intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Cơ sở thiết kế cầu: Chương 1 - TS. Nguyễn Cảnh Tuấn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:65

Thêm vào BST
Báo xấu
3
lượt xem 1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Cơ sở thiết kế cầu" Chương 1 - Tiêu chuẩn thiết kế cầu, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: giới thiệu chung; thiết kế tổng thể và đặc điểm vị trí cầu; tải trọng và hệ số tải trọng; phân tích và đánh giá kết cấu; kết cấu bê tông; kết cấu thép; mặt cầu và hệ mặt cầu; nền móng; mố trụ và tường chắn; kết cấu vùi (cống) và áo hầm; lan can rào chắn;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ sở thiết kế cầu: Chương 1 - TS. Nguyễn Cảnh Tuấn

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHQG TP. HCM KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CHƯƠNG 1 CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CẦU TCVN 11823-2017 1/65
  2. GIỚI THIỆU TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CẦU TCVN 11823-2017 (AASHTO 2010) NỘI DUNG PHẦN 1 : GIỚI THIỆU CHUNG PHẦN 2 : THIẾT KẾ TỔNG THỂ VÀ ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ CẦU PHẦN 3 : TẢI TRỌNG VÀ HỆ SỐ TẢI TRỌNG PHẦN 4 : PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT CẤU PHẦN 5 : KẾT CẤU BÊ TÔNG PHẦN 6 : KẾT CẤU THÉP PHẦN 9 : MẶT CẦU VÀ HỆ MẶT CẦU PHẦN 10 : NỀN MÓNG PHẦN 11 : MỐ TRỤ VÀ TƯỜNG CHẮN PHẦN 12 : KẾT CẤU VÙI (CỐNG) VÀ ÁO HẦM PHẦN 13 : LAN CAN RÀO CHẮN PHẦN 14 : KH CO GIÃN VÀ GỐI CẦU 2/65
  3. PHẦN 1 GIỚI THIỆU CHUNG 3/65
  4. CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU Phần 1: GIỚI THIỆU CHUNG TS. NGUYEN CANH TUAN §1.3.2 TRẠNG THÁI GIỚI HẠN  TTGH Cường Độ - Được xét đến để đảm bảo cường độ và sự ổn định (cục bộ và tổng thể). - Sự phá hoại có thể xảy ra với điều kiện của TTGH Cường Độ nhưng tính toàn vẹn tổng thể của kết cấu vẫn được duy trì.  TTGH Sử Dụng - Trạng thái giới hạn liên quan đến ứng suất, biến dạng và vết nứt dưới điều kiện khai thác bình thường. - Đảm bảo cầu hoạt động bình thường với tuổi thọ thiết kế.  TTGH Đặc Biệt - Đảm bảo khả năng chịu lực của cầu đối với các tác động của động đất, va xe cộ, va tàu thuyền, hoặc xói lở.  TTGH Mỏi - Trạng thái giới hạn mỏi phải được xét đến trong tính toán như một biện pháp nhằm hạn chế về biên độ ứng suất do một xe tải thiết kế gây ra với số chu kỳ biên độ ứng suất dự kiến. 4/65
  5. CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU Phần 1: GIỚI THIỆU CHUNG TS. NGUYEN CANH TUAN §1.3.2 TRẠNG THÁI GIỚI HẠN ΣηiγiQi ≤ ΦRn = Rr (1.3.2.1-1) Đối với tải trọng dùng giá trị cực đại của γi ηi = ηD ηR ηI > 0.95 (1.3.2.1-2) Đối với tải trọng dùng giá trị cực tiểu của γi 1 ηi = ≤ 1.0 (1.3.2.1-3) ηD ηR ηI trong đó ηD : hệ so liê n quan đen tı́nh dẻ o (§1.3.3) ηR : hệ so liê n quan đen tı́nh dư (§1.3.4) ηI : hệ so quan trọ ng trong khai thá c (§1.3.5) γi : hệ so tả i trọ ng Qi : hiệ u ưng lưc ́ ̣ Φ : hệ so sưc khá ng ́ Rn : sưc khá ng danh định ́ Rr : sưc khá ng tı́nh toá n ́ 5/65
  6. PHẦN 2 THIẾT KẾ TỔNG THỂ và ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ CẦU 6/65
  7. Phần 2: THIẾT KẾ TỔNG THỂ và ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ CẦU NỘI DUNG  Mục đích thiết kế (§2.5)  §2.5.1 – An toàn  §2.5.2 – Khả năng khai thác  §2.5.3 – Khả năng thi công  §2.5.4 – Tính kinh tế  §2.5.5 – Mỹ quan cầu  Th ỷ văn & Th ỷ lực (§2.6)  §2.6.1 – Tổng quát  §2.6.2 – Số liệu hiện trường  §2.6.3 – Phân tích thuỷ văn  §2.6.4 – Phân tích thuỷ lực  §2.6.5 – Vị trí chiều dài và khẩu độ cống  §2.6.6 – Thoát nước mặt CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU 7/65 TS. NGUYEN CANH TUAN
  8. Phần 2: THIẾT KẾ TỔNG THỂ và ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ CẦU §2.5.2 Khả năng kh i thác Tiê ch ẩn về độ võng (§2.5.2.6.2)  Các ng ên tắc áp dụng  Khi nghiên cứu độ võng tuyệt đối lớn nhất, tất cả các làn xe thiết kế phải được đặt tải và tất cả các cấu kiện chịu lực cần coi là võng lớn như nhau.  Về thiết kế cầu liên hợp, mặt cắt ngang thiết kế phải bao gồm toμn bộ chiều rộng của đường và những bộ phận liên tục về kết cấu của lan can, đường người đi và rào chắn ở giữa.  Khi nghiên cứu chuyển vị tương đối lớn nhất, số lượng và vị trí của các làn đặt tải phải chọn để cho hiệu ứng chênh lệch bất lợi nhất.  Phải dùng hoạt tải của tổ hợp tải trọng sử dụng trong Bảng 3.4.1.1 kể cả lực xung kích IM.  Hoạt tải phải lấy theo Điều 3.6.1.3.2  Các quy định của Điều 3.6.1.1.2 cần được áp dụng.  Đối với cầu chéo có thể dùng mặt cắt ngang thẳng góc, với cầu cong và vừa cong vừa chéo có thể dùng mặt cắt ngang xuyên tâm  Không xét đến sự bổ s ng độ cứng củ l n c n, rào chắn, dải phân cách khi thiết kế. CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU 8/65 TS. NGUYEN CANH TUAN
  9. Phần 2: THIẾT KẾ TỔNG THỂ và ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ CẦU §2.5.2 Khả năng kh i thác Tiê ch ẩn về độ võng (§2.5.2.6.2)  Trong khi thiếu các tiêu chuẩn khác, các giớí hạn về độ võng sau đây có thể xem xét cho kết cấu thép và bê tông: Tải trọng Giới hạn Tải trọng xe nói chung L/800 Tải trọng xe và/hoặc người đi bộ L/1000 Tải trọng xe phần hẫng L/300 Tải trọng xe và/hoặc người đi bộ ở phần hẫng L/375  Đối với dầm thép I và dầm tổ hợp, cần áp dụng các quy định của Điều 6.10.5 và 6.10.10.2 về kiểm tra độ võng thường xuyên qua kiểm tra ứng suất ở bản cánh dầm. CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU 9/65 TS. NGUYEN CANH TUAN
  10. Phần 2: THIẾT KẾ TỔNG THỂ và ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ CẦU §2.5.2 Khả năng kh i thác Tiê ch ẩn về độ võng (§2.5.2.6.2)  Các quy định sau đây được dùng cho mặt cầu bằng bản trực hướng Tải trọng Giới hạn Tải trọng xe trên bản mặt cầu L/300 Tải trọng xe trên sườn mặt cầu thép trực hướng L/1000 Tải trọng xe trên sườn mặt cầu thép trực hướng 2.5mm (độ võng tương đối lớn nhất giữa 2 sườn cạnh nhau) CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU 10/65 TS. NGUYEN CANH TUAN
  11. Phần 2: THIẾT KẾ TỔNG THỂ và ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ CẦU §2.5.2 Khả năng kh i thác Tiê ch ẩn lự chọn tỉ lệ chiề dài nhịp – chiề c o dầm (§2.5.2.6.3) Kết cấ phần trên Chiề c o tối thiể (gồm cả mặt cầ ) Vật liệ Loại hình Dầm giản đ n Dầm liên tục Bản có cốt thép chủ song song với 1.2(S + 3000)/30 (S + 3000)/30 ≥ 165mm phương xe chạy Bê tông Dầm T 0.070L 0.065L cốt thép Dầm hộp 0.060L 0.065L Dầm kết cấu cho người đi bộ 0.035L 0.033L Bản 0.030L ≥ 165mm 0.027L ≥ 165mm Bê tông Dầm hộp đúc tại chỗ 0.045L 0.040L dự ứng Dầm I đúc sẵn 0.045L 0.040L lực Dầm kết cấu cho người đi bộ 0.033L 0.030L Dầm hộp liền kề 0.030L 0.025L Chiều cao toàn bộ dầm I liên hợp 0.040L 0.032L Thép Chiều cao phần dầm I 0.033L 0.027L Giàn 0.100L 0.100L 11/65
  12. PHẦN 3 TẢI TRỌNG và HỆ SỐ TẢI TRỌNG 12/65
  13. CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU Phần 3: TẢI TRỌNG và HỆ SỐ TẢI TRỌNG TS. NGUYEN CANH TUAN §3.4.1 Hệ số tải trọng v ̀ Tổ hợp tải trọng  Tải trọng thường x ên DD : Ké o xuong (ma sá t âm) DC : Cau kiệ n và thiet bị phụ DW : Lớp phủ mặt cầu và các tiện ích H : Áp lực ngang của đất L : Các ứng suất do lắp ráp V : Áp lực đất thẳng đứng S : Tải trọng đất chất thêm 13/65
  14. CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU Phần 3: TẢI TRỌNG và HỆ SỐ TẢI TRỌNG TS. NGUYEN CANH TUAN §3.4.1 Hệ số tải trọng v ̀ Tổ hợp tải trọng  Tải trọng nhất thời BR : Lưc hã m xe ̣ LS : Hoạ t tả i chat thêm C : Lực ly tâm PL : Tả i trọ ng ngươi đi ̀ CR : Từ biến S : Lú n CT : Lực va xe SH : Co ngó t CV : Lực va tàu thuyền TG : Gradient nhiệ t Q : Động đất TU : Nhiệ t độ đeu FR : Ma sá t WA : Tả i trọ ng nươc và á p lưc dò ng chả y ́ ̣ IM : Tác dụng xung kích của xe WL : Gió trê n hoạ t tả i LL : Hoạt tải xe WS : Gió lê n ket cau 14/65
  15. CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU Phần 3: TẢI TRỌNG và HỆ SỐ TẢI TRỌNG TS. NGUYEN CANH TUAN §3.4.1 Hệ số tải trọng v ̀ Tổ hợp tải trọng Bả ng 3.4.1-1 Tổ hơp tả i trọ ng và Hệ số tả i trọ ng ̣ LL Cùng một lúc DC IM chỉ dùng một TỔ HỢP DD trong các tải TẢI TRỌNG C TU DW trọng ---- BR WA WS WL FR CR TG S H TRẠNG THÁI PL SH V Q CT CV GIỚI HẠN LS S L Cường độ I γP 1.75 1.00 - - 1.00 0.50/1.20 γTG γSE - - - Cường độ II γP - 1.00 1.40 - 1.00 0.50/1.20 γTG γSE - - - Cường độ III γP 1.35 1.00 0.40 1.00 1.00 0.50/1.20 γTG γSE - - - Đặc biệt γP 0.5 1.00 - - 1.00 - - - 1.00 1.00 1.00 Sử dụng 1.00 1.00 1.00 0.30 1.00 1.00 0.50/1.20 γTG γSE - - - Mỏi, chỉ có LL, - 0.75 - - - - - - - - - - IM và C 15/65
  16. CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU Phần 3: TẢI TRỌNG và HỆ SỐ TẢI TRỌNG TS. NGUYEN CANH TUAN §3.4.1 Hệ số tải trọng v ̀ Tổ hợp tải trọng TTGH Cường độ I : Tổ hợp tải trọng cơ bản liên quan đến việc sử dụng cho xe tiêu chuẩn của cầu không xét đến gió TTGH Cường độ II : Tổ hợp tải trọng liên quan đến cầu chịu gió với vận tốc vượt quá 25m/s TTGH Cường độ III : Tổ hợp tải trọng liên quan đến việc sử dụng xe tiêu chuẩn của cầu với gió có vận tốc 25m/s TTGH Đặc biệt : To hơp tả i trọ ng liê n quan đen độ ng đat, lưc va củ a tà u thuyen và xe cộ , và ̣ ̣ đen mộ t so hiệ n tương thuỷ lưc vơi hoạ t tả i đã chiet giả m khá c vơi khi là ̣ ̣ ́ ́ một phần của tải trọng xe va xô, CT TTGH Sử dụng : Tổ hợp tải trọng liên quan đến khai thác bình thường của cầu với gió có vận tốc 25m/s với tất cả tải trọng lấy theo giá trị danh định. Dùng để kiểm tra độ võ ng, be rộ ng vet nưt trong ket cau bê tô ng cot thé p và bê tô ng cot ́ thé p dư ưng lưc, sư chả y dẻ o củ a ket cau thé p và trươt củ a cá c liê n ket có ̣ ́ ̣ ̣ ̣ nguy cơ trươt do tá c dụ ng củ a hoạ t tả i xe. To hơp trọ ng tả i nà y cũng cần ̣ ̣ được dùng để khảo sát ổn định mái dốc TTGH Mỏi : To hơp tả i trọ ng gâ y mỏ i và đưt gay liê n quan đen hoạ t tả i xe cộ trù ng ̣ ́ phụ c và xung kích dưới tác dụng của một xe tải đơn chiếc có cự ly trục được quy định trong Điều 3.6.1.4.1 16/65
  17. CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU Phần 3: TẢI TRỌNG và HỆ SỐ TẢI TRỌNG TS. NGUYEN CANH TUAN §3.4.1 Hệ số tải trọng v ̀ Tổ hợp tải trọng Bả ng 3.4.1-2 Hệ số tả i trọ ng cho tả i trọ ng thương xuyên γp ̀ Hệ số tải trọng Loại tải trọng Lớn nhất Nhỏ nhất DC : Cấu kiện và thiết bị phụ 1.25 0.90 DD : Kéo xuống (ma sát âm) 1.80 0.45 DW : Lớp phủ mặt cầu và các tiện ích 1.50 0.65 H : Áp lực ngang của đất  Chủ động 1.50 0.90  Bị động 1.35 0.90 L : Các ứng suất lắp ráp bị hã m 1.00 1.00 V : Áp lực đất thẳng đứng  Ổn định tổng thể 1.35 -  Kết cấu tường chắn 1.35 1.00  Kết cấu vù i cứng 1.30 0.90  Khung cứng 1.35 0.90  Kết cấu mềm bị vùi mem khá c vơi cống hộp thép ́ 1.95 0.90  Cống hộp bằng thép mềm 1.50 0.90 S : Tải trọng đất chất thêm 1.50 0.75 17/65
  18. CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU Phần 3: TẢI TRỌNG và HỆ SỐ TẢI TRỌNG TS. NGUYEN CANH TUAN §3.4.1 Hệ số tải trọng v ̀ Tổ hợp tải trọng  Mục đích củ hệ số γp là để xem xét sự làm việc củ tải trọng nào đó ngược chiề với các tải trọng khác:  Neu tả i trọ ng tá c độ ng theo chieu là m gia tă ng sư nguy hiem thı̀ hệ so γp lơn nhat ̣ ́ đươc sư dụ ng. ̣ ̉  Neu tả i trọ ng tá c độ ng theo chieu là m giả m sư nguy hiem thı̀ hệ so γp nhỏ nhat đươc ̣ ̣ sư dụ ng. ̉  Gi ́ trị nhỏ nhất củ hệ số γp được sử dụng khi tải trọng thường x ên làm gi tăng tính ổn định v ̀ kh ̉ năng chị tải.  Đôi khi tải trọng thường x ên vừ làm gi tăng vừ gâ giảm thiể ảnh hưởng củ tải trọng. Ví dụ: Trong ket cau cau 3 nhịp liên tụ c, tả i trọ ng DC ơ 2 nhịp số 1 và số 3 là m giả m ̉ momen dương ơ giưa nhịp số 2. Tuy nhiên, việ c sử dụ ng 2 hệ số γp khá c nhau cho 2 nhịp ̉ ̃ biên là không đú ng. Trong trương hơp nà y, giá trị γp = 1.25 cho tả i trọ ng DC ơ cả 3 nhịp. ̀ ̣ ̉ 18/65
  19. CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU Phần 3: TẢI TRỌNG và HỆ SỐ TẢI TRỌNG TS. NGUYEN CANH TUAN §3.4.1 Hệ số tải trọng v ̀ Tổ hợp tải trọng  Bảng 3.4.1-1 q i định 2 gi ́ trị khác nh cho hệ số tải trọng γp củ TU (nhiệt độ đề ), CR (từ biến), v ̀ SH (co ngót):  Giá trị lơn nhat á p dụ ng cho bien dạ ng. ́  Giá trị nhỏ nhat á p dụ ng cho cá c tá c độ ng khá c.  Hệ số tải trọng tính cho gr dien nhiệt TG, γTG , và lún S , γS , cần được xác định trên c sở một đồ án cụ thể riêng. Nế không có thông tin riêng, có thể lấ bằng γTG = 0 ở trạng thái giới hạn cường độ và đặc biệt γTG = 1.00 ở trạng thái giới hạn sử dụng khi không xét hoạt tải γTG = 0.50 ở trạng thái giới hạn sử dụng khi có xét hoạt tải  Tư ng tự, nế không có thông tin riêng đối với tải trọng lún S , hệ số tải trọng γS có thể lấ bằng γS = 1.00 Cá c to hơp tả i trọ ng đã bao gom tá c độ ng lú n cũ ng sẽ đươc á p dụ ng khô ng bao gom lú n. ̣ ̣  Hệ số tải trọng củ hoạt tải trong TTGH Đặc Biệt, γ Q, được xác định trên c sở một đồ án cụ thể. 19/65
  20. CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU Phần 3: TẢI TRỌNG và HỆ SỐ TẢI TRỌNG TS. NGUYEN CANH TUAN §3.4.1 Hệ số tải trọng v ̀ Tổ hợp tải trọng Một số lư ý trong Bảng 3.4.1-1 (Phần 3 – trang 8) 1. Khi phải kiểm tra cầu dùng cho xe đặc biệt do Chủ đầu tư quy định hoặc xe có giấy phép thông qua cầu thì hệ số tải trọng của hoạt tải trong TTGH Cường độ I có thể giảm xuống còn 1.35. 2. Cá c cau có tı̉ lệ tĩnh tải trên hoạ t tả i rat cao (cau nhịp lơn) can kiem tra to hơp khô ng có ́ ̣ hoạ t tả i, nhưng vơi hệ so tả i trọ ng bang 1.50 cho tat cả cá c cau kiện chịu tải trọng thường ́ xuyên. 3. Đoi vơi cau vươt sô ng ơ cá c TTGH Cương độ và TTGH Sử dụng phải xét đến hậu quả của ́ ̣ ̉ ̀ những thay đổi về móng do lũ thiết kế xói cầu. 4. Đoi vơi cá c cau vươt sô ng, khi kiem tra cá c hiệ u ưng tả i EQ, CT và CV ơ TTGH Đặ c biệ t thı̀ ́ ̣ ́ ̉ tả i trọ ng nươc (WA) và chieu sâ u xó i có the dưa trê n lũ trung bı̀nh hà ng năm. Tuy nhiên ́ ̣ kết cấu phải được kiểm tra về về những hậu quả do các thay đổi do lũ, phải kiểm tra xói ở những TTGH Đặc biệt với tải trọng nước tương ứng (WA) nhưng không có các tải trọng EQ, CT hoặc CV tác dụng. 5. Để kiểm tra chiều rộng vết nứt trong kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực ở TTGH Sử dụng, có thể giảm hệ số tải trọng của hoạt tải xuống 0.8. 6. Để kiểm tra kết cấu thép ở TTGH Sử dụng thì hệ số tải trọng của hoạt tải phải tăng lên 1.30. 20/65
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2438 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright ©2025 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2