Câu 19)Tính toán mố trụ dẻo:tính xà mũ,tính mố trụ dẻo chịu lực ngang do lực hãm,do nhiệt độ thay đổi,và do áp lực đất?

*    Tính xà mũ

   Trong mố trụ dẻo bê tông cốt thép, các cọc được liên kết cứng với xà mũ, nên khi chịu tải sẽ làm việc theo sơ đồ khung.

   Khi tỉ số độ cứng của xà mũ và độ cứng của cọc lớn hơn 5 thì có thể coi xà mũ như dầm kê trên các gối để tính toán và bố trí cốt thép.

   Khi tỉ số độ cứng nói trên nhỏ hơn 5 thì phải tính theo sơ đồ khung.

   Hoạt tải từ kết cấu nhịp tác dụng xuống xà mũ tương tự như phần tính mũ trụ chịu uốn (xem mục 2.2).

*   Tính mố trụ dẻo chịu lực ngang

Sơ đồ tính cầu có mố trụ dẻo

   Sơ đồ tính là các thanh có liên kết ngàm ở chân, phía trên liên kết với kết cấu nhịp bằng khớp (hình 5.15).

   Nếu trụ là các cọc đóng vào đất và trên có xà mũ thì điểm ngàm nằm trong đất và chiều cao tính toán của trụ được xác định một cách gần đúng theo công thức sau:

   - khi hc<= 2 nuyd:

h = h0 + 2 nuyd – 0,5 hc;                                                                                       (5-50)

   - khi hc > 2 nuyd:

h = h0 + nuyd.                                                                                                       (5-51)

      Trong đó:

      h0 – chiều cao tính từ đỉnh cọc đến mặt đất sau khi đã xói lở;

      hc - độ cắm sâu của cọc trong đất;

     nuy - hệ số, lấy từ 5 đến 7, tuỳ theo đất tốt hay yếu (đất càng chặt, cọc càng cứng thì nuy càng nhỏ);

      d - đường kính hay kích thước tiết diện cọc nằm trong mặt phẳng uốn (dọc theo tim cầu).

   Các nguyên nhân gây ra lực ngang làm trụ dẻo bị uốn là:

      - lực hãm;

      - nhiệt độ thay đổi làm cho các nhịp thay đổi chiều dài;

      - áp lực đất đẩy ngang (đối với đoạn gần bờ).

   Để đơn giản cho việc tính toán, nên tách riêng từng nguyên nhân, kết quả tính sẽ được cộng tác dụng trong các tổ hợp tải trọng bất lợi.

      a) Do lực hãm

   Lực hãm T làm cho đỉnh của các trụ đều dịch chuyển một đoạn D như nhau (hình 5.16). Tuy nhiên, mỗi trụ có thể tiếp nhận lực ngang khác nhau tuỳ thuộc vào tương quan độ cứng giữa các trụ. Lực ngang Ti truyền cho trụ thứ i được xác định bởi biểu thức: 

Ti = (3EIi chia hi3).delta =3.E.ki.deltaTi                                                        

       *  Tính trụ dẻo chịu lực hãm

Trong đó:

      E – mô đun đàn hồi của vật liệu làm trụ;

      Ii, hi – mô men quán tính và chiều cao tính toán của trụ thứ i. Nếu các cột có tiết diện  giống  nhau  và  số  cột trong một hàng của các trụ bằng nhau thì có thể  thay  Ii bằng mô men quán tính của một cột;

ki = , gọi là hệ số độ cứng của trụ thứ i.

   Nếu trụ có hai hàng cọc liền mũ:

ki =                                                                                                              (5-53)

   Vì các chuyển vị D của các trụ bằng nhau nên có thể viết:

, do đó                                                          (5-54)

   Mô men uốn tại chân trụ thứ i:

Mi = Ti hi.                                                                                                          (5-55)

      b) Do ảnh hưởng của nhiệt độ

   Khi có sự thay đổi nhiệt độ, kết cấu nhịp sẽ thay đổi chiều dài, làm cho đỉnh trụ dịch chuyển.

   Độ dịch chuyển của đỉnh trụ thứ i do nhiệt độ thay đổi một lượng bằng t là:     

Tính trụ dẻo chịu nhiệt độ thay đổi

Di = a t (xi – x0)                                                                                                (5-56)

      Trong đó:

      a - hệ số giãn nở vì nhiệt;

      xi – toạ độ của trụ thứ i so với một điểm nào đó được chọn làm gốc (thường là điểm giữa đoạn như hình 5.17);

      x0 – toạ độ của điểm không chuyển dịch trên kết cấu nhịp (điểm có D = 0).

Để tính được x0, phải dựa vào điều kiện cân bằng các lực ngang tại đỉnh các trụ:

STj = 3 E a t S kj (xj – x0) = 0                                                                        (5-57)

   Từ đây rút ra được     :                                  

                                                                                                      (5-58)

   Lực ngang tác dụng lên đỉnh trụ thứ i sẽ là:

Ti = 3 E kiDI                                                                                                     (5.59)

   Mô men uốn tại chân trụ:

Mi = Ti hi                                                                                                           (5-60)

      c) Do áp lực đất tác dụng lên mố (trụ bờ)

   Áp lực đất tác dụng lên trụ bờ gồm có hai phần:

      - Phần tác dụng lên xà mũ được qui về lực tập trung T đặt tại đỉnh trụ.

      - Phần tác dụng lên các cột với bề rộng bằng 1,5 lần bề rộng các cột, được qui về biểu đồ tải trọng phân bố hình thang có độ lớn q1 và q2 (hình 5.18a).

   Bài toán được giải bằng cách tách hệ ra làm hai phần, theo sơ đồ như trên hình 5.18b.

Tính trụ dẻo chịu áp lực đất

   Đối với trụ bờ, đó là bài toán dầm có một đầu ngàm, đầu kia là gối tựa đàn hồi có độ cứng Ski – k1, ẩn số là X = T1.

                                                                                                        (5-61)

Với                               

                        (5-62)

                                                                                    (5-63)

   Trong đó: a = a/h1; b = b/h1; các kích thước a, b, h1 xem hình 5.18.

   Mô men uốn ở chân trụ bờ sẽ là:

                                          (5-64)

   Mô men uốn ở chân trụ thứ i (i > 1):

Câu 20)Khái niệm về cống, phân loại cống theo vật liệu,hình thức cấu tạo,tính chất đất đắp,tính chất chịu lực?

*     Khái niệm về cống, phân loại cống

Cống là công trình thoát nước qua đường, chiếm 80% các công trình thoát nước trên đường. Theo qui định của Viện Thiết kế giao thông trong quy trình tạm thời QT – 64 – VGĐ thì:

Công trình thoát nước qua đường có:

- khẩu độ < 2m: cống;

- khẩu độ > 6m: cầu;

- khẩu độ 2¸6m, nếu chiều dày đất đắp bên trên > 0,5m là cống, < 0,5m là cầu nhỏ.

   So với cầu, cống có ưu điểm sau:

- Bảo dưỡng và sửa chữa ít;

- Xe cộ đi lại trên cống êm như chạy trên đường;

- Nếu chiều sâu đắp đất trên cống ≥ 2m thì khi tải trọng xe chạy trên đường tăng lên so với tải trọng thiết kế cũng không cần tăng cường gia cố kết cấu cống;

- Thông thường thì chi phí làm cống rẻ hơn chi phí làm cầu vì khối lượng vật liệu sử dụng ít hơn, móng đặt nông hơn và cấu tạo đơn giản hơn.

   Có thể phân loại cống theo mấy cách sau:

Ø   Theo vật liệu

   Phân loại cống theo vật liệu được chia thành:

- Cống gạch: chủ yếu là cống vòm gạch hoặc xây cuốn tròn bằng gạch;

- Cống đá: có thể làm thành cống bản hoặc cống vòm đá;

- Cống bê tông: thường là cống tròn 4 khớp, cống vòm;

- Cống bê tông cốt thép: thường là cống tròn, cống bản, cống hình hộp hoặc cống vòm.

- Cống làm bằng các vật liệu khác: cống gỗ, cống sành, cống gang, cống tôn lượn sóng..v..v..

Ø   Theo hình thức cấu tạo

- Cống tròn: đường kính cống thường từ 0,5¸1,5m;

- Cống bản nắp: có thể bố trí ở các chỗ nền đường đắp thấp và cũng có thể làm thành cống bản nổi.

- Cống vòm: có thể chịu được sự vượt tải tương đối lớn;

- Cống hộp: thích hợp với những chỗ nền móng tương đối yếu nhưng khó thi công, giá thành đắt nên thường ít dùng.

Ø   Theo tính chất đắp đất trên cống

- Cống nổi: đỉnh cống không đắp đất, thích hợp với nền đường đắp thấp;

- Cống chìm: chiều cao đắp đất trên cống lớn hơn 50cm, thích hợp với nền đường đắp cao, những chỗ suối sâu.

Ø   Theo tính chất chịu lực

- Cống chảy không áp: Chiều sâu mực nước ở cửa vào nhỏ hơn chiều cao miệng cống, mực nước trên toàn chiều dài cống thường không tiếp xúc với đỉnh cống;

- Cống chảy bán áp: Chiều sâu mực nước ở cửa vào tuy lớn hơn chiều cao cửa cống, nhưng nước chỉ ngập miệng mà không ngập trên toàn chiều dài cống;

- Cống chảy có áp: Chiều sâu mực nước ở cửa vào lớn hơn chiều cao cửa cống, dòng chảy trong phạm vi toàn chiều dài cống đều chảy đầy, không có mặt tự do;

- Cống xi phông: Thường dùng khi nền đường đắp thấp, mực nước hai bên đường đều cao hơn cửa cống.