Tài liệu Thuyết minh thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép trên đường sắt

TKMH CẦU BTCT F1 BM CẦU HẦM THIÕT KÕ M¤N HäC CÇU B£ T¤NG CèT THÐP NhiÖm vô thiÕt kÕ  ThiÕt kÕ dÇm cÇu bª t«ng cèt thÐp nhÞp gi¶n ®¬n víi c¸c sè liÖu sau  ChiÒu dµi nhÞp tÝnh to¸n : L=30  Khæ ®êng s¾t : 1000 mm  T¶i träng : T16  §oµn ngêi : 300kg/cm2  CÇu cã dÇm ngang  MÆt c¾t dÇm: Ch÷ I  C«ng nghÖ thi c«ng :Cèt thÐp dù øng (D¦L) lùc thi c«ng b»ng ph¬ng ph¸p kÐo sau.  Bã c¸p 12 tao 13 mm  M¸c bª t«ng dÇm chñ 500 Mpa  Tiªu chuÈn thiÕt kÕ : 22TCN-18-79 Sè liÖu cèt thÐp D¦L: Rd1(KG/cm2) Rtc(KG/cm2) 13280 16000 kt(KG/cm2) 14400 Rd2(KG/cm2) 12800 fd (cm2) 11.844 Ed (KG/cm2) 1970000 Sè liÖu bª t«ng m¸c 500: Ru(KG/cm2) 190 Rn(KG/cm2) 205 Nguyễn văn Thìn Rnc(KG/cm2) 160 6 Rkc(KG/cm2) 27 Eb(KG/cm2) Rct(KG/cm2) 380000 65 Lớp: Cầu hầm K47 TKMH CẦU BTCT F1 BM CẦU HẦM PhÇn thiÕt kÕ I. Lùa chän s¬ bé kÕt cÊu nhÞp-chän kÝch thíc mÆt c¾t dÇm chñ I.1-Lùa chän s¬ bé kÕt cÊu nhÞp: KÕt cÊu nhÞp s¬ bé chän nh h×nh vÏ: - Líp bª t«ng b¶n mÆt cÇu phÇn ®êng s¾t dµy 20cm - Líp bª t«ng b¶n mÆt cÇu phÇn bé hµnh 18cm - Líp ®¸ balat dµy 38cm - Kho¶ng c¸ch 2 dÇm chñ S = 185 cm - BÒ réng toµn cÇu B = 570 cm - LÒ ngêi ®i bé : 150 cm I.2-Lùa chän tiÕt diÖn ngang dÇm chñ: DÇm chñ mÆt c¾t ch÷ I chän víi c¸c th«ng sè nh h×nh vÏ: ChiÒu cao dÇm chñ : Nguyễn văn Thìn 7 Lớp: Cầu hầm K47 TKMH CẦU BTCT F1 BM CẦU HẦM 10 12 8 80 160 20 60 C¸c th«ng sè mÆt c¾t ngang dÇm chñ:  Dµy b¶n ts = 20 cm  ChiÒu cao toµn dÇm H = 160 cm  ChiÒu réng bÇu bb =60 cm  ChiÒu cao bÇu dÇm hb = 32 cm  ChiÒu dµy b¶n bông bw = 20 cm  ChiÒu réng c¸nh d©m b1 =S/2 =92.5 cm  Réng c¸nh v¸t bÇu 20 cm  Cao v¸t bÇu dÇm 20 cm  Cao v¸t c¸nh dÇm 10 cm  Réng v¸t c¸nh dÇm 30 cm  PhÇn hÉng cña dÇm 152.5 cm I.3- ChiÒu cao kÕt cÊu nhÞp tèi thiÓu : Ta cã : Hmin = 0.045L =135 cm < H =160 cm Suy ra : §¹t I.4-TÝnh c¸c ®Æc trng h×nh häc : I.4.1- TÝnh kÝch thíc tiÕt diÖn tÝnh ®æi: *ChiÒu cao c¸nh trªn dÇm míi : Htqd = ht + 2 * S1 bf - b w Víi S1=10x30/2=150 (cm2) Suy ra : Htqd = 25 (cm) * ChiÒu cao bÇu dÇm míi : h1qd = h1 + 2 * S2 2 * 50 = 40 + =42.5 (cm) b1  bw 60  20 I.4.2- BÒ réng c¸nh h÷u hiÖu : BÒ réng c¸nh h÷u hiÖu ®îc lÊy theo trÞ sè nhá nhÊt trong c¸c trÞ sè sau: Nguyễn văn Thìn 8 Lớp: Cầu hầm K47 TKMH CẦU BTCT F1 BM CẦU HẦM 1. 1/8 chiÒu dµi nhÞp tÝnh to¸n : 1/8L = 375 cm 2. 6 lÇn ®é dµy b¶n c¸nh céng víi trÞ sè lín nhÊt cña bÒ dµy b¶n bông vµ 1/2 bÒ dµy b¶n c¸nh trªn : =6x200 +max(200 ; 1850/4) =1662.5 mm 3. BÒ réng phÇn hÉng : 152,5 cm VËy ta cã : be =152.5+185/2 =245 cm VËy mÆt c¾t tÝnh to¸n cña dÇm chñ lµ: 2450 425 1600 925 250 200 800 600 I.4.3- TÝnh c¸c ®Æc trng h×nh häc tØnh ®æi cña mÆt c¾t liªn hîp dÇm chñ: T.T Tªn ®Æc trng h×nh häc 1 DiÖn tÝch tiÕt diÖn ngang mÆt c¾t 2 M« men tÜnh ®èi víi mÐp díi cña dÇm Kháang c¸ch tõ träng t©m tiÕt diÖn (TTTD) ®Õn mÐp díi cña dÇm 3 Nguyễn văn Thìn 9 KÝ hiÖu F TrÞ sè §¬n vÞ 11300 cm2 S 1346375 cm3 y0 119.15 cm Lớp: Cầu hầm K47 TKMH CẦU BTCT F1 4 BM CẦU HẦM M« men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t Jd 40427426.75 cm4 I.5.Chän tiÕt diÖn dÇm ngang DÇm ngang mÆt c¾t ch÷ nhËt cã c¸c th«ng sè sau +ChiÒu dµy :bn=18 +ChiÒu cao :hn=130 cm +ChiÒu dµi :Ln=165cm Ta cã: M« men qu¸n tÝnh cña dÇm ngang Jn=bn.hn3/12 = 32955500 (cm4) II-X¸c ®Þnh tÜnh t¶i giai ®o¹n I vµ giai ®o¹n II II.1. TÜnh t¶i giai ®o¹n I +DÇm däc chñ (§o¹n ë gi÷a khi cha më réng ): q1, =11300.10-4.2,5.1=2,825 (T/m) +DÇm däc chñ (§o¹n më réng ë gèi dµi 1,5 m): q”1=14600.2,5.10-4.1=3,65(T/m) Tæng céng q’1=(3,65x1,5+2,768x13,5)/15=2,856(T/m) +DÇm ngang : Toµn cÇu cã 5 dÇm ngang, tæng träng lîng toµn bé dÇm ngang lµ: 5.0,18.1,3. 2,5/5= 0,585 (T/m) +Träng lîng ®µ gi¸o ®Ó ®æ b¶n BT(8x230cm): q®gi=0,08.2,3.2,2=0,405(T/m) VËy ta cã tØnh t¶i giai ®o¹n 1: p1 = q1, + qn +q®gi= 2,825 +0,585+0,405 =3,815 (T/m) III.2.TÜnh t¶i giai ®o¹n II: TÝnh tÜnh t¶i giai ®o¹n II bao gåm lan can , líp ®¸ ba l¸t,ray vµ tµ vÑt Träng lîng lan can(tay vÞn b»ng thÐp g¾n liÒn víi b¶n mÆt cÇu) : Cã thÓ coi phÇn lan can thÐp lµ tÜnh t¶i r¶i ®Òu víi : Plc = 0,1 T/m Träng lîng líp phñ mÆt cÇu:P2  +Líp ®¸ ba l¸t dµy 38cm: 0,38x2,8x2,4 = 2,55 (T/m) +Tµ vÑt gç kÝch thíc 2x0.2x0.2m : 2x0,2x0,2x2x1,9 = 0,304 (T/m) Sö dông 2 tµ vÑt trªn 1 mÐt dµi cÇu +Ray P43 cã träng lîng : 0,043x4 =0,172 (T/m) Sö dông 4 ray 2 ray chÝnh vµ 2 ray phô +Líp BT atphan dµy 5cm: 0,05x2,2x1,5 = 0,165 (T/m) Líp nµy ®îc bè trÝ trªn phÇn ngêi ®i bé   P2 = 2,5+0,304+0,172+0,165 +0,1 = 3,241(T/m) III- X¸c ®Þnh néi lùc ë c¸c mÆt c¾t ®Æc trng XÐt m« men vµ lùc c¾t ta chia dÇm thanh 10 ®o¹n chia víi kho¶ng c¸ch mçi ®o¹n lµ 3m.Theo 22 TCN 18-79 ta cã c¸c t¶i träng r¶i ®Òu t¬ng ®¬ng cho t¶i trong thiÕt kÕ lµ : 5,76 T/m *T¶i träng tÝnh to¸n lµ ®oµn tµu tiªu chuÈn T16 : 16T 16T 16T 16T 16T 5.76 T/m [email protected] * §oµn ngêi bé hµnh tr¶i ®Òu trªn cÇu :300kg/m2 = 0,3 T/m2 Nguyễn văn Thìn 10 Lớp: Cầu hầm K47 TKMH CẦU BTCT F1 BM CẦU HẦM a. TÝnh vµ vÏ biÓu ®å bao m« men M – C«ng thøc: TÝnh to¸n néi lùc t¸c dông lªn 1 dÇm ta dïng c¸c c«ng thøc sau : XÐt cho tæ hîp t¶i träng trªn cÇu cã ®ång thêi c¶ tµu ch¹y vµ ngêi ®i bé Mitc = (P1 + P2 )..M +K.M Mitt = [(q+g)nt+ KMtc. (1+)nh]Mi Qitc = (P1 + P2 ).Q + KQ.Ql Qitt = (n1.P1 + n2.P2 ).Q + n.(1+).KQ.Ql Trong ®ã : + n –c¸c hÖ sè vît t¶i cña ®oµn tµu M -DiÖn tÝch ®êng ¶nh hëng m« men . Q –diÖn tÝch ®êng ¶nh hëng lùc c¾t(cÇn lu ý tíi dÊu cña §AH) KM ,KQ-T¶i träng t¬ng ®¬ng khi xÕp t¶i trªn ®êng ¶nh hëng m« men ,lùc c¾t + 1+ : HÖ sè xung kÝch víi khÈu ®é tÝnh to¸n L=30 => = 30 1+ = 1  D¹ng ®êng ¶nh hëng 18 =1,3 30   C¨n cø vµo c¸c gi¸ trÞ trªn, ta tÝnh ®îc néi lùc ë c¸c mÆt c¾t ®Æc trng, c¸c gi¸ trÞ tÝnh to¸n ®îc ghi vµo c¸c b¶ng nh sau: Nguyễn văn Thìn 11 Lớp: Cầu hầm K47 TKMH CẦU BTCT F1 Mặt xi (m) cắt 1 3 2 6 3 9 4 12 5 15 BM CẦU HẦM i  (m2) P1 P2 Kmi (T/m) (T/m) (T/m) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 40.5 72 94.5 108 112.5 3.815 3.815 3.815 3.815 3.815 3.241 3.241 3.241 3.241 3.241 Mitc Mitt 7.584 592.92 843.7352 7.344 1036.8 1474.883 7.152 1342.66 1909.439 6.912 1508.54 2144.58 6.624 1539 2186.893 b.TÝnh vµ vÏ biÓu ®å bao lùc c¾t Q: 1-x/L 1 + x/L 1 x L Ta cã b¶ng tÝnh gi¸ trÞ Lùc c¾t t¹i c¸c mÆt c¾t nh sau : Mặt cắt 0 1 2 3 4 5 li xi(m) (m) 0 3 6 9 12 15 30 27 24 21 18 15 P1 P2 Qi 1.Qi T/m T/m 3.815 3.815 3.815 3.815 3.815 3.815 3.241 3.241 3.241 3.241 3.241 3.241 m2 4.5 3.6 2.7 1.8 0.9 0 m2 T/m T T 4.5 8.048 67.968 96.7801 3.645 8.288 55.6114 79.2202 2.88 8.5696 43.7316 62.3527 2.205 8.9344 32.4012 46.2827 1.62 9.36 21.5136 30.8559 1.125 10.104 11.367 16.5049 KQ Qitc Qitt Iv. Bè trÝ cèt thÐp vµ chän kÝch thíc mÆt c¾t IV.1. X¸c ®Þnh lîng cèt thÐp cÇn thiÕt kÕ theo c«ng thøc gÇn ®óng M« men tÝnh to¸n lín nhÊt Mtt max=2186.893 T.m= 218689300 KG.cm Gi¶ sö chiÒu cao lµm viÖc cña dÇm lµ: h0’=0,88.h= 144 cm(h=1.8m) Chon h0’= 140 cm DiÖn tÝch cèt thÐp cÇn thiÕt lµ: Nguyễn văn Thìn 12 Lớp: Cầu hầm K47 TKMH CẦU BTCT F1 Fd  BM CẦU HẦM M tt max Rd 2 ( h ' 0  hb ) 2  218689300  131,4cm2 20 12800(140  ) 2 T¨ng diÖn tÝch cèt thÐp cÇn thiÕt lªn 15% ®Ó chon sè bã cèt thÐp Fd= 151.14cm2 diÖn tÝch cña mét bã D¦L lo¹i 12 tao 12,7 lµ f=12.0,987=11,844 cm2 Sè bã cèt thÐp n= Fd 151.14  12.8 f 11,844 Chän sè bã cèt thÐp lµ 14 bã 13 3@12 IV.2 Bè trÝ cèt thÐp DUL däc dÇm- X¸c ®Þnh träng t©m cña cèt thÐp IV.2.1.Bè trÝ cèt thÐp chñ DUL däc dÇm: 10.5 Ta bè trÝ nh h×nh vÏ 3@13 10.5 5 5 3 4 4 3 2 2 2 2 1 1 1 1 : a-Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m c¸c bã cèt thÐp ®Õn ®¸y dÇm Nguyễn văn Thìn 13 Lớp: Cầu hầm K47 TKMH CẦU BTCT F1 a= BM CẦU HẦM  st  yi 4*13  4* 25  4*37  2* 49   28.43cm  ft n 14 h0=160-28.43= 131.57 Mmax= 81454940 KG.cm  ®¹t yªu cÇu Do chiÒu dµi cña dÇm kh«ng ®æi, ta kh«ng cÇn kiÓm to¸n cêng ®é mÆt c¾t nghiªng theo m« men v× nã ch¾c ch¾n b¶o ®¶m cêng ®é VI. TÝnh duyÖt nøt VI.1.X¸c ®Þnh c¸c ®Æc trng h×nh häc cña mÆt c¾t dÇm -§Æc trng h×nh häc ®îc x¸c ®Þnh cho ba tiÕt diÖn ë gi÷a nhÞp vµ ë mÆt c¾t c¸ch gèi L/4=7.5m. C¸c trÞ sè F, I tÝnh víi tiÕt diÖn quy ®æi. n= Et 1970000  5,6 Eb 350000 V× cÇu mÆt c¾t liªn hîp thi c«ng b»ng ph¬ng ph¸p kÐo sau nªn ph¶i x¸c ®Þnh ®Æc trng h×nh häc ë 3 giai ®o¹n. a-®Æc trng h×nh häc giai ®o¹n I: ë giai ®o¹n nµy mÆt c¾t bÞ gi¶m yÕu bëi c¸c lç khoÐt dïng ®Ó dÆt cèt thÐp dù øng lùc .C¸c cèt thÐp Fd kh«ng ®îc tÝnh vµo thµnh phÇn cña mÆt c¾t nµy . C«ng thøc tÝnh: F0=h.b+(bbd-b).hbd+(bbt-b)hbt-Flæ. M« men tØnh ®èi víi mÐp díi cña mÆt c¾t:Sx=h2b/2+(bbt-b)hbt(h-hbt/2)+(bbdb)hbt2/2-Flæ.ad Kho¶ng c¸ch tõ trôc 0-0 ®Õn mÐp trªn vµ mÐp díi cña mÆt c¾t thu hÑp: Yd0=Sx/Ft®,Yt0=h-Yd0. M« men qu¸n tÝnh :It®=b.(Yt0)3/3+(btd-b)htd/12+(bbr-b)hbt(yt-hbt/2)2+(bbd-b) (hbd)3/12+(bbd-b)hbd(yd-hbd/2)-F0(yd-ad)2 MÆt c¾t t¹i gèi: at(cm) 102.71 Flç(cm^2) Fth(cm^2) Sth(cm^3) Ydth(cm) 244.1664 5572.2336 461107.8791 82.75 Ytth(cm) 87.25 Ith(cm^4) 20823092.8 1 at(cm) 35.88 mÆt c¾t c¸ch gèi L/4 : Flç(cm^2) Fth(cm^2) Sth(cm^3) Ydth(cm) 244.1664 5572.2336 477425.5196 85.68 Ytth(cm) 84.32 Ith(cm^4) 20717409.8 1 mÆt c¾t ë gi÷a nhÞp : at Flç Fth(cm^2) Sth(cm^3) Ydth(cm) 22.6 244.1664 5572.2336 480668.0494 86.26 Ytth(cm) 83.74 Ith(cm^4) 20421857.3 5 b:Giai ®o¹n II:MÆt c¾t chÞu lùc nh mÆt c¾t nguyªn cã kÓ ®Õn cèt thÐp D¦L. DiÖn tÝch mÆt c¾t tØnh ®æi:Ft®=F0+ndFd M« men tØnh ®èi víi trôc 0-0:S0=ndFd(Ydo-ad) Kho¶ng c¸ch tõ trôc 0-0 ®Õn trôc I-I :C=S0/Ft® Kho¶ng c¸ch tõ trôc I-I ®Ðn mÐp trªn vµ mÐp díi cña mÆt c¾t:YtI=Yt0-C,YdI=h-YtI. M« men qu¸n tÝnh:It®=I0+Ft®C2+ndFd(YdI-ad). C¸c kÕt qu¶ ®îc ghi ë b¶ng. MÆt c¾t ë gèi: Nguyễn văn Thìn 16 Lớp: Cầu hầm K47 TKMH CẦU BTCT F1 at 102.71 Fd 71.064 BM CẦU HẦM Ft® So 5972.2529 -7984.4 C -1.34 Ydt® 84.09 Ytt® 85.91 It® 20971787 Ft® So 5972.2529 19921 C 3.34 Ydt® 82.34 Ytt® 87.66 It® 21643026 MÆt c¾t c¸ch gèi L/4=8,6m: at 35.88 Fd 71.064 MÆt c¾t giöa dÇm: at Fd Ft® So C Ydt® Ytt® It® 22.6 71.064 5972.2529 25465.2 4.26 82 88 21934392 C:Giai ®o¹n III:HÖ sè quy ®æi b¶n bª t«ng sang dÇm chñ:nb=315000/350000=0.9. DiÖn tÝch :Ft®’=Ft®+nbh2b2 M« men tØnh ®èi víi trôc I-I:SI=nbh2b2(YtI+h2/2) Kho¶ng c¸ch tõ trôc I-I dÕn trôc II-II:C=SI/Ft®’ Kho¶ng c¸ch tõ trôc II-II ®Õn mÐp trªn vµ mÐp c¾t:YtII=YtI+C,YdII=YdI-C. M« men qu¸n tÝnh:It®’=It®+Ft®C2+nbh2b2(YtII+h2/2)+nbh2b23/12 C¸c kÕt qu¶ ghi ë trong b¶ng: díi cña mÆt MÆt c¾t ë gèi. at 102.71 Fbmc 4500 Ft® SI 10022.253 384386 C 38.35 Ydt® 122.44 Ytt® 47.56 It® 48681494 Fbmc 4500 Ft® SI 10022.253 391473 C 39.06 Ydt® 121.4 Ytt® 48.6 It® 50384409 Fbmc 4500 Ft® SI 10022.253 392850 C 39.2 Ydt® 121.2 Ytt® 48.8 It® 50879057 MÆt c¾t c¸ch gèi. at 35.88 MÆt c¾t giöa dÇm. at 22.6 VI.2.TÝnh mÊt m¸t øng suÊt trong cèt thÐp D¦L Nguyễn văn Thìn  A D VI.2.1:1. cÊu t¹o neo vµ c¸ch bè trÝ : Ta dïng neo chñ ®éng kiÓu E(c) ( C«ng ty VSL) . 17 Lớp: Cầu hầm K47 TKMH CẦU BTCT F1 BM CẦU HẦM GB¶ng sè liÖu cña neo (tra b¶ng 8-16 ,phô lôc 6 ) : 5.7 A 215 D 150 C 96 G 90 H 55 I 5 M 270 N 285 E 215 F 60  160 P 55 VI.2.1.MÊt m¸t øng suÊt trong cèt thÐp D¦L ë mÆt c¾t gi÷a nhÞp ChiÒu dµi cña c¸c bã cèt thÐp tÝnh theo c«ng thøc sau:   l  2  0,3  l  l tb 2.  2  d  tt  l 2  2   0,1 2    cos   C¸c gi¸ trÞ ®îc ghi ë b¶ng sau: Lo¹i C¸p sè 1 2 3 4 5 0.9975638 0.9971605 0.9965536 0.9955563 0.999872 l2 d l/2 ltb 14.2 12.2 10.2 8.2 6.2 3.996 3.996 3.996 3.995 3.998 17.2 17.2 17.2 17.2 17.2 35.253055 35.251799 35.250791 35.248026 35.197152 a. MÊt m¸t øng suÊt do ma s¸t 5 (chØ x¶y ra ®èi víi cèt xiªn)  ( kX 1.3  ) 5 =  KT . (1  e ) Trong ®ã: dÕn mÆt +=  :Tæng c¸c gãc uèn cña cèt thÐp trªn chiÒu dµi tõ kÝch 57 018 ' c¾t dÇm ®îc xÐt (Radian) +:TÝnh b»ng ®é. +X:Tæng chiÒu dµi cña ®o¹n th¼ng vµ ®o¹n cong cña èng chøa cèt thÐp kÓ tõ kÝch ®Õn mÆt c¾t dÇm ®îc xÐt (m). +K:hÖ sè sai lÖch côc bé cña ®o¹n èng th¼ng vµ ®o¹n èng cong so víi vÞ DÇm ngang mÆt c¾t ch÷ nhËt cã c¸c th«ng sè sau +ChiÒu dµy :bn=18 +ChiÒu cao :hn=130 cm +ChiÒu dµi :Ln=165cm trÝ thiÕt kÕ Nguyễn văn Thìn 18 Lớp: Cầu hầm K47 TKMH CẦU BTCT F1 BM CẦU HẦM + :lµ hÖ sè ma s¸t gi÷a cèt thÐp vµ kÑp ®Þnh vÞ Tra b¶ng 6-5 trang 220 víi èng D¦L lµ èng b»ng kim lo¹i nh½n ta ®îc =0,35 K=0,003 +1,3:HÖ sè ngµm gi÷ c¸c sîi trong bã ë c¸c chæ uèn cèt thÐp +  KT . :øng suÊt kiÓm tra  KT . =14400 kG/cm2 LËp b¶ng tÝnh 5 cña c¸c bã cèt thÐp nh sau C¸p sè X KX 1 17.627 2 17.626 3 17.625 4 17.624 17.599  1,3 1-e-(kx+ 0.052881 0.06981 0.031765 0.08116210 5 0.052878 0.07537 0.034294 0.08348053 4 0.052875 0.08304 0.037783 0.08667038 8 0.052872 0.0943 0.042907 0.09133502 7 0.052797 0.016 0.007279 0.05830689 tæng 5 = øng suÊt trung b×nh cña c¸c bã :  1168.73 43 1202.11 97 1248.05 36 1315.22 44 839.619 21 6613.37 04  5  1102.23 kG/cm2 n b. MÊt m¸t øng suÊt 4 do biÕn d¹ng ®µn håi cña thiÕt bÞ neo 4 = L .Ed L -L: DÞch chuyÓn gi÷a hai ®Çu neo do c¸c biÕn d¹ng ®µn håi cña c¸c thiÕt bÞ neo g©y ra, víi hai neo th× L = 0,4 cm. + Ed: M« ®uyn ®µn håi cña thÐp D¦L, Ed = 1,97.106 (kG/cm2) + L: ChiÒu dµi trung b×nh cña cèt thÐp, L=35.233 (m). 0,4  4 = 3523,3 .1,9710 6 268,385 (kG/cm2) c. MÊt m¸t do biÕn d¹ng ®µn håi cu¶ bª t«ng díi neo 7 = n.btZ Víi: +Z:Sè bã cèt thÐp ®îc c¨ng sau khi c¨ng bã cèt thÐp mµ ta muèn x¸c ®Þnh mÊt m¸t. +øng suÊt bªt«ng qua träng t©m cèt thÐp ,g©y ra do c¨ng cèt thÐp ®¶ xÐt ®Õn . +n= C¸p sè 1 2 3 4 5 6 Ed = 5,6 Eb ai 48.6 35.6 22.6 9.6 9.6 9.6 Nguyễn văn Thìn Nd 307064.72 306273.89 305185.8 303594.66 314860.8 168147.73 62.45 74.67 88.77 104.61 108.49 57.94 19 Z 6 5 4 3 2 1 2109.186 2101.587 1998.745 1766.549 1221.38 326.144 Lớp: Cầu hầm K47 TKMH CẦU BTCT F1 BM CẦU HẦM Tæng 9523.591  7 = 1590.47 (kG/cm2) d. MÊt m¸t øng suÊt do sù chïng øng suÊt 3 = (0,27. d  0,1). d RdTC + d = (kt - 5 -) = 11438.9 (kG/cm2)  3 = (0,27. 12234  0,1).11438.9 1064,181 (kG/cm2) 16000 e. MÊt m¸t øng suÊt do co ngãt vµ tõ biÕn cña bª t«ng. 1 + 2 = (c.Ed +  B .E D . T ). Eb + c vµ t lµ c¸c gi¸ trÞ cña biÕn d¹ng cuèi cïng vµ tõ biÕn c = 0,00005 t = 1,6 +  lµ hµm sè xÐt ®Õn ¶nh hëng cña qu¨ tr×nh co ngãt vµ tõ biÕn cñabª t«ng tíi trÞ sè øng suÊt hao hôt.  phô thuéc vµo ®Æc trng tõ biÕn cuèi cïngx vµ tÝch sè .n1.. §èi víi mÆt c¾t gi÷a nhÞp, ta cã: 2  = 1  y2 Trong ®ã: n1 = 1970000/350000=5,6 r vµ  = Fd/Fb =244,2/5572.234=0.013 Trong ®ã: r lµ b¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t r= J t 50879057  71,25 Ft  10022,253 (cm) y: Kho¶ng c¸ch tõ trôc qu¸n tÝnh chÝnh ®Õn träng t©m cèt thÐp y = 121.2-22,6=98.6(cm)   = 2.915 Tõ ®©y ta tÝnh ®îc n1. . = 5,6. 2,915. 0,013= 0.213 Tra b¶ng vµ néi suy víi t = 1,6, n1. . = 0.213ta ®îc:  = 0,713 -b = Nd . ( 1 y2  ), Ftd I 'td trong ®ã: Ftd=10022.25286(cm2) Itd’=50879057(cm4), Y=98,6(cm) Nd = (kt - 7 -4 -5 ).Fd =(14400-1102.23 - 268,385-1590.47) 71,84 =821771,65 kG Thay vµo ta tÝnh ®îc b =247.315 (kG/cm2) Thay c¸c sè liÖu ®· tÝnh vµo c«ng thøc tÝnh (1 + 2), ta ®îc: 1 + 2 = 1657.54 (kG/cm2) VI.2.2. MÊt m¸t øng suÊt cña cèt thÐp D¦L t¹i mÆt c¾t c¸ch gèi L/4=7.5m a. MÊt m¸t øng suÊt do ma s¸t 5 5 =  KT . (1  e  ( KX 1,3. ) ) LËp b¶ng tÝnh 5 cña c¸c bã cèt thÐp nh sau Nguyễn văn Thìn 20 Lớp: Cầu hầm K47 TKMH CẦU BTCT F1 C¸p sè 1 2 3 4 BM CẦU HẦM X 14.235 12.235 10.235 8.637 8.601 8.635 KX 0.04271 0.03671 0.03071 0.02591 0.0258 0.02591  0.0698 0.0754 0.083 0.0943 0.016 0.016 1,3 0.03176 0.03429 0.03778 0.04291 0.00728 0.00728 1-e-(kx+1,3 0.071764275 0.06853715 0.066195748 0.06650327 0.032540623 0.032639299 tæng 5 =  5  811.63 kG/cm n  1033.406 986.935 953.2188 957.6471 468.585 470.0059 4869.797 b. MÊt m¸t øng suÊt 4 do biÕn d¹ng ®µn håi cña thiÕt bÞ neo 4 = L .E d L -L: DÞch chuyÓn gi÷a hai ®Çu neo do c¸c biÕn d¹ng ®µn håi cña c¸c thiÕt bÞ neo g©y ra, víi hai neo th× L = 0,4 cm. + Ed: M« ®uyn ®µn håi cña thÐp D¦L, Ed = 1,97.106 (kG/cm2) + L: ChiÒu dµi trung b×nh cña cèt thÐp, L= 35.233 (m). 0,4  4 = 3523,2 .1,9710 6 268,385 (kG/cm2) c. MÊt m¸t do biÕn d¹ng ®µn håi cu¶ bª t«ng díi neo  7 n. b .Z Víi: + n = Ed = 5,6 Eb C¸p sè ai 1 2 3 4 87.8 62.8 35.9 9.6 9.6 9.6 Nd Z 310270.39 37.91 311371.19 52.29 312169.86 76.44 312064.96 108.554 323649.86 112.583 323616.2 112.572 Tæng 6 5 4 3 2 1 1280.372 1471.702 1721.123 1833.151 1267.459 633.668 8207.475  7 = 1367.913 (kG/cm2) d. MÊt m¸t øng suÊt do sù chïng øng suÊt 3 = (0,27. d  0,1). d RdTC + d = (kt - 5 -) = 14400-2447,928= 11952.1 (kG/cm2) Nguyễn văn Thìn 21 Lớp: Cầu hầm K47 TKMH CẦU BTCT F1 BM CẦU HẦM  3 = (0,27. 12636  0,1).12636 1215,42 (kG/cm2) 16000 e. MÊt m¸t øng suÊt do co ngãt vµ tõ biÕn cña bª t«ng. 1 + 2 = (c.Ed +  B .eD .T Ed ). +c vµ t lµ c¸c gi¸ trÞ cña biÕn d¹ng cuèi cïng vµ tõ biÕn c = 0,00005 t = 1,6 +  lµ hµm sè xÐt ®Õn ¶nh hëng cña qu¨ tr×nh co ngãt vµ tõ biÕn cñabª t«ng tíi trÞ sè øng suÊt hao hôt.  phô thuéc vµo ®Æc trng tõ biÕn cuèi cïngx vµ tÝch sè .n1.. §èi víi mÆt c¾t c¸ch gèi L/4, ta cã: 2  = 1  y2  = Fd/Fb =0,013 n1 = 5,6 r Trong ®ã: r lµ b¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t r= J t 50384409  70,9 Ft  10022,253 (cm) y: Kho¶ng c¸ch tõ trôc qu¸n tÝnh chÝnh ®Õn träng t©m cèt thÐp y = 121.4-35,88=35.52(cm)   = 2.4548 Tõ ®©y ta tÝnh ®îc n1. . = 5,6. 2,4548. 0,013= 0.179635 Tra b¶ng vµ néi suy víi t = 1,6 vµ n1. . = 0.179635ta ®îc:  = 0,694 -b = Nd . ( 1 y2  Ft  It  ) trong ®ã: Nd = (kt 7 -4 -5).Ft= (14400-811.63 1367.913).71,84=858636,924 (kG) Thay vµo ta tÝnh ®îc b = 221.271 (kG/cm2) Thay c¸c sè liÖu ®· tÝnh vµo c«ng thøc tÝnh (1 + 2), ta ®îc: 1 + 2 = 1451.99 (kG/cm2) -268.384785– B¶ng tæng hîp c¸c lo¹i mÊt m¸t øng suÊt tai mÆt c¾t giöa nhÞp vµ c¸ch gèi L/4. MÆt c¾t      gi÷a nhÞp 1657.54 1064.181 268.385 1102.23 1590.47 Mc L/4 1451.99 1215.42 268,385 811.63 1367.91 3 VI.3. KiÓm to¸n chèng nøt theo øng suÊt ph¸p VI.3.1.KiÓm to¸n 1 : Chèng nøt thí díi trong giai ®o¹n khai th¸c §iÒu kiÖn kiÓm tra M bttc 0 M tc  M 1ytc  M bttc II M ytc I y duoi  1 y duoi  max y duoi 0 ' I0 I td I td  bd  bm  Trong ®ã: +b.mdíi: øng suÊt ph¸p trong bª t«ng do cèt thÐp dù øng lc g©y ra (®· trõ mÊt m¸t ), b.md = N d N d .e0  y0 F0 I0 -ë thí díi mÆt c¾t L/2: Nguyễn văn Thìn 22 Lớp: Cầu hầm K47 TKMH CẦU BTCT F1 BM CẦU HẦM 7 Nd=Fd.(KT -   i ) =71,046( 14400-5682.806)= 619478.397KG i 1 e0=63,66 cm y0=86.26cm F0=5572.2336cm2 I0=20421857 cm4 b.md=277.74629 (kG/cm2 ) = 2186.893T m = 218689300kGcm: M« men tiªu chuÈn lín nhÊt do tæ MMAXTC hîp t¶i träng chÝnh tÜnh t¶i Mbtt/c=21509050 KG.cm M1tc=15310000KGcm Itd=21934392cm4 I’td=50879057 cm4 + Yd¬i0 = 86.26cm + Yd¬iI = 82cm + Yd¬iII = 109.7 cm Thay c¸c gi¸ trÞ trªn vµo c«ng thøc ta ®îc kÕt qu¶  bd =51.99298KG/cm2>0=> §¹t - ë thí díi cña mÆt c¾t L/4:C«ng thøc nh trªn. 7 Nd=ncos.(KT -   i ) =5,99128 .11,84.( 14400-5115.338)= 658846.152KG i 1 e0=49,8 cm y0= 85.68cm F0=5572.2336cm2 I0=20421857 cm4 b.md=253.93033 (kG/cm2 ) MMAXTC = 54291788kGcm: M« men tiªu chuÈn lín nhÊt do tæ hîp t¶i träng chÝnh tÜnh t¶i Mbtt/c= 16131790 KG.cm M1tc= 1148200K Gcm Itd= 21643026 cm4 I’td=50879057 cm4 + Yd¬i0 = 85.68cm + Yd¬iI = 82.34 cm + Yd¬iII = 121.4cm Thay c¸c gi¸ trÞ trªn vµo c«ng thøc ta ®îc kÕt qu¶  bd = 79.25167KG/cm2=> §¹t VI.3.2.KiÓm to¸n 3 :DuyÖt chèng nøt trong giai ®o¹n chÕ t¹o -Trong giai ®o¹n khai th¸c th× ë thí trªn t¹i m/c c¸ch gèi L/4=8,6 m. C«ng thøc kiÓm tra: bt=b.mt + M btTC 0 . y t >0 I0 + øng suÊt thí trªn do D¦L (®· xÐt mÊt m¸t) lµ b.mt = Nd N .e  d 0 y 0t F 0 I0 Nd=ncos.(KT-)=11,844.5,991(14400-268,385-811.63-1367.913)= 707054.704KG F0= 5572.2336 cm2 I0=20717410 cm4 0 +yt = 84.32cm Nguyễn văn Thìn 23 Lớp: Cầu hầm K47 TKMH CẦU BTCT F1 BM CẦU HẦM +e0=84,32-35,88=48,44 cm + MbtTC = 16131790 KG.cm m« men tiªu chuÈn do träng lîng b¶n th©n dÇm g©y ra trong giai ®o¹n chÕ t¹o Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc trªn cã b.mt=-16.421411 (kG/cm2 ) bT = 49.235085 (kG/cm2 ) >0 => §¹t -ë thí trªn cña mÆt c¾t L/2:C«ng thøc tÝnh nh trªn. Nd=Fd.(KT - ) =71,046( 14400 -268,385-1102.23-1587.27)= 808150.681KG F0= 5572.2336 cm2 I0=20717410 cm4 0 +yt = 83.74cm +e0=61,44 cm + I0=20421857 cm4 + MbtTC = 21509050 KG.cm m« men tiªu chuÈn do träng lîng b¶n th©n dÇm g©y ra trong giai ®o¹n chÕ t¹o. Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc trªn cã b.mt=-72.275008 (kG/cm2 ) bT = 15.923035 (kG/cm2 ) >0 => §¹t VI.3.3. KiÓm to¸n 2: DuyÖt øng suÊt thí trªn trong giai ®o¹n sö dông Thí trªn t¹i mÆt c¾t L/4=8,6m. Nd=ncos.(KT-)=11,84.5,991(14400-268,385-811.63-1367.913)= 707054.704KG C«ng thøc tÝnh: M tc bt  M tc 1 1 M tc min  M tc bt  M tc 1 II Y tr  Y t I td I 'td N d N d e0 0   Y t F0 I0  t b  t bm   t bm e0=49,8cm, y0t=84.32cm, I0=20717410cm4. Mbttc=16131790KG/cm2, Mmintc=34596610KGcm, M1tc=1148200KGcm YtI=87.66cm, YtII=48.6cm, Itd=21643026cm4, Itd’=50384409cm4 Thay sè vµo ta ®îc :bm=-16.421411 KG/cm2=>bt=66.72749 KG/cm2 >0 ®¹t yªu cÇu. VI.3.4. KiÓm to¸n 4: Chèng xuÊt hiÖn vÕt nøt däc ë thí díi cña dÇm t¹i mÆt c¾t L/4 -øng suÊt nÐn t¹i thí díi cña dÇm do lùc Nd tÝnh víi mÊt m¸t øng suÊt tèi thiÓu vµ do m« men t¶i träng b¶n th©n g©y ra ®îc kiÓm to¸n theo c«ng thøc sau: d  bd [ bm  + M btTC M btTC 1 . yd ].1,1  Rk It  = 16131790 kG.cm (ë mÆt c¾t L/4) + b.md = N d N d .e x 0  .yd : F0 I0 øng suÊt t¹i ®¸y mÆt c¾t gi÷a nhÞp cã xÐt ®Õn mÊt m¸t øng suÊt Nd=ncos.(KT-)=11,844.5,991.(14400-268,385-811.63-1367.913)= 707054.704KG F0= 5572.2336 cm2 I0= 20717410cm4 ex=49.8 cm Nguyễn văn Thìn 24 Lớp: Cầu hầm K47 TKMH CẦU BTCT F1 BM CẦU HẦM yd0=85.68 cm Thay sè b.md= 272.51071KG/cm2 bd= 204.3587 KG/cm2 -§Ó x¸c ®Þnh Rk cÇn x¸c ®Þnh max vµ min Rk =RvN nÕu min  0,7 max Rk = Rkn nÕu min > 0,85 max øng suÊt t¹i mÐp trªn cña nÆt c¾t gi÷a nhÞp cã xÐt ®Õn c¸c mÊt m¸t øng suÊt lµ: b.mt = Nd N .e  d x . y t0 F0 I0 t  bt [ bm  M btTC 0 . y t ]. I0 Víi y0t = 84,32cm vµ ex=85,68-35,88=49,8cm thay c¸c sè liÖu vµo ta tÝnh ®îc: b.mt = -16.42141 (kG/cm2) TÝnh ra ta ®îc: bd = max = 204.3587 (kG/cm2) b = min t t  = [ bm M btTC 0 . y d ] = 56.965608 (kG/cm2) I0 min  0,7 max  Rk = Rku = 215 (kG/cm2) bd = 204.3587 (kG/cm2) < Rk = 215 (kG/cm2)  §¹t Ta cã : So s¸nh : VII.TÝnh to¸n cêng ®é theo øng suÊt tiÕp vµ øng suÊt nÐn chñ-TÝnh to¸n chèng nøt nghiªng theo øng suÊt kÐo chñ VII.1. TÝnh duyÖt mÆt c¾t c¸ch gèi L/4=7.5 m theo øng suÊt tiÕp -Thí kiÓm tra lµ thí ë trôc trung hoµ t¹i thí nµy øng suÊt tiÕp lµ lín nhÊtC«ng thøc kiÓm tra  QBT  Qd 0 Q  Qbt  Q1 II Q S 0 0  1 .S II I  S II  II I 0b I td .b I td' .b trong ®ã Q,Qbt,Q1 :c¸c lùc c¾t lín nhÊt do toµn bé t¶i träng tÝnh to¸n g©y ra,do träng lîng b¶n th©n dÇm(Cha liªn hîp),do träng lîng b¶n g©y ra. Q Qbt Qd=0,9Nd.sin Q1 71338.2 12505.3 22567.06852 89010 I0,Itd,Itd’:M« men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t thu hÑp ,mÆt c¾t tØnh ®æi ë giai ®o¹n I,mÆt c¾t tØnh ®æi ë giai ®o¹n II. I0 Itd Itd’ 20717410 21643026 50384409 S0-00, SI-II, SII-IIII:M« men tÜnh cña phÇn mÆt c¾t bÞ t¸ch ra bëi thí 0-0,I-I,II-II ®èi víi trôc 0-0,I-I, II-II (0-0 trôc trung hoµ giai ®o¹n I I-I trôc trung hoµ giai ®o¹n II II-II trôc trung hoµ giai ®o¹n II) S0a-b S0c-d 93822.2 103507. 43 S00-0 SIa-b 134011. 101313. 54 241 SII-I 148866. 47 SIc-d SIIa-b 143919. 318807. 22 29 SIIII-II SIIc-d 328847. 7 224206. 47 Lùc kÐo mét bã thÐp: Nguyễn văn Thìn 25 Lớp: Cầu hầm K47