Thiết kế cầu A là cầu bắc qua sông B lối liền hai huyện C và D thuộc tỉnh Quãng Ngãi

TTGHSD1:
, ( cả tĩnh tải và hoạt tải ) , .
M200 =-3456-5799-672.2+1.25x(- 6381.19) = -17903.68 Nmm/mm.
M204 = -138.2-2853.18+829.77+1.25x18834.18 = 21381.11N mm/mm
M300 = -3456+1565.77-1406.9-1.25x20799.6 = - 29296.63 N mm/mm
Bảng tổng hợp nội lực
Tiết diện
TTGH CĐ1
TTGH SD1
M(KN.m/m)
M(KN.m/m)
200
- 18.884
-17.904
204
38.298
21.381
300
- 44.914
-29.297
4- Tính cốt thép và kiểm tra:
* Nội lực đưa về tính cho 1mm:
- Cường độ vật liệu: - Bê tông: f’c = 50Mpa
- Cốt thép: f’y = 400Mpa
- Dựng cốt thép phủ epụcxy cho bản mặt cầu và lan can.
Chiều cao có hiệu quả của bản bê tông khi uốn dương và âm khác nhau vì các lớp bảo vệ trên và dưới khác nhau.
Chiều dầy bản Hb = 200 mm , lớp bảo vệ = 15 mm hf = 200-15 = 185 mm
Giả thiết dùng : Db = 16mm, Ab = 200mm2
Sơ bộ chọn :
ddương = 200 – 15 - 25 – 16/2 = 152 mm
dõm = 200 – 40 – 16/2 = 152 mm
4.1 Sơ bộ chọn diện tích cốt thép:
với Mu là mômen theo TTGHCĐ 1, d là chiều cao cóhiệu (ddương hay dâm)
+ Kiểm tra đ.kiện hàm lượng cốt thép tối đa ( yêu cầu độ dẻo c 0.42d hay a 0.42ò1d)
với b = 1mm
Theo Điều 5.7.2.2, ò1 = 0.85-0.05*(2/7) = 0.836 => a 0.35d
Vậy,
+ Lượng cốt thộp tối thiểu:
Với các tính chất của vật liệu đó chọn, diện tích cốt thép nhỏ nhất của thép trên 1 đơn vị chiều rộng bản: min AS ==0.00375*d ( mm2/m )
+ Khoảng cỏch lớn nhất của cốt thộp chủ của bản bằng 1.5 lần chiều dày bản hay 450mm. Với chiều dày bản 200mm: smax = 1.5*200 = 300mm.
4.1.2. Cốt thộp chịu mụmen dương:
Mu = 38.298 KN.m/m; d+ = 152 mm
Thử chọn: =38298.09/(330* 152)=0.763 mm2/mm=7.63cm2/1m
minAs =0.00375*d = 0.00375*152=0.57 mm2/mm => Đạt yờu cầu.
Theo phụ lục B, Bảng 4, thử chọn 5=16 ;a= 200 cho As =1 mm2/mm =10 cm2/1m
=9.4 mm
*Kiểm tra độ dẻo dai:
a 0.35d+ = 0.35*(152) = 53.2 mm => Đạt yờu cầu.
* Kiểm tra cường độ mụmen:
Mụ men uốn danh định:
Mn=As*fy*( d - a/2 ) = 1*400*(152-9.4/2) = 58920 Nmm/mm
= 58.92 KN.m/m > 38.298 KN.m/m => Đạt yờu cầu.
Mụ men khỏng uốn:
Mr=FMn=0.9*58.92 =53.028 KNm/m
Vậy: đối với cốt thộp ngang phớa dưới chịu mụmen dương, dựng 5=16; a= 200mm
4.1.3 Cốt thộp chịu mụmen õm:
Mu = 44.914 KNm/m; d = 152 mm.
Thử chọn As = =44.914/(330*152)=8.95 mm2/mm
Min As = 0.00375*d- = 0.00375*152 =0.57 mm2/mm
Theo bảng B4, thử dựng 5=16; a= 200mm, cho As = 10cm2/1m
=9.4 mm Đạt yờu cầu
* Kiểm tra cường độ mụmen:
Mn=As*fy*( d - a/2 )=1*400*(152-9.4/2) = 58920 N.mm/mm
=58.92 KN.m/m >44.914 KNm/m => Thoả món yờu cầu.
Vậy: đối với cốt thộp ngang phớa trên chịu mụmen âm, dựng 5=16; a= 200mm
4.1.4 Cốt thộp phõn bố:
Cốt thộp phụ theo chiều dọc được đặt dưới đỏy bản để phõn bố tải trọng bỏnh xe dọc cầu đến cốt thộp chịu lực theo phương ngang. Diện tớch yờu cầu tớnh theo phần trăm cốt thộp chớnh chịu mụmen dương. Đối với cốt thộp chớnh đặt vuụng gúc với hướng xe chạy (Điều 9.7.3.2):
Số phần trăm =
Trong đú, Sc là chiều dài cú hiệu của nhịp. Đối với dầm T toàn khối, Sc là khoảng cỏch giữa 2 mặt vỏch, tức là Sc = 2300 – 200 = 2100mm, và:
Số phần trăm = , ta lấy 67%.
Bố trớ As = 0.67 *(dương As) = 0.67*1= 0.67 mm2/mm
Đối với cốt thộp dọc bờn dưới, dựng 6=12;a=170 mm, As = 0.67 mm2/mm=6.7 cm2/1m
4.1.5 Cốt thộp chống co ngút và nhiệt độ:
Lượng cốt thộp tối thiểu cho mỗi phương (5.10.8.2):
Trong đú, As là diện tớch tiết diện nguyờn. Trờn chiều dày toàn phần 200mm:
=0.75*200/400=0.375 mm2/mm
Cốt thộp chớnh và phụ đều được chọn lớn hơn giỏ trị này, tuy nhiờn đối với bản dày > 150mm cốt thộp chống co ngút và nhiệt độ phải được bố trớ đều nhau trờn cả 2 mặt. Khoảng cỏch lớn nhất của cốt thộp này là 3 lần chiều dày bản hay 450mm.
Đối với cốt thộp dọc bờn trên dựng 6=12;a=170mm, As = 0.67 mm2/mm=6.7 cm2/1m.
4.3 kiểm tra cường độ theo mômen:
+ Theo mômen dương :
Mn =FAs .fy(d+ – a /2) = 0.9 x 1 x 400 x(152 – 9.4/2)
=53028 Nmm/mm
Mn Mu = 38298 Nmm/mm ( đạt)
+ Theo mômen âm:
Mn = 0.9 x1x 400 x (152 – 9.4/2) =53028 N mm/mm
Mn Mu =44914 Nmm/mm ( đạt)
4.4. Kiểm tra nứt – Tổng quỏt:
Theo điều (5.7.3.4):
Trong đú: fs là tải trọng sử dụng
fsa là ứng suỏt kộo cho phộp
Mụđun đàn hồi Es của cốt thộp là 200000MPa
Mụ đun đàn hồi của bờ tụng Ec được cho:
Trong đú:
là tỷ trọng của bờ tụng, =2400 kg/m3
= 50MPa
Thay số: = 35749.5Mpa
Và n = ES / EC = 200000/35749.5 = 5.59 , Chọn : n = 6
Trong đó
+Z:thông số bảo vệ nứt = 23000 N/mm
+dc khoảng cách từ thớ chịu kéo xa nhất đến tim thanh gần nhất 50 mm
+A : Diện tích có hiệu của bê tông chịu kéo có trọng tâm trùng trọng tâm cốt thép
A=ys*S , Với S : bước thép
+ Để tính ư.s kéo fS trong cốt thép ta tính mômen trong trạng thái GHSD là M với =1
M = MDC + MDW + 1.25 MLL + MPL ( theo TTSD1)
-Các hệ số , = 1
a. Theo mômen dương :
Ta giả thiết x d’ , dc = 33 mm , d’ = 48 mm , d = 152 mm, hf = 185
Ta có :
0,5bx2 = n A’S(d’ – x) + n AS (d – x )
0,5 bx2 =6 . 1.(48 – x ) + 6. 1.(152– x )
0,5 bx2 = 288– 6x + 912 – 6x = 1200-12x
0.5 x2 =1200-12x
Giải phương trình ta có : x = 38.44< d’= 48
Ta có :
ICT = bx3/3 + nA’S (d’ – x)2 + nAS(d – x)2
ICT = 38.443/3 + 6.1.(48 – 38.44)2 + 6.1.(152- 38.44)2
ICT = 96857 mm4
Vậy ta có : ứng suất kéo
fS = = 6xx(152-38.44) = 150.4 N/mm2
ứng Suất kéo cho phép:
fS a = 23000/[33*(2*33*200)]1/3 = 303.4 N/mm2
Kết luận: fS < fSa =0.6 fy = 182 N/mm2 đạt
b. Theo mômen âm :
Do số hiệu của AS và A’s sau khi tính toán và chọn cốt thép có số hiệu là như nhau :
AS = A’s =1 mm2/mm , 516; a=200mm
Nên ta có : ICT = 96857 mm4
fs = 150.4 N/mm2
fs a= 303.4 N/mm2
4.5. Bố trí cốt thép bản:
+ Cốt thép chịu mômen + là : 1.0 mm2/mm = 10 cm2/1m
chọn cốt thép 5F16, a = 200
+ Cốt thép chịu mômen - là : 1.0 mm2/mm = 10 cm2/1m
chọn cốt thép 5F16, a = 200
Bố trớ cốt thộp bản mặt cầu
Chương II : Tính toán dầm chủ
I – Tính Nội Lực :
1. Tĩnh tải cho 1 dầm:
1. 1 Tĩnh tải giai đoạn 1 ( g1)
Mặt cắt MC105 ( Chưa nối bản)
Diện tích dầm chủ được xác định như sau:
+ MC105:
A105 = 1800x200+(1650-200)x200+100x150+(600-200)x250+200x200
A105 = 805000 mm2 = 0.805 m2
+ MC100:
A100 = (2300-500)*200+(1650-200)*600
A100 = 123000mm2 = 1.23 m2
+ g1 = [ A105*(31-2*(1.5+1))+ A100*2*1.5+1/2*(A105 +A100)*2*1]*/31
g1= [0.805*(31-2*(1.5+1))+1.23*2*1.5+1/2*(0.805+1.23)*2*1]*24/31
g1=20.64 KN/m
1. 2. Tĩnh tải giai đoạn 2 ( g2)
1. Trọng lượng mối nối bản :
gmn =bmn xhbx=0.5*0.2*24 = 2.4 Kn/m.
2. Do dầm ngang :
gdn =(S-b n)*(h - hb –h1 ) *bn *x1/ l1
=(2.3-0.2)*(1.65-0.2-0.25)*0.2*24/7.6=1.59 Kn/m
Với bn =200mm, l=L-2 =31000-2x300=30400mm
l1 :khoảng cách các dầm ngang : chọn 5 dầm ngang /nhịp l1 = l/4= 7600mm
3. Do cột lan can :
glc =plc x2/n =5.766*2/5=2.31 Kn/m
4. Do lớp phủ :
-lớp phủ mặt cầu:
+ Bê tông Asphalt dày 5cm trọng,lượng riêng là 22,5 KN/m3.
+ Bê tông bảo vệ dày 3cm trọng,lượng riêng là 24 KN/m3.
+ Lớp phòng nước Raccon#7(không tính)
+ Lớp tạo phẳng dày 3 cm,trọng lượng riêng là 24 KN/m3.
Tên lớp
Bề dày
(m)
TL riêng (KN/m3)
Khối lượng (KN/m2)
BT Asfalt
0,05
22,5
1,12
BT bảo vệ
0,03
24
0,72
Lớp tạo phẳng 
0,03
24
0,72
ị Tĩnh tải rải đều của lớp phủ tính cho 1mm cầu là:
kí hiệu : g2a = gmn + gdn + glc =2.4+1.59+2.31=6.3 Kn/m
g2b = glp =2.56 Kn/m
ị Tĩnh tải giai đoạn 2: g2 = g2a + g2b =8.86 Kn/m
2. Vẽ đah mômen và lực cắt :
3.Nội lực do tĩnh tải (không hệ số):
Công thức :Nội Lực =g*w ,với g là tĩnh tảI phân bố đều ,w là tổng diện tích đ.a.h
Lập bảng nội lực tĩnh tải (không hệ số):
Mặt cắt
tĩnh tải
Mômen
Lực cắt
G1
G2a
Glp
Wm
M1
M2a
Mlp
v1
v2a
vlp
100
20.64
6.30
2.56
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
15.20
15.20
313.73
95.76
38.91
101
20.64
6.30
2.56
51.59
1064.82
325.02
132.07
0.15
12.31
12.16
250.98
76.61
31.13
102
20.64
6.30
2.56
73.93
1525.92
465.76
189.26
0.61
9.73
9.12
188.24
57.46
23.35
103
20.64
6.30
2.56
97.04
2002.91
611.35
248.42
1.37
7.45
6.08
125.49
38.30
15.56
104
20.64
6.30
2.56
110.90
2288.98
698.67
283.90
2.43
5.47
3.04
62.75
19.15
7.78
105
20.64
6.30
2.56
115.52
2384.33
727.78
295.73
3.80
3.80
0.00
0.00
0.00
0.00
II.Tính hệ số phân phối mômen và lực cắt :
1.Tính đặc trưng hình học tiết diện dầm chủ :
Tiết diện tính toán ( hình bên )
b= min
Chọn b= 2300 mm
h= Hd -15=1650-15=1635 mm
hf =
hđ =
Ag=
=(2300-200)*194+1635*200+(600-200)*350 = 875492 .
Sđ =(
=(2300-200)*194*(1635-194)+200*+(600-200)*=880247056.16
Yd = 1005 mm , Ytr = h- Yd =630 mm , eg= Ytr -=630-= 538 mm
Ig= (b-)*
=(2300-200)*+(2300-200)*194*(630-194 /2)+200*+
+200x1635x(1005-)+(600-200)+(600-200)(1005-)
=2.032691x10 mm
2.Tính hệ số phân phối mômen :
2.1.Tính hệ số phân phối mômen cho dầm trong :
a.Trường hợp 1 làn xe :
Trong đó: - S :khoảng cách giữa 2 dầm chủ=2300 mm
-L :chiều dài tính toán của nhịp=30400 mm
-t :chiều dày tính toán của bản mặt cầu=185 mm.
, n=
-:Môđun đàn hồi của vật liệu làm dầm.
-:Môđun đàn hồi của vật liệu làm bản mặt cầu.
-:Mômen quán tính của dầm không liê...