LINK TẢI LUẬN VĂN MIỄN PHÍ CHO AE KET-NOI
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦU GÒ DẦU............................................................1
1.1. Sơ lược về cầu Gò Dầu ............................................................................................................ 1 1.2. Tổng quan về kết cấu vòm.......................................................................................................1 1.3. Điều kiện địa hình, địa mạo.....................................................................................................2 1.4. Địa chất công trình...................................................................................................................2 1.5. Khí hậu.....................................................................................................................................2 1.6. Nhiệt độ....................................................................................................................................2 1.7. Độ ẩm.......................................................................................................................................2 1.8. Các thông số về thủy văn.........................................................................................................2
CHƯƠNG 2: QUY MÔ VÀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT............................................................3 2.1. Tiêu chuẩn thiết kế...................................................................................................................3 2.2. Nguyên tắc thiết kế .................................................................................................................. 3 2.3. Quy mô xây dựng.....................................................................................................................3 2.4. Cấp đường thiết kế...................................................................................................................3 2.5. Tải trọng thiết kế......................................................................................................................3 2.6. Hệ số tải trọng..........................................................................................................................3 2.7. Khẩu độ thông thuyền..............................................................................................................3 2.8. Phạm vi thiết kế đồ án tốt nghiệp ............................................................................................3
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU NHỊP.........................................................4 3.1. Giới thiệu về kết cấu dầm hộp BTCT dự ứng lực có thanh chống xiên..................................4 3.2. Cơ sở lựa chọn phương án kết cấu nhịp ..................................................................................4 3.3. Sơ đồ kết cấu nhịp chính..........................................................................................................4 3.4. Số liệu thiết kế .........................................................................................................................4
3.4.1. Theo phương dọc cầu ........................................................................................................ 4
3.4.2. Theo phương ngang cầu .................................................................................................... 4 3.5. Vật liệu sử dụng cho đồ án ......................................................................................................4 3.5.1. Vật liệu bê tông dầm chủ...................................................................................................4 3.5.2. Vật liệu cáp dự ứng lực ..................................................................................................... 5 3.5.3. Vật liệu thép cho vành vòm, thanh giằng và thanh chống xiên ........................................5 3.5.4. Vật liệu cốt thép thường .................................................................................................... 5 3.6. Lựa chọn sơ bộ kích thước kết cấu nhịp chính........................................................................5
3.6.1. Lựa chọn sơ bộ kích thước dầm chủ..................................................................................5 3.6.2. Đường cong trục vòm........................................................................................................5 3.6.3. Lựa chọn sơ bộ kích thước vòm chủ .................................................................................5 3.6.4. Lựa chọn kích thước liên kết ngang vòm .......................................................................... 6 3.6.5. Lựa chọn kích thước thanh chống xiên .............................................................................6
CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH KẾT CẤU NHỊP BẰNG PHẦN MỀM MIDAS CIVIL ....................7 4.1. Mô hình hóa vật liệu ................................................................................................................7 4.2. Mô hình hóa đặc tính co ngót và từ biến cho bê tông dầm chủ...............................................8 4.3. Mô hình hóa mặt cắt ngang của các phần tử kết cấu...............................................................9 4.4. Mô hình hóa kết cấu nhịp.......................................................................................................11 4.5. Gán các tải trọng và điều kiện biên........................................................................................11 4.6. Khai báo cáp dự ứng lực cho dầm chủ...................................................................................12 4.7. Khai báo giai đoạn thi công ...................................................................................................13 4.8. Khai báo các tổ hợp tải trọng và chạy chương trình..............................................................13 4.9. Xuất các kết quả nội lực tính toán .........................................................................................13
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MẶT CẮT NGANG (BẢN MẶT CẦU)........................................14 5.1. Cấu tạo, sơ đồ tính toán .........................................................................................................14 5.1.1. Thiết kế cấu tạo của bản mặt cầu.....................................................................................14 5.1.2. Sơ đồ tính toán.................................................................................................................14 5.1.3. Nguyên tắc tính toán........................................................................................................14 5.1.4. Xác định các tải trọng tác dụng lên bản mặt cầu.............................................................14 5.1.5. Xác định bề rộng tính toán của dải bản...........................................................................15 5.2. Tính toán nội lực trong bản mặt cầu......................................................................................15 5.2.1. Các hệ số tính toán...........................................................................................................15 5.2.2. Tính toán nội lực bản hẫng phần phía ngoài thanh chống xiên.......................................15 5.2.3. Tính toán nội lực bản hẫng phần phía trong thanh chống xiên.......................................16 5.2.4. Tính toán nội lực phần bản nắp phía trong dầm hộp.......................................................18 5.3. Thiết kế cốt thép và kiểm toán bản mặt cầu ..........................................................................19 5.3.1. Phần bản hẫng phía ngoài thanh chống xiên chịu moment âm .......................................19 5.3.2. Phần bản hẫng phía trong thanh chống xiên chịu moment dương ..................................22 5.3.3. Phần bản hẫng phía trong thanh chống xiên chịu moment âm........................................24 5.3.4. Phần bản nắp phía trong dầm hộp chịu moment dương..................................................25
5.3.5. Phần bản nắp phía trong dầm hộp chịu moment âm ....................................................... 26 CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM DUYỆT THANH CHỐNG XIÊN...............................29 6.1. Kích thước của thanh chống xiên ..........................................................................................29 6.2. Vật liệu làm thanh chống xiên ............................................................................................... 29 6.3. Cách tính toán nội lực phát sinh trong thanh chống .............................................................. 29 6.4. Xác định các nội lực tác dụng lên thanh chống ..................................................................... 29 6.5. Mô hình hóa bằng phần mềm Midas Civil và xuất kết quả nội lực.......................................29 6.6. Kiểm toán thanh chống xiên .................................................................................................. 30 6.6.1. Kiểm tra các yêu cầu về cấu tạo ...................................................................................... 30 6.6.2. Kiểm tra sức kháng nén dọc trục theo Trạng thái giới hạn cường độ 1 .......................... 31 CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM DUYỆT THANH CÁP TREO .................................... 32 7.1. Số liệu thiết kế .......................................................................................................................32 7.1.1. Kích thước của thanh treo thiết kế...................................................................................32 7.1.2. Vật liệu sử dụng cho thanh cáp treo ................................................................................ 32 7.2. Xác định nội lực trong thanh cáp treo....................................................................................32 7.2.1. Các nội lực tác dụng lên thanh cáp treo ..........................................................................32 7.2.2. Nội lực thanh cáp treo trong giai đoạn khai thác ............................................................32 7.3. Kiểm toán thanh cáp treo ở Trạng thái giới hạn cường độ 1 ................................................. 34 7.4. Kiểm toán thanh cáp treo ở Trạng thái giới hạn sử dụng ......................................................34 CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ VÒM CHỦ .......................................................................................... 35 8.1. Số liệu thiết kế .......................................................................................................................35 8.1.1. Kích thước mặt cắt ngang vòm chủ.................................................................................35 8.1.2. Sơ đồ phân chia kết cấu nhịp vòm...................................................................................35 8.1.3. Vật liệu sử dụng cho vòm chủ.........................................................................................35 8.1.4. Đặc điểm chịu lực của vòm chủ ...................................................................................... 35 8.2. Nội lực vòm chủ trong giai đoạn khai thác............................................................................35 8.2.1. Các giai đoạn làm việc của vòm chủ...............................................................................35 8.2.2. Xuất kết quả nội lực vòm chủ ở giai đoạn khai thác ....................................................... 36 8.3. Tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt vòm chủ...............................................................43 8.3.1. Đặc trưng hình học của mặt cắt vòm chủ loại 1 (D1000) ............................................... 43 8.3.2. Đặc trưng hình học của mặt cắt vòm chủ loại 2 (D800) ................................................. 43 8.4. Sự làm việc của kết cấu ống thép nhồi bê tông khi chịu nén.................................................43
8.4.1. Kết cấu ống thép nhồi bê tông chịu tải dọc trục..............................................................43
8.4.2. Độ cứng của ống thép nhồi bê tông chịu tải dọc trục......................................................43 8.5. Tính lực chịu tải của kết cấu ống thép nhồi bê tông..............................................................44 8.5.1. Tính toán sức chịu tải của cột nhánh đơn........................................................................44 8.5.2. Tính toán sức chịu tải của cột tổ hợp...............................................................................45 8.6. Tính toán ổn định tổng thể của kết cấu vành vòm loại 1 (D1000) ........................................46 8.6.1. Tính sức chịu tải của cột đơn...........................................................................................46 8.6.2. Tính toán ổn định kết cấu vành vòm ...............................................................................46 8.7. Kiểm toán vòm thép D800 theo TCVN 11823-06-2017 .......................................................48 8.7.1. Kiểm tra điều kiện về yêu cầu cấu tạo.............................................................................48 8.7.2. Tính duyệt vòm thép D800 theo TTGH cường độ 1 ....................................................... 48 8.8. Tính toán tải trọng gió ngang tác dụng lên vòm chủ .............................................................50 CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ DẦM CHỦ ..........................................................................................52 9.1. Số liệu thiết kế dầm chủ.........................................................................................................52 9.1.1. Kích thước mặt cắt ngang dầm chủ.................................................................................52 9.1.2. Sơ đồ kết cấu nhịp chính .................................................................................................52 9.1.3. Vật liệu sử dụng cho dầm chủ ......................................................................................... 52 9.1.4. Các giai đoạn làm việc của dầm chủ ...............................................................................52 9.2. Xác định nội lực tác dụng lên dầm chủ..................................................................................53 9.2.1. Tải trọng tác dụng............................................................................................................53 9.2.2. Phân chia mặt cắt cần tính toán ....................................................................................... 53 9.2.3. Nội lực dầm chủ ở Trạng thái giới hạn cường độ 1 ........................................................53 9.2.4. Nội lực dầm chủ ở Trạng thái giới hạn sử dụng..............................................................54 9.3. Tính toán sơ bộ và bố trí cốt thép dự ứng lực........................................................................55 9.3.1. Nguyên tắc tính toán cốt thép dự ứng lực .......................................................................55 9.3.2. Tính sơ bộ cáp cho mặt cắt dầm tính toán.......................................................................56 9.4. Sơ đồ bố trí cáp dự ứng lực dầm chủ.....................................................................................57 9.5. Tính toán đặc trưng hình học mặt cắt ngang..........................................................................57 9.5.1. Giai đoạn 1: Tiết diện bị khoét lỗ....................................................................................57 9.5.2. Giai đoạn 2: Tiết diện bị bịt lỗ.........................................................................................57 9.6. Tính toán mất mát ứng suất ...................................................................................................58 9.6.1. Nguyên tắc tính toán........................................................................................................58
9.6.2. Xuất kết quả mất mát ứng suất từ phần mềm Midas Civil..............................................59
9.6.3. Phần trăm mất mát ứng suất tại các mặt cắt tính toán.....................................................61 9.7. Kiểm toán dầm chủ theo TTGH cường độ 1 ......................................................................... 63 9.7.1. Nguyên tắc kiểm duyệt....................................................................................................63 9.7.2. Kiểm toán sức kháng uốn của dầm chủ...........................................................................63 9.7.3. Kiểm toán sức kháng cắt của dầm chủ ............................................................................ 68 9.8. Kiểm toán dầm chủ theo TTGH sử dụng...............................................................................70 9.8.1. Lý thuyết kiểm toán.........................................................................................................70 9.8.2. Kiểm toán ứng suất bằng giá trị tính toán ....................................................................... 70 9.8.3. Kiểm toán ứng suất theo dạng biểu đồ ............................................................................ 77 9.8.4. Kiểm toán độ võng dầm chủ............................................................................................78 CHƯƠNG 10: MÔ PHỎNG ỨNG SUẤT TRONG THANH CHỐNG XIÊN ......................... 79 10.1. Mô phỏng phần mềm ........................................................................................................... 79 10.1.1. Xuất file sang phần mềm Ansys....................................................................................79 10.1.2. Khai báo vật liệu cho mô hình phân tích.......................................................................79 10.1.3. Mô hình kết cấu trong Ansys bằng chức năng Geometry ............................................. 80 10.2. Kết quả mô phỏng................................................................................................................81 10.2.1. Kết quả mô phỏng cho trường hợp 1.............................................................................81 10.2.2. Kết quả mô phỏng cho trường hợp 2.............................................................................82 10.3. Kết luận về các trường hợp phân tích..................................................................................82 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................. 83
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ CẦU DẦM HỘP BTCT KẾT HỢP VÒM ỐNG THÉP MỘT MẶT PHẲNG DÂY GVHD: TS. NGUYỄN DUY LIÊM
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦU GÒ DẦU
1.1. Sơ lược về cầu Gò Dầu
Công trình cầu Gò Dầu là cây cầu bắc qua sông Vàm Cỏ Đông nối liền thị trấn Gò Dầu với Cửa khẩu Mộc Bài, nằm trên trục Đường Xuyên Á (Quốc Lộ 22), thuộc địa phận huyện Bến Cầu và huyện Gò Dầu của tỉnh Tây Ninh.
Cầu nằm cách Thành phố Hồ Chí Minh khoảng 60 km, Thành phố Tây Ninh 36 km, đây là một khu vực trung tâm của vùng trọng điểm phía Nam của tỉnh Tây Ninh và có tiềm năng phát triển cơ sở hạ tầng giao thông vì tiếp giáp với các vùng kinh tế phát triển vượt bậc như TP Hồ Chí Minh, cửa khẩu Mộc Bài (Campuchia) và Thành phố Tây Ninh.
tầng ta sẽ xây dựng công trình cầu Gò Dầu vượt sông Vàm Cỏ Đông. Trong các dạng cầu được xây dựng thường tạo được kiến trúc đẹp là các loại cầu treo, cầu vòm và đã được ưu tiên xây dựng ở nhiều thành phố lớn trên thế giới. Tuy nhiên hình dạng cầu vòm với đường cong trục vòm sẽ tạo được dáng hài hoà, và khi áp dụng những tiến bộ kỹ thuật về công nghệ thiết kế, cầu vòm sẽ khắc phục hạn chế vượt nhịp nhỏ. Nếu sử dụng các loại vật liệu tiên tiến thì các kết cấu, cấu tạo cầu vòm sẽ thanh mãnh và đẹp hơn. Vì thế loại kết cấu được sử dụng trong đồ án này là kết cấu vòm, với kiến trúc hình dạng vòm sẽ làm tôn lên vẻ đẹp mỹ quan, ấn tượng của một công trình nổi tiếng mang tầm vóc quốc gia.
1.2. Tổng quan về kết cấu vòm
Cầu vòm là thể loại cầu tạo hình vòm. Cầu vòm có thể chuyển một phần trọng lượng của cầu và tải trọng của nó thành lực đẩy ngang được truyền đến các mố cầu. Một cây cầu dài có thể được xây từ một loạt các vòm, mặc dù ngày nay những cấu trúc khác hiệu quả về mặt kinh tế hơn thường được sử dụng.
Đá, gạch và các vật liệu khác có khả năng chịu biến dạng nén cao và chịu biến dạng trượt
Để làm nổi bật lên vẻ đẹp của một quốc gia, cùng với sự phát triển vượt bậc của cơ sở hạ
phần nào, nhưng không thể chịu được nhiều biến dạng căng. Do đó, cầu vòm bằng đá được thiết kế để chịu lực nén liên tục, càng lâu càng tốt. Mỗi vòm được xây dựng trên một giàn giáo tạm thời để đỡ những khối hình nêm của vòm cho đến khi khối hình nêm cuối cùng hay đá đỉnh vòm được đưa vào vị trí. Trong những cây cầu vòm nén đầu tiên, khối đá đỉnh vòm chịu trọng lượng của cả cây cầu. Càng dồn nhiều trọng lượng lên cây cầu, cấu trúc của nó càng trở nên vững chắc hơn. Cầu vòm đá sử dụng một lượng vật liệu đắp (thường là đá dăm nén chặt) phía trên vòm để tăng trọng lượng chết này ở phần trên của cầu và ngăn chặn lực căng xuất hiện trong vành vòm khi những vật có tải trọng di chuyển trên mặt cầu. Các vật liệu khác được sử dụng để xây dựng loại cầu này là gạch và
bê tông không cốt thép. Khi đá khối được sử dụng các góc của bề mặt được cắt để giảm thiểu biến dạng trượt. Trong trường hợp sử dụng khối đá ngẫu nhiên (đá chưa cắt và chưa qua xử lý), chúng được liên kết với nhau bằng vữa và vữa được chờ cho đến khi đông lại trước khi lấy giàn giáo ra.
Các vòm đá truyền thống thường bền, và phần nào có khả năng chống lún hay phá hoại. Tuy nhiên, so với các giải pháp thay thế hiện đại thì những cây cầu như vậy rất nặng, đòi hỏi phải có phần móng rộng. Chúng cũng tốn kém để xây dựng ở nơi có giá nhân công cao, nên ngày nay kết cấu này rất ít được sử dụng.
Kết cấu cầu vòm bê tông cốt thép là một trong những kết cấu thuộc loại cổ điển trong công nghệ cầu. Kết cấu cầu dạng vòm không những thuộc loại kết cấu đạt yêu cầu kỹ thuật do tận dụng được hiệu ứng vòm mà còn trở thành một trong những kết cấu mang tính thẩm mỹ cao. Kết cấu cầu vòm rất đa dạng trong thực tế. Căn cứ vào vị trí cao độ của mặt xe chạy so với cao độ đỉnh vòm có thể phân thành cầu vòm xe chạy trên, xe chạy giữa và xe chạy dưới. Về mặt kết cấu, có dạng cầu vòm không chốt, vòm hai chốt hay vòm ba chốt ... Một số vòm thuộc dạng giản đơn, một số khác có dạng liên tục. Về vật liệu, có cầu vòm đá, cầu vòm thép, cầu vòm bê tông cốt thép hay cầu vòm liên hợp thép – bê tông (cầu vòm ống thép nhồi bê tông).
Hình 1.1. Các dạng sơ đồ cầu vòm thực tế
SVTH: HUỲNH ĐẶNG TIỂU LONG – MSSV: 18127028
1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ CẦU DẦM HỘP BTCT KẾT HỢP VÒM ỐNG THÉP MỘT MẶT PHẲNG DÂY
GVHD: TS. NGUYỄN DUY LIÊM
1.3. Điều kiện địa hình, địa mạo
- Địa hình khu vực xây dựng cầu tương đối bằng phẳng, độ chênh cao không lớn, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình khảo sát và xây dựng.
1.4. Địa chất công trình
Trên cơ sở tài liệu khảo sát địa chất công trình ngoài thực địa và kết quả thí nghiệm mẫu đất có thể phân địa tầng từ trên xuống dưới như sau:
+ Lớp 1: Lớp bùn, xà bần ở đáy sông, có độ dày trung bình từ 0.5 đến 2m.
+ Lớp 2: Lớp đất có thành phần là sét màu nâu đỏ, nâu vàng, xám xanh, trạng thái nửa cứng. Lớp này có bề dày trung bình 2 đến 8m, một số chỉ tiêu cơ lý của lớp 2 như sau:
Chỉ tiêu
Đơn vị
% g/cm3
kN/m2
Giá trị TB
22.3
1.95 0.667
3.2 32-50
Độ ẩm W Dung trong
Hệ số rỗng e
Cường độ kháng cắt không thoát nước Giá trị N của SPT (búa/30cm)
+Lớp 5: Lớp đất có thành phần là cát hạt nhỏ lẫn sỏi sạn, màu đỏ, trạng thái cứng. Lớp này có bề dày vô hạn, có các chỉ tiêu cơ lý như sau:
Chỉ tiêu
Đơn vị
% g/cm3
% % % kN/m2
Giá trị TB
32.4
1.85 0.845 46.5 27.6 15.6 38.1 15-26
Chỉ tiêu
Đơn vị
% g/cm3
kN/m2
Giá trị TB
17.37 1.97 0.695 3.0 35-50
Độ ẩm W Dung trong
Độ ẩm W Dung trong
Hệ số rỗng e
Giới hạn chảy WL
Giới hạn chảy WP
Chỉ số dẻo Ip
Cường độ kháng cắt không thoát nước Giá trị N của SPT (búa/30cm)
Hệ số rỗng e
Cường độ kháng cắt không thoát nước Giá trị N của SPT (búa/30cm)
1.5. Khí hậu
+ Lớp 3: Lớp đất có thành phần là Sét pha màu xám, trạng thái dẻo mềm. Lớp này có bề dày trung bình 3 đến 10m, một số chỉ tiêu cơ lý của lớp 3 như sau:
Vùng đồng bằng Nam Bộ nói chung và thành phố Hồ Chí Minh nói riêng nằm trong miền khí hậu nhiệt đới nóng ẩm quanh năm, có sự phân hóa theo mùa sâu sắc. Hàng năm có hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô.
- Mùa khô trùng với gió mùa Đông vốn là luồng tín phong ổn định, mùa mưa trùng với gió mùa Hạ mang lại những khố không khí nhiệt đới và xích đạo nóng ẩm với những nhiễu động khí quyển thường xuyên.
1.6. Nhiệt độ
- Nhiệt độ trung bình năm vùng này đạt tới (26-27)0C. Chênh lệch giữa nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất và lạnh nhất không quá (4-5)0C
1.7. Độ ẩm
- Khu vực có độ ẩm trung bình năm là 80%, thời kì ẩm ướt nhất là 85%, thời kì khô nhất là 70%; 1.8. Các thông số về thủy văn
- MNCN: + 2.00 m - MNTT: +1.00 m - MNTN: -3.10 m
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦU GÒ DẦU............................................................1
1.1. Sơ lược về cầu Gò Dầu ............................................................................................................ 1 1.2. Tổng quan về kết cấu vòm.......................................................................................................1 1.3. Điều kiện địa hình, địa mạo.....................................................................................................2 1.4. Địa chất công trình...................................................................................................................2 1.5. Khí hậu.....................................................................................................................................2 1.6. Nhiệt độ....................................................................................................................................2 1.7. Độ ẩm.......................................................................................................................................2 1.8. Các thông số về thủy văn.........................................................................................................2
CHƯƠNG 2: QUY MÔ VÀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT............................................................3 2.1. Tiêu chuẩn thiết kế...................................................................................................................3 2.2. Nguyên tắc thiết kế .................................................................................................................. 3 2.3. Quy mô xây dựng.....................................................................................................................3 2.4. Cấp đường thiết kế...................................................................................................................3 2.5. Tải trọng thiết kế......................................................................................................................3 2.6. Hệ số tải trọng..........................................................................................................................3 2.7. Khẩu độ thông thuyền..............................................................................................................3 2.8. Phạm vi thiết kế đồ án tốt nghiệp ............................................................................................3
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU NHỊP.........................................................4 3.1. Giới thiệu về kết cấu dầm hộp BTCT dự ứng lực có thanh chống xiên..................................4 3.2. Cơ sở lựa chọn phương án kết cấu nhịp ..................................................................................4 3.3. Sơ đồ kết cấu nhịp chính..........................................................................................................4 3.4. Số liệu thiết kế .........................................................................................................................4
3.4.1. Theo phương dọc cầu ........................................................................................................ 4
3.4.2. Theo phương ngang cầu .................................................................................................... 4 3.5. Vật liệu sử dụng cho đồ án ......................................................................................................4 3.5.1. Vật liệu bê tông dầm chủ...................................................................................................4 3.5.2. Vật liệu cáp dự ứng lực ..................................................................................................... 5 3.5.3. Vật liệu thép cho vành vòm, thanh giằng và thanh chống xiên ........................................5 3.5.4. Vật liệu cốt thép thường .................................................................................................... 5 3.6. Lựa chọn sơ bộ kích thước kết cấu nhịp chính........................................................................5
3.6.1. Lựa chọn sơ bộ kích thước dầm chủ..................................................................................5 3.6.2. Đường cong trục vòm........................................................................................................5 3.6.3. Lựa chọn sơ bộ kích thước vòm chủ .................................................................................5 3.6.4. Lựa chọn kích thước liên kết ngang vòm .......................................................................... 6 3.6.5. Lựa chọn kích thước thanh chống xiên .............................................................................6
CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH KẾT CẤU NHỊP BẰNG PHẦN MỀM MIDAS CIVIL ....................7 4.1. Mô hình hóa vật liệu ................................................................................................................7 4.2. Mô hình hóa đặc tính co ngót và từ biến cho bê tông dầm chủ...............................................8 4.3. Mô hình hóa mặt cắt ngang của các phần tử kết cấu...............................................................9 4.4. Mô hình hóa kết cấu nhịp.......................................................................................................11 4.5. Gán các tải trọng và điều kiện biên........................................................................................11 4.6. Khai báo cáp dự ứng lực cho dầm chủ...................................................................................12 4.7. Khai báo giai đoạn thi công ...................................................................................................13 4.8. Khai báo các tổ hợp tải trọng và chạy chương trình..............................................................13 4.9. Xuất các kết quả nội lực tính toán .........................................................................................13
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MẶT CẮT NGANG (BẢN MẶT CẦU)........................................14 5.1. Cấu tạo, sơ đồ tính toán .........................................................................................................14 5.1.1. Thiết kế cấu tạo của bản mặt cầu.....................................................................................14 5.1.2. Sơ đồ tính toán.................................................................................................................14 5.1.3. Nguyên tắc tính toán........................................................................................................14 5.1.4. Xác định các tải trọng tác dụng lên bản mặt cầu.............................................................14 5.1.5. Xác định bề rộng tính toán của dải bản...........................................................................15 5.2. Tính toán nội lực trong bản mặt cầu......................................................................................15 5.2.1. Các hệ số tính toán...........................................................................................................15 5.2.2. Tính toán nội lực bản hẫng phần phía ngoài thanh chống xiên.......................................15 5.2.3. Tính toán nội lực bản hẫng phần phía trong thanh chống xiên.......................................16 5.2.4. Tính toán nội lực phần bản nắp phía trong dầm hộp.......................................................18 5.3. Thiết kế cốt thép và kiểm toán bản mặt cầu ..........................................................................19 5.3.1. Phần bản hẫng phía ngoài thanh chống xiên chịu moment âm .......................................19 5.3.2. Phần bản hẫng phía trong thanh chống xiên chịu moment dương ..................................22 5.3.3. Phần bản hẫng phía trong thanh chống xiên chịu moment âm........................................24 5.3.4. Phần bản nắp phía trong dầm hộp chịu moment dương..................................................25
5.3.5. Phần bản nắp phía trong dầm hộp chịu moment âm ....................................................... 26 CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM DUYỆT THANH CHỐNG XIÊN...............................29 6.1. Kích thước của thanh chống xiên ..........................................................................................29 6.2. Vật liệu làm thanh chống xiên ............................................................................................... 29 6.3. Cách tính toán nội lực phát sinh trong thanh chống .............................................................. 29 6.4. Xác định các nội lực tác dụng lên thanh chống ..................................................................... 29 6.5. Mô hình hóa bằng phần mềm Midas Civil và xuất kết quả nội lực.......................................29 6.6. Kiểm toán thanh chống xiên .................................................................................................. 30 6.6.1. Kiểm tra các yêu cầu về cấu tạo ...................................................................................... 30 6.6.2. Kiểm tra sức kháng nén dọc trục theo Trạng thái giới hạn cường độ 1 .......................... 31 CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM DUYỆT THANH CÁP TREO .................................... 32 7.1. Số liệu thiết kế .......................................................................................................................32 7.1.1. Kích thước của thanh treo thiết kế...................................................................................32 7.1.2. Vật liệu sử dụng cho thanh cáp treo ................................................................................ 32 7.2. Xác định nội lực trong thanh cáp treo....................................................................................32 7.2.1. Các nội lực tác dụng lên thanh cáp treo ..........................................................................32 7.2.2. Nội lực thanh cáp treo trong giai đoạn khai thác ............................................................32 7.3. Kiểm toán thanh cáp treo ở Trạng thái giới hạn cường độ 1 ................................................. 34 7.4. Kiểm toán thanh cáp treo ở Trạng thái giới hạn sử dụng ......................................................34 CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ VÒM CHỦ .......................................................................................... 35 8.1. Số liệu thiết kế .......................................................................................................................35 8.1.1. Kích thước mặt cắt ngang vòm chủ.................................................................................35 8.1.2. Sơ đồ phân chia kết cấu nhịp vòm...................................................................................35 8.1.3. Vật liệu sử dụng cho vòm chủ.........................................................................................35 8.1.4. Đặc điểm chịu lực của vòm chủ ...................................................................................... 35 8.2. Nội lực vòm chủ trong giai đoạn khai thác............................................................................35 8.2.1. Các giai đoạn làm việc của vòm chủ...............................................................................35 8.2.2. Xuất kết quả nội lực vòm chủ ở giai đoạn khai thác ....................................................... 36 8.3. Tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt vòm chủ...............................................................43 8.3.1. Đặc trưng hình học của mặt cắt vòm chủ loại 1 (D1000) ............................................... 43 8.3.2. Đặc trưng hình học của mặt cắt vòm chủ loại 2 (D800) ................................................. 43 8.4. Sự làm việc của kết cấu ống thép nhồi bê tông khi chịu nén.................................................43
8.4.1. Kết cấu ống thép nhồi bê tông chịu tải dọc trục..............................................................43
8.4.2. Độ cứng của ống thép nhồi bê tông chịu tải dọc trục......................................................43 8.5. Tính lực chịu tải của kết cấu ống thép nhồi bê tông..............................................................44 8.5.1. Tính toán sức chịu tải của cột nhánh đơn........................................................................44 8.5.2. Tính toán sức chịu tải của cột tổ hợp...............................................................................45 8.6. Tính toán ổn định tổng thể của kết cấu vành vòm loại 1 (D1000) ........................................46 8.6.1. Tính sức chịu tải của cột đơn...........................................................................................46 8.6.2. Tính toán ổn định kết cấu vành vòm ...............................................................................46 8.7. Kiểm toán vòm thép D800 theo TCVN 11823-06-2017 .......................................................48 8.7.1. Kiểm tra điều kiện về yêu cầu cấu tạo.............................................................................48 8.7.2. Tính duyệt vòm thép D800 theo TTGH cường độ 1 ....................................................... 48 8.8. Tính toán tải trọng gió ngang tác dụng lên vòm chủ .............................................................50 CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ DẦM CHỦ ..........................................................................................52 9.1. Số liệu thiết kế dầm chủ.........................................................................................................52 9.1.1. Kích thước mặt cắt ngang dầm chủ.................................................................................52 9.1.2. Sơ đồ kết cấu nhịp chính .................................................................................................52 9.1.3. Vật liệu sử dụng cho dầm chủ ......................................................................................... 52 9.1.4. Các giai đoạn làm việc của dầm chủ ...............................................................................52 9.2. Xác định nội lực tác dụng lên dầm chủ..................................................................................53 9.2.1. Tải trọng tác dụng............................................................................................................53 9.2.2. Phân chia mặt cắt cần tính toán ....................................................................................... 53 9.2.3. Nội lực dầm chủ ở Trạng thái giới hạn cường độ 1 ........................................................53 9.2.4. Nội lực dầm chủ ở Trạng thái giới hạn sử dụng..............................................................54 9.3. Tính toán sơ bộ và bố trí cốt thép dự ứng lực........................................................................55 9.3.1. Nguyên tắc tính toán cốt thép dự ứng lực .......................................................................55 9.3.2. Tính sơ bộ cáp cho mặt cắt dầm tính toán.......................................................................56 9.4. Sơ đồ bố trí cáp dự ứng lực dầm chủ.....................................................................................57 9.5. Tính toán đặc trưng hình học mặt cắt ngang..........................................................................57 9.5.1. Giai đoạn 1: Tiết diện bị khoét lỗ....................................................................................57 9.5.2. Giai đoạn 2: Tiết diện bị bịt lỗ.........................................................................................57 9.6. Tính toán mất mát ứng suất ...................................................................................................58 9.6.1. Nguyên tắc tính toán........................................................................................................58
9.6.2. Xuất kết quả mất mát ứng suất từ phần mềm Midas Civil..............................................59
9.6.3. Phần trăm mất mát ứng suất tại các mặt cắt tính toán.....................................................61 9.7. Kiểm toán dầm chủ theo TTGH cường độ 1 ......................................................................... 63 9.7.1. Nguyên tắc kiểm duyệt....................................................................................................63 9.7.2. Kiểm toán sức kháng uốn của dầm chủ...........................................................................63 9.7.3. Kiểm toán sức kháng cắt của dầm chủ ............................................................................ 68 9.8. Kiểm toán dầm chủ theo TTGH sử dụng...............................................................................70 9.8.1. Lý thuyết kiểm toán.........................................................................................................70 9.8.2. Kiểm toán ứng suất bằng giá trị tính toán ....................................................................... 70 9.8.3. Kiểm toán ứng suất theo dạng biểu đồ ............................................................................ 77 9.8.4. Kiểm toán độ võng dầm chủ............................................................................................78 CHƯƠNG 10: MÔ PHỎNG ỨNG SUẤT TRONG THANH CHỐNG XIÊN ......................... 79 10.1. Mô phỏng phần mềm ........................................................................................................... 79 10.1.1. Xuất file sang phần mềm Ansys....................................................................................79 10.1.2. Khai báo vật liệu cho mô hình phân tích.......................................................................79 10.1.3. Mô hình kết cấu trong Ansys bằng chức năng Geometry ............................................. 80 10.2. Kết quả mô phỏng................................................................................................................81 10.2.1. Kết quả mô phỏng cho trường hợp 1.............................................................................81 10.2.2. Kết quả mô phỏng cho trường hợp 2.............................................................................82 10.3. Kết luận về các trường hợp phân tích..................................................................................82 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................. 83
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ CẦU DẦM HỘP BTCT KẾT HỢP VÒM ỐNG THÉP MỘT MẶT PHẲNG DÂY GVHD: TS. NGUYỄN DUY LIÊM
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦU GÒ DẦU
1.1. Sơ lược về cầu Gò Dầu
Công trình cầu Gò Dầu là cây cầu bắc qua sông Vàm Cỏ Đông nối liền thị trấn Gò Dầu với Cửa khẩu Mộc Bài, nằm trên trục Đường Xuyên Á (Quốc Lộ 22), thuộc địa phận huyện Bến Cầu và huyện Gò Dầu của tỉnh Tây Ninh.
Cầu nằm cách Thành phố Hồ Chí Minh khoảng 60 km, Thành phố Tây Ninh 36 km, đây là một khu vực trung tâm của vùng trọng điểm phía Nam của tỉnh Tây Ninh và có tiềm năng phát triển cơ sở hạ tầng giao thông vì tiếp giáp với các vùng kinh tế phát triển vượt bậc như TP Hồ Chí Minh, cửa khẩu Mộc Bài (Campuchia) và Thành phố Tây Ninh.
tầng ta sẽ xây dựng công trình cầu Gò Dầu vượt sông Vàm Cỏ Đông. Trong các dạng cầu được xây dựng thường tạo được kiến trúc đẹp là các loại cầu treo, cầu vòm và đã được ưu tiên xây dựng ở nhiều thành phố lớn trên thế giới. Tuy nhiên hình dạng cầu vòm với đường cong trục vòm sẽ tạo được dáng hài hoà, và khi áp dụng những tiến bộ kỹ thuật về công nghệ thiết kế, cầu vòm sẽ khắc phục hạn chế vượt nhịp nhỏ. Nếu sử dụng các loại vật liệu tiên tiến thì các kết cấu, cấu tạo cầu vòm sẽ thanh mãnh và đẹp hơn. Vì thế loại kết cấu được sử dụng trong đồ án này là kết cấu vòm, với kiến trúc hình dạng vòm sẽ làm tôn lên vẻ đẹp mỹ quan, ấn tượng của một công trình nổi tiếng mang tầm vóc quốc gia.
1.2. Tổng quan về kết cấu vòm
Cầu vòm là thể loại cầu tạo hình vòm. Cầu vòm có thể chuyển một phần trọng lượng của cầu và tải trọng của nó thành lực đẩy ngang được truyền đến các mố cầu. Một cây cầu dài có thể được xây từ một loạt các vòm, mặc dù ngày nay những cấu trúc khác hiệu quả về mặt kinh tế hơn thường được sử dụng.
Đá, gạch và các vật liệu khác có khả năng chịu biến dạng nén cao và chịu biến dạng trượt
Để làm nổi bật lên vẻ đẹp của một quốc gia, cùng với sự phát triển vượt bậc của cơ sở hạ
phần nào, nhưng không thể chịu được nhiều biến dạng căng. Do đó, cầu vòm bằng đá được thiết kế để chịu lực nén liên tục, càng lâu càng tốt. Mỗi vòm được xây dựng trên một giàn giáo tạm thời để đỡ những khối hình nêm của vòm cho đến khi khối hình nêm cuối cùng hay đá đỉnh vòm được đưa vào vị trí. Trong những cây cầu vòm nén đầu tiên, khối đá đỉnh vòm chịu trọng lượng của cả cây cầu. Càng dồn nhiều trọng lượng lên cây cầu, cấu trúc của nó càng trở nên vững chắc hơn. Cầu vòm đá sử dụng một lượng vật liệu đắp (thường là đá dăm nén chặt) phía trên vòm để tăng trọng lượng chết này ở phần trên của cầu và ngăn chặn lực căng xuất hiện trong vành vòm khi những vật có tải trọng di chuyển trên mặt cầu. Các vật liệu khác được sử dụng để xây dựng loại cầu này là gạch và
bê tông không cốt thép. Khi đá khối được sử dụng các góc của bề mặt được cắt để giảm thiểu biến dạng trượt. Trong trường hợp sử dụng khối đá ngẫu nhiên (đá chưa cắt và chưa qua xử lý), chúng được liên kết với nhau bằng vữa và vữa được chờ cho đến khi đông lại trước khi lấy giàn giáo ra.
Các vòm đá truyền thống thường bền, và phần nào có khả năng chống lún hay phá hoại. Tuy nhiên, so với các giải pháp thay thế hiện đại thì những cây cầu như vậy rất nặng, đòi hỏi phải có phần móng rộng. Chúng cũng tốn kém để xây dựng ở nơi có giá nhân công cao, nên ngày nay kết cấu này rất ít được sử dụng.
Kết cấu cầu vòm bê tông cốt thép là một trong những kết cấu thuộc loại cổ điển trong công nghệ cầu. Kết cấu cầu dạng vòm không những thuộc loại kết cấu đạt yêu cầu kỹ thuật do tận dụng được hiệu ứng vòm mà còn trở thành một trong những kết cấu mang tính thẩm mỹ cao. Kết cấu cầu vòm rất đa dạng trong thực tế. Căn cứ vào vị trí cao độ của mặt xe chạy so với cao độ đỉnh vòm có thể phân thành cầu vòm xe chạy trên, xe chạy giữa và xe chạy dưới. Về mặt kết cấu, có dạng cầu vòm không chốt, vòm hai chốt hay vòm ba chốt ... Một số vòm thuộc dạng giản đơn, một số khác có dạng liên tục. Về vật liệu, có cầu vòm đá, cầu vòm thép, cầu vòm bê tông cốt thép hay cầu vòm liên hợp thép – bê tông (cầu vòm ống thép nhồi bê tông).
Hình 1.1. Các dạng sơ đồ cầu vòm thực tế
SVTH: HUỲNH ĐẶNG TIỂU LONG – MSSV: 18127028
1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ CẦU DẦM HỘP BTCT KẾT HỢP VÒM ỐNG THÉP MỘT MẶT PHẲNG DÂY
GVHD: TS. NGUYỄN DUY LIÊM
1.3. Điều kiện địa hình, địa mạo
- Địa hình khu vực xây dựng cầu tương đối bằng phẳng, độ chênh cao không lớn, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình khảo sát và xây dựng.
1.4. Địa chất công trình
Trên cơ sở tài liệu khảo sát địa chất công trình ngoài thực địa và kết quả thí nghiệm mẫu đất có thể phân địa tầng từ trên xuống dưới như sau:
+ Lớp 1: Lớp bùn, xà bần ở đáy sông, có độ dày trung bình từ 0.5 đến 2m.
+ Lớp 2: Lớp đất có thành phần là sét màu nâu đỏ, nâu vàng, xám xanh, trạng thái nửa cứng. Lớp này có bề dày trung bình 2 đến 8m, một số chỉ tiêu cơ lý của lớp 2 như sau:
Chỉ tiêu
Đơn vị
% g/cm3
kN/m2
Giá trị TB
22.3
1.95 0.667
3.2 32-50
Độ ẩm W Dung trong
Hệ số rỗng e
Cường độ kháng cắt không thoát nước Giá trị N của SPT (búa/30cm)
+Lớp 5: Lớp đất có thành phần là cát hạt nhỏ lẫn sỏi sạn, màu đỏ, trạng thái cứng. Lớp này có bề dày vô hạn, có các chỉ tiêu cơ lý như sau:
Chỉ tiêu
Đơn vị
% g/cm3
% % % kN/m2
Giá trị TB
32.4
1.85 0.845 46.5 27.6 15.6 38.1 15-26
Chỉ tiêu
Đơn vị
% g/cm3
kN/m2
Giá trị TB
17.37 1.97 0.695 3.0 35-50
Độ ẩm W Dung trong
Độ ẩm W Dung trong
Hệ số rỗng e
Giới hạn chảy WL
Giới hạn chảy WP
Chỉ số dẻo Ip
Cường độ kháng cắt không thoát nước Giá trị N của SPT (búa/30cm)
Hệ số rỗng e
Cường độ kháng cắt không thoát nước Giá trị N của SPT (búa/30cm)
1.5. Khí hậu
+ Lớp 3: Lớp đất có thành phần là Sét pha màu xám, trạng thái dẻo mềm. Lớp này có bề dày trung bình 3 đến 10m, một số chỉ tiêu cơ lý của lớp 3 như sau:
Vùng đồng bằng Nam Bộ nói chung và thành phố Hồ Chí Minh nói riêng nằm trong miền khí hậu nhiệt đới nóng ẩm quanh năm, có sự phân hóa theo mùa sâu sắc. Hàng năm có hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô.
- Mùa khô trùng với gió mùa Đông vốn là luồng tín phong ổn định, mùa mưa trùng với gió mùa Hạ mang lại những khố không khí nhiệt đới và xích đạo nóng ẩm với những nhiễu động khí quyển thường xuyên.
1.6. Nhiệt độ
- Nhiệt độ trung bình năm vùng này đạt tới (26-27)0C. Chênh lệch giữa nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất và lạnh nhất không quá (4-5)0C
1.7. Độ ẩm
- Khu vực có độ ẩm trung bình năm là 80%, thời kì ẩm ướt nhất là 85%, thời kì khô nhất là 70%; 1.8. Các thông số về thủy văn
- MNCN: + 2.00 m - MNTT: +1.00 m - MNTN: -3.10 m
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links