BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Nguyễn Hồng Quân Page 1 Cầu Hầm K47 Phụ lục Phụ lục 1 PHẦN I: SỐ LIỆU CHUNG 2 PHẦN II : NỘI DUNG TÍNH TOÁN 2 1.Lựa chọn các kích thước: 2 1.1.Kích thước kết cấu tầng trên: 2 1.2.Kích thước dầm chủ: 3 1.3.Kích thước và số lượng dầm ngang: 4 1.4.Xác định các kích thước cơ bản của mố: 4 2.Tính toán tải trọng,tổ hợp tải trọng 7 2.1.Tĩnh tải 7 2.1.1.Trọng lượng bản thân mố 7 2.1.2.Tĩnh tải từ kết cấu tầng trên. 8 2.2Áp lực đất nằm ngang EH: 12 2.3 Áp lực ngang do hoạt tải sau mố LS: 13 2.4.Áp lực đất thẳng đứng EV: 13 2.5 Hoạt tải xe ôtô (LL): 14 2.6. Tải trọng người(PL): 15 2.7.Lực li tâm(CE): 16 2.8.Lực hãm xe(BR): 17 2.9.Lực ma sát(FR): 17 2.10.Tải trọng gió(WS,WL) 17 3.Tính toán tại mặt cắt đỉnh bệ và đáy móng: 19 3.1.Mặt cắt đỉnh bệ : 20 3.2.Mặt cắt đáy móng 22 3.3.Tính duyệt theo trạng thái giới hạn cường độ I: 24 3.3.1Tính sức kháng đỡ của đất (khả năng chịu tải của đất nền). 24 3.3.2Tính độ ổn định lật. 25 3.3.3. Tính độ ổn định trượt. 25 4.Tính toán các bộ phận: 25 4.1.Tính toán tường thân. 25 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Nguyễn Hồng Quân Page 2 Cầu Hầm K47 4.2.Tính toán tường cánh. 28 4.3Xác định số lượng cốt thép chịu lực: 31 PHẦN III : BẢN VẼ 38 PHẦN I: SỐ LIỆU CHUNG Nhiệm vụ thiết kế:(Đề số 07) +Thiết kế mố chữ U cầu BTCT trên đường ôtô theo 22TCN 272- 05: -Chiều cao mố : 7 (m) -Khổ cầu: K7+2x1,5 (m) -Chiều dài nhịp: L=30 (m) +Kết cấu nhịp dầm cầu BTCT,mặt cắt I có khoảng cách dầm chủ 2.1-2.5 m -Chiều cao dầm I+bản: 1.6+0.2 (m) -Số dầm chủ: 5 +Kích thước gối cao su: -Gối cố định 410(dọc cầu)x460(ngang cầu)x50 mm(cao). -Gối di động 410x460x80mm. +MNCN và MNTN giả định như sau: -MNCN dưới mũ mố 2m. -MNTN cao hơn đỉnh móng 1m +Chiều cao mố trụ tính từ đỉnh móng +Nền móng :Móng trên nền thiên nhiên (trên tầng đá gốc) PHẦN II : NỘI DUNG TÍNH TOÁN 1.Lựa chọn các kích thước: 1.1.Kích thước kết cấu tầng trên:  Chiều rộng cầu: B=7+(2x1,5)+(0.2x2)+(0.5x2)=11.4 (m)  Chọn kích thước cơ bản kết cấu nhịp như hình vẽ:  BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Nguyễn Hồng Quân Page 3 Cầu Hầm K47  Chiều dài nhịp tính toán: L s =L-2x0.3=30-0.6=29.4 m. 1.2.Kích thước dầm chủ: Đầu dầm chủ ở gối mở rộng như hình vẽ phía trên BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Nguyễn Hồng Quân Page 4 Cầu Hầm K47 1.3.Kích thước và số lượng dầm ngang: Chọn số lượng dầm ngang : 3 dầm , bề dày d=150 mm tổng số dầm ngang là 12 dầm 1.4.Xác định các kích thước cơ bản của mố:  Kích thước tường đỉnh:  Xác định chiều cao tường đỉnh: h 1 =h d +h b +h đk +h g Trong đó : h d =160 cm : Chiều cao dầm chủ. h b =20 cm: Chiều cao bản mặt cầu. h đk =20 cm: Chiều cao đá kê gối. h g =5 cm: Chiều cao gối. h 1 =160 + 20 +20 +5=205 (cm)  Chọn bề rộng tường đỉnh: b 1 =50 (cm)  Kích thước tường thân:  Chiều cao tường thân: h 2 =h mố -h 1 =700-205=495 (cm)  Bề rộng tường thân: b 2 =b 1 +b m Với : b 1 =50 cm -Bề rộng tường đỉnh b m – Bề rộng mũ mố ,chọn bằng 100 cm b 2 =50 +100=150 (cm)  Kích thước tường cánh:  Chiều cao tường cánh:Chọn h 3 =100 (cm) BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Nguyễn Hồng Quân Page 5 Cầu Hầm K47  Độ ngập sâu của tường cánh vào trong đất:Chọn bằng 65(cm)  Do chiều cao mố H=7 m nên độ dốc của taluy là 1: 1 Chiều dài của tường cánh: l cánh =H.n+0.65-0.5-1=7.1+0.65-0.5-1=5.15 m  Kích thước bản quá độ:  Chiều dày:Chọn h bản =25(cm)  Chiều dài:Chọn l bản =4(m)  Bản quá độ cách tường cánh 1(cm)  Mấu đỡ bản quá độ chọn kích thước như hình vẽ:  Kích thước móng:  Bề dày móng: Chọn H móng =200 (cm).  Bậc móng sau:Chọn =40 (cm).  Bậc móng trước :Chọn bằng 60 (cm).  Chọn phần vát của chỗ tiếp giáp gữa tường cánh và tường thân là 50cm :50 cm như hình vẽ. BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Nguyễn Hồng Quân Page 6 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Nguyễn Hồng Quân Page 7 Cầu Hầm K47 2.Tính toán tải trọng,tổ hợp tải trọng 2.1.Tĩnh tải Tĩnh tải bao gồm: -Trọng lượng bản thân mố -Trọng lượng kết cấu phần trên 2.1.1.Trọng lượng bản thân mố DC= - :Trọng lượng riêng của bêtông, =25 kN/m 3 V i :Thể tích của các bộ phận mố. : Trọng lượng riêng của nước, kN/m 3 :Thể tích phần bộ phận mố ngập trong nước. Mố gồm các bộ phận và trọng lượng như bảng sau: BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Nguyễn Hồng Quân Page 8 Cầu Hầm K47 S T T Tên kết cấu Thể tích Thể tích chìm trong nước Trọng lượng m 3 m 3 kN 1 Bệ móng (11.4+2x0.4) x 4.8 x 2 = 117.12 117.12 1756.8 2 Tường thân 11.4 x 4.95 x 1.5 = 84.65 11.4x1.5x1=17.1 1945.25 3 Tường đỉnh 11.4 x 0.5 x 2.05 = 11.69 0 292.25 4 Mấu đỡ bản quá độ (0.3+0.27)(11.4-2x0.4) = 0.9063 0 22.66 5 Tường cánh (phần đuôi) 2x0.4x(5.15x3.7- x2.7x2.85)=12.166 0 304.15 6 Tường cánh (phần thân) 2 x 0.4 x2.3 x 3.3 =6.072 2x0.4x2.3x1 =1.84 133.4 2.1.2.Tĩnh tải từ kết cấu tầng trên. Tĩnh tải của kết cấu phần trên gồm các phần sau: a)Trọng lượng bản thân dầm chữ I: Diện tích của một dầm chủ: S = 0.2 x 0.9+ 2 x 0.64 x 0.25+ 4x x 0.1 x = 0.544 m 2 Trọng lượng 5 dầm chủ trên 1 m dài: q=S x =5 x 0.544 x 25 =68 (kN/m) BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Nguyễn Hồng Quân Page 9 Cầu Hầm K47 b)Trọng lượng bản thân của bản mặt cầu: Diện tích mặt cắt ngang bản mặt cầu: S=0.074 x 11.4 = 0.84 m 2 Trọng lượng trên 1 m dài: q=S x =0.84 x 25 =21 kN/m c)Trọng lượng dầm ngang. BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Nguyễn Hồng Quân Page 10 Cầu Hầm K47 Để thiên về an toàn đồng thời dễ tính toán coi dầm ngang là hình chữ nhật kích thước 2.3 x 1.6 m. Khi đó diện tích 1 dầm ngang: S=2.3 x1.5 =3.68 m 2 Bề dày 1 dầm ngang là d = 0.15 m Trọng lượng của 12 dầm ngang : P=12 x S x d x =12 x 3.68 x 0.15 x25 =165.6 (kN) d)Trọng lượng lan can. Chọn lan can như hình vẽ. Để thiên về an toàn đồng thời dễ tính toán coi toàn bộ lan can là đặc và bằng bêtông. [...]... tại vị trí c u đang nghiên c u Vùng tính gió I Nguyễn Hồng Quân VB(m/s) 38 Page 17 C u Hầm K47 BỘ MÔN C U HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ C U S-Hệ số đi u chỉnh đối với khu đất ch u gió và độ cao mặt c u theo qui định Độ cao của mặt c u S 10 1.00 V=38 x 1=38 m/s At-Diện tích của kết c u hay c u kiện phải tính tải trọng gió ngang 2 (m ) +Chi u cao dầm chủ: 1.6 m +Chi u cao bản mặt c u: 0.2 m +Chi u cao lan... như sau: Trong đó:v –là tốc độ thiết kế g-Gia tốc trọng trường R-Bán kính cong của làn xe, R= ∞(do mặt đường xe chạy thẳng) Nguyễn Hồng Quân Page 16 C u Hầm K47 BỘ MÔN C U HẦM Do đó C=0 BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ C U CE=0 2.8.Lực hãm xe(BR): -C u được thiết kế với 2 làn xe,lực hãm tính cho một làn xe chạy cùng chi u -Lực hãm lấy bằng 25% trọng lượng xe thiết kế, xe thiết kế là xe tải -Gối cố định ch u 100%... 0.2+1.5+0.2+0.05+4.05=6 C u Hầm K47 BỘ MÔN C U HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ C U Bảng tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt 1-1 Tên tải trọng Hệ số tải trọng Tĩnh tải kết c u DW phần trên DC DW DC Tường thân M u đỡ bản quá độ Tường cánh(phần u i) Tường cánh(phần thân) Áp lực ngang của đất(EH) Tĩnh tải đất đắp(EV) Hoạt tải xe Dọc c u (LL) Ngang c u Tải trọng Dọc c u người(PL) Ngang c u Lực hãm xe(BR) Áp lực ngang do hoạt tải sau mố( LS)... Nguyễn Hồng Quân Page 15 C u Hầm K47 BỘ MÔN C U HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ C U Trị số của tải trọng bộ hành: PL=m.bng.nng (q .1)(kN) Trong đó:m-Hệ số làn,m=1 q=3x10-3 Mpa=3kN/m2 bng-Bể rộng lề đường đi bộ,bng=1.5 m nng-Số lề người đi,nng=2 Ls-Chi u dài nhịp tính toán,Ls=29.4 m PL=1 x 3 x 1.5 x 2 x 132.3(kN) Mômen theo phương dọc c u: My= 132.3 x ( - 0.6 -0.35 ) = 281.14 kNm Mômen theo phương ngang c u: ... x(2350 ) = 1556.8 kNm = 1556.8 kNm > Mu = 43.83 kNm ĐẠT 4.3.2.3.Bố trí cốt thép cho phần B : Chọn chi u cao h u hi u của tiết diện ds = 0.5 x 2300 =1150 mm Giả thiết cốt thép chảy dẻo:fs = fy =420 MPa Nguyễn Hồng Quân Page 35 C u Hầm K47 BỘ MÔN C U HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ C U Từ đi u kiện về cường độ Mu Mr = Mn,ta lấy với trường hợp tối thi u : Mu = 0.9 [0.85abf c(ds - )] Mu = max(Mb ,Mb’ )=max (175.24;59.14)=... :Thanh 1 đ u ngàm, một đ u tự do  Tải trọng gồm: a)Rb:Phản lực gối trên bản quá độ sinh ra Rb =3870.22 kN b)N01:Trọng lượng tường đỉnh, N01=292.25 kN c)N02:Trọng lượng tường thân N02=1945.25 kN d)Rt:Phản lực gối do tĩnh tải kết c u nhịp Rt= 310.02 + 1663.05 =1973.07 kN Nguyễn Hồng Quân Page 27 C u Hầm K47 BỘ MÔN C U HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ C U e)Rh:Phản lực gối do hoạt tải trên nhịp Rh=LL+PL=1074.53+132.3=1206.83... trượt -Đối với móng đặt trên nền đá qui trình không qui định tính ổn định trượt 4.Tính toán các bộ phận: 4.1.Tính toán tường thân 4.1.1 Tính tại mặt cắt 1-1  Sơ đồ tính :Thanh 1 đ u ngàm, một đ u tự do a)Rb:Phản lực gối trên bản quá độ sinh ra do: +Tĩnh tải: Gồm: Nguyễn Hồng Quân Page 25 C u Hầm K47 BỘ MÔN C U HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ C U  Trọng lượng bản thân của bản quá độ Vbản quá độ =4 x 0.25 x(11.4... lực đất thẳng đứng EV: Chi u cao đất đắp sau mố: Chi u rộng mố ch u tác dụng của các lớp: Diện tích tác dụng của các lớp: Nguyễn Hồng Quân 7m 11.4-2x0.4=10.6 m 10.6x(5.15-0.6-1.5)=35.38(m2) Page 13 C u Hầm K47 BỘ MÔN C U HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ C U V=7 x 35.38 = 247.66 (m3) Áp lực thẳng đứng do đất đắp sau mố: EV= 18 x 247.66= 4457.88 (kN) 2.5 Hoạt tải xe ôtô (LL): Phản lực gối do xe hai trục: RTandem=110... trọng tính các phần D,A,B,C như hình vẽ Nguyễn Hồng Quân Page 29 C u Hầm K47 BỘ MÔN C U HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ C U Me = p1l12= x 18.3 x 2.852 =74.32 kNm 2 Mb = p3 = x 66.27 x 2.3 2 =175.24 kNm Nguyễn Hồng Quân Ma p2l22 x 16.57 x 2.3 2 = 43.83 kNm 2 Mb’ = p4 = x 102.67 x 1.152 =59.14 kNm Page 30 C u Hầm K47 BỘ MÔN C U HẦM Md = (2p3 +p5) BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ C U 2 Mc’ = (2p4 +p5) = x (2 x 66.27+ 147) x... thi u: 2.06 x 10-3 ds = = 185 cm =1850 mm ds :Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép ch u kéo đến thớ trên của mặt cắt 2.14 x 10-3 ĐẠT Kiểm tra mômen u n: Giả thiết tiêt diện ở trạng thái cân bằng ứng suất khi đó fs = fy.Xác định chi u cao vùng nén : Nguyễn Hồng Quân Page 33 C u Hầm K47 BỘ MÔN C U HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ C U a= 62.84 mm 0.9AsFy(ds - )= 0.9 x 1526.04 x 420 x(1850 ) = 1049 kNm = 1049 kNm > Mu . vụ thiết kế: (Đề số 07) +Thiết kế mố chữ U c u BTCT trên đường ôtô theo 22TCN 272- 05: -Chi u cao mố : 7 (m) -Khổ c u: K7+2x1,5 (m) -Chi u dài nhịp: L=30 (m) +Kết c u nhịp dầm c u BTCT, mặt. cm như hình vẽ. BỘ MÔN C U HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ C U Nguyễn Hồng Quân Page 6 C u Hầm K47 BỘ MÔN C U HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ C U Nguyễn Hồng Quân Page 7 C u Hầm K47 2.Tính. thước kết c u tầng trên:  Chi u rộng c u: B=7+(2x1,5)+(0.2x2)+(0.5x2)=11.4 (m)  Chọn kích thước cơ bản kết c u nhịp như hình vẽ:  BỘ MÔN C U HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ C U Nguyễn Hồng Quân