Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
PHẦN I:
THIẾT KẾ SƠ BỘ
(30%)
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 1
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU QUA SÔNG
K04I
I. QUY HOẠCH TỔNG THỂ XÂY DỰNG PHÁT TRIỂN TỈNH A:
1.1. Vị trí địa lý chính trị :
Cầu qua sông K04I thuộc địa phận tỉnh A. Công trình cầu K04I nằm trên tuyến đường
nối trung tâm thị xã với một vùng có nhiều tìm năng trong chiến lược phát triển kinh tế
của tỉnh, tuyến đường này là một trong những cửa ngõ quan trọng nối liền hai trung tâm
kinh tế, chính trị.
Khu vực xây dựng cầu là vùng đồng bằng, bờ sông rộng và bằng phẳng, dân cư tương
đối đông. Cầu nằm trên tuyến đường chiến lược được làm trong thời kỳ chiến tranh nên
tiêu chuẩn kỹ thuật thấp, không thống nhất. Mạng lưới giao thông trong khu vực còn rất
kém.
1.2. Dân số đất đai và định hướng phát triển :
Công trình cầu nằm cách trung tâm thị xã 2 km nên dân cư ở đây sinh sống tăng nhiều
trong một vài năm gần đây, mật độ dân số tương đối cao, phân bố dân cư đồng đều. Dân
cư sống bằng nhiều nghề nghiệp rất đa dạng như buôn bán, kinh doanh các dịch vụ du
lịch. Bên cạnh đó có một phần nhỏ sống nhờ vào nông nghiệp.
Vùng này có cửa biển đẹp, là một nơi lý tưởng thu hút khách tham quan nên lượng xe
phục vụ du lịch rất lớn. Mặt khác trong vài năm tới nơi đây sẽ trở thành một khu công
nghiệp tận dụng vận chuyển bằng đường thủy và những tiềm năng sẵn có ở đây.
2. THỰC TRẠNG VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG :
2.1. Thực trạng giao thông :
Một là cầu qua sông K04I đã được xây dựng từ rất lâu dưới tác động của môi trường,
do đó nó không thể đáp ứng được các yêu cầu cho giao thông với lưu lượng xe cộ ngày

càng tăng.
Hai là tuyến đường hai bên cầu đã được nâng cấp, do đó lưu lượng xe chạy qua cầu bị
hạn chế đáng kể.
2.2. Xu hướng phát triển :
Trong chiến lược phát triển kinh tế của tỉnh vấn đề đặt ra đầu tiên là xây dựng một cơ
sở hạ tầng vững chắc trong đó ưu tiên hàng đầu cho hệ thống giao thông.
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 2
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
3. NHU CẦU VẬN TẢI QUA SÔNG K04I:
Theo định hướng phát triển kinh tế của tỉnh thì trong một vài năm tới lưu lượng xe
chạy qua vùng này sẽ tăng đáng kể.
4. SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CẦU QUA SÔNG K04I:
Qua quy hoạch tổng thể xây dựng và phát triển của tỉnh và nhu cầu vận tải qua sông
K04I nên việc xây dựng cầu mới là cần thiết. Cầu mới sẽ đáp ứng được nhu cầu giao
thông ngày càng cao của địa phương. Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho các ngành kinh tế
phát triển đặc biệt là ngành dịch vụ du lịch.
Cầu K04I nằm trên tuyến quy hoạch mạng lưới giao thông quan trọng của tỉnh A. Nó
là cửa ngõ, là mạch máu giao thông quan trọng giữa trung tâm thị xã và vùng kinh tế
mới, góp phần vào việc giao lưu và phát triển kinh tế, văn hóa xã hội của tỉnh.
Về kinh tế: phục vụ vận tải sản phẩm hàng hóa, nguyên vật liệu, vật tư qua lại giữa hai
khu vực, là nơi giao thông hàng hóa trong tỉnh.Việc cần thiết phải xây dựng cầu mới là
cần thiết và cấp bách nằm trong quy hoạch phát triển kinh tế chung của tỉnh.
5. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN NƠI XÂY DỰNG CẦU :
5.1. Địa hình :
Khu vực xây dựng cầu nằm trong vùng đồng bằng, hai bên bờ sông tương đối bằng
phẳng rất thuận tiện cho việc vận chuyển vật liệu, máy móc thi công cũng như việc tổ
chức xây dựng cầu.
5.2. Khí hậu :
Khu vực xây dựng cầu có khí hậu nhiệt đới gió mùa. Thời tiết phân chia rõ rệt theo
mùa, lượng mưa tập trung từ tháng 9 đến tháng 1 năm sau. Ngoài ra ở đây còn chịu ảnh

hưởng trực tiếp của gió mùa đông bắc vào những tháng mưa, độ ẩm ở đây tương đối cao
do gần cửa biển.
5.3. Thủy văn :
Các số liệu đo đạc thủy văn cho thấy chế độ thủy văn ở khu vực này ổn định, mực
nước chênh lệch giữa hai mùa: mùa mưa và mùa khô là tương đối lớn, sau nhiều năm
khảo sát đo đạc ta xác định được:
MNCN: 7,0m.
MNTT: 4,0m
MNTN: 1,5m
5.4. Địa chất :
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 3
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
Trong quá trình khảo sát đã tiến hành khoan thăm dò địa chất và xác định được các lớp
địa chất như sau:
Lớp 1: Á sét, dẻo dày bình quân 5,5m.
Lớp 2: Sét, nữa cứng dày bình quân 4,5m.
Lớp 3: Đá pnieen sét phong hóa mạnh dày vô cùng.
Với địa chất khu vực như trên, xây dựng cầu ta dùng móng cọc khoan nhồi khoan
xuống dưới lớp cuối cùng khoảng 5m là lớp sét ở trạng thái nữa cứng và tính toán cọc
vừa chống vừa ma sát.
5.5. Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu :
Vật liệu đá: vật liệu đá được khai thác tại mỏ gần khu vực xây dựng cầu. Đá được vận
chuyển đến vị trí thi công bằng đường bộ một cách thuận tiện. Đá ở đây đảm bảo cường
độ và kích cỡ để phục vụ tốt cho việc xây dựng cầu.
Vật liệu cát: cát dùng để xây dựng được khai thác gần vị trí thi công, đảm bảo độ sạch,
cường độ và số lượng.
Vật liệu thép: sử dụng các loại thép trong nước như thép Thái Nguyên,… hoặc các loại
thép liên doanh như thép Việt-Nhật, Việt-Úc…Nguồn thép được lấy tại các đại lý lớn ở
các khu vực lân cận.
Xi mămg: hiện nay các nhà máy xi măng đều được xây dựng ở các tỉnh thành luôn đáp

ứng nhu cầu phục vụ xây dựng. Vì vậy, vấn đề cung cấp xi măng cho các công trình xây
dựng rất thuận lợi, luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu cầu công trình đặt ra.
Thiết bị và công nghệ thi công: để hòa nhập với sự phát triển của xã hội cũng như sự
cạnh tranh theo cơ chế thị trường thời mở cửa, các công ty xây dựng công trình giao
thông đều mạnh dạn cơ giới hóa thi công, trang bị cho mình máy móc thiết bị và công
nghệ thi công hiện đại nhất đáp ứng các yêu cầu xây dựng công trình cầu.
Nhân lực và máy móc thi công: hiện nay trong tỉnh có nhiều công ty xây dựng cầu
đường có kinh nghiệm trong thi công. Về biên chế tổ chức thi công các đội xây dựng cầu
khá hoàn chỉnh và đồng bộ. Cán bộ có trình độ tổ chức và quản lí, nắm vững về kỹ thuật,
công nhân có tay nghề cao, có ý thức trách nhiệm cao. Các đội thi công được trang bị
máy móc thiết bị tương đối đầy đủ. Nhìn chung về vật liệu xây dựng, nhân lực, máy móc
thiết bị thi công, tình hình an ninh tại địa phương khá thuận lợi cho việc thi công đảm bảo
tiến độ đã đề ra.
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 4
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
II. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG CẦU VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU:
1. Các chỉ tiêu kỹ thuật :
Việc tính toán và thiết kế cầu dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật sau:
- Quy mô xây dựng: Vĩnh cửu.
- Tải trọng: đoàn xe 0,65HL-93 và đoàn người 4KN/m
2
.
- Khổ cầu B= 9,0+ 2
×
1,5(m)
- Khẩu độ cầu: 230(m).
- Độ dốc ngang : 2,0%.
- Sông thông thuyền cấp: cấp V.
2. Đề xuất giải pháp kết cấu :
2.1.Phương án 1: Cầu dầm liên tục BTCT ƯST 70+100+70m

* Khẩu độ cầu :
0
70 100 70 2 2 2 1,15 233,7
TK
L m= + + − × − × =
∑
Vậy đạt yêu cầu.
* Kết cấu nhịp:
- Cầu gồm 3 nhịp dầm bằng BTCT ƯST có f’c=50Mpa là dầm liên tục thi công theo
công nghệ đúc hẫng theo sơ đồ 70+100+70m=240m.
- Các lớp mặt cầu gồm :
+Lớp BTN hạt mịn dày 5cm tạo mui luyện 2%.
+Lớp phòng nước dày 1,0cm.
- Lề bộ hành cùng mức.
- Chân đế lan can tay vịn và dải phân cách bằng BTCT, phần trên của lan can tay
vịn làm bằng các ống thép tráng kẽm, đáp ứng yêu cầu về mặt mỹ quan.
- Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép.
- Bố trí các lỗ thoát nước Φ =100 bằng ống nhựa PVC.
Kết cấu mố, trụ:
- Kết cấu mố:
Hai mố chữ U bằng BTCT có f’c=30Mpa. Móng mố dùng móng cọc khoan
nhồi bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 10,5m (mố M1) và 10,5m (mố M2).
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 5
%5%61,1%100
230
2307,233
%100
0
0
0

<=×
−
=×
−
∑
L
LL
TK
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 250
×
200
×
20cm. Gia cố 1/4
mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày 10cm; chân
khay đặt dưới mặt đất sâu khi xói 0,5m tiết diện 125
×
50cm.
- Kết cấu trụ:
Hai trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c = 30Mpa. Móng trụ
dùng móng cọc khoan nhồi bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 10,5m (trụ
T1; T2).
Phương án 2: cầu dầm BTCT ứng suất trước 4 nhịp 42m+ 2 nhịp 33m
Khẩu độ cầu :
0
4 42 2 33 5 0,05 1,6 5 1,15 2 223,92
TK
L m
= × + + × + × − × − × =
∑

Vậy đạt yêu cầu.
Kết cấu nhịp:
- Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu gồm 6 nhịp: 4x42+2x33(m).
- Dầm giản đơn BTCT ƯST tiết diện Super T có f’c = 40Mpa chiều cao dầm chủ
1,5m.
- Mặt cắt ngang có 6 dầm chủ, khoảng cách giữa các dầm chủ là 2,2 m.
- Chân đế lan can tay vịn và dải phân cách bằng BTCT, phần trên của lan can tay
vịn làm bằng các ống thép tráng kẽm, đáp ứng yêu cầu về mặt mỹ quan.
- Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép.
- Bố trí các lỗ thoát nước Φ =100 bằng ống nhựa PVC
- Các lớp mặt cầu gồm:
+Lớp BTN hạt mịn dày 5cm
+Lớp phòng nước 1,0cm.
+Lớp bê tông tạo mui luyện 2% dày 4cm.
- Lề bộ hành cùng mức.
- Chân đế lan can tay vịn và dải phân cách bằng BTCT, phần trên của lan can tay
vịn làm bằng các ống thép tráng kẽm.
Kết cấu mố trụ:
-Kết cấu mố:
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 6
0 0
0
223,92 230
100% 100% 2,64% 5%
230
TK
L L
L
−
−

× = × = − > −
∑
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
Hai mố chữ U bằng BTCT có f’c=30Mpa. Móng mố dùng móng cọc khoan
nhồi bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 10,5m (mố M1 và M2).
Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 250
×
200
×
20cm. Gia cố 1/4
mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày 10cm; chân
khay đặt dưới mặt đất sau khi xói 0,5m tiết diện 125
×
50cm.
-Kết cấu trụ:
Bốn trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30Mpa. Móng trụ
dùng móng cọc khoan nhồi bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 10,5m (trụ
T1, T2, T3, T4, T5).
Phương án 3: Cầu dàn thép 3 nhịp 80m.
Khẩu độ cầu :
0
3 80 2 0,1 1,6 2 1,15 2 234,7
TK
L m
= × + × − × − × =
∑
Vậy đạt yêu cầu.
Kết cấu nhịp:
- Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu gồm 3 nhịp dàn thép: 3 x 80(m).
- Dàn thép gồm 10 khoan với d = 8m, chiều cao dàn chủ h = 9m.

- Mặt cắt ngang có 6 dầm dọc phụ, khoảng cách giữa các dầm chủ là 1,7 m.
- Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép.
- Bố trí các lỗ thoát nước Φ =100 bằng ống nhựa PVC
- Các lớp mặt cầu gồm:
+Lớp BTN hạt mịn dày 5cm tạo mui luyện 2%.
+Lớp phòng nước 1,0cm.
- Lề bộ hành khác mức.
Kết cấu mố trụ:
- Kết cấu mố:
Hai mố chữ U cải tiến bằng BTCT có f’c=30Mpa. Móng mố dùng móng cọc
khoan nhồi bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 10,5m (mố M1) và 10,5m
(mố M2).
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 7
0 0
0
234,7 230
100% 100% 2,04% 5%
230
TK
L L
L
−
−
× = × = <
∑
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 250
×
200
×

20cm. Gia cố 1/4
mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày 10cm; chân
khay đặt dưới mặt đất sau khi xói 0,5m tiết diện 125
×
50cm.
- Kết cấu trụ:
Năm trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30Mpa. Móng trụ
dùng móng cọc khoan nhồi bằng BTCT có f’c=30Mpa, chiều dài dự kiến 10,5m (trụ
T1, T2)
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 8
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
CHƯƠNG II:
THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT
DƯL
1.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH:
1.1. Tính toán khối lượng kết cấu nhịp:
Kết cấu nhịp: gồm 3 nhịp liên tục có sơ đồ như sau: 70 + 100 + 70 = 240m.
Sử dụng kết cấu dầm hộp bêtông cốt thép, dạng thành xiên, bêtông dầm có cường độ 28
ngày f’c (mẫu hình trụ): 50 Mpa, cốt thép DƯL dùng loại tao có đường kính 15,2mm và
12,7mm.
Mặt cắt ngang cầu có cấu tạo như sau:
1/2 Mặt cắt ngang tại gối trên trụ 1/2 Mặt cắt ngang tại gối trên mố
1
5
1
5
25 60
3519
25
120

25
60 60
351925
120
150
25
25 150 25
50
50
25 100 25
25
25
25 150 25
900/2
2515025
900/2
Líp BTN h¹t mÞn dµy 5cm
Líp phßng níc dµy 1cm
35
4040
257
500
250
80
152
307
Hình 1.2.1: Mặt cắt ngang dầm tại trụ và mố.
152 152 150
307
500

250
1
5
1
5
25 60
3519
25
120
25
60 60
351925
120
150
50
25
25 150 25
50
25
25 100 25
25
45
25
25
45
25 150 25 900/2 2515025900/2
Líp BTN h¹t mÞn dµy 5cm
Líp phßng níc dµy 1cm
35
30

30
1
:
1
25
4040
257
80
Hình 1.2.2: Mặt cắt ngang dầm tại giữa nhịp.
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 9
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
* Biên trên của bản đáy dầm là đường cong parabol có phương trình : y = a
1
.x
2
+ c
1
(1)
200/2
300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300
S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15S16S17
y
x
450 100
300/2
4900
HL K14 K13 K12 K11 K10 K9 K8 K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0
S1S2
Hình1.2.3: Mặt cắt dọc cánh hẫng.
Xác định các hệ số:

0 2,25
47,5 4,2
x y
x y
= ⇒ =


= ⇒ =

⇒
1
2
1
2,25
4.2 .47,5 2,25
c
a
=



= +


Thế vào phương trình (1) ta suy ra phương trình biên trên bản đáy dầm như sau:
y
t
=
1,95
2256,25

.x
2
+ 2,25
* Biên dưới bản đáy có phương trình : y = a
2
.x
2
+ c
2
(2)
Xác định các hệ số :
0 2,5
47,5 5,0
x y
x y
= ⇒ =


= ⇒ =

⇒
2
2
2
2,25
5 .47,5 2,5
c
a
=




= +


Thế vào phương trình (2) ta suy ra phương trình biên dưới bản đáy dầm như sau:
y
d
=
2,5
2256,25
.x
2
+ 2, 5
Từ phương trình đường cong biên trên và biên dưới bản đáy ta xác định được chiều cao
dầm hộp, chiều dày bản đáy từng tiết diện như sau:
d
yh =
(m)
d
δ
=y
d
– y
t
=
25,2256
55,0
.x
2

+0,25 (m).
Diện tích tại các mặt cắt:
Phần tiết diện hình hộp có bản chắn ngang (trên trụ và trên mố):
-Trên trụ:
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 10
( )
0 0
0
t
0,25 0,35 0,35 0,5 0,5 0,25
2 1,5 1,52 0,46 0,5 1,52 0,25 1,5
2 2 2
2,57 2,57 11,3 ( ) 0,45 0,45 ( 0,5) 11,3
( 0,5)
2 2
2
(y 0,5)( 0,5) 11,3
2
d t t
d t t
t
A
tg y y y tg
y y y
y tg
 
+ + +
     
= × × + × + × + × + × +
 ÷  ÷  ÷

 
     
 
   
+ + − + + −
− + − −
 ÷  ÷
   
+
 
− −
−


2
( )m
 
 
 
 
 
÷
 

 
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
( )
2
0,25 0,35 0,35 0,5 2,57 3,02
2 1,5 1,52 3,02 0,5 4,56 2 0,75 0,25 0,25

2 2 2
27,83( )
tt
A
m
 
+ + +
     
= × × + × + × + × − × − ×
 ÷  ÷  ÷
 
     
 
=
-Trên mố:
2
0,25 0,35 0,35 0,5
1,5 1,52 3,02 0,5
2 2
2 15,63( )
3,02 3,07
2,06 (1,5 0,75 0,25 0,25)
2
tm
A m
 
+ +
   
× + × + × +
 ÷  ÷

 
   
 
= × =
 
+
 
× − × − ×
 
 ÷
 
 
Tính toán đốt hợp long ở giữa:
A
hl
=7.653(m
2
)
Tính toán các đốt đúc trên giàn giáo:
A
gg
=7,653 x 2 x 19 x 25=7270,35 (KN)
Từ đó ta tính được thể tích của mỗi đốt theo công thức sau:
i
ii
i
l
AA
V ×
+

=
+
2
1
(m
3
)
Với l
i
: chiều dài đốt tính toán.
Trọng lượng mỗi đốt tính toán : DC
i
= V
i
x 25 (KN)
Bảng 1.2.1: Bảng tính toán khối lượng các đốt dầm :
Đốt
Mặt
cắt yd(m) Yt(m) A(m²)
CD tính
toán(m)
Thể tích
đốt(m³)
KL
đốt(KN)
K0 S1 5.00 4.20 12.11
S2 4.90 4.12 11.91
S2 4.90 4.12 11.91
S3 4.45 3.77 11.08
K1 S3 4.45 3.77 11.08

S4 4.19 3.56 10.57
K2 S4 4.19 3.56 10.57
S5 3.94 3.37 10.10
K3 S5 3.94 3.37 10.10
S6 3.71 3.19 9.67
K4 S6 3.71 3.19 9.67
S7 3.50 3.03 9.27
K5 S7 3.50 3.03 9.27
S8 3.31 2.88 8.92
K6 S8 3.31 2.88 8.92
S9 3.14 2.75 8.60
K7 S9 3.14 2.75 8.60
S10 2.99 2.63 8.32
K8 S10 2.99 2.63 8.32
S11 2.86 2.53 8.08
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 11
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
K9 S11 2.86 2.53 8.08 3.00 23.94 598.47
S12 2.75 2.44 7.88
K10 S12 2.75 2.44 7.88
S13 2.66 2.37 7.71
K11 S13 2.66 2.37 7.71
S14 2.59 2.32 7.58
K12 S14 2.59 2.32 7.58
S15 2.54 2.28 7.49
K13 S15 2.54 2.28 7.49
S16 2.51 2.26 7.43
K14 S16 2.51 2.26 7.43
S17 2.50 2.25 7.41
Tổng 10658.64

Vậy tổng khối lượng toàn bộ kết cấu nhịp là:
DC
tb
= 10658.64x 4 + 7,653 x 2 x 3 x 25 + 15,63 x 1,5 x 2 x 25 + 27,83 x 2 x 3 x 25
+ 7270,35 = 56399,61(KN)
⇒ Trọng lượng bản thân dầm chủ trên một mét dài cầu là:
DC
dc
= 56399,61 /240 = 234,99(KN/m).
1.2. Tính toán khối lượng mố:
Mố là loại mố chữ U BTCT M300, 2 mố có kích thước giống nhau có chiều cao
thay đổi như hình vẽ:
Hình 1.2.4: Cấu tạo mố chữ U phương án I.
Mố 1:
-Tường cánh:

3
6,5 2,4
1,5 6,5 4,75 2,0 2,4 0,4 2 28,55( )
2
tc
V m
 
+
 
= × + × + × × × =
 ÷
 
 
 

SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 12
1300
40
275
550(350)
200
343 100 413 100
240
410
30
30
70
150475
200(0)
200
500
160
650 40
275
550(350)
30
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
-Tường ngực :
3
0,6 0,3
0,3 13 2,75 0,4 12, 2 15,18( )
2
tn
V m
+

 
= × × + × × =
 ÷
 
-Thân mố:
3
5,5 1,6 13 114,4( )
tm
V m= × × =
-Bệ mố:
3
5,0 2 13 130( )
bm
V m= × × =
-Đá tảng:
3
2 0,25 0,7 1 0,35( )
đt
V m= × × × =
→
Thể tích bê tông của 1 mố:
3
28,55 15,18 114,4 130 0,35 288,48( )
bt
V m= + + + + =
→
Trọng lượng bê tông của 1 mố:
1
288,48 25 7212( )
bt m

DC KN= × =
+ Khối lượng cốt thép trung bình lấy trong 1m
3
bêtông của mố là 100Kg/m
3
. Khối lượng
thép trong mố 1 : 288,48 x 0,10 = 28,848 (T) =288,48(KN)
→
Tổng trọng lượng mố 1: 7212+288,48=7500,48KN.
Mố 2:
Bảng thống kê khối lượng bê tông 2 mố:
STT Cấu kiện Thể tích m
3
1 Đá tảng 0.35
2 Tường ngực 15.18
3 Tường cánh 20.15
4 Thân mố 72.80
5 Bệ mố 130.00
Thể tích BTCT mố 2(m3) 238.48
Khối lượng BTCT mố(KN) 5962.00
Khối lượng cốt thép mố(T) 23.85
Tổng trọng lượng mố 2 (KN) 6200.48
Tổng trọng lượng mố 1 (KN) 7500.48
Tổng trọng lượng 2 mố (KN) 13700.96
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 13
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
3. Tính khối lượng trụ:
Trụ T1 và trụ T2 có kích thướt giống nhau chiều cao trụ thay đổi như hình vẽ dưới đây:
100100
100

800(1000)
400
1400
100
200
100200
100 73100 313
100
100 660
170100
600
Hình 1.2.5: Cấu tạo trụ liên tục
+ Trụ T1:
2 2
3
4 12 6 14
14 6 2 1 6,6 2 9 1 8 1 1
2
2 1 1 0,25 381,56( )
tr
V
m
π π
× + ×
 
= × × + × + × × + × × + × × +
 ÷
 
+ × × × =
→

Trọng lượng bê tông 1 trụ :
381,56 25 9539( )
tr
DC KN= × =
Khối lượng cốt thép trung bình lấy trong 1m
3
bêtông trụ là 100Kg/m
3
. Khối lượng thép
trong 1 trụ: 381,56 x 0,1= 38,156(T) = 381,56(KN)
→
Tổng khối lượng trụ 1: 381,56+9539 = 9920,56(KN)
+ Trụ T2:
2 2
3
4 12 6 14
14 6 2 1 6,6 2 10 1 9 1 1
2
2 1 1 0,25 398,4( )
tr
V
m
π π
× + ×
 
= × × + × + × × + × × + × × +
 ÷
 
+ × × × =
→

Trọng lượng bê tông 1 trụ :
398, 4 25 9960( )
tr
DC KN= × =
Khối lượng cốt thép trung bình lấy trong 1m
3
bêtông trụ là 100Kg/m
3
. Khối lượng thép
trong 1 trụ: 398,4 x 0,1= 39,84(T) = 398,4(KN)
→
Tổng khối lượng trụ 1: 398,4+9960=10358,4(KN)
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 14
100100
100
800(1000)
400
1400
150
200
100200
100 73100 313
100
100 660
170100
600
Thuyt minh ỏn tt nghip Thit k cu theo 22TCN 272-05
2. TNH TON KHI LNG CC B PHN TRấN CU :
2.1. Trng lng cỏc lp mt cu:
Kờt cu lp ph mt cu dy 60mm gm:

+ Lp bờ tụng nha.
+ Lp phũng nc.
Th tớch lp ph mt cu: V
MC
= 0,06 x 12 x 240 = 172, ( m
3
).
Trng lng lp ph mt cu trờn mt một di:
D
MC

2,25
1,62( / ) 16, 2( / )
240
MC
V
T m KN m
ì
= = =


D
MC
= 16,2(KN/m).
2.2. Trng lng phn chõn lan can tay vn, lan can, tay vn, ỏ va :
Cu to ca lan can, tay vn, phn chõn lan can tay vn, ỏ va nh hỡnh v:
25
20
2000 2000 2000
600600

250
200
24000
50
oỏng INOX
ỉ
12cm daứy 2mm
ẹai theựp daứy 12cm
25
Hỡnh 1.2.6: Cu to lan can, tay vn v phn chõn lan can tay vn.
- Tay vn c lm bng cỏc ng INOX, ng kớnh 120, b dy 2mm. Trng
lng trờn mt một di ca ng INOX ny l 1 (Kg/m).
Mi on ng INOX di l
TV
= 2m, s lng ng INOX trờn ton b chiu di cu :
n
TV
=528 L
TV
= 528 x 2 = 1056 ( m ).
Trng lng tay vn bng ng INOX trờn mt một di cu:
DW
TV

)/(044,0)/(0044,0
240
101056
240
10
33

mKNmT
L
TV
==
ì
=
ì
=



DW
TV
=0,044(KN/m).
- Lan can lm bng ai thộp dy 2mm, rng 50mm. Din tớch ai thộp:
A
LC
=0,00517(m
2
)
S lng lan can bng ai thộp trờn ton b chiu di cu: n
LC
=242. Trng lng
riờng ca thộp ly bng 7,85(T/m
3
).
Trng lng lan can trờn mt một di cu:
DW
LC


)/(021,0)/(0021,0
240
24285,705,000517,0
mKNmT ==
ììì
=

DW
LC
=0,021(KN/m).
SVTH: Nguyn Nh Tõm - Lp 07X3LT Trang 15
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
- Trọng lượng phần chân của lan can tay vịn trên một mét dài cầu:
DW
clctv
)/(625,6252240
240
2,035,025,025,0
mKN=






×××







×+×
=

⇒
DW
CLCTV
= 6,625(KN/m).
- Cứ 3m chừa 1m để thoát nước. Do vậy khối lượng của đá vỉa trên một mét dài cầu
là:
DW
ĐV
0,2 0,25
0,25 3 120 25 2,11( / )
2 240
KN m
+
 
= × × × × =
 ÷
×
 
⇒
DW
ĐV
= 2,11(KN/m).
⇒ Tổng tĩnh tải giai đoạn 2:
DW


= DW
MC
+DW
TV
+DW
LC
+DW
CLCTV
+DW
ĐV
= 25(KN/m)
3 .TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC TRONG BỆ MÓNG MỐ, TRỤ.
3.1. Xác định sức chịu tải tính toán của cọc:
Sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi được lấy như sau:
P
tt
= min{Q
r
, P
r
}.
* Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu:
- Sức kháng dọc trục danh định:
P
n
= 0,85x[0,85xf
′
c
x(A
p

-A
st
) +f
y
xA
st
] (MN)
Trong đó:
f
′
c
: Cường độ chụ nén của BT cọc(Mpa); f
′
c
=30Mpa.
A
p
: Diện tích mũi cọc(mm
2
); A
P
=785mm
2
.
A
st
: Diện tích cốt thép chủ (mm
2
); dùng 20φ20 : A
st

= 6283mm
2
f
y
: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); f
y
= 420Mpa
Thay vào ta được:
P
n
= 0,85x[0,85x30x(785-6283)+420x6283]=19130KN
- Sức kháng dọc trục tính toán:
P
r
= f.P
n
; MN
Với f : Hệ số sức kháng mũi cọc, f = 0,75
P
r
=0,75x19130=14347,5KN
* Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền:
- Giả sử ta có số liệu của thí nghiệm hện trường CPT có kết quả xuyên như sau:(Hình2.7)
- Sức kháng tính toán của các cọc Q
R
có thể tính như sau:
Q
R
= ϕxQ
n

= ϕ
qp
xQ
p
+ ϕ
qs
xQ
s

SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 16
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
Hình 1.2.7: Kết quả xun CPT
Hình 1.2.8: Chia nền đất thành các lớp phân tố.
+ Q
p
: Sức kháng mũi cọc Q
p
= q
p
xA
p.
q
p
: Sức kháng đơn vị mũi cọc.
A
p
: Diện tích mũi cọc, A
p
=0,785(m
2

)
+ Q
s
: Sức kháng than cọc
+ ϕ
qp
: Hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định cho trong Bảng
10.5.5-2 dùng cho các phương pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc
và sức kháng thân cọc.
+ ϕ
qs :
Hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc quy định cho trong Bảng
10.5.5-2 dùng cho các phương pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc
và sức kháng thân cọc.
* Tính sức kháng mũi cọc Q
p
:
Sức kháng mũi cọc Q
p
(MN) có thể được tính như cho trong Hình 10.7.3.4.3b (Phương
pháp tính sức chịu đầu cọc) -Trang 56.
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 17
0 5 150.050.10.2 30
6
10.7
9.5
10.2
28.7
30.8
25.5

31.6
29
33.2
35.2
31.6
28.7
29.2
0.05
0.02
0.07
0.06
0.159
0.15
0.12
0.16
0.15
0.17
0.16
0.168
0.168
0.15
8.D=8m4.D=4m
0
1
2
3
4
5
6
7

8
9
10
11
12
13
14
fs(MPa)
qc(MPa)
L+4.D
L
L-8.D
a
b
c
d
e
g
h
f
i
0.019
0.015
5.8
5
15
ĐÁ PHIẾÂN SÉT PHONG HÓA MẠNH DÀY VÔ CÙNG
SÉT NỮA CỨNG DÀY 4,5M
Á SÉT, DẺO DÀY 5,5M
0 5 150.050.10.2 30

8.D=8m4.D=4m
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
fs(MPa)
qc(MPa)
L+4.D
L
L-8.D
a
b
c
d
e
g
h
f
i

15
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
2
21 cc
p
qq
q
+
=
Với : q
c1
: giá tri trung bình của q
c
trên toàn bộ chiều sâu 4D dưới mũi cọc
(đoạn a-b-c-d).
Đoạn a-b b-c c-d
Q
ci
x∆z
i
16,575 63,9 43,425
)(913,30
4
425,439,63575,16
1
Mpaq
x
=
++
=⇒

q
x2
: là giả trị trung bình qc từ L xuống 4D+L theo con đường có qc nhỏ nhất
(e-c-d), từ hình ta có ngay q
cx2
=28,7(MPa).
).(331,28
2
913,307,25
2
21
MPa
qq
q
cxcx
cx
=
+
=
+
=⇒
- Từ kết quả xuyên ta thấy rằng từ 0,7D - 4D dưới mũi cọc, giá trị q
cx
vừa tính là nhỏ nhất
(vì khi xD<4D thì cả q
cx1
và q
cx2
đều lớn hơn). Do đó, q
c1

=q
cx
=28,331(MPa).
- q
c2
: giá tri trung bình của q
c
trên toàn bộ khoảng cách 8D bên trên mũi cọc
(đoạn e-f-g-h-i).
Đoạn e-f f-g g-h h-i
qci.∆zi
33,2 21,77 87 63,525
⇒
)(68,25
8
63,5258721,7733,2
2
MPaq
c
=
+++
=
).(27
2
68,25331,28
2
)(
21
MPa
qq

q
cc
c
=
+
=
+
=⇒
Tuy nhiên trong mọi trường hợp thì q
c
<q
pL
=15(MPa), do đó q
c
=15(MPa).
⇒ Q
p
= q
p
.A
p.
= 15x0,785=11,775(MN) =11775(KN).
* Tính ma sát bề mặt danh định của cọc Q
s
:
Sức kháng ma sát bề mặt danh định của cọc Q
s
(N) có thể tính như sau:







+






=
∑∑
==
2
11
,

.8
N
i
isisiisi
Ni
i
sicss
hafhaf
Di
Li
KQ
K

s,c
: Các hệ số hiệu chỉnh., tra biểu đồ ta được K
s,c
= 0,6.
L
i
: Chiều sâu đến điểm giữa khoảng chiều dài tại điểm xem xét (m).
D : Chiều rộng hoặc đường kính cọc xem xét (mm), D=1m.
f
si
: Ssức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy từ CPT tại điểm xem xét
(MPa).
a
si
: Chu vi cọc tại điểm xem xét (m), a
si
=3,14m.
hi : Khoảng chiều dài tại điểm xem xét (m).
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 18
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
N1 : Số khoảng giữa điểm cách dưới mặt đất 8D, 8 khoảng.
N2 : Số khoảng giữa điểm cách dưới mặt đất 2D và mũi cọc, 3 khoảng.
Bảng 1.2.2: Bảng tính toán sức kháng bề mặt.
Lớp địa chất li(m) A=li/8Di(m) a
si
(m) hi(m) f
si
(Mpa) Q
s
(MN)

Á sét, dẻo
3,500 0.438
3.14 1.00
0.019 0.051
4,500 0.563 0.02 0.059
5,500 0.688 0.05 0.159
Sét nửa cứng
4,5m
6,500 0.813 0.07 0.239
7,500 0.938 0.06 0.219
8,500 1.06 0.159 0.618
9,500 1.1880 0.12 0.495
Đá phiến sét
phong hóa mạnh
10,500 1.3130 0.16 0.697
11,500 1.4380 0.15 0.689
12,500 1.5630 0.17 0.821
Tổng 4.047
- Vậy Q
R
= ϕ.Q
n
= ϕ
qp
.Q
p
+ ϕ
qs
.Q
s

= 0,55.11,775+0,55.4,047=8,7022(MN)=8702,20(KN).
- Sức chịu tải tính toán của cọc:
⇒P
tt
= min{Q
R
, P
r
}=min{8,702; 14,347}= 8,702MN.
3.2. Tính toán áp lực tác dụng lên mố, trụ:
Để xác định phản lực lớn nhất tại đáy mố, trụ sử dụng chương trình Midas Civil 7.1.0.
*Các bước chính thực hiện trong chương trình:
- Mô hình hóa kết cấu.
- Khai báo các làn xe.
- Khai báo các tải trọng theo 22TCN272-05: Xe Tải thiết kế + Tải trọng làn, Xe 2 trục +
tải trọng làn.
- Khai báo tải trọng đoàn người.
- Khai báo các lớp xe.
- Khai báo các trường hợp tải trọng di động, gán các tải trọng di động vào các làn cho
phù hợp.
- Khai báo các truờng hợp tải trọng di động và các tổ hợp tải trọng có xét đến hệ số tải
trọng, hệ số xung kích.
- Khai báo các trường hợp tải trọng thi công ứng với các giai đoạn thi công đúc hẫng.
- Cụ thể các bước mô hình hóa kết cấu và tổ hợp tải trọng như sau:
3.2.1. Mô hình hóa kết cấu:
- Sơ đồ cầu là một dầm hộp trên các trụ và 2 mố.
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 19
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
- Toàn bộ kết cấu cầu liên tục sẽ được mô hình vào trong chương trình gần đúng như kết
cấu thật, mô hình bài toán là mô hình không gian.

- Dầm chủ tiết diện hộp thay đổi theo phương dọc cầu được mô tả trong chương trình là
phần tử Beam ứng với các mặt cắt ngang tại các vị trí khác nhau. Mặt cắt ngang dầm chủ
được khai báo trong chương trình với các thông số cụ thể như sau: (Xem hình vẽ)
- Kết cấu trụ gồm mũ trụ, bệ thân trụ, bệ trụ cũng được mô tả bằng phần tử Beam với các
kích thước theo các phương, sự thay đổi tiết diện của mặt cắt mũ trụ hoàn toàn tưong tự
như kết cấu thật:
- Trong chương trình không khai báo các phần tử mố, không có liên kết dầm với trụ mà
chỉ tạo các gối cố định và gối di động nên khi tính phản lực tại trụ và mố cần phải cộng
thêm phản lực do bản thân trụ và mố.
- Để mô tả sự liên kết giữa mũ trụ và dầm chủ ta khai báo bằng các gối đàn hồi với các độ
cứng rất lớn (1000000000).
Khai báo MCN dầm chủ với các số liệu cụ thể như sau:
Hình 1.2.9: Kết quả khai báo mặt cắt ngang dầm tại hợp long và đoạn dầm đúc trên giàn
giáo.
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 20
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
Hình1. 2.10: Kết quả khai báo mặt cắt ngang dầm tại trụ.
Hình 1.2.11: Kết quả khai báo mặt cắt ngang dầm thay đổi từ trụ ra hợp long.
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 21
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
Hình 1.2.12: Sơ đồ kết cấu hiểu thị dưới dạng không gian.
3.2.2. Khai báo các làn xe:
- Cầu gồm 4 làn xe chạy rộng 12m.
2 làn xe ô t ô mỗi làn rộng 4 m
2 làn người đi bộ mỗi làn rộng 1,5 m
Ta khai báo 4 làn xe với độ lệch tâm như sau:
Bảng 1.2.3: Bảng tính toán độ lệch tâm các làn.
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 22
Tên làn Độ lệch tâm (m)
Làn bộ hành trái -5,5

Làn bộ hành phải 5,5
Làn xe chính trái -2,25
Làn xe chính phải 2,25
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
- Làn xe chính sẽ chịu hoạt tải xe chạy gồm các trường hợp tải trọng: xe hai trục+ tải
trọng làn ( Hoat TademLan) và xe tải + tải trọng làn (Hoat TruckLan), là làn 1 và làn 2.
- Làn 3, làn 4 được gán cho tải trọng người đi bộ.
3.2.3. Khai báo xe tiêu chuẩn theo AASHTO-LRFD (22TCN272-05).
- Chọn mã thiết kế AASHTO-LRFD
- Khai báo 2 trường hợp hoạt tải theo AASHTO-LRFD bao gồm:
o 0,65xHL-93TDM: hoạt tải xe hai trục thiết kế và tải trọng làn
o 0,65xHL-93 TRK: hoạt tải xe tải thiết kế và tải trọng làn
- Khai báo trường hợp tải trọng đoàn người: q = 400daN/m
2
.
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 23
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
Hình 1.2.13: Khai báo các trường hợp hoạt tải.
3.2.4. Khai báo các trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng:
- Tải trọng tác dụng thẳng đứng tính đến đỉnh trụ bao gồm:
o Trọng lượng bản thân dầm (tĩnh tải giai đoạn 1)
o Trọng lượng bản thân các lớp mặt cầu, lan can tay vịn dải phân cách (tỉnh tải giai
đoạn 2)
o Hoạt tải 0,65xHL-93, tải trọng người đi bộ
- Các trường hợp tải và hệ số tải trọng kèm theo theo TTGH cường độ:
Bảng 1.2.4: Các hệ số tải trọng tính toán.
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 24
Thuyết minh Đồ án tốt nghiệp  Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05
Các tổ hợp tải trọng được khai báo trong chương trình:
Bảng 1.2.5: Bảng khai báo các trường hợp tải trọng.

Ghi chú: Hệ số xung kích được khai báo cùng với lúc khai báo tải trọng xe hai trục và tải
trọng xe tải: IM = 25%
SVTH: Nguyễn Như Tâm - Lớp 07X3LT Trang 25
STT
Trường hợp Tải
trọng
Mô tả Hệ số tải trọng
1 DC Tỉnh tải giai đoạn 1 1,25
2 DW Tỉnh tải giai đoạn 2 1,5
3 0,65xHL93-TDM Hoạt tải xe 2 trục và tải trọng làn 1,75
4 0,65xHL93-TRK Hoạt tải xe tải và tải trọng làn 1,75
5 0,65xHL93-TDM Hiệu ứng 2 xe cách nhau 15m 1,75
6 Đoàn người Tải trọng người 1,75
ST
T
Tên tổ hợp Mô tả
Loai
TH
Công thức
1 TRK_max
Hoạt tải xe tải, tải trọng làn cộng
tác dụng với tải trọng người
ADD
1,75(HL93-TRK+
Doan nguoi)
2 TDM_max
Hoạt tải xe 2 trục,tải trọng làn
cộng tác dụng với tải trọng người
ADD
1,75(HL93-TDM

+ Doan nguoi)
3 Moving_max
Lấy giá trị bất lợi của TRK_ max
và TDM_max
ENVE
Max(TRK_max,
TDM_max)
4 Tinh_max
Cộng tác dụng của Tỉnh tải giai
đoạn 1 và tỉnh tải giai đoạn 2
ADD
(1,25DC+
1, 5DW)
5
Tinh+Movin
g_max
Cộng tác dụng của Tỉnh tải và
hoạt tải(Tinh_max, Moving_max)
ADD
Hoatmax+Tinhma
x
6 Baomomen
Lấy giá trị bất lợi nhất trong 3 tổ
hợp(Moving_max, Tinh_max,
Tinh+ Moving_max)
ENVE
Max( Moving_ma
x,
Tinh_max,Tinh+
Moving_max)