Thiết kế mố trụ cầu với chiều dài toàn cầu L= 24m,chiều cao mố H=4m,khổ cầu K= 7+21m,số dầm 5,tải trọng thiết kế H30, XB80,chiều cao dầm h=1,5m

Thieỏt keỏ môn học mố trụ cầu 1 + tg 2 tg = tg + 1 + A / tg Trong đó: A= 2.a.h0 2 x 2 x0.556 = = 0.05 3.0 x(3.0 + 2 x 0.566) H ( H + 2.h0 ) tg = tg300 = 0.58 Thay số ta đợc: 0 tg = tg 30 + 1 + tg 2 30 0 = 0.624 = 320 0 1 + 0.05 / tg 30 h = a/tg = 2/0.624 =3.22 (m) - Hệ số áp lực tg 0.624 à = = = 0.33 tg ( + ) tg (32 0 + 30 0 ) - áp lực đẩy ngang của đất do tĩnh tải đất đắp: E0 = 0.5n.. H2.à.B = 164.7 (T) e0 = H/3 = 1.0 (m) - Mô men do áp lực đẩy ngang của tĩnh tải đất dắp: ME0 = E0xe0 = 164.7x1.0= 164.7 (T.m) - áp lực đẩy ngang của đất do hoạt tải trên bản quá độ: EB = n..h0.(H h).à.B = 8.88 (T) eB = (H h)/2 = 1.4 (m) - Mô men do áp lực đẩy ngang của đất do có hoạt tải trên bản quá độ: MEB = EB.eB = 12.43 (T.m) Tính với =400, n=0.9: - Góc lăng thể trợt nguy hiểm: tg = tg + 1 + tg 2 1 + A / tg Trong đó: A= 2.a.h0 2 x 2 x0.556 = = 0.05 3.0 x(3 + 2 x0.566) H ( H + 2.h0 ) tg = tg400 = 0.84 Thay số ta đợc: -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Sinh Viên : Nguyễn Văn Phơng Lớp : cầu hầm K34 Trang 11 Thieỏt keỏ môn học mố trụ cầu 1 + tg 2 40 0 tg = tg 40 + = 0.43 = 23.20 0 1 + 0.05 / tg 40 0 h = a/tg = 2/0.43 =4.70 (m) - Hệ số áp lực tg 0.43 à = = = 0.32 tg ( + ) tg (23.2 0 + 30 0 ) - áp lực đẩy ngang của đất do tĩnh tải đất đắp: E0 = 0.5n.. H2.à.B = 81.06 (T) e0 = H/3 = 1.0 (m) - Mô men do áp lực đẩy ngang của tĩnh tải đất dắp: ME0 = E0xe0 = 81.06x1.0 = 81.06 (T.m) - áp lực đẩy ngang của đất do hoạt tải trên bản quá độ: EB = n..h0.(H h).à.B = 0.97 (T) eB = (H h)/2 = 0.3 (m) - Mô men do áp lực đẩy ngang của đất do có hoạt tải trên bản quá độ: MEB = EB.eB = 0.3 (T.m) 2.5.áp lực gối do hoạt tải trên kết cấu nhịp : XB80 trên kết cấu nhịp : áp lực do XB80 trên kết cấu nhịp Bảng 12.8 My (Tm) Hệ số vợt tải P (T) Tiêu chuẩn ( n = 1 ) 77.170 57.877 Tính toán ( n = 1,1 ) 84.887 63.665 Do H30 và ngời trên kết cấunhịp (2 làn) : áp lực do 2 làn H30 và ngời đi 2 bên trên kết cấu nhịp Bảng 12.9 Hệ số vợt tải PH30(T) Pnguoi(T) P Tiêu chuẩn ( n = 1 ) Tính toán (n = 1,4) 72.47 101.46 14.85 20.79 87.32 122.25 Dọc cầu My(Tm) 65.49 91.69 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Sinh Viên : Nguyễn Văn Phơng Lớp : cầu hầm K34 Trang 12 Thieỏt keỏ môn học mố trụ cầu Tổ hợp phụ(n=1,12) 81.17 16.63 97.80 73.35 2.6.Lực hãm xe : Do l = 24 (m) (20 50) m theo quy trình 1979 thì lực hãm xe đợc tính: T = 0.6P = 0.6x30 = 18 (T) Lực hãm xe đặt tại cao độ mặt đờng xe chạy, Mô men do lực hãm gây ra tại mặt cắt đáy bệ: M y = 18x4.6 = 172.8 (T.m) tc Trong tổ hợp phụ: n = 1.12 T = 1.12x18 = 20.16 (T) M y = 20.16x4.6 = 193.54 (Tm) tt 2.7.Phản lực gối truyền xuống vai kê do hoạt tải trên bản quá độ. - Sơ đồ đặt tải trên bản quá độ ( Hình vẽ) - Tải trọng hai trục sau của xe H30 là 24 (T) Ta có: RA = RB = 12 (T) - Mô men do hoạt tải trên bản quá độ đối với trọng tâm bệ cọc: Mtc = 12x(-0.45) = -5.4 (T.m) Tổ hợp chính: n = 1.4 Rc = 1.4x12 = 16.8 (T) Mc = 16.8x(-0.45) = -7.56 (T.m) Tổ hợp phụ: n = 1.12 Rp = 1.12x12 = 13.44 (T) Mp = 13.44x(-0.45) = -6.05 (T.m) 2.8.Phản lực gối truyền xuống vai kê do tĩnh tải bản quá độ. Gồm có: Trọng lợng bản thân bản và lớp phủ trên bản dày trung bình 0.25m, dài 4m, rộng 8 m. g = 2 (T/m3): R = (1.1x0.3x4x8x2.5 + 1.5x0.25x4x8x2)/2 = 37.8 (T) Mô men do tĩnh tải bản quá độ đối với trọng tâm bệ cọc: M = Rx(-0.45) = -17.01 (T.m) *tổng hợp nội lực tính toán đến mặt cắt II-II Bảng 12.10 Tổ hợp Tải trọng Lực thẳng đứng Lực ngang (T) (T) Mô men (Tm) Tổ hợp chính -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Sinh Viên : Nguyễn Văn Phơng Lớp : cầu hầm K34 Trang 13 Thieỏt keỏ môn học mố trụ cầu - Tĩnh tải mố 474.496 - Tĩnh tải bản quá độ 25.200 -13.860 - Tĩnh tải nhịp 163.559 57.750 - H30 trên nhịp 101.455 76.091 - Ngời trên nhịp I 492.305 20.790 15.593 8.400 -4.620 - Hoạt tải trên bản quá độ - áp lực đất do hoạt tải = 30o II III IV 8.969 12.613 - áp lực đất tĩnh = 30o Cộng Tổ hợp chính - Tĩnh tải mố - Tĩnh tải bản quá độ - Tĩnh tải nhịp - XB80 trên nhịp - áp lực đất tĩnh = 30o Cộng Tổ hợp phụ - Tĩnh tải mố - Tĩnh tải bản quá độ - Tĩnh tải nhịp - H30 trên nhịp ; n = 1.12 - Ngời trên nhịp ; n = 1.12 - Hoạt tải trên bản quá độ;n=1.12 - áp lực đất do hoạt tải = 30o - áp lực đất tĩnh = 30o - Lực khởi động của H30 Cộng Tổ hợp phụ - Tĩnh tải mố - Tĩnh tải bản quá độ - Tĩnh tải nhịp - H30 trên nhịp ; n = 1.12 165.767 174.736 419.944 1038.007 165.767 165.767 474.496 -13.860 57.750 63.665 419.944 1001.995 811.709 492.305 25.200 163.559 84.887 765.951 492.305 25.200 163.559 81.164 16.632 474.496 -13.860 57.750 60.873 12.474 6.720 -3.696 12.613 419.944 106.848 1127.442 785.580 492.305 25.200 163.559 81.164 8.969 165.767 10.080 184.816 474.496 -13.860 57.750 60.873 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Sinh Viên : Nguyễn Văn Phơng Lớp : cầu hầm K34 Trang 14 Thieỏt keỏ môn học mố trụ cầu - Ngời trên nhịp ; n = 1.12 - áp lực đất tĩnh = 40o - Lực hãm của H30 Cộng 16.632 778.860 81.059 -10.080 70.979 12.474 205.350 -106.848 690.235 3.Duyệt mặt cắt chân t ờng thân : 3.1.Duyệt cờng độ. Ta thấy bt < 0.5 bk nên tính duyệt mặt cắt II-II theo mặt cắt hình chữ nhật. Sau khi so sánh và lựa chọn sẽ lấy tổ hợp 3 để tính toán. Ntt = 785.58 (T) Mtt = 1127.44 (T.m) Bố trí 5 thanh 22 trên 1m dài tờng thân : Chân tờng thân là kết cấu chịu nén lệch tâm : Vậy tính duyệt về cờng độ theo điều kiện : Mtt < m2 . Ru . b . xn . (ho - 0,5 . xn) + Rac . F''a . (ho - a'')=Mcp (12.3) Trong đó : xn- Chiều cao vùng chịu nén. xn = N/(b.Ru) Ru- Cờng độ chịu nén khi uốn của bê tông M300. Ru = 140 (KG/cm2) b - Chiều rộng mặt cắt. b = 186 (cm) ho - Cự ly từ tim diện tích thép đến mép chịu nén lớn nhất. h0 = 165 (cm) Rac - Cờng độ thép CT3. Rac = 2400 (KG/cm2) Fa - Diện tích thép. Fa = 227.93 (cm2) a'' - Cự ly từ tim thép đến mép chịu kéo lớn nhất. a = 5.0 (cm) m2 - Hệ số điều kiện làm việc. m2 = 1.0 xn = 785.58/(14001.86) = 0.3 (m) > 2a'' = 10 (cm) Thay số ta đợc: Mcp = 1x1400x1.86x0.3x(1.65-0.5x0.3)+24000x0.02279x(1.65-0.05) Mcp = 2046.94 (T.m) > Mtt = 1127.44 (T.m) Vậy đạt yêu cầu về cờng độ 3.2.Tính theo trạng thái giới hạn thứ ba về độ mở rộng vết nứt Tổ hợp chủ : Điều kiện kiểm toán về độ mở rộng vết nứt: a at = 3 2 Rr < = 0,02(cm) Ea (12.4) Trong đó: - Bề rộng tối đa các vết nứt = 0,02 (cm) -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Sinh Viên : Nguyễn Văn Phơng Lớp : cầu hầm K34 Trang 15 Thieỏt keỏ môn học mố trụ cầu at - Độ mở rộng vết nứt của cấu kiện a - ứng suất trong cốt thép dọc chịu lực kéo 2 - hệ số phụ thuộc vào mác bê tông. 2 = 0,5 (mác 300) Rr - Bán kính ảnh hởng của cốt thép xác định nh sau : Rr = Fr/(.(n1d1 + n2d2+.....+nndn) với Fr - Diện tích vùng ảnh hởng giới hạn bởi chu vi ngoài của tiết diện và bán kính ảnh hởng r = 6d (d : đờng kính cốt thép). Fr = 15840 (cm2) - Hệ số tính đến hệ số cốt thành các bó thanh = 0,75 n1 - Số lợng thanh cốt thép trong tiết diện có đờng kính d1. Vậy: Rr = 133,333 Sau khi so sánh lựa chọn sẽ lấy tổ hợp chủ 1 để tính toán NTC = 761.070(T) MTC = 933.23 (T.m) Đặc trng hình học của mặt cắt: F = 20,4 (m2) J = 4,913 (m4) y = 80 (cm) = 0,80 (m) a = 196,66 (T/m2) = 19,666 (KG/cm2) Thay số: at = 3. 19,666 .0,5. 133,333 = 0,00017(cm) < 0,02 (cm) 2,1.10 6 Đạt yêu cầu vết nứt với tổ hợp chủ. Tổ hợp phụ: Sau khi so sánh và lựa chọn sẽ lấy tổ hợp phụ 3 để tính toán Ntc = 622.100 (T) Mtc = 987,973 (T.m) a = 21,34 (KG/cm2) at = 0,000177 (cm) < 0,02 (cm) Vậy đạt yêu cầu về độ mở rộng vết nứt với tổ hợp phụ 4.tính toán tải trọng tác dụng lên t ờng cánh mố (tính đến mặt cắt III-III) Tờng cánh đợc tính với một tổ hợp tải trọng gồm có áp lực thẳng đứng do trọng lợng bản thân tờng cánh, áp lực ngang do hoạt tải (H30 hoặc XB80) trên lăng thể trợt. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Sinh Viên : Nguyễn Văn Phơng Lớp : cầu hầm K34 Trang 16