.7848
0.448
0.5744
3.0435
1.9
2.3365
1.7113

2.5256
0.4274
0.5168
3.0609
1.9
2.3991
1.7878

MC 8
0.3
0.5763
0.4
3.0722
2.2757
2.0927
0.8242
2.9002
0.3
0.4763
2.2969
0.4093
0.466
3.0783
1.9
2.4617
1.8643

MC 9
0.3
0.5826
0.4
2.8143
2.2791
2.1256
0.7664
2.9544
0.3
0.4826
2.0988
0.3936
0.422
3.0957
1.9
2.5243
1.9409

MC 10
0.3
0.5879
0.4
2.596
2.2826
2.1585
0.7087
3.0087
0.3
0.4879
1.9311
0.3802
0.3847
3.113
1.9
2.587
2.0174

MC 11
0.3
0.5923
0.4
2.4175
2.2861
2.1914
0.651
3.063
0.3
0.4923
1.7939
0.3694
0.3542
3.1304
1.9
2.6496
2.0939

MC 12
0.3
0.5956
0.4
2.2786
2.2896
2.2243
0.5932
3.1172
0.3
0.4956
1.6872
0.3609
0.3305
3.1478
1.9
2.7122
2.1704

MC 13
0.3
0.5981
0.4
2.1794
2.293
2.2572
0.5355
3.1715
0.3
0.4981
1.611
0.3548
0.3136
3.1652
1.9
2.7748
2.247

MC 14 MC 15
0.3
0.3
0.5995
0.6
0.4
0.4
2.1198
2.1
2.2965
2.30
2.2901 2.323
0.4777
0.42
3.2257
3.28
0.3
0.3
0.4995
0.5
1.5652
1.55
0.3512
0.35
0.3034
0.3
3.1826
3.2
1.9
1.9
2.8374
2.9
2.3235
2.4

- Bảng tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt đầm chủ
Tên
MC
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

x
h
hd
(m) (m) (cm)
0
7 108.40
7 6.2714 95.61
10 5.9048 89.17
13 5.56 83.09
16 5.237 77.39
19 4.9357 72.06
23 4.5679 65.52
27 4.2388 59.65
31 3.9485 54.44
35 3.6969 49.89
39 3.4839 46.00
43 3.3098 42.77
47 3.1742 40.19
51 3.0775 38.28

B
(m)
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12

Bd
(m)
5
5.1492
5.2306
5.312
5.3934
5.4748
5.5834
5.6918
5.8004
5.9088
6.0174
6.126
6.2344
6.343

Bs
(cm)
80
76.4
74.9
73.4
71.9
70.3
68.3
66.3
64.2
62.2
60.2
58.1
56.1
54.1

10

F
(cm2)
133628
122050
116440
111147
106171
101472
95759
90613
86007
82006
78578
75701
73428
71735

S
(cm3)
4.41E+07
3.67E+07
3.34E+07
3.04E+07
2.77E+07
2.53E+07
2.25E+07
2.01E+07
1.81E+07
1.65E+07
1.51E+07
1.40E+07
1.32E+07
1.26E+07

Yo
(cm)
329.69
301.06
286.84
273.50
261.02
249.36
235.11
222.31
210.94
201.00
192.50
185.47
179.89
175.81

J
(cm4)
9.86E+09
7.42E+09
6.35E+09
5.43E+09
4.65E+09
3.99E+09
3.26E+09
2.68E+09
2.22E+09
1.86E+09
1.59E+09
1.39E+09
1.24E+09
1.14E+09


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
14 55 3.0193 37.02
15 59
3
36.42

THIẾT KẾ KỸ THUẬT
12
12

6.4514
6.56

52
50

70599 1.22E+07 173.20 1.08E+09
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 sườn dầm
+) h : Chiều cao của dầm
+) B : Bề rộng đỉnh mặt cắt hộp

11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

CHƯƠNG 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 lượng của bản thân kết cấu . Khi sử dụng
chương trình phân tích kết cấu bằng MiDas ta khai bao ngay được loại tải trọng này .
II . TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 2 (DW) :
- Tĩnh tải giai đoạn II gồm có các bộ phận sau :
+) Trọng lượng phần chân lan can
+) Trọng lượng cột lan can, tay vịn
+) Trọng lượng lớp phủ mặt cầu
Tổng : DWIITC = DWmc+ DWclc+ DWlc+tv
a)Tính trọng lượng lớp phủ mặt cầu :
Lớp phủ mặt cầu dày 7,4 cm bao gồm : Lớp bê tông asphan dày 7cm và lớp
phòng nước dày 0,4 cm
+) Lớp bê tông Asphalt :
DWasphalt = 12x0,07x22,5 = 18,9 ( KN/m)
+) Lớp phòng nước :
DWpn = 12x0,004x22,5 = 1,08 ( KN/m)
-> Trọng lượng dải đều lớp phủ mặt cầu :
DWmctc= 18,9 + 1,08 = 19,98 ( KN/m)
b) Tính trọng lượng của chân lan can + tay vịn + lề Người đi bộ :
Tên gọi các đại lượng
Chiều rộng chân lan can
Chiều cao chân lan can
+) Trọng lượng chân lan can :
DWclc = 0,5x0,3x2x24 = 7,2 ( KN/m)
Tên gọi các đại lượng
Trọng lượng 1 cột lan can
Khoảng cách bố trí cột lan can
Trọng lượng dải đều của cột lan can
Trọng lượng dải đều phần tay vịn
Trọng lượng dải đều lan can và tay vịn
- Tính tĩnh tải giai đoạn II
+) Tính tải giai đoạn II tiêu chuẩn
DWIITC = DWmc+ DWclc+ DWlc+tv

12

Kí hiệu Giá trị
Bclc
50
hclc
30

Đơn vị
cm
cm

Kí hiệu Giá trị
Pclc
0.027
Aclc
2
Pclc
0. 135
Ptv
0.7
Plc+tv
0.835

Đơn vị
KN
m
KN/m
KN/m
KN/m


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

= 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 phương 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:
+ Tĩnh tải các đốt đúc DC có hệ số tải trọng nDC = 1.25
+ Trọng lượng thiết bị đúc và vật liệu. Xe đúc CE =660 KN đặt cách đầu mút đốt
đúc trước là 0,9 m, nCE = 1.25
+ Trọng lượng rải đều của người và thiết bị thi công

13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

CLL = 0.24x12 =2,88 KN/m;

nCLL = 1.3.

+) Trọng lượng bê tông ướt ( WC )
+) Co ngót , Từ biến
+) Tải trọng gió
- Tính tải trọng bê tông ướt 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 như hình vẽ sau :

+) Trọng lượng bê tông ướt : Khi ta tiến hành đổ bê tông đốt đúc K4 thì trọng
lượng bê tông ướt quy đổi thành lực cắt và mô men tác dụng vào nút K3 như hình vẽ sau
:

Công thức tính :
WC =

F1  F2
.L. wc
2

Trong đó :
WC : Trọng lượng bê tông ướt
F1 , F2 : Diện tích của hai mặt của khối đúc
γwc : Trọng lượng riêng của bê tông ướt (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 như hình vẽ trên .
Bảng tính trọng lượng bê tông ướt :
Tên đốt
K1

Chiều dài đốt
m
4

γwc
KN/m
24.5

14

WC
My
KN
KN.m
876.45075 1314.676


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
K9
K10
K11
K12
K13
K14
Phần đà giáo
Hợp Long

THIẾT KẾ KỸ THUẬT
4
4
4
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
14
2

24.5
24.5
24.5
24.5
24.5
24.5
24.5
24.5
24.5
24.5
24.5
24.5
24.5
24.5
24.5

836.38223
798.64365
763.08803
966.4319
913.2228
865.438
823.2637
786.8616
755.9671
730.7321
711.2987
697.4366
689.2879
2403.47
343.3528

1254.573
1197.965
1144.632
1932.864
1826.446
1730.876
1646.527
1573.723
1511.934
1461.464
1422.597
1394.873
1378.576
343.3528

1.2. Đổ bê tông xong đốt hợp long ở nhịp biên nhưng bê tông chưa đông cứng :
Khi đó bê tông dẻo còn chưa hóa cứng , trọng lượng của ván khuôn hợp long , của
hỗn hợp bê tông dẻo , của cốt thép hợp long được coi như 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 lượng bản thân của đốt hợp long nhịp biên
- Trọng lượng 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 DƯL, điều chỉnh vị trí khối hợp long ảnh hưởng rất
nhiều đến trình tự và phương pháp tính toán hợp long.
Sơ đồ tính toán :

15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

Hình 3.2. Sơ đồ tải trọng khi hợp long nhịp biên.
-Tải trọng:
+ Trọng lượng bản thân đoạn đổ trên đà giáo.
+ Trọng lượng bản thân đốt hợp long.
+ Lực ngược do rỡ tải trọng thi công
+ Lực ngược do rỡ xe đúc
1.4.Hợp long xong nhịp giữa nhưng bê tông chưa đông cứng.

-Tải trọng tác dụng:
+ Trọng lượng ván khuôn và thiết bị để hợp long nhịp biên
+ Tải trọng thi công rải đều
+ Trọng lượng bản thân đốt hợp long
+ Trọng lượng bê tông ướt
1.5. Hợp long xong nhịp giữa và bê tông đã đông cứng.
Sơ đồ:Liên tục 3 nhịp:

Hình 3.4. Sơ đồ tải trọng khi hợp long nhịp giữa bê tông đã đông cứng.
-Tải trọng tác dụng:
+ Trọng lượng bản thân ( DC)
+ Lực ngược do dỡ tải trọng thi công.
+ Lực ngược do dỡ xe đúc .
1.6. Giai đoạn khai thác

16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

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 được nội lực tại các mặt cắt trong từng giai đoạn dưới tác dụng của tải
trọng để từ đố bố trí cốt thép DƯL đảm bảo an toàn cho kết cấu.
Sau đây là nội dung tính toán các giai đoạn thi công kết cấu nhịp liên tục.
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 lượng thiết bị đúc và vật liệu. Xe đúc CE = 660KN đặt cách đầu mút đốt
trước là 0,9 m, nCE = 1.25
+ Trọng lượng rải đều của người và thiết bị thi công

17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

CLL = 0.24x12 =2.88 KN/m; và hệ số tải trọng nCLL = 1.3
+ Tải trọng bê tông ướt (WC)
- Tính toán nội lực tại các mặt cắt trong từng giai đoạn đúc hẫng
Dùng chương 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
như sau :

Khi đúc đốt K0:
Mặt cắt

M (KN.m)

V(KN)

20

-11533.87

4054.19

Mặt cắt

M (KN.m)

18

-1848.92

V(KN)
1240.54

20

-34751.6

Mặt cắt

M (KN.m)

17

-1755.65

18

-13484

20

-52461.5

Khi đúc đốt K1:

6834.35

Khi đúc đốt K2:
V(KN)
1178.14
3911.28
7974.85

Khi đúc đốt K3:
Mặt cắt

M (KN.m)

16

-1668.41

17

-12957.2

18

-26088.9

20

-72654.4

Khi đúc K4

18

V(KN)
1119.72
3753.22
4992.77
9058.85


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT
Mặt cắt

M (KN.m)

V(KN)
1065.20

15

-1587.08

16

-12464

17

-25054.75

18

-41280.49

20

-95065.24

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

3605.19
4782.43
6021.70
10090.17

Khi đúc K5:

Khi đúc K6:
Mặt cắt

M (KN.m)

V(KN)

13

-2499.55

1261.31

14

-18923.1

4174.57

15

-33050.2

5238.7

16

-50459.4

6357.17

17

-71321

7533.71

18

-95817.5

8772.25

20

-168901

12847.12

Mặt cắt

M (KN.m)

V(KN)

12

-2357.06

1188.96

13

-18042.9

3973.85

14

-36614.5

5315.22

15

-54168.1

6379.04

16

-75003.6

7497.24

Khi đúc K7:

19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT
17

-99291.6

8673.5

18

-127215

9911.74

20

-208293

13989.25

Mặt cắt

M (KN.m)

V(KN)

11

-2231.83

1125.2

12

-17266

3796.01

13

-34961.7

5056.42

14

-57868.1

6397.49

15

-78672.8

7461.04

16

-102759

8578.98

17

-130298

9754.96

18

-161473

10992.92

20

-250137

15072.95

Mặt cắt

M (KN.m)

V(KN)

10

-2123.47

1069.85

11

-16591.7

3640.86

12

-33520.8

4829.08

13

-55352.2

6089.24

14

-82394.1

7430.04

15

-106301

8493.32

16

-133489

9611.02

17

-164130

10786.74

18

-198405

12024.42

20

-294307

16106.85

Khi đúc K8:

Khi đúc K9:

Khi đúc K10 :
Mặt
cắt
9

V(KN)
M (KN.m)
-2031.56

20

1022.7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT
10

-16016.8

3507.78

11

-32285.6

4632.37

12

-53183.2

5820.38

13

-78982.9

7080.31

14

-109993

8420.84

15

-136876

9483.86

16

-167041

10601.33

17

-200658

11776.79

18

-237910

13014.22

20

-340756

17098.94

Khi đúc K11 :
Mặt cắt

M (KN.m)

V(KN)

8

-1955.71

983.57

9

-15540.6

3396.5

10

-31253.9

4465.87

11

-51356.7

5590.29

12

-76088.2

6778.1

13

-105722

8037.8

14

-140566

9378.08

15

-170324

10440.86

16

-203364

11558.09

17

-239857

12733.32

18

-279985

13970.49

20

-389540

18057.44

Mặt cắt

M (KN.m)

V(KN)

7

-1895.51

952.26

8

-15162.4

3306.82

9

-30423.4

4329.15

10

-49868.3

5398.38

Khi đúc đốt K12:

21


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT
11

-73702.8

6522.65

12

-102166

7710.26

13

-135531

8969.74

14

-174107

10309.77

15

-206664

11372.31

16

-242503

12489.32

17

-281794

13664.31

18

-324720

14901.23

20

-440806

18990.34

Khi đúc đốt K13:
Mặt cắt

M (KN.m)

V(KN)

6

-1850.57

928.58

7

-14879.2

3238.12

8

-29788.4

4221.42

9

-48708.5

5243.65

10

-71812.4

6312.75

11

-99305.9

7436.85

12

-131428

8624.28

13

-168452

9883.55

14

-210687

11223.33

15

-245988

12285.63

16

-284572

13402.42

17

-326607

14577.18

18

-372278

15813.86

20

-494767

19905.1

Mặt cắt

Mặt cắt

M (KN.m)

5

-1820.49

912.34

6

-14690.1

3190.14

7

-29346.6

4142.22

Khi đúc đốt K14:

22


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT
8

-47872.6

5125.45

9

-70409.4

6147.58

10

-97130.1

7216.55

11

-128240

8340.5

12

-163979

9527.75

13

-204620

10786.79

14

-250472

12126.33

15

-288486

13188.4

16

-329781

14304.98

17

-374529

15479.51

18

-422912

16715.95

20

-551731

20809.28

2.2.Hợp lọng xong nhịp biên và bê tông chưa đông cứng :

-Mô hình hoá kết cấu trên MiDas và thực hiện tính toán ta thu được kết qủa sau:
M

F

(KN.m)

(KN)

1

-29772.34

-4445.56

2

3573.99

-71.13

4

3263.3

381.82

5

-3389.41

1954.69

6

-13022.59

2868.58

7

-26356.64

3806.05

8

-43501.65

4774.66

9

-64598.68

5782.14

10

-89820.61

6836.43

Mặt cắt

23


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT
11

-119372.93

7945.67

12

-153494.67

9118.18

13

-192459.2

10362.5

14

-236575

11687.33

15

-273247.81 12737.95

16

-313169.28 13843.56

17

-356510.01 15007.17

18

-403452.61 16232.72

20

-529068.89 20350.02

22

-352388.77

-15218.5

23

-308477.75

-13992.4

24

-268176.51

-12826.3

25

-231302.54

-11718.2

26

-197685.31

-10664.2

27

-157656.31

-9335.71

28

-122793.16

-8088.09

29

-92787.36

-6912.25

30

-67365.48

-5799.66

31

-46288.35

-4742.02

32

-29350.28

-3731.19

33

-16378.18

-2759.23

34

-7230.85

-1818.4

35

-1798.09

-901.12

36

0

0

2.3. Hợp long xong nhịp biên và bê tông đã đông cứng :

-Mô hình hoá kết cấu trên MiDas và thực hiện tính toán ta thu được kết qủa sau:

24


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

M

F

(KN.m)

(KN)

1

-23614.44

-3398.14

2

-5468.65

302.89

4

-6521.86

750.32

5

-11319.52

1651.03

6

-19748.32

2567.49

7

-31888.2

3507.53

8

-47849.31

4478.74

9

-67772.85

5488.85

10

-91831.82

6545.82

11

-120231.88

7657.77

12

-153212.16

8833.04

13

-191046.08 10080.14

14

-234042.11 11407.75

15

-269882.19 12460.81

16

-308976.95 13568.49

17

-351496.93 14734.15

18

-397624.67 15961.73

19

-521148.34 20045.12

22

-373243.21

-15799.5

23

-327551.35

-14584.6

24

-285445.47

-13426.6

25

-246742.76

-12326.7

26

-211272.43

-11280.9

27

-168734.46

-9962.13

28

-131318.45

-8725.64

29

-98715.93

-7560.91

30

-70653.68

-6459.36

Mặt cắt

25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×