Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu 1 - Chương IX: Một số vấn đề khác

Nội dung text: Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu 1 - Chương IX: Một số vấn đề khác

1. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/14/2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Bộ môn Cầu và Công trình ngầm Website: Website: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG CẦU BTCT 1 TS. NGUYỄN NGỌC TUYỂN Website môn học: Link dự phòng: ‐in‐ vietnamese/cau‐btct‐1 Hà Nội, 1‐2014 CHƯƠNG IX Mộtsố vấn đề khác 682 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 1
2. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/14/2014 9.1. Tính bảnmặtcầuchodầmhộp đơn – Vớicáccầudầm I hoặcT thông thường bảnmặtcầucónhịp làm việc vuông góc vớihướng xe chạy và nói chung chiềudài nhịpbảnS 4600mm và cánh hẫng Lh > 1800mm. Lh S Lh hb hh h 683 Tính bảnmặtcầuchodầmhộp đơn (t.theo) – Như vậy, bảnmặtcầuchodầmhộp đơncóthểđượctínhgần đúng sử dụng phương pháp dảibảnngang. Tuy nhiên, do nhịp bản> 4600mm và nhịpbảnhẫng > 1800mm nên khi tính hoạt tảiphảikểđến “tảitrọng làn thiếtkế”. – Sơđồtính củabảngồmphầnbảnhẫng và phầnbảnngàm2 cạnh như hình vẽ. SƠ ĐỒ MẶT CẮT NGANG SƠ ĐỒ TÍNH Lh S Lh hb hh Lh S Lh h Bảnhẫng Bảnhẫng Bảnngàm 2 cạnh 684 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 2
3. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/14/2014 Tính bảnmặtcầuchodầmhộp đơn (t.theo) A. Tính nộilựcchobảnhẫng (bảnmútthừa) Nộilực đượctínhchomột đơnvị chiềurộng làm việccủabản. – (1). Nộilựcdo tĩnh tải: Pb WDW Mô men Ws Lựccắt MPLbblc VPlb b LDW 2 Llc Lh MW L VWLssh ss2 h 2 LDW MWDW DW VWL 2 DWDWDW 685 Tính bảnmặtcầuchodầmhộp đơn (t.theo) LqL – (2). Nộilựcdo hoạttải: Lo 1800 Mô men Lựccắt W W LL WW12 2 11 MW qL = 3.1 kN/m VW W Sw12 Sw W Bc 300 LW2 Sw12 Sw LW1 MqLL Lh qL L o qL VqLqL L o trong đó: Lo = chiềudàicótảitrọng phân bố làn; Sw1 = chiềurộng làm việccủabảnvớilựcW1 (mm) (Sw1 = 1440 + 0.833xLw1) Sw2 = chiềurộng làm việccủabảnvớilựcW2 (mm) 686 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 3
4. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/14/2014 Tính bảnmặtcầuchodầmhộp đơn (t.theo) B. Tính nộilựcchobảnngàm2 cạnh – Trướctiêncầntínhnộilựctrongdầm đơngiảncónhịptính toán L bằng chiềudàinhịpbản(L = S) – Mô men trong bảnngàmbằng mô men giữanhịp đơngiản nhân vớihệ số ngàm để kểđếntínhchấtngàm • Hệ số ngàm mộtcáchgần đúng lấytheotương quan độ cứng giữabảnmặtcầuvàsườn đỡ bản. – Lựccắttrongbảnngàmlấynhư trong nhịpdầmgiản đơn tương ứng 687 Tính bảnmặtcầuchodầmhộp đơn (t.theo) – (1). Nộilựcdo tĩnh WDW Ws tảitrongdầm đơn giảntương ứng: L dah M L • Có thể tính nội 4 lực dùng đ.a.h hoặccôngthức dah V trong cơ kếtcấu 1 2 o L o L MW VWss ss8 2 2 L o L o MW VWDW DW DW DW 8 2 688 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 4
5. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/14/2014 Tính bảnmặtcầuchodầmhộp đơn (t.theo) 1800 1200 1800 – (2). Nộilựcdo W WW W q = 3.1 kN/m2 hoạttảitrong L dah M dầm đơngiản y4 y1 y3 y = L tương ứng: 2 4 L/2 1800 1200 1800 W WW W 2 q L = 3.1 kN/m dah V v v v y4 v y2 y3 y1 = 1 o VWyyyyoVVVV MW Wy 1234 y y y W 1234 o oV MqqL L L VqqL L L 689 Tính bảnmặtcầuchodầmhộp đơn (t.theo) – Mô men trong bảnngàmđượctínhnhư sau: Mô men ở mặtcắtngàm Mômen dương ở giữanhịp ng o gi o MkMWs ng Ws MkMWs gi Ws ng o gi o MkMDW ng DW MkMDW gi DW M o M o Mkng W Mkgi W WngSw WgiSw ng o gi o MkMqL ng qL MkMqL gi qL trong đó: kng và kgi là các hệ số kểđếntínhngàmcủadầm • Nếuhb/h ≤ ¼ thì kng = 0.7 và kgi = 0.5 • hb = chiều cao trung bình bảnmặtcầu; • h = chiềucaodầm đỡ bản(= chiềucaosườndầmhộp). 690 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 5
6. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/14/2014 Tính bảnmặtcầuchodầmhộp đơn (t.theo) – Lựccắtlớnnhấttrongbảntạivị trí ngàm (đượctínhgiống như lựccắttrongdầm đơngiản có cùng chiềudàinhịp): ng o VVWs Ws ng o VVDW DW V o V ng W W Sw ng o VVqL qL 691 Tính bảnmặtcầuchodầmhộp đơn (t.theo) C. Tổ hợpnộilựctrongbảntheocácTTGH – Nộilựctạingàmhẫng MMMMMM    1.25 u_ h DC b s DW DW LL W qL VVVVVV    1.25 u_ h DC b s DW DW LL W qL – Nộilựctạingàmtrong MMMMM  ng  ng  1.25 ng ng ung_WWW DC s DW D LL qL VVVVV  ng  ng  1.25 ng ng ung_WWW DC s DWD LL qL – Nộilựctạigiữanhịp MMMMM  gi  gi  1.25 gi gi ugi_WW DC s DW D LL W qL 692 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 6
7. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/14/2014 Tổng kết cách tính nộilựctrongbảnmặtcầu • Đốivớibảnmặtcầukêhoặcngàm2 cạnh có nhịplàLs – Bảncóphương làm việcthẳng góc vớihướng xe chạy • NếuLs dùng phương pháp dảibảnngang; hoạttảichỉ xét các trụcxe(truck hoặc tandem) không xét tảitrọng làn thiếtkế. • NếuLs > 4600 mm => dùng phương pháp dảibảnngang; hoạttảixét đồng thờicáctrụcxe(truck hoặc tandem) và tảitrọng làn thiếtkế. – Bảncóphương làm việcsong song vớihướng xe chạy • NếuLs dùng phương pháp dảibảndọc; hoạttảichỉ xét các trụcxe(truck hoặc tandem) không xét tảitrọng làn thiếtkế. • NếuLs > 4600 mm => áp dụng cách tính nhưđốivớicầubản. • Đốivớibảnmặtcầukêhoặcngàm4 cạnh • Tính theo lý thuyếtbảnkê4 cạnh 693 9.2. Neo và cáp dựứng lựcVSL Ống kiểmtravữa lấplòngống ghen Đầuneo chủđộng Đầuneo chết (neo bịđộng) Ống bơmvữa (Ống ghen) (Đầuneo) Tấm đệmneo (bằng thép đúc) (Nêm neo) (Tao cáp DƯL) 694 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 7
8. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/14/2014 Kích thước hình họcvàcácđặctrưng củacáp Ví dụ: Vớitaocáp7 sợi đường kính danh định 12.7mm có các thông số như sau: 2 • Diện tích danh định: Astr = 98.7 mm • Trọng lượng danh định: Wstr = 0.775 kg/m • Cường độ chảydẻo: Fpy = 1670 MPa • Giớihạnbền: Fpu = 1860 MPa • Lựckéođứttốithiểu: Pmin = 183.7 kN • Độ chùng: Relaxation = 2.5% 695 Neo và cáp dựứng lựcVSL (t.theo) Đường kính danh định của Số tao cáp ống ghen (trong/ngoài) 696 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 8
9. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/14/2014 Neo và cáp dựứng lựcVSL (t.theo) Lựckéođứttốithiểu 697 Quá trình lắpvàcăng cáp DƯL (1) LuồncápDƯL và lắp đầuneo (2) Lắpnêmneo công tác “A” và kích A B (3) Lắpnêmneo công cụ “B” → căng (4) Xả kích đồng thời đóng nêm neo “A” 698 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 9
10. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/14/2014 Kích thướccụm đầuneo Type EC (tao 12.7mm) 699 Kích thướccụm đầuneo Type EC (tao 15.2mm) 700 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 10
11. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/14/2014 Kích thướccụm đầuneo Type E (tao 12.7mm) 701 Kích thướccụm đầuneo Type E (tao 15.2mm) 702 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 11
12. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/14/2014 Cấutạocụm đầuneo Type E LựcDƯL đượctruyềnsang bê tông thông qua tấm đệmneo. Nếucầnthiết, có thểđặt thêm thép cuộnlòxo để gia cường cho bê tông chịunénđầuneo. Tấm đệmneo Ống bơmvữa (bằng thép đúc) (Ống ghen) (Đầuneo / Bát neo) (Ống măng sông) (Tao cáp DƯL) (Nêm neo) 703 Kích thướcvàyêucầukhibố trí cụm đầuneo – Khi bố trí cụm đầuneo cầnlưuý những điểmsau • Khoảng cách giữahaimépcủacácbản đệmneo liềnkề không nhỏ hơn 10mm; • Khoảng cách từ mép đệmneo đếnmépdầm không nhỏ hơngiá trị E, vớiE phụ thuộcsố lượng tao trong bó cáp theo bảng sau: 704 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 12
13. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/14/2014 Lưuý khi uốncácbócápDƯL – Khi uốncácbócápdựứng lựccần đảmbảocácyêucầusau: • Bánkínhuốn không đượcnhỏ hơngiátrị Rmin • Phảibố trí bó cáp trên đường thẳng tốithiểulàLmin sau mặt đệm neo. 705 Khoảng không cầnthiếtchokích – Cần đảmbảo không gian bố trí kích theo quy định ở bảng sau: 706 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 13
14. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/14/2014 9.3. Neo và cáp dựứng lực Freyssinet Ví dụ xét “Neo và cáp kiểuC” 707 Neo và cáp dựứng lực Freyssinet (t.theo) 708 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 14
15. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/14/2014 Neo và cáp dựứng lực Freyssinet (t.theo) 709 Neo và cáp dựứng lực Freyssinet (t.theo) 710 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 15
16. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/14/2014 Neo và cáp dựứng lực Freyssinet (t.theo) 711 9.4. Lưuý khi tính Mn củatiếtdiệnbánlắpghép – Xét tiếtdiệndầmBTCT‐DƯL bán lắpghép • d1, d2, và d3 lầnlượtlàkhoảng cách từ thớ trên củabảntớitrọng tâm thép dọctrongbản, trọng tâm thép DƯL trên và dướicủadầm đúc sẵn • hb = chiềudàybảnmặtcầu • c = khoảng cách từ thớ trên củabảntớitrục trung hòa (Thép bảnmặtcầu) (Bê tông đổ tạichỗ) hb c (Thép DƯL trên) (Bê tông DƯL) (Thép DƯL dưới) 712 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 16
17. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/14/2014 Lưuý khi tính Mn tiếtdiệnbánlắpghép(t.theo) – Bảnmặtcầu đổ tạichỗ là BTCT thường nên có cường độ nén 28 ngày f’c1 thấphơnso vớicường độ nén 28 ngày củabêtông dầmDƯL đúc sẵnf’c2 • Do vậy, khi tính sức kháng uốn danh định Mn củatiếtdiệncầnlấy độ lớncủakhối ứng suất nén quy ước trong bê tông bảnvàdầmlầnlượt là 0.85 f’c1 và 0.85 f’c2 713 Lưuý khi tính Mn tiếtdiệnbánlắpghép(t.theo) – Xét biểu đồ biếndạng củatiếtdiệndầmtrướcthời điểm phá hoạido cường độ: • Biếndạng ε1, là biếndạng nén trong cốtthépbản=> ứng suấttrong thép fs1 là ứng suấtnén. Biếndạng ε2 là biếndạng kéo còn lạitrong thép DƯL trên => ứng suấttrongthépDƯL trên fs2 là ứng suấtkéo. Ứng suấttrongthépDƯL dướifs3 là ứng suấtkéodo ε3 là biếndạng kéo. 714 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 17
18. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/14/2014 Lưuý khi tính Mn tiếtdiệnbánlắpghép(t.theo) – Từ biểu đồ ứng suấtcóthể tính ra các lựctácdụng trên tiết diệnnhư sau: • Lựcnéntrongbêtôngbản: C1 = Ac1 x 0.85f’c1  • Lựcnéntrongbêtôngdầm: C2 = Ac2 x 0.85f’c2 • Lựcnéncốtthépbản: C = A x f M dT   dT dC s1 s1 s1  ns33 23 s 1 s 1 • LựckéotrongthépDƯL trên: Ts2 = As2 x fs2 hb  Cd122C  C • 2 LựckéotrongthépDƯL dưới: Ts3 = As3 x fs3  C1 Cs1 hb c Ts2 Mn C2 Ts3 715 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 18