Thiết kế mố chữ U cầu BTCT trên đường ôtô chiều dài nhịp L= 30m

BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Diện tích mặt cắt ngang của lan can: q=2 x (0.3 x 0.7 + 0.4 x )= 0.74 m2 Trọng lượng lan can trên 1 m dài: q=S x = 0.74 x 25 = 18.5 kN/m e)Lớp phủ mặt cầu: Trọng lượng lớp phủ mặt cầu trên 1 m dài: q=S x = 0.074 x 11.4 x 25 =21.09 kN/m. Phản lực gối do tĩnh tải : Đối với dầm ngang: Rt= = = 82.8 kN Đối với các bộ phận khác: Rt=q x Bảng tính tĩnh tải kết cấu phần trên: STT 1 2 3 4 5 Tên kết cấu Dầm I Bản mặt cầu Dầm ngang Lan can,gờ chắn Lớp phủ mặt cầu(DW) Trọng lượng trên 1 m dài q (kN/m) 68 21 18.5 Phản lực gối(kN) 999.6 308.7 82.8 271.95 21.09 310.02 Tổng DC=1663.05 DW=310.02 Nguyễn Hồng Quân Page 11 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU 2.2Áp lực đất nằm ngang EH: Áp lực ngang của đất đắp lên tường chắn tính theo công thức: EH= Trong đó : .Bđ (kN) -Trọng lượng riêng của đất đắp(kN/m3) 18 kN/m3 H-Chiều cao tường chắn. Bđ-Chiều rộng của đất đắp ,Bđ =bề rộng mố -bề dày tường cánh =11.4 -2 x 0.4 =10.6 m Đối với mặt cắt đỉnh bệ: H=7 m Đối với mặt cắt đáy móng: H =9 m K-Hệ số áp lực đất. ` K=Ka= Trong đó : -Góc ma sát giữa đất và tường ,tính bằng độ, 0o -Góc của mặt đất so với phương nằm ngang,tính bằng độ, =0o -Góc của phương tường chắn so với phương nằm ngang o , =90 -Góc ma sát trong có hiệu của đất đắp, Từ đó rút gọn công thức trên ta được K=Ka= (450 =30o )= Vị trí đặt hợp lực tại 0.4H (m) +Đối với mặt cắt đỉnh bệ: EH= Vị trí đặt hợp lực tại 2.8 (m) +Đối với mặt cắt đáy móng: EH= Nguyễn Hồng Quân 1558.2 (kN) 2575.8 (kN) Page 12 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Vị trí đặt hợp lực tại 3.6 (m) 2.3 Áp lực ngang do hoạt tải sau mố : LS Khi hoạt tải đứng sau mố trong phạm vi bằng chiều cao tường chắn ,tác dụng của hoạt tải có thể thay bằng lớp đất tương đương có chiều cao heq ,với heq tra theo bảng. Khi đó áp lực ngang đất do hoạt tải tính theo công thức: LS=Kheq H Bđ Trong đó: LS-Hợp lực áp lực ngang đất do hoạt tải sau mố(kN) heq-Chiều cao lớp đất tương đương(m) +Với chiều cao tường H=7000 mm thì tra bảng và nội suy tuyến tính : heq=710 (mm)=0.71 (m) +Với chiều cao tường H = 9000 mm tra bảng heq=610mm=0.61 (m) -Trọng lượng riêng của đất đắp. 18 kN/m3 H-Chiều cao tường lấy bằng khoảng cách từ mặt đất đắp đến đáy bệ móng(m) Bđ=10.6 m theo mục 2.2 -Hệ số áp lực đất,K= theo mục 2.2 Vị trí hợp lực đặt tại 0.5H +Đối với mặt cắt đỉnh bệ: H=7 m LS= x 0.71 x 18 x 7 x 10.6 =316.09 (kN) Vị trí hợp lực đặt tại 3.5 m +Đối với mặt cắt đáy móng: H=9m LS= x 0.61 x 18 x 9 x 10.6 =349.16 (kN) Vị trí hợp lực đặt tại 4.5 m 2.4.Áp lực đất thẳng đứng EV: Chiều cao đất đắp sau mố: Chiều rộng mố chịu tác dụng của các lớp: Diện tích tác dụng của các lớp: Nguyễn Hồng Quân 7m 11.4-2x0.4=10.6 m 10.6x(5.15-0.6-1.5)=35.38(m2) Page 13 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU V=7 x 35.38 = 247.66 (m3) Áp lực thẳng đứng do đất đắp sau mố: EV= 18 x 247.66= 4457.88 (kN) 2.5 Hoạt tải xe ôtô (LL): Phản lực gối do xe hai trục: RTandem=110 x 1+110 x 0.96 = 215.6(kN) -Phản lực gối do xe ba trục: RTruck=145x1+145 x 0.85+35 x 0.71 = 293.1 (kN) Vậy phản lực gối do xe tải thiết kế:R=max(Rtruck,Rtandem)= 293.1 (kN) -Phản lực gối do tải trọng làn: RWL=9.3 x x 1 x 29.4=136.71 (kN) -Số làn xe:n= 2 làn -Hệ số làn xe với n= 2 làn: m=1 -Hệ số xung kích 1+ IM= 1.25 Hoạt tải xe ô tô : Nguyễn Hồng Quân Page 14 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU LL=n.m.(R+RWL).(1+IM)=2x1x(293.1+136.71) x 1.25 = 1074.53(kN) Mô men theo phương dọc cầu: My = 1074.53 x ( - 0.6 -0.35 )=2282.89 kNm Mômen theo phương ngang cầu: Mx=145 x (1.8 +0.6 +0.5) +145 x (0.6 +0.5) +9.3 x 3 x(1.5 +0.5) – 145 x0.6 -145 x (0.6 +1.8) -9.3 x 158.95 kNm 2.6. Tải trọng người(PL): -Đối với tất cả đường bộ hành rộng hơn 600 mm phải lấy tải trọng người đi bộ bằng q=3x10-3 Mpa và phải lấy đồng thời cùng xe tải thiết kế,lực xung kích không áp dụng cho tải trọng bộ hành. Nguyễn Hồng Quân Page 15 Cầu Hầm K47 BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU Trị số của tải trọng bộ hành: PL=m.bng.nng .(q. .1)(kN) Trong đó:m-Hệ số làn,m=1 q=3x10-3 Mpa=3kN/m2 bng-Bể rộng lề đường đi bộ,bng=1.5 m nng-Số lề người đi,nng=2 Ls-Chiều dài nhịp tính toán,Ls=29.4 m PL=1 x 3 x 1.5 x 2 x 132.3(kN) Mômen theo phương dọc cầu: My= 132.3 x ( - 0.6 -0.35 ) = 281.14 kNm Mômen theo phương ngang cầu: Mx = 2 x 3 x (1.5 +0.2 +3.5 ) =31.2 kNm 2.7.Lực li tâm(CE): Lực li tâm được lấy bằng tích số của các trọng lực trục của các xe tải hay xe hai trục với hệ số C lấy như sau: Trong đó:v –là tốc độ thiết kế g-Gia tốc trọng trường R-Bán kính cong của làn xe, R= ∞(do mặt đường xe chạy thẳng) Nguyễn Hồng Quân Page 16 Cầu Hầm K47