Tải bản đầy đủ

ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP CẦU ĐÚC HẪNG

THIếT Kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

Trờng Đại học giao thông vận tải hà Nội
Khoa công trình
bộ môn cầu hầm
**********

Đồ án tốt nghiệp

thiết kế cầu dầm liên tục
đúc hẫng cân bằng

Giáo viên hớng dẫn:

Nguyễn Văn Vĩnh

Giáo viên đọc duyệt:


Nguyễn Đức Dũng

Sinh viên thực hiện:

Trịnh Văn Bằng

Lớp:

Cầu_Đờng Sắt K45

Trờng:

ĐH Giao thông vận tải
Hà nội : tháng 5 2009

Trịnh văn bằng
k45

0

cầu_Đờng sắt


THIếT Kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

Lời nói đầu
****************
-Bớc vào thới kỳ đổi mới đất nớc ta đang trong quá trình xây dựng cơ
sở vật chất hạ tầng kỹ thuật. Giao thông vận tải là một ngành đ ợc quan
tâm đầu t xây dựng nhiều vì đây là huyết mạch của nền kinh tế
đất nớc, là nền tảng tạo điều kiện cho các ngành khác phát triển. Thực
tế cho thấy hiện nay lĩnh vực này rất cần những kỹ s có trình độ
chuyên môn vững chắc để nắm bắt và cập nhật đợc những công
nghệ tiên tiến hiện đại của thế giới và xây dựng nên những công trình
giao thông mới, hiện đại, có chất lợng và tính thẩm mỹ cao góp phần
vào công cuộc xây dựng đất nớc trong thời đại mới mở cửa.
-Sau thời gian học tập tại trờng ĐHGTVT bằng sự nỗ lực của bản thân
cùng với sự chỉ bảo dạy dỗ tận tình của những tầy cô trong trờng
ĐHGTVT nói chung và các thầy cô trong Bộ môn Cầu Hầm Khoa Công
trình nói riêng, em đã tích lũy đợc nhiều kiến thức bổ ích trang bị
cho công việc của một kỹ s trong tơng lai.
-Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự cố gắng trong suốt 5 năm học tập
và tìm hiểu kiến thức tại trờng, đó là sự đánh giá tổng kết công tác
học tập trong suốt thời gian qua của mỗi sinh viên. Trong thời gian làm
đồ án tốt nghiệp này em đã đợc sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô
giáo trong Bộ môn Cầu Hầm Khoa Công trình để có thể hoàn thành
đồ án tốt nghiệp của mình theo đúng tiến độ.
-Do thời gian làm đồ án và trình độ lý thuyết cũng nh các kinh
nghiệm thực tế còn có hạn nên trong tập Đồ án này chắc chắn sẽ không
tránh khỏi những thiếu sót. Em xin kính mong các thầy, cô trong Bộ
môn chỉ bảo để em có thể hoàn thiện hơn Đồ án cũng nh kiến thức
chuyên môn của mình.
-Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày 11 tháng 5 năm 2009
TRịNH VĂN
BằNG
Trịnh văn bằng
k45

1

cầu_Đờng sắt


THIếT Kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

NHận xét của giáo viên hớng dẫn
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
.....
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................


...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................

Trịnh văn bằng
k45

2

cầu_Đờng sắt


THIếT Kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

...................................................................................................................
......................................................................





Trịnh văn bằng
k45

3

cầu_Đờng sắt


THIếT Kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

NHận xét của giáo viên đọc duyệt
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
.....
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
Trịnh văn bằng
k45

4

cầu_Đờng sắt


THIếT Kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
.....


Trịnh văn bằng
k45

5

cầu_Đờng sắt


THIếT Kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

Giới thiệu CHUNG
1. Tiêu chuẩn kỹ thuật
- Tiêu chuẩn 22TCN272 - 05 Bộ Giao thông vận tải
- Tải trọng thiết kế : HL93 , tải trọng ngời 3 KN/m2
2. Quy mô công trinh
-Công trình cầu vĩnh cửu có tuổi thọ > 100 năm.
3. Cấp thông thuyền : Sông thông thuyền cấp II
-Khổ tĩnh không

: H=9m

- Chiều rộng khổ thông thuyền : B = 60m
4. Khổ cầu thiết kế
-Mặt cắt ngang

cầu đợc thiết kế cho 2 làn xe chạy với vận tốc

V=60Km/h
-Khổ cầu : 7.0 + 2x1.0 + 2x0.5 = 10(m)
5. Đặc điểm địa chất, thuỷ văn
Điều kiện thuỷ văn ít thay đổi:
-MNCN : 3.5 m
-MNTT : 0.80 m
-MNTN : -1.90 m
Đặc điểm địa chất:
- Lớp 1 : Sét dẻo chảy.
- Lớp 2 : Sét pha cát dẻo mềm.
- Lớp 3 : Cát hạt vừa.
- Lớp 4 : Cát hạt sạn.

Trịnh văn bằng
k45

6

cầu_Đờng sắt


THIếT Kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

Mục lục
Trang
Phần 1: Thiết kế sơ bộ .........................................................................7
Chơng 1: Phơng án sơ bộ 1............................................................8
Cầu BTCT DƯL đúc hẫng cân bằng
Chơng 2: Phơng án sơ bộ 2
...............................................................................................................
41
Cầu dây văng
Chơng 3: Phơng án sơ bộ 3
...............................................................................................................
65
Chơng 4: So sánh lựa chọn phơng án
...............................................................................................................
95
phần II: thiết kế kỹ thuật
99
Chơng 5: tổng quan về phơng án kỹ thuật...................................99
Chơng 6: Tính toán dầm chủ..........................................................101
Chơng 7: tính toán bản mặt cầu...................................................177
Chơng 8: Thiết kế mố cầu..............................................................188
Chơng 9: thiết kế trụ......................................................................237
Chơng 10: thiết kế thi công...........................................................265

Trịnh văn bằng
k45

7

cầu_Đờng sắt


THIếT Kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

Phần I

Thiết kế sơ bộ

Trịnh văn bằng
k45

8

cầu_Đờng sắt


THIếT Kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

Chơng 1: phơng án sơ bộ 1
Cầu btct dl đúc hẫng cân bằng
1.1. Khái quát
-Mục đích của thiết kế sơ bộ là đa ra các phơng án về kết cấu cũng
nh giải pháp thi công trên cơ sở một mặt cắt sông đã đợc khảo sát.
Công việc này đòi hỏi ngời kỹ s phải tìm hiểu, phân tích và đánh giá
đợc những đặc điểm của khu vực xây dựng cầu để từ đó đề ra
một số giải pháp phù hợp. Việc quyết định phơng án kỹ thuật sẽ phải
căn cứ vào thiết kế sơ bộ để lựa chọn một phơng án tối u.
-Yêu cầu tính toán cho phơng án sơ bộ
+Tính toán KCN:
- Lựa chọn mặt cắt ngang đặc trng.
-

Xác định hiệu ứng tải tác dụng lên KCN theo công nghệ thi

công và giai

đoạn khai thác. Tổ hợp tải trọng theo TTGH C-

ờng độ I .
-

Sơ bộ bố trí cốt thép dự ứng lực hoặc số tao cáp trong các

dây văng(cáp văng).
-

Kiểm toán sức kháng uốn của dầm tại 2 mặt cắt giữa nhịp

và đỉnh trụ.
+Tính toán kết cấu phần dới: Tính toán một mố, một trụ
-

Sơ bộ lựa chọn các kích thớc cơ bản của mố, trụ.

-

Xác định các hiệu ứng tải, tổ hợp tải trọng tại mặt cắt đáy

bệ móng theo TTGH Cờng độ I. Sơ bộ xác định số cọc trong
móng.

1.2. Tổng quan công nghệ đúc hẫng cân bằng
-Phơng pháp đúc hẫng là quá trình xây dựng kết cấu nhịp dần từng
đốt theo sơ đồ hẫng cho tới khi nối liền thành kết cấu nhịp hoàn
chỉnh. Có thể thi công hẫng từ trụ đối xứng ra 2 phía (gọi là đúc hẫng
Trịnh văn bằng
k45

9

cầu_Đờng sắt


THIếT Kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

cân bằng) hoặc thi công hẫng dần từ bờ ra. Ưu điểm nổi bật của loại
cầu này là việc đúc hẫng từng đốt dầm trên đà giáo giảm đợc chi phí
đà giáo. Mặt khác đối với các dầm có chiều cao mặt cắt thay đổi thì
chỉ việc điều chỉnh cao độ ván khuôn. Phơng pháp thi công hẫng
không phụ thuộc vào điều kiện sông nớc và và không gian dới cầu... Loại
cầu này thờng sử dụng cho các loại nhịp từ 80 - 130 m và lớn hơn nữa.
-ở nớc ta, nhiều cầu BTCT DƯL thi công hẫng đã xây dựng nh cầu Phù
Đổng, cầu Non Nớc, cầu Hoà Bình, cầu Tân Đệ, cầu Yên Lệnh ...
-Từ các phân tích trên, ta lựa chọn phơng án cầu liên tục BTCT dự ứng
lực thi công theo công nghệ đúc hẫng cân bằng.

1.3. Bố trí chung

Trịnh văn bằng
k45

10

cầu_Đờng sắt


THIếT Kế sơ bộ

đồ án tốt nghiệp

Phạ m vi đ ờng cong tròn bán kính R=6000m
Lcầu =496070
4580

40000
50

3.4%

+9.619

40000
50

3.4%

+4.918

40000
50

2.7%
+8.795
+3.575

12 Cọc khoan nhồi
D =1.5m,L =25m

-22.082

-9.86

-22.00
-23.425

90000

58000

40000

100

2.244

+10.686

+10.137
+7.603
+0.037
-3.497

12 Cọc khoan nhồi
D =1.5m,L =20m

-24.756

+7.603

MNTT:+0.80

MNTN:-1.90

50
2%

-0.363

40000
50

2.7%

+9.864

+8.774

MNCN:+3.50

3.4%
+7.417
+2.597

+2.354

+0.144

40000

3.9%

3.9%

+7.794
+2.692

-26.963

12 Cọc khoan nhồi
D =1.5m,L =25m

12 Cọc khoan nhồi
D =1.5m,L =25m

12 Cọc khoan nhồi
D =1.5m,L =25m

12 Cọc khoan nhồi
D =1.5m,L =20m

-19.308

18 Cọc khoan nhồi
D =1.5m,L =30m
-27.363

11

50

12 Cọc khoan nhồi
D =1.5m,L =20m

12 Cọc khoan nhồi
D =1.5m,L =20m
18 Cọc khoan nhồi
D =1.5m,L =30m

4940

50

-2.897

Bố trí chung cầu

Trịnh văn bằng

40000

100

2%
9.864

-1.59

12 Cọc khoan nhồi
D =1.5m,L =20m

58000

cầu_Đờng sắt k45

-26.856

-19.646

-24.403


Thiết kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

1.3.1 KCN cầu chính
-Dầm hộp liên tục 3 nhịp có chiều cao thay đổi, bằng bêtông Grade
4500. CTDƯL loại tao cáp 7 sợi xoắn có đờng kính danh định 15,2 mm.
- Chiều cao dầm trên đỉnh trụ h= 5,5 m.
- Chiều cao dầm tại giữa nhịp h= 2,5 m.
-Chiều cao dầm tại 2 đầu mút nhịp biên h = 2,5 m

1
2 mặt

c ắt ng ang t r ê n t r ụ t 5

1
2 mặt

c ắt ng ang g iữa nhịp

3500

Lớ p BT asphan 7cm
Lớ p phòng n ớ c 0.4cm
Lớ p tạ o dốc 2%
2%

500

300

2%

1300

5500

500

500

1500

200

2501000
750

250

300

10000

600

500

800

500

500

1800

3000

Kích thớc sơ bộ mặt cắt ngang đặc trng

1.3.2 Nhịp cầu dẫn
-Gồm 7 nhịp dẫn là dầm giản đơn Super T khẩu độ 40m
- Chiều cao 1.75 m
- Cốt thép DƯL kéo trớc là loại tao 7 sợi xoắn, đờng kính tao là 15.2mm.

1.3.3 Cấu tạo trụ cầu
- Trụ nhịp chính là trụ thân nặng, đổ tại chỗ, BT cấp A có fc= 30 Mpa
- Trụ cầu dẫn dùng loại trụ thân hẹp , đổ tại chỗ, BT cấp A có f c= 30
Mpa
- Các trụ đợc dựng trên móng cọc khoan nhồi : D = 1,5m
- Phơng án móng : Móng cọc đài thấp .
Trịnh văn bằng

12

cầu đờng sắt k45


Thiết kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

1.3.4 Cấu tạo mố cầu
- Mố cầu dùng loại mố U BTCT , đổ tại chỗ, BT cấp A có fC = 30 MPa .
- Mố của kết cấu nhịp dẫn đợc đặt trên móng cọc khoan nhồi D=1,5m

1.4. Tính toán thiết kế sơ bộ KCN
1.4.1.Chọn các kích thớc
-Chiều dài kết cấu nhịp:
+ Nhịp chính chọn chiều dài : L = 90 m.
+ Nhịp biên chọn : L = (0.6 0.7)L = 58 m, với L là nhịp chính .
-Xác định kích thớc mặt cắt ngang: Dựa vào kinh nghiệm mối quan
hệ chiều cao hộp, chiều dày nắp, dầy đáy với chiều dài L max và với
khổ cầu ta sơ bộ chọn mặt cắt ngang kết cấu nhịp nh hình vẽ sau:

3500

c ắt ng ang g iữa nhịp

3500

Lớ p BT asphan 5cm
Lớ p phòng n ớ c 0.4cm
Lớ p tạ o dốc từ 2 đến 11cm
2%

2%

1500

3000

800

1800

5500

500

600

500
500

1000
300

1000

1
2 mặt

300

750

500

c ắt ng ang t r ụ CHíNH

200

1
2 mặt

Kích thớc mặt cắt ngang KCN
1.4.2. Xác định phơng trình thay đổi dầm
1.4.2.1. Đờng cong đáy dầm
-Giả thiết đáy dầm có cao độ thay đổi là 1 parabol bậc 2 tại mặt
cắt giữa nhịp.

Trịnh văn bằng

13

cầu đờng sắt k45


Thiết kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

Đờng cong đáy dầm
-Phơng trình Parabol bậc 2 có dạng: y1 = ax2 + bx + c
( H h) x 2
y
h
l h2
+Trong đó:
y : Là chiều cao dầm tại mặt cắt cách mặt cắt giữa nhịp một
khoảng x
H : Là chiều cao dầm tại mặt cắt trên gối
h : Là chiều cao dầm tại mặt cắt giữa nhịp
lh : Là chiều dài đoạn cánh hẫng có chiều cao thay đổi

1.4.2.2. Phân chia đốt đúc
-Để đơn giản trong quá trình thi công và phù hợp với trang thiết bị
hiện có của đơn vị thi công ta phân chia đốt đúc nh sau:
+Đốt trên đỉnh trụ : do = 12m (khi thi công sẽ đồng thời lắp 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 = 14m
+Số đốt ngắn trung gian gồm : 6@3m + 5@4m
1.4.3.3Chia đốt đầm:
Công tác chia đốt dầm tuỳ thuộc vào năng lực thi công của xe đúc.
Ta chia đốt nh sau:
12m

DG1

Trịnh văn bằng

5@4m

2m

HL

K11

K10

K9

6@3m

K8

14

K7

K6

K5

K4

12m

K3

K2

K1

K0

cầu đờng sắt k45


Thiết kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

1.4.3 Tải trọng và tổ hợp tải trọng
1.4.3.1. Các loại tải trọng tác dụng

a . Tĩnh tải giai đoạn I.
-Để đơn giản tính toán ta giả thiết trong mỗi đoạn, chiều cao dầm
thay đổi tuyến tính.
-Khi tính ta coi nh trọng lợng dầm trong một đốt phân bố đều và có
giá trị theo tiết diện giữa đốt ( Lấy giá trị trung bình của 2 mặt cắt
2 bên )
-Trọng lợng các đốt tính theo công thức:
DCTC = V
DCTT =1.25 DCTC
- Trọng lợng riêng của bê tông , = 24.5 KN/m3

b.Tĩnh tải giai đoạn 2:
-Trong tính toán sơ bộ ta có thể lấy gần đúng giá trị của DW =
35,1(kN/m)
c.Tải trọng thi công:
-(Lấy theo điều 5.14.2.3.2)
-Tải trọng thi công đợc lấy là tải trọng rải đều CLL= 0.2410 = 2,4
(KN/m).
-Tải trọng xe đúc lấy chọn loại xe đúc có trọng lợng : CE = 800 (KN)
đặt cách mép khối 2m. Vậy Mxd = 1600kNm

d.Hệ số tải trọng
-Hệ số điều chỉnh tải trọng i=1
- Hệ số tải trọng i:Tuỳ thộc vào tổ hợp tải trọng ta sẽ có các hệ số i
khác nhau.
- Hệ số xung kích: (Điều 3.6.2.1)
1+IM/100 = 1+75/100=1.75 ( áp dụng cho tính bản mặt
cầu ).
1+IM/100 = 1+25/100=1.25 ( áp dụng cho các cấu kiện
còn lại ).
-Lực xung kích không áp dụng cho tải trọng bộ hành hoặc tải trọng làn
thiết kế.
- Hệ số làn : Khi trên cầu xếp hai làn xe thì lấy m = 1.0
Trịnh văn bằng

15

cầu đờng sắt k45


Thiết kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

e.Hoạt tải
-Hoạt tải xe HL-93, tải trọng làn và ngời đi bộ lấy theo quy trình
22TCN:272-05. Tuỳ thuộc vào dạng đờng ảnh hởng mà xếp tải sao cho
bất lợi nhất.
1.4.3.2. Các loại tải trọng tác dụng.
-Trong quy trình 22TCN:272-05 mỗi tổ hợp xét đến các tải trọng với hệ
số khác nhau theo các trạng thái giới hạn khác nhau, và yêu cầu kiểm
toán cụ thể đối với từng tổ hợp tải trọng.Trong phạm vi đồ án này chỉ
xét đến hai tổ hợp tải trọng sau đây:
- Tổ hợp theo trạng thái giới hạn cờng độ I
+ Tổ hợp Mô men theo trạng thái giới hạn cờng độ I(Điều 3.4.1.1)
MU= (P..M DC1 + P M DC2 +P M DW +1.75MLL+IM +1.75 M LP )
+ Tổ hợp Lực cắt theo trạng thái giới hạn cờng độ I(Điều 3.4.1.1)
VU= (P V DC1 + P V DC2 +P V DW +1.75VLL+IM +1.75 V LP )
-Trong đó :
- MU

: Mô men tính toán theo trạng thái giới hạn cờng độ I

- VU

: Lực cắt tính toán theo trạng thái giới hạn cờng độ I

- P

: Hệ số xác định theo theo bảng 3.4.1-2
Đối với DC1 và DC2 : P max =1.25, P min= 0.9
: P max =1.5 , P min= 0.65

Đối với DW

- : Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính d, và sự quan trọng trong
khai thác xác định theo Điều 1.3.2, = 1
- IM: Hệ số xung kích IM = 0.25% Theo Điều 3.4.1-1.
- Tổ hợp theo trạng thái giới hạn sử dụng
-MU=M
-VU= V

DC1
DC1

+M
+V

DC2
DC2

+M
+V

DW

DW

+MLL+IM + M

+VLL+IM + V

DN

DN

1.5. Tính toán nội lực theo các giai đoạn
-Do đặc điểm của công nghệ thi công hẫng, sơ đồ kết cấu bị thay
đổi liên tục qua các giai đoạn thi công. Căn cứ vào trình tự thi công và
sơ đồ kết cấu ta chia ra các giai đoạn tính toán :
Giai đoạn thi công hẫng từ hai trụ T4, T5.
Chuẩn bị hợp long nhịp giữa
Đang thi công hợp long nhịp giữa
Trịnh văn bằng

16

cầu đờng sắt k45


Thiết kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

Tháo xe đúc và ván khuôn.
Giai đoạn khai thác
-Nội dung tính toán các giai đoạn: Tiến hành tính toán nội lực tại các
mặt cắt dới tác dụng của tải trọng trong từng giai đoạn thi công và
khai thác. Để từ đó tính ra số bó cốt thép DƯL cần thiết tại mỗi mặt
cắt để đảm bảo cho kết cấu đợc an toàn trong suốt quá trình thi
công cũng nh khai thác. Số bó cốt thép phải đảm bảo có ít nhất trên
mỗi mặt cắt đợc neo hai bó.
1.5.1. Giai đoạn thi công :
-Kết cấu nhịp đợc thi công hẫng đối xứng từ trụ ra
-Đối với đốt trên trụ (K0) đợc đổ tại chỗ trên ván khuôn
-Các đốt tiếp theo đợc đúc trên xe đúc chuyên dụng theo phơng pháp
đúc hẫng cân bằng.
-Nội dung tính toán trong giai đoạn này là xác định nội lực trọng lợng
cốt thép dự ứng lực cần thiết cho mỗi đợt thi công. Số lợng cốt thép
và lực căng trớc phải đảm bảo an toàn cho kết cấu trong suốt quá
trình thi công.
-Các tải trọng gồm có :
Tải trọng phần I: Trọng lợng bản thân của từng đốt (P = 1.25)
Tải trọng xe đúc: Xe đúc nặng 800 KN đặt cách đầu mút
2m(ce = 1.25)
Tải trọng thi công : 2.4 KN/m rải đều trên một bên cánh hẵng,
Điều 5.14.2.3.2. (cll = 1.25)
-Nội lực tại các mặt cắt đợc tính thông qua chơng trình MIDAS
-Sơ đồ 1:Giai đoạn thi công hẫng
-Sơ đồ tính toán giai đoạn này là dạng khung T

Pbtu Mxd

Mxd

Pxd

K10

K9

K8

K7

K6

K5

K4

K3

K2

K1

K11

Trịnh văn bằng

Pbtu

Pxd

K0

K1

K2

K3

K4

K5

K6

K7

K8

K9

K10
K11

17

cầu đờng sắt k45


Thiết kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

-Tải trọng tác dụng giai đoạn này gồm có:
+Trọng lợng bản thân của các đốt đúc: Hệ số lấy bằng 1.25
+Trọng lợng của xe đúc: Hệ số lấy bằng 1.25
+Trọng lợng bê tông ớt của khối đúc cuối cùng: Hệ số lấy bằng 1.25
+Tải trọng thi công: q = 0.24x10=2.4(kN/m): Hệ số lấy bằng 1.5
-312877,4
-312877,4

-Sơ đồ 2:Giai đoạn hợp long nhịp biên
-Sơ đồ tính toán giai đoạn này là khung T
Mxd
Pxd/2+Pbtu/2

K11

K10

K9

Pxd

K8

K7

K6

K5

K4

K3

K2

K1

K0

K1

K2

K3

K4

K5

K6

K7

K8

K9

K10

HL1

-Tải trọng tác dụng giai đoạn này gồm có:
+Trọng lợng bản thân của các đốt đúc: Hệ số lấy bằng 1.25
+Trọng lợng của xe đúc: Hệ số lấy bằng 1.25
+Trọng lợng bê tông ớt của khối hợp long: Hệ số lấy bằng 1.25
+Tải trọng thi công: q = 0.24x10=2.4(kN/m): Hệ số lấy bằng 1.5

-Sơ đồ 3:Giai đoạn hợp long nhịp giữa.
-Sơ đồ tính toán của giai đoạn này là dầm mút thừa

Trịnh văn bằng

18

cầu đờng sắt k45

K11


Thiết kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt
Phl/2 + Pxd/2

DG1

HL

K11

K10

K9

K8

K7

K6

K5

K4

K3

K2

K1

K0

K1

K2

K3

K4

K5

K6

K7

K8

K9

K10

K11
HL

-Tải trọng tác dụng giai đoạn này gồm có:
+Trọng lợng bản thân của các đốt đúc: Hệ số lấy bằng 1.25
+1/2 trọng lợng của xe đúc: Hệ số lấy bằng 1.25
+1/2 trọng lợng bê tông ớt của khối hợp long giữa: Hệ số lấy bằng 1.25
+Tải trọng thi công: q = 0.24x10=2.4(kN/m): Hệ số lấy bằng 1.5

-305368,1
-305368,1

-Sơ đồ 4: Sơ đồ dỡ tải thi công(Dầm liên tục nhiều nhịp)

Pxd/2

Pxd/2

TTTC =2.4(kN/m)

-Tải trọng tác dụng sơ đồ này gồm này gồm có:
+1/2 trọng lợng của xe đúc tác dụng ở 2 đầu của đốt hợp long hớng
lên: Hệ số lấy bằng 1.25
+Tải trọng thi công: q = 0.24x10=2.4(kN/m) hớng lên: Hệ số lấy bằng
1.5

+14713,9

-10931,1

+14713,9

Trịnh văn bằng

19

cầu đờng sắt k45


Thiết kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

-Sơ đồ 5:Cầu chịu tĩnh tải phần II(DW).(Sơ đồ dầm liên tục nhiều nhịp)
DW=35.1(kN/m)

-Tải trọng tác dụng sơ đồ này gồm này gồm có:
+Tải trọng phần II: DW = 35.1(kN/m): Hệ số lấy bằng 1.5
-42253.5
-42253.5

+11054.6
-Sơ đồ 6:Cầu chịu tác dụng của hoạt tải:
-Tổ hợp 1: MU=1,25..M

DC

+ 1.5 M

DW

+1.75(MLan +(1+IM) Mxtk + M

LP

)

Mxtk:Do xe 3 trục gây ra.
-54377.9

-8237.6

+9553.2
-Tổ hợp 2: MU=1,25..M

DC

+25929.8

+ 1.5 M

DW

-54377.9

+9553.2

+1.75(MLan +(1+IM) Mxtk + M

LP

)

Mxtk:Do xe 2 trục gây ra.

Trịnh văn bằng

20

cầu đờng sắt k45


Thiết kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

-50136.5

-7604.7

+8386.3
-Tổ hợp 3: MU=1,25..M
LP

DC

-50136.5

+23273.4
+ 1.5 M

DW

+8386.3

+1.75(MLan +0.9(1+IM) Mxtk + M

)
Xtk:2 Xe 3 trục đặt cách nhau 15 m
-64431.7

-9519.5

+12359.9

-64431.7

+30637.5

+12359.9

Vậy tổ hợp gây ra nội lực trên đỉnh trụ lớn nhất là tổ hợp 3
cách xếp xe trên ĐAH mômen trên mặt cắt đỉnh trụ.

-Trong sơ đồ này đợc dùng để bố trí cốt thép DƯL và kiểm tra sức
chịu tải của các mặt cắt trong qúa trình thi công hẫng

Trịnh văn bằng

21

cầu đờng sắt k45


Thiết kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

1.5.2.Tổ hợp nội lực trong các giai đoạn:
-So sánh giá trị mômen của các giai đoạn thi công và giai đoan khai thác
với 3 tổ hợp tải trọng
-Lấy sơ đồ 3 + sơ đồ 4 + sơ đồ 5 + sơ đồ 6 đem so sánh với sơ đồ 1
và sơ đồ 2 lấy giá trị max để bố trí cốt thép DƯL
Bảng giá trị mômen để so sánh là:
-Sơ đồ 1:
Mặt cắt

M(TTGHCĐ)(kN.m)

Đỉnh trụ

-312877.4

Giữa nhịp

0

Mặt cắt

M(TTGHCĐ)(kN.m)

Đỉnh trụ

-317478.1

Giữa nhịp

0

-Sơ đồ 2:

-Sơ đồ 3 + Sơ đồ 4 + Sơ đồ 5 + Sơ đồ 6:
Mặt
cắt

M(TTGHCĐ)

M(TTGHCĐ)

M(TTGHCĐ)

M(TTGHCĐ)

M(TTGHCĐ)

Sơ đồ 3

Sơ đồ 4

Sơ đồ 5

Sơ đồ 6

Đỉnh
trụ

-304368.1

+14713.9

-42253.5

-65431.7

Tổng
-397339.4

Giữa
nhịp

0

-10931.1

+11054.6

+25929.8

+26053.3

1.6. Bố trí cốt thép
1.6.1.Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu
1.6.1.1.Bê tông
-Cờng độ chịu nén khi uốn: fC =45 Mpa
-Môđun đàn hồi:
EC 0.043.c1.5 f 'C

(5.4.2.4-1)

-Tỷ trọng của bêtông: c 24.5 KN / m 3
-Cờng độ chịu nén của bêtông lúc bắt đầu đặt tải hoặc tạo ứng suất
trớc:
f 'ci 0.9 f c 40,5 MPa
-Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (5.7.2.2), 1 = 0.764.
Trịnh văn bằng

22

cầu đờng sắt k45


Thiết kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

-Cờng độ chịu kéo khi uốn, (5.4.2.6)
f r 0,63 f c 4,226 MPa
1.6.1.2. Thép cờng độ cao:
-Sơ bộ chọn một bó thép bao gồm 19 sợi xoắn đờng kính danh định
15.2mm do hãng VSL(Thuỵ Sỹ) sản xuất với các thông số kỹ thuật của sợi
theo tiêu chuẩn A.S.T.M nh sau:


Mặt cắt danh định:

140mm2



Đờng kính danh định:



Cấp của thép :



Cờng độ chịu kéo:



Cờng độ chảy :



Mô đuyn đàn hồi quy ớc:197000Mpa



Thép có độ chùng dão thấp của hãng VSL: ASTM A416 Grade

15.2 mm

270 (chùng dão thấp)
1860Mpa

1674Mpa

270.


Hệ số ma sát: = 0.2



Hệ số ma sát lắc trên 1mm bó cáp: K = 6.610-7 (mm-1)

(5.9.5.2.2b)
ứng suất trong thép ứng suất khi kích: f pj 1395MPa


Chiều dài tụt neo : L 0.01m

1.6.1.3.Thép thờng.
-Giới hạn chảy tối thiểu của cốt thép thanh: f y 420 MPa
-Môdun đàn hồi : E s 200000 MPa

Trịnh văn bằng

23

cầu đờng sắt k45


Thiết kế sơ bộ
nghiệp

đồ án tốt

1.6.2. Tính toán cốt thép dự ứng lực
-Để bố trí cốt thép DƯL cho mặt cắt đỉnh trụ ta lấy giá trị mômen âm
có giá trị tuyệt đối lớn nhất trong các giai đoạn thi công và khai thác.Vây
Mu = 421620,4 kN.m
-Để bố trí cố thép DƯL cho mặt cắt giữa nhịp ta lấy giá trị mômen lớn
nhất ở mặt cắt giữa nhịp của cả 3 tổ hợp tải trọng.Vây Mu = 30138.3
kN.m
1.4.6.2.1. Bố trí cốt thép dự ứng lực chịu mômen âm ở mặt cắt
đỉnh trụ.
a.Xác định bề rộng bản cánh hữu hiệu (be) Điều 4.6.2.6.2
-Các dầm hộp,dầm bê tông phân đoạn và các dầm hộp đúc tại chỗ: Có
thể giả thiết bề rộng bản cánh hữu hiệu bằng bề rộng bản cánh thực nếu
nh:
b 0.1li
b 3do
-Trong đó:
do : Chiều cao của kết cấu nhịp,do= 5500mm
li : Chiều dài nhịp quy ớc
Đối với dầm liên tục, li = 0.8l đối với nhịp cuối
li = 0.6l đối với nhịp giữa
Đối với mặt cắt trên trụ,ta có li = 0.8*58000 = 46400mm
b :Chiều rộng thực của bản cánh tính từ bản bụng dầm ra mỗi
phía,nghĩa là b1,b2,b3 trong hình vẽ (mm)
2000

Trịnh văn bằng

2500

2500

2500

2500

24

2000

cầu đờng sắt k45


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×