Đồ án Thiết kế sông Tiên - Cầu dầm I căng sau 5x30.8 m

PHAÀN II: THIEÁT KEÁ KYÕ THUAÄT. Chöông 1: TOÅNG QUAN VEÀ CAÀU DAÀM BEÂ TOÂNG I. BOÁ TRÍ CHUNG : 1. Keát caáu nhòp : Goàm 5 nhòp daàm beâ toâng coát theùp döï öùng löïc + Chieàu daøi moãi nhòp : Ltt = 30m , Ldaàm = 30.8m. + Beà roäng xe chạy : BX = 2 x 7.00 = 14.00 m + Beà roäng lề bộ hành : Bb = 2 x 2.25 = 4.50 m + Beà roäng lan can : BL = 2 x 0.30 + 2x0.45 = 1.50 m + Beà roäng khe hôõ : Bh = 0.5 m + Toång beà roäng caàu : B = 20.50 m + Khoaûng caùch giöõa caùc daàm : S = 2.00 m + Soá daàm trong 1 nhòp : n = 10 daàm + Khoaûng caùch giöõa caùc daàm ngang l = 7.50 m Hình 1 : Kích thöôùc keát caáu nhòp 2. Daàm chính : Daïng maët caét : chöõ I Chieàu daøi tính toaùn : Ltt = 30000 mm Khoaûng caùch töø ñaàu daàm ñeán tim goái : a = 400 mm Chieàu daøi toaøn daàm L = 30800 mm Hình 1 : Kích thöôùc maët caét ngang daàm chính 3. Daàm ngang : Khoaûng caùch giöõa caùc daàm ngang : d = 7500 mm Chieàu daøi daàm ngang : Ln = 1800 mm Chieàu cao daàm ngang : Hn = 1400 mm 4. Baûn maët caàu : Lôùp beâ toâng nhöïa : h = 50 mm ,= 2250 KG/m3 Lôùp phoøng nöôùc RC#7 : h = 5 mm , Chieàu daøy baûn beâ toâng: ts = 200 mm, = 2500 KG/m3 Chöông 2: TÍNH TOAÙN LAN CAN I. CAÁU TAÏO VAØ VAÄT LIEÄU : 1. Caáu taïo chung : Beà roäng leà boä haønh : bbh = 2250 mm Chieàu daøy baûn leà boä haønh : hbh = 100 mm Chieàu cao gôø ñôõ leà boä haønh : hg = 205 mm Beà roäng gôø ñôõ leà boä haønh : bg = 250 mm Chieàu cao lan can tính töø baûn maët caàu : hlc = 1360 mm Khoaûng caùch giöõa caùc truï lan can llc = 3050 mm Ñöôøng kính oáng theùp : D/d = 92/84 mm Thanh choáng lan can : bxhxt=91x500x6 mm Baûn theùp laøm truï lan can daøy : t = 10 mm Caùc kích thöôùc coøn laïi chuù thích trong hình veõ keøm theo. 2. Vaät lieäu : Beâ toâng lan can , baûn maët caàu : Caáp 30 ( f’c = 30 MPa ) Thép làm lan can là thép CT3: II . KIEÅM TOAÙN : Choïn caáp lan can caáp L3 Theo tieâu chuaån 22 TCN 272 – 05. ñieàu 13.7.3.3.1 Löïc ngang Ft = 240 KN Löïc doïc FN = 80 KN Löïc thaúng ñöùng höôùng xuoáng döôùi Fv = 80 KN LL = Lt = 1070 mm Lv = 5500 mm Trong caùc löïc ñoù Ft , Fv ,FL thì 2 löïc theo doïc caàu vaø theo phöông ñöùng ít gaây aûnh höôûng cho lan can. Neân chæ xeùt thaønh phaàn löïc ngang Ft phaân boá ñeàu treân chieàu daøi Lt Hình : Boá trí chung heä tay vòn 1. Kieåm toaùn thanh lan can : Thép làm lan can là thép CT3: + Tónh taûi : Troïng löôïng baûn thaân thanh lan can : DC1 = Trong ñoù : DC1 = 7.85x10-51206 = 0.0946 N/mm Troïng löôïng cuûa thanh ñöùng (thanh treân chòu1/2 thanh döôùi chòu1/2) DC2 = Toång tónh taûi taùc duïng leân 1 thanh lan can : DC = 0.73 + 0.0946 = 0.824 N/mm + Hoaït taûi: Theo 22 TCN272-05 hoaït taûi Taûi troïng phaân boá ñeàu: W = 0.37 N/mm Löïc taäp trung : P = 890 N Moâmen lôùn nhaát taïi giöõa nhòp (löïc ñöùng) Theo TTGH cuöôøng ñoä I Moâmen lôùn nhaát taïi giöõa nhòp (löïc taùc duïng theo phöông ngang) Do thanh chòu löïc phöùc taïp neân ta coù: Tính Mn: Kieåm tra : thoaû maõn. 2. Kieåm toaùn coät lan can : + Taûi troïng thaúng ñöùng : + Taûi troïng theo phöông ngang Do löïc taäp trung : P = 890 N Do löïc phaân boá : Toång löïc ngang : Pn = P+wl = 1963 N Hình : Taûi troïng vaø ñaët tröng hình hoïc cuûa truï lan can Sơ đồ tính trụ lan can là một dầm consol, ngàm tại phần bê tông đỡ lan can Tải trọng tác dụng lên trụ lan can Trọng lượng bản thân trụ Tải trọng do thanh lan can tác dụng xuống Vậy tải trọng thẳng đứng tính toán Nội lực: +Mômen tại tiết diện chân trụ +Mômen chống uốn tại tiết diện chân trụ I Kieãm tra : =>Thoûa maûn Tính toaùn bu loâng lieân keát lan can vaøo beâ toâng cuûa leà boä haønh : choïn loaïi bu loâng theùp caùcbon coù cöôøng ñoä chòu keùo fub= 830 MPa, Choïn 4 bu loâng ñöôøng kính 16mm ( Ab = 200 mm2 ) Khoaûng caùch giöõa caùc bu loâng : a= 190 mm Löïc keùo trong moät buloâng xa nhaát : Löïc caét taùc duïng leân 1 bu loâng : Söùc khaùng caét cuûa buloâng : Vôùi : Ns = 1 soá maët phaúng caét. Kieåm tra : Keát luaän : thoûa . 3. Tính toaùn leà boä haønh : Lề bộ hành rộng b=2250mm Bề dày bản lề bộ hành hl=100mm Dùng thép AII c ó Cắt bề rộng lề 1m để tính toán 3.1. Tính cốt thép trong bản: Tải tác dụng +Tĩnh tải: tải trọng bản thân + Hoạt tải: người đi Nội lực Bố trí cốt thép : Chọn , 1m có 3.2. Kiểm tra nứt bản lề bộ hành Kieåm tra : Keát luaän : thoûa 4. Đá vĩa keâ leà boä haønh : 4.1. Khaû naêng chòu löïc cuûa ñaù vóa : Chọn thép doïc là thép AII : 4, Xét trên chiều cao H=205 mm vaø xem tieát dieän laøm vieäc nhö coát ñôn Vôùi 2 Chọn thép ñai là thép AII , , Xét cho một đơn vị 1m chiều dài : 4.2. Kiểm tra va xe vào đá vĩa: Lực va ngang cầu của xe: Cầu được thiết kế cho đường 2 làn xe với hỗn hợp xe tải Tương ứng với mức thiết kế lan can thuộc mức L3 Theo tiêu chuẩn (22TCN-272-01) + Trường hợp va giữa nhịp: Chiều dài xuất hiện cơ cấu chảy: Ta có sức kháng danh định cuûa boù vóa theo chiều ngang Vậy thoả mãn yêu cầu. + Trường hợp va đầu tường: Ta có sức kháng danh định cuûa boù vóa theo chiều ngang Vậy thoả mãn yêu cầu. 4.3. Kiểm tra sự trượt của gờ chắn: Söùc khaùng caét danh ñònh Rw phaûi truyeàn qua moái noái bôûi ma saùt caét Giaû thieát Rw phaùt trieån theo goùc nghieâng theo tyû leä 1 : 1 baét ñaàu töø Lc. löïc caét taùc duïng chaân töôøng do va xe khi ñoù VcT trôû thaønh löïc keùo T Lực cắt do xe va vào đá vĩa: Trường hợp va giữa nhịp: Trường hợp va đầu tường: Söùc khaùng danh ñònh Khoâng quaù 0,2x hoaëc 5,5.Acv Acv: Dieän tích tieáp xuùc chòu caét Acv = 250.1 = 250 mm2/mm Avf : dieän tích coát neo chòu caét (ta choïn ) Ta ñöôïc Avf =0.678 mm2/mm Pc : löïc neùn do tónh taõi Pc = Pb = 250x205x1x2.5x105 + 100x1x1050x2.5x105 = 4.2N/mm c: heä soù dính keát Theo 22 TCN 272 – 05(ñieàu 5.8.4.2), c = 0.7 MPa : heä soá ma saùt Theo 22 TCN 272 – 05(ñieàu 5.8.4.2) = 1.0 Söùc khaùng danh ñònh : /mm => thoûa Dieän tích maët caét ngang Avf cuûa coát theùp thoûa ñieàu kieän sau : = 0.678 mm2 Ñaït 5. Lan can daïng töôøng phoøng hoä : 5.1. Khaû naêng chòu löïc cuûa töôøng phoøng hoä : * Chọn thép doïc là thép AII : 8, Xét trên chiều cao H=750 mm vaø beà roäng trung bình laø 290 mm, xem tieát dieän laøm vieäc nhö coát ñôn Vôùi 4 * Chọn thép ñai là thép AII , , Xét cho một đơn vị 1mm chiều dài : 5.2. Kiểm tra va xe vào töôøng phoøng hoä : Lực va ngang cầu của xe: Cầu được thiết kế cho đường 2 làn xe với hỗn hợp xe tải Tương ứng với mức thiết kế lan can thuộc mức L3 Theo tiêu chuẩn (22TCN-272-01) + Trường hợp va giữa nhịp: Chiều dài xuất hiện cơ cấu chảy: Ta có sức kháng danh định của töôøng phoøng hoä theo chiều ngang Vậy thoả mãn yêu cầu. + Trường hợp va đầu tường: Ta có sức kháng danh định của töôøng phoøng hoä theo chiều ngang Vậy thoả mãn yêu cầu. 5.3. Kiểm tra sự trượt của gờ chắn: Söùc khaùng caét danh ñònh Rw phaûi truyeàn qua moái noái bôûi ma saùt caét Giaû thieát Rw phaùt trieån theo goùc nghieâng theo tyû leä 1 : 1 baét ñaàu töø Lc. löïc caét taùc duïng chaân töôøng do va xe khi ñoù VcT trôû thaønh löïc keùo T Lực cắt do xe va vào đá vĩa: Trường hợp va giữa nhịp: Trường hợp va đầu tường: Söùc khaùng danh ñònh Khoâng quaù 0,2x hoaëc 5,5.Acv Acv: Dieän tích tieáp xuùc chòu caét Acv = 450.1 = 450 mm2/mm Avf : dieän tích coát neo chòu caét (ta choïn ) Ta ñöôïc Avf =0.678 mm2/mm Pc : löïc neùn do tónh taõi Pc = Pb = (217733)x1x2.5x105 = 5.44N/mm c: heä soù dính keát Theo 22 TCN 272 – 05(ñieàu 5.8.4.2), c = 0.7 MPa : heä soá ma saùt Theo 22 TCN 272 – 05(ñieàu 5.8.4.2) = 1.0 Söùc khaùng danh ñònh : /mm => thoûa Dieän tích maët caét ngang Avf cuûa coát theùp thoûa ñieàu kieän sau : = 0.678 mm2/mm Ñaït Tính chieàu daøi ñoaïn neo theùp Theo 22 TCN 272 -05 Ñieàu 5.11.1.2.1 Nhöng khoâng nhoû hôn : Vaø 300 mm choïn chieàu daøi ñoaïn neo laø 300 mm