Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
Mục lục
Phần 1: Nội dung thuyết minh
1. Chọn tiết diện mặt cắt dầm chủ
1.1 Bố trí chung mặt cắt ngang cầu
1.2 Chọn mặt cắt ngang dầm chủ.
2. Chiều cao kết cấu nhịp tối thiểu (A2.5.2.6.3-1)
3. Xác định chiều rộng bản cánh hữu hiệu (A.4.6.2.6)
3.1 Đối với dầm giữa
3.2 Đối với dầm biên
4. Tính toán bản mặt cầu
4.1 Phơng pháp tính toán nội lực bản mặt cầu
4.2 Xác định nội lực bản mặt cầu do tĩnh tải
4.3 Xác định nội do hoạt tải và ngời đi bộ
4.4 Vật liệu thiết kế cho bản mặt cầu
4.5 Tính toán cốt thép chiu lực
5. Tính toán nội lực dầm chủ do tĩnh tải
5.1 Tĩnh tải rải đều lên 1 dầm chủ
5.2 Các hệ số cho tĩnh tải
p
(Bảng A.3.4.1-2)
5.3 Xác định nội lực
6. Nội lực dầm chủ do hoạt tải
6.1. Tính toán hệ số phân phối hoạt tải theo làn
6.2 Tính toán hệ số phân phối của tải trọng ngời đi bộ
6.3 Xác định nội lực.
7. Các đặc trng vật liệu cho dầm chủ
7.1 Thép
7.2 Bêtông
8. Chọn và bố trí cáp dự ứng lực

8.1 Chọn cáp dự ứng lực
8.2 Bố trí cáp dự ứng lực
8.3 Tính tính các đặc trng hình học
9. Tính toán các mất mát ứng suất
9.1 Xác định một số thông số cho các bó cáp
9.2 Mất mát do ma sát f
pF
9.3 Mất mát do tụt neo
9.4 Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi
9.5 Mất mát ứng suất do co ngót (A.5.9.5.4.2)
9.6 Mất mát ứng suất do từ biến
9.7 Mất mát do dão thép ứng suất trớc
10. Kiểm toán theo - Trạng thái giới hạn cờng độ I
10.1 Kiểm toán Cờng độ chịu uốn
10.2 Kiểm tra hàm lợng cốt thép ứng suất trớc
10.3 Tính cốt đai và kiểm toán cắt theo trạng thái giới hạn CĐ1
11. Tính toán dầm ngang
11.1 Nội lực do tải trọng cục bộ (hoạt tải) gây ra
SV: Võ Văn Hoàn 1 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
11.2 Nội lực do tải trọng phân bố (tĩnh tải)
11.3 Bố trí cốt thép
11.4 Duyệt cờng độ kháng uốn
11.5 Duyệt cờng độ kháng cắt
12. Tính độ võng cầu
12.1 Tính độ võng lực DƯL
12.2 Tính độ võng do tải trọng thờng xuyên (tĩnh tải)
12.3 Tính độ võng tức thới do hoạt tải có xét lực xung kích
Phần 2: bản vẽ kỹ thuật

(Bản vẽ khổ A1)
SV: Võ Văn Hoàn 2 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
Thiết kế môn học cầu bê
tông cốt thép f1
I. Nội dung thiết kế:
- Thiết kế kết cấu nhịp cầu BTDUL giản đơn đờng ô tô.
Các số liệu thiết kế:
- Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN 272-05
- Hoạt tải tiêu chuẩn: HL93, Tải trọng ngời đi bộ 300 Kg/m
2
.
- Chiều dài nhịp:26 m
- Khổ cầu K10 + 2 x 1,0 m
- Dự ứng lực căng sau.
- Loại cốt thép dự ứng lực: 7K13
- Có dầm ngang
- Mặt cắt chữ I liên hợp bản BT
- Bêtông dầm : fc = 45 Mpa
- Có dầm ngang
II. Thiết kế cấu tạo mặt cắt ngang cầu:
+ Chiều dài tính toán: L
tt
- L
tt
=L
toàn nhip
2a = 26 - 2
ì

0.4=25.2 m
Trong đó: a là khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối, chọn a=40 cm
+ Số lợng và khoảng cách dầm chủ:
- Chiều rộng phần xe chạy B
1
= 10 m, chiều rộng vỉa hè B
3
=1.0 m
- Chọn dạng bố trí lề ngời đi bộ cùng mức, dùng gờ chắn rộng B
2
=25 cm. Cột lan
can rộng B
4
= 25 cm

Chiều rộng toàn cầu: B=B
1
+2(B
2
+B
3
+B
4
) = 1000+2(25+100+25)= 1300 cm
- Chọn số lợng dầm chủ N
b
= 6, khoảng cách giữa tim các dầm chủ là 210 cm,
khoảng cách từ tim dầm biên đến mép ngoài cùng là 125 cm
+ Chọn mặt cắt ngang dầm chủ.
Dầm chủ có tiết diện hình chữ I với các kích thớc sau:

- Chiều cao toàn dầm tối thiểu thông thờng theo bảng 2.5.2.6.3-1( Tiêu chuẩn
22TCN 272-05): H
min
=0.045 L
tt
=0.045
ì
25.2=1.134 m. Chọn H=1300 mm
- Chiều rộng bầu dầm: b
1
= 500mm.
- Chiều dày sờn dầm tại mặt cắt giữa nhịp là b
2
= 200 mm
- Chiều rộng cánh dầm:b
3
= 500mm.
- Chiều rộng gờ trên b
4
= 400 mm
- Bề rộng vút dới b
5
= 150 mm
- Bề rộng vút trên b
6
= 150mm
- Chiều cao toàn dầm H = 1300mm.
- Chiều cao bầu dầm: H
1
= 180mm.

SV: Võ Văn Hoàn 3 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
- Chiều cao vút của bụng bầu dầm:H
2
= 150 mm.
- Chiều cao sờn H
3
= 630 mm
- Chiều cao vút trên H
4
= 150 mm
- Chièu cao gờ trên H
5
= 150 mm
- Phần gờ đỡ bản bêtông đổ trớc:H
6
= 50mm (mỗi bên).
Các kích thớc khác nh hình vẽ:


Dầm ngang:
- Bố trí dầm ngang tại các vị trí: gối cầu, L/4, L/8, L/2 (5 mặt cắt)
- Số lợng dầm ngang: N
n
=(N
b
-1)
ì
5= 5

ì
7 = 25 dầm
- Chiều cao dầm ngang: H
n
=1300 -180 - 40=1080 mm=1.08 m
- Bề rộng dầm ngang: b
n
=20 cm
- Chiều dài dầm ngang giữa dầm : l
n
=210 cm
- Chiều dài dầm ngang trên gối : l
n
200 cm
Bản mặt cầu:
- Chiều dày trung bình bản mặt cầu: h
f
=20 cm.
- Lớp bê tông atphalt: t
1
=0.07 m
- Lớp bê tông phòng nớc: t
2
=0.004 m.
Bố trí chung mặt cắt ngang cầu:
SV: Võ Văn Hoàn 4 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
III. Vật liệu và đặc trng hình học
1. Vật liệu:

- Bê tông dầm: + f
c1
= 45 Mpa +
c
= 25 KN/m
3
+ Hệ số poisson = 0,2
- Bê tông bản mặt cầu: + f
c2
=35 Mpa +
c
= 25 KN/m
3
- Lớp phủ có:
c
= 24 KN/m
3
- Cốt thép DƯL: 7K13
+ Mô đun đàn hồi E
p
= 197000 Mpa
+ Diện tích 1 tao = 140 mm2
+ Giới hạn chảy f
pu
=1860 Mpa.
- Cốt thép thờng có
+ Mô đun đàn hồi E
s
= 200000 Mpa.
+ f

u
= 620 MPa, f
y
= 400 MPa
2. Xác định chiều rộng bản cánh hữu hiệu (Theo điều 4.6.2.6.1)
2.1. Đối với dầm giữa:
- Bề rộng bản cánh hữu hiệu có thể lấy giá trị nhỏ nhất của
+ 1/4 chiều dài nhịp =
6,3
4
2.25
=
m=6300 mm
+ 12 lần độ dày trung bình của bản cộng với số lớn nhất của bề dày bản bụng
dầm hoặc 1/2 bề rộng bản cánh trên của dầm
=12
ì
200+ max



2/400
200
= 2600 mm
+ Khoảng cách trung bình giữa các dầm kề nhau S= 2100 mm.

Bề rộng bản cánh hữu hiệu là 2100 mm.
2.2. Đối với dầm biên:
- Bề rộng cánh dầm hữu hiệu có thể đợc lấy bằng 1/2 bề rộng hữu hiệu của dầm
trong kề bên (=2100/2=1050 mm) cộng thêm trị số nhỏ nhất của

+ 1/8 chiều dài nhịp tính toán =
1503
8
25200
=
mm
SV: Võ Văn Hoàn 5 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
+ 6 lần chiều dày trung bình của bản cộng với số lớn hơn giữa 1/2 độ dày bản
bụng hoặc 1/4 bề rộng bản cánh trên của dầm chính
=6
ì
200+ max



4/400
2/200
= 1300 mm
+ Bề rộng phần hẫng =1250 mm .

Bề rộng bản cánh hữu hiệu là 1050+1250=2300 mm.
Kết luận: Bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu
Bảng 1
Dầm giữa (b
i
) 2100 mm
Dầm biên (b
e

) 2300 mm
3. Xác định đặc đặc trng hình học mặt cắt dầm I cha liên hợp:
3.1. Mặt cắt tại gối:
- Chọn gốc tọa độ tại mép dới mặt cắt, các đặc trng hình học đợc tính trong bảng
sau:
+ I
x
,I
o
: mô
men quán tính của mặt cắt đối với trục x qua mép dới dầm và đối với trục trung hoà của

+ Y
c
: khoảng cách từ trục trung hoà của mặt cắt tới trục x.


3.2.Mặt cắt giữa dầm:
-Chọn gốc tọa độ tại mép dới mặt cắt,
các đặc trng hình học đợc tính trong bảng sau:
+ Diện tích tiết diện: A=

A
i
(cm
2
)
+ Mô men tĩnh của tiết diện đối với trục x đi qua đáy dầm: S=

A

i

ì
y
x
(cm
3
)
SV: Võ Văn Hoàn 6 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
A
i
Y
x
S
x
I
x
I
o
16000 1280 20480000 2133333.333 2.622E+10
540875 720.875 389903266 52743563661 3.338E+11
187.5 192.5 36093.75 585937.5 7533984.4
108000 90 9720000 291600000 1.166E+09
665062.5

420139359

3.612E+11
Yc = 631.729137 mm
Id = 6.2662E+11 mm

4
Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
+ Mô men quán tính đối với trục trung hoà: I
d
=I
x
-A
ì
Y
2
c
(cm
4
)

Yc = 616.674286 mm
Id = 4.077E+11 mm
4
3.3. Mặt cắt cách gối 0.72 H=0.72
ì
(1300+200)= 1080 mm
Trong đó H là chiều cao của mặt cắt đã qui đổi
- Tơng tự nh trên ta có bảng các đặc trng hình học mặt cắt 0.72 H nh sau:
+ Diện tích tiết diện: A=

A
i
(cm
2

)
+ Mô men tĩnh của tiết diện đối với trục x đi qua đáy dầm: S=

A
i

ì
y
x
(cm
3
)
+ Mô men quán tính đối với trục trung hoà: I
d
=I
x
-A
ì
Y
2
c
(cm
4
)

Cao
(cm)
Rộng
(cm)
A

i
cm2)
Y
x
(cm)
S
x
(cm3)
I
ox
(cm4)
I
x
(cm4)
Gờ trên
4.00 38.00 152.00 158.00 24016.00 202.7 3794730.7
Cánh trên
12.00 50.00 600.00 150.00 90000.00 7200.0 13507200.0
Vút trên
6.528 8.16 53.27 141.82 7554.75 78.8 1071523.5
Sờn
126.00 30.94 3898.94 81.00 315814 5158303 30739274.5
Vút dới
10.06 11.84 119.16 21.35 2544.57 394.4 54732.9
Bỗu dầm
18.00 61.00 1098.00 9.00 9882.00 29646.0 118584.0
Tổng: 160.00
5921.37

449811.79 49286045.6

Yc=
75.96413818 cm
Io=
15116480.88 cm
4
IV. Hệ số tải trọng:
1. Hệ số làn:
- Số làn thiết kế: n
lan
=[13/3.5] =3 làn
- Hệ số làn: m
lan
=0.85
2. Hệ số phân bố ngang cho hoạt tải đối với mô men trong các dầm giữa:
- Tham số độ cứng dọc: K
g
=n (I
d
+A
ì
e
g
2
) mm
4
.
Trong đó:
SV: Võ Văn Hoàn 7 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44

A

i
Y
x
S
x
I
x
I
o
Gờ trên
16000 1280 20480000 2133333.3 2.6217E+10
Cánh
trên
75000 1185 88875000 140625000 1.0546E+11
Vút trên
22500 1060 23850000 28125000 2.5309E+10
Sờn
186000 645 119970000 4.167E+09 8.1548E+10
Vút dới
30000 230 6900000 37500000 1624500000
Bầu
dầm
108000 90 9720000 291600000 1166400000
Tổng
437500

269795000

2.4132E+11
Thiết kế môn học

Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
n=
d
b
E
E
E
b
: Mô đun đàn hồi của vật liệu dầm
E
b
=0,043*

5,1
c
,
c
f
=36056.5961 Mpa


E
d
: Mô đun đàn hồi của vật liệu bản mặt cầu
E
d
= = 31798.9288 Mpa
Vậy n=1.134
I
d

=4.077.10
11
mm
4
: Mô men quán tính chống uốn của tiết diện dầm chủ ( không
tính bản mặt cầu) đối với trục trung hoà.
e
g
: Khoảng cách từ tâm của bê tông bản đến tâm của dầm chủ;
e
g
= 583.325714 mm

K
g
=n (I
d
+A
ì
e
g
2
)
K
g
= 1,134.[4.077.10
11
+437800.( 583.325714)
2
] = 6.311.10

11

(mm
4
)
- Kiểm tra phạm vi áp dụng:
+ 1100 mm<S=2100 mm<4900 mm
+ 110<h
f
=200<300 mm
+ 6000<L
tt
=26000<73000
+ N
b
=6 > 4
- Trờng hợp 1 làn chất tải:
g
mg1
=0.06+
0.1
0.3
0.4
g
3
tt tt S
K
S S
4300 L L t




ì ì
ữ
ữ
ữ



Trong đó: S: khoảng cách giữa các dầm chủ; S=2100 mm
L
tt
=25200 mm
h
f
=200 mm
Vậy: g
mg1
=0.45930593
Trờng hợp 2 làn chất tải:
g
mg2
=0.075+
0.1
0.2
0.6
g
3
tt tt S
K

S S
2900 L L t



ì ì
ữ
ữ
ữ



=0.6368447
Hệ số phân bố mô men thiết kế của các dầm giữa: g
mg
=max( g
mg1
, g
mg2
)= 0.6368447
- Hệ số phân bố với tải trọng ngời đi: chia đều cho các dầm giống tĩnh tải
g
PLg
=
1
6
= 0,167
3. Hệ số phân bố hoạt tải đối với mô men của dầm biên:
- Một làn chất tải: Dùng phơng pháp đòn bẩy, sơ đồ tính nh hình vẽ:
SV: Võ Văn Hoàn 8 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44

Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
+ Khi xếp tải 1 làn, hệ số làn là 1.2
+ Hệ số phân bố với xe thiết kế:
g
HL1
=1.2
ì
2
1
ì
y
4
=1.2
ì
2
1
ì
200
125
=0.35714286
+ Hệ số phân bố với tải trọng ngời đi:
g
PL1
=
3
1.2
B
ì
0.5

ì
B
3
ì
(y
1
+y
2
)
y
1
=
210 125 25
210
+
= 1.4762
y
2
=
210
10025125210 +
= 1
Trong đó B
3
là phần lề ngời đi.
Vậy: g
PL1
=0.5
ì
(1.4762+1)= 1.48571429

+ Với tải trọng làn: Thiên về an toàn, coi tải trọng làn theo phơng ngang cầu là
tải trọng tập trung:
g
Làn1
=
m3
2.1
ì
2
1
ì
y
3
ì
(S+S
k
-B4-B
3
-B
2
) =
m3
2.1
ì
2
1

ì
(S+S
k

-B
4
-B
3
-B
2
)
2
/S
Trong đó B
4
,B
3
,B
2
: bề rộng lan can, lề ngời đi, và gờ chắn.
g
Làn1
=
3
2.1
ì
2
1
ì
(210+125-25-100-25)
2
/210= 0.17619
- Hai hoặc nhiều làn chất tải:
Khoảng cách từ tim dầm chủ ngoài cùng tới mép trong gờ chắn bánh:

d
e
=125-(25+100+25)= -25 cm=-250 mm
Vậy d
e
=-250 mm nằm trong phạm vi áp dụng công thức: g
mb2
= e
ì
g
mg

Các hệ số phân bố đợc lấy nh sau:
g
mbHL
=g
HL1
=0.35714286
g
mbPL
=g
PL1
=1.48571429
g
mblàn
=g
Làn1
=0.17619048
4. Hệ số phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt trong các dầm dọc giữa:
- Kiểm tra phạm vi áp dụng:

+ Khoảng cách giữa các dầm chủ: 1100<S=2100<4900
SV: Võ Văn Hoàn 9 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
+ Chiều dài dầm: 6 000<L=26 000<73 000
+ Chiều dày bản mặt cầu: 110<h
f
=200<300
+ Hệ số độ cứng dọc: 4
ì
.10
9
<K
g
= 6.311.10
11

<3
ì
10
12
+ Số dầm chủ: N
b
=6 > 4
- Trờng hợp 1 làn chất tải:
g
vg1
=0.36+
7600
S

=0.36+
2100
7600
=0.63631579
- Trờng hợp 2 hoặc nhiều làn chất tải:
g
vg2
=
2
107003600
2,0






+
SS
=
2
2100 2100
0,2
7600 10700

+
ữ

=0.74481
Hệ số phân bố lực cắt thiết kế đối với dầm giữa:g

vg
=max(g
vg1
, g
vg2
)= 0.74481
5. Hệ số phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt trong các dầm dọc biên:
- Kiểm tra phạm vi áp dụng: d
e
=-250 mm nằm trong phạm vi áp dụng công thức:
g
vb2
= e
ì
g
vg
. Sử dụng phơng pháp đòn bẩy để tính.
- Tơng tự nh tính hệ số phân bố hoạt tải đối với mô men trong dầm biên:
G
vbHL
=g
HL1
=0.35714286
G
vbPL
=g
PL1
=1.4857142
G
vblàn

=g
Làn1
=0.17619048
6. Hệ số điều chỉnh tải trọng:
Đối với trạng thái giới hạn cờng độ:
- Hệ số dẻo
D

, đối với các bộ phận và liên kết thông thờng lấy
D

=1
- Hệ số độ d thừa
R

, đối với mức d thừa thông thờng lấy
R

=1
- Hệ số độ quan trọng
I

, đối với cầu thiết kế là quan trọng lấy
I

=1.05
Vậy hệ số điều chỉnh tải trọng:

=1
ì

1
ì
1.05=1.05>0.95.
Đối với các trạng thái giới hạn khác:

=1
V. Xác định tải trọng
1. tĩnh tải bản mặt cầu:
+ Dầm giữa
Diện tích tác dụng
A
bmg
= S.h
f
= 210
ì
20=4200 cm
2
=0.42 m
2
Trọng lợng bản mặt cầu: DC
bmg
= A
bmg
c

ì
=0.42
ì
2500=1050 kg/m

+ Dầm biên
Diện tích tác dụng
SV: Võ Văn Hoàn 10 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
A
bmb
=
2
k f
S
S h

+
ữ

=(210/2+125)
ì
20=4600 cm
2
=0.46 m
2
Trọng lợng bản mặt cầu: DC
bmb
= A
bmb
c

ì
=0.46

ì
2500=1150kg/m
2. Tĩnh tải dầm chủ:
- Đoạn từ đầu dầm đến hết đoạn có mặt cắt thay đổi:(đơn vị cm)
+ Diện tích tiết diện đầu dầm: A
0
= 0.6651 m
2
+ Diện tích tiết diện giữa dầm: A= 0.4375 m
2
+ Trọng lợng hai đoạn đầu dầm:
DC
do
= 2
c
(A
0
ì
1.40+
ì
+
2
0
AA
0.5)
DC
do
=2
ì
2500

ì
(0.6651
ì
1.4+
ì
0.5
2
4375.06651.0 +
)= 6033.64 kg
- Đoạn còn lại:
+ Diện tích tiết diện: A=0.4375 m
2
+ Trọng lợng đoạn dầm:
DC
d
=
c
ì
A
ì
(L
tt
-2
ì
1.5)=2500
ì
0. 4375
ì
(25.2-2
ì

1.5)= 24281.3 kg
- Tĩnh tải dầm chủ coi là tải trọng rải đều trên suốt chiều dài dầm:
DC
dc
=
L
DCDC
dd
+
0
=
26
3.2428164.6033 +
=1165.9573 kg/m
3. Tĩnh tải dầm ngang:
- CT tính: DC
dn
=
c

( )
ttb
nnnn
LN
NlbH
Trong đó:
+ H
n
: Chiều cao dầm ngang; H
n

=1.09 m
+ b
n
: Bề rộng dầm ngang; b
n
=20 cm
+ l
n
: chiều dài dầm ngang; l
n
=220 cm
+ N
n
: số lợng dầm ngang; N
n
=25
+ N
b
: số lợng dầm chủ; N
b
= 6
SV: Võ Văn Hoàn 11 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
+ L
tt
: chiều dài tính toán của nhịp; L
tt
=25.2 m


DC
dn
=2500x
2.256
25)2.22.009.1(
ì
ììì
= 108.1349 kg/m
4. Tĩnh tải ván khuôn lắp ghép:
- DC
vk
=
c
(S-b
4
)H
6
Trong đó: S=2100 mm
b
4
: Bề rộng gờ trên cùng; b
4
=40 cm
H
6
: chiều cao gờ trên cùng; H
6
=4 cm

DC

vk
=2500x(2.1-0.4)x0.04=170 kg/m
5. Tĩnh tải lan can:
- Phần thép: DC
t
=15 kg/m
Bó vỉa cao h
B4
=0.3 m
- Phần bê tông: DC
bt
=
c
B
4
h
B4
=2500x0.25x0.3= 187.5 kg/m (tính gần đúng)
- Tổng: DC
lc
= DC
t
+ DC
bt
=15+ 187.5 = 202.5 kg/m.
- Gờ chắn: DC
gc
=
c
B

2
0.25=2500x0.25x0.25 = 156.25kg/m
6. Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu và tiện ích công cộng:
- Lớp bê tông atphalt: t
1
=0.07 m,
1
=2400 kg/m
3
- Lớp phòng nớc: t
2
=0.004 m,
2
=1800 kg/m
3
.
- Tổng cộng lớp phủ mặt cầu:
DW
lp
=( t
1

1
+ t
2

2
)S=(0.07x2400+0.004x1800)x2.100= 367.92 kg/m
- Các tiện ích ( trang thiết bị trên cầu): DW
ti

=5 kg/m
DW= DW
lp
+ DW
ti
=345.8+5 = 372.92 Kg/m.
- Dầm biên:
SV: Võ Văn Hoàn 12 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
+ Tính tung độ đờng ảnh hởng:
S
B
SS
y
k
b






+
=
2
4
1
=
210 125 25

210
+
=1.4762
+ Tĩnh tải do lan can tác dụng lên dầm biên:
DC
lcb
= DC
lc
. y
1b
=202.5.1,4762=310.982 kg/m
+ Tĩnh tải do lớp phủ mặt cầu tác dụng lên dầm biên:
DW
b
= DW
lp
S
S
BBS
k
2
24
+

+ DW
ti
= 367.92 x
1250 250 250 1050
2100
+

+5
DW
b
= 320.36 kg/m
- Dầm giữa:
+ DC
lcg
=0
+ DW
g
= DW = 372.92 kg/m
7. Tổng cộng tĩnh tải tác dụng lên dầm dọc chủ:
- Dầm giữa:
Cha liên hợp: DC
dc
=1165.95733 kg/m
+ Giai đoạn khai thác:
DC
g
=DC
dc
+DC
bmg
+DC
dn
+DC
lcg
+DC
vk
=1165.95733 +1050 + 108.1349 + 0+170

= 2494.092 kg/m
DW
g
= DW = 372.92 kg/m
- Dầm biên:
Giai đoạn cha liên hợp: DC
dc
=1165.957332 kg/m
+ Giai đoạn khai thác:
DC
b
=DC
dc
+DC
bmb
+DC
dn
+DC
lcb
+0.5DC
vk
+DC
gc
=1165.957332+1150+108.13+310.982
+0.5x170+156.25= 2976.324 kg/m
DW
b
= 320.36 kg/m
8. Hoạt tải HL 93:
- Xe tải thiết kế

- Xe hai trục thiết kế
- Hoạt tải xe thiết kế:
+ Xe tải thiết kế+tải trọng làn
+ Xe 2 trục thiết kế + tải trọng làn
9. Hoạt tải ngời đi bộ(PL): Pl=3x10
-3
MPa
VI. Tính toán nội lực:
Mặt cắt đặc tr ng:
SV: Võ Văn Hoàn 13 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
+ Mặt cắt gối: x=0
+ Mặt cắt cách gối x=0.72h=0.72x(1.30+0.20)= 1.08 m ( Để tính lực cắt)
+ Mặt cắt thay đổi tiết diện: x=1.5 m
+ Mặt cắt L/4: x=25.2/4=6.3 m
+ Mặt cắt L/2: x=25.2/2=12.6 m
1. Tính toán nội lực dầm chủ do tĩnh tải
- Tải trọng tác dụng nên dầm chủ
+ Tĩnh tải : Tĩnh tải giai đoạn 1 DC1và tĩnh tải giai đoạn 2 (DC2+ DW)
+ Hoạt tải gồm cả lực xung kích (1+IM) : Xe HL 93, tải trọng ngời đi bộ
+ Nội lực do căng cáp ứng suất trớc. Bỏ qua các tải trọng do co ngót, từ biến,
nhiệt độ, lún, gió, động đất.
- Để xác định nội lực, ta vẽ đờng ảnh hởng cho các mặt cắt cần tính rồi xếp tĩnh tải
lên đờng ảnh hởng. Nội lực đợc xác định theo công thức:
+ Mômen: M
u
= .
p
..g

+ Lực cắt: V
u
= .g(
p
.
+

p
.
-
)
Trong đó: : Diện tích đờng ảnh hởng mômen tại mặt cắt đang xét

+
: Diện tích đờng ảnh hởng lực cắt dơng tại mặt cắt đang xét

+
: Diện tích đờng ảnh hởng lực cắt âm tại mặt cắt đang xét
: Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính d, và sự quan trọng trong khai thác
=1.05
a. Tính Mômen
- Đờng ảnh hởng mômen tại các mặt cắt đặc trng:

- Mô men tác dụng lên dầm biên do tĩnh tải:
+ Giai đoạn cha liên hợp:
M
DCdc
=DC
dc
.g.


M
Trong đó:
SV: Võ Văn Hoàn 14 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
DC
dc
: Tĩnh tải tác dụng lên dầm biên; DC
dc
=11.43804142 KN/m
M

: Diện tích đờng ảnh hởng mô men của mặt cắt đang tính
Bảng tính:
x(m) (m
2
) DC
dc
(KN/m) M
DC
dc
(KN.m)
0 0 11.4380414 0
1.08 13.0248 11.4380414 148.9782
1.5 17.775 11.4380414 203.31119
6.3 59.535 11.4380414 680.9638
12.6 79.38 11.4380414 907.95173

+ Giai đoạn khai thác: Mặt cắt đã liên hợp

M
DCb
=DC
b
.g.


M
DWb
=DW
b
.g.


Trong đó:
DC
b
: Tĩnh tải tác dụng lên dầm biên trong giai đoạn khai thác;
DC
b
=11.438 kN/m.
DW
b
:Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu; DW
b
=3.1427 kN/m
Bảng tính:
X

(m

2
)
DC
b
DW
b
M
DCb
M
DWb
(m) (KN/m) (KN/m) (KN.m) (KN.m)
0 0 11.4380414 3.1427316 0 0
1.08 13.0248 11.4380414 3.1427316 148.978202 40.93345054
1.5 17.775 11.4380414 3.1427316 203.311186 55.86205419
6.3 59.535 11.4380414 3.1427316 680.963796 187.1025258
12.6 79.38 11.4380414 3.1427316 907.951728 249.4700344
- Mô men tác dụng lên dầm giữa do tĩnh tải:
+ Giai đoạn cha liên hợp: Giống dầm biên giai đoạn cha liên hợp
+ Giai đoạn khai thác:
M
DCg
=DC
g
.g.


M
DWg
=DW
b

.g.


Bảng tính:
SV: Võ Văn Hoàn 15 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
(m
2
)

M




Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
b. Tính
lực cắt do
tĩnh tải
- Đờng ảnh hởng lực cắt:
- Lực cắt của dầm biên do tĩnh tải:
+ Giai đoạn cha liên hợp: V
DCdc
=DC
dc
.g.
V

Trong đó:
V


: Diện tích đờng ảnh hởng lực cắt
Bảng tính:
x(m) (m
2
) (m
2
) (m
2
) DC
dc
(KN/m) V
DCdc
(KN.m)
0 12.6 0 12.6 11.4380414 144.1193219
SV: Võ Văn Hoàn 16 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
X DC
g
DW
g
M
DCg
M
DWg
(m) (m
2
) (KN/m) (KN/m) (KN.m) (KN.m)
0 0 24.467045 3.6583452 0 0
1.08 13.0248 24.467045 3.6583452 318.678368 47.64921456
1.5 17.775 24.467045 3.6583452 434.901725 65.02708593

6.3 59.535 24.467045 3.6583452 1456.64552 217.7995815
12.6 79.38 24.467045 3.6583452 1942.19403 290.399442


v

+
v


V

Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
1.08 11.5431 0.02314286 11.52 11.4380414 131.7662372
1.5 11.1446 0.04464286 11.1 11.4380414 126.9622598
6.3 7.0875 0.7875 6.3 11.4380414 72.05966097
12.6 3.15 3.15 0 11.4380414 0
+ Giai đoạn khai thác: V
DCb
=DC
b.
g.
V

Lập bảng tính:
x(m) (m
2
) (m
2

) (m
2
)
DC
b
DW
b
V
DCb
V
DWb
(KN/m) (KN/m) (KN.m) (KN.m)
0 12.6 0 12.6 11.4380414 29.19774232 144.119 367.8916
1.08 11.5431 0.02314286 11.52 11.4380414 29.19774232 131.766 336.358
1.5 11.1446 0.04464286 11.1 11.4380414 29.19774232 126.962 324.0949
6.3 7.0875 0.7875 6.3 11.4380414 29.19774232 72.0597 183.9458
12.6 3.15 3.15 0 11.4380414 29.19774232 0 0
- Lực cắt của dầm giữa do tĩnh tải:
+ Giai đoạn cha liên hợp: Tơng tự cho kết quả giống dầm biên
+ Giai đoạn khai thác:
Bảng tính:
x(m)
(m
2
) (m
2
) (m
2
)
DC

g
DW
g
V
DCg
V
DWg
(KN/m) (KN/m) (KN.m) (KN.m)
0 12.6 0 12.6 11.4380414 24.467045 144.119 308.2848
1.08 11.5431 0.02314286 11.52 11.4380414 24.467045 131.766 281.8604
1.5 11.1446 0.04464286 11.1 11.4380414 24.467045 126.962 271.5842
6.3 7.0875 0.7875 6.3 11.4380414 24.467045 72.0597 154.1424
12.6 3.15 3.15 0 11.4380414 24.467045 0 0
2. Tính nội lực dầm chủ do hoạt tải:
Sơ đồ tính của dầm chủ là dầm giản đơn nên khoảng cách giữa hai trục 145 kN của
xe tải thiết kế Truck đều lấy = 4.3 m
a. Mô men do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại các mặt cắt dầm:
- Tính tại các mặt cắt đặc trng:
+ Mặt cắt gối: x=0
+ Mặt cắt cách gối x=0.72h=0.72x(1.3+0.2)= 1.08 m ( Để tính lực cắt)
+ Mặt cắt thay đổi tiết diện: x=1.5 m
+ Mặt cắt L/4: x=32.2/4=6.3 m
+ Mặt cắt L/2: x=32.2/2=12.6 m
- Khi đó xét 2 trờng hợp xếp tải bất lợi nhất sau:
Trờng hợp 1:
SV: Võ Văn Hoàn 17 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
v

+
v



V

v

+
v


V

Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
+ Công thức tính:
M
truck
= 145.y
M1
+145y
M2
+35.y
M3
(kN)
M
tandem
= y
M4
.110+y
M5

.110 (kN)
M
xetk
=max(M
truck
,M
tandem
)
Trong đó: y
M
là tung độ đờng ảnh hởng mô men tại mặt cắt có toạ độ X tơng ứng.
X
y
M1
y
M2
y
M3
M
truck1
y
M4
y
M5
M
tandem1
M
xetk
(m) (kNm) (kNm) (kNm)
0 0 0 0 0 0 0 0 0

1.08 1.0337 0.8494 0.678 296.786 1.033714 0.98229 221.76 296.786
1.5 1.4107 1.1548 0.9167 404.077 1.410714 1.33929 302.5 404.077
6.3 4.725 3.65 2.65 1307.13 4.725 4.425 1006.5 1307.13
12.6 6.3 4.15 2.15 1590.5 6.3 5.7 1320 1590.5
+ Bảng tính mô men do xe thiết kế:
Trờng hợp 2:
+ Công thức tính:
M
truck
= y
M1
.145+y
M2
.145+y
M3
.35 (kN)
M
tandem
= y
M4
.110+y
M5
.110 (kN)
M
xetk
=max(M
truck
,M
tandem
)

Trong đó: y
M
là tung độ đờng ảnh hởng mô men tại mặt cắt có toạ độ X tơng ứng.
+ Bảng tính mô men do xe thiết kế trờng hợp 2:
X
y
M1
y
M2
y
M3
M
truck1
y
M4
y
M5
M
tandem1
M
xetk
(m) (kNm) (kNm) (kNm)
0 0 0 0 0 0 0 0 0
1.08 0.8494 1.0337 0 273.056 1.008 0.45943 161.4171 273.056
1.5
1.154
8 1.4107 0 371.994 1.375 0.84643 244.3571 371.994
SV: Võ Văn Hoàn 18 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1

6.3 3.65 4.725 1.5 1266.88 4.575 4.275 973.5 1266.88
12.6 4.15 6.3 4.15 1660.5 6 6 1320 1660.5
So sánh các giá trị tính đợc trong 2 trờng hợp trên, chọn mô men do xe thiết kế:
x M
xetk1
(kNm) M
xetk2
(kNm) M
xetk
(kNm)
0 0 0 0
1.08 296.78571 273.0557143 296.78571
1.5 404.07738 371.9940476 404.07738
6.3 1307.125 1266.875 1307.125
12.6 1590.5 1660.5 1660.5
- Mô men gây ra do tải trọng làn: q
làn
=9.3 kN/m rải đều trên suốt chiều dài cầu
M
làn
=q
làn
.
M

Bảng tính:
x(m) (m2) q
làn
(kN/m) M
lanx

(KN.m)
0 0 9.3 0
1.08 13.0248 10.3 134.15544
1.5 17.775 11.3 200.8575
6.3 59.535 12.3 732.2805
12.6 79.38 13.3 1055.754
- Mô men gây ra do tải trọng ngời đi: Coi nh chỉ gây ra nội lực trong dầm biên.
PL=300 Kg/m
2
=3 KN/m
2
.
M
PLx
=PL.B
3
.
M

- Trong đó B
3
là chiều rộng vỉa hè.
Bảng tính:
x(m)
(m2)
B3(m) PL(kN/m
2
) M
PLx
(KN.m)

0 0 1 3 0
1.08 13.0248 1 3 39.0744
1.5 17.775 1 3 53.325
6.3 59.535 1 3 178.605
12.6 79.38 1 3 238.14
- Tổ hợp mô men do hoạt tải:
+ Dầm biên: IM=25%
M
LLb
=g
mbHL
(1+IM)M
xetk
+g
mblàn
.M
lanx
+g
mbPL
.M
PLx
Bảng tính:
+ IM = 0.25
+ G
vbHL
=g
HL1
=0.1428
+ G
vbPL

=g
PL1
=1.119
+ G
vblàn
=g
Làn1
=0.326
SV: Võ Văn Hoàn 19 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
M

M

M

Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
x(m) M
xetk
(kNm) M
lanx
(kNm) M
PLx
(kNm) M
LLb
(kNm)
0.000 0.000 0 0 0
1.296 367.038 186.2398656 90.116064 227.0614264
1.500 421.724 214.1325 103.6125 261.0170488
8.050 1731.063 903.994875 437.416875 1093.123421

16.100 2229.250 1205.3265 583.2225 1443.426145
+ Dầm giữa:
+ IM=25%
+ g
mg
= 0.5860
+ G
vbPL
=g
PL2
=0.167
M
LLg
=g
mg
(1+IM)M
xetk
+g
mg
M
lanx
+ g
PL2
.M
PL
Bảng tính:
x(m) M
xetk
(kNm) M
lanx

(kNm) M
PLx
(kNm) M
LLb
(kNm)
0 0.000 0 0 0
1.3176 367.038 186.2398656 90.116064 393.0109946
1.5 421.724 214.1325 103.6125 451.6629338
8.05 1731.063 903.994875 437.416875 1870.647091
16.1 2229.250 1205.3265 583.2225 2436.450704
b. Lực cắt do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại các mặt cắt dầm:
- Tính lực cắt tại 5 mặt cắt đặc trng trong trờng hợp xếp xe bất lợi sau:
- Công thức tính lực cắt do xe tải thiết kế:
V
truck
=145.y
V1
+145y
V2
+35y
V3
- Công thức tính lực cắt do xe 2 trục thiết kế:
V
tandem
=110(y
V3
+y
V4
)
SV: Võ Văn Hoàn 20 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44

Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
Trong đó, y
V1
là tung độ đờng ảnh hởng lực cắt tơng ứng tại các mặt cắt đặt các trục
xe tải thiết kế và xe 2 trục thiết kế nh hình vẽ
Bảng tính:
x
(m)
y
V1
(m)
y
V2
(m)
y
V3
(m)
y
V4
(m)
y
V5
(m)
V
truck
(kNm)
V
tandem
(kNm)

V
xetk
(kNm)
0.000 1.000 0.866 0.733 0.963 1.000 296.289 215.901 296.289
1.296 0.960 0.826 0.693 0.922 0.960 283.208 207.046 283.208
1.500 0.953 0.820 0.686 0.916 0.953 281.149 205.652 281.149
8.050 0.750 0.616 0.483 0.713 0.750 215.039 160.901 215.039
16.100 0.500 0.366 0.233 0.463 0.500 133.789 105.901 133.789
- Lực cắt gây ra do tải trọng làn: Trờng hợp bất lợi với các mặt cắt trong khoảng từ
gối tới Ltt/2, chỉ đặt tải trên đờng ảnh hởng dơng.
V
lanx
=q
lan.
Vd

Trong đó :
Vd

là diện tích phần đờng ảnh hởng dơng
Bảng tính:
x(m)
Vd

(m
2
)
q
lanx
(kN/m) V

lanx
(kN)
0.000 16.100 9.3 149.73
1.296 14.830 9.3 137.9197532
1.500 14.635 9.3 136.1049224
8.050 9.056 9.3 84.223125
16.100 4.025 9.3 37.4325
- Lực cắt do tải trọng ngời đi gây ra ở dầm biên:
Coi nh dầm biên chịu toàn bộ tải trọng ngời đi: PL=300kg/m
2
=3kN/m
2
.
V
PLx
=PL.B
3
.
Vd

(kN)
Bảng tính:
x(m)
Vd

(m
2
)
PL(kN/m
2

) B
3
(m) V
PLx
(kN)
0.000 16.100 3 1.5 72.45
1.296 14.830 3 1.5 66.73536447
1.500 14.635 3 1.5 65.8572205
8.050 9.056 3 1.5 40.753125
16.100 4.025 3 1.5 18.1125
- Tổ hợp lực cắt do hoạt tải:
+ Dầm biên: IM=0.25
V
LLb
=g
vbHL
(1+IM)V
xetk
+g
vblanx
V
lan
+g
vbPL
V
PLx
Bảng tính:
SV: Võ Văn Hoàn 21 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1

IM= 0.25
gvbHL= 0.1428
gvblàn= 0.3260
gvbPL= 1.119
x(m) V
xetk
(kN) V
lanx
(kN) V
PLx
(kN) V
LLb
(kN)
0.000 296.289 149.73 72.45 182.7639543
1.296 283.208 137.9197532 66.73536447 170.1847861
1.500 281.149 136.1049224 65.8572205 168.2430619
8.050 215.039 84.223125 40.753125 111.4399043
16.100 133.789 37.4325 18.1125 56.35040435
+ Dầm giữa: IM = 0.25
g
vg
= 0.6363; g
vgPL
= 0.167
V
LLg
=g
vg
(1+IM)V
xetk

+g
vg
V
lanx
+ g
vgPL
V
PLx
(kN)
Bảng tính:
x(m) V
xetk
(kN) V
lanx
(kN) V
PLx
(kN) V
LLb
(kN)
0.000 296.289 149.73 72.45 343.0171311
1.296 283.208 137.9197532 66.73536447 324.1452893
1.500 281.149 136.1049224 65.8572205 321.2064038
8.050 215.039 84.223125 40.753125 231.4254373
16.100 133.789 37.4325 18.1125 133.252564
3. Tổ hợp tải trọng theo các trạng thái giới hạn(TTGH)
- Tổ hợp tải trọng tại các mặt cắt đặc trng:
+ Mặt cắt gối: x=0
+ Mặt cắt cách gối x=0.72h=0.72x(1.60+0.20)= 1.296 m ( Để tính lực cắt)
+ Mặt cắt thay đổi tiết diện: x=1.5 m
+ Mặt cắt L/4: x=32.2/4=8.05 m

+ Mặt cắt L/2: x=32.2/2=16.1 m
a. Dầm giữa:
Trạng thái giới hạn cờng độ I: Tổ hợp tải trọng có liên quan đến việc sử dụng xe tiêu
chuẩn, và không xét tới ảnh hởng của gió .
- Mô men: M
uCD1g
=

(1.75 M
LLg
+1.25M
DCg
+1.5M
DWg
)
- Lực cắt: V
uCD1g
=

(1.75 V
LLg
+1.25V
DCg
+1.5V
DWg
)
Trạng thái giới hạn cờng độ II:
- Mô men: M
uCD2g
=


(0 M
LLg
+1.25M
DCg
+1.5M
DWg
)
- Lực cắt: V
uCD2g
=

(0 V
LLg
+1.25V
DCg
+1.5V
DWg
)
Trạng thái giới hạn cờng độ III:
- Mô men: M
uCD3g
=

(1.35 M
LLg
+1.25M
DCg
+1.5M
DWg

)
SV: Võ Văn Hoàn 22 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
- Lực cắt: V
uCD3g
=

(1.35 V
LLg
+1.25V
DCg
+1.5V
DWg
)
Trạng thái giới hạn sử dụng: Tổ hợp tải trọng liên quan đến việc khai thác bình thờng
của công trình cầu.
- Mô men: M
uSDlg
=

(1
ì
M
LLg
+1
ì
M
DCg
+1

ì
M
DWg
)
- Lực cắt: V
uSDlg
=

(1
ì
V
LLg
+1
ì
V
DCg
+1
ì
V
DWg
)
Trạng thái giới hạn đặc biệt:
- Mô men: M
uDBg
=

(0.5M
LLg
+1.25M
DCg

+1.5M
DWg
)
- Lực cắt: V
uDBg
=

(1.75 V
LLg
+1.25V
DCg
+1.5V
DWg
)
b. Dầm biên:
Trạng thái giới hạn cờng độ I: Tổ hợp tải trọng có liên quan đến việc sử dụng xe tiêu
chuẩn, và không xét tới ảnh hởng của gió (vận tốc gió <25m/s).
- Mô men: M
uCD1b
=

(1.75 M
LLb
+1.25M
DCb
+1.5M
DWb
)
- Lực cắt: V
uCD1b

=

(1.75 V
LLb
+1.25V
DCb
+1.5V
DWb
)
Trạng thái giới hạn cờng độ II:
- Mô men: M
uCD2b
=

(0 M
LLb
+1.25M
DCb
+1.5M
DWb
)
- Lực cắt: V
uCD2b
=

(0 V
LLb
+1.25V
DCb
+1.5V

DWb
)
Trạng thái giới hạn cờng độ III:
- Mô men: M
uCD3b
=

(1.35 M
LLb
+1.25M
DCb
+1.5M
DWb
)
- Lực cắt: V
uCD3b
=

(1.35 V
LLb
+1.25V
DCb
+1.5V
DWb
)
Trạng thái giới hạn sử dụng: Tổ hợp tải trọng liên quan đến việc khai thác bình thờng
của công trình cầu.
- Mô men: M
uSDlb
=


(1
ì
M
LLb
+1
ì
M
DCb
+1
ì
M
DWb
)
- Lực cắt: V
uSDlb
=

(1
ì
V
LLb
+1
ì
V
DCb
+1
ì
V
DWb

)
Trạng thái giới hạn đặc biệt:
- Mô men: M
uDBb
=

(0.5M
LLb
+1.25M
DCb
+1.5M
DWb
)
- Lực cắt: V
uDBb
=

(1.75 V
LLb
+1.25V
DCb
+1.5V
DWb
)
Kết quả tính toán đợc thống kê trong bảng 1 và bảng 2 dới đây:
Kết quả tính toán cho thấy dầm giữa là dầm bất lợi hơn, vì vậy chọn dầm giữa là dầm
tính duyệt.
Max(VuCD1b) = 1105.010 kN Max (VuDBg) = 860.104 kN
Max(VuCD1g) = 1310.314 kN Max( VuSDb) = 759.099 kN
Max(VuDBb) = 865.132 kN Max(VuSDg) = 849.829 kN

Max(M
uCD1b
)= 8844.201 kNm Max(M
uDBg
) = 6753.294kNm
Max(M
uCD1g
) = 9951.135 kNm
Max(M
uDBb
) = 6949.704 kNm
Max(M
uSdb
) = 6082.927 kNm
Max(M
uSdg
) = 8927.826 kNm
SV: Võ Văn Hoàn 23 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
VII. Tính toán và bố trí cốt thép:
1. Tính toán diện tích cốt thép:
- Cốt thép sử dụng:
+ Bó cáp gồm 7 tao, mỗi tao thép 13 sợi dự ứng lực không sơn phủ, đã khử ứng
suất d, đờng kính danh định 1tao là D
ps
=12.7 mm.
+ Tra bảng 5.4.4.1-1(TC22TCN272-05)có:
f
pu

= 1860 MPa, mác 270.
Giới hạn chảy f
py
=0.85xf
pu
=0.85x1860=1581 MPa.
+ Các giới hạn ứng suất cho các bó thép DUL (TCN 5.9.3-1): ứng suất bó thép
do dự ứng lực hoặc ở trạng thái giới hạn sử dụng với DUL căng sau không vợt
quá các giá trị:
Trớc khi đệm neo, dùng f
s
ngắn hạn: 0.9f
py
=0.9x1581=1422.9 MPa
Tại các neo và các bộ nối cáp ngay sau bộ neo: 0.7f
pu
=0.7x1860=1302
MPa.
ở cuối vùng mất mát ở tấm đệm neo ngay sau bộ neo: 0.7 f
pu
=1302 MPa
ở trạng thái giới hạn sử dụng sau toàn bộ mất mát: 0.8f
py
= 0.8x1581 =
1264.8 MPa
+ Diện tích 1 bó cáp: A
ps1
= mm
2
+ Mô đun đàn hồi cáp: E

p
=197000 MPa
- Diện tích mặt cắt ngang cốt thép dự ứng lực cần thiết theo công thức kinh
nghiệm:
Hf
M
A
pu
u
psg
9.085.0 ììì
=

Trong đó:
M
u
=max(M
uCD1g
,M
uCD1b
) = 9951.135 kNm: Mô men tính toán, lấy bằng mô
men tính toán lớn nhất theo TTGH cờng độ.

: Hệ số sức kháng, với cấu kiện BTCT chịu uốn và chịu kéo DUL lấy =1.
H: Chiều cao dầm chủ, H=1660 mm=1.60 m
Vậy: A
psg
=
3
9951.135

1 0.85 1860 10 0.9 1.60ì ì ì ì ì
= 4370.974 mm
2
.
- Số bó cáp dự ứng lực cần thiết : n
cg
=
1ps
psg
A
A
=
4370.974
1680
= 2.601 (bó)
Chọn n
c
=3 (bó).
- Diện tích thép DUL trong dầm: A
ps
=n
c
A
ps1
=3x1680=5040 mm
2
A
ps
>A
psg

=4370.974 mm
2
: Đạt
2. Bố trí cốt thép dự ứng lực:
- Bố trí trong mặt phẳng đứng, theo phơng dọc cầu:
+ Các bó cáp đợc bố trí trong mặt phẳng đứng, phơng dọc cầu theo hình
parabol
+ Phơng trình quỹ đạo:
2
4
( - )
tt
tt
f
y L x x
L
=
SV: Võ Văn Hoàn 24 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44
Thiết kế môn học
Cầu Bê Tông Cốt Thép F1
Trong đó:
f- đờng tên
L
tt
- chiều dài nhịp tính toán của dầm
x- khoảng cách từ tim gối đến mặt cắt dầm cân xét.
- Ta bố trí các bó cáp tại MC đầu dầm và mặt cắt giữa nhịp nh sau:
Từ đó xác định đợc các đờng tên và toạ độ các bó cáp tại các mặt cắt
- Bảng toạ độ các bó cáp trên mặt phẳng đứng tính từ đáy dầm.
SH cáp

Toạ độ theo phơng đứng so với đáy dầm (mm)
f gối MC0.72H MC 1.5 m MCL/4 MC L/2
1 1180 123.35 1057.12 1033.89 390.87 110
2 960 97.64 840.40 822.49 326.60 110
3 640 71.93 623.69 611.09 262.34 110
- Bố trí cáp trên mặt bằng:
+ Bó cáp 1 có trục luôn đi qua trục đối xứng thẳng đứng của các mặt cắt dầm,
toạ độ trên mặt bằng không đổi, cách mép ngoài cùng đáy dầm 300 mm.
+ Riêng bó cáp 4 và 5 có trục cong trên mặt bằng, một cách gần đúng giả sử
cũng cong theo đờng cong parabol bậc 2. Lập bảng tính toạ độ (so với tim dầm)
trên mặt bằng nh sau:
Toạ độ x(mm)
Số hiệu cáp
2 3
gối 5.26869 5.268687
MC 0.72H 21.7094 -21.7094
MC 1.5m 23.8747 -23.8747
L/4 83.8172 -83.8172
L/2 110 -110
SV: Võ Văn Hoàn 25 Lớp Cầu Đờng Bộ B -K44