zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Bài giảng Thiết kế và xây dựng mố trụ cầu: Chương 4 - TS. Nguyễn Ngọc Tuyển

Chia sẻ: Gió Biển | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Báo xấu

162
lượt xem 36
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Thiết kế và xây dựng mố trụ cầu - Chương 4: Tính toán mố trụ cầu" cung cấp cho người học các kiến thức phần "Tính mố cầu" bao gồm: Tải trọng và các tổ hợp tải trọng tác dụng lên mố cầu, áp lực ngang do tĩnh tải và hoạt tải tác dụng lên mố,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thiết kế và xây dựng mố trụ cầu: Chương 4 - TS. Nguyễn Ngọc Tuyển

8/24/2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Bộ môn Cầu và Công trình ngầm Website: http://www.nuce.edu.vn Website: http://bomoncau.tk/ THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MỐ TRỤ CẦU TS. NGUYỄN NGỌC TUYỂN Website môn học: http://motrucau.tk/ Hà Nội, 8‐2013 CHƯƠNG IV Tính toán mố trụ cầu 124 1
8/24/2013 Nội dung chương 4 • 4.1. Tính mố cầu – Tải trọng và các tổ hợp tải trọng tác dụng lên mố cầu. – Áp lực ngang do tĩnh tải và hoạt tải tác dụng lên mố. – Tính toán mũ mố, tường đỉnh, tường thân mố, tường cánh, bản quá độ. • 4.2. Tính trụ cầu – Tải trọng và các tổ hợp tải trọng tác dụng lên trụ cầu. – Tính toán mũ trụ. – Xác định nội lực tại các tiết diện trụ cầu. – Duyệt tiết diện trụ bằng bê tông, khối xây. – Duyệt tiết diện trụ bằng bê tông cốt thép. • 4.3. Duyệt ổn định chống trượt, lật của mố trụ cầu • 4.4. Tính toán mố trụ dẻo • 4.5. Bài tập tính toán mố trụ 125 4.1. Tính mố cầu • Các tải trọng tác dụng lên mố cầu – Tải trọng từ kết cấu phần trên: • Trọng lượng các bộ phận kết cấu phần trên: DC, DW • Hoạt tải và lực xung kích: LL, IM • Hoạt tải người đi: PL • Lực hãm xe: BR • Lực ma sát gối cầu: FR • Thay đổi nhiệt độ: TU, TG • Gió: WS, WL • Lực ly tâm: CE 126 2
8/24/2013 Tính mố cầu (t.theo) – Trọng lượng bản thân mố trụ: DC – Áp lực đất: EH, EV • EH = Áp lực ngang của đất • EV = Áp lực đứng của đất – Hoạt tải chất thêm sau mố: LS – Lực đẩy nổi: WA – Động đất: EQ 127 Tính mố cầu (t.theo) 128 3
8/24/2013 Tính mố cầu (t.theo) 129 Tính mố cầu (t.theo) (2) Khi tính mố có thể xét một đơn vị bề rộng mố chịu các (5) tải trọng như ở hình vẽ bên. (3) Tải trọng bao gồm: (4) • (1) Áp lực đất • (2) Hoạt tải chất thêm • (3) Trọng lượng đất đắp • (4) Trọng lượng của mố • (5) Tải trọng từ kết cấu nhịp • … (1) 130 4
8/24/2013 Tính mố cầu (t.theo) • 4.1.1. Tính áp lực đất Hoạt tải chất thêm ¸p lùc ®øng do ho¹t t¶i Lực truyền xuống từ kết cấu nhịp KCPT, LL+I E I J EQ, BR H D G X PH2 Ht P2 PV2 F B  PH1 +M K P1 PV1 0.5H +H  0.4Ht +V A A1 C Quy Quy ước−íc dấu Áp¸p lựclùcngang ngang (KA, KEA) s Ht do hoạt do ho¹ttải t¶i 131 Áp lực đất (t.theo) – Theo điều 3.11.5.1, áp lực đất cơ bản được giả thiết là phân bố tuyến tính và tỷ lệ với chiều sâu đất và lấy bằng: p  kh   s  g  z  109  0 trong đó: • p = áp lực đất cơ bản • kh = hệ số áp lực ngang của đất • γs = tỷ trọng của đất (kg/m3) • z = chiều sâu dưới mặt đất (mm) H • g = hằng số trọng lực (g = 9.81 m/s2) p z Tổng áp lực ngang của đất phải được giả định tác dụng ở độ cao 0.4H phía trên đáy móng, trong đó H là tổng chiều cao tường tính từ mặt đất đến đáy móng. 132 5
8/24/2013 Áp lực đất (t.theo) Một số lưu ý: – Giá trị 0.4H nêu trên đã được đổi thành H/3 kể từ AASHTO ấn bản năm 2004; – Hệ số áp lực ngang kh có thể lấy như sau: • Lấy bằng áp lực ngang tĩnh ko đối với tường không uốn cong hay dịch chuyển; • Lấy bằng áp lực ngang chủ động ka đối với tường có uốn cong hay dịch chuyển đủ lớn để đạt tới điều kiện chủ động tối thiểu (trường hợp đất đẩy tường); • Lấy bằng áp lực đất bị động kp khi tính áp lực đất chống lại sự dịch chuyển của tường (trường hợp tường đẩy đất). 133 Áp lực đất (t.theo) • Theo chú giải C3.11.5.2: nói chung đối với tường công xôn cao ≥ 1500mm có đất đắp, các tính toán chuyển vị ngang ở đỉnh tường do tổ hợp chuyển vị kết cấu của thân tường và góc xoay của móng là đủ để phát sinh điều kiện áp lực chủ động. => có thể sử dụng áp lực đất chủ động: kh = ka đối với các tường chắn cao ≥ 1500mm. • Theo chú giải C3.11.5.4: chuyển vị cần thiết để sử dụng áp lực bị động kp như sau: – Thường lớn gấp 10 lần chuyển vị cần thiết để sử dụng áp lực chủ động; – Bằng 5% chiều cao của mặt chịu áp lực đối với cát rời; – Với cát chặt có thể thiên về an toàn lấy chuyển vị bằng 5% chiều cao của mặt chịu áp lực. 134 6
8/24/2013 Áp lực đất (t.theo) – Thông thường có thể chọn hệ số áp lực đất kh như sau: • Với tường trọng lực hoặc tường chống trên nền đá hoặc nền cọc => dùng hệ số áp lực đất tĩnh ko • Tường công xôn có chiều cao H dùng hệ số áp lực ngang = 0.5(ko + ka) • Tường công xôn có chiều cao H > 5m hoặc bất kỳ loại tường nào trên móng nông => dùng hệ số áp lực đất chủ động ka • Khi tường có xu hướng bị chuyển dịch thì phần đất phía bị tường đẩy vào sẽ phát sinh áp lực đất bị động => dùng hệ số áp lực đất bị động kp đối với phần đất bị tường đẩy. 135 Áp lực đất (t.theo) Hệ số áp lực ngang của đất ở trạng thái nghỉ ko : 136 7
8/24/2013 Áp lực đất (t.theo) – Bảng tra hệ số áp lực ngang của đất ở trạng thái nghỉ ko của một số loại đất điển hình: OCR = 1 đất cố kết thường 137 Áp lực đất (t.theo) Hệ số áp lực ngang chủ động của đất ka : δ = góc ma sát giữa đất và vật liệu làm tường (độ); β = góc nghiêng giữa mặt phẳng đất đắp và phương nằm ngang (độ); θ = góc nghiêng giữa mặt sau tường chịu áp lực với phương nằm ngang (độ); φ’f φ‘f = góc nội ma sát hữu hiệu của đất đắp (độ). Chú ý: Công thức 3.11.5.3‐2 trong quy trình 272‐05 in sai, ở đây sửa lại thành sin(θ – δ) . Sửa chú giải “θ = góc nghiêng giữa mặt sau tường chịu áp lực với phương nằm ngang”; 138 8
8/24/2013 Áp lực đất (t.theo) – Bảng tra góc ma sát δ giữa tường và một số loại đất : 139 Áp lực đất (t.theo) – Hình 3.11.5.3‐1: Chú giải Coulomb về áp lực đất (minh họa các thông số trong công thức 3.11.5.2): 140 9
8/24/2013 Áp lực đất (t.theo) Hệ số áp lực ngang bị động của đất kp : • Đối với đất không dính, kp có thể lấy từ biểu đồ ở Hình 3.11.5.4‐1 và 2 khi thích hợp. Khi đó, kp phụ thuộc vào φ, θ và δ; • Đối với đất dính, áp lực đất bị động pp có thể xác định theo công thức sau: p p  k p   s  g  z  109   2c k p trong đó: • p = áp lực đất bị động (Mpa); • kp = hệ số áp lực bị động lấy theo Hình 3.11.5.4‐1 hoặc 2; • γs = tỷ trọng của đất (kg/m3); • z = chiều sâu dưới mặt đất (mm); • g = hằng số trọng lực (g = 9.81 m/s2); • c = độ dính đơn vị (MPa). 141 Áp lực đất (t.theo) (Hình 1 ‐ β = 0) 120o 110o 100o 90o 80o 50o 60o 70o 142 10
8/24/2013 Áp lực đất (t.theo) (Hình 2 ‐ β ≠ 0) 143 Áp lực đất (t.theo) – Ghi chú: • φ = góc nội ma sát của đất đắp; • θ = góc giữa mặt phẳng tường chịu áp lực và phương nằm ngang; • δ = góc ma sát giữa đất và vật liệu làm tường; • β = góc nghiêng giữa mặt phẳng đất đắp và phương nằm ngang. 144 11
8/24/2013 Áp lực đất (t.theo) – Áp lực ngang của nhiều loại đất • Trường hợp đất sau mố có nhiều lớp với các đặc trưng cơ lý h1khác nhau thì áp lực đất tính như sau: p1 = k1.γ1.g.h1(10‐9) p1 h2 p2 = p1 + k2.γ2.g.h2(10‐9) p2 p3= p2 + k3.γ3.g.h3(10‐9) h3 p 3 145 Áp lực đất (t.theo) – Áp lực ngang của đất trước mố: • Đất ở phía trước mố cũng gây ra áp lực nằm ngang về phía đường (chiều cao H) • Trong tính toán có thể bỏ qua áp lực của mái đất đắp (để thiên về an toàn), chỉ xét đến tác dụng của phần đất nằm dưới mặt đất tự nhiên (phần có chiều cao H1) 1 146 12
8/24/2013 Áp lực đất (t.theo) – Tác dụng của nước ngập: Tổng áp lực = Áp lực đất ngập nước + Áp lực đất Áp lực nước ngập nước Tổng áp lực Áp lực nước 147 Áp lực đất (t.theo) – Áp lực đất tác dụng lên mố: • Nếu đất ngập nước hoặc có nước ngầm, áp lực đất được tính với trọng lượng đơn vị của đất đã trừ đẩy nổi: 1 '   o   n  1 o Trong đó: • γo = trọng lượng riêng khô của đất (thường lấy bằng 2.7 T/m3); • εo = hệ số độ rỗng, bằng tỉ số giữa thể tích phần rỗng và thể tích phần đặc của một khối đất; • γn = trọng lượng đơn vị của nước (1 T/m3) 148 13
8/24/2013 Áp lực đất (t.theo) – Áp lực đất tác dụng lên mố cột: • Đối với mố có thân mố là một hàng cột, bề rộng tính toán B của mố: B  2 bc  B ' trong đó: bc • bc = bề rộng cột; 2b • B’ = khoảng cách giữa hai mép ngoài của hai cột ngoài cùng. 149 Áp lực đất (t.theo) – Xác định hợp lực và điểm đặt hợp lực của áp lực đất tác dụng lên mố: • Lực đẩy ngang của đất bằng diện tích của biểu đồ áp lực đất nhân với bề rộng của mố. • Điểm đặt lực là trọng tâm của biểu đồ áp lực đất (tuy nhiên, cần lưu ý rằng quy trình 22TCN‐272‐05 quy định điểm đặt lực của biểu đồ áp lực dạng tam giác bằng 0.4H, với H là chiều cao biểu đồ tam giác). • Nếu mố có bề rộng thay đổi theo chiều cao? => Có thể chia biểu đồ áp lực đất ra thành các phần, chiều cao của mỗi phần tương ứng với một đoạn thân mố có bề rộng không đổi. Sau đó, lực đẩy ngang của đất cũng như điểm đặt lực tương ứng sẽ được xác định cho riêng từng phần đó. 150 14
8/24/2013 Tính mố cầu (t.theo) • 4.1.2. Hoạt tải chất thêm Hoạt tải chất thêm ¸p lùc ®øng do ho¹t t¶i Lực truyền xuống từ kết cấu nhịp KCPT, LL+I E I J EQ, BR H D G X PH2 Ht P2 PV2 F B  PH1 +M K P1 PV1 0.5H +H  0.4Ht +V A A1 C Quy Quy ước−íc dấu Áp¸p lựclùcngang ngang (KA, KEA) s Ht do hoạt do ho¹ttải t¶i 151 Áp lực đất (t.theo) – Theo điều 3.11.6.2, hoạt tải chất thêm phải được xét đến khi tải trọng xe tác dụng trên mặt đất đắp trong phạm vi một đoạn bằng chiều cao tường ở phía sau mặt tường. Sự tăng áp lực ngang do hoạt tải chất thêm được tính như sau:  p  k   s  g  heq  109  trong đó: • ∆p = áp lực đất ngang không đổi do tác dụng của hoạt tải chất thêm phân bố đều (MPa); • k = hệ số áp lực ngang của đất • γs = tỷ trọng của đất (kg/m3) • g = hằng số trọng lực (g = 9.81 m/s2) • heq = chiều cao đất tương đương (mm) – tra bảng 3.11.6.2‐1 152 15
8/24/2013 Áp lực đất (t.theo) – Hoạt tải chất thêm: 153 Áp lực đất (t.theo) ¸p lùc ®øng do ho¹t t¶i Chiều cao đất tương đương dùng thay cho hoạt tải xe sau mố theo KCPT, LL+I E I J EQ, BR H D TCVN 22‐TCN‐272‐05 G X PH2 Ht P2 PV2 F B  PH1 K P1 PV1 +M 0.5H +H  0.4Ht +V A A1 C Quy −íc ¸p lùc ngang (KA, KEA) s Ht do ho¹t t¶i 154 16
8/24/2013 Áp lực đất (t.theo) H heq (mm) 1700 1200 760 610 0 H (mm) 1500 3000 6000 9000 155 Áp lực đất (t.theo) – Chiều cao đất tương đương cho hoạt tải (theo AASHTO 2004): Dùng để tính thân mố Dùng để tính tường cánh 156 17
8/24/2013 Áp lực đất (t.theo) – Sơ đồ tính: các áp lực đất và phản lực tác dụng lên mố. Hoạt tải tương đương Trọng Trọng lượng lượng đất đất đắp đắp Áp lực đất Áp lực đất bị động pp chủ động pa Ma sát Phản lực nền 157 Tính mố cầu (t.theo) • 4.1.3. Trọng lượng đất đắp và trọng lượng mố Hoạt tải chất thêm ¸p lùc ®øng do ho¹t t¶i Lực truyền xuống từ kết cấu nhịp KCPT, LL+I E I J EQ, BR H D G X PH2 Ht P2 PV2 F B  PH1 +M K P1 PV1 0.5H +H  0.4Ht +V A A1 C Quy Quy ước−íc dấu Áp¸p lựclùcngang ngang (KA, KEA) s Ht do hoạt do ho¹ttải t¶i 158 18
8/24/2013 Tính mố cầu (t.theo) –Trọng lượng đất đắp • Hợp lực của tải trọng là trọng lượng của đất đắp lấy bằng tích số của “thể tích phần đất phía trên bệ mố” và “khối lượng riêng của đất”. • Điểm đặt của hợp lực nằm ở trọng tâm khối đất đắp. • Trường hợp có nhiều lớp đất khác nhau (khối lượng riêng khác nhau) thì phải chia nhỏ khối đất theo các lớp. –Trọng lượng của mố • Hợp lực của tải trọng là trọng lượng bản thân mố lấy bằng tích số của “thể tích mố” và “khối lượng riêng của vật liệu làm mố”. • Điểm đặt của hợp lực nằm ở trọng tâm mố. 159 Tính mố cầu (t.theo) • 4.1.4. Các tải trọng truyền từ kết cấu nhịp – Hoạt tải trên kết cấu nhịp truyền xuống mố: (LL+IM) • Tổ hợp (1): xe 3 trục + tải trọng làn • Tổ hợp (2): xe 2 trục + tải trọng làn 160 19
8/24/2013 Hoạt tải HL93 161 Tính mố cầu (t.theo) Ví dụ: Cho kết cấu nhịp cầu dầm đơn giản. ‐ Chiều dài nhịp tính toán Ltt = 30m ‐ Bề rộng phần xe chạy B = 14.5m ‐ Hoạt tải tác dụng: HL93 Yêu cầu: Xác phản lực lớn nhất tại mố A do hoạt tải HL93 gây ra, theo TTGH cường độ I với giả thiết hệ số điều chỉnh tải trọng η = 1.05. A Ltt = 30 m Diện tích đ.a.h: A = 15m đ.a.h (VA) 1  14500  Số làn: nL  nguyên    4 làn  3500  162 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2428 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 © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.