Tính toán thiết kế tường cừ chắn đất sau bến

Chia sẻ: Nguyen Thi Ngoc Hoa | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

665
lượt xem 268
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích Thiết kế cừ chắn đất tách rời hoàn toàn với bến: áp lực đất của bãi phía sau hoàn toàn không truyền vào kết cấu bến. II Chọn kết cấu tường mặt cừ. Xét mặt cắt tại vị trí cừ có chiều cao tự do lớn nhất: -Cao độ mặt đất tự nhiên: -9.2m. -Cao độ mặt bãi: +2.3m. -Mực nước cao thiết kế:+1,3m -Mực nước thi công:+0,3m (lấy với tần suất P=50%) Chiều cao tự do cây cư ø(tính từ mặt đất tự nhiên tại vị trí mặt cắt đang xét) Lo= +2.3 –(-9.2)=11.5 (m) ...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tính toán thiết kế tường cừ chắn đất sau bến

THIEÁT KEÁ TÖÔØNG CÖØ CHAÉN ÑAÁT SAU BEÁN I Muïc ñích Thieát keá cöø chaén ñaát taùch rôøi hoaøn toaøn vôùi beán: aùp löïc ñaát cuûa baõi phía sau hoaøn toaøn khoâng truyeàn vaøo keát caáu beán. II Choïn keát caáu töôøng maët cöø. Xeùt maët caét taïi vò trí cöø coù chieàu cao töï do lôùn nhaát: - Cao ñoä maët ñaát töï nhieân: -9.2m. - Cao ñoä maët baõi: +2.3m. - Möïc nöôùc cao thieát keá:+1,3m - Möïc nöôùc thi coâng:+0,3m (laáy vôùi taàn suaát P=50%) SÔ ÑOÀ TÖÔØNG BEÁN q=4T/m2 +2.3 +1.3 A MNTT O I R A O Caùt san laáp O þ=40 -9.2 T/m B Buøn seùt O þ=3.25 T/m -22.1 C Caùt haït trung O þ=31.05 T/m Chieàu cao töï do caây cö ø(tính töø maët ñaát töï nhieân taïi vò trí maët caét ñang xeùt) Lo= +2.3 –(-9.2)=11.5 (m) Theo 22TCN 219-94: choïn keát caáu töôøng cöø 1 taàng neo (baûng 2 trang 7) III. Taùc ñoäng cuûa caùc loaïi taûi troïng leân töôøng maët: Do keát caáu töôøng chaén ñaát cho baõi hoaøn toaøn taùch rôøi keát caáu beán neân taûi troïng cuûa keát caáu beán (ñaõ tính ôû phaàn treân) khoâng taùc ñoäng ñeán söï laøm vieäc cuûa cöø. Taûi troïng taùc ñoäng leân töôøng maët chuû yeáu laø thaønh phaàn aùp löïc ngang chuû ñoäng vaø bò ñoäng cuûa ñaát coù xeùt aûnh höôûng taûi troïng haøng hoaù q. Xaùc ñònh taûi troïng haøng hoaù q: Taûi haøng hoùa phaân boá ñeàu treân maët beán q=4T/m2 IV. XaÙc ñònh aùp löïc ñaát chuû ñoäng, bò ñoäng taùc duïng leân cöø töôøng maët ñaát. 1 Xaùc ñònh caùc heä soá aùp löïc ñaát chuû ñoäng vaø bò ñoäng.
. Heä soá aùp löïc ñaát chuû ñoäng: λai = tg2 (450 –i/2) . Heä soá aùp löïc ñaát bò ñoäng λbi =tg2(450 + i/2) Baûng xaùc ñònh caùc heä soá aùp löïc ñaát. Lôùp Lôùp 1 Lôùp 2 Lôùp 3 0 φ 40,0 3,250 31.050 λa 0,2174 0,893 0.319 λb 4,6 1,12 3.13 2 Bieåu ñoà aùp löïc ñaát: a) AÙp löïc ñaát chuû ñoäng: Tính toaùn theo coâng thöùc:    * (  * h  p )   * c a a ac Xaùc ñònh caùc tung ñoä aùp löïc ñaát chuû ñoäng: PA= q. λa1 = 4 x 0,2174 = 0,87 (T/m) PO= PA + λa1. 1.AO =0,87 + 0,2174 x1,8 x 1,0 =1,26 (T/m) PB= PO + λa1. ’1.OB =1,26 + 0,2174 x 0,8 x 10,5 =3,1 (T/m) P‘B= PO + λa2. ’1.OB =1,26 + 0,893 x 0,8 x 10,5 = 8,76 (T/m) PC= P‘B + λa2. ’2.BC =8,76 + 0,893 x 0,47 x 12,9 =14,17 (T/m) P‘C= P‘B + λa3. ’2.BC =8,76 + 0,319 x 0,47 x 12,9 =10,69 (T/m) Töø phaïm vi C trôû xuoáng: Paz = P‘C + λa3. ’3.Z = 10,69 + 0,319 x 0,91x Z Paz =10,69 + 0.29 Z (ÖÙng vôùi truïc toaï ñoä Cz)
BIEÅU ÑOÀ AÙP LÖÏC ÑAÁT CHUÛ ÑOÄNG 0.87T/m 1.26T/m 3.1T/m 8.76T/m 10.69T/m 14.17T/m 10.69 + 0.29z b) AÙp löïc ñaát bò ñoäng. Tính toaùn theo coâng thöùc:   * (  * h)   *c p p pc * Xaùc ñònh caùc tung ñoä aùp löïc ñaát bò ñoäng: PB= 0 PC= λb2 . ’2 x BC = 1,12 x 0,47 x 12,9 = 6,79 (T/m) P‘C =λb3 . ’2 x BC =3,13 x 0,47 x 12,9 = 18,98 (T/m) Töø phaïm vi ñieåm C trôû xuoáng Pbz = P‘C + λb3 . ’3 Z = 18,98 + 3,13 x 0,91 x Z = 18,98 + 2,85 Z
BIEÅU ÑOÀ AÙP LÖÏC ÑAÁT BÒ ÑOÄNG A O B 6.79 T/m 18,98 T/m C 18.98 + 2.85z * Toång bieåu ñoà aùp löïc ñaát: TOÅNG BIEÅU ÑOÀ AÙP LÖÏC ÑAÁT A 0.87T/m O 1.26T/m I RA 8.76T/m 3.1T/m B 8.29T/m C 7.38T/m 8.29 + 2.56Z V.Xaùc ñònh chieàu saâu choân cöø baèng phöông phaùp ñoà giaûi: 1. Boá trí thanh treo treân töôøng maët: Thanh neo phaûi ñöôïc gaén ôû vò trí cao hôn möïc nöôùc thi coâng Choïn boá trí thanh neo cao hôn möïc nöôùc thi coâng 0,5m Vò trí thanh neo :+0,8 m 2 Phöông phaùp ñoà giaûi: a) Chia nhoû thaønh phaàn aùp löïc ñaát leân töôøng maët nhö hình veõ:
b) Xaùc ñònh caùc thaønh löïc taäp trung Pi: BAÛNG TÍNH GIAÙ TRÒ CAÙC LÖÏC TAÄP TRUNG TT ÑAÙY NHOÛ ÑAÙY LÔÙN ÑÖÔØNG CAO LÖÏC TAÄP TRUNG 1 0.87 1.26 1 1.065 2 1.26 1.7 2.5 3.7 3 1.7 2.05 2 3.75 4 2.05 2.4 2 4.45 5 2.4 2.75 2 5.15 6 2.75 3.1 2 5.85 7 8.55 8.76 2 17.31 8 8.33 8.55 2 16.88 9 8.12 8.33 2 16.45 10 7.9 8.12 2 16.02 11 7.7 7.9 2 15.6 12 7.38 7.7 2.9 21.866 13 8.29 13.41 2 21.7 14 13.41 18.53 2 31.94 15 18.53 23.65 2 42.18 16 23.65 28.77 2 52.42 17 28.77 33.89 2 62.66 Caùc vò trí ñieåm ñaët thaønh phaàn löïc Pi theå hieän treân hình veõ.
BIEÅU ÑOÀ AÙP LÖÏC ÑAÁT A ÑA GIAÙC DAÂY O 1 0 RA 1 I' I 2 3 2 3 4 4 5 5 6 B 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 C 12 J 13 13 14 14 15 16 15 16 17 17 18 F 19 CAÙC LÖÏC TAÄP TRUNG TÖÔNG ÑÖÔNG CUÛA AÙP LÖÏC ÑÖÙC ÑA GIAÙC LÖÏC 0 12 11 10 9 8 7 6 5 4 32 1 0 12 13 14 15 16 17 3 .Xaùc ñònh chieàu saâu choân cöø: t=t0 + t. Baèng phöông phaùp ñoà giaûi ta xaùc ñònh ñöôïc : t0 = 20,76 (m) Ep = 92,9 (T) PO = 34,74(T/m) RA = 29,25(T/m)  = 20
Ep 92,9  t = = =1,34 (m) 2 Po 2.34,74 Vaäy ñoä saâu choân cöø: t=t0 + t = 20,76 + 1,34 = 22,1 (m). Chieàu daøi toaøn boä cuûa cöø töôøng maët: L = Lo + t = 11,5 + 22,1 = 33,6 (m) VI. Choïn vaø tính toaùn cöø: 1. Choïn cöø: Choïn cöø Larssen 6 coù momen khaùng uoán tieát dieän:[w] =3700 (cm3 ) vôùi caùc thoâng soá kyõ thuaät: Chieàu cao : h = 440 mm Chieàu roäng: b = 420 mm Chieàu daøy buïng : d=22 mm Chieàu daøythaønh: t=14 mm Momen quaùn tính tieát dieän: J = 92452 cm4 Dieän tích tieát dieän: F= 420 cm2 2. Tính noäi löïc momen uoán: MN1MAX = y1MAX x  = 7,89 x 20 = 157,8 (T/m) MN2MAX = y2MAX x  = 7,73 x 20 = 154,6 (T/m) Giaù trò momen uoán ôû nhòp trong 1 caáu kieän töôøng maët: Mtt = (Mmax.mc +  Mk)(b +  ) (Ñieàu 220.15-22TCN 207-92) Mmax =  x ymax = 157,8 (Tm/m)  : khoaûng caùch cöïc trong ña giaùc löïc ymax: tung ñoä lôùn nhaát ôû nhòp cuûa ña giaùc daây .  M: gia soá momen uoán trong töôøng maët do löïc töïa taøu vaø löïc va taøu khi caäp beán, tính cho maët caét ôû cao trình coù tung ñoä lôùn nhaát cuûa ña giaùc daây.  M= 0 b: kích thöôùc caáu kieän töôøng theo höôùng meùp beán. b= bcöø =420 mm = 0,42m mc: heä soá xeùt tôùi söï phaân boá laïi aùp löïc ñaát leân töôøng cöø, phuï thuoäc vaøo tyû soá : c /l c = 0,42 m : chieàu cao maët caét tính ñoåi.(theo ñieàu 20.9,22TCN207_92) l: nhòp quy öôùc cuûa töôøng maët l= h + 0,667 to h: chieàu cao töø ñieåm gaén thanh neo ñeán ñaùy beán. h= 10 m to= 20,76 m 0 , 42 => c /l = 10  0 , 667 x 20 , 76 = 0,018 m
Tra baûng 22,22TCN.207 cho ñaát ñaép laø ñaát caùt. mc=0,75.  : khoaûng hôû thieát keá giöõa caùc caáu kieän BTCT.  = 0 (ñoái vôùi cöø theùp). tt => M = 157,8 x 0,75 x 0,42 = 49,7 (T/m) Tieát dieän cöø choïn phaûi thoûa ñieàu kieän: Mtt  m.Ko  .w (theo trang 102. Coâng Trình Beán Caûng-NXBGTVT) M tt W= m.Ko. . tt M :momen tính toaùn. m= 0,8 : heä soá laøm vieäc. Ko=1,0 : heä soá ñoàng nhaát cuûa vaät lieäu laøm cöø.  : öùng suaát cho pheùp cuûa vaät lieäu laøm cöø.  = 2500 KG/cm2 ( Theo 7.14 22TCN 207.92 theùp duøng cho cöø theùp laø loaïi BCT3  c4.) W: momen khaùng uoán cuûa tieát dieän cöø. M tt 49,7 W= =  0,02485 m.Ko. . 0,8.1,0.2500 =>W=2485 cm3 < [W]=3700 cm3 Vaäy cöø choïn laø hôïp lyù. 3. Kieåm tra theo ñieàu kieän quay cuûa töôøng quanh ñieåm gaén thanh neo ( Ñieàu 20.13 22TCN 207.92) m nc.n.mñ.Mq  .Mg kn nc= 1 : löïc soá toång hôïp taûi troïng. n= 1,25 : heä soá vöôït taûi. mñ= 1,5 : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc ( Baûng 16 22TCN 207.92) m= 1,15 ( Ñieàu 13.19 22TCN 207.92) kn: heä soá ñaûm baûo, kn = 1,15 ñoái coâng trình caáp III => 1,25 x 1,5 Mq  Mg. Mq = 104,1 x 16,45 + 22,2 x 5 = 1823,5 Tm Mg = 1,065x x 0,97 + 0,65x 0,25 +197,9 x 29,17=5773,9Tm => VT= 1,25 x 1,5 Mq = 1,25x1,5x1823,5=3419,1 Tm. VP= Mg = 5773,9 Tm. Vaäy VT< VP => Ñieàu kieän oån ñònh thoaû.
VII. Tính toaùn caùc boä phaän neo: Chieàu daøi thanh neo ñuôïc xaùc ñònh nhö sau: Lmin=31.82 Caùt san laáp þ=40 T/m Buøn seùt þ=3.25 T/m Caùt haït trung þ=31.05 T/m Vaäy chieàu daøi thanh neo laø : Ln=31,82m 1) Thanh neo: a) Trò soá thaønh phaàn noäi löïc trong thanh neo : ( Ñieàu 20.18 22TCN 207.92) R’a = mb.ma.Ra.la. mb=1 : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc. ma : heä soá xeùt söï phaân boá laïi aùp löïc leân töôøng maët. ma =1,5 ñoái vôùi thanh neo khoâng caêng tröôùc. Ra = 44,25 T/m : phaûn löïc thanh neo xaùc ñònh theo ñoà giaûi. la = 1,68 m : böôùc thanh neo doïc tuyeán beán. => R’a = 1 x 1,5 x 29,25 x 1,68 = 73,71 (T). b) Ñöôøng kính thanh neo: Ñöôøng kính daây neo tính toaùn theo coâng thöùc: theo PL4-trang 142 22TCN207-92 , k *n *n*m *R n c a a d  1.13 * a cos  * R *  y c vôùi   0
R yn 2 R  theùp BCT 3C    2300 Kg / cm y t y m  tra giaùo trình Keát Caáu Theùp –Traàn Thò Thoân m  1.05 2  R  219kg / cm y ma =0,95 laø heä soá phuï ñieàu kieän laøm vieäc (tra baûng 12 22TCN207-92) kn=heä soá ñaûm baûo .xeùt ñeán caáp coâng trình laáy theo trang 46 22TCN 207-92 Coâng trình caáp III kn=1.15 -nc –heä soá toå hôïp taûi troïng laáy baèng 1.0 -n heä soá vöôït taûi n=1,25   0.9 heä soá ñieàu kieän laøm vieäc theo TCVN 44-70 c Vaäy ñöôøng kính daây neo laø: , k *n *n*m *R n c a a 1.15 * 1 * 1.25 * 0.95 * 73710 d  1.13 *  1.13 * =8,07cm a 2190 * 0.9 * 1 cos  * R *  y c Vaäy choïn theùp coù ñöôøng kính da=80 mm 2.Tính toaùn baûn neo: Giaû söû: chieàu saâu ñænh baûn neo : t1=2,0 m. Chieàu saâu ñaùy baûn neo : t2=4,0 m. q=4T/m 12.42T/m 2.33T/m Eb Ea Ra 21.62T/m 2.76T/m Ñieàu kieän oån ñònh cuûa baûn neo ñôn: m nc.n.mñ. Ra  ( Ep-Ea) . ( Ñieàu 20.24 22TCN 207.92) kn
nc=1 : heä soá toång hôïp taûi troïng. n= 1,25 : heä soá vöôït taûi. mñ = 1,5 : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc ( oån ñònh baûn neo) m = 1,5 :heä soá ñieàu kieän laøm vieäc. kn= 1,15 : heä soá ñaûm baûo ( ñoái vôùi coâng trình caáp III) Ra = 29,25 T/m : phaûn löïc neo. Ea,Eb toång aùp löïc ñaát chuû ñoäng vaø bò ñoäng tính töø phaïm vi ñaùy baûn ñeán maët baõi. Eb-Ea = 52,04-8,23=43,81 (T) 1,5 Ta coù : 1 x 1,25 x 1,5 x 29,25 = 54,84 < x 43.81 = 57,14 1,15 Vaäy ñieàu kieän kieåm tra oån ñònh baûn neo thoaõ maõn Boá trí vò trí gaén thanh neo caùch ñaùy baûn neo : 0,5hb=0,5 x 2,1 =1.05(m) 3.Thieát keá baûn neo keát caáu BTCT coù gôø: Chieàu daøy baûn : d= 0,3 m. Chieàu cao baûn : hb = 2 m. Chieàu daøi baûn : lb = 3 m. Kích thöôùc gôø : 0,3m x 0,3m. ( hình veõ) Theo 20.15 22TCN 207.92, caùc noäi löïc M vaø Q trong baûn neo baèng BTCT coù gôø ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: a) Trong baûn: Xaùc ñònh nhö treân 2 goái coù 2 ñaàu coâng xoân chòu taûi ñeàu teân 1m2. ( l b   ) Ra qb= l b xh b  = 0,2 m khe hôû giöõa hai baûn neo. Ra = 19,94 T (3  0,2) x 29,25 qb2 = =15,6 T/m2 3x2 Caùc giaù trò noäi löïc tính ñöôïc treân baûn( Caét ra 1m chieàu daøi). ql 2 15,6 x0,3 2  Mb = = =2,8 Tm. 2 2 ql 15,6 x1,8  Qb = = =14,04 T 2 2 b) Trong gôø: XaÙc ñònh nhö trong daàm hoång ngaøm ôû cao ñoä gaén thanh neo ( giöõa chieàu cao gaén baûn neo)
0,5 x(l b  ) Ra 0,5 x(3  0,2)29,25 qd= = = 23,4 T/m hb 2 noäi löïc tính toaùn ñöôïc trong daàm gôø: ql 2 23,4 x12 Md= = =11,7 Tm 2 2 ql 23,4 x1 Qd= = =11,7 T 2 2 qd M Q Q qb M Q c)Tính toaùn daàm muõ: Daàm muõ BTCT tieát dieän chöõ nhaät 40x60 cm ñoå taïi choã. Daàm muõ tính toaùn nhö 1 coângxoân chòu aùp löïc ngang cuûa ñaát. Ea lk = daàm muõ cöø lk: chieàu daøi coângxoân tính toaùn. Aùp löïc chuû ñoäng cuûa ñaát leân coângxoân.
1 Vôùi lk=lo+ a 2 1 1 Ea =  a1 x  1.l2k = x 0,2174 x 1,8 x 0,3252 = 0,02.T 2 2 Momen ngaøm: 1 1 M= lk.Ea = x 0,325 x 0,02 = 0,00216 T/m. 3 3 Noäi löïc xuaát hieän trong baûn neo vaø daàm muõ nhoû, boá trí theùp cho daàm muõ vaø baûn neo theo caáu taïo. VIII. Kieåm tra oån ñònh töôøng cöø: 1)OÅn ñònh tröôït phaúng: Sô ñoà tính theå hieän treân hình veõ: 31.82 q=4T/m2 q=4T/m2  1 MNTT W4 W3 2.71T/m G4 G3 Ea Caùt san laáp 10.2 3.12T/m þ=40 11.50 10.5  W2 5.43 T/m G2 W1 G1 Buøn seùt 5.20 þ=3.25 12.9  T/m 12,9 Eb Caùt haït trung  þ=31.05 9.20 T/m Tröôït phaúng cuûa cöø coù neo xeùt ñeán caû khoái ñaát giöõ cöø vaø baûn neo. Ñieàu kieän oån ñònh laø: 3 Wi  Ea  Hw  m (Eb+ W4). (1) i 1 m = 1,2 : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc. Hw = 0 : aùp löïc do soùng. Ea : aùp löï ñaát chuû ñoäng taùc duïng leân baûn neo. (hình veõ) 2,1 Ea = (2,71+3,12)x =6,12 T. 2
Eb : aùp löïc ñaát bò ñoäng giöõ ôû chaân cöø. 6,79 x12,9 9,2 Eb = +(18,98+45,2) =339,02T 2 2 W: vôùi i=1.2.3. : löïc gaây tröôït trong töøng nguyeân toá I coù chieàu roäng bò naèm trong laêng theå tröôït chuû ñoäng cuûa ñaát. Gi i Wi = tg ( i i ) Vôùi  i =450 - 2 . W4 : löïc giöõ do laêng theå bò ñoäng cuûa baûn neo. 4 W4 = tg (  4  4 ) Vôùi  4 = 450 + G4 2 . Gi: troïng löôïng baûn thaân töøng nguyeân toá ñaát. 4 Gi =Fi1.  1 +  n 1 Fin’.  n ’ Fi1: dieän tích phaàn ñaát treân MNTT thuoäc lôùp ñaát 1 cuûa daõi phaân toá i. Fin’: dieän tích phaàn ñaát naèm döôùi MNTT cuûa ñaát phaân toá i.  1n ,  n ' : dung troïng töï nhieân vaø ñaåy noåi cuûa caùc lôùp ñaát. Keát quaû tính toaùn theå hieän trong baûng. Baûng tính caùc giaù trò Gi i n 1 1' 2' 3' Gi(T/m) q 4 b 5.2 1 γ 1.8 0.8 0.47 0.91 189.52 F 5.2 54.6 67.08 23.92 γxF+qxb 30.16 64.48 52.32 42.56 q 4 b 10.2 2 γ 1.8 0.8 0.47 0.91 245.9 F 10.2 57.8 38.6 0 γxF+qxb 59.16 87.04 58.9 40.8 q 4 b 5.43 3 γ 1.8 0.8 0.47 0.91 95.29 F 5.195 26.04 0 0 γxF+qxb 9.35 42.5 21.72 21.72 γ 1.8 0.8 0.47 0.91 4 F 7.93 10.976 0 0 23.05 γxF 14.27 8.78 0 0 Baûng tính caùc giaù trò Wi
i 1 2 3 4 φ 31.05 3.25 40 40 α 29.48 43.38 25 65 G 189.52 245.9 95.29 23.05 W 107.23 232.48 44.5 -6.15 3 Ta coù  Wi = 384,2(T). i 1  VT(1) = 384.2 + 6,12 = 390,3 (T).  VP(1) = 1,2.(339,02 + 6,15) =414,2(T).  VT  VP Vaäy oån ñònh tröôït phaúng thoaû. IX. TÍNH ÑOÄ VOÕNG CUÛA CÖØ: Ñoä voõng cuûa töôøng cöø ôû maët caét i ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: Mi Fi= (Phuï luïc 7/22TCN207-92) Bk Trong ñoù: Møi =   yi (hình veõ) Bk= ExI : Ñoä cöùng cuûa caáu kieän cöø theùp. + E=2.1x107 T/m2 + I=92452cm4 Sô ñoà tính toaùn ñoä voõng cho cöø : BIEÅU ÑOÀ AÙP LÖÏC ÑAÁT BIEÅU ÑOÀ MOMENT UOÁN P Bieåu ñoà M ñoä voõng fi(m)  A O 1 0 RA I' 1 I 2 2 3 3 4 4 5 5 6 B 6 7 8 7 yi 8 9 9 10 10 11 11 12 C 12 J 13 13 14 14 15 15 16 16 17 17 18 F 19
0 Ñoä voõng cöø lôùn nhaát fmax=0.084m. Vôùi tính toaùn treân cöø ñaûm baûo laøm vieäc ñoäc laäp vôùi beán theo ñeà xuaát.