2% 2% Thiết kế mố cầu I, Nhiệm vụ thiết kế - Thit k m ch U bng BT, múng nụng t trờn nn thiờn nhiờn. - 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 - [...]... tơng tự phần truớc ta có KP = = 1 F = 2.4 x 4.8 = 11.5m2 Ru= 72 , lo=0.828 = 147.975/ (1 x 11.5 x (1 (2x 0.828 / 6.08)))= 17.684(T/m2) = 1.768Kg/ cm2 Đạt Vậy = 1.768Kg/ cm2 < Ru= 72 Kg/cm2 Duyệt theo ổn định (Ti/ Tgh)= (Ti/ Pi)= 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... mũ mố Nm+ gối Ng Trọng lợng móng mố Nmo Trọng lợng kêt c u nhịp Nn Hoạt tải trên kết c u nhịp áp lực ngang Eo , Eb Trọng lợng đất trong mố -Trọng lợng đất trọng tuờng cách đt= 143.15 m3 x 1.8 = 257.7 (T) -Nttd=257 x 1.1 = 283.5 có e = 2.42 m So với trọng tâm mặt cắt II-II -Trọng lợng móng mố Nmo Nmo= (F1+ F2) B 1.00 - 19 - F1 F2 1.00 F1= 5.5m2 , 2x1.00 F1= 5m2, 0.5m 5m 5.50 Nguyễn Viết Đạt C u -... eo - e0 - 15 III nc III 2.4m Nguyễn Viết Đạt - C u - Đờng Sắt K39 lo = H tg0 Trong đó : 0: là góc trợt giả định 0 = 45- (350/2)=27030 lo = 6.08 x tg27030 = 3.16 Chi u rộng của tiết diện phân bố áp lực đo dọc theo tòng cánh mố ` a = 1.6 + 0.2 + 2H ; (H : Chi u dầy lớp phủ = 0.1) => a= 1.6+0.2 +2 x 0.1=2m Chi u dài phân bố áp lực theo phơng ngang c u ` d= a1+ 2H ; a1: Chi u rộng vệt tiếp xúc bánh xe =... M(T.m) Nội lực ti u chuẩn 1.4 1.4 1.1 1.1 1.1 1.4 Hệ số tải trọng 1197.292 283.5 80.31 138.032 695.45 N(T 162.10 81.60 80.50 H(T) Nguyễn Viết Đạt C u - Đờng Sắt K39 Nguyễn Viết Đạt = 1, C u - Đờng Sắt K39 H= 6.08 = (1197.292/15.5 x 10.5)x (1+(2 x 0271/6.08)) = 22.580 Kg/cm2 = 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 Tại đáy móng ta cần... =0.41< m=0.8 Tính Duyệt ổn định chống trợt (Tt/ Tgh)=(Ti/Pi)< m ; => (Tt/ Tgh) = 0.298 < m= 0.8 trong đó : = 0.6 Đạt 0.5m c Tính duyệt mặt cắt II-ii Tính áp lực đất do hoạt tải H30, XB-80 eb Nd Do H30 Theo chi u ngang ta xếp đợc 2 làn xe Chi u dài tờng cách là 4.8m Trong trờng hợp 6.08m - bất lợi nhất ta xếp với 2 bánh xe nặng ở phía sau nằm trong phạm vi tờng cánh lb Chi u dài lăng thể trợt :... Tra bảng : lo/b lo: Chi u dài tự do kết c u B: Kích thớc nhỏ nhất mặt cắt chữ nhật Ta có : lo/b = (6.08/ 4.3) 1.4 => KP= Mdl= 1 = ( 923.278/ 1 x 40 x 85 )x (1+(2 x 0.882 / 6.08))= 29.411Kg/cm2 = 29.411 Kg/cm2< Rnp= 72 Kg/cm2 (Rnp= 72 Kg/cm2 Bê tông mắc 250 ) Kết luận : Tờng trớc và tờng cánh đảm bảo về cờng độ Tính duyệt theo ổn định chống lật (Ml/Mgh)= ((Pili + Tihi)/ yPi )< m huặc : (Ml/ Mgh) =... 0.26 x 2 = 17.3(T) `l0=H/3= 6.08/3 = 2.027 m Do XB-80 Chi u rộng của diện phân bố áp lực dọc theo tờng cánh mố với XB-80 , a= 3.6m Chi u dài phân bố áp lực - 16 - H=6.08 Chi u dài lăng thể trợt giả định lo = 3.16 Eb Eb lo lB Sơ đồ 12 `lB = H/2 = 6.08 /2 = 3.04 ho EB= EB= h2 hđ à B = 1.8 x 8.35 x 1.21 x 0.25 x 2 = 9.09 (T) Nguyễn Viết Đạt C u - Đờng Sắt K39 `d= 2.7 +0.8 = 3.5 Tải trọng tác dụng... 0.0076 Tiết diện ch u nén lệch tâm và (eo/ y) = 0.492 / 2.8 = 0.175 < 0.45 C u kiện ch u nén lệch tâm Trong đó : y=2.8 Khoảng cách từ điểm đặt lực đến mép ngoài tiết diện ch u nén Công thức kiểm duyệt = (N/ F) (1+ ( 2eo/ h)) < Rnp Trong đó : eo: Khoảng cách từ điểm lực đến trọng tâm mặt cắt eo= 0.882 F : Diện tích mặt cắt : 4.3 x 9.5 = 40.85 m2 h : Chi u cao của mặt cắt : 6.08m : Hệ số u n dọc = (KP... (0.4/0.65) x (1/2 ) = 5.77m Hoạt tải XB-80 S= 2.7 + 0.8 = 3.5m B= 1.2x 3 + 2H =3.8m Do bánh xe của XB-80 rất gần nhau nên có thể coi s.b là diện tích bao quanh mép ngoài của bánh xe Chi u cao lớp đất tơng đơng h0=(n P)/ (1.2 x tc x Sb ) = (1.1x 4 x 20)/ (1.2 x 1.8 x 3.5 x 3.8 ) = 3.06 Chi u dài lăng thể trợt với góc trợt giả định o 0= 450 ( 350/ 2 )= 27030 lo= H.tg 0 = 6.08 x tg27030 = 3.065 lo< b chọn... 26.350 Mtt(T) Nguyễn Viết Đạt C u - Đờng Sắt K39 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 Nguyễn Viết Đạt C u - Đờng Sắt K39 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 Tiết diện nén lệch tâm Công thức Kiểm duyệt = N/( KP x F (1- 2l/ h))< Ru ( có Ru = 72 Kg/cm2) . Cao trình đáy móng - Cao trình đỉnh mố . - Kết c u bên trên bê tông cốt thép thờng ` Chi u dài nhịp 24.00m ` Chi u cao dầm 140 cm = 1.40m ` Số lợng dầm 5 dầm ` Khoảng cách tim 2 dầm 2.00m `. phía trên 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. l c =4m tờng cánh ngập vào ta luy =0.75m chôn s u 1m độ dốc 1/4 nón bằng 1/1.25 e, Xác định kích thớc móng mố - Chi u dầy móng h= 2m ; h 1 =1m ; h 2 =1m Chi u dài móng theo phơng ngang c u B