Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết Kế Cầu Bêtông Cốt Thép
Đồ áN CầU BÊ TÔNG CốT THéPSố liệu thiết kế:-chiều dài hip: L=36.5(m)-chiều dài nhịp tính toán: L tt =36(m)-khổ cầu: B =7+2x1.5 (m)-tảI trọng và tiêu chuẩn thiết kế: Tiêu chuẩn thiết kế cầu :22TCN272-05 Đoàn xe ôtô :HL93 Đoàn ngời đI bộ :300 (KG/cm2) Loại kết cấu: dầm giản đơn BTCT dự ứng lực,bán lắp ghép,căng sauKích thớc dầm chủ: SƠ Đồ MặT CắT NGANG CầUđờng ảnh hởng nội lực trong dải bản ab cddcbaab cdb cdađ.a.h.m200đ.a.h.m204đ.a.h.m205đ.a.h.m300dcbađ.a.h.r200-1-0.492-0.365-0.271.635 PHầN I: TíNH BảN MặT CầUI.Thiết kế mặt cắt ngang:I.Thiết kế mặt cắt ngang:- Xác định kích thớc dầm chủ :khoảng cách giữa các dầm chủ (S) thờng từ 1.9-:-2.5 (m) mà khổ cầu là B =7+2x1.5=10 (m) do đó S= 4-:-5.26 dầm .Ta chọn n =4 dầm chủ.Khoảng cách giữa các dầm chủ là S =2500 (mm) ;phần mút thừa là 1250(mm)-Xác định chiều dày bản mặt cầu: Chiều dày bản tối thiểu theo AASHTO là 175(mm) Đối với bản đúc tại chỗ ,liên tục: Hmin=303000+S=3030002500 +=183.3(mm)>175(mm)Chọn hs = 190(mm) làm chiều dày chiu lực của bản mặt cầu,cộng thêm 15(mm) hao mòn ,trọng lợng bản khi tính là 205(mm) Vì bản hẫng của dầm ngoài phải thiết kế với tải trọng xe va vaò lan can .nên chiều dày bản tăng lên 25(mm) để có chiều dày bản hẫng h0 =230(mm)-Xác định kích thớc lan can bộ hành: chọn nh hình vẽLựa chọn loại lan can cao hơn mặt đơng xe chạy: chiều cao lan can là1200 (mm)> 1060(mm) phần cột đứng bằng bêtông co kích thớc 400x250(mm)Cột kim loại cao 800 (mm) 4002501003003008002501500200 12501500200 2001500230250400300250800300400250230i=2% i=2%12502052500 2500 2500800250 Mặt cắt ngang cầu- Trọng lợng các bộ phận tính theo chiều rộng dải bản ngang 1(mm)Lan can :Pb=9.81N/kg x [2800x109x(800x100-760x60+2x410014.32x) +(400x250+100x1750+300x150x2)x2400 x109kg/mm3]Pb=9.97 N/mm2Lớp áo dờng tơng lai dày 75(mm): W DW =2250x10-9x9.81x75=1.66x10-3 (N/mm2) Bản dày 205(mm):Ws=2400x10-9x9.81x205=4.83x10-3 (N/mm2)Bản hẫng dày 230(mm):W0 =2400x10-9x9.81x230=5.42x10-3 (N/mm2) II. Tính bản mặt cầu 1.Tính nội lực bản mặt cầu do tĩnh tải:Khi xác định nội lực do tĩnh tải ta tính trên các dải bản ngang có chiều rộng bằng 1( mm) a) Do bản mặt cầu: h=205(mm),ws =4.83x10-3 (N/mm2) ,S=2500(mm)Momen dơng và âm tại giữa nhịp và gối của dầm liện tục có thể lấy: M=122Sws=12)2500)(1083.4(23xViệc xếp tĩnh tảI do bản mặt cầu thể hiện nh bản vẽ:Ws=0.00483 N/mmCác đờng ảnh hởng của bản mặt cầu cho trong bảng A1,phụ luc A(sách CầU BÊTÔNG CốT THéP TRÊN ĐƯƠng ÔTÔ)đối với tảI trọng phân bố đều,các diện tich trong bảng nhan với S để tính lực cắt và S2 để tính mômen R200 = WS xdiện tích thực không có đoạn hẫng xS =4.83x10-3(0.3928)2500=4.74(N/mm) M204 =Ws x xdiện tích thực không có đoạn hẫngxS2 =4.83x10-3(0.0772)25002=2331(N.mm/mm) M300 = Ws x xdiện tích thực không có đoạn hẫngxS2 =4.83x10-3(-0.1071)25002 =-3233 (N.mm/mm)b)Do bản hẫng Các tham số h0 =230(mm),W0 =5.42x10-3 (N/mm2) và L=1250(mm).Việc đặt tĩnh tải lên bản hẫng thể hiện trên hình . w0=0.00542N/mm2bc Theo bảng A1 phản lực của dầm T ngoài và momen là: R200 =W0x(diện tích DAH doạn hẫng) L =5.42x10-3(1+0.63525001250)1250 =9(N/mm) M200=-W0x(diện tích DAH doạn hẫng) 2L =5.42x10-3(-0.5)12502 =-4234(N.mm/mm) M204=W0(diện tích ĐAHđoạn hẫng) L2 =5.42x10-3(-0.2460)12502=-2083(N.mm/mm) M300=W0(diện tích ĐAH đoạn hẫng)L2 =5.42x10-3(0.135) 12502=1143(N.mm/mm)c)Do lan can Các tham số Pb=10(N/mm2),lực do lan can lên bản mặt cầu có thể chia ra làm 2 lực có giá trị P=Pb/2=5 (N/mm)R200=21bP(tung độ ĐAH)+ 22bP(tung độ ĐAH = 5x(1+0.27xSL)=5x(1+0.27x12501100)=6.2 (N/mm) M200= 21bP(tung độ ĐAH).L + 22bP(tung độ Đ.A.H)L=5(-1).1250=-6250(Nm/mm)M204=21bP(tung độ ĐAH).L + 22bP(tung độ Đ.A.H)L=5(-0.492)1250=-3075(Nmm/mm)M300=5(0.27)1250=1687.5(Nmm/mm)d) Do lớp áo phủ bêtông nhựa: Wdw=1.66x10-3 (N/mm2). Lớp phủ bêtông nhựa 75 (mm) dặt giữa hai lề đờng thể hiệnnh hình vẽ.250ab cdtính lực cắt và momen tại các tiết diện : R200 =Wdw(diện tích ĐAH không hẫng)S =1.66x10-3x(0.3928)2500 =1.63 (N/mm) M204 =WdW ( diện tích ĐAH không hẫng)S 2 =1.66x10-3x0.0772x25002=800.95(N.mm/mm) M300=WdW(diện tích ĐAH không hẫng).S2 =1.66x10-3x(-0.1071)25002= -1111.16(N.mm/mm) II.Xác định nội lực do hoạt tải:Khi thiết kế mặt cắt cầu có dải bản ngang theo phơng pháp daỉ bản (gần đúng).Sẽ tính theo tải trọng trục 145(KN) .Tải trọng trên mỗi bánh xe trên trục giả thiết bằng nhau và cach nhau 1800(mm).Xe tải thiết kế đợc đặt theo phơng ngang để gây nội lực lớn nhất Chiều rộng cố hiệu quả của dảI bản trong(mm) chịu tảI trọng bánh xe của bản mặt cầu đổ tại chỗ là:+ khi tính mômen dơng :660+0.55S+khi tính mômen âm :1220+0.25SS-khoảng cách giữa các dầmHệ số làn xe m là 1.2 cho một làn chất tải , 1 cho hai làn chất tải a) Mômen dơng lớn nhất do hoạt tải: Vì các nhịp bừng nhau.mômen dơng lớn nhất xuất hiện gần điểm 0.4 của nhịp thứ nhất,(vị trí 204).trên hình thể hiện cách xếp bánh xe cho một và hai làn .cả hai trờng hợp chiều rộng tơng đơng của dảI bản la 660+0.55S=660+0.55x2500=2035(mm).Nếu dùng các tung độ ảnh hơng theo bảng A.1 ,phản lực dầm ngoài và mômen uốn dơng khi chất một làn xe (m=1.2) là: R200=1.2(0.51-0.0436)2035105.723x=20(N/mm)=20(KN/mm)M204=1.2(0.24-0.0175)x2500x2035105.723x=23782.9(Nmm/mm)=23.78(KNm/m)bacd2500w 72.5kn301.2một làn xe chất tải b) Mômen âm lớn nhất tại gối trong do hoạt tảiĐặt hoạt tải để có mômen âm lớn nhất ở gối đầu tiên của mặt cầu khi co một làn xe (m=1.2) .Chiều rộng có hiệu của dải bản là 1220+0.25S=1220+0.25x2500=1845(mm).Dùng tung độ đờng ảnh hởng theo bảng A1,mômen uốn tại vị trí 300 là:M300=1.2( -0.0999-0.0778)x2500x1845105.723x=-20948.4(Nmm/mm) = -21(KNm/m) dcb2500aw90090072.5kn206.4303.6 Đặt hoạt tải cho mômen âm maxd)Phản lực lớn nhất do hoạt tải của dầm ngoài :Tải trọng do bánh xe ngoài đặt cách tim dầm chủ 310(mm) .Chiều rộng làm việc của dải bản là:660+0.55S =2035(mm)R200=1.2(0.859- 0.065)2500x2035105.723x=84862.4(Nmm/mm)=85(KNmm/mm)bacd2500w72.5knđặt hoạt tải cho phản lực lớn nhất cho dầm ngoài208.4201.2 e)Mômen âm do hoạt tải ngời đi bộ trên bản hẫng:coi nh tải trọng ngời đi bộ là phân bố đều Wo=3 (N/mm2)Tính lực cắt và mômen tại các tiết diện 200,204,300: R200=P.(tung độ Đ.A.H)=1.5(1+1.27.25001250)+1.5.1=3.96(N/mm) M200= P.(tung độ Đ.A.H).L=1.5(-1).1250=-1875(N/mm) [...]... 2188.17 0.4L 2500.76 0.5L 26 04. 96 0 0 0 0 1962.78 241 .45 1235.51 -43 . 74 3520 .47 42 9. 24 2178 -77.76 46 26 .44 563.37 2827.8 -102.06 5280.7 643 .85 249 4 -116. 64 5529.87 670.68 3316.1 - 243 49 5 .43 59.62 357 44 .71 275 .43 29.81 119 14. 9 19 .43 0 3 94. 07 -10. 94 336. 04 -8. 64 8 643 .06 4 986.626 280.82 -6.62 11306.6 9 793.369 240 .33 -7 11882.38 4 547 .6575 178.82 -3.375 595.0 1 74. 52 45 2.3 8 -13.5 0 1299 48 58.788 1 241 .2805... 3 240 0 PL V101 = 3 * * (3 240 0 * ) *10-6 = 43 . 74 kN 2 36000 1 PL M 101 = 3 * * (36000 * 3 240 ) *10 6 = 1 74. 96 kNm 2 b.2) Do tải trọng làn: Ta có : 1 3 240 0 Lan V101 = 9.3 * * (3 240 0 * ) = 1355 94 N = 135.5 94 kN 2 36000 1 Lan M 101 = 9.3 * * [ 36000 * 3 240 ] *10 6 = 542 .376 (KN) 2 9.3(n/ mm ) dah M101 3600 + 9.3(n/ mm ) dah V101 1 + b.3) Do xe Truck Ta có : 3 240 00 3 240 0 43 00 3 240 0 2 * 43 00 Tr V101 = 145 ... 43 00 Tr V101 = 145 * + 145 * + 35 * =266.82 36000 36000 36000 3 240 0 43 00 3 240 0 2 * 43 00 Tr M 101 = [ 145 * 3 240 + 145 * * 3600 + 35 * * 3600] *10 3 = 36000 36000 Tr M 101 = 960.55 kNm b .4) Do xe Tandem Ta có : 3 240 00 3 240 0 1200 Tan V101 = 110 * + 110 * = 1 94. 33 kN 36000 36000 3 240 0 1200 Tan M 101 = [110 * 3 240 + 110 * * 3600 ]*10 3 =699.6 kNm 36000 145 kn 145 kn 35kn 3600 43 00 43 00 36000 dah V101 1... As f (d-a/2)=0.9(1. 143 ) (40 0)(137-17.93/2)=52683(Nmm/mm) y =52.68(KNm/m) >45 .7(KNm/m) Đạt Đối với cốt thép ngang bên trên chịu mômen âm dùng N015@175mm c )Cốt thép phân bố Cốt thép phụ thuộc theo chiều dọc đợc đặt dơí đáy bản để phân bố tải trọng bánh xe dọc cầu đến cốt thép chịu lực theo phơng ngang.Diện tích yêu cầu tính theo phần trăm cốt thép chính chịu mômen dơng.Đối với cốt thép chính đặt vuông... +nAs(d-x)2+nAs(d-x)2 3 (1) (42 .2) 3 = +7(1. 143 )(53 -42 .2)2+7(1)(157 -42 .2)2 3 =118237(mm2/mm) Và ứng suất kéo của cốt thép dới bằng : My 26776.5.5 x(157 42 .2) Fs=n( )=7( )=182(Mpa) I cr 118237 ứng suất keó cũng đã đợc tính cho tiết diện một loại cốt thép (bỏ qua cốt thép trên)và có kết quả là 200Mpa.Sự tham gia của cốt thép trên nhỏ nen có thể bỏ qua cho thêm an toàn a's=1. 143 53 157 33 as=1 Cốt thép chịu kéo cho... 568 .4 461 .44 một dầm DC2(lan can)lên tiết 145 .95 116.8 diện liên hợp DW lên tiết diện liên 31.32 25.06 hợp mg v (LL+IM) 271. 14 236 .44 g*PL 67.5 54 [1.25DC+1.5DW 0 542 7 +1.75(LL+IM +PL) [1.25DC+1.5DW 1226 1015 +1.75(LL+IM +PL) 0.2L 0.3L 1667.1 2188.17 7 3320.6 43 61.23 2 839.81 1102.25 0.4L 2500.76 0.5L 26 04. 96 49 81 5203. 04 1259.71 1312.2 180 .4 236.8 270.6 281.9 2178 388.8 363.75 2827.8 510.3 237.08 249 4... y1=65.85( cm) y2= 62 .47 (cm) y3=1.53 (cm) y4=51.53(cm) y5= 84. 03(cm) Vậy : I g =Ig1+2Ig2+Ig3+2Ig4+Ig5 80 * 20 3 + (83 .47 ) 2 * (80 * 20) = 11.2 * 10 6 (cm 4 ) 12 30 * 113 1 Ig2= + (62 .47 ) 2 * ( * 30 * 11) = 0.65 * 10 6 (cm 4 ) 4 2 3 20 * ( 145 ) Ig3= + (1.53) 2 * ( 20 * 145 ) = 5.087 * 10 6 (cm 4 ) 12 20 * 20 3 1 Ig4= + (51.53) 2 * ( * 20 * 20) = 0.571 *10 6 (cm 4 ) 4 2 3 60 * 25 Ig5= + ( 84. 03) 2 * (60 * 25)... TRí CốT THéP BảN MặT CầU 2500 800 Phần 2 tính toán dầm chủ + Vật liệu : - bêtông : bêtông dùng cho dầm có các chỉ tiêu cơ lý nh sau : +Tỷ trọng của bêtông : c = 240 0 kg/m 3 +Cờng độ chịu nén ở 28 ngày tuổi : f 'c =45 Mpa +Cờng độ chịu nén của bêtông lúc bắt đầu đặt tải hoặc tạo ứng suất trớc : f 'ci = 45 Mpa 1 +Môđun đàn hồi : E c = 0. 043 c 5 f c' =33915 Mpa Thép thờng : chỉ sử dụng làm cấu tạo Thép. .. có : V100 = 3 x (36000 x1) = 540 00 N = 54 kN 2 PL M 100 =0 a.2) Do tải trọng làn Ta có : 1 Lan V100 = 9.3 x (36000 x1) =16 740 0 N = 167 .4 kN 2 Lan M 100 =0 9.3(n/ mm ) dah V100 + 1 + a.3) Do xe tải thiết kế: sơ đồ xếp tải nh sau: Tr Ta có : V100 = 145 *1 + 145 * ( 36000 43 00 36000 2 * 43 00 ) + 35 * ( ) =299.32 Kn 36000 36000 Mtr100=0 145 kn 43 00 36000 145 kn dah V100 1 a .4) Do xe Tandem Tan Ta có : V100... khan mômen của cốt thép đã chọn Cốt thép lớn nhất be giới hạn bẩy yêu câù dẻo dai c 0 .42 d hoặc a 0 .42 1 d f ' c 28 ) 7 Khi fc=30Mpa do đó ta có 1 =0.836 ta có a 0.35d Cốt thép nhỏ nhất của cốt thép thơng thoả mãn yêu cầu nếu: ' A f = s 0.03 c bd fy Với các tính chất vật liệu đã cho ,diện tích nhỏ nhất của thép trên một đơn vị chiều rộng bản là: 0.03.30 (1)d =0.00225d (mm2/mm) Min As= 40 0 Khoảng . loại cốt thép (bỏ qua cốt thép trên)và có kết quả là 200Mpa.Sự tham gia của cốt thép trên nhỏ nen có thể bỏ qua cho thêm an toàn5333157a's=1. 143 as=1 Cốt. Ig=Ig1+2Ig2+Ig3+2Ig4+Ig5Ig1=)(10*2.11)20*80(* )47 .83(1220*8 046 23cm=+Ig2=)(10*65.0)11*30*21(* )47 .62 (41 1*3 046 23cm=+Ig3=)(10*087.5) 145 *20(*)53.1(12) 145 (*2 046 23cm=+Ig4=)(10*571.0)20*20*21(*)53.51 (42 0*2 046 23cm=+Ig5=)(10*67.10)25*60(*)03. 84( 1225*6 046 23cm=+Vậy
