THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU CầU ĐƯỜNG

Chia sẻ: Nguyễn Thành Tiến | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:7

0
203
lượt xem
84
download

THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU CầU ĐƯỜNG

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cầu đường lă phần trín của nền đường được tăng cường bằng các lớp vật liệu khâc nhau để chịu tâc dụng của tải trọng xe chạy vă các tâc hại của điều kiện tự nhiín : mưa, gi, nước ngầm... Kết cấu cầu đường gồm c : - Cầu đường - Phần trín của nền đường (lớp đây cầu đường)

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU CầU ĐƯỜNG

  1. TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC BAÏCH KHOA ÂN --- ¥ --- BÄÜ MÄN ÂÆÅÌNG – KHOA XDCÂ CHƯƠNG 12 : THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU CầU ĐƯỜNG ------  ------ 12.1 YÊU CẦU CHUNG VĂ CẤU TẠO KẾT CẤU CầU ĐƯỜNG 1.1 Khái niệm : Cầu đường lă phần trín của nền đường được tăng cường bằng các lớp vật liệu khâc nhau để chịu tâc dụng của tải trọng xe chạy vă các tâc hại của điều kiện tự nhiín : mưa, gi, n ước ngầm... Kết cấu cầu đường gồm c : - Cầu đường - Phần trín của nền đường (lớp đây cầu đường) 1.2 Các yêu cầu chung của kết cấu cầu đường: - Kết cấu cầu đường phải đủ cường độ vă ổn định cường độ ( cường độ t thay đổi hoặc khng thay đổi khi chịu tâc dụng của các điều kiện bất lợi ) - Mặt đường phải đảm bảo đủ độ bằng phẳng nhất định để: + Hệ số sức cản lăn giảm  vận tốc xe chạy tăng  giảm thời gian xe chạy, giảm lượng tiíu hao nhiín liệu. + Tăng tuổi thọ của phương tiện.  Hạ giâ thănh vận chuyển - Bề mặt cầu đường phải đảm bảo đủ độ nhâm ( ϕ ) nhất định để nđng cao hệ số bâm giữa bânh xe với mặt đường nhằm tăng mức độ an toăn xe chạy. - Cầu đường căng t sinh bụi căng tốt để: + Tầm nhìn của người lâi xe tăng. + Đảm bảo vệ sinh mi trường . + Tăng tuổi thọ của động cơ cũng như tuổi thọ của cng trnh. Ba yêu cầu cuối chỉ đối với lớp mặt 1.3 Cấu tạo kết cấu cầu đường : 1.3.1 Cấu tạo kết cấu cầu đường: Lớp bảo vệ Tầng mặt Lớp hao mn Cầu đường Các lớp mặt (1 ÷ 2 lớp) KCAĐ Các lớp mng (1 ÷ 3 lớp) Tầng mng Lớp c chức năng đặc biệt. Đây cầu đường Mng nền đất Voî Âæïc Hoaìng Giaïo aïn : Thiãút Kãú Âæåìng ä tä Trang :  1
  2. TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC BAÏCH KHOA ÂN --- ¥ --- BÄÜ MÄN ÂÆÅÌNG – KHOA XDC 1.3.2 Vai tr của từng lớp kết cấu trong KCAĐ * Lớp bảo vệ Lớp bảo vệ lă một lớp dăy 0,5 ÷ 1 cm thường bằng vật liệu cât, sỏi nhỏ rời rạc rải trín lớp hao mn để bảo vệ cho lớp hao mn vă tăng độ bằng phẳng. Khi tnh toân c ường đ ộ c ầu đ ường, lớp hao mn vă lớp bảo vệ khng được kể văo bề dăy cầu đường. * Lớp hao mn Lớp hao mn vă lớp bảo vệ để hạn chế bớt tâc dụng xung kch, x trượt, măi mn trực tiếp của bânh xe vă các ảnh hưởng xấu của thiín nhiín xuống lớp mặt pha dưới. Lớp hao mn lă một lớp mỏng dăy 1÷ 3 cm lăm bằng vật liệu c dnh kết đặt trín lớp mặt chủ yếu. * Các lớp mặt - Tầng mặt: Lă bộ phận trực tiếp chịu tâc dụng của bânh xe vă ảnh hưởng c ủa các nhđn t ố thiín nhiín (đặc biệt ngoăi lực thẳng đứng cn chịu lực ngang lớn). Do đ tầng mặt đi hỏi đ ược lăm bằng các vật liệu c cường độ vă sức liín kết tốt, thường dng vật liệu c kch thước nhỏ * Các lớp mng Chỉ chịu lực thẳng đứng, truyền vă phđn bố lực thẳng đứng để khi truyền xuống nền đ ất th ứng suất sẽ giảm đến một mức độ đất nền đường c thể chịu đựng được mă khng tạo nín biến dạng thẳng đứng hoặc biến dạng trượt quâ lớn. V lực thẳng đứng truyền xuống ngăy căng bĩ đi để tiết kiệm, tầng mng c thể gồm nhiều bằng các vật liệu khâc nhau c cường độ giảm dần từ trín xuống. C thể cấu tạo bằng các vật liệu rời rạc, kch cỡ lớn, chịu băo mn kĩm nhưng phải c đủ độ cứng vă độ chặt nhất định. * Lớp đây cầu đường + Độ chặt : §ĩ s©u tÝnh §ĩ chƯt K t ®¸y ¸o ( theo 22TCN 333-06) Lo¹i c«ng tr×nh ®ng xuỉng §ng « t« t cp §ng « t« t cp (cm) I -> IV V, VI Khi ¸o ®ng dµy trªn 60 cm 30 ≥ 0,98 ≥ 0,95 Nn Khi ¸o ®ng dµy di 60 cm 50 ≥ 0,98 ≥ 0,95 ®¾p Bªn di chiu s©u k trªn ≥ 0,95 ≥ 0,90 Nn ®µo vµ nn kh«ng ®µo kh«ng ®¾p 30 ≥ 0,98 ≥ 0,95 + Chức năng : - Tạo được một nền chịu lực đồng nhất , c sức chịu tải cao . - Ngăn chặn ẩm thấm từ trín xuống nền đất hoặc từ dưới lín cầu đường - Tạo ” hiệu ứng đe “ để thi cng các lớp mặt đường pha trín đạt hiệu quả cao - Tạo thuận lợi cho xe , mây đi lại trong quâ trnh thi cng . Voî Âæïc Hoaìng Giaïo aïn : Thiãút Kãú Âæåìng ä tä Trang :  2
  3. TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC BAÏCH KHOA ÂN --- ¥ --- BÄÜ MÄN ÂÆÅÌNG – KHOA XDC * Lớp c chức năng đặt biệt 1.3.2 Đặc điểm chịu lực của kết cấu cầu đường : σx σz σ z ­ ø ng suÊt do lùc th¼ng ®øng σ x ­ ø ng suÊt do lùc n»m ngang H×nh 12­1.  S¬ ®å ph©n bè øng suÊt trong kÕt cÊu ¸ o ®õ¬ng theo chiÒu s©u Khi xe chạy, lực tâc dụng lín cầu đường gồm hai thănh phần: - Lực thẳng đứng do tải trọng xe chạy gđy ra σz - Lực nằm ngang σx do lực kĩo, lực hêm, lực ngang khi xe chạy trín đường vng gđy ra. Tại bề mặt cầu đường: σz = p σx = 0,2÷ 0,3p khi xe chạy. σx = 0,75÷ 0,85p khi xe hêm. p : Âp lực thẳng đứng do tải trọng bânh xe nặng nhất truyền xuống qua diện tch vệt tiếp xc giữa lốp xe với cầu đường. p = (5 ÷ 6) daN/cm2 ty thuộc loại xe ( thường lấy 3 giâ trị : 5; 5,5; 6 daN/cm2) Lực ngang lă lực chủ yếu tâc dụng trín phần mặt cầu đường mă khng truy ền sđu xuống các lớp dưới nín chỉ gđy trạng thâi ứng suất ở lớp trín cng của kết cấu cầu đường, lăm cho vật liệu tại đ bị x trượt, bong bật, băo mn dẫn đến phâ hoại. Trâi lại lực thẳng đứng th truyền xuống khâ sđu cho mêi tới nền đất. Như vậy về mặt chịu lực kết cấu cầu đường cần c nhiều lớp, các lớp c nhiệm vụ khâc nhau để đâp ứng nhu cầu chịu lực khâc nhau. 1.3.3 Cấu tạo cắt ngang của cầu đường. il =6% im im il=6% Bl Bm Bl 1:m Bn 1:m B a b i i i i 7,5m 7,5m l m m l 1:3 1:3 Voî Âæïc Hoaìngc Giaïo aïn : Thiãút Kãú Âæåìng ä d tä Trang :  3
  4. TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC BAÏCH KHOA ÂN --- ¥ --- BÄÜ MÄN ÂÆÅÌNG – KHOA XDCÂ a) Thường âp dụng cho tuyến đường cấp thấp c số lăn xe 2 ÷ 6 b) Âp dụng với đường cấp thấp vă GTNT, âp dụng khi vật liệu mặt đường vă vật liệu nền đường cng loại. c) Âp dụng đối với đường cấp cao, bề rộng mặt đường nhỏ hơn trường hợp d). d) Âp dụng đối với đường cấp cao c bề rộng mặt đường rất lớn, yêu cầu về an toăn xe chạy cao. @ Kết cấu phần lề gia cố : thường cng vật liệu với lớp mặt Độ dốc ngang tối thiểu Dốc ngang mặt Dốc ngang lề Loại cầu đường đường vă lề gia cố đường đất (%) (%) Bítng ximăng vă bítng nhựa ( A1) 1.5÷ 2 4÷ 6 Các loại mặt đường nhựa (A2 ) 2÷ 3 4÷ 6 Đâ dăm, cấp phối ( B1, B2) 3÷ 3.5 4÷ 6 12.2 PHĐN LOẠI KẾT CẤU CầU ĐƯỜNG 2.1 Phđn loại theo cấp cầu đường: 2.1.1 Mặt đường cấp cao A1 - Lă loại kết cấu cầu đường đâp ứng yêu cầu xe chạy khng xuất hiện biến dạng d ư, mặt đường chỉ lăm việc trong giai đoạn đăn hồi, mức độ dự trữ cường độ cao. Mức độ an toăn xe chạy cao , vận tốc xe chạy lớn, tuổi thọ cầu đường cao : từ 15 ÷ 25 năm. + 15 năm : mặt đường bítng nhựa. + 20 ÷ 25 : bítng ximăng. - Ap dụng với các tuyến đường cấp I, II, III, IV - A1 c 2 loại : + Bítng nhựa chặt loại I + Bítng ximăng toăn khối Để xâc định một trong 2 loại trín ta căn cứ văo điều kiện địa phương, chế độ thuỷ nhiệt... 2.1.2 Mặt đường cấp thứ yếu A2 - Đâp ứng điều kiện xe chạy khng xuất hiện biến dạng dư, vật liệu lăm việc trong giai đoạn đăn hồi nhưng mức độ dự trữ cường độ nhỏ thua mặt đường cấp cao A1 - Tuổi thọ của mặt đường A2 từ 8 ÷ 10 năm - Ap dụng với các tuyến đường cấp III, IV, V - Các loại vật liệu lăm mặt đường cấp A2 : + Thấm nhập nhựa (8 năm) + Đâ dăm đen (10 năm) + Bítng nhựa loại 2 rải nng, BTN nguội (10 năm) - Cường độ xe chạy khng cao chi ph di tu bảo dường thường xuyín lớn, vận tốc xe chạy tối đa 60km/h. Voî Âæïc Hoaìng Giaïo aïn : Thiãút Kãú Âæåìng ä tä Trang :  4
  5. TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC BAÏCH KHOA ÂN --- ¥ --- BÄÜ MÄN ÂÆÅÌNG – KHOA XDCÂ 2.1.3 Mặt đường cấp quâ độ B1 - Cho phĩp xuất hiện biến dạng dư, chiều dăy của kết cấu giảm đi rất nhiều, đâp ứng yêu cầu xe chạy thấp, vận tốc xe chạy khng cao, chi ph di tu sửa chữa, bảo dưỡng lớn, tuổi thọ từ 3 ÷ 4 năm - Ap dụng với các tuyến đường cấp IV, V, VI - Mặt đường cấp B1 thường chọn các loại vật liệu mặt đường sau : + Đâ dăm + Cấp phối đâ dăm + Cấp phối cuội sỏi + Đất gia cố ximăng 2.1.4 Mặt đường cấp thấp B2 - Cho phĩp xuất hiện biến dạng dư, lưu lượng xe chạy thấp, sinh bụi nhi ều, tuổi thọ mặt đường cấp năy khng cao (từ 2 ÷ 3 năm) - Ap dụng với các tuyến đường cấp V, VI 2.2 Phđn loại theo vật liệu sử dụng 2.2.1 Mặt đường lăm bằng các loại vật liệu đất đâ tự nhiín khng c chất liín kết - Cấp phối đâ dăm. - Cấp phối đất đồi - Cấp phối sỏi sạn 2.2.2 Mặt đường lăm bằng vật liệu đất đâ tự nhiín c gia cố các chất v cơ - Đất gia cố vi - Cât gia cố ximăng - Cấp phối đâ dăm gia cố ximăng - BT xi măng 2.2.3 Mặt đường lăm bằng vật liệu đất đâ tự nhiín gia cố các chất liín kết hữu cơ. - Bítng nhựa - Thấm nhập nhựa - Đâ trộn nhựa 2.3 Phđn loại theo phương phâp tnh toân 2.3.1 Ao đường cứng 2.3.2 Ao đường mềm 12.3 CÁC NGUYÍN TẮC THIẾT KẾ CẤU TẠO KCAĐ 3.1 Trnh tự chung khi thiết kế cầu đường . @ Thiết kế cấu tạo cầu đường : + Xâc định được cấp cầu đường A1, A2, B1, B2. + Điều tra được vật liệu địa phương. + Đề xuất ra được các phương ân đầu tư xđy dựng, thng thường dng 2 phương ân : - Phương ân đầu tư xđy dựng 1 lần - Phương ân đầu tư xđy dựng phđn kỳ @ Tnh toân cường độ : Theo 3 điều kiện : Voî Âæïc Hoaìng Giaïo aïn : Thiãút Kãú Âæåìng ä tä Trang :  5
  6. TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC BAÏCH KHOA ÂN --- ¥ --- BÄÜ MÄN ÂÆÅÌNG – KHOA XDCÂ - Độ vng đăn hồi - Điều kiện trượt - Điều kiện kĩo uốn @ So sânh vă chọn các phương ân tối ưu 3.2 Yêu cầu khi thiết kế cấu tạo kết cấu cầu đường. 3.2.1 Đối với tầng mặt. - Đủ cường độ vă ổn định cường độ - t sinh bụi - Đảm bảo độ bằng phẳng - Đủ độ nhâm - t hoặc khng thấm nước - Vật liệu tầng mặt phải c khả năng chống bong bật, chống trượt tốt, tức lă chọn những vật liệu c kch thước hạt nhỏ vă c chất liín kết. Trong điều kiện khng đảm bảo được các yêu cầu trín ta phải thím lớp bảo vệ vă lớp hao mn. 3.2.2 Tầng mng - Đủ cường độ vă ổn định cường độ . - C thể sử dụng các loại vật liệu rời rạc vă nín chọn các vật liệu đ ịa ph ương đ ể c ấu t ạo tầng mng - Chọn vật liệu sao cho cường độ giảm dần theo chiều sđu để ph hợp với biểu đồ ứng suất trong kết cấu. Tỉ số mđuyn đăn hồi giữa 2 lớp liín tiếp khng lớn hơn (1,5 ÷ 3,0) * Ch ý : Khi xâc định chiều dăy các lớp vật liệu trong kết cấu cầu đường ta phải ch ý đ ến chiều dăy tối thiểu theo cấu tạo ( quy định ở bảng 2-4 của 22 TCN 211-06) vă chiều dăy lu lỉn c hiệu quả của từng lưp vật liệu. 3.3 Nguyín tắc thiết kế cấu tạo KCAĐ Tuđn thủ nguỷn tắc thiết kế tổng thể nền mặt đường nhằm tăng cường độ của nền đất, tạo điều kiện thuận lợi để cho nền đất cng tham gia ch ịu lực với m ặt đường ở mức tối đa. Cấu tạo cđc lớp tầng mặt trn cớ sở cấp đường thiết kế, lưu lượng xe chạy, tốc độ thiết kế vă điều kiện tự nhin, điều kiện khai thđc. 3.3.1 Đối với tầng mặt - Dựa văo cấp kỹ thuật để cđn nhắc chọn loại mặt đường ( A1, A2, B1 ,B2) - Căn cứ văo tải trọng, thănh phần xe tải nặng để chọn lớp mặt cho hợp lý - Căn cứ văo vật liệu địa phương - Chọn vật liệu tầng mặt c khả năng chống trượt, chống bong bật . . . 3.3.2 Đối với tầng mng - Căn cứ văo các điều kiện địa hnh , điều kiện địa chất , điều kiện thuỷ văn . - Căn cứ văo điều kiện vật liệu địa phương , trín tuyến cho phĩp sử dụng các đo ạn tuy ến khâc nhau c tầng mng khâc nhau . Voî Âæïc Hoaìng Giaïo aïn : Thiãút Kãú Âæåìng ä tä Trang :  6
  7. TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC BAÏCH KHOA ÂN --- ¥ --- BÄÜ MÄN ÂÆÅÌNG – KHOA XDCÂ - Do tầng mng khng chịu σ x nền c thể chọn vật liệu rời rạc,hạt lớn , khng nhất thiết phải c chất liín kết. ------  ------ Voî Âæïc Hoaìng Giaïo aïn : Thiãút Kãú Âæåìng ä tä Trang :  7

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản