Hướng dẫn Thiết kế cầu dầm I BTCT DUL

1. THIẾT KẾ CHUNG CẦU DẦM I BTCT DƯL

-  Thiết kế kích thước hình học: Đối với phần kích thước hình học sinh viên cần thực hiện trên bản vẽ thiết kế. Trước hết căn cứ vào chiều dài nhịp tính toán để thiết kế tiết diện dầm chủ sao cho hài hòa (Gợi ý: nên đi từ bản vẽ chi tiết kích thước của dầm chủ rồi đến bản vẽ tổng thể cầu). Đối với bản mặt cầu nếu đề bài chưa cho thì sinh viên cần phải tự lựa chọn thiết kế của mình (Lựa chọn chiều cao bản mặt cầu Hb theo Điều 9.7.1.1, Hb không nhỏ hơn 175mm; ngoài ra theo Bảng 2.5.2.6.3-1, chiều cao tối thiểu của bản liên tục đổ tại chỗ = (S+3000)/30; vậy Hb ≥ max{175mm; (S+300)/30} ). Tính tổng bề rộng cầu B = 2*Blc + Bxe , dựa vào số lượng dầm chủ để bố trí dầm trên mặt cắt ngang. Lan can bằng BTCT sinh viên có thể tự thiết kế hoặc tham khảo thiết kế khác.

-  Thiết kế vật liệu sử dụng: Vật liệu sử dụng trong mô hình gồm: Bê tông dầm chủ; bê tông dầm ngang; bê tông BMC và cốt thép DƯL. (Chú ý: Đối với bê tông dầm chủ cần đảm bảo cường độ cao ≥ 40MPa khi căng kéo; đối với thép DƯL cần lựa chọn loại phù hợp đối với thép để làm tao cáp DƯL; vật liệu là bê tông thì có các đặc tính về từ biến co ngót cũng như sự thay đổi cường độ theo thời gian, điều này liên quan tới xác định thời điểm bê tông đạt đến cường độ để căng kéo DƯL, có nghĩa là thời điểm khai báo kích hoạt lực căng DƯL trong phần mô hình hóa các giai đoạn thi công). 

2. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP DƯL

-  Mô hình hóa cầu khi chưa có DƯL: Trong phần này sinh viên thực hiện mô hình hóa hoàn chỉnh kết cấu cầu khi chưa có DƯL cũng như chưa cần khai báo giai đoạn thi công. Mục đích của việc mô hình hóa đến như vậy là để tìm nội lực (moment) lớn nhất theo Tổ hợp TTGH CD1 (AASHTO LRFD hoặc 22TCN272-05) của dầm chủ. (Chú ý: chú ý các hệ số tải trọng để thiết lập tổ hợp cho đúng với tiêu chuẩn thiết kế).

-  Tính toán diện tích cốt thép DƯL: Dựa vào moment lớn nhất vừa tìm được ở TTGH CD1 trên, sinh viên đi tính sơ bộ diện tích cốt thép DƯL cần thiết tối thiểu theo điều kiện về cường độ và ứng suất (các công thức, diễn giải xem ở bài giảng). Từ tổng diện tích cốt thép DƯL vừa tìm được sinh viên thiết kế thành các bó cáp (bó cáp bao gồm nhiều tao cáp, một tao cáp gồm nhiều sợi cáp bện thành). Lưu ý: Lựa chọn tao cáp, bó cáp cần đảm bảo được tổng diện tích của DƯL lớn hơn và gần sát với diện tích cốt thép DƯL cần thiết tối thiểu thì càng tốt và phải căn cứ vào Catalogue của nhà sản xuất thép DƯL mình muốn sử dụng. (Sinh viên cần diễn giải việc tính toán và lựa chọn của mình vào thuyết minh một cách rõ ràng nhất).

-  Thiết kế bố trí cốt thép DƯL: Việc thiết kế bố trí này sinh viện thực hiện tính toán và vẽ lên trên bản vẽ (tham khảo bản vẽ bố trí cốt thép DƯL). Lưu ý sinh viên cần phải đặt tên các bó cáp của mình để không bị nhầm lẫn, trên mặt cắt ngang của dầm cần sắp xếp các bó sao cho hài hòa cả giữa dầm và đầu dầm (để đảm bảo như: các bó cáp không đè lên nhau, không quá sát nhau; lớp bê tông bảo vệ đủ dày). Cuối cùng là lập được bảng tọa độ của các bó cáp DƯL trong nửa dầm (nên lập thành bảng excel để tiện cho việc nhập dữ liệu hình học của bó cáp trong MIDAS Civil).

3. MÔ HÌNH HÓA CẦU DẦM I HOÀN CHỈNH TRÊN MIDAS CIVIL

- Mô hình hóa cầu hoàn chỉnh: Ở giai đoạn này sinh viên tiếp tục hoàn chỉnh công tác mô hình hóa kết cấu cầu đã thiết kế trên MIDAS Civil bao gồm cả DƯL đã thiết kế và các giai đoạn thi công của cầu.

- Tính toán nội lực và ứng suất của dầm chủ theo từng Giai đoạn thi công: Chạy chương trình phân tích mô hình hoàn chỉnh để tìm nội lực và ứng suất (kết quả có gồm biểu đồ, bảng, …) theo từng giai đoạn thi công đã mô hình.

4. KIỂM TRA VÀ NHẬN XÉT KẾT QUẢ TÍNH

- Kiểm tra thiết kế: Ở giai đoạn này sinh viên kiểm tra ứng suất của bê tông của dầm chủ có đảm bảo hay không? Nếu bê tông nứt thì nứt ở vị trí nào? Giải pháp xử lý đưa ra và giải trình việc thực hiện này vào trong bài (ví dụ: giảm diện tích DƯL bằng cách giảm số bó cáp, hay giảm số tao trong một bó; giảm lực căng kéo trên mỗi bó). Lưu ý: Đối với dầm BTCT DƯL thì thiết kế phải bảo đảm BT không bị nứt trong suốt cả quá trình thi công, khai thác sử dụng.