Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế cầu dây văng
- Đồ án tốt nghiệp - - Thiết kế kỹ thuật - Chơng VIITính toán và kiểm duyệt dây văng ** *I Đặc điểm cấu tạo của hệ dây văngI.1 Sơ đồ phân bố dây văng.I.2 Các tính chất của thép làm dây văng.- Sử dụng loại cáp CĐC loại bó xoắn 7 sợi của hãng VSL có các chỉ tiêu nh sau :+) Đờng kính danh định : 15,2 mm+) Diện tích mặt cắt danh định : 140 mm2+) Giới hạn chảy : fpy = 1670 Mpa +) Giới hạn bền : fpu = 1860 Mpa - Mô đun đàn hồi : EPS = 197000 Mpa II Tính toán nội lực trong dây văng.II.1 Tính nội lực dây văng trong giai đoạn thi côngII.1.1 Nguyên tắc tính nội lực dây văng trong giai đoạn thi công .- Nội lực trong dây văng giai đoạn thi công đợc lấy với giá trị lớn nhất trong các giai đoạn thi công ứng với sơ đồ chịu lực tơng ứng .- Các giai đoạn thi công bao gồm :Sơ đồ 1 Giai đoạn đúc hẫng đối xứng và căng chỉnh dây văng.- Sơ đồ : Bao gồm các bớc 1 33 (theo trình tự thi công)- Tải trọng :+) Trọng lợng bản thân các đốt dầm ( tĩnh tải giai đoạn I ) , DCTT = 154,57 KN/m+) Tải trọng thi công tính toán : qTC =1,5. 0,24 . 16/2 = 2,88 KN/m.+) Trọng lợng 2 xe đúc : PXD = 600 KN.- hồ xuân nam - -Lớp Cầu Đờng Bộ A K41- 15691011754321861'12345678910111'2'3'4'5'6'10'11'7'8'9'HL2'3'4'5'6'7'8'9'10'11' - Đồ án tốt nghiệp - - Thiết kế kỹ thuật - +) Lực căng trong dây văng. Pxđ = 600 KNDCtt+qtc =157,45 KN/mSơ đồ đúc hẫng kết cấu nhịpDCtt+qtc =157,45 KN/mPxđ = 600 KN Sơ đồ 2 Giai đoạn hợp long đốt giữa nhịp.- Sơ đồ : 1/2 đốt HLDCtt+qtc =157,45 KN/m DCtt+qtc =157,45 KN/mPxđ = 600 KN- Tải trọng :+) Trọng lợng bản thân các đốt dầm , DCTT = 154,57 KN/m+) Tải trọng thi công tính toán : qTC =1,5. 0,24 . 16/2 = 2,88 KN/m.+) Trọng lợng 1/2 đốt hợp long : PHL = 154,57 KN/m+) Trọng lợng 1 xe đúc : PXD = 600 KN.+) Lực căng trong dây văng.II.1.2 Bảng tổng hợp nội lực dây văng giai đoạn thi công .- Nội lực dầm chủ trong giai đoạn thi công đợc lấy với giá trị lớn nhất trong tất cả các bớc thi công kết cấu nhịp cầu .- Bảng tổng hợp nội lực dầm chủ lớn nhất trong giai đoạn thi công.- hồ xuân nam - -Lớp Cầu Đờng Bộ A K41- 157 - Đồ án tốt nghiệp - - Thiết kế kỹ thuật - Tên dây ĐH HL GD thi côngNdv tt Ndv tt Ndv tc Ndv tt1 1925.1 1627.1 1540.1 1925.12 1988.4 1754.7 1590.7 1988.43 1709.5 1564.5 1367.6 1709.54 1433.9 1344.4 1147.1 1433.95 2665.7 2648.7 2132.6 2665.76 2562.9 2622.0 2097.6 2622.07 2487.7 2668.1 2134.5 2668.18 2433.7 2745.0 2196.0 2745.09 2324.0 2784.0 2227.2 2784.010 2121.8 2907.8 2326.2 2907.811 2523.8 3492.9 2794.3 3492.9 Tên dâyĐH HL GD thi côngNdv tt Ndv tt Ndv tc Ndv tt1' 2169.1 2434.8 1947.8 2434.82' 1379.0 1565.2 1252.2 1565.23' 979.1 1068.2 854.6 1068.24' 2218.1 2259.0 1807.2 2259.05' 2286.6 2314.0 1851.2 2314.06' 2373.9 2431.3 1945.0 2431.37' 2445.8 2588.8 2071.0 2588.88' 2486.5 2739.1 2191.3 2739.19' 2488.2 2875.8 2300.6 2875.810' 2452.8 2987.3 2389.8 2987.311' 2960.5 3638.4 2910.7 3638.4II.2 Tính nội lực dây văng giai đoạn khai thácII.2.1 Nguyên tắc tính nội lực dây văng trong giai đoạn khai thác- Giai đoạn khai thác là giai đoạn kết cấu cầu đã hình thành hoàn chỉnh , đó là sơ đồ kết cấu liên tục kê trên các gối cứng và gối đàn hồi (là các dây văng).- Nội lực dây văng trong giai đoạn khai thác đợc lấy theo nguyên lý cộng tác dụng giá trị nội lực của dây văng trong 3 sơ đồ 3-4-5Sơ đồ 3 Sơ đồ dỡ tải trọng thi công và xe đúc- Sơ đồ :600 KNSơ đồ dỡ tải trọng thi côngqtc =1,92 KN/m qtc =1,92 KN/m- Tải trọng :+) Hiệu ứng dỡ tải trọng thi công : qTC =1. 0,24 . 16/2 = 1,92 KN/m.+) Hiệu ứng dỡ xe đúc : PXD = 600 KN .Sơ đồ 4 Sơ đồ cầu dây văng chịu tĩnh tải giai đoạn II- Sơ đồ :- hồ xuân nam - -Lớp Cầu Đờng Bộ A K41- 158 - Đồ án tốt nghiệp - - Thiết kế kỹ thuật - DWtt = 36,24 KN/mSơ đồ cầu chịu tĩnh tải giai đoạn 2DWtt = 36,24 KN/m- Tải trọng :+) Trọng lợng lớp phủ mặt cầu ( tĩnh tải giai đoạn II ) , DWTT=36,24 KN/mSơ đồ 5 Sơ đồ cầu dây văng chịu hoạt tải - Sơ đồ :- Tải trọng :+) Hoạt tải thiết kế : HL 93 và tải trọng Ngời (300 Kg/m2).+) Nội lực do hoạt tải thiết kế đợc lấy giá trị lớn nhất trong 2 tổ hợp :1 Tổ hợp 1 : Xe tải + Làn + Ngời2 Tổ hợp 1 : Xe 2 trục + Làn + NgờiII.2.2 Tính nội lực dây văng do hoạt tải - Nội lực trong dây văng do hoạt tải đợc xác định bằng cách xếp xe trực tiếp trên phần mềm SAP2000. - Công thức tính nội lực do hoạt tải :+) Nội lực tiêu chuẩn=iiitcyPmgN +) Nội lực tính toán tciittSIMN =Trong đó : +) NiTC : Nội lực tiêu chuẩn trong dây văng thứ i.+) NiTT : Nội lực tính toán trong dây văng thứ i.+) m : Hệ số làn , với cầu 3 làn m =0,85.+) IM : Hệ số xung kích , IM = 1,25.+) : Hệ số vợt tải , = 1,75+) g : Hệ số phân bố ngang của hoạt tải - hồ xuân nam - -Lớp Cầu Đờng Bộ A K41- 159 - Đồ án tốt nghiệp - - Thiết kế kỹ thuật - 1 - Hệ số phân bố ngang của Xe tải : gXT = 1,5692 - Hệ số phân bố ngang của Xe 2 trục : g2T = 1,5693 - Hệ số phân bố ngang của Làn : gL = 2,3524 - Hệ số phân bố ngang của Ngời : gNG = 0,856- Nội lực trong dầm chủ do hoạt tải đợc lấy giá trị lớn nhất trong 2 tổ hợp tải trọng +) Tổ hợp 1 : Xe tải + Làn + Ngời+) Tổ hợp 2 : Xe 2 trục + Làn + NgờiII.2.3 Kết quả tính nội lực dây văng giai đoạn khai thácA Nội lực trong dây văng nhịp biênTên dâytĩnh tải do hoạt tải Tĩnh tải + hoạt tảiN tc N ttNtcmaxN tcminN ttmaxN ttminNtcmaxN tcminN ttmaxN ttmin1 261.0 261.0 165.8 -76.9 517.5 -242.2 426.8 184.1 778.5 18.92 275.0 275.0 247.8 -73.1 776.5 -231.9 522.8 201.9 1051.5 43.13 360.5 360.5 281.9 -60.3 886.1 -192.8 642.4 300.2 1246.6 167.84 543.0 543.0 341.3 5.2 1073.9 71.6 884.3 548.2 1616.9 614.65 418.0 418.0 320.9 -24.7 1007.8 -79.0 738.9 393.3 1425.8 338.96 489.5 489.5 292.0 -2.6 919.0 -8.3 781.5 486.9 1408.5 481.27 684.2 684.2 320.8 -15.2 1015.4 -48.1 1005.0 669.0 1699.6 636.28 574.2 574.2 299.9 -42.1 957.1 -133.4 874.1 532.1 1531.3 440.89 639.8 639.8 345.9 -105.1 1104.2 -332.8 985.7 534.7 1744.0 307.010 908.2 908.2 581.5 -295.0 1854.2 -936.4 1489.7 613.2 2762.4 -28.211 -196.9 -196.9 730.1 -477.4 2328.1 -1514.8 533.3 -674.3 2131.3 -1711.6B Nội lực trong dây văng nhịp giữaTên dâytĩnh tải do hoạt tải Tĩnh tải + hoạt tảiN tc N ttNtcmaxN tcminN ttmaxN ttminNtcmaxN tcminN ttmaxN ttmin1' 301.5 301.5 158.6 -66.4 494.2 -208.2 460.1 235.1 795.7 93.32' 321.9 321.9 233.6 -58.3 731.0 -184.1 555.5 263.6 1052.9 137.83' 387.4 387.4 264.4 -40.8 829.9 -129.6 651.8 346.6 1217.3 257.84' 543.1 543.1 326.6 -31.0 1027.5 -99.0 869.7 512.1 1570.6 444.15' 396.3 396.3 325.9 -16.1 1026.7 -51.3 722.2 380.2 1423.0 344.96' 427.4 427.4 320.7 -6.8 1011.5 -21.6 748.1 420.6 1438.9 405.87' 496.0 496.0 374.9 -20.5 1185.4 -64.7 870.9 475.5 1681.4 431.48' 155.7 309.1 373.6 -39.0 1184.4 -123.3 529.3 116.7 1493.5 185.89' 144.7 303.6 369.5 -63.5 1174.2 -201.2 514.2 81.2 1477.8 102.310' 262.8 485.0 372.1 -95.7 1183.6 -304.4 634.9 167.1 1668.6 180.511' 507.2 845.8 370.3 -136.3 1180.1 -435.3 877.5 370.9 2025.9 410.5- hồ xuân nam - -Lớp Cầu Đờng Bộ A K41- 160 - Đồ án tốt nghiệp - - Thiết kế kỹ thuật - II.3 Tổng hợp nội lực dây văng trong cả 2 giai đoạn.- Nội lực dây văng trong cả 2 giai đoạn đợc lấy tổng giá trị lớn nhất trong giai đoạn thi công với giá trị lớn nhất trong giai đoạn khai thác.- Bảng tổng hợp nội lực dây văng trong cả 2 giai đoạn :A Nội lực trong dây văng nhịp biênTên dâyGD thi công Nội lực dây GD khai thác Nội lực dây cả 2 giai đoạnNtcmaxN ttmaxNtcmaxN tcminN ttmaxN ttminNtcmaxN tcminN ttmaxN ttmin1 1540.1 1925.1 426.8 184.1 778.5 18.9 1966.9 1724.2 2703.6 1944.02 1590.7 1988.4 522.8 201.9 1051.5 43.1 2113.6 1792.7 3039.9 2031.53 1367.6 1709.5 642.4 300.2 1246.6 167.8 2010.0 1667.8 2956.1 1877.34 1147.1 1433.9 884.3 548.2 1616.9 614.6 2031.4 1695.3 3050.8 2048.55 2132.6 2665.7 738.9 393.3 1425.8 338.9 2871.4 2525.8 4091.5 3004.66 2097.6 2622.0 781.5 486.9 1408.5 481.2 2879.1 2584.5 4030.5 3103.27 2134.5 2668.1 1005.0 669.0 1699.6 636.2 3139.5 2803.5 4367.7 3304.38 2196.0 2745.0 874.1 532.1 1531.3 440.8 3070.1 2728.1 4276.3 3185.89 2227.2 2784.0 985.7 534.7 1744.0 307.0 3212.9 2761.9 4528.0 3091.010 2326.2 2907.8 1489.7 613.2 2762.4 -28.2 3816.0 2939.5 5670.2 2879.611 2794.3 3492.9 533.3 -674.3 2131.3 -1711.6 3327.6 2120.1 5624.2 1781.3b Nội lực trong dây văng nhịp giữaTên dâyGD thi công Nội lực dây GD khai thác Nội lực dây cả 2 giai đoạnNtcmaxN ttmaxNtcmaxN tcminN ttmaxN ttminNtcmaxN tcminN ttmaxN ttmin1' 1947.8 2434.8 460.1 235.1 795.7 93.3 2408.0 2183.0 3230.5 2528.12' 1252.2 1565.2 555.5 263.6 1052.9 137.8 1807.7 1515.8 2618.1 1703.03' 854.6 1068.2 651.8 346.6 1217.3 257.8 1506.4 1201.2 2285.5 1326.04' 1807.2 2259.0 869.7 512.1 1570.6 444.1 2676.9 2319.3 3829.6 2703.15' 1851.2 2314.0 722.2 380.2 1423.0 344.9 2573.4 2231.4 3737.0 2658.96' 1945.0 2431.3 748.1 420.6 1438.9 405.8 2693.1 2365.6 3870.2 2837.17' 2071.0 2588.8 870.9 475.5 1681.4 431.4 2942.0 2546.6 4270.2 3020.28' 2191.3 2739.1 529.3 116.7 1493.5 185.8 2720.5 2307.9 4232.6 2924.99' 2300.6 2875.8 514.2 81.2 1477.8 102.3 2814.8 2381.8 4353.6 2978.110' 2389.8 2987.3 634.9 167.1 1668.6 180.5 3024.7 2556.9 4655.9 3167.811' 2910.7 3638.4 877.5 370.9 2025.9 410.5 3788.2 3281.6 5664.3 4048.9III Tính toán và kiểm duyệt dây văngIII.1 Cờng độ tính toán của cáp làm dây văng- Sử dụng loại cáp CĐC loại bó xoắn 7 sợi của hãng VSL có các chỉ tiêu nh sau :+) Đờng kính danh định : 15,2 mm+) Diện tích mặt cắt danh định : 140 mm2- hồ xuân nam - -Lớp Cầu Đờng Bộ A K41- 161 - Đồ án tốt nghiệp - - Thiết kế kỹ thuật - +) Giới hạn chảy : fpy = 1670 Mpa +) Giới hạn bền : fpu = 1860 Mpa +) Cờng độ sử dụng : fsa = 0,45.1860 = 837 Mpa - Công thức kiểm tra ứng suất trong dây văng.sadvfAN=Trong đó :+) N : Tổng nội lực tính toán lớn nhất trong dây văng cả 2 giai đoạn.+) Adv : Diện tính mặt cắt ngang của dây.+) fsa : Cờng độ sử dụng của dây văng.III.2 kiểm duyệt dây văngIII.2.1 Kiểm duyệt khả năng chịu lực của dây văng nhịp biênTên dâyi (độ)Ndv ttGDTCNdv ttGDKTNdv maxn taobố tríAdv cm2tt KN/cm2fsaKN/cm2Kết luận1 67.5 1925.1 778.5 2703.6 31 43.4 62.3 83.7 Đạt2 56.1 1988.4 1051.5 3039.9 31 43.4 70.0 83.7 Đạt3 47.4 1709.5 1246.6 2956.1 31 43.4 68.1 83.7 Đạt4 41.2 1433.9 1616.9 3050.8 37 51.8 58.9 83.7 Đạt5 36.7 2665.7 1425.8 4091.5 37 51.8 79.0 83.7 Đạt6 33.2 2622.0 1408.5 4030.5 37 51.8 77.8 83.7 Đạt7 30.6 2668.1 1699.6 4367.7 43 60.2 72.6 83.7 Đạt8 28.4 2745.0 1531.3 4276.3 43 60.2 71.0 83.7 Đạt9 26.7 2784.0 1744.0 4528.0 43 60.2 75.2 83.7 Đạt10 25.3 2907.8 2762.4 5670.2 55 77.0 73.6 83.7 Đạt11 24.1 3492.9 2131.3 5624.2 55 77.0 73.0 83.7 ĐạtIII.2.2 Kiểm duyệt khả năng chịu lực của dây văng nhịp giữaTên dâyi (độ)Ndv ttGDTCNdv ttGDKTNdv maxn taobố tríAdv cm2tt KN/cm2fsaKN/cm2Kết luận1' 67.5 2434.8 795.7 3230.5 31 43.4 74.4 83.7 Đạt2' 56.1 1565.2 1052.9 2618.1 31 43.4 60.3 83.7 Đạt3' 47.4 1068.2 1217.3 2285.5 31 43.4 52.7 83.7 Đạt4' 41.2 2259.0 1570.6 3829.6 37 51.8 73.9 83.7 Đạt5' 36.7 2314.0 1423.0 3737.0 37 51.8 72.1 83.7 Đạt6' 33.2 2431.3 1438.9 3870.2 37 51.8 74.7 83.7 Đạt7' 30.6 2588.8 1681.4 4270.2 43 60.2 70.9 83.7 Đạt8' 28.4 2739.1 1493.5 4232.6 43 60.2 70.3 83.7 Đạt9' 26.7 2875.8 1477.8 4353.6 43 60.2 72.3 83.7 Đạt10' 25.3 2987.3 1668.6 4655.9 43 60.2 77.3 83.7 Đạt11' 24.1 3638.4 2025.9 4951.6 43 60.2 82.3 83.7 Đạt- hồ xuân nam - -Lớp Cầu Đờng Bộ A K41- 162 - Đồ án tốt nghiệp - - Thiết kế kỹ thuật - Kết luận : Ta thấy tất cả các dây văng đều đảm bảo khả năng chịu lực.- hồ xuân nam - -Lớp Cầu Đờng Bộ A K41- 163 . 60.2 72 .6 83 .7 Đạt8 28.4 274 5.0 1531.3 4 276 .3 43 60.2 71 .0 83 .7 Đạt9 26 .7 278 4.0 174 4.0 4528.0 43 60.2 75 .2 83 .7 Đạt10 25.3 29 07. 8 276 2.4 5 670 .2 55 77 .0 73 .6. 3050.8 37 51.8 58.9 83 .7 Đạt5 36 .7 2665 .7 1425.8 4091.5 37 51.8 79 .0 83 .7 Đạt6 33.2 2622.0 1408.5 4030.5 37 51.8 77 .8 83 .7 Đạt7 30.6 2668.1 1699.6 43 67. 7 43
