Thiết kế mố trụ cầu kết cấu nhịp L=30m,chiều cao mố H=5m

Bộ môn Cầu Hầm Tổ hợp phụ II Tổ hợp phụ III 1 Tổ hợp phụ IV Tờng đỉnh Tờng thân Tờng cánh Tĩnh tải kết cấu nhịp Hoạt tải kết cấu nhịp áp lực tĩnh đất sau mố áp lực đất do hoạt tải Hoạt tải trên lăng thể trợt Bản quá độ Lực hãm hớng vào mố Tổng cộng Tờng đỉnh Tờng thân Tờng cánh Tĩnh tải kết cấu nhịp Hoạt tải kết cấu nhịp áp lực tĩnh đất sau mố áp lực đất do hoạt tải 2 Hoạt tải trên lăng thể trợt Bản quá độ Lực ma sát về phía sông Tổng cộng Tờng đỉnh Tờng thân Tờng cánh Tĩnh tải kết cấu nhịp Hoạt tải kết cấu nhịp áp lực tĩnh đất sau mố áp lực đất do hoạt tải Hoạt tải trên lăng thể trợt Bản quá độ Lực ma sát vào mố Tổng cộng Nguyễn Hồng Chiến Thiết kế môn học Mố Trụ cầu 4.33 239.4 69.65 409.59 148.35 -3.464 147.12 22.78 30 20.625 921.95 4.33 239.4 69.65 409.59 148.35 3 30 20.625 27 196.9 147.12 22.78 4 31.08 921.95 200.98 4.33 239.4 69.65 409.59 148.35 147.12 22.78 30 20.625 31.08 921.95 200.98 -222.88 102.4 37.088 347.2 33.851 -31.5 -21.656 -191.43 49.609 -3.464 -222.88 102.4 37.088 347.2 33.851 5 -31.5 -21.656 186.48 427.52 -3.464 -222.88 102.4 37.088 347.2 33.851 -31.5 -21.656 -186.48 54.559 4.76 263.34 76.615 473.9 207.7 -3.808 132.41 24.3 33 22.688 1082 4.76 263.34 76.615 473.9 207.7 6 33 22.688 1082 4.76 263.34 76.615 473.9 207.7 29.7 186.41 176.54 32.4 7 34.188 243.13 132.41 24.3 33 22.688 1082 34.188 190.9 -245.2 118.48 51.925 312.48 36.839 -34.65 -23.82 -210.6 1.7008 -3.808 -245.2 118.48 51.925 416.64 49.118 8 -34.65 -23.82 205.13 533.84 -3.808 -245.2 118.48 51.925 312.48 36.839 -34.65 -23.82 -205.1 7.1458 Lớp Cầu HầmA -K39 Bộ môn Cầu Hầm Bảng 4.3 Tải trọng Tờng cánh Đất đắp sau mố Tổng cộng Tổ hợp Bảng 4.4 Tải trọng Thiết kế môn học Mố Trụ cầu Các tổ hợp tải trọng tính cho mặt cắt 3-3 Tải trọng tiêu chuẩn N (T) H (T) M(Tm) 34.825 48.75 156.14 34.825 48.75 156.14 Tải trọng tính toán N (T) H(T) M(Tm) 38.31 58.55 187.37 38.31 58.55 187.37 Các tổ hợp tải trọng tính cho mặt cắt 4-4 Tải trọng tiêu chuẩn Tải trọng tính toán N (T) H (T) M(Tm) N (T) H(T) M(Tm) 2 1 3 4 5 6 7 8 Tổ Tờng đỉnh 4.33 -1.5155 4.76 -1.666 hợp Tờng thân 239.4 107.73 263.34 118.5 chính Tờng cánh 69.65 -206.72 76.615 -227.4 Bệ mố 455 500.5 Tĩnh tải kết cấu nhịp 409.59 1105.89 473.9 1279.5 2 1 3 4 5 6 7 8 Hoạt tải kết cấu nhịp 148.35 400.545 207.7 571.18 áp lực tĩnh đất sau mố 241.84 1099.16 290.21 1319 áp lực đất do hoạt tải 36.76 87.4888 51.87 124.54 Trọng lợng đất sau mố 404.94 -242.96 445.43 -267.3 Hoạt tải trên lăng thể trợt 30 -18 33 -19.8 Bản quá độ 20.625 -12.375 22.688 -13.61 Tổng cộng 1781.9 278.6 2319.24 2027.9 342.08 2883 Tờng đỉnh 4.33 -1.5155 4.76 -1.666 Tờng thân 239.4 107.73 263.34 118.5 Tổ Tờng cánh 69.65 -206.72 76.615 -227.4 Bệ mố 455 500.5 hợp Tĩnh tải kết cấu nhịp 409.59 1105.89 473.9 1279.5 phụ Hoạt tải kết cấu nhịp 148.35 400.545 207.7 571.18 I áp lực tĩnh đất sau mố 241.84 1099.16 290.21 1319 áp lực đất do hoạt tải 36.76 87.4888 51.87 124.54 Trọng lợng đất sau mố 404.94 -242.96 445.43 -267.3 Hoạt tải trên lăng thể trợt 30 -18 33 -19.8 Bản quá độ 20.625 -12.375 22.688 -13.61 Nguyễn Hồng Chiến Lớp Cầu HầmA -K39 Bộ môn Cầu Hầm Tổ hợp phụ II 1 Tổ hợp phụ III Tổ hợp phụ Lực hãm hớng ra phía sông Tổng cộng 1781.9 Tờng đỉnh 4.33 Tờng thân 239.4 Tờng cánh 69.65 Bệ mố 455 Tĩnh tải kết cấu nhịp 409.59 Hoạt tải kết cấu nhịp 148.35 áp lực tĩnh đất sau mố áp lực đất do hoạt tải Trọng lợng đất sau mố 404.94 Hoạt tải trên lăng thể trợt 30 Bản quá độ 20.625 Lực hãm hớng vào mố 1781.9 Tổng cộng 2 3 Tờng đỉnh 4.33 Tờng thân 239.4 Tờng cánh 69.65 Bệ mố 455 Tĩnh tải kết cấu nhịp 409.59 Hoạt tải kết cấu nhịp 148.35 áp lực tĩnh đất sau mố áp lực đất do hoạt tải Trọng lợng đất sau mố 404.94 Hoạt tải trên lăng thể trợt 30 Bản quá độ 20.625 Lực ma sát về phía sông Tổng cộng 1781.9 Tờng đỉnh 4.33 Tờng thân 239.4 Tờng cánh 69.65 Bệ mố 455 Tĩnh tải kết cấu nhịp 409.59 Hoạt tải kết cấu nhịp 148.35 Nguyễn Hồng Chiến Thiết kế môn học Mố Trụ cầu 27 305.6 241.84 36.76 27 305.6 4 241.84 36.76 31.08 309.68 245.43 2564.67 -1.5155 107.73 -206.72 29.7 269.97 2027.9 371.78 3153 4.76 -1.666 263.34 118.5 76.615 -227.4 500.5 1105.89 473.9 1279.5 400.545 207.7 571.18 1099.16 217.66 513.67 87.4888 24.3 36.839 -242.96 445.43 -267.3 -18 33 -19.8 -12.375 22.688 -13.61 -245.43 29.7 -270 2073.81 2027.9 271.66 1720 5 6 7 8 -1.5155 4.76 -1.666 107.73 263.34 118.5 -206.72 76.615 -227.4 500.5 1105.89 473.9 1279.5 400.545 207.7 571.18 1099.16 290.21 1319 87.4888 51.87 124.54 -242.96 445.43 -267.3 -18 33 -19.8 -12.375 22.688 -13.61 124.32 34.188 136.75 2443.56 2027.9 376.27 3019.8 -1.5155 4.76 -1.666 107.73 263.34 118.5 -206.72 76.615 -227.4 500.5 1105.89 473.9 1279.5 400.545 207.7 571.18 Lớp Cầu HầmA -K39 Bộ môn Cầu Hầm Thiết kế môn học Mố Trụ cầu IV áp lực tĩnh đất sau mố 241.84 áp lực đất do hoạt tải 36.76 Trọng lợng đất sau mố 404.94 Hoạt tải trên lăng thể trợt 30 Bản quá độ 20.625 Lực ma sát vào mố 31.08 Tổng cộng 1781.9 309.68 Bảng 4.5 Tổng hợp kết quả 1099.16 217.66 513.67 87.4888 24.3 36.839 -242.96 445.43 -267.3 -18 33 -19.8 -12.375 22.688 -13.61 -124.32 34.188 -136.8 2194.92 2027.9 276.14 1853.2 Mặt cắt Mtc(Tm) Ntt(T) Htt(T) Mtt(Tm) 31.97 432.47 156.14 2564.7 61.0475 1082 38.31 2028 35.96 243.13 58.55 376.3 38.364 539.29 187.37 3153 Ntc(T) Htc(T) I-I 54.955 29.97 II-II 921.95 200.98 34.825 48.75 III-III IV-IV 1782 309.7 3.Tính duyệt các mặt cắt mố . 3.1.Tính duyệt theo trạng thái giới hạn 1 về cờng độ. 3.1.1.Mặt cắt I-I ( Tờng đỉnh) Tính cho 1 m dài mặt cắt theo phơng ngang cầu Các giá trị nội lực cho 1m dài mặt cắt : Ntt = 5.08 T Htt = 3 T Mtt = 3.197 Tm n m 320 h I i 16 5 Nguyễn Hồng Chiến 12 5 Lớp Cầu HầmA -K39 Bộ môn Cầu Hầm Thiết kế môn học Mố Trụ cầu 3.197 M tt = 0.629 Nhận thấy e0 = = tt 5.08 N Lo 2 * 3.2 = = 0.0008 m < e0 800 800 L0 =2* 3.2 m với l là chiều cao tờng đỉnh cần tính duyệt Vậy cấu kiện chịu nén lệch tâm => điều kiện tính duyệt là: Ntt*e m2''*Ru*b*x*(h0 0.5*x) + Ra*Fa*(h0 a) (*) Bố trí cốt thép theo cấu tạo nh hình vẽ, bớc cốt thép 20 cm. Bê tông sử dụng #300 có Ru = 140 kG/cm2 Chiều cao có hiệu của tiết diện h0 = h a = 50 5 = 45 cm Chiều cao vùng bê tông chịu nén xác định theo công thức: N tt + R a * Fa R a ''*Fa '' x= Ru * b 5080 + 2400 * 10.055 2400 * 5.655 = 1.117 cm 140 * 100 x = 1.117 cm < a = 5 cm => không tính đến cốt thép chịu nén Khi đó x đợc xác định lại theo công thức: = N tt + R a * Fa 5080 + 2400 * 10.055 x= = = 2.087 cm Ru * b 140 * 100 Độ lệch tâm của lực Ntt so với trọng tâm cốt thép chịu kéo: 50 e = e0 + 0.5h- a = 0.629 + - 5 = 20.629 cm 2 Ntt*e = 5080*20.87 = 105997.83 KG.cm Hệ số điều kiện làm việc của tiết diện: m2'' = 1 0.2*N xN N tt 5080 N = và xN = = = 0.363 cm ho R u * b 140 * 100 0.363 = 0.9985 45 Vế phải của (*) khi không xét cốt thép chịu nén là: m2''*Ru*b*x*(h0 0.5*x) = 0.9985*140*100*2.065*(450.5*2.065) => m2'' = 1 0.2* Nguyễn Hồng Chiến Lớp Cầu HầmA -K39 Bộ môn Cầu Hầm Ta có: 1269193.77 Thiết kế môn học Mố Trụ cầu = 1269193.77 KG.cm KG.cm > 105997.83 KG.cm => Đạt yêu cầu 3.1.1.Mặt cắt III-III ( Tờng cánh) Thực tế tờng cánh làm việc nh bản hai cạnh một phía ngàm vào tờng trớc và tờng đỉnh, phía kia ngàm vào bệ móng nhng trong tính toán để cho đơn giản nhng vẫn đảm bảo an toàn cho mố cho phép tính theo từng phơng riêng biệt và xem lực thẳng đứng phân bố đều theo chiều dài ngàm , còn lực ngang và mômen do áp lực đất do mặt cắt tiếp giáp với bệ chịu .Ta tính duyệt cho mặt cắt này Nội lực tính toán mặt cắt cho mỗi mét dài mặt cắt của mỗi tờng : Ntt = 3.793 T ; Htt = 10.84 T ; Mtt = 34.7 Tm . Dự định bố trí cốt thép loại 16 , bớc 20cm . Tờng chịu nén uốn đồng thời, công thức tính duyệt: b = N M + Rn = 135 Ftd Wtd KG/cm2 Ea 2.1 * 10 6 Ftđ = b*h - Fa + *F = 100*50 10*2.01 + 10*2.01 = 5113.9 cm2 5 Eb a 3.15 * 10 3 3 Ea b*h 100 * 50 Jtđ = - Fa*ya2 + *Fa*ya2 = -20.1*202 + 6.66*20.1*202 Eb 12 12 4 = 1087173.1 cm J td 10871731 Wtđ = = = 43487 cm3 y 25 3793 3470000 = + = 80.5 kG/cm2 < Rn = 135 kG/cm2 => Đạt yêu cầu 5113.9 43487 3.1.3.Mặt cắt II-II ( Thân trụ) 3.1.3.1.Tính duyệt theo tổ hợp tải trọng chính . Tính duyệt cho toàn bộ mặt cắt II-II , các giá trị tải trọng dùng cho tính toán : Ntt = 1082 T ; Htt = 208.94 T ; Mtt = 328.71 Tm Nhận thấy e0 = M tt 328.71 = = 0.304 m N tt 1082 > Lo = = 0.0175 m 800 L0 =2*l = 2*7 m/ với l là chiều cao tờng trớc cần tính duyệt Vậy cấu kiện chịu nén lệch tâm => điều kiện tính duyệt là: Nguyễn Hồng Chiến Lớp Cầu HầmA -K39