Tìm hiểu tổng quan tính toán bản mặt cầu

CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU Mặt cắt ngang cầu 1.Xác định nội lực trong bản mặt cầu - Số dầm chủ n = 6 - Số dầm ngang m = 5 - Khoảng cách giữa các dầm chủ m - Khoảng cách giữa các dầm ngang theo chiều dọc cầu a = 8,1 m - Bản mặt cầu được đúc liền khốiõ kê trên hệ thống dầm dọc và dầm ngang. Do vậy ta tính nội lực trong bản theo sơ đồ bản kê. - Xét tỉ số hai phương của một ô bản. > 2 Do đó tính bản mặt cầu theo sơ đồ bản kê hai cạnh (1 hướng) Nội lực được xác định trên 1 m rộng của bản. 1.1 Nội lực do tĩnh tải - Tĩnh tải tiêu chuẩn trên 1m lớp phủ mặt cầu. + Lớp bêtông át phat dày 5cm : 0,05.2,3 = 0,115 T/m2 + Lớp bêtông bảo vệ dày 3cm : 0,03.2,4 = 0,072 T/m2 + Lớp phòng nước dày 1cm : 0,01.1,5 = 0,015 T/m2 + Lớp mui luyện dày trung bình 5cm : 0,05.2,5 = 0,125 T/m2 Tộng cộng : = 0,115 + 0,072 + 0,015 + 0,125 = 0,327 T/m2 Cấu tạo lớp phủ mặt cầu - Trọng lượng bản BTCT dày 18cm gtc2 = hb x 2,5 x1 = 0,18 x 2,5 x1 = 0,45(T/m) Vậy tĩnh tải tổng cộng tác dụng lên bản mặt cầu : gc = 1,5 x gc1 + 1,1 x gc2 = 1,5 x 0,284 + 1,1 x 0,45 = 0,921(T/m) - Tải trọng tính toán tĩnh tải Gc = n1g1 + n2g2 = 1,5.0,327 + 1,1.0,45 = 0,986 T/m. 1,5 : Hệ số vượt tải của kết cấu mặt đường 1,1 : Hệ số vượt tải của trọng lượng bản BTCT. 1.2. Nội lực do hoạt tải Lực tập trung do bánh xe của hoạt tải sẽ phân bố qua lớp mặt đường xe chạy theo sơ đồ tính bản kê 2 cạnh làm việc với nhịp theo chiều ngang cầu 1.2.1 Xác định momen * Khi xếp tải H30 Diện tích đặt tải của bánh xe theo chiều ngang cầu b1, theo dọc cầu a1 b1 = b2 + 2H Trong đó: b2 : Kích thước diện tích lực của bánh xe có áp lực lớn nhất (Bánh sau ôtô) lấy b2 = 0,6m H: Chiều dài lớp phủ mặt cầu: = 5 + 3 +1 + 5 = 14cm = 0,14m b1 = 0,6 + 2.0,14 = 0,88m a1 = a2 + 2H a2: Chiều dài lực của bánh xe có áp lực lớn nhất lấy = 0,2m a1 = 0,2 + 2.0,14 = 0,48m lb b2 b1 lb a1 a Sơ đồ tính bản kê hai cạnh Chiều rộng làm việc của bản : a = a1 + (m) lb : Nhịp tính toán của bản (khoảng cách giữa 2 mép trong dầm dọc) = 2 – 0,16 = 1,84 m a = 1,093 < (m) xét trường hợp đặt 1 bánh xe Cường độ tải trọng đặt trên tiết diện mép bản: P1 T/m2 Môment tại giữa nhịp bản do tải trọng tĩnh toán gây ra. nh = 1,4 : hệ số vượt tải; (1+ m)=1,3 : hệ số xung kích của ôtô Tm Tìm hệ số ngàm sườn. (cm2) Trong đó: : Độ cứng của trụ bản Kg.cm G = 0,435E Kg/cm2 – Môđun chống cắt của vật liệu bản Ix: Môment chống xoắn của bản (cm4) a và d : Chiều dài và chiều dày của tiết diện hình chữ nhật a = 1m chiều rộng bản, d = h0 = 0,18m: bề dày bản BTCT g = 0,15: hệ số poision của BT cm2 Tra bảng 18 trang 104 Thiết Kế Cầu BTCT – Palivanop có: Tm Tm Tm Tm * Khi xếp tải XB80 b1 = b2 + 2H = 0,8 + 2.0,14 = 1,08m a1 = a2 + 2.H = 0,2 + 2.0,14 = 0,48m Chiều rộng làm việc của bản: Cường độ tải trọng đặt trên bản: T/m2 Tm Tm Tm Tm Tm 1.2.2 Xác định lực cắt : Q Xác định lực cắt do tải trọng tính toán gây ra (kể cả hệ số vượt tải và hệ số xung kích) cho các tiết diện đầu và cuối vách (I-I, II-II) Bản được coi như dầm giản đơn để xác định lực cắt do hoạt tải gây ra, ta sử dụng đường ảnh hưởng. Tải trọng bánh xe P/2 cần đặt sao cho đầu của cạnh dài b1 do tại trọng truyền xuống trùng vói tiết diện đang kiểm tra. Tung độ đường ảnh hường lấy ứng với điểm giữa đoạn b1. Q = Qt + Qh = Sơ đồ tính lực cắt xe H – 30 Trong đó: yx, ax: các tung độ đường ảnh hưởng và chiều rộng làm việc ứng với từng tải trọng riêng biệt. ax = a0 + 2.x x : Khoảng cách tải trọng đến gối của bản x0 : Khoảng cách từ gối đến tiết diện đang tính Q. Đối với tải trọng H30: nh = 1,4 và (1+m) = 1,3 Đối với tải trọng Xb80: nh = 1,1 và (1+m) = 1,0 * Đối với H30. T a0 = a1 = 0,48; x0 = 0; ax = 0,48 + 2.0,44 = 1,36 T a0 = a1 = 0,48; x0 = 0,17 ; x = 0,17 + 0,44 = 0,61 ax = 0,48 + 2.0,61 = 1,7 ; yx = 0,668 * Đối với xe XB80 T a0 = 0,48; x0 = 0; ax = 0,48 + 2. = 1,56 T a0 = a1 = 0,48; x0 = 0,17; x = 0,17 + 0,54 = 0,71 ax = 0,48 + 2.0,71 = 1,9 Nội lực tổng cộng Tải trọng Mmax 0.5 (Tm) Mmin g(Tm) QI(T) QII(T) XB 80 2,213 -2,950 4,295 5,892 H30 2,384 -3,1312 5,030 7,018 Max 2,384 -3,1312 5,030 7,018 2. Tính toán cốt thép 2.1 Kiểm tra tiết diện theo momen - Xác định diện tích cốt thép chịu kéo cần thiết (1 m) - Chiều dày bản xe chạy 18 cm - Cốt thép chịu lực của bản CT5: F12mm , RCT 2400 Kg/cm2 - Chiều cao có hiệu quả h0 = hb – a – d/2 = 18 – 2 – 0,6 =15,4 cm cm2 Chọn F12mm có FCT = 7,917 cm2 Cốt thép theo phương dọc cầu bố trí khoảng cách giữa các thanh là 15 cm Bố trí thép phía trên và phía dưới do bản vừa chịu môment âm và môment dương. Chiều cao vùng chịu nén của BT. Ru : Cường độ chịu nén khi uốn của M300 = 150 Kg/cm2 Điều kiện duyệt cường độ bản: Mmax < Mgh. Mgh = 2,806 Tm > Mmax = 2,384 Tm (đạt) 2.2 Kiểm tra tiết diện của bản dưới tác dụng của lực cắt tại ngàm ĐK: Qmax < Trong đó b = 1m: chiều rộng của bản Q là lực cắt có xét đến hệ số vượt tải và hệ số xung kích QI max=5,03 T QIImax=7,018 T mác 300 = 12,5 KG/cm2: cường độ tính toán chịu lực kéo dọc trục của BT Þ Rk x b x h0= 9,5 x 100 x 15,4 =14630 kG =14,63 T > Qmax:Đạt yêu cầu