Thiết kế cầu bê tông cốt thép - Chương 9

Chia sẻ: Tongxuan De | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:34

Thêm vào BST

Báo xấu

217
lượt xem 67
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo giáo án môn học Thiết kế cầu bê tông cốt thép - Chương 9 tính toán mố và trụ cầu. Biên soạn bởi Thạc sỹ Lê Văn Lạc & Nguyễn Duy Thảo - Khoa xây dựng cầu đường dành cho các bạn sinh viên theo học chuyên ngành xây dựng

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế cầu bê tông cốt thép - Chương 9

Ch−¬ng 9 Ch TÝnh to¸n Mè & trô cÇu
9.1. TÍNH TOÁN TRỤ CẦU I. Các loại tải trọng tác dụng: + Tỉnh tải: . Trọng lượng bản thân mố trụ . Trọng lượng KCN. . Trọng lượng đất đắp (nếu có) . áp lực đẩy ngang của đất, . Lực đẩy nổi của nước + Hoạt tải: . Trọng lượng xe, người đi bộ . Áp lực ngang của đất do hoạt tải đứng trên lăng thể trượt. . Lực ly tâm (đối với cầu cong).
+ Các tải trọng phụ: -Theo phương dọc cầu: *Lực hãm xe *Lực gió dọc cầu *Lực va tàu bè *Lực ma sát gối cầu *Áp lực thủy tỉnh. -Theo phương ngang cầu: *Lực gió ngang cầu *Lực lắc ngang *Lực va tàu bè *Áp lực thủy động. Ngoài ra, cón có các tác dụng đặc biệt khác như lực động đất, lực do qúa trình thi công gây ra.
II. Tính toán nội lực trụ cầu: 1. Phản lực tỉnh tải của KCN: l1 l2 Đah Rtrụ 1 a. Nhịp trái: - Phản lực do trọng lượng dầm, đường người đi, lan can, các lớp mặt cầu: R = ( g 1 + g 2 ) * wt tc n R = ( n1 . g 1 + n 2 . g 2 ) * wt tt n
Mô men dọc cầu đối với trọng tâm của mặt cắt : M = ΣR * e1 Trong đó: tc tc d e1: k/c từ gối cầu đến trọng M = ΣR * e1 tt tt tâm mặt cắt tính toán d b. Nhịp phải: tính tương tự. Mô men dọc cầu do tĩnh tải KCN kê lên trụ cầu : M = R * e1 − R * e2 tc tc tc d 1 2 M = R * e1 − R * e2 tt tt tt d 1 2 2. Trọng lượng bản thân trụ: Trọng lượng bản thân trụ tính từ mặt cắt đang xét trở lên - Trọng lượng tiêu chuẩn: Rtc = γ.V - Trọng lượng tính toán: Rtt = nt.Rtc
3. Phản lực do hoạt tải ôtô trên kết cấu nhịp: a. Khi hoạt tải đứng trên hai nhịp ở tất cả các làn xe: Có thể xác định bằng hai cách: . Xếp xe trực tiếp lên đường ảnh hưởng. . Dùng tải trọng tương đương. l1 l2 Pi 1 yi
R0 = m * β * ∑ Pi . yi = m * β * K td * ω → tc R = 1.4 R : THC tt tc 0 0 R = 1.12 R : THP tt tc 0 0 R = 0.98 R : THDB tt tc 0 0 Với Ktđ tra ứng với λ = L1+ L2 →Mô men dọc cầu: M 0 = m * β * K td .(ω1.e1 − ω2 .e2 ) → tc M = 1.4 M : THC tt tc 0 0 M = 1.12 M : THP tt tc 0 0 M 0 = 0.98M 0 : THDB tt tc
b. Hoạt tải đứng trên một nhịp (lớn) ở tất cả các làn xe: R0 = m * β * ΣPi * y i tc R = m * β * K td * Ω l1 l2 tc 0 Pi R0 = nh (1 + μ ) * β * m * ΣPi * y i tt 1 yi R = nh (1 + μ ) * β * m * K td * Ω Với Ktđ tra ứng với λ = L1 tt 0 →Mô men dọc cầu: M 0 = m * β * K td .ω1.e1 → tc M = 1.4 M : THC tt tc 0 0 M = 1.12 M : THP tt tc 0 0 M = 0.98M : THDB tt tc 0 0
c. Hoạt tải đứng trên hai nhịp, xe chạy lệch tâm: Trường hợp này ô tô chạy sát mép đá vĩa theo quy định và số làn xe chạy lệch lấy như sau: +Bcầu ≤ 10.5m : Xếp 1 làn xe chạy lệch +Bcầu > 10.5m : Xếp 2 làn xe chạy lệch Ngoài việc xác định M dọc cầu còn phải xác định M ngang cầu M 0 ng = R0 * Z1 tc tc Z1 >=0.5 = 1.12M tc tc M : THP 0 ng 0 ng M 0 ng = 0.98M 0 ng :THDB tc tc Chú ý: Xếp xe lệch tâm về phía hạ lưu Thượng Hạ lưu lưu
4. Phản lực của xe xích trên kết cấu nhịp: Có thể xác định bằng hai cách: . Xếp xe trực tiếp lên đường ảnh hưởng. . Dùng tải trọng tương đương. Áp lực của xe xích lên KCN: R = K * ( w1 + w2 ) tc Mô men theo phương R = 1.1 * R tt tc dọc cầu: M d = K ( w1 .e1 − w2 .e2 ) tc M d = 1.1M d tt tc Trong đó: l1 l2 K: áp lực trên 1m dài của xe xích w2 w1 y2 y1
5. Phản lực do người đi bộ trên kết cấu nhịp: a. Người đi trên hai lề ở cả hai nhịp: áp lực xuống mố trụ cầu: Mô men theo phương dọc M d = 2.d .qn ( w1 * e1 − w2 * e2 ) Rn = 2.d .qn ( w1 + w2 ) tc tc M d =1.4.M d :THC R = 1.4 R :THC tt tc tt tc n n M d =1.12.M d :THP = 1.12 Rn :THP tt tc tc = 0.98Rn :THDB M d = 0.98.M d :THDB tc tt tc l1 l2 qn w2 w1
b. Người đi trên hai lề ở một nhịp (nhịp lớn hơn): áp lực xuống mố trụ cầu: Mô men theo phương dọc M n = Rn .e1 R = 2.d .qn .w1 tc tc tc n M n = 1.12M n :THP R = 1.12 R :THP tt tc tt tc n n M = 0.98M :THDB R = 0.98R :THDB tt tc tt tc n n n n c. Người đi trên hai nhịp xếp lệch tâm: áp lực xuống mố trụ cầu: R = d .qn .( w1 + w2 ) tc Zn n Rn = 1.12 Rn :THP tt tc Mô men theo phương ngang M n = Rn * Z z tc tc M n = 1.12M n :THP tt tc
6. Lực hãm hoặc lực khởi động của đoàn xe: T = 0.3 * P * m * γ : khi λ ≤ 25m = 0.6 * P * m * γ : khi λ = 25 ÷ 50m = 0.9 * P * m * γ : khi λ > 50m Trong đó: P: trong lượng xe nặng nhất trong đoàn xe m: số làn xe γ=1 : gối cố định γ = 0.5 : gối trượt, tiếp tuyến γ = 0.25: gối con lăn
Mô men theo phương dọc cầu: T h = T *h tc M M = 1.12 * M tt tc 7. Lực ly tâm: Đối với cầu nằm trên đường cong có R ≤ 600m, cần phải xét đến lực ly tâm: (c) ⎧ 0.15 P ⎪≥ l : khi R < 250m ∑P ⎪ 15 c= ⎨ . 100 + R l ⎪ 40 P ≥ : khi 250m ≤ R ≤ 600m ⎪ l .R ⎩
Lực ly tâm tác dụng lên trụ cầu: (l1+l2)/2 1 = (c1 .l1 + c 2 .l 2 ) tc R LT 2 h1 = 1.4 R LT : THC tt tc R LT = 1.12 R : THP tt tc R LT LT Mô men theo phương ngang cầu: = R .h1 tc tt M LT LT = 1 .4 M tt tc M : THC LT LT = 1.12 M tt tc M : THP LT LT
8. Lực lắc ngang: +Đối đoàn xe ô tô lực lắc ngang xem như tải trọng phân bố đều, nằm ngang tại CĐĐXC và được lấy như sau: +Đối với H30 : g = 0.4 (T/m) +Đối với H13, H10 : g = 0.2 (T/m) → Lực lắc ngang tác dụng lên trụ cầu: RLNtc = g.(L1 + L2)/2 +Đối với xe xích, xe đặc biệt: lực xem như lực tập trung +Đối với HK80 : RLNtc = 5 (T) +Đối với xe xích: RLNtc = 4 (T) → Mô men theo phương ngang cầu: = R .h tc tt M LN LN = 1.12 M tt tc M : THP LN LN
9. Tải trọng gió theo phương ngang cầu: Gió tác động lên diện tích chắn gió → Lực gió *Xác định S chắn gió: (l1+l2)/2 +Lan can: SLC=k.hLC(l1+l2)/2 hl +Dầm chủ: hd ht=h3 bt h1 Sdầm=hdầm(l1+l2)/2 h2 +Trụ cầu: Strụ=btrụ.htrụ Lực gió tác dụng lên trụ: Rgiótc = S.wgió Mô men do lực gió gây ra: = ω gio ( S LC + S dam + S tru ) Chú ý: tc M W gió = 50kg/m2: khi không có xe M = 1.2 M : THP tt tc W gió = 180kg/m2: khi có xe
10. Tải trọng gió theo phương dọc cầu: Tải trọng gió theo phương dọc chỉ xét đối với cầu giàn rỗng. Lực gió tác dụng lên giàn theo phương dọc cầu lấy như sau: Rgiàntc = 0.6*γ*Rntc Trong đó: Rtrụtc : Lực gió theo phương ngang xđ theo mục 9. +Lực gió tác dụng lên trụ: Rtc = wgió.Strụdọccầu →Lực gió tổng cộng tác dụng lên trụ cầu: Rtc = Rgiàntc + Rtrụtc →Mô men theo phương dọc cầu: = hgian .R + htru .R tc tc tc M gian tru M = 1.2M : THP tt tc
11. Lực va chạm tàu bè: - Tải trọng này đặt vào giữa chiều rộng hay dài của mố trụ ở cao độ MNTT tính toán, phụ thuộc vào tải trọng tòan phần của tàu, xác định như sau: Tải trọng tính toán (T) Tải trọng Dọc theo tim cầu Ngang cầu toàn phần Hạ lưu( Có thông Không thông Thượng của tàu(T) không có thuyền thuyền l ưu nước) 12000 100 50 125 100 8000 70 40 90 70 4000 65 35 80 65 2000 55 30 70 55 500 25 15 30 25 250 15 10 20 15 100 10 5 15 10 Chú ý: với mố trụ có bố trí hệ thống chống va thì không xét tải trọng này
12. Lực ma sát gối cầu: - Khi KCN chuyển vị dưới tác dụng của nhiệt độ, cũng như của hoạt tải. Trong gối cầu sẽ xuất hiện lực ma sát. Đó là lực nằm ngang, hướng dọc cầu, truyền cho cả hai gối di động và cố định có trị số là: T = f*N Trong đó: N: phản lực gối do tỉnh và hoạt tải (không xét 1+μ) f: hệ số ma sát trong của gối. • Chú ý: - Lực ma sát chỉ tính khi mố trụ đặt trên nền đá và các bộ phận của mố trụ liên kết trực tiếp với gối cầu. - Lực ma sát coi như tác dụng tại trung tâm của khớp gối cố định cũng như đỉnh của khớp gối dưới trong gối di động - Lực ma sát và lực hãm không được tính đồng thời với nhau trong cùng một tổ hợp khi tính gối cầu, thường dùng trị số lớn hơn trong hai loại trên để tính toán.