Câu 15:Trình bày các hoạt tải tác dụng lên mố trụ cầu,các tổ hợp tải trọng khi tính toán?
* Hoạt tải
Tải trọng thẳng đứng của ô tô, người đi bộ hoặc xe đặc biệt đứng trên kết cấu nhịp và đỉnh mố trụ được xác định bằng cách xếp trực tiếp lên đường ảnh hưởng hoặc dùng tải trọng tương đương.
- Đối với tải trọng ô tô và người:
Ph = nh (1+nguy) nl .beta.tổngPi yi + nh. Kn.ôm.tổng.bn
Trong đó:
Pi – trọng lượng trục bánh xe;
yi – tung độ đường ảnh hưởng tại vị trí đặt Pi;
nl, b - số làn xe và hệ số làn xe;
nh, (1+nguy) – hệ số siêu tải và hệ số xung kích (khi tính mố trụ đặc thì (1+nguy) = 1);
Kn – tải trọng người đi, phân bố đều trên một đơn vị diện tích;
ôm - diện tích phần đường ảnh hưởng áp lực, trên đó xếp tải trọng người;
tổng bn – tổng bề rộng của các đường người đi.
- Đối với tải trọng xe đặc biệt:
Ph = nh (1+nguy) .tổng Pi yi (5-7)
Khi xe đứng trên đoạn đường đầu cầu, chỉ có những bánh xe (hoặc phần đai xích) nào đứng trong phạm vi lăng thể trượt thì mới gây ra áp lực ngang lên mố cầu (hình 5.5). Phạm vi lăng thể trượt xác định bởi góc trượt q, phụ thuộc vào loại đất, vị trí đặt tải và chiều dài phân bố của tải trọng (khoảng cách a và độ dài b).
Trọng lượng của xe sau khi truyền qua lớp mặt đường, sẽ phân bố diện tích S.b, trong đó S – bề rộng phân bố của một hàng các bánh xe có thể xếp được một cách bất lợi trên phương ngang cầu (hình 5.6); b – chiều dài phân bố của áp lực theo phương dọc cầu.
Cách xác định b như sau:
- Đối với một trục bánh ô tô:
b = 0,2m + 2hmd (5-8)
Trong đó:
0,2m - độ dài phần tiếp xúc của một bánh ô tô với mặt đường;
hmd – chiều dày của toàn bộ các lớp mặt đường đầu cầu.
- Đối với tải trọng xe xích: b là chiều dài của phần đai xích trong phạm vi lăng thể trượt.
Các trục bánh xe của xe HK80 khá gần nhau, có thể qui về tải trọng phân bố đều để tính như đối với xe xích.
Tải trọng của bánh xe (hoặc đai xích) được qui đổi ra một lớp đất tương đương, có chiều cao h0, tính theo công thức:
h0 = tổng Pchia cho S.b.gama (5-9)
Trong đó: tổngP – trọng lượng của các bánh xe ô tô hoặc phần đai xích tác dụng lên diện tích S.b;
Tải trọng của lớp đất tương đương sẽ truyền trong đất theo một góc bằng góc trượt q, gây ra áp lực ngang tác dụng lên tường mố.
Giữa độ lớn của góc trượt têta, vị trí bất lợi của xe đứng trên lăng thể trượt và chiều dài của lăng thể trượt theo phương dọc cầu l0 có sự phụ thuộc qua lại lẫn nhau. Việc tính toán thường được bắt đầu từ bước giả định teta = 450-phichia2 để xác định một cách sơ bộ chiều dài lăng thể trượt l0. Sau đó, xếp tải vào vị trí bất lợi và căn cứ vào sơ đồ tải trọng để tính lại góc teta.
Giá trị của biểu đồ áp lực ngang của đất do hoạt tải gây ra tại độ sâu h, tính từ mặt đất được xác định theo công thức:
Ph = alpha.nguy. gama. h0 (5-10)
Trong đó: a - hệ số kể đến sự phân tán áp lực đất theo phương ngang cầu, phụ thuộc vào bề rộng phân bố của hoạt tải S và độ sâu h. Nếu mố có hai tường cánh chắn không cho đất nở sang hai bên nền đường thì alpha =1, ngược lại alpha được tra theo bảng 5.1.
* Các tổ hợp tải trọng
Việc xác định tổ hợp tải trọng bất lợi cho mố trụ là rất khó khăn, cho nên phải tính nhiều tổ hợp để so sánh. Mặt khác, cũng nên dựa vào kinh nghiệm tính toán để loại trừ bớt những tổ hợp mà có thể thấy ngay là ít nguy hiểm. Thông thường, phải tìm được giá trị các lực của các tổ hợp sau đây:
- tổ hợp gây ra lực thẳng đứng lớn nhất;
- tổ hợp gây ra lực thẳng đứng và mô men uốn do lực ngang dọc cầu;
- tổ hợp gây ra mô men uốn lớn nhất do lực thẳng đứng lệch tâm dọc cầu và lực ngang dọc cầu;
- tổ hợp gây ra lực thẳng đứng và mô men uốn do lực ngang ngang cầu;
- tổ hợp gây ra mô men uốn lớn nhất do lực thẳng đứng lệch tâm ngang cầu và lực ngang ngang cầu.
Sau đây là một số ví dụ để tổ hợp tải trọng theo phương dọc cầu khi tính mố trụ:
Đối với mố: cần xét các tổ hợp tải trọng trong các trường hợp:
a) Với giai đoạn xây dựng:
- Mố đã xây xong, chưa đắp đất, chưa đặt kết cấu nhịp.
- Đã đắp đất, hoạt tải đứng sau mố để cẩu lắp kết cấu nhịp.
b) Với giai đoạn sử dụng:
- Hoạt tải đứng trên nhịp và trên mố, lực hãm về phía mố, áp lực đất đẩy ra phía sông nhỏ nhất (hệ số siêu tải của đất nđ = 0,9; góc nội ma sát phi tt = phi tc + 50).
- Hoạt tải đứng trên lăng thể trượt, áp lực ngang đẩy ra phía sông lớn nhất (nđ = 1,2; phi tt = phi tc - 50).
- Hoạt tải đứng trên nhịp, trên mố, trên lăng thể trượt, lực hãm hướng về phía nhịp, áp lực ngang đẩy ra phía sông lớn nhất.
Đối với trụ: cần xét các tổ hợp tải trọng trong các trường hợp:
- Hoạt tải trên hai nhịp (và lực li tâm, nếu có), mức nước sông thấp nhất.
- Hoạt tải trên một nhịp.
Hoạt tải trên hai nhịp và lực hãm hoặc lực ma sát ở gối cầu.
- Hoạt tải trên một nhịp và lực hãm về phía nhịp có hoạt tải hoặc lực ma sát ở gối cầu.
- Hoạt tải trên một nhịp và lực va của tàu thuyền (ứng với mức nước thông thuyền) về phía nhịp có hoạt tải.
Câu 16)Xác định nội lực trong mố trụ nặng?
* Xác định nội lực trong mố trụ nặng.
Sau khi xác định được các tổ hợp tải trọng bất lợi, phải tiến hành tính nội lực ở một số tiết diện cần thiết. Vị trí một số tiết diện đặc trưng được chỉ ra (1-1, 2-2,...) trên hình 5.7.
Một số tiết diện cần tính toán trong mố trụ
Đối với mố trụ nặng, nếu mũ trụ không chịu uốn thì cốt thép chỉ bố trí theo cấu tạo mà không phải tính toán. Nếu mũ trụ chịu uốn, cần phải tính nội lực để bố trí cốt thép và kiểm tra cường độ và yêu cầu chống nứt.
Để xác định nội lực trong mũ trụ chịu uốn, phải sắp xếp hoạt tải cả phương ngang và phương dọc cầu sao cho tải trọng truyền từ nhịp lên mũ trụ gây ra nội lực bất lợi nhất (hình 5.8).
Nếu tiết diện thân trụ có dạng đầu tròn, bán kính r, hoặc đầu nhọn, có chiều dài đoạn đầu nhọn bằng f, thì chiều dài tính toán của mũ trụ mút thừa lấy lớn hơn chiều dài thực tế một đoạn, bằng r chia 3, hoặc f chia 3 (hình 5.9).
Nội lực trong mũ mố trụ được tính theo công thức:
- do tĩnh tải:
St = nt .gt.tổng ômega + tổngAd,i. yi (5-11)
- do hoạt tải:
Sh = A .tổng yj + An.yn (5-12)
Xếp tải trên phương ngang cầu để tính nội lực trong mũ trụ
Chuyển đổi tiết diện trụ đầu tròn hoặc nhọn về tiết diện chũ nhật
Trong đó:
tổng ômega - tổng diện tích của đường ảnh hưởng nội lực S;
gt và nt – tĩnh tải phân bố theo phương ngang cầu của mũ trụ và hệ số siêu tải;
Ad,i và yi – tĩnh tải của kết cấu nhịp truyền qua dầm thứ i và tung độ đường ảnh hưởng nội lực S ứng với vị trí kê dầm;
yj – tung độ đường ảnh hưởng nội lực S ứng với vị trí bánh xe thứ j trên phương ngang cầu;
yn – cũng vậy, ứng với vị trí giữa đường người đi;
A – lực tác dụng lên mũ mố, do một nửa làn xe đứng trên nhịp gây ra;
An - lực tác dụng lên mũ mố, do đoàn người trên một đường người đi gây ra.
A = 0,5 nh (1+nguy) tổng Pi yi; (5-13)
An = nh .Kn.ôm. bn (5-14)
Các trị số của nh (1+nguy), tổng Pi yi, Kn, ôm, bn trong công thức (5.13), (5.14) giống như trong công thức (5.6) và (5.7).
Nội lực trong thân trụ, thân mố thường được xác định tại những vị trí thay đổi tiết diện. Ngoài ra cũng cần phải tính nội lực tại đáy móng nông, đáy đài cọc. Đối với mỗi tiết diện, cần phải tính được lực dọc N, lực ngang T và mô men uốn M:
N = tổngPi ; (5-15))
T = Tj ; (5-16)
M = tổng Pi ei + tổng Tj hj ; (5-17)
Trong đó:
Pi , Tj – các lực thẳng đứng và nằm ngang tác dụng phía trên tiết diện đang xét;
ei , hj – cánh tay đòn của các lực Pi , Tj , tính đến tâm của tiết diện
Bạn đang đọc truyện trên: Truyen2U.Pro