Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu 1 - Bài: Tính nội lực bản mặt cầu - Nguyễn Ngọc Tuyển

11/20/2012
1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
Website: 
Bộmôn Cầu và Công trình ngầm
Website: 
THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG 
CẦU 1
TS. NGUYỄN NGỌC TUYỂN
Website môn học: ‐GTVT.TK/
Hà Nội, 10‐2012
305
Tính nội lực bản mặt cầu (t.theo)
• 6.2.2.2. Nội lực do hoạt tải
– A>. Mômen phần bản hẫng
• Chiều rộng làm việc của dải bản
Swo = 1140 + 0.833 X
= 1140 + 0.833(310)
= 1400 mm
• Mômen tại gối 200 do hoạt
tải bánh xe:
• m là hệ số làn xe, m = 1.2 khi xếp 1 làn xe.
20
0
dah M200L
W = 145 2= 72.5 kN
L=990
380 300 L''' = X = 310
372.5 10200 ''' 1.2 310 19260 .
1400o
WM m L N mm
SW
11/20/2012
2
306
Tính nội lực bản mặt cầu (t.theo)
– B>. Mômen dương lớn nhất do hoạt tải
• Chiều rộng làm việc của dải bản
Sw+ = 660 + 0.55 S = 660 + 0.55 × 2440 = 2000mm 
• Do các nhịp bằng nhau (= 2440mm). Mômen dương lớn nhất tại 204.
d.a.h. M204
1800
72.5 KN 72.5 KN
20
0
10
0
30
0
40
0
50
0
60
0
70
0
30
5
20
4
0.6 S
a = 1800 - 0.6S
307
Tính nội lực bản mặt cầu (t.theo)
Trường hợp 1: xếp 1 làn xe lên đ.a.h. M204 
• đặt 1 bánh xe vào điểm 204, tung độ dưới
lực là y1 = 0.2040
• Bánh xe còn lại sẽ nằm cách gối 300
đoạn a = 336mm ở khoảng
giữa của điểm 301 và 302;
tung độ dưới lực là y2, 
• Mômen dương lớn nhất tại điểm 204:
 372.5 10204 1 2 1.2 0.2040 0.0192 2440 19610 .
2000
WM m y y S N mm
SW 
 0.0254 0.01552 336 244 0.0155
244
2 0.0192
y
y
M204
1800
72.5 KN 72.5 KN
20
0
10
0
30
0
40
0
20
4
0.6S
a = 1800 - 0.6S
-0.0254
-0.0155
y2
y1
11/20/2012
3
308
Tính nội lực bản mặt cầu (t.theo)
Trường hợp 1 (t.theo)
• Đặt lên đ.a.h. R200 các bánh xe có cùng vị trí như trên đ.a.h M204 để
tính phản lực tại gối 200 tương ứng với giá trịmô men dương lớn nhất
tại điểm 204. Các tung độ đ.a.h. dưới lực: y1 = 0.51 và y2 = ‐0.0486
• Phản lực tương ứng tại gối 200
 372.5 10200 1 2 1.2 0.51 0.0486 20.1
2000
WR m y y N
SW 
d.a.h. R200
1800
72.5 KN 72.5 KN
20
0
10
0
30
0
40
0
50
0
60
0
70
0
30
520
4
0.6 S
a = 1800 - 0.6S
309
Tính nội lực bản mặt cầu (t.theo)
Trường hợp 2: xếp 2 làn xe lên đ.a.h. M204 
• Các tung độ đ.a.h M204 dưới lực tương ứng là:
y1 = 0.2040 ; y2 = ‐0.0192 ; y3 = 0.0086 ; y4 = ‐0.0016
d.a.h. M204
20
0
10
0
30
0
40
0
50
0
60
0
70
0
30
5
40
4 50
5
1800
72.5 KN 72.5 KN
1800
72.5 KN 72.5 KN
1200
0.6 S
a = 1800 - 0.6S
0.6 S
a = 1800 - 0.6S
11/20/2012
4
310
Tính nội lực bản mặt cầu (t.theo)
Trường hợp 2: (t.theo)
• Các tung độ đ.a.h R200 dưới lực tương ứng là:
y1 = 0.51 ; y2 = ‐0.0486 ; y3 = 0.0214 ; y4 = ‐0.0039
d.a.h. R200
1800
72.5 KN 72.5 KN
20
0
10
0
30
0
40
0
50
0
60
0
70
0
30
520
4
0.6 S
a = 1800 - 0.6S
1800
72.5 KN 72.5 KN
1200
0.6 S
a = 1800 - 0.6S
 3
204 1 2 3 4
72.5 10204 1 0.2040 0.0192 0.0086 0.0016 2440 16900 .
2000
WM m y y y y S
SW
M N mm
 3
200 1 2 3 4
72.5 10200 1 0.51 0.0486 0.0214 0.0039 17.4
2000
WR m y y y y
SW
R N
311
Tính nội lực bản mặt cầu (t.theo)
– C>. Mômen âm lớn nhất do hoạt tải
• Chiều rộng làm việc của dải bản
Sw‐ = 1220 + 0.25 S = 1830mm 
• Các tung độ đ.a.h M300 dưới lực tương ứng là:
y1 = ‐0.1007 ; y2 = ‐0.0781
d.a.h. M300
20
0
10
0 3
00
40
0
50
0
60
0
70
0
-0.0781
1800
72.5 KN 72.5 KN
900 900-0.1007
 372.5 10300 1 2 1.2 0.1007 0.0781 2440 20740 .
1830
WM m y y S N mm
SW 
11/20/2012
5
312
Tính nội lực bản mặt cầu (t.theo)
– C>. Mômen âm lớn nhất do hoạt tải
• Chiều rộng làm việc của dải bản
Sw‐ = 1220 + 0.25 S = 1830mm 
• Các tung độ đ.a.h M300 dưới lực tương ứng là:
y1 = ‐0.1007 ; y2 = ‐0.0781
d.a.h. M300
20
0
10
0 3
00
40
0
50
0
60
0
70
0
-0.0781
1800
72.5 KN 72.5 KN
900 900-0.1007
 372.5 10300 1 2 1.2 0.1007 0.0781 2440 20740 .
1830
WM m y y S N mm
SW 
313
Tính nội lực bản mặt cầu (t.theo)
– D>. Xếp xe để tính R200 lớn nhất
• Khoảng cách từ bánh xe tới mặt lan
can không được nhỏ hơn 300mm
• Phản lực gối lớn nhất khi đặt bánh
xe 1 cách mặt lan can 300mm. Khi
đó các tung độ đ.a.h R200 dưới lực
tương ứng là:
y1 = 1.1614 ; y2 = 0.2869
0.2869
1.1614
d.a.h. R200
1800
72.5 KN 72.5 KN
10
0
30
0
380
300
310
990
 372.5 10200 1 2 1.2 1.1614 0.2869 90
1400o
WR m y y N
SW
11/20/2012
6
314
Tính nội lực bản mặt cầu (t.theo)
• 6.2.2.3. Tổ hợp nội lực
– Công thức tổng quát
Trong đó:                                                là hệ số điều chỉnh tải trọng
vì cốt thép tính đến giới hạn chảy
vì bản liên tục
vì cầu quan trọng
do đó:
 1i i DC DW LLQ DC DW IM LL      
0.95D R I      
0.95D 
0.95R 
1.05I 
0.95 0.95 1.05 0.95   
315
Tính nội lực bản mặt cầu (t.theo)
• Tổ hợp nội lực (t.theo)
• DC: nội lực do trọng lượng bản thân kết cấu (không kể lớp phủ, lan can)
• γDC: hệ số tải trọng cho trọng lượng bản thân kết cấu = 1.25 hoặc 0.9
• DW: nội lực do lớp phủ
• γDW: hệ số tải trọng cho lớp phủ = 1.5 hoặc 0.65
• LL: nội lực do hoạt tải
• γLL: hệ số tải trọng cho hoạt tải = 1.75 hoặc 1.35 ; 0.5 ; 1.0 ; 0.75
• (1+IM): hệ số xung kích, với xe tải thiết kế IM = 0.25
– Ví dụ tổ hợp nội lực cho TTGH cường độ 1
 200 0.95 1.25 4.63 6.75 6.74 1.5(2.76) 1.75 1.25 90 224.5R N 
 200 0.95 1.25 2656 4013 1.5( 309) 1.75 1.25 19260 50950 .M N mm 
 204 0.95 1.25 2220) 0.9( 1307 1974 1.5(611) 1.75 1.25 19610M 
 300 0.95 1.25 3080) 0.9(717 1083 1.5( 975) 1.75 1.25 20740M