N MễN HC: N THIT K CU THIT K S B PHNG N CU BấTễNG CT THẫP D NG LC DM T CNG TRC (Thit k theo Quy Trỡnh 22 TCN 272-05) CHNG I THIT K C S 1.1 Nhim v thit k 1.1.1 Gii thiu cụng trỡnh Trong phn ny cn phi nờu c v trớ xõy dng cụng trỡnh nh: Cụng trỡnh thuc a phn tnh NGH AN , huyn QUNH LU ,bc qua sụng MAI GIANG Khu vc xõy dng cu l vựng ng bng, b sụng rng v bng phng, dõn c tng i ụng Cu nm trờn tuyn ng chin lc c lm thi k chin tranh nờn tiờu chun k thut thp, khụng thng nht Mng li giao thụng khu vc cũn rt kộm 1.1.2 Quy trỡnh quy phm s dng Khi tin hnh thc hin mt d ỏn cụng trỡnh cu thỡ cú rt nhiu quy trỡnh quy phm i kốm theo i vi tng hng mc kt cu ó cú nhng quy trỡnh khỏc (nh riờng v cc khoan nhi cng ó cú nhng quy phm riờng) v tng kt cu theo tng cụng on cng cú nhng quy phm khỏc (quy trỡnh v thit k, thi cụng, nghim thu.). õy, cú th k n mt vi cỏc quy trỡnh, quy phm c s dng nh: - Tiờu chun thit k cu 22 TCN 272-05; - Tiờu chun thit k ng ụtụ: TCVN 4054: 2005; - Tiờu chun ng t TCXDVN 375: 2006 -Tiờu chun thi cng v nghim thu cc khoan nhi: 22TCN 257 -2000; - Tiờu chun k thut hn cu thộp: 22TCN 280 -01; - Tiờu chun k thut sn cu thộp v kt cu thộp: 22TCN 235-97; - Quy trỡnh thit k cng trỡnh ph tm v thit b ph tr thi cụng cu: 22TCN 200-89; - Quy trỡnh thi cụng v nghim thu cc cụng trỡnh nn múng: TCXD 79-1980; - Quy trỡnh th nghim cc: TCXD 88 -1992; - Quy phm thi cụng v nghim thu kt cu bờ tụng v bờ tụng ct thộp lp ghộp: TCVN 4453 -1995; - Quy trỡnh thi cụng v nghim thu cu dm thp liờn kt bng bu lụng cng cao: 22TCN24-84; - Quy trỡnh thi cụng v nghim thu dm cu bờ tụng ct thộp ng sut trc: 22TCN 247 -98; 1.1.3 Mc tiờu ca d ỏn Thun tin cho giao thụng i li, rỳt ngn khong cỏch gia xó Nhm ỏp ng nhu cu phỏt trin kinh t, hoỏ, xó hi cng nh v giao thụng ti hin ti v tng lai, ỏp ng nhu cu ngy cng tng ca vic lu thụng v chuyn hng hoỏ cng nh s tng trng v lu lng v ti trng xe Vỡ vy, vic u t xõy dng cu ny l cn thit v cp bỏch 1.1.4 S cn thit phi u t Mt d ỏn c quyt nh thc hin hay khụng thỡ nú phi t c cỏc mc tiờu m ch u t Cú rt nhiu cỏc mc tiờu m mt cụng trỡnh cu cn phi t c, nhiờn bờn cnh ú cng cũn tựy tng cụng trỡnh m ngi ta xõy dng t nhng mc tiờu khỏc Thụng thng, mt d ỏn cú cn phi t c mt s mc tiờu sau: - Mc tiờu v mt thng mi dch v - Mc tiờu kinh t - Mc tiờu v giao thụng i li ca ngi dõn vựng - Mc tiờu v quõn s V ngoi cũn nhiu cỏc mc tiờu khỏc na, núi chung tựy tựng v trớ xõy dng v mc ớch xõy dng ca tng n v ch u t 1.2 iu kin t nhiờn Khong cỏch gia xó cỏch bi sụng Chõu Giang mi ln i li phi mt quóng ng rt xa M ma thỡ ng ngp nc i li khú khn nờn ngi dõn xin chớnh quyn xó lờn Tnh xin ngõn sỏch nh nc lm cõy cu ni lin xó ngi dõn i li c thun tin hn Vựng ny cú phong cnh p, l mt ni lý tng thu hỳt khỏch tham quan nờn lng xe phc v du lch rt ln Mt khỏc vi nm ti ni õy s tr thnh mt khu cụng nghip tn dng chuyn bng ng thy v nhng tim nng sn cú õy 1.3 iu kin a cht Ti v trớ xõy dng cu v mt a cht gm cú cỏc loi t: t cỏt pha, cỏt ht mn, cỏt ht va, sột cht ln si sn 1.4 iu kin thy Ti v trớ xõy dng cu thi hng nm mc nc cao nht l -11.47m v mc nc thp nht l -16.97m Tỡnh hỡnh xúi l: dũng sụng khụng un khỳc v chy khỏ ờm nờn tỡnh hỡnh xúi l hu nh khụng xy nhng ch cú nc, mt trờn ca b t thp hn mc nc t 0,3ữ 0,5m, cũn nhng ni khụng cú nc mt thỡ g múng t cao mt t sau súi l Do m khụng khớ khỏ cao thờm vo ú l iu kin khớ hu khc nghit nờn loi vt liu ch o l bờ tụng ct thộp Kt cu thộp cú th s dng nu cú iu kin bo qun tt, sa cha gia c kp thi 1.5 Quy mụ - K thut - Cp hng cụng trỡnh cu Theo s liu cp hng cụng trỡnh cu l cp IV a hỡnh ng bng 1.5.1 V trớ cu, quy mụ, kh cu, tnh khụng thụng thuyn Cu ni lin gia xó V Bn v B Cu c thit k vi kh cu l 7+2x1 v kh thụng thuyn l 30x5 Tin hnh xõy dng cu BTCT nhp gin n vi chiu di cu l 146.47m 1.5.2 Ti trng v tiờu chun thit k Tiờu chun thit k cu ng b l tiờu chun 22 TCN 272 05 vi ti trng thit k l HL 93 cựng vi ti trng ngi 1.6 Lp cỏc phng ỏn cu S nhp l nhp gin n mi nhp 33m Trờn c s phõn tớch v ỏnh giỏ phn trờn, ta xut cỏc phng ỏn vt sụng nh sau: *Phng ỏn I: Loi cu : Cu nhp gin n BTCT DL dm ch I Chn chiu di nhp gm: nhp 33 m bng BTCT ST, mi nhp cú dm ch, khong cỏch gia cỏc dm ch l m -Kt cu m tr: +Tr cu ta s dng tr c thõn hp, ti ch +M cu: s dng m ch U ci tin -Cỏc lp mt cu gm cú: +Lp Bờ tụng atphan dy 10cm +Lp va m dy 5cm +Khe co gin lm bng cao su cú ct thộp bn dy 8cm +Múng cc khoan nhi cú ng kớnh 1,5m *Phng ỏn II: Loi cu : Cu nhp gin n BTCT DL dm ch T Chn chiu di nhp gm: nhp 33 m bng BTCT ST, mi nhp cú dm ch, khong cỏch gia cỏc dm ch l m -Kt cu m tr: +Tr cu ta s dng tr c thõn hp, ti ch +M cu: s dng m ch U ci tin -Cỏc lp mt cu gm cú: +Lp Bờ tụng atphan dy 10cm +Lp va m dy 5cm +Khe co gin lm bng cao su cú ct thộp bn dy 8cm +Múng cc khoan nhi cú ng kớnh 1,5m 1.6.1 S nhp 33000 50 146470 50 33000 33000 50 33000 MNCN: -11,47 MNTT: -13,97 MNTN: -16,97 -16,99 -17,45 -19,26 -21,47 -21,47 8c?c L= 15 m 8c?c L=15 m c?c L= 15 m -32,45 -31,99 6c?c L= 15 m -34,26 M1 6c?c L= 15 m -36,47 -36,47 T1 T2 T3 1.6.2 Kt cu nhp *Cu dm BTCT DL kộo trc nhp gin n tit din dm ch ch T Mt ct ngang kt cu nhp M2 MCN K? T C? U NH?P MCN GI? A NH?P 300 2MCN T? I G? I L?p bờ tụng nh? a dy 10 cm 500 L?p v?a d?m dy 5cm 100 200 1000 2% L?p cỏch nu?c dy 1cm 2x2000 2x2000 1000 1.6.2.1 Chiu di tớnh toỏn kt cu nhp Kt cu nhp gin n cú chiu di nhp l 33 m 1.6.2.2 Quy mụ mt ct ngang cu Cỏc kớch thc c bn ca mt ct ngang cu: + B rng phn xe chy Bxe = 7m + B rng ngi i b B = x1 m + B rng chõn lan can B=0.5m + B rng ton cu B=10m + S ln xe thit k nln = Khong cỏch gia cỏc dm ch l S = ( 1100 S 4900 ) mm S dm ch thit k chn nh sau : => chn ndõm = dm => chn S=2000mm + Chiu di phn cỏnh hng: D=1000m 6.3 Kớch thc mt ct ngang dm ch 1.6.3.1 Ti mt ct L/2 300 200 200 200 1800 600 Cu to mt ct L/2 - Chiu cao dm ch: h = 1650 mm + B rng bu dm: b1 = 600 mm + Chiu cao bu dm: h1 = 300 mm + B rng vỳt bu dm: b2 = 200 mm + Chiu cao vỳt bu dm: h2 = 200 mm - Kớch thc sn dm: + B rng sn dm: b3 = 200 mm + Chiu cao sn dm: h3 = 750 mm + B rng bn cỏnh trờn: b7 = 600 mm + Chiu cao cỏnh trờn: h5 = 200 - Kớch thc bu dm: - Kớch thc bn cỏnh trờn: mm + B rng vỳt bn cỏnh trờn: b4 = 200 mm + Chiu cao vỳt bn cỏnh trờn: h4 = 200 mm + B rng sn dm: b1 = 600 mm + Chiu cao sn dm: h7 = 1450 + B rng bn cỏnh trờn: b7 = 600 mm + Chiu cao cỏnh trờn: h5 = 200 mm - Chiu dy bn bờtụng ts = 160 mm - Chiu di phn cỏnh hng de= - Chiu di phn cỏnh hng phớa S/2 = 1000mm - Chiu cao ton b dm liờn hp Hcb = 1810 mm 1.6.3.2 Mt ct ti gi 1450 200 1800 600 Mt ct ti gi Kớch thc sn dm: mm - Kớch thc bn cỏnh trờn: 1.6.3.3 Cu to bn bờtụng mt cu 1000mm - vng d ng lc sau mt mát * Ps * ec * ltt s = 48.E.Ic o= -4.2596 mm *Kiểm tra độ võng tĩnh tải q.l f = 384 Ec Ic q: Tĩnh tải rải L: Khẩu độ nhịp - Độ võng tĩnh tải dầm - Độ võng toàn lớp phủ Dd =33.6806 mm D d=11.3023 mm - võng trng lng dm ngang, mi ni, lan can v g chn D d= 14.7318 mm - Độ võng căng kéo D d =23.584 ( vng cng kéo l vng tính toán d ng lc v trng lng bn thân dm.) - Độ võng tất tĩnh tải D d =11.32445 mm ( võng tt c tnh ti l võng tính toán d ng lc v tt c tnh ti) Kiểm toán sức kháng cắt cho tiết diện Kiểm toán theo công thức: Vu2 nên ta tính toán nh kê cạnh Do dải nằm ngang nhịp 5200 vợt qúa 4600 nên ta thiết kế theo bánh xe trục 145 kN tải trọng *Chiều dài nhịp S = 2300 mm * Bề dày hs = 160 mm Bề rộng dải tơng đơng Đối với vị trí mômem dơng: b = 1.925 mm Đối với vị trí mômem âm: b= 1.795 mm P * Mômen trọng lợng bản, gờ chắn bánh (cho m bề rộng bản) MDC=2.595 KNm * Mômen lớp phủ mặt cầu (cho 1m bề rộng bản) MDW=1.802 KNm * Tải trọng xe P = 145/2 =72.5 KN * Tải trọng WL = 9.3*S/3000 = 7.13 KN/m * Mômen hoạt tải dầm giản đơn ( có kể đến lực xung kích) MLL = 56.824 KNm * Mômen hoạt tải tĩnh tải theo TTGHCĐ 1cho dầm giản đơn là: Mtotal= 105.389 KNm Bản hẫng * Chiều dài nhịp S= 1070 mm * Bề dày cạnh hs = 200 mm * Mô men tĩnh tải , lan can gờ chắn bánh MDC= 4.2635 KNm * Mô men lớp phủ mật cầu MDW = 3.588 KNm * Mô men hoạt tải MLL = KNm * Mô men ngời PL=3 KN/m Mpl= 0.73125 KNm * Mô man tổng công TTGH cờng độ Mtotal =11.991 KNm Do nội lực gây dầm lớn hẫng nên ta thiết kế cốt thép mặt cầu theo dầm 3.Thiết kế mặt cầu Do kê dầm có nội lực lớn hẫng nên ta thiết kế mặt cầu theo kê dầm Sử dụng cốt thép thờng ASTM A416M có đờng kính danh định f 12 Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ : dc= 40 mm Khoảng cách từ mép đến trọng tâm cốt thép ds= 120 mm a=1.c ds As.fy dc hs c 0.85.fc' b=1000 4.Tính duyệt mặt cắt * Sức kháng uốn Mr=j Mn Trong Mn=As.fy.(ds-a/2 a= b1 c : Chiều cao khối ứng suất tơng đơng b1 : Hệ số quy đổi khối ứng suất tơng c : Chiều cao vùng bêtông chịu nén đơng c=As.fy/0.85b1.fc'.b *lợng cốt thép tối đa Hàm lợng cốt thép cốt thép dự ứng lực tối đa phải đợc giới hạn cho: c/de1.2 Mcr r>0.03fcs/fy Mcr=fr*Sb fr: Cờng độ chịu kéo uốn bêtông fr = 0.63 * fc ' =3.4507 Mpa Sb: Mômen quán tính tĩnh mặt cắt thớ chịu kéo bh Sb = Kiểm toán 8.43E+ (Nm * Mômen tính toán mặt cắt Mu= 07 m) * Bề dày hs= * Bề rộng mặt cắt b= 1000 (mm) * Đờng kính cốt thép D= 16 (mm) * Số lợng cốt thép n= 200 (mm) 2010.6 (mm * Diện tích cốt thép As= 19 2) * Bề dày lớp bêtông bảo vệ dc= 40 (mm) ds= 120 (mm) * Khoảng cách từ mép đến trọng tâm cốt thép * Hệ số quy đổi khối ứng suất * Chiều cao vùng bêtông chịu nén b1= c= 0.8357 39.626 (mm) a=b1 * Bề dày khối ứng suất chữ nhật * Sức kháng uốn c= 33.116 (mm) Mr=jM 8.74E+ (Nm n Kiểm tra khả chịu uốn * Lợng cốt thép tối đa Kiểm tra lợng cốt thép tối đa 07 m) Đạt c/de= c/de= 1.2Mr 0.33 Đạt 1.77E+ (Nm = Kiểm tra mômen nứt * Lợng cốt thép tối thiểu Kiểm tra lợng cốt thép tối thiểu 07 Đạt r= 0.013 Đạt m) ... lực dầm chủ ho t tải m t c t đặc trng Ta tiến hành t nh toán m t c t: L tt/2, Ltt/4, Ltt/3, Cách gối 1.5 m , gối 2.1 Xác định nội lực t nh toán m t c t dầm a Do t i trọng thân phận k t cấu thi t. .. nghim thu cc khoan nhi: 22TCN 257 -2000; - Tiờu chun k thut hn cu thộp: 22TCN 280 -01; - Tiờu chun k thut sn cu thộp v kt cu thộp: 22TCN 235-97; - Quy trỡnh thit k cng trỡnh ph tm v thit b ph tr thi... : V=0.414 ( m3) II.TNH TON NI LC DM CH Xác định t i trọng thờng xuyên a T i trọng thân phận k t cấu thi t bị phụ phi k t cấu (DC) *t nh cho dầm + Dầm dọc chủ: - Diện t ch ti t diện: Aco = h f