2% 2% Thiết kế mố cầu I, Nhiệm vụ thiết kế - Thiết kế mố chữ U bằng BT, móng nông đặt trên nền thiên nhiên. - Tải trọng thiết kế H 30 ; XB80 , đoàn ngời đi 300Kg/m 2 - Khổ cầu 8 + 2 x 1.5 m - Cao trình đáy móng - Cao trình đỉnh mố . - Kết cấu bên trên bê tông cốt thép thờng ` Chiều dài nhịp 24.00m ` Chiều cao dầm 140 cm = 1.40m ` Số lợng dầm 5 dầm ` Khoảng cách tim 2 dầm 2.00m ` Lớp phủ mặt cầu dầy - Kích thớc gối : h g = 80mm = 8cm ; a g = 30cm (dọc) ; b g =40cm (ngang) - Sơ đồ mặt cắt ngang kết cấu nhịp II, Tính toán . 1 Xác định kích thớc mố cầu a, Xác định kích thớc mũ mố : - Chiều dài nhỏ nhất của mũ mố ( ngang cầu ) B M =(n-1) b1+b0+2(15ữ20)cm +2b2 - 1 - ! " ! #!# # $% # & ' ( % ()&(* ( (* !(* n: Số lợng gối theo phơng ngang cầu n= 5 b1: Khoảng cách tim gối b 1 = 200cm b0: Kích thớc thớt gối b 0 = 40cm b2: Khoảng cách mép đá kê gối đến mép mũ mố theo cả ngang và dọc lấy b 2 = 45cm (15ữ20)cm là từ mép thớt gối đến mép bệ kê gối . Thay số ta có : B= 4 x 200 + 40 + 2 x 20 + 2 x 45= 970 cm - Chiều rộng nhỏ nhất của mũ mố <theo phơng dọc cầu > A M =+a1+(a 0 /2)+(15ữ20)cm+a 2 : Khe hở giữa ở đầu kết cấu nhịp với tờng trớc mố lấy =5cm a 0 : Kích thớc thớt gối lấy a 0 =30cm a 1 : Khoảng cách từ tim gối đến đầu dầm a 1 =30cm a 2 : Khoảng cách từ mép bệ kê gối đến mép mũ mố lấy a 2 =15cm (15ữ20)cm : Khoảng cách từ mép thớt gối đến mép bệ kê thớt gối lấy =15cm Có : A M =5+30+(30/2) +15+15= 80cm - Chiều dầy mũ mố lấy bằng 50cm b, Xác định kích thớc các bộ phận của mố + Xác định kích thớc Tờng đỉnh : chiều cao H - Chiều cao H = h gối +h đkê +h dầm = 8 + 25 + 125 = 1.58m - Chiều dầy phía trên lấy = 0.5 m - Chiều dầy phía dới lấy = 0.6H = 0.94m - Chiều dài theo phơng ngang cầu lấy bằng chiều rộng toàn cầu bằng 9.5m c, Xác định kích thớc tờng thân mố - Phía trên chiều dầy = 0.6H + Bề rộng xà mũ = 0.94+0.80=1.74m - 2 - ! + ( ( ( ( ( ( (,! (,! ,!#- ,!./01- Dọc cầu Ngang cầu ) ( % !(* ( 234#/"- ( * ) ( % ! * ( - Phía dới chiều dầy = 0.4H (H=6.5) =0.4x6.5=2.4m d, Xác định kích thớc tờng cánh : Theo chiều ngang cầu : - Chiều dầy phía trên lấy = 0.5m - Chiều dầy phía dới lấy: 0.4xH= 0.4x6.5=2.4m chọn lấy =240cm - Theo chiều dọc cầu Phía trên : l c = H + 0.7 - a a= 0.6 ; H = 6.5 l c =6.5 + 0.7 0.6 = 4.18m chọn l c =4m tờng cánh ngập vào ta luy =0.75m chôn sâu 1m độ dốc 1/4 nón bằng 1/1.25 e, Xác định kích thớc móng mố - Chiều dầy móng h= 2m ; h 1 =1m ; h 2 =1m Chiều dài móng theo phơng ngang cầu B = Bề rộng toàn cầu + 0.5 x 2 = 9.5 + 2 x 0.5 = 10.5m - Chiều rộng theo phơng dọc cầu : +, Cấp trên A=m ; +, Cấp dới A=5.5m +, Cấu tạo mố - 3 - 10:1 cấu tạo Mố *! % !* * ! , ! ! * ! ! * A 1/2 SAU Mố 1/2 TRƯớC Mố ( 1/100) (1/100) II A .0 53 II 1/2 A-A 1/2 II - II ) 1:1.25 * !! ,! , ! !* * 2, Tính toán mố cầu a, Phản lực gối do tĩnh tải q t tc =( q 1 +q 2 ) 5 (q tc I =1.5186 ; q tc II = 0.844) =( 1.5186 + 0.844 ) x 5 = 11.813 T/m q t tt =( 2.095 x 5)x 1.1 +(5 x 0.268) x 1.5 = 13.533 T/m - Do tĩnh tải tiêu chuẩn R t tc =q t tc . (l tt /2) = 11.813 x (23.4/2) = 138.411( T ) - Do tĩnh tải tính toán R t tt =q t tt . (l tt /2) = 13.533 x (23.4/2)= 158.336( T ) B, Phản lực do hoạt tải Ta phải tính phản lực gối do ôtô H30,XB80, đoàn ngời -Đờng ảnh hởng phản lực gối - 4 - !(* 6'(! 7 $ + ĐAH . Do H30 và đoàn ngời R h = R H + R ng R tc H = 2 . q td . . (l tt /2) . (1+à) : hệ số là xe : 0.9 với 2 làn xe q tt = Tải trọng rải dều tơng đơng : = 0 l tt = 23.4 1+à: với 1+à=1.3, Khi l 5m ; = 1.0khi =45m nội suy với =23.4 ta có 1+à=1.147 R tc H = 2 x 2.768 x 0.9 x 1.147 x 11.7 = 66.863(T) R tt H = R tc H x 1.4= 66.863 x 1.4 = 93.608(T) R tc ng =q ng . (l tt /2)= 0.3 x 1 x 2 x 11.7 = 7.02 (T/m) R tt ng = R tt ng . 1.5 = 7.02 x 1.5 = 10.53 (T/m) Vậy : R tc h = R tc H + R tt ng = 66.863 + 7.02 = 73.883(T) R tc h = R tt H + R tt ng = 93.608 + 10.53 = 104.138 (T) Phản lực gối do XB-80 = 0 l tt =23.4 R tc XB =q td . (l tt /2) = 6.32 x 11.7 = 73.944 (T) R tt XB = R tc XB x 1.1= 73.944 x 1.1 = 81.338 (T) So sánh : Trong 2 giá trị phản lực gối R do ôtô H30 + ngời và R do xe XB80 gây ra ta dùng giá trị lớn nhất để tính toán ta lấy giá trị của XB80 . Dùng để kiểm toán Vậy: R tc h = 73.94 (T) ; R tt h = 81.33 (T) 3, Tính duyệt mặt cắt của mố theo quy trình a, Tính duyệt mặt cắt tờng đỉnh . Tờng đỉnh chịu tải trọng gồm: - 5 - Q tt =2.768 (T/m) Q tt =6.32 (T/m) - Tải trọng H30 trên ta luy thớ trợt - Tải trọng thẳng đứng do trọng lợng bản thân - áp lực đẩy ngang của đất đắp E , E o . +,Trọng lợng bản thân . Tờng đỉnh : N t = .F.B Trong đó : : Trọng lợng riêng của tờng đỉnh (= 2500kg/cm 2 ) F : Diện tích B: Chiều rộng tờng đỉnh theo phơng ngang cầu B=9.5m F=((0.8 + 0.94)/2) x 1.58 = 1.3746 m 2 . N t : 2500 x 1.3746 x 9.5 = 32.647 Kg = 32.647 (T) Độ lệch tâm e o : Mômen tĩnh của mặt cắt I-I với trục thẳng đứng với cạnh bên thẳng đứng S=0.8 x 1.58 x 0.4 + (1/2) x 0.14 x 1.58 x 0.5 = 0.60 Z o = (S/F) = (0.60/1.3746) = 0.436 m Trục trung tâm cách mép ngoài 1 khoảng là 0.43m Tại mặt cắt I-I tâm đáy cách cạnh bên (0.94/2) = 0.47m e o = 0.47- 0.436 = 0.034 m +áp lực đất Giả định gối trợt 0 : 0 = 45 0 ( tc /2) ; ( tc /2) = 35 0 -Chiều dài lăng thể trợt : l o =H đ . tg 0 = 1.58 x tg27 0 30 = 0.822m -Chiều rộng của tiết diện phân bố tải trọng B=0.2 + 2H H: Chiều dầy lớp phủ B= 0.2 + 2 x 0.1 = 0.4m Ta chọn sơ đồ tính nh sau và dùng công thức để tính toán theo sơ đồ 4 - 6 - ( % 8" 3 9 " 8 & : 3 " ; ;" <=>* 3 " & 6 - Tính khoảng cách giữa mép ngoài của 2 bánh xe nằm xa nhất trong cùng một rãnh trục bánh . S= 2 x 1.9 + 1.1+ 0.6 = 5.5m -Tính bề rộng tính đổi của mố (B tđ ) b 2 =0.5 m; b 1 =8.5 m; b 1 >2b 2 => B tđ = 2b 2 = 2m b 1 <S => B= B tđ = 2m - Với chiều dài l o = 0.828 ta chỉ đặt đợc 1 bánh xe H30 theo phơng dọc cầu và đặt 2 là xe theo ph- ơng ngang cầu : -Tính h o : h o = (P/ tc . S .b) P : 2 x 12 = 24 T , b= 0.4m , tc : áp lực đất tiêu chuẩn của đất đắp = 1.8 T/m 3 h 0 =(24/ 1.8 x 5.5 x 0.4 ) = 6.06 - Tính A A= ( 2b . h 0 )/H 2 = ( 2x 0.4x 6.6 )/ 1.58 2 . Xác định góc trợt nguy hiểm tg = - tg + (1+ tg 2 ) . (1+ (A/ tg)) , với : = 35 0 . tg = 2.99158 => = 71 0 31 - Tính à à = (tg / tg( + ) = 2.99158 / tg( 71 0 31 + 35 0 ) = - 0.887 < 0 à < 0 do đó ta tính áp lực đất theo sơ đồ -tg 0 = b/H = 0.4/ 1.58 = 0.253 - 7 - !'!(* '*( '!(* '( tg 0 = 0.253 => 0 = 14 o 11 à = (tg 0 / tg( 0 + tc ) = ( 0.253 / tg49 o 11)= 0.218 Vậy E tc o = 0.5 . tc . H 2 . à . B = 0.5 x 1.8 x 1.58 2 x 0.218 x 2 = 0.98(T) - e o = H/3 = 1.58 /3 = 0.53 m E tc b = , h o . à . B =1.8 x 6.6 x 1.58 x 0.218 x 2 = 7.51(T) e o = H- (h/2) = 1.58 (1.05/2) = 1.055m ( h=1.58-0.53 = 1.05 ) +, Duyệt mặt cắt I-I - Duyệt ổn định chống lật Công thức : M l / M gh = ( Pi . e + T . h ) / (y. Pi) <m=0.8 Pi .e + Ti . h = N tc c .e o + ( E tc o . e o + E tc b . e o ) = 32.647 x 0.034 +( 0.98 x 0.53 +7.51 x 1.055) = 9.55(T) l i = N tc c .n = 32.647 x 1.4 = 45.71 (T) y= (158/2) = 0.79 m M l / M gh =9.55/ (0.79 x 45.71) = 0.246 < m = 0.8 Đạt - Duyệt ổn định chống trợt T t / T gh =T i / (P i ) < m = 0.8 T i = 1.1 x 98 + 1.4 x 7.51 = 11.592 (T) ; ( = 0.6 ) T t / T gh = 11.592/ 0.6x 45 x 71 = 0.422 < m= 0.8 Đạt - Duyệt về vị trí hợp lực chủ động do tải trọng tiêu chuẩn . L o < 0.5 y = 0.5 x 0.79 + 0.395 - e o =( M tc / P i ) ; độ lệch tâm của hợp lực - M tc =N. e o + E o . e o + E b . e b = 9.55 , P i tc =32.647 - e o =(M tc /P i ) = (9.55/ 32.647) = 0.293 < 0.5.y = 0.395 Đạt b, tính duyệt mặt cắt II-II Sơ đồ tính -Tải trọng đứng gồm có : Trọng lợng tờng trớc N c ; Trọng lợng mũ mố Trọng lợng bệ kê gối ; Trọng lợng tờng cánh , trọng lơng kết cấu nhịp , phản lực gối kết cấu nhịp , phản lực gối kết cấu nhịp , trọng lợng đất đất trên mặt nghiêng lng tờng - 8 - F2 f1 f4 f3 II II Tải trọng ngang gồm có : áp lực đất khi có hoạt tải H30 huặc XB80 trên lăng thể trợt , lực hãm tại tim gối cầu hớng về phía sông Tiết diện II-II tính với 2 tổ hợp tải trọng Tổ hợp chính gồm có : Tải trọng tờng trớc N c . Trọng lợng mũ mố N m . Trọng lợng bệ kê gối N g . Trọng lợng kết cáu nhịp N n . Phản lực gối do hoạt tải trên kết cấu nhịp áp lực đẩy ngang tĩnh E o . áp lực đất đẩy ngang chủ động do H30 huặc XB80 trên lăng thể trợt E b . Trọng lợng tờng cánh N tt . Trọng lợng đất trên mặt nghiêng . Lng tờng N đ . Tổ hợp tải trọng phụ : Cũng nh tổ hợp tải trọng chính nhng có thêm lực hãm T hớng về phía sông =30 0 Chú ý : Khi cộng mô men lấy dấu nh sau - dấu dơng khi mômen hớng về phía sông - dấu âm khi mômen hớng về phía nền đờng . +, Tính toán nội lực đối với các tổ hợp tải trọng ` Trọng lợng tờng trớc : N c . N c = . F . B = 2.4 T/m 3 , B= 9.5m F= F 1 + F 2 + F 3 + F 4 F 1 = (1/2) x 0.4 x 4 = 0.8 m 2 F 2 = 0.7 x 4 = 2.8 m 2 F 3 =0.8 x 6.08 = 4.86 m 2 F 4 = (1/2) x 0.5 x 6.08 = 1.52m 2 F= 9.98m 2 Nc=2.4 x 9.98 x 9.5 = 237.025(T) Tính độ lệch tâm e c của Nc . đối với trung điểm đáy II-II mômen tĩnh của tiết diện đối với trục ox S x = (1/2) x 0.4 x 4 x 0.266 + 0.7 x 4 x 0.75 + 0.8 x 6.08 x 1.5 + (1/2) x 0.5 x 6.08 x 2.07 S x = 12.755 cm 3 - 9 - Z x = (S x /F) = 12.755/ 9.98 = 1.28 m Vậy e o cách trọng tâm đáy II-II 1 khoảng là : e o = 1.28 1.20 = 0.08m Tính trọng lợng mũ mố . N m Cầu có 5 dầm chủ nên có 5 bệ kê gối - Trọng lợng của 1 bệ là : 0.25 x 0.65 x 0.8 x 2.5 = 0.325(T) - Trọng lợng tiêu chuẩn của 5 bệ là : V g =1.625(T) - Trọng lợng mũ mố là : N m = 0.5 x 0.8 x 9.7 x 2.5 = 9.7 (T) - Độ lệch tâm của bệ kê gối là : (2.4/2) 1.1 + (0.65/2) = 0.425 m - Độ lệch tâ của mũ mố là : (2.4/2) 1.1 + .4 = 0.5m Phản lực gối do tải trọng bản thân kết cấu nhịp - Phản lực gối do tĩnh tải tiêu chuẩn : R t tc = 120.439(T) - Phản lực gối do tĩnh tải tính toán : R t tt = 138.032(T) Các phản lực gối này là tập chung hớng thẳng góc với mặt phẳng gối cầu tại tim mố Phản lực gối do hoạt tải trên kết cấu nhịp R H tc = 66.86(T) R H tc = 93.60(T) - Do đoàn ngời R ng tc = 7.02(T) R ng tc = 10.5(T) - Do XB-80 R XB tc = 73.94(T) R XB tc = 81.33(T) áp lực ngang của đất tính khi có hoạt tải tác dụng lên lăng thể trợt - Do hoạt tải là H30 . Chiều rộng của diện phân bố b=b1+2H = 0.4 . Chiều rộng lăng thể trợt với góc trợt giả định o = 45 0 - ( tc /2) Với tc = 35 0 l o =H. tg o = 6.8 x tg (45 0 - (35 0 /2))= 3.165 Với l o > b ta chọn sơ đồ 4 để tính toán tg= - tg + ( 1+tg 2 ) x ( 1+ (A/ tg ) Với A= ( 2.b.h o / H 2 ) ; h o = (1.4 P / 1.2 tc . S . b) - 10 - [...]... 58.184/ 0.6 x 149.975 = 0.655< 0.8 Đạt * Tính nền móng mố Móng mố có kích thớc nh sau : 5.5 x 11.7 x 2 m Tính duyệt móng mố Tổng các tải trọng tác dụng lên đáy móng Trọng lợng tờng trớc Nt Trọng lợng tờng trớc Nc Trọng lợng mũ mố Nm+ gối Ng Trọng lợng móng mố Nmo Trọng lợng kêt cấu nhịp Nn Hoạt tải trên kết cấu nhịp áp lực ngang Eo , Eb Trọng lợng đất trong mố -Trọng lợng đất trọng tuờng cách đt= 143.15 m3... trọng chính = 1, 1197.292 1.1 283.5 57.5 120.493 Bản thân mố áp lực do hoạt tải Eb 632.230 Trọng lọng mố H(T) N(T Tải trọng 57.9 116.5 1.4 1.4 80.31 1.4 32.85 1.1 54.22 -356.01 M(T.m) 1.1 Hệ số tải trọng Nội lực tiêu chuẩn 138.032 695.45 N(T ít Nguyễn Viết Đạt Nguyễn Viết Đạt Cầu - Đờng Sắt K39 = 22.580 Kg/cm2 < Rnp = 72 Kg/cm2 Bê tông mác 250 Kết luận móng đảm bảo về cờng độ Tính duyệt mặt cắt đáy móng... (T) + Lực hãm T hớng về phía sông ( = 300) Khoảng cách từ lực hãm tới mặt cắt II-II là H t=H= 6.08 m Mố bố trí gối cố định nên lực hãm truyền toàn bộ xuống mố L= 23.4< 25 nên T= 0.3P T = 0.30 x 30 = 9(T) - 12 - Nguyễn Viết Đạt Cầu - Đờng Sắt K39 Bảng thống kê nội lực tại mặt cắt II-II 1, T lợng mố -Bệ kê gối Lực do tải trọng (T) H/s n T.chuẩn Tính toán 1.625 10.67 -0.08 -18.960 -20.820 148.256 -242... trọng 35.070 20.76 -18.320 23.950 Cầu - Đờng Sắt K39 Ttt(T) Mtc(T) Nguyễn Viết Đạt Từ bảng tổ hợp tải trọng ta thấy tổ hợp tải trọng II bất lợi nhất vì thế ta chọn tổ hợp II để kiêmr toán Tính duyệt mặt cắt II-III Kiểm toán theo tính toán giới hạn về còng độ ` eo= Mtt/Ntt= 186.232/ 147.975= 1.258 > lo/800 lo/800 = 6.08/800 = 0.008 => eo> lo/800 - 18 - Nguyễn Viết Đạt Cầu - Đờng Sắt K39 Tiết diện nén... N(T) t Nguyễn Viết Đạt Cầu - Đờng Sắt K39 Tính duyệt Tính theo trạng thái giới hạn II về cờng độ Có : eo= ( Mtt/Ntt )= ( 463.05/ 923.278) = 0.501 l0/800 = 6.08/800 = 0.0076 eo=0.501 > l0/800 = 0.0076 Tiết diện chịu nén lệch tâm và (eo/ y) = 0.492 / 2.8 = 0.175 < 0.45 Cấu kiện chịu nén lệch tâm Trong đó : y=2.8 Khoảng cách từ điểm đặt lực đến mép ngoài tiết diện chịu nén Nguyễn Viết Đạt Cầu - Đờng Sắt... tâm mặt cắt II-II -Trọng lợng móng mố Nmo Nmo= (F1+ F2) B F1= 5.5m , 2x1.00 Nmo= 2.5(5+ 5.5)10.5m => Nmo=2.5 ( 5+5.5 ) 10.5 = 264.60(T) F1 F2 h1= h1= 1m ; b= 11.5m 1.00 F1= 5m , 0.5m 5m 2 1.00 2 5.50 - 19 - 162.60 36.14 62.11 -391.58 M(T.m) - 20 - 162.10 81.60 325.29 -530.15 335.59 80.50 H(T) Nội lực 0.271 2.42 Độ lệch tâm TT Nguyễn Viết Đạt Cầu - Đờng Sắt K39 Cầu - Đờng Sắt K39 eo/y = 0.271/2.75... là góc trợt giả định e0 eo lb 0 = 45- (350/2)=27030 - 15 III nc III 2.4m Nguyễn Viết Đạt Cầu - Đờng Sắt K39 lo = 6.08 x tg27030 = 3.16 Chiều rộng của tiết diện phân bố áp lực đo dọc theo tòng cánh mố ` a = 1.6 + 0.2 + 2H ; (H : Chiều dầy lớp phủ = 0.1) => a= 1.6+0.2 +2 x 0.1=2m Chiều dài phân bố áp lực theo phơng ngang cầu ` d= a1+ 2H ; a1: Chiều rộng vệt tiếp xúc bánh xe = 0.2 d= 0.2 + 2 x 0.1 = 0.4... - 11 - Nguyễn Viết Đạt Cầu - Đờng Sắt K39 + Trọng lợng tờng cánh Ntc= F H 3.2m 0.8m F1 1m F2 = (1/2) x 0.8 x 6.08 = 2.4m2 F3 5.08m F3 = (1.3/2) x 5.08 = 3.3m2 F4 = 1.9 x 5.08 = 9.6m2 0.5 F2 Có F1= 3.2 x 1 = 3.2m F4 12.2 F= 3.2 + 2.4 + 3.3 + 9.6 = 18.59 m2 o Ntc= 18.59 x (0.5 + 2.4/2 ) x 2.5 x 2 = 134.778(T) 190 Độ lệch tâm so với mặt cắt II-II 2.4m Mômen tĩnh của tiết diện đối với trục OX Sx= 3.2... `lB = H/2 = 6.08 /2 = 3.04 Do XB-80 Sơ đồ 12 theo tờng cánh mố với XB-80 , a= 3.6m Chiều dài phân bố áp lực `d= 2.7 +0.8 = 3.5 H=6.08 Tải trọng tác dụng lên diện tích a.d là P= 80T =>hotc=(P/ a.d.tc)= (80/ 3.6x 3.5 x 1.8) - 16 - Eb Eb lo lB Chiều rộng của diện phân bố áp lực dọc ho Chiều dài lăng thể trợt giả định lo = 3.16 Nguyễn Viết Đạt Cầu - Đờng Sắt K39 hotc= 3.52 Vậy ta chọn sơ đồ 12 để tính... nhau 7.5cm 60 5 Khoảng cách từ mép bê tông đến mỗi lớp là 5 cm 15 ` n1 , l1 , f1, n2 , l2 , f2 là số lợng chiều dài 5 5 5x10 7x10 - 22 - 5 5 và diện tích các thanh cốt thép theo phơng dọc ngang cầu Nguyễn Viết Đạt Cầu - Đờng Sắt K39 n1 = 6 , n2 = 8 , l1 = 50cm , l2 = 70cm f1= f2= (d2/4)= 1.4539 Thép 14mm k= ((6 x 50 + 8 x 70 )x 1.539)/50 x 70 x 15 = 0.0252 Fb= 60 x 80 = 4800cm2 VP = 2.5 x 100 x 1200 . ,!./01- Dọc c u Ngang c u ) ( % !(* ( 234#/"- ( * ) ( % ! * ( - Phía dới chi u dầy = 0.4H (H=6.5) =0.4x6.5=2.4m d, Xác định kích thớc tờng cánh : Theo chi u ngang c u : - Chi u dầy phía. lấy = 0.5 m - Chi u dầy phía dới lấy = 0.6H = 0.94m - Chi u dài theo phơng ngang c u lấy bằng chi u rộng toàn c u bằng 9.5m c, Xác định kích thớc tờng thân mố - Phía trên chi u dầy = 0.6H + Bề. 0.4m Ta chọn sơ đồ tính nh sau và dùng công thức để tính toán theo sơ đồ 4 - 6 - ( % 8" 3 9 " 8 & : 3 " ; ;" <=>* 3 " & 6 - Tính khoảng cách