Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu 1 - Buổi 8 - Nguyễn Ngọc Tuyến

Nội dung text: Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu 1 - Buổi 8 - Nguyễn Ngọc Tuyến

1. 12/3/2012 Tính hệ số phân phốitảitrọng (t.theo) – Tính giá trị củathamsốđộcứng Kg : 2 Kg nI Aeg trong đó: n = EB / ED , tỷ số mô đun đàn hồi EB = mô đun đàn hồicủavậtliệulàmdầm ED = mô đun đàn hồicủavậtliệulàmbảnmặtcầu I = mô men quán tính dầm(mm4) , không liên hợp eg = khoảng cách giữatrọng tâm dầmvàtrọng tâm bảnmặt cầu (mm) A = diệntíchtiếtdiệndầmchủ (mm2), không liên hợp 346 Tính hệ số phân phốitảitrọng (t.theo) HSPP cho lựccắtdầmtrong(giữa) Công thứctínhhệ số phân phốimg =Hệ sốđiềuchỉnh Phạmvi áp dụng 1. Mộtlànxechấttải Vớicầuchéoθ˚, cầnphải Khoảng cách dầm: nhân HSPP vớihệ sốđiều 1100 ≤ S ≤ 4900mm S chỉnh bằng: mg SI 0.36 V 0.3 Chiềudàybản: 7600 Lt 3 10.2 s tan 110 ≤ t ≤ 300mm s Kg Chiềudàidầmchủ: 2. Hai hoặc nhiềulànxechấttải 6000 ≤ L ≤ 73000mm 2 MI SS Số dầmchủ: mgV 0.2 3600 10700 n ≥ 4 0˚ ≤ θ ≤ 60˚ 347 11
2. 12/3/2012 Tính hệ số phân phốitảitrọng (t.theo) HSPP cho lựccắtdầmbiên Công thứctínhhệ số phân phốimg =Hệ sốđiềuchỉnh Phạmvi áp dụng 1. Mộtlànxechấttải SE mgV tính theo nguyên tắc đòn bảy 2. Hai hoặc nhiềulànxechấttải MEMI Áp dụng giống Khoảng cách dầm: mgVV  e mg nhưđốivớicác ‐300 ≤ de ≤ 1700mm d dầm ở trong trong đó: e 0.6 e 3000 (de là khoảng cách từ tim củadầmngoàiđếnmép trong củalancan hoặc đávỉa “mm”. Là dương nếudầmnằm phía trong lan can, ngượclạilàâm) 348 6.5. Tính nộilựcdầmchủ theo HSPPTT • 6.5.1. Khái niệm chung – Dựavàocấutạovàphương pháp thi công kếtcấunhịp=> phân tích tính chấtchịulực để tính nộilực theo các giai đoạn thi công, các giai đoạnlàmviệc và hình thành nộilựccủakết cấu. – Kếtcấudầmchủ làm việc1 giai đoạn: • CầudầmBTCT thường đúc tạichỗ • CầudầmBTCT lắpghép(cốtthépthường hoặccốtthépDƯL căng trước) – Kếtcấudầmchủ làm việc2 giai đoạn: • CầudầmBTCT thường bán lắpghép(tiếtdiện liên hợp) • CầudầmBTCT DƯL căng trước bán lắpghép(tiếtdiện liên hợp) • CầudầmBTCT DƯL căng sau lắpghép(tiếtdiệnnguyên) 349 12
3. 12/3/2012 Tính nộilựcdầmchủ theo HSPPTT (t.theo) – Kếtcấudầmchủ làm việc3 giai đoạn: • CầudầmBTCT DƯL căng sau ‐ bán lắpghép(tiếtdiện liên hợp) – Ví dụ: cầudầmBTCT DƯL căng trướcbánlắpghép(tiếtdiện liên hợp) => làm việc2 giai đoạnnhư sau • Giai đoạn1 – Chế tạo–laolắp–đổ bê tông bản Bản đổ tạichỗ mặtcầutạichỗ – Phầnlàmviệcchỉ có dầmlắpghépI (không kể phầnbản đúc tạichỗ) – Tảitrọng bao gồm: » Trọng lượng bảnthândầmI » Trọng lượng bảnmặtcầu đúc tạichỗ » Trọng lượng dầmngang(nếucó) Tiếtdiệndầm » Trọng lượng thi công (nếucó) I căng trước 350 Tính nộilựcdầmchủ theo HSPPTT (t.theo) • Giai đoạn2 – Sau khi bảnmặtcầuBTCT đông cứng và đạtcường độ thiếtkế, tiến hành lắplancan, đường bộ hành, rảilớpphủ và đưa vào khai thác => có thêm hoạttải – Tiếtdiệnlàmviệclàtiếtdiện liên hợpgồmcả dầmI và bản(hợp thành tiếtdiệnchữ T) – Tảitrọng: » Lan can » Bộ hành » Lớpphủ » Hoạttải – Vì vậynếudầmlàmviệc nhiềugiaiđoạnthìcầnphảitính nộilựccủatừng giai đoạnriênrẽ do các tảitrọng tương ứng gây ra. 351 13
4. 12/3/2012 Tính nộilựcdầmchủ theo HSPPTT (t.theo) • 6.5.2. Trình tự chung – (1) Xác định tĩnh tảichomộtdầmchủ. • Trọng lượng bảnthâncủadầmchủ • Trọng lượng bảnmặtcầu(nếubản đổ sau) • Trọng lượng mốinối • Trọng lượng dầmngang • Trọng lượng lan can • Trọng lượng bảnbộ hành • Trọng lượng lớpphủ mặtcầu • Các tĩnh tảikhácnếucó – (2) Tính hệ số phân phốitảitrọng cho dầmchủ (theo tiêu chuẩnthiếtkế cầu 272‐05) 352 Tính nộilựcdầmchủ theo HSPPTT (t.theo) • Hệ số phân phốivớitảitrọng người đibộ (nếucó) sẽđượctínhtheo phương pháp đòn bảy • Hệ số phân phốivớitảitrọng xe (hệ số cho xe tảithiếtkế, làn thiếtkế và xe 2 trụcthiếtkế là như nhau) • Trường hợpkhống chế là trường hợpchohệ số phân phốilớnnhấtvà phảichúý kểđếnhệ số làn xe. – (3) Vẽđường ảnh hưởng nộilựcchocáctiếtdiệndầmchủ • Mỗinhịpcóthể chia thành 9 điểm cách đều nhau (L/2, 3L/8, L/4, L/8, gối) 1 2 3 4 5 L L 3L L 0 8 4 8 2 L/2 L 353 14
5. 12/3/2012 Tính nộilựcdầmchủ theo HSPPTT (t.theo) x ng L n ưở ả ngi Đ.A.H MÔ MEN nh h ả + đơ ng L x m x L x ầ  x L 2 ẽđườ x cv cchod ứ ự ‐ L Đ.A.H LỰC CẮT il ộ + n 1 L x L Công th 2 2 ( ) x L x   ( ) 2L 2L 354 Tính nộilựcdầmchủ theo HSPPTT (t.theo) – (4) Tính nộilực: • (a) Nộilựcdo tĩnh tải phân bốđềulàw (lưc/đ.vị chiều dài) – Nộilựcdo tĩnh tải= w(Ʃω) với Ʃω là tổng diệntíchđ.a.h. nộilựctương ứng dưới đoạncótảitrọng phân bốđềulàw. • (b) Nộilựcdo hoạttải: – Nộilựcdo người đibộ = mPL ×gPL ×qn(ω±) Trong đó: mPL = hệ số làn cho người đi (nếuxếp1 bên : mPL = 1.2; xếp2 bên : mPL = 1) gPL = hệ số phân phốitảitrọng người(= phầndiện tích đ.a.h dướilực) qn = tảitrọng người ω±= diệntích+ hoặc–của đ.a.h. chấttải(phương dọccầu) – Nộilựcdo xe tải= (mLL ×gLL)×Ʃpiyi Trong đó: mLL = hệ số làn xe (xếp1 làn mLL = 1.2 ; 2 làn mLL = 1 ; 3 làn mLL = 0.85 và nếuxếp ≥ 4 làn mLL = 0.65) gLL = hệ số phân phốicủatảitrọng xe 355 15
6. 12/3/2012 Tính nộilựcdầmchủ theo HSPPTT (t.theo) Pi = là tảitrọng cho mộtbánhxechấttải yi = là tung độ đ.a.h tương ứng dướilựcbánhxe – Nộilựcdo tảitrọng làn = (mLL ×gLL)×WL(ω±) Trong đó: mLL = hệ số làn xe (xếp1 làn mLL = 1.2 ; 2 làn mLL = 1 ; 3 làn mLL = 0.85 và nếuxếp ≥ 4 làn mLL = 0.65) gLL = hệ số phân phốicủatảitrọng xe WL = tảitrọng làn phân bốđều ω±= diệntích+ hoặc–của đ.a.h. chấttải(phương dọccầu) – Nguyên tắcchấthoạttảilênđ.a.h. » Hoạttải phân bố hay lựctập trung đượcxếplênđ.a.h. sao cho giá trị nộilựccầntínhcótrị số tuyệt đốilớnnhất » Đốivới đ.a.h. nộilực2 dấuphảitính2 lần: Nộilựcdương lớnnhấtvà nộilựcâmcótrị số tuyệt đốilớnnhất 356 Tính nộilựcdầmchủ theo HSPPTT (t.theo) – Nguyên tắcchấthoạttảilênđ.a.h. (t.theo) » Vớihoạttải phân bốđều khi tính nộilựcdương chỉ chấttảilênphần dấu(+) của đ.a.h. Ngượclại, khi tính nộilựcâmchỉ chấthoạttải phân bốđềulênphầndấu(–) của đ.a.h. » Tiêu chuẩn 272‐05 còn quy định Khi tính mô men âm tạitiếtdiệnbị uốnngượcchiềudướitácdụng của tảitrọng phân bốđềutrêntoàncầu và khi tính phảnlựcgốitrụ giữa cầucầnxétđếntổ hợplấy 90% {hiệu ứng của2 xe tảithiếtkế bố trí cách nhau 15m tính từ trụcsauxenàytớitrụctrướcxekia+ cộng với hiệu ứng củatảitrọng làn thiếtkế}. Khi đókhoảng cách các trụccủaxe tảithiếtkế là 4.3m. Ví dụ tính mô men gốiB củadầm liên tụcnhư sau: B 15 m 4.3 4.3 4.3 4.3 145145 35 145145 35 9.3 N/mm d.a.h. MB 357 16
7. 12/3/2012 Tính nộilựcdầmchủ theo HSPPTT (t.theo) • (c) Tổ hợpnộilựctheocáctrạng thái giớihạn(TTGH) – Nộilựctínhtoán: » Công thứctổng quát: Q  Pi i Trong đó: η = hệ sốđiềuchỉnh tảitrọng η = ηD ηR ηI ≥ 0.95 TTGH cường độ 1TTGH sử dụng TTGH mỏi ηD = hệ số liên quan đếntínhdẻo0.95 ÷1.05 1 1 ηR = hệ số liên quan đếntínhdư 0.95 ÷1.05 1 1 ηI = hệ số liên quan đến độ quan trọng 0.95 ÷1.05 Koápdụng Ko áp dụng 358 Tính nộilựcdầmchủ theo HSPPTT (t.theo) • Tổ hợpnộilựctheocáctrạng thái giớihạn (t.theo) – NộilựctínhtoántheoTTGH cường độ 1 QDCDWIMLTLNPL    1  Pii DC DW LL  trong đó: γDC = hệ số tảitrọng tính cho trọng lượng bảnthânkếtcấu(= 1.25 hoặc0.9); γDW = hệ số tảitrọng tính cho trọng lượng lớpphủ (= 1. 5 hoặc 0.65); γLL = hệ số tảitrọng tính cho hoạttải(= 1.75); (1+IM) = (1+0.25) = hệ số xung kích chỉ tính cho xe tảithiếtkế (3 trụchoặc2 trục). Vớitảitrọng làn và người đithìIM = 0 hay (1+IM) = 1. DC = nộilựcdo trọng lượng bảnthânkếtcấu DW = nộilựcdo trọng lượng lớpphủ LT = nộilựcdo xe tảithiếtkế (3 trục“TR” hoặc2 trục“TD”) LN = nộilựcdo tảitrọng làn PL = nộilựcdo tảitrọng bộ hành (nếucóthiếtkếđường bộ hành) 359 17
8. 12/3/2012 Tính nộilựcdầmchủ theo HSPPTT (t.theo) • Tổ hợpnộilựctheocáctrạng thái giớihạn (t.theo) – NộilựctínhtoántheoTTGH sử dụng QDCDWIMLTLNPL    1  Pii DC DW LL  trong đó: γDC = hệ số tảitrọng tính cho trọng lượng bảnthânkếtcấu(= 1); γDW = hệ số tảitrọng tính cho trọng lượng lớpphủ (= 1); γLL = hệ số tảitrọng tính cho hoạttải(= 1); (1+IM) = (1+0.25) = hệ số xung kích chỉ tính cho xe tảithiếtkế (3 trụchoặc2 trục). Vớitảitrọng làn và người đithìIM = 0 hay (1+IM) = 1. DC = nộilựcdo trọng lượng bảnthânkếtcấu DW = nộilựcdo trọng lượng lớpphủ LT = nộilựcdo xe tảithiếtkế (3 trục“TR” hoặc2 trục“TD”) LN = nộilựcdo tảitrọng làn PL = nộilựcdo tảitrọng bộ hành (nếucóthiếtkếđường bộ hành) 360 Tính nộilựcdầmchủ theo HSPPTT (t.theo) • Tổ hợpnộilựctheocáctrạng thái giớihạnkhác – NộilựctínhtoántheoTTGH mỏi – NộilựctínhtoántheoTTGH đặcbiệt – • Vẽ biểu đồ bao nộilực 361 18
9. 12/3/2012 Ví dụ tính nộilựcdo hoạttải Tính nộilựcdo hoạttảitrongdầmgiản đơnLtt = 32.2m –(tạitiếtdiệnL/2) 362 Ví dụ tính nộilựcdo hoạttải Tính nộilựcdo hoạttảitrongdầmgiản đơnLtt = 32.2m –(tạitiếtdiện3L/8) 363 19
10. 12/3/2012 Ví dụ tính nộilựcdo hoạttải Tính nộilựcdo hoạttảitrongdầmgiản đơnLtt = 32.2m –(tạitiếtdiệnL/4) 364 Ví dụ tính nộilựcdo hoạttải Tính nộilựcdo hoạttảitrongdầmgiản đơnLtt = 32.2m –(tạitiếtdiệnL/8) 365 20
11. 12/3/2012 Ví dụ tính nộilựcdo hoạttải Tính nộilựcdo hoạttảitrongdầmgiản đơnLtt = 32.2m –(tạitiếtdiệntrêngốitrái) 366 Ví dụ tính nộilựcdo hoạttải Giả sử hệ số phân bố tảitrọng (đãkể tớihệ số làn) tính đượctheobảng sau: Tổng hợpnộilựcdo hoạttảitrongdầmgiản đơnLtt = 32.2m như sau: 367 21