Đồ Á n -...

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT

ĐINH VĂN PHƢƠNG LỚP CĐ1-K44 123

Đồ Án

Công nghệ thi công

cầu bê tông cốt

thép dự ứng lực

bằng phương pháp

đúc hẫng cân bằng



Mục Lục

PHẦN II ................................................................................................................ 126

THIẾT KẾ KỸ THUẬT ........................................................................................ 126

CHƢƠNG I ........................................................................................................... 127

GIỚI THIỆU CHUNG .......................................................................................... 127

I – TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU BTCTDƢL BẰNG

PHƢƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BĂNG. .................................................. 127

II – GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƢƠNG ÁN ................................................ 128

II.1 – TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ ...................................................................... 128

II.2 – SƠ ĐỒ KẾT CẤU ................................................................................... 128

II.2.1 – Kết cấu phần trên .................................................................................. 128

II.2.2 – Kết cấu phần dƣới ................................................................................. 129

CHƢƠNG II .......................................................................................................... 130

TÍNH ĐẶC TRƢNG HÌNH HỌC ........................................................................ 130

I . CHỌN CÁC KÍCH THƢỚC CẦU CHÍNH . ............................................... 130

II . TÍNH ĐẶC TRƢNG HÌNH HỌC CỦA DẦM CHỦ . ............................... 130

CHƢƠNG III ......................................................................................................... 135

TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG CÁC GIAI ĐOẠN. ......................................... 135

I . TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 1 (DC ): ................................................................. 135

II . TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 2 (DW) : .............................................................. 135

III . TÍNH NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU NHỊP .............................. 136

III.1. NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN DẦM CHỦ GIAI ĐOẠN THI CÔNG ..... 136

1. Các sơ đồ tính : .............................................................................................. 136

1.1.Thi công đúc hẫng đối xứng ra hai bên trụ ................................................. 136

1.2. Đổ bê tông xong đốt hợp long ở nhịp biên nhƣng bê tông chƣa đông cứng :

........................................................................................................................... 138

1.3. Hợp lọng xong nhịp biên và bê tông đã hóa cứng : ................................... 138

1.4.Hợp long xong nhịp giữa nhƣng bê tông chƣa đông cứng. ......................... 139

1.5. Hợp long xong nhịp giữa và bê tông đã đông cứng. ................................. 139

1.6. Giai đoạn khai thác ..................................................................................... 140

2 . Tính toán nội lực tác dụng lên kết cấu nhịp giai đoạn thi công : ................. 140

2.1.Thi công đúc hẫng đối xứng từ hai bờ ra trụ ............................................... 141

2.3. Hợp long xong nhịp biên và bê tông đã đông cứng : ................................. 148

2.4. Hợp long xong nhịp giữa nhƣng bê tông chƣa đông cứng. ........................ 149

2.5. Hợp long xong nhịp giữa và bê tông đã đông cứng. .................................. 151

III.2. TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG GIAI ĐOẠN KHAI THÁC . ............. 152

2. Tổ hợp theo trạng thái giới hạn sử dụng : ..................................................... 157

III.3 .TỔNG HỢP NỘI LỰC TÍNH TOÁN: .................................................. 160

Giai đoạn thi công : ........................................................................................... 160

2. Giai đoạn khai thác( Sử dụng) : .................................................................... 161

CHƢƠNG IV .................................................................................................... 163



TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP ............................................................ 163

I- TÍNH LƢỢNG CỐT THÉP TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG ................. 163

I.1. Đặc trƣng vật liệu :...................................................................................... 163

I.2. Quy đổi mặt cắt : ......................................................................................... 164

I.3. Xác định số bó cốt thép DƢL trong giai đoạn thi công: ............................. 165

1.3.1. Xác định vị trí TTH của mặt cắt .............................................................. 165

1.3.2. Tính diện tích cốt thép DƢL cần thiết .................................................... 166

1.3.2.1. Tính và bố trí cốt thép cho mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn thi công ........... 167

1.3.2.1.2) Kiểm toán mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn thi công : ............................... 168

II.2.1. Tính và bố trí cốt thép cho mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn khai thác ............ 172

CHƢƠNG V .......................................................................................................... 177

KIỂM TOÁN KẾT CẤU NHỊP ............................................................................ 177

I. KIỂM TOÁN GIAI ĐOẠN THI CÔNG ....................................................... 177

I.1.Quy đổi mặt cắt đỉnh trụ về mặt cắt chữ T. ................................................ 177

I.2. Tính mất mát ứng suất trong giai đoạn thi công. ........................................ 178

I.2.1.2.Thép cƣờng độ cao: ................................................................................ 179

I.2.1.3. Thép thƣờng: ......................................................................................... 179

I.2.2. xác định diện tích cốt thép dự ứng lực cần thiết: ..................................... 179

I.2.3. Tính đặc trƣng hình học mặt cắt đỉnh trụ (Đã bố trí cốt thép DƢL ). ..... 180

I.2.4. Tính toán mất mát ứng suất: .................................................................... 180

I.2.4.1. Mất mát do ma sát. (Theo 5.9.5.2.2b-1) ............................................... 181

I.2.4.2. Mất mát do thiết bị neo. (Theo điều 5.9.5.2). ....................................... 182

I.2.4.5. Mất mát do từ biến (5.9.5.4.3). ............................................................. 184

I.2.4.6. Mất mát do tự chùng (5.9.5.4.4). .......................................................... 184

I.3. Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cƣờng độ I tại mặt cắt 20-20 (mặt cắt

đỉnh trụ). ............................................................................................................ 185



PHẦN II

THIẾT KẾ KỸ THUẬT



CHƢƠNG I

GIỚI THIỆU CHUNG

I – TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU BTCTDƢL

BẰNG PHƢƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BĂNG.

Phƣơng 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 . Phƣơng 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 phƣơng pháp đúc hẫng :

- Khi thi công theo phƣơng pháp đúc hẫng , kết cấu nhịp BTCT đƣợc đúc trên đà

giáo di động theo từng đốt nối liền nhau đối xứng qua trụ cầu . Cốt thép thƣờng

của các khối đƣợc liên kết với nhau trƣớc khi đúc bê tông để đảm bảo tính liền

khối và chịu cắt tốt của kết cầu . Sau khi bê tông đốt dầm đủ cƣờng độ cần

thiết thì các đốt dầm này đƣợc liên kết với các đốt đã đúc trƣớc đó nhờ cốt thép

DƢL

- Phần cánh hẫng của kết câu nhịp BTCT đã thi công xong phải đảm bảo đủ khả

năng nâng đỡ trọng lƣợng của các đốt dầm thi công sau đó cùng với trọng

lƣợng 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

lƣợng 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 đƣợc liên kết cứng với thân trụ nhờ các

cáp thép DƢL chạy suốt trên chiều cao trụ , Với các sơ đồ cầu dầm đốt này

cũng đƣợc liên kết cứng tạm thời vào trụ cầu nhờ các gối tạm và các cáp thép

hoặc các thanh thép DƢL 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 DƢL ở phía trên . Sau khi thi công xong 1 cặp đốt dầm đối xứng thì

căng kéo cốt thép DƢl 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 đƣợc chi phí đà giáo . Ván

khuôn đƣợc dùng lại nhiều lần cùng với 1 thao tác lặp lại sẽ giảm chi phí nhân lực và

nâng cao năng suất lao động

Phƣơng 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

lý



Phƣơng pháp thi công đúc hẫng không phụ thuộc vào không gian dƣới cầu do đó

có thể thi công trong điều kiện sông sâu , thông thuyền hay xây dựng các càu vƣợt trong

thành phố , các khu công nghiệp mà không cho phép đình trệ sản xuất hay giao thông

dƣới công trình....

II – GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƢƠNG 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 ,

+) Ngƣời 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 BTCTDƢL 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 sƣờn 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 DƢL của hãng VSL theo tiêu chuẩn ASTM - grade 270 có các chỉ tiêu

sau:

+) Diện tích một tao Astr = 1,387 mm2

+) Cƣờng 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 thƣờng: Sử dụng loại cốt thép có gờ với các chỉ tiêu:

+) fy = 420 (MPa).

- Dầm dẫn : bằng bê tông cốt thép DƢL 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 đƣờng đầu cầu , Độ dốc ngang cầu in = 2%

- Mặt cầu BT Asphan 7cm , dƣới là lớp phòng nƣớc 4mm

- Gối cầu , khe co giãn bằng cao su , lan can bằng thép , Thoát nƣớc 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 nƣớc 0,4cm , Lớp bê tông asphan 7cm ; độ

dốc ngang cầu in = 2%

II.2.2 – Kết cấu phần dƣới

a) Cấu tạo trụ cầu :

- Trụ cầu dùng loại trụ thân đặc bằng BTCT đổ bê tông tại chỗ bê tông có cƣờng

độ chịu nén f’c = 30Mpa

- Trụ T1, T2, T3 , T8, T9 : đƣợc đặt trên móng cọc đóng : d = 40 cm

- Trụ T4, T7 : đƣợc đặt trên móng cọc khoan nhồi : D = 100 cm

- Trụ T5, T6: đƣợc đặt trên móng cọc khoan nhồi : D = 150 cm

- Phƣơng 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 đƣợc đặt trên móng cọc đóng d= 40 cm



CHƢƠNG II

TÍNH ĐẶC TRƢNG HÌNH HỌC I . CHỌN CÁC KÍCH THƢỚC 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 phƣơng án này chọn Lng = 120m.

+) Lấy : Lnb = 75 m

Sơ đồ bố trí chung nhịp cầu chính :

7500 120000 7500

- Xác định kích thƣớc mặt cắt ngang : Dựa vào các công thức kinh nghiệm ta chọn

mắt cắt ngang nhƣ hình vẽ :

II . TÍNH ĐẶC TRƢNG 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 phƣơng pháp đúc

hẫng cân bằng , Chiều dài của đốt K0 thƣờng vào khoảng 12-14 m, để có đủ diện tích mặt

1 8 0 0

5 0 0 1 5 0 0 8 0 0 0 1 5 0 0 5 0 0

1 0 0 0

4 0 0

3 0 0 1 2 0 0

5 0 0

3 2 8 0 3 0 0

5 0 0

8 0 0

1 0 0 0

7 0 0 0

3 0 0 0 4 0 0

4 0 0

6 0 0 7 0 0



bằng cho việc lắp đặt 2 xe đúc đối xứng nhau trên đó mà thi công hai cánh hẫng đối xứng

nhau

- 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 đƣợc chọn sao cho tận dụng hết

năng lực của thiết bị xe đúc . Ví dụ trọng lƣợng của xe đúc nên gần bằng với khả năng

treo của xe đúc . Nhƣ vậy sẽ giảm bớt số xe đốt đúc hẫng . Mặt khác khối lƣợng bê tông

mỗi đốt phải phù hợp với khả năng cung cấp bê tông đến công trƣờng .

- 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 nhƣ 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 :

K0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

4x3 10x4 2

7

3

14

+) Nhịp biên :

13' 12' 11' 10' 9' 8' 7' 6' 5' 4' 3' 2' 1' K0116'

14 2 10x4 4x3 14

3 714'

II.2 – Xác định phương trình thay đổi cao độ đáy dầm

- Giả thiết đáy dầm thay đổi theo phƣơng trình parabol bậc 2 theo phƣơng trình :

Y = ax2 + bx +c

- Lấy điểm dƣới cùng của đốt hợp long làm gốc toạ độ , trục x , y có chiều nhƣ hình

vẽ :

- Do đƣờng cong đi qua gốc toạ độ nên c=0 , đồng thời đƣờng 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

O(0,0) O(0,0)

A(58,5;4,0)

Y

B(-58,5;4,0)



4,0 = a.58,52 - 58,5.b

- Từ hai phƣơng trình trên ta tính đƣợc :

A = 0,001169

B=0

Vậy phƣơng trình có dạng:

Y = 0,001169.x2

II.3 – Xác định phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm

- Tính toán tƣơng tự ta có phƣơng trình thay đổi chiều dày đáy dầm nhƣ 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 đƣờng 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 đƣợc kích thƣớc của

các mặt cắt nhƣ sau :

½ Mặt cắt dầm chủ

BI1

BI1-2

BI3

BI3-2

H0

1H

02

H0

3

H0

2-2

B01 B02 B03

B01-2

HI1

HI2

HI3

HI5

HI4

- Bảng các kích thƣớc hình học của mặt cắt :

MC 0 1 2 3 4 5 6 7

HO1 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3

HO2 0.5 0.5182 0.5274 0.536 0.5441 0.5516 0.5608 0.569

HO2-2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4

HO3 6.2 5.4532 5.0774 4.724 4.3929 4.0841 3.7071 3.3698

BO1 2.25 2.2548 2.2574 2.26 2.2626 2.2652 2.2687 2.2722

BO1-2 1.85 1.8952 1.9199 1.9346 1.9693 1.994 2.0269 2.0598

BO2 1.25 1.1706 1.1273 1.084 1.0407 0.9974 0.9397 0.8819

BO3 2.5 2.5746 2.6153 2.656 2.6967 2.7374 2.7917 2.8459



HI1 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3

HI2 0.4 0.4182 0.4274 0.436 0.4441 0.4516 0.4608 0.469

HI3 4.7 4.1262 3.8375 3.566 3.3116 3.0744 2.7848 2.5256

HI4 0.6 0.5545 0.5316 0.51 0.4898 0.471 0.448 0.4274

HI5 1 0.8725 0.8083 0.748 0.6915 0.6388 0.5744 0.5168

BI1 2.95 2.9739 2.987 3 3.013 3.0261 3.0435 3.0609

BI1-2 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9

BI3 2 2.0861 2.133 2.18 2.227 2.2739 2.3365 2.3991

BI3-2 1.3 1.4052 1.4626 1.52 1.5774 1.6348 1.7113 1.7878

MC 8 MC 9 MC 10 MC 11 MC 12 MC 13 MC 14 MC 15

HO1 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3

HO2 0.5763 0.5826 0.5879 0.5923 0.5956 0.5981 0.5995 0.6

HO2-2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4

HO3 3.0722 2.8143 2.596 2.4175 2.2786 2.1794 2.1198 2.1

BO1 2.2757 2.2791 2.2826 2.2861 2.2896 2.293 2.2965 2.30

BO1-2 2.0927 2.1256 2.1585 2.1914 2.2243 2.2572 2.2901 2.323

BO2 0.8242 0.7664 0.7087 0.651 0.5932 0.5355 0.4777 0.42

BO3 2.9002 2.9544 3.0087 3.063 3.1172 3.1715 3.2257 3.28

HI1 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3

HI2 0.4763 0.4826 0.4879 0.4923 0.4956 0.4981 0.4995 0.5

HI3 2.2969 2.0988 1.9311 1.7939 1.6872 1.611 1.5652 1.55

HI4 0.4093 0.3936 0.3802 0.3694 0.3609 0.3548 0.3512 0.35

HI5 0.466 0.422 0.3847 0.3542 0.3305 0.3136 0.3034 0.3

BI1 3.0783 3.0957 3.113 3.1304 3.1478 3.1652 3.1826 3.2

BI1-2 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9

BI3 2.4617 2.5243 2.587 2.6496 2.7122 2.7748 2.8374 2.9

BI3-2 1.8643 1.9409 2.0174 2.0939 2.1704 2.247 2.3235 2.4

- Bảng tính toán đặc trƣng hình học của mặt cắt đầm chủ

Tên

MC

x

(m)

h

(m)

hd

(cm)

B

(m)

Bd

(m)

Bs

(cm)

F

(cm2)

S

(cm3)

Yo

(cm)

J

(cm4)

0 0 7 108.40 12 5 80 133628 4.41E+07 329.69 9.86E+09

1 7 6.2714 95.61 12 5.1492 76.4 122050 3.67E+07 301.06 7.42E+09

2 10 5.9048 89.17 12 5.2306 74.9 116440 3.34E+07 286.84 6.35E+09

3 13 5.56 83.09 12 5.312 73.4 111147 3.04E+07 273.50 5.43E+09

4 16 5.237 77.39 12 5.3934 71.9 106171 2.77E+07 261.02 4.65E+09

5 19 4.9357 72.06 12 5.4748 70.3 101472 2.53E+07 249.36 3.99E+09

6 23 4.5679 65.52 12 5.5834 68.3 95759 2.25E+07 235.11 3.26E+09

7 27 4.2388 59.65 12 5.6918 66.3 90613 2.01E+07 222.31 2.68E+09

8 31 3.9485 54.44 12 5.8004 64.2 86007 1.81E+07 210.94 2.22E+09

9 35 3.6969 49.89 12 5.9088 62.2 82006 1.65E+07 201.00 1.86E+09

10 39 3.4839 46.00 12 6.0174 60.2 78578 1.51E+07 192.50 1.59E+09

11 43 3.3098 42.77 12 6.126 58.1 75701 1.40E+07 185.47 1.39E+09



12 47 3.1742 40.19 12 6.2344 56.1 73428 1.32E+07 179.89 1.24E+09

13 51 3.0775 38.28 12 6.343 54.1 71735 1.26E+07 175.81 1.14E+09

14 55 3.0193 37.02 12 6.4514 52 70599 1.22E+07 173.20 1.08E+09

15 59 3 36.42 12 6.56 50 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 sƣờn dầm

+) h : Chiều cao của dầm

+) B : Bề rộng đỉnh mặt cắt hộp



CHƢƠNG 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 lƣợng của bản thân kết cấu . Khi sử dụng

chƣơng trình phân tích kết cấu bằng MiDas ta khai bao ngay đƣợc loại tải trọng này .

II . TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 2 (DW) :

- Tĩnh tải giai đoạn II gồm có các bộ phận sau :

+) Trọng lƣợng phần chân lan can

+) Trọng lƣợng cột lan can, tay vịn

+) Trọng lƣợng lớp phủ mặt cầu

Tổng : DWIITC

= DWmc+ DWclc+ DWlc+tv

a)Tính trọng lƣợng lớp phủ mặt cầu :

Lớp phủ mặt cầu dày 7,4 cm bao gồm : Lớp bê tông asphan dày 7cm và lớp

phòng nƣớc dày 0,4 cm

+) Lớp bê tông Asphalt :

DWasphalt = 12x0,07x22,5 = 18,9 ( KN/m)

+) Lớp phòng nƣớc :

DWpn = 12x0,004x22,5 = 1,08 ( KN/m)

-> Trọng lƣợng dải đều lớp phủ mặt cầu :

DWmctc= 18,9 + 1,08 = 19,98 ( KN/m)

b) Tính trọng lƣợng của chân lan can + tay vịn + lề Ngƣời đi bộ :

Tên gọi các đại lƣợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị

Chiều rộng chân lan can Bclc 50 cm

Chiều cao chân lan can hclc 30 cm

+) Trọng lƣợng chân lan can :

DWclc = 0,5x0,3x2x24 = 7,2 ( KN/m)

Tên gọi các đại lƣợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị

Trọng lƣợng 1 cột lan can Pclc 0.027 KN

Khoảng cách bố trí cột lan can Aclc 2 m

Trọng lƣợng dải đều của cột lan can Pclc 0. 135 KN/m

Trọng lƣợng dải đều phần tay vịn Ptv 0.7 KN/m



Trọng lƣợng dải đều lan can và tay vịn Plc+tv 0.835 KN/m

- Tính tĩnh tải giai đoạn II

+) Tính tải giai đoạn II tiêu chuẩn

DWIITC

= DWmc+ DWclc+ DWlc+tv

= 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 phƣơng 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 lƣợng thiết bị đúc và vật liệu. Xe đúc CE =660 KN đặt cách đầu mút đốt

đúc trƣớc là 0,9 m, nCE = 1.25

+ Trọng lƣợng rải đều của ngƣời và thiết bị thi công

CLL = 0.24x12 =2,88 KN/m; nCLL = 1.3.

+) Trọng lƣợng bê tông ƣớt ( WC )

+) Co ngót , Từ biến

+) Tải trọng gió

- Tính tải trọng bê tông ƣớt 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 nhƣ hình vẽ sau :

+) Trọng lƣợng bê tông ƣớt : Khi ta tiến hành đổ bê tông đốt đúc K4 thì trọng

lƣợng bê tông ƣớt quy đổi thành lực cắt và mô men tác dụng vào nút K3 nhƣ hình vẽ sau

:

Công thức tính :

WC = wcLFF

..2

21

Trong đó :

WC : Trọng lƣợng bê tông ƣớt

F1 , F2 : Diện tích của hai mặt của khối đúc

γwc : Trọng lƣợng riêng của bê tông ƣớt (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 nhƣ hình vẽ trên .



Bảng tính trọng lƣợng bê tông ƣớt :

Tên đốt Chiều dài đốt

m

γwc

KN/m

WC

KN

My

KN.m

K1 4 24.5 876.45075 1314.676

K2 4 24.5 836.38223 1254.573

K3 4 24.5 798.64365 1197.965

K4 4 24.5 763.08803 1144.632

K5 3 24.5 966.4319 1932.864

K6 3 24.5 913.2228 1826.446

K7 3 24.5 865.438 1730.876

K8 3 24.5 823.2637 1646.527

K9 3 24.5 786.8616 1573.723

K10 3 24.5 755.9671 1511.934

K11 3 24.5 730.7321 1461.464

K12 3 24.5 711.2987 1422.597

K13 3 24.5 697.4366 1394.873

K14 3 24.5 689.2879 1378.576

Phần đà giáo 14 24.5 2403.47

Hợp Long 2 24.5 343.3528 343.3528

1.2. Đổ bê tông xong đốt hợp long ở nhịp biên nhƣng bê tông chƣa đông

cứng :

Khi đó bê tông dẻo còn chƣa hóa cứng , trọng lƣợng của ván khuôn hợp long , của

hỗn hợp bê tông dẻo , của cốt thép hợp long đƣợc coi nhƣ 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 lƣợng bản thân của đốt hợp long nhịp biên

- Trọng lƣợng 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 DƢL, điều chỉnh vị trí khối hợp long ảnh hƣởng rất

nhiều đến trình tự và phƣơng pháp tính toán hợp long.

Sơ đồ tính toán :



Hình 3.2. Sơ đồ tải trọng khi hợp long nhịp biên.

-Tải trọng:

+ Trọng lƣợng bản thân đoạn đổ trên đà giáo.

+ Trọng lƣợng bản thân đốt hợp long.

+ Lực ngƣợc do rỡ tải trọng thi công

+ Lực ngƣợc do rỡ xe đúc

1.4.Hợp long xong nhịp giữa nhƣng bê tông chƣa đông cứng.

-Tải trọng tác dụng:

+ Trọng lƣợng ván khuôn và thiết bị để hợp long nhịp biên

+ Tải trọng thi công rải đều

+ Trọng lƣợng bản thân đốt hợp long

+ Trọng lƣợng bê tông ƣớt

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 lƣợng bản thân ( DC)

+ Lực ngƣợc do dỡ tải trọng thi công.

+ Lực ngƣợc do dỡ xe đúc .

1.6. Giai đoạn khai thác

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 đƣợc nội lực tại các mặt cắt trong từng giai đoạn dƣới tác dụng của tải

trọng để từ đố bố trí cốt thép DƢL 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 lƣợng thiết bị đúc và vật liệu. Xe đúc CE = 660KN đặt cách đầu mút đốt

trƣớc là 0,9 m, nCE = 1.25

+ Trọng lƣợng rải đều của ngƣời và thiết bị thi công

CLL = 0.24x12 =2.88 KN/m; và hệ số tải trọng nCLL = 1.3

+ Tải trọng bê tông ƣớt (WC)

- Tính toán nội lực tại các mặt cắt trong từng giai đoạn đúc hẫng

Dùng chƣơng 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

nhƣ sau :

Khi đúc đốt K0:

Mặt cắt M (KN.m) V(KN)

20 -11533.87 4054.19





18 -1848.92 1240.54

20 -34751.6 6834.35



17 -1755.65 1178.14

18 -13484 3911.28

20 -52461.5 7974.85



16 -1668.41 1119.72

17 -12957.2 3753.22

18 -26088.9 4992.77

20 -72654.4 9058.85

Khi đúc K4


15 -1587.08 1065.20

16 -12464 3605.19

17 -25054.75 4782.43

18 -41280.49 6021.70

20 -95065.24 10090.17

Khi đúc K5:


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

Khi đúc K6:

Đồ Á n -...

Documents