Hướng Dẫn Thiết Kế Mố Trụ Cầu Theo Tiêu Chuẩn 272 05 - Tài Liệu Text

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.pdf) (69 trang)

Trang chủ

Kỹ Thuật - Công Nghệ

Kiến trúc - Xây dựng

Hướng dẫn thiết kế mố trụ cầu theo tiêu chuẩn 272 05

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (690.28 KB, 69 trang )

Bài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -Phụ lụcPhần 1: giới thiệu chung1. Tiêu chuẩn thiết kế1.1 Tiêu chuẩn thiết kế. ........................................................................................... 41.2 Phơng pháp tính toán thiết kế......................................................................... 41.3 Phơng trình tổng quát của TTGH. .................................................................. 41.4 Các TTGH theo 22TCN 272 05..................................................................... 61.4.1 Các TTGH theo tiêu chuẩn 22TCN 272 05................................................ 61.4.2 Trạng thái giới hạn cờng độ. ....................................................................... 61.4.3 Trạng thái giới hạn sử dụng........................................................................... 61.4.4 Trạng thái giới hạn mỏi và đứt g y. .............................................................. 71.4.5 Trạng thái giới hạn đặc biệt........................................................................... 72 Nội dung tính toán thiết kế.2.1 Trình tự tính toán thiết kế mố trụ. .................................................................... 82.2 Sơ đồ khối......................................................................................................... 82.3 Nội dung tính toán thiết kế Mố cầu.................................................................. 9Phần 2: Ví dụ tính toán thiết kế mố chữ U BTCT1 Số liệu tính toán thiết kế.1.1 Số liệu chung .................................................................................................. 101.2 vật liệu chế tạo mố.......................................................................................... 101.3 Các hệ số tính toán. ........................................................................................ 111.4 Đất đắp sau mố............................................................................................... 111.5 Số liệu về các lớp đất nền. .............................................................................. 112 cấu tạo kết cấu nhịp2.1 Quy mô mặt cắt ngang cầu............................................................................. 122.2 Cấu tạo dầm chủ. ............................................................................................ 123 Kích thớc cấu tạo mố.3.1 Nguyên tắc xác định các kích thớc của mố.................................................. 143.2 Xác định các kích thớc cơ bản của mố......................................................... 154 Xác định tải trọng tác dụng lên mố.4.1 Các tải trọng tác dụng lên mố. ....................................................................... 184.2 Các mặt cắt kiểm toán. ................................................................................... 184.3 Xác định trọng lợng các bộ phận mố. .......................................................... 194.4 Xác định áp lực thẳng đứng từ kết cấu nhịp................................................... 21- Nguyễn Văn Vĩnh -1Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -4.5 Xác định áp lực thẳng đứng do hoạt tải trên bản quá độ................................ 224.6 Xác định áp lực đất tác dụng lên mố.............................................................. 234.7 Lực h m do hoạt tải trên KCN (BR) .............................................................. 294.8 Lực ma sát gối cầu.......................................................................................... 294.9 áp lực gió tác dụng lên mố. ............................................................................ 304.9.1 áp lực gió ngang. ......................................................................................... 304.9.2 áp lực gió dọc. ............................................................................................. 304.9.3 áp lực gió thẳng đứng. ................................................................................. 314.9.4 áp lực gió tác dụng lên xe cộ....................................................................... 314.10 áp lực nớc tác dụng lên mố......................................................................... 325 Tổ hợp tải trọng5.1 Hệ số tải trọng. ............................................................................................... 33- Hệ số tải trọng dùng cho các tải trọng thờng xuyên. .......................................... 345.2 Tổng hợp nội lực tại mặt cắt đáy móng (mặt cắt I I)................................... 345.3 Tổng hợp nội lực tại mặt cắt chân tờng thân (mặt cắt II II). ..................... 355.4 Tổng hợp nội lực tại mặt cắt chân tờng đỉnh (mặt cắt III III). .................. 355.5 Tổng hợp nội lực tại mặt cắt tờng cánh (mặt cắt IV IV). .......................... 366 tổ hợp tải trọng bất lợi6.1 Nguyên tắc thành lập tổ hợp tải trọng bất lợi. ................................................ 376.1.1 Nguyên tắc chung........................................................................................ 376.1.2 Tổ hợp tải trọng Ia: Bất lợi ra phía sông...................................................... 376.1.3 Tổ hợp tải trọng Ib: Bất lợi vào bờ. ............................................................. 376.2 Tổ hợp tải trọng đối với mặt cắt đáy bệ (Mặt cắt I-I)..................................... 396.3 Tổ hợp tải trọng đối với mặt cắt chân tờng thân (MC II-II) ......................... 416.4 Tổ hợp tải trọng đối với mặt cắt chân tờng đỉnh (MC III-III) ...................... 437 Tính toán và bố trí cốt thép7.1 Nguyên tắc tính toán và bố trí cốt thép. ......................................................... 447.2 Tính toán và bố trí cốt thép mặt cắt đáy móng (Mặt cắt I - I)........................ 487.3 Tính toán và bố trí cốt thép mặt cắt chân tờng thân (MC II - II).................. 507.4 Tính toán và bố trí cốt thép mặt cắt chân tờng đỉnh (MC III - III)............... 527.5 Tính toán và bố trí cốt thép mặt cắt tờng cánh (MC IV - IV) ...................... 548 Tính toán và bố trí cọc8.1 Tính sức chịu tải của cọc. ............................................................................... 568.3 Sơ bộ kiểm toán nội lực dọc trục cọc trong móng.......................................... 60- Nguyễn Văn Vĩnh -2Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -9 Kiểm toán móng.9.1 Xác định điều kiện kiểm toán móng cọc........................................................ 619.2 Kiểm toán bệ cọc theo các TTGH cờng độ .................................................. 619.3 Kiểm toán bệ cọc theo các TTGH sử dụng. ................................................... 649.4 Kiểm toán nền móng theo các TTGH cờng độ............................................. 649.5 Kiểm toán nền móng theo các TTGH sử dụng............................................... 6710 Tính toán thi công.10.1 Xác định khối lợng bêtông chế tạo mô. ..................................................... 6810.2 Chọn búa đóng cọc....................................................................................... 6810.3 Tính độ chối lý thuyết của cọc ..................................................................... 6910.4 Tính chiều dày lớp bêtông bịt đáy hố móng................................................. 69- Nguyễn Văn Vĩnh -3Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -Hớng dẫn thiết kế môn họcThiết kế Mố cầu dầmPhần 1: giới thiệu chung1 tiêu chuẩn thiết kế1.1 Tiêu chuẩn thiết kế.- Quy trình tính toán thiết kế cầu cống theo các trạng thái giới hạn do Bộ GTVTban hành:22TCN 272 - 051.2 Phơng pháp tính toán thiết kế- Tuỳ vào quan điểm tính toán thiết kế mà có các phơng pháp tính toán khác nhaunh tính theo ứng suất cho phép, tính theo nội lực giới hạn và tính theo các TTGH.ở đây chúng ta tính toán thiết kế theo 22TCN 272 05 nên phơng pháp tính toánđợc áp dụng là tính toán theo các TTGH:[ ]S S ghTrong đó:+ S: Nội lực lớn nhất xuất hiện trong bộ phận kết cấu có xét tới tất cả các yếutố làm gia tăng tác động của tải trọng.+ [Sgh]: Khả năng chịu lực giới hạn của bộ phận kết cấu có xét đến tất cả cácyếu tố làm giảm khả năng chịu lực của kết cấu.1.3 Phơng trình tổng quát của TTGH.- Phơng trình cơ bản: . .Qiii .Rn = RrTrong đó :+ i: Hệ số điều chỉnh tải trọng liên quan đến tính dẻo và tính d cũng nhtầm quan trọng trong khai thác.+ i: Hệ số tải trọng+ Qi: ứng lực do tải trọng+ Rn: Sức kháng danh định.+ Rr : Sức kháng tính toán.+ : Hệ số sức kháng- Nguyễn Văn Vĩnh -4Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -- Hệ số sức kháng : Đối với một TTGH nào đó thì hệ số sức kháng đợc sử dụngđể xét đến tính thất thờng trong tính chất của kết cấu, của vật liệu và độ chính xáccủa các phơng trình thiết kế đánh giá khả năng chịu tải, tình huống h hỏng củacông trình.- Hệ số điều chỉnh tải trọng: i+ i = D. R. I 0,95 đối với các tải trọng dùng hệ số tải trọng imax.+ i =1 D . R . I 1,0 đối với các tải trọng dùng hệ số tải trọng imin.Trong đó:+ D: Độ dẻo: Độ dẻo của vật liệu rất quan trọng cho độ an toàn của cầu. Nếuvật liệu dẻo, khi một bộ phận chịu lực quá tải nó sẽ phân bố nội lực sang bộphận khác.1 - D 1,05 cho các cấu kiện và liên kết không dẻo.2 - D =1,0 cho các thiết kế thông thờng, theo đúng yêu cầu của tiêuchuẩn thiết kế.3 - D 0,95 cho các cấu kiện có dùng các biện pháp để tăng thêm tínhdẻo.+ R: Độ d thừa: Độ d thừa có ý nghĩa đối với giới hạn an toàn của cầu. Mộtsố kết cấu siêu tĩnh đợc cọi là d thừa vì nó có nhiều liên kết hơn so với yêucầu cân bằng tĩnh định. Hệ cầu có một đợc tiếp đất đợc coi là không d thừa(không nên dùng loại này).Trong trạng thái giới hạn cờng độ (TTGH cờng độ).1 - R 1,05 cho các bộ phận không d thừa.2 - R=1,0 cho các mức d thừa thông thờng.3 - R 0,95 cho các mức d thừa đặc biệt.+ I: Độ quan trọng:Dung trong các TTGH cờng độ và TTGH đặc biệt.1 - I 1,05 cho các cầu quan trọng.2 - I=1,0 cho các cầu điển hình.3 - I 0,95 cho các cầu tơng đối ít quan trọng.- Nguyễn Văn Vĩnh -5Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -1.4 Các TTGH theo 22TCN 272 05.1.4.1 Các TTGH theo tiêu chuẩn 22TCN 272 05.Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 272 05 (AASHTO 98) phân thành các TTGH:+ Trạng thái giới hạn cờng độ.+ Trạng thái giới hạn sử dụng.+ Trạng thái giới hạn đặc biệt.+ Trạng thái giới hạn mỏi và đứt g y.1.4.2 Trạng thái giới hạn cờng độ.- Là TTGH đảm bảo về cờng độ và ổn định của các bộ phận kết cấu khi chịu tácdụng của các tổ hợp tải trọng tính toán theo kinh nghiệm có thể xảy ra trong thờigian sử dụng. Các tải trọng này có thể dẫn đến tình trạng nguy hiểm và h hỏng kếtcấu nhng toàn bộ kết cấu vẫn còn.+ TTGH cờng độ I: Là tổ hợp tải trọng cơ tính toán khi có xe chạy bìnhthờng và trên cầu không có gió.+ TTGH cờng độ II: Là tổ hợp tải trọng tính toán khi trên cầu có gió với vậntốc gió V > 25m/s và với vận tốc gió nh vậy thì trên cầu không cho phép cóxe chạy.+ TTGH cờng độ III: Là tổ hợp tải trọng tính toán khi có xe chạy bìnhthờng và trên cầu có gió với vận tốc V = 25m/s.- Tính toán theo TTGH cờng độ bao gồm việc kiểm toán về độ bền chịu uốn, chịucắt, chịu xoắn và chịu lực dọc trục. Hệ số sức kháng đợc xác định theo thống kêvà thờng lấy nhỏ hơn 1 và có giá trị khác nhau đối với các vật liệu và TTGHcờng độ khác nhau.- Tải trọng khi tính theo TTGH cờng độ là tải trọng tính toán, tức là có xét đến hệsố vợt tải và hệ số xung kích, các hệ số này đợc quy định cụ thể trong bảng.1.4.3 Trạng thái giới hạn sử dụng.- Là TTGH nhằm hạn chế ứng suất, biến dạng và độ mở rộng vết nứt trong điềukiện sử dụng bình thờng. Mục đích của TTGH này để đảm bảo thực hiện chứcnăng của cầu trớc tuổi thọ sử dụng.- TTGH sử dụng: Là tổ hợp tải trọng tính toán khi có xe chạy bình thờng và trêncầu có gió với vận tốc V = 25m/s.- Tải trọng khi tính theo TTGH sử dụng là tải trọng tiêu chuẩn, tức là không xét đếnhệ số vợt tải và hệ số xung kích.- Nguyễn Văn Vĩnh -6Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -1.4.4 Trạng thái giới hạn mỏi và đứt g y.- Là TTGH nhằm hạn chế sự phát triển vết nứt và tránh hiện tợng đứt g y do xe tảithiết kế. Xe tải thiết kế để tính mõi là một xe tải đơn, có khoảng cách các trục xe cốđịnh.- Trạng thái giới hạn phá hoại giòn phải đợc xét đến nh một số yêu cầu về tínhbền của vật liệu theo Tiêu chuẩn vật liệu.1.4.5 Trạng thái giới hạn đặc biệt.- Là TTGH đảm bảo cầu vẫn tồn tại sau những dới tác dụng của các tải trọng bìnhthờng phát sinh cùng với các tải trọng đặc biệt nh: lực động đất, lực va xô tàuthuyền, tải trọng thi công...- Tải trọng khi tính theo TTGH cờng độ là tải trọng tính toán, tức là có xét đến hệsố vợt tải và hệ số xung kích, các hệ số này đợc quy định cụ thể trong bảng.- Nguyễn Văn Vĩnh -7Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -2 Nội dung tính toán thiết kế.2.1 Trình tự tính toán thiết kế mố trụ.- Quá trình thiết kế kết cấu là một tập hợp các giai đoạn:+ Phân tích các điều kiện thiết kế.+ Sơ bộ đề xuất các giải pháp kết cấu.+ Phân tích kết cấu dới tác dụng của tải trọng.+ Tính duyệt và kiểm toán kết cấu theo các điều kiện giới hạn.+ Xuất kết quả.+ Thực hiện các bản vẽ cấu tạo chi tiết và bản vẽ thi công.2.2 Sơ đồ khối.Bắt đầuPhân tích các điều kiệnthiết kế.Sơ bộ đề xuất các giảipháp kết cấu.KhôngđạtPhân tích kết cấu dớitác dụng của tải trọng.Xác định nội lựcTính toán kiểm tra theocác điều kiện khống chếS [Sgh]ĐạtXuất kết quảKết thúc- Nguyễn Văn Vĩnh -8Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -2.3 Nội dung tính toán thiết kế Mố cầu.Bớc 1: Phân tích các số liệu của bài toán nh: Khổ cầu, quy mô tải trọng, chiềudài nhịp, quy mô mặt cắt ngang cầu và vật liệu chế tạo mố.Bớc 2: Căn cứ vào phơng án cầu cụ thể đ đợc thành lập để xác định các kíchthớc cơ bản của mố.Bớc 3: Tính toán các tải trọng tác dụng lên mố:+ Trọng lợng các bộ phận mố.+ áp lực thẳng đứng từ kết cấu nhịp truyền xuống mố.+ áp lực thẳng đứng do hoạt tải đứng trên bản quá độ.+ áp lực đất tĩnh và áp lực đất do hoạt tải.+ Các tải trọng khác tác dụng lên mố nh: lực ly tâm (chỉ tính với cầu nằmtrên đờng cong bằng), lực h m, lực ma sát gối cầu, áp lực gió, lực thuỷ tĩnh...Bớc 4: Tổng hợp nội lực do tải trọng tác dụng lên từng mặt cắt theo các TTGH.Bớc 5: Tổ hợp tải trọng bất lợi nhất tác dụng lên từng mặt cắt.Bớc 6: Căn cứ vào phơng án cầu cụ thể đ đợc thành lập để xác định các kíchthớc cơ bản của mố, trụ.Bớc 7: Tính toán bố trí cốt thép và kiểm toán khả năng chịu mômen, chịu cắt vàkhả năng chống nứt của từng mặt cắt.Bớc 8: Tính toán bố trí cọc trong bệ móng. Kiểm toán đất nền dới đáy móngtheo điều kiện về cờng độ, khả năng chống lật và chống trợt...Bớc 9: Tính toán các công trình phụ trợ phục vụ cho việc thi công mố.- Tính khối lợng bêtông thi công.- Tính ván khuôn.- Tính vòng vây cọc ván thi công.- Tính chiều dày lớp bêtông bịt đáy...Bớc 10: Hoàn thiện các bản vẽ thiết kế kỹ thuật và thiết kế thi công- Nguyễn Văn Vĩnh -9Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -Phần 2: Thiết kế mố chữ U BTCT1 Số liệu tính toán thiết kế.1.1 Số liệu chung- Quy mô thiết kế: Cầu đợc thiết kế vĩnh cửu.- Tần suất thiết kế: P = 1%.- Quy trình thiết kế: 22TCN 272 05.- Chiều dài nhịp : L = 33 (m).- Điều kiện thông thuyền: Sông thông thuyền cấp V.+ Bề rộng thông thuyền :Btt = 25 (m)+ Tĩnh không thông thuyền : Htt = 3,5 (m)- Khổ cầu : G8 + 2x1,5 + 2x0,5 (m)+ Bê rộng phần xe chạy: Bxe = 8 (m)+ Lề ngời đi bộ: 2x1,5 (m).+ Bề rộng toàn cầu: B = 8 + 2x1,5 + 2x0,5 = 12,00 m.- Tải trọng thiết kế: Hoạt tải tiêu chuẩn HL93.+ Trọng lợng xe tải thiết kế: 32,5T.+ Trọng lợng xe 2 trục thiết kế: 22T.+ Tải trọng làn: 0,948 T/m35 kN24300 mm+ Tải trọng Ngời: 300 (kG/m ).145 kN145 kN4300 mm tới 900mmHình 1: Xe tải thiết kế600 mm Nói chung300mm Mút thừa của mặt cầuLàn thiết kế 3600 mm1.2 vật liệu chế tạo mố.- Bê tông cấu tạo MốTên gọi các đại lợngKí hiệuGiá trịĐơn vịCờng độ chịu nénfc30MPaCờng độ chịu cắt khi uốnRc53kG/cm2Trọng lợng riêng của bê tôngb2.5T/m3Mô đun đàn hồi của bê tôngEb294000kG/cm2- Nguyễn Văn Vĩnh -10Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -1.3 Các hệ số tính toán.- Hệ số tải trọng:+ Tĩnh tải giai đoạn I:+ Tĩnh tải giai đoạn II:+ Hoạt tải và đoàn Ngời:- Hệ số xung kích:ntt1 = 1,25 và 0,9ntt2 = 1,5 và 0,65nht3 = 1,75.1 + IM = 1,25- Hệ số làn: Cầu đợc thiết kế 2 làn nên ta lấy hệ số làn: m = 1,0.1.4 Đất đắp sau mố.- Trọng lợng riêng của đất: = 1,8 T/m3.- Góc nội ma sát của đất: tc = 35o.- Hệ số vợt tải: n = 1,2.1.5 Số liệu về các lớp đất nền.STTLoại đấtHmeBT/mCkG/cm2độR'kG/cm23Lớp 1Sét pha cát8.50.70.41.80.14221.2Lớp 2Cát pha sét7.50.50.21.70.12252.5Lớp 3Cát hạt vừa9.61.70.06382.5Lớp 4Cát hạt thôvô hạn2.10403.3Trong đó:+ H: Chiều dày lớp đất.+ : Trọng lợng riêng lớp đất.+ C: Cờng độ lực dính.+ : Góc nội ma sát của đất.+ R: Cờng độ tiêu chuẩn của đất nền.- Nguyễn Văn Vĩnh -11Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -2 cấu tạo kết cấu nhịp2.1 Quy mô mặt cắt ngang cầu.- Cấu tạo mặt cắt ngang cầu:Hình 2: Mặt cắt ngang cầu.- Bảng các kích thớc cơ bản của mặt cắt ngang cầu:các kích thớcKí hiệuChiều rộng phần xe chạyBxe800cmLề ngời đi bộble300cmChiều rộng lan canblcn100cmChiều cao lan canhlcn45cmChiều rộng gờ chắn bánhbgc0cmChiều cao gờ chắn bánhhgc0cmChiều rộng toàn cầuBcau1200cmGiá trịĐơn vị2.2 Cấu tạo dầm chủ.- Kết cấu nhịp cầu dẫn đợc sử dụng kếtcấu định hình dầm giản đơn L = 33 m vớicác kích thớc thiết kế cơ bản nh sau :- Cấu tạo dầm chủ:Hình 3: Mặt cắt ngang dầm chủ- Nguyễn Văn Vĩnh -12Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -- Bảng các kích thớc thiết kế KCN:các kích thớcKí hiệuGiá trịĐơn vịChiều dài nhịp thiết kếL33mChiều dài nhịp tính toánLtt32.4mChiều cao dầm chủHdc170cmChiều rộng bản cánhBc180cmChiều dày bản cánhhc15cmChiều rộng bản bụngB20cmChiều cao bầu dầmhd26cmChiều rộng bầu dầmbd62cmDiện tích mặt cắt ngang dầm chủFdc6892cm2Số dầm chủndc65dầmKhoảng cách giữa các dầm chủadc220cmChiều dài mối nối dầman40cmDiện tích mặt cắt dầm chủ kể cả mối nốiFdc7487cm2Trọng lợng 1 dầm chủPdc60.00TChiều dày lớp phủ mặt cầuhmc12cmTổng trọng lợng KCNPN300.00TTĩnh tải giai đoạn I tiêu chuẩnDCtc9,091T/mTĩnh tải giai đoạn II tiêu chuẩnDWtc4,418T/m- Tĩnh tải giai đoạn I tiêu chuẩn: DCTC = 9,091 T/m- Tĩnh tải giai đoạn II tiêu chuẩn: DWTC = 4,418 T/m- Tĩnh tải tiêu chuẩn toàn bộ: gTT = 13,51 T/m- Tĩnh tải giai đoạn I tính toán:DCTT = 11,36 T/m- Tĩnh tải giai đoạn II tiêu chuẩn: DWTC = 6,627 T/m- Tĩnh tải tính toán toàn bộ: gTT = 17,99 T/m- Nguyễn Văn Vĩnh -13Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -3 Kích thớc cấu tạo mố.3.1 Nguyên tắc xác định các kích thớc của mố.- Mố gồm 4 bộ phận: tờng đỉnh, thân mố, bệ móng mố và tờng cánh đợc cấu tạobằng BTCT.- Tờng đỉnh: có tác dụng chắn đất cho đầu dầm.+ Chiều dày: = 40 ữ 50cm.+ Chiều cao : htd = Hd + hg + hdkTrong đó :+ htd : Chiều cao tờng đỉnh.+ hg : Chiều cao gối cầu, phụ thuộc vào loại gối ứng với loại kết cấu nhịp.+ hdk : Chiều cao của đá kê gối: hdk 20cm.- Tờng thân:+ Chiều cao tờng thân phụ thuộc vào chiều cao mố :htt = Hmo - htd.+ Chiều dày: tờng thân thờng đợc cấu tạo có chiều dày không đổi >150cm.- Tờng cánh đợc đổ bêtông thẳng góc và liền khối với tờng thân, chiều dày củatờng cánh khoảng 40 ữ 50cm để đảm bảo bố trí các lớp cốt thép chịu lực.Chiều dài tờng cánh đợc xác định theo công thức:Lc = n.H + STrong đó:+ 1: n: Độ dốc của taluy nón mố1 Có gia cố bằng đá xây hoặc bản bêtông: 1: n = 1: 12 Không gia cố (trồng cỏ): 1: n = 1: 1,253 Phần taluy ngập nớc: 1: n = 1: 1,5+ H: Chiều cao mố: H 6m.+ S: Chiều dài phần đuôi tờng cánh ăn sâu vào nền đờng.1 Nếu H 6m thì lấy S 0,65m2 Nếu H >6m thì lấy S 1,0m- Bề rộng của mố thờng đợc lấy bằng bề rộng của cầu, tuy nhiên trong một sốtrờng hợp ta có thể cấu tạo bề rộng của mố bằng với bề rộng phần xe chạy khi đóđờng ngời đi bộ sẽ bố trí trên bản công xon BTCT trên tờng cánh dọc.- Bệ móng mố có thể đặt trực tiếp trên nền thiên nhiên nếu lớp đất tốt nằm ở độ sâu 3m. Trong trờng hợp lớp đất tốt nằm sâu >3m thì ta có thể đặt bệ móng trên kếtcấu móng cọc đóng, cọc khoan nhồi hoặc móng giếng chìm.- Nguyễn Văn Vĩnh -14Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -- Trong mố chữ U BTCT thờng có cấu tạo bản quá độ đợc đổ bêtông tại chỗ hoặcBản quá độlắp ghép, đặt với độ dốc i =Chốt thép16 - 24Dầm kê10%10% ữ 15% về phía nềnGờ kêđờng. Một đầu bản kê lên gờĐá dăm đệmTờng đỉnhkê tại tờng đỉnh mố và mộtđầu đợc kê trên dầm kê tạinền đờng sau mố.Hình 4: Cấu tạo bản quá độTác dụng của bản quá độ:+ Bản quá độ đợc bố trí nhằm tăng dần độ cứng từ đờng vào cầu do đó đảmbảo êm thuận cho xe chạy.+ Khi có hoạt tải trên bản, áp lực của bản sẽ truyền xuống 2 gối tự do nh mộtdầm giản đơn. Phần đất dới đáy bản do lún và yếu nên coi nh không dínhvào đáy bản. Do đó việc cấu tạo và bố trí bản quá độ hợp lý không những làmgiảm mà còn có thể triệt tiêu hoàn toàn áp lực đất do hoạt tải tác dụng lêntờng mố.Kích thớc của bản quá độ :+ Bqd: Bề rộng bản quá độ theo phơng ngang cầu, phụ thuộc vào bề rộng củalòng mố, thờng Bqd = 10 ữ 12m.+ Lqd: Chiều dài bản quá độ, Lqd = 2 ữ 6m.+ qd: Chiều dày bản quá độ, qd= 16 ữ 25 cm3.2 Xác định các kích thớc cơ bản của mố- Căn cứ vào phơng án cầu, điều kiện địa chất kỹ thuật tại vị trí đặt mố ta chọn mốchữ U BTCT với các kích thớc nh hình vẽ.1:1Hình 5: Cấu tạo mố UBTCT- Nguyễn Văn Vĩnh -15Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -- Bảng các kích thớc cấu tạo mố.các kích thớcKí hiệuSố làn xếp tảinlChiều cao mốGiá trịĐơn vị2lànHmo650cmChiều rộng mốBmo1200cmGóc nghiêng taluy nón mố1:nLoại gốiGối1:1Cao su+ Hệ số ma sát gối với bê tôngf0.3+ Bố trí gối cố định hay di động trên mố?Gối+ Chiều cao gốihgo5.6cm+ Bề rộng gối cầubg31cm+ Chiều dài gốiLg46cm+ Khoảng cách giữa các gối cầuag250cm+ Chiều cao đá kê gốihdk20cm+ Chiều cao toàn bộ gốihg25.6cm+ Bề rộng đá kê gốibdk100cm+ Chiều dài đá kê gốiLdk100cmChiều cao tờng đỉnhhtd190.6cmBề dầy tờng đỉnhtd50cmChiều cao tờng thânhtt459.4cmBề dầy tờng thântt170cm+ Phần tờng cánh ngậm vào nền đờngS100cm+ Chiều dài tờng cánhLtc550cm+ Chiều cao đuôi tờng cánhh1c150cm+ Chiều dài tiết diện chân tờng cánhlc170cm+ Bề rộng vát tờng cánhbvc380cm+ Chiều cao vát tờng cánhH2c356cm+ Bề dầy tờng cánhtc50cmkc50cm+ Chiều dài bản quá độlqd400cm+ Chiều dày bản quá độqd20cmCố địnhKích thớc đá kê gốiKích thớc cấu tạo tờng cánhKhoảng cách từ mép mố đến mép móngKích thớc cấu tạo bản quá độ- Nguyễn Văn Vĩnh -16Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -+ Chiều rộng bản quá độbqd1000cm+ Chiều dài gờ kê bản quá độlgk1000cm+ Chiều rộng gờ kê bản quá độbgk30cm+ Chiều cao gờ kê bản quá độhgk130cm+ Chiều cao gờ kê bản quá độhgk260cm+ Chiều cao bệ mónghm200cm+ Chiều dài bệ móngLm440cm+ Bề rộng bê móngBm1300cmKích thớc gờ kê bản quá độKích thớc cấu tạo bệ móng mố- Nguyễn Văn Vĩnh -17Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -4 Xác định tải trọng tác dụng lên mố.4.1 Các tải trọng tác dụng lên mố.- Mố ở trên mực nớc thông thuyền và hầu nh không ngập nớc nên không tính tảitrọng va xô tầu bè. Đất đắp sau mố sử dụng đất tốt có = 1.8 T/m3, = 350 vàđợc đầm chặt với độ chặt k = 0,95 ữ 0,98.- Các tải trọng tác dụng lên mố gồm:STTTải trọng tác dụng12345Trọng lợng bản thân mốPhản lực thẳng đứng do trọng lợng KCNPhản lực thẳng đứng do hoạt tải đứng trên KCNPhản lực truyền xuống từ bản quá độ678Lực h m dọc cầu.Ma sát gối cầu.áp lực đất tĩnh và áp lực đất do hoạt tải.áp lực gió.4.2 Các mặt cắt kiểm toán.IV- Mặt cắt I-I: Mặt cắt đáy bệ móng mố- Mặt cắt II-II: Mặt cắt chân tờng đỉnh- Mặt cắt III-III: Mặt cắt chân tờng thân- Mặt cắt IV-IV: Mặt cắt chân tờng cánhHình 6: Các mặt cắt kiểm toán mốIIIIIIIIIIIVII- Để đơn giản và thuận tiện trong tính toán gần đúng thì tờng cánh mố đợc chiathành 3 phần nh hình vẽ:+ Phần 1: Có tiết diện hình chữ nhật, đợc tính2toán theo sơ đồ bản ngàm 2 cạnh. Tuy nhiên để đơn3giản có thể tính theo sơ đồ bản ngàm 1 cạnh.1+ Phần 2: Có tiết diện hình chữ nhật, đợc tínhtheo sơ đồ bản ngàm 1 cạnh.+ Phần 3: Có tiết diện hình tam giác, tuy nhiêntrong tính toán ta có thể tính đổi về tiết diện hìnhchữ nhật nh hình vẽ và đợc tính toán theo sơ đồbản ngàm 1 cạnh.Hình 7: Chia tờng cánh- Nguyễn Văn Vĩnh -18Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -4.3 Xác định trọng lợng các bộ phận mố.- Công thức tính trọng lợng các bộ phận mố:G = V. Trong đó:+ V: Thể tích của bộ phận mố trụ.+ : Trọng lợng riêng của bêtông, = 2,2 ữ 2,5 T/m3.+ Đối với bộ phận mố trụ nằm dới nớc (kể cả mực nớc ngầm) khi tính toánta phải xét thêm cả áp lực thuỷ tĩnh. Khi đó ta có trọng lợng riêng của bêtông là: = - 1 T/m3.+ Đối với mố trụ đặt trong đất cát, á sét hoặc phù xa thì áp lực thuỷ tĩnh phảitính trong mọi trờng hợp cho dù ảnh hởng của có là nhỏ hay lớn.- Công thức tính trọng lợng đất đắp trong lòng mố:G = V. đTrong đó:+ V: Thể tích của khối đất đắp trong lòng mố.+ : Trọng lợng riêng của đất đắp, đ = 1,8 T/m3.- Đối với phần đất đắp nằm dới mực nớc thì phải xét đến áp lực đẩy nối củanớc. Khi đó trọng lợng riêng của đất đợc tính theo công thức: d' =1( o )1+ Trong đó:+ : Hệ số độ rỗng của đất.+ : Trọng lợng riêng khô của đất đắp, đ = 2,7 T/m3.+ : Trọng lợng của nớc, o = 1,0 T/m3.- Nguyễn Văn Vĩnh -19Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -- Bảng kết quả tính toán trọng lợng các bộ phận mố:GtcTên cácTbộ phậnMặt cắt I - IMặt cắt II - IIe1mM1T.me2mM2T.mMặt cắt III - IIIe3mM3T.mMặt cắt IV - IVe4mM4T.mTờng thân234.20.85199.10.000.000.000.000.000.00Tờng đỉnh28.590.257.15-0.60-17.10.000.000.000.00+ Khối 127.63-0.85-23.40.000.000.000.000.000.00+ Khối 216.91-3.60-60.80.000.000.000.002.7546.50+ Khối 314.25-3.60-51.30.000.000.000.002.7539.19+ Tổng58.79Bệ móng mố286.00.000.000.000.000.000.000.000.00Bản quá độ20.00-0.15-3.00-1.00-20.0-0.4-8.000.000.00Gờ kê BQĐ1.35-0.15-0.20-1.00-1.35-0.4-0.540.000.00+ Khối 1283.1-1.10-311.40.000.000.000.000.000.00+ Khối 2116.3-3.85-447.70.000.000.000.000.000.00+ Khối 398.01-3.85-377.30.000.000.000.000.000.00+ Tổng497.4Tờng cánh-135.60.000.0085.69Đất đắp- Nguyễn Văn Vĩnh --11360.00200.000.00Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -4.4 Xác định áp lực thẳng đứng từ kết cấu nhịp.- Chiều dài nhịp tính toán : L = 33 m- Vẽ đờng ảnh hởng phản lực gối:TT11 11Xếp xe 2 trục thiết kế14,5T14,5T3,5TXếp xe tải thiết kế1Hình 8: Tung độ ĐAH phản lực gối và sơ đồ xếp tải+ Diện tích ĐAH dơng: S+ = 16,2+ Diện tích ĐAH âm: S- = 0+ Tổng diện tích ĐAH : S = 16,2- Xếp tải trọng bất lợi lên ĐAH:+ Nội lực do hoạt tải đợc lấy với hiệu ứng lớn nhất trong số các hiệu ứng sau:1 - Hiệu ứng 1: Xe tải thiết kế (với cự ly trục sau thay đổi từ 4,3 đến 9 m)tổ hợp với tải trọng làn và tải trọng Ngời.2 - Hiệu ứng của 1 xe 2 trục tổ hợp với tải trọng làn và tải trọng Ngời.+ Tung độ ĐAH khi xếp xe tảiP (T)14.514.53.5x (m)04,38,6Y1.000.870.73Pi.Yi29.65+ Tung độ ĐAH khi xếp xe 2 trụcP (T)1111Pi.YiY1.000.9621.59+ Phản lực do hoạt tải gây ra đợc tính cho trờng hợp xếp xe trên cả 2 làn.- Tĩnh tải kết cấu nhịp đợc tính cho toàn bộ cầu:- Nguyễn Văn Vĩnh -21Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -- Bảng tính toán áp lực từ KCN truyền xuống mốGiá trịKíhiệucác đại lợngTCĐơnvịTTáp lực thẳng đứng do tải trọng lànPlan15.3626.88Táp lực thẳng đứng do tải trọng NgờiPNg9.7217.01Táp lực thẳng đứng do xe tảiPXT29.6564.85Táp lực thẳng đứng do xe 2 trụcTổng hợp áp lực do hoạt tảiP2T21.5947.23TP1109.45217.48TP293.34182.24TPht109.45217.48TPttI147.27291.45TIItt71.57107.36T+ Tổ hợp 1 : Xe tải + Làn + Ngời+ Tổ hợp 2 : Xe 2 trục + Làn + Ngời+ Phản lực lớn nhất do hoạt tải trên KCN(xếp trên 2 làn)áp lực do tĩnh tải+ áp lực thẳng đứng do tĩnh tải giai đoạn I+ áp lực thẳng đứng do tĩnh tải giai đoạn IIPTổng áp lực do tĩnh tải và hoạt tải trên KCNPN328.29616.28TCánh tay đòn với mặt cắt IIe111mCánh tay đòn với mặt cắt IIIIe20.150.15mCánh tay đòn với mặt cắt IIIIIIe300mCánh tay đòn với mặt cắt IVIVe400m4.5 Xác định áp lực thẳng đứng do hoạt tải trên bản quá độ.- Chiều dài bản quá độ : Lqd = 4,0 (m)- Bề rộng bản quá độ : Bqd = 11 (m)- Vẽ ĐAH phản lực gối trên bản quá độtại vị trí vai kê+ Diện tích ĐAH dơng : S+ = 2+ Diện tích ĐAH âm : S- = 0+ Tổng diện tích ĐAH : S = 2TT11 11Xếp xe 2 trục thiết kế14,5T14,5T3,5TXếp xe tải thiết kếHình 9: ĐAH phản lực bản quá độ1- Xếp xe tải và xe 2 trục thiết kế lên ĐAH phản lực gối ta có+ Tung độ ĐAH khi xếp xe tảiP (T)14.514.53.5Pi.YiY0.001.000.0014.50- Nguyễn Văn Vĩnh -22Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -+ Tung độ ĐAH khi xếp xe 2 trụcP (T)1111Pi.YiY0.70118.70- Bảng tính toán áp lực truyền lên vai kê khi hoạt tải trên bản quá độKíhiệuTên gọi các đại lợngGiá trịTCĐơnvịTTáp lực thẳng đứng do tải trọng lànPlan1.903.32Táp lực thẳng đứng do tải trọng NgờiPNg1.202.10Táp lực thẳng đứng do xe tảiPXT14.5031.72Táp lực thẳng đứng do xe 2 trụcTổng hợp áp lực do hoạt tảiP118.7040.91TP235.1974.27T+ Tổ hợp 1 : Xe tải + Làn + Ngời+ Tổ hợp 2 : Xe 2 trục + Làn + Ngời+ Phản lực lớn nhất do hoạt tải trên KCN(xếp trên 2 làn)Pht43.5992.65TPQD43.5992.65TCánh tay đòn với mặt cắt I -Ie1-0.15-0.15mCánh tay đòn với mặt cắt II -IIe2-1-1mCánh tay đòn với mặt cắt III -IIIe3-0.4-0.4mCánh tay đòn với mặt cắt IV -IVe400m4.6 Xác định áp lực đất tác dụng lên mố.4.6.1 áp lực đất tĩnh EH.- áp lực đất ngang của đất đắp tác dụng lên tờng mố tính theo công thức:EH = .H 22.K .B (KN/m)Trong đó:+ EH: Hợp lực của áp lực đất tĩnh.+ : Trọng lợng riêng của đất đắp (KN/m3)+ H: Chiều cao tờng chắn (m)+ K: Hệ số áp lực đất1 Tờng trọng lực: K = Ko.2 Tờng công xon: K = Ka.- Vị trí đặt hợp lực tại 0,4H tính từ đáy móng.- Nguyễn Văn Vĩnh -23MEHHình 10: áp lực đất tĩnhBộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -4.6.2 áp lực đất ngang do hoạt tải sau mố EL- Khi hoạt tải đứng sau mố trong phạm vi bằng chiều cao tờng chắn, tác dụngcủa hoạt tải có thể thay bằng lớp đất tơng đơng có chiều cao là heq, tra bảng.Bảng : Chiều cao lơp đất tơng đơngChiều cao tờng H (mm)heq (mm) 15001700300012006000760 9000610Ghi chú:+ Đối với các tờng chắn có chiều cao trung gian heq đợc xác định bằngnội suy tuyến tính.+ Các giá trị trong bảng đối với heq đợc xác định từ tính toán lực ngangđối với tờng do sự phân bố áp lực hoạt tải xe thiết kế. Sự phân bố áp lựclà kết qủa giải bài toán không gian đàn hồi với hệ số Poatxon bằng 0,5.- áp lực đất ngang do hoạt tải sau mố đợc tính theo công thức:LS = K .heq . .H .BTrong đó:+ LS: Hợp lực của áp lực đất tĩnh.+ : Trọng lợng riêng của đất đắp (KN/m3)+ H: Chiều cao tờng chắn (m).+ heq: Chiều cao lớp đất tơng đơng.+ K: Hệ số áp lực đất1 Tờng trọng lực: K = Ko.2 Tờng công xon: K = Ka.- Vị trí đặt hợp lực tại 0,5H tính từ đáy móng.- Nguyễn Văn Vĩnh -LSMHình 11: áp lực đất do hoạt tải24Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVTBài giảng Mố trụ cầu- HD TKMH Mố trụ cầu -4.6.3 Tính hệ số áp lực đất- Hệ số áp lực đất tĩnh KOK O = 1 sin - Hệ số áp lực đất chủ động KaKa =sin 2 ( + )r . sin 2 . sin( )sin( + ).sin( ) r = 1 +sin( ).sin( + ) 2Trong đó :+ : Góc ma sát giữa đất đắp và tờng: = 24o+ : Góc giữa phơng đất đắp với phơng ngang: = 2o+ : Gócgiữa phơng đất đắp với phơng thẳng đứng: = 90o+ : Góc nội ma sát của đất đắp : = 35o+ min : Góc nội ma sát của đất đắp nhỏ nhất: = 30o+ max : Góc nội ma sát của đất đắp lớn nhất: = 40o- Bảng kết quả tính hệ số áp lực đất:Các đại lợngKí hiệuGiá trịĐơn vịGóc ma sát giữa đất và tờng24độGóc giữa mặt đất với phơng ngang0độGóc giữa lng tờng với phơng ngang90độGóc ma sát có hiệu của đất đắp+ Hệ số1độr1353.005Ka10.2442r2302.774Ka20.2963r3403.223Ka30.199+ Hệ số áp lực đất chủ động (=35 độ)Góc ma sát nhỏ nhất+ Hệ số+ Hệ số áp lực đất chủ động (=30 độ)Góc ma sát lớn nhất+ Hệ số+ Hệ số áp lực đất chủ động (=40 độ)- Nguyễn Văn Vĩnh -25độđộBộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT

Tài liệu liên quan

HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ MỐ CHỮ U THEO 22TCN272-05
- 69
- 9
- 34
Hướng dẫn thiết kế mô hình học 3D ppt
- 51
- 642
- 0
AutoCad Inventor - Hướng dẫn thiết kế mô hình hình học 3D docx
- 51
- 1
- 9
Ứng dụng phương pháp giàn ảo thiết kế mố trụ cầu
- 47
- 1
- 4
Hướng dẫn thiết kế mô hình kiến trúc 3D tĩnh và động Autodesk VIZ 2007 tập 1
- 479
- 1
- 0
Hướng dẫn thiết kế mô hình kiến trúc 3D tĩnh và động Autodesk VIZ 2007. Tập 2
- 384
- 1
- 0
HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ LẮP ĐẶT ĐIỆN THEO TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ IEC
- 762
- 7
- 39
hướng dẫn thiết kế mô hình 3d bằng autocad
- 86
- 1
- 0
Bài tập lớn thiết kế mố trụ cầu
- 35
- 1
- 17
Bài thiết kế mố trụ cầu
- 43
- 3
- 11