THIếT Kế sơ bộ đồ án tốt nghiệp
Trờng Đại học giao thông vận tải hà Nội
Khoa công trình
bộ môn cầu hầm
**********
Đồ án tốt nghiệp
thiết kế cầu dầm liên tục
đúc hẫng cân bằng
Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Văn Vĩnh
Giáo viên đọc duyệt: PGS.TS Nguyễn Minh Nghĩa
Sinh viên thực hiện: Ngô Thanh Phúc
Lớp: Cầu - Đờng bộ B K43
Trờng: ĐH Giao trhông vận tải
Hà nội : tháng 5 2007
Lời nói đầu
****************
Bớc vào thới kỳ đổi mới đất nớc ta đang trong quá trình xây dựng cơ sở vật chất hạ
tầng kỹ thuật. Giao thông vận tải là một ngành đợc quan tâm đầu t xây dựng nhiều vì
đây là huyết mạch của nền kinh tế đất nớc, là nền tảng tạo điều kiện cho các ngành
khác phát triển. Thực tế cho thấy hiện nay lĩnh vực này rất cần những kỹ s có trình độ
chuyên môn vững chắc để nắm bắt và cập nhật đợc những công nghệ tiên tiến hiện đại
của thế giới và xây dựng nên những công trình giao thông mới, hiện đại, có chất lợng và
tính thẩm mỹ cao góp phần vào công cuộc xây dựng đất nớc trong thời đại mới mở cửa.
Ngô thanh phúc Cầu đờng bộ b k43
1
THIếT Kế sơ bộ đồ án tốt nghiệp
Sau thời gian học tập tại trờng ĐHGTVT bằng sự nỗ lực của bản thân cùng với sự
chỉ bảo dạy dỗ tận tình của những tầy cô trong trờng ĐHGTVT nói chung và các thầy cô
trong Bộ môn Cầu Hầm Khoa Công trình nói riêng, em đã tích lũy đợc nhiều kiến thức
bổ ích trang bị cho công việc của một kỹ s trong tơng lai.
Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự cố gắng trong suốt 5 năm học tập và tìm hiểu

kiến thức tại trờng, đó là sự đánh giá tổng kết công tác học tập trong suốt thời gian qua
của mỗi sinh viên. Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp này em đã đợc sự giúp đỡ nhiệt
tình của các thầy cô giáo trong Bộ môn Cầu Hầm Khoa Công trình để có thể hoàn
thành đồ án tốt nghiệp của mình theo đúng tiến độ.
Do thời gian làm đồ án và trình độ lý thuyết cũng nh các kinh nghiệm thực tế còn
có hạn nên trong tập Đồ án này chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em xin
kính mong các thầy, cô trong Bộ môn chỉ bảo để em có thể hoàn thiện hơn Đồ án cũng
nh kiến thức chuyên môn của mình.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 5 tháng 5 năm 2007
NGÔ THANH PHúC
Ngô thanh phúc Cầu đờng bộ b k43
2
THIÕT KÕ s¬ bé ®å ¸n tèt nghiÖp
NHËn xÐt cña gi¸o viªn h íng dÉn



























……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Ng« thanh phóc CÇu ®êng bé b k43
3
THIếT Kế sơ bộ đồ án tốt nghiệp
NHận xét của giáo viên đọc duyệt






























Ngô thanh phúc Cầu đờng bộ b k43
4
THIếT Kế sơ bộ đồ án tốt nghiệp
Giới thiệu CHUNG
1. Tiêu chuẩn kỹ thuật
- Tiêu chuẩn 22TCN - 272 - 05 Bộ Giao thông vận tải
- Tải trọng thiết kế : HL93 , tải trọng ngời 3 KN/m
2
2. Quy mô công trình
Công trình cầu vĩnh cửu có tuổi thọ > 100 năm.
3. Cấp thông thuyền : Sông thông thuyền cấp I
-Khổ tĩnh không : H=10 m

- Chiều dài : B= 80m
4. Khổ cầu thiết kế
Mặt cắt ngang cầu đợc thiết kế cho 2 làn xe chạy với vận tốc V=60Km/h
Khổ cầu : 8+ 2 x 1,5+2 x0,5=12 (m)
5. Đặc điểm địa chất, thuỷ văn
Điều kiện thuỷ văn ít thay đổi:
- MNCN : +2.98 m
- MNTT : 0.00 m
- MNTN : -0.9 m
Đặc điểm địa chất:
- Lớp 1 : Lớp bùn.
- Lớp 2 : Lớp cát hạt nhỏ.
- Lớp 3 : Lớp sét pha.
- Lớp 4 : Sỏi sạn.
- Lớp 5 : Đá gốc.
Từ -29m trở xuống là tầng đá gốc.
Ngô thanh phúc Cầu đờng bộ b k43
5
THIếT Kế sơ bộ đồ án tốt nghiệp
Mục lục
Trang
Giới thiệu chung 5
Phần 1 Thiết kế sơ bộ
Chơng 1: Phơng án sơ bộ 1
Cầu BTCT DƯL đúc hẫng cân bằng
1.1. Khái quát 10
1.2. Tổng quan công nghệ đúc hẵng 10
1.3. Bố trí chung 11
1.4. Tính toán thiết kế sơ bộ kcn 14
1.5. Tính toán mố cầu 38

1.6. Tính toán trụ cầu 51
1.7. Phơng án thi công chỉ đạo 55
Chơng 2: Phơng án sơ bộ 2
Cầu dây văng
2.1. Tổng quan về cầu dây văng 58
2.2. Bố trí chung 58
2.3. Tính toán thiết kế sơ bộ kcn 61
2.4. Tính toán thiết kế mố cầu 74
2.5. Tính toán thiết kế trụ tháp 79
2.6. Phơng án thi công chỉ đạo 84
Chơng 3: Phơng án sơ bộ 1
Cầu dàn thép liên tục
3.1.Giới thiệu chung phơng án 87
3.2.Tính toán kết cấu nhịp chính 88
3.3. Tính toán trụ cầu 104
3.4.Tính toán mố cầu 109
3.5. Phơng án thi công chỉ đạo 114
Chơng 4: So sánh lựa chọn phơng án
4.1. Nguyên tắc lựa chọn phơng án 118
4.2. Ưu nhợc điểm của từng phơng án 118
4.3. Lựa chọn phơng án 119
phần II thiết kế kỹ thuật
Chơng 5: tổng quan về phơng án kỹ thuật
5.1.Tiêu chuẩn kỹ thuật 122
5.2. Bố trí chung cầu 122
5.3. Kết cấu phần trên 122
5.4. Vật liệu dùng cho kết cấu 122
5.5. Kết cấu phần dới 123
Chơng 6: Tính toán dầm chủ
Ngô thanh phúc Cầu đờng bộ b k43

6
THIếT Kế sơ bộ đồ án tốt nghiệp
6.1. Lựa chọn kích thớc 125
6.2. Tính toán nội lực theo các giai đoạn 130
6.3. Tính toán và bố trí cốt thép 197
6.4. Kiểm toán kết cấu nhịp 210
Chơng 7: tính toán bản mặt cầu
7.1. Cấu tạo bản mặt cầu 252
7.2. Nguyên tắc tính toán 254
7.3. Tính toán mô men trong bản mặt cầu 254
7.4. Bố trí cốt thép cho bản mặt cấu 262
7.5. Kiểm tra tiết diện 269
Chơng 8: Thiết kế mố cầu
8.1. Cấu tạo chung 278
8.2. Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu mố 281
8.3. Yêu cầu tính toán 280
8.4. Phân tích kết cấu 284
8.5. Tổ hợp tải trọng tại các mặt cắt 291
8.6. Chọn và tính duyệt mặt cắt 294
8.7. Tính toán móng 302
Chơng 9: thiết kế trụ
9.1. Các kích thớc cơ bản của trụ 315
9.2. Các tải trọng tác dụng lên trụ 317
9.3. Tổ hợp tải trọng 324
9.4. Kiểm toán các tiết diện với các tổ hợp tải trọng 343
9.5. Tính toán móng 352
Chơng 10: thiết kế thi công
10.1. Trình tự thi công chỉ đạo 365
10.2. Tính toán thi công 374
10.3. Công nghệ thi công chi tiết 386

10.4. Tiến độ thi công 389
Ngô thanh phúc Cầu đờng bộ b k43
7
THIÕT KÕ s¬ bé ®å ¸n tèt nghiÖp
PhÇn I
ThiÕt kÕ s¬ bé
Ng« thanh phóc CÇu ®êng bé b k43
8
THIếT Kế sơ bộ đồ án tốt nghiệp
Chơng 1: phơng án sơ bộ 1
Cầu btct dl đúc hẫng cân bằng
1.1. Khái quát
Mục đích của thiết kế sơ bộ là đa ra các phơng án về kết cấu cũng nh giải pháp thi
công trên cơ sở một mặt cắt sông đã đợc khảo sát. Công việc này đòi hỏi ngời kỹ s phải
tìm hiểu, phân tích và đánh giá đợc những đặc điểm của khu vực xây dựng cầu để từ đó
đề ra một số giải pháp phù hợp. Việc quyết định phơng án kỹ thuật sẽ phải căn cứ vào
thiết kế sơ bộ để lựa chọn một phơng án tối u.
Yêu cầu tính toán cho phơng án sơ bộ
Tính toán KCN:
- Lựa chọn mặt cắt ngang đặc trng.
- Xác định hiệu ứng tải tác dụng lên KCN theo công nghệ thi công và giai đoạn
khai thác. Tổ hợp tải trọng theo TTGH Cờng độ I .
- Sơ bộ bố trí cốt thép dự ứng lực hoặc số tao cáp trong các dây văng (cáp văng).
Kiểm toán sức kháng uốn của dầm tại 2 mặt cắt giữa nhịp và đỉnh trụ.
Tính toán kết cấu phần d ới: Tính toán một mố, một trụ
- Sơ bộ lựa chọn các kích thớc cơ bản của mố, trụ.
- Xác định các hiệu ứng tải, tổ hợp tải trọng tại mặt cắt đáy bệ móng theo TTGH
Cờng độ I. Sơ bộ xác định số cọc trong móng.
1.2. Tổng quan công nghệ đúc hẫng cân bằng
Phơng pháp đúc hẫng là quá trình xây dựng kết cấu nhịp dần từng đốt theo sơ đồ

hẫng cho tới khi nối liền thành kết cấu nhịp hoàn chỉnh. Có thể thi công hẫng từ trụ đối
xứng ra 2 phía (gọi là đúc hẫng cân bằng) hoặc thi công hẫng dần từ bờ ra. Ưu điểm nổi
bật của loại cầu này là việc đúc hẫng từng đốt dầm trên đà giáo giảm đợc chi phí đà
giáo. Mặt khác đối với các dầm có chiều cao mặt cắt thay đổi thì chỉ việc điều chỉnh cao
độ ván khuôn. Phơng pháp thi công hẫng không phụ thuộc vào điều kiện sông nớc và
và không gian dới cầu Loại cầu này thờng sử dụng cho các loại nhịp từ 80 - 130 m và
lớn hơn nữa.
ở nớc ta, nhiều cầu BTCT DƯL thi công hẫng đã xây dựng nh cầu Phù Đổng, cầu
Non Nớc, cầu Hoà Bình, cầu Tân Đệ, cầu Yên Lệnh
Từ các phân tích trên, ta lựa chọn phơng án cầu liên tục BTCT dự ứng lực thi công
theo công nghệ đúc hẫng cân bằng.
1.3. Bố trí chung
Ngô thanh phúc Cầu đờng bộ b k43
9
THIÕT KÕ s¬ bé ®å ¸n tèt nghiÖp
Bè trÝ chung cÇu
Ng« thanh phóc CÇu ®êng bé b k43
10
Bộ môn cầu hầm Đồ án tốt tnghiệp
1.3.1 KCN cầu chính
Dầm hộp liên tục 3 nhịp có chiều cao thay đổi, bằng bêtông Grade 4500. CTDƯL
loại tao cáp 7 sợi xoắn có đờng kính danh định 15,2 mm.
- Chiều cao dầm trên đỉnh trụ h= 5,5 m.
- Chiều cao dầm tại giữa nhịp h= 2,5 m.
Kích thớc sơ bộ mặt cắt ngang đặc trng
1.3.2 Nhịp cầu dẫn
6 nhịp dẫn là dầm giản đơn Super T khẩu độ 40m
- Chiều cao 1.75 m
- Cốt thép DƯL kéo trớc là loại tao 7 sợi xoắn, đờng kính tao là 15.2mm.
1.3.3 Cấu tạo trụ cầu

- Trụ nhịp chính là trụ thân nặng, đổ tại chỗ, BT cấp A có f
c
= 30 Mpa
- Trụ cầu dẫn dùng loại trụ thân hẹp , đổ tại chỗ, BT cấp A có f
c
= 30 Mpa
- Các trụ đợc dựng trên móng cọc khoan nhồi : D = 1,5m
- Phơng án móng : Móng cọc đài cao .
ngô thanh phúc cầu đờng bộ b k43
11
Bộ môn cầu hầm Đồ án tốt tnghiệp
1.3.4 Cấu tạo mố cầu
- Mố cầu dùng loại mố U BTCT , đổ tại chỗ, BT cấp A có f
C
= 30 MPa .
- Mố của kết cấu nhịp dẫn đợc đặt trên móng cọc khoan nhồi D=1,5m
1.4. Tính toán thiết kế sơ bộ KCN
1.4.1.Chọn các kích thớc
Chiều dài kết cấu nhịp:
- Nhịp chính chọn chiều dài : L = 100 m.
- Nhịp biên chọn : L = (0.6 ữ 0.7)L = 63 m, với L là nhịp chính .
Xác định kích thớc mặt cắt ngang: Dựa vào kinh nghiệm mối quan hệ chiều cao
hộp, chiều dày nắp, dầy đáy với chiều dài L
max
và với khổ cầu ta sơ bộ chọn mặt cắt
ngang kết cấu nhịp nh hình vẽ sau:
Kích thớc mặt cắt ngang KCN
1.4.2. Xác định phơng trình thay đổi dầm
1.4.2.1. Đờng cong đáy dầm
Giả thiết đáy dầm có cao độ thay đổi là 1 parabol bậc 2 tại mặt cắt giữa nhịp.

ngô thanh phúc cầu đờng bộ b k43
12
Bộ môn cầu hầm Đồ án tốt tnghiệp
Đờng cong đáy dầm
Khi chọn đờng cong đáy dầm ta bỏ qua khối trên đỉnh trụ vì đáy hộp nằm ngang.
Vậy parabol sẽ cắt trục hoành tại hai điểm A(-48.5,0) và B(48.5,0) và đi qua điểm c(0,
3.208)
Phơng trình Parabol bậc 2 có dạng: y
1
= ax
2
+ bx + c
Ta có hệ sau:





=
=++
=+
208.3
05.4825.2352
05.4825.2352
c
cba
cba
Giải hệ phơng trình trên ta tìm đợc các hệ số :
a = - 0.0013638
b = 0

c = 3.208
Đờng cong Parabol biểu diễn đáy dầm nh sau:
y
1
= - 0.0013638x
2
+ 3.028
1.4.2.2. Đờng cong thay đổi chiề dày bản đáy
Giả thiết đáy dầm có cao độ thay đổi là 1 parabol bậc 2 tại mặt cắt giữa nhịp.
Khi chọn đờng cong đáy dầm ta bỏ qua khối trên đỉnh trụ vì đáy hộp nằm ngang.
Vậy parabol sẽ cắt trục hoành tại hai điểm A(-48.5,0.8) và B(48.5,0.8) và đi qua điểm
c(0, 3.508)
Phơng trình Parabol bậc 2 có dạng: y
2
= ax
2
+ bx + c
Ta có hệ sau:





=
=++
=+
508.3
8.05.4825.2352
8.05.4825.2352
c

cba
cba
Giải hệ phơng trình trên ta tìm đợc các hệ số :
a = - 0.00115124
b = 0
c = 3.508
Đờng cong Parabol biểu diễn đáy dầm nh sau:
y
2
= - 0.00115124x
2
+ 3.508
1.4.2.3. Phơng trình đờng cong mặt cầu
ngô thanh phúc cầu đờng bộ b k43
13
Bộ môn cầu hầm Đồ án tốt tnghiệp
Phơng trình đờng cong mặt cầu có dạng
222
Ryx =+
. Ta chọn cầu nằm trên bán
kính cong 6000m, nên phơng trình sẽ là:
222
6000=+ yx
. Rời về trục tọa độ có tọa độ
I(0,5994.292)
Phơng trình sẽ là:
292.59946000
22
3
= xy

1.4.3. Chia đốt đầm:
Công tác chia đốt dầm tuỳ thuộc vào năng lực thi công của xe đúc. Ta chia đốt nh
sau:
1.4.4. Tính toán đặc trng hình học tiết diện
Để tính toán đặc trng hình học ta có thể sử dụng công thức tổng quát nh sau để
tính:
ngô thanh phúc cầu đờng bộ b k43
14
Bộ môn cầu hầm Đồ án tốt tnghiệp
Bảng kích thớc mặt cắt dầm chủ:
Tên
MC
x Y1 Y2 Y3 hdam td (m) b (m)
(m) (m) (m) (m) (m)
0 -48.5 0.000 0.800 5.512 5.512 0.800 5.900
1 -43 0.686 1.379 5.554 4.868 0.693 6.089
2 -40.5 0.971 1.620 5.571 4.600 0.649 6.168
3 -38 1.239 1.846 5.588 4.349 0.607 6.242
4 -35.5 1.489 2.057 5.603 4.114 0.568 6.311
5 -33 1.723 2.254 5.617 3.894 0.531 6.375
6 -29 2.061 2.540 5.638 3.577 0.479 6.468
7 -25 2.356 2.788 5.656 3.300 0.433 6.549
8 -21 2.607 3.000 5.671 3.065 0.394 6.619
9 -17 2.814 3.175 5.684 2.870 0.361 6.676
10 -13 2.978 3.313 5.694 2.716 0.336 6.721
11 -9 3.098 3.415 5.701 2.604 0.317 6.754
12 -5 3.174 3.479 5.706 2.532 0.305 6.775
13 -1 3.207 3.507 5.708 2.501 0.300 6.784
Trong đó :
+) Y1 : cao độ đờng cong đáy dầm

+) Y2 : cao độ đờng cong thay đổi chiều dày bản đáy dầm
+) Y3 : cao độ mặt dầm chủ (đảm bảo độ dốc thiết kế là 4%)
+) td : Chiều dày bản đáy
+) b : Chiều rộng đáy hộp
ngô thanh phúc cầu đờng bộ b k43
15
Bé m«n cÇu hÇm §å ¸n tèt tnghiÖp
Tªn
MC
x h bc hc hs bs hd bd F S Yo Jdc
(m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m
2
) (m
3
) (m) (m
4
)
0 -48.5 5.512 12 0.3842 4.289 1.1237 0.8391 5.900 14.38 40.984 2.850 65.197
1 -43 4.868 12 0.3842 3.756 1.1383 0.727 6.089 13.313 34.305 2.577 47.276
2 -40.5 4.600 12 0.3842 3.535 1.1458 0.6808 6.168 12.86 31.671 2.463 40.802
3 -38 4.349 12 0.3842 3.327 1.1537 0.6375 6.242 12.428 29.267 2.355 35.211
4 -35.5 4.114 12 0.3842 3.132 1.1622 0.597 6.311 12.018 27.080 2.253 30.403
5 -33 3.894 12 0.3842 2.951 1.1711 0.5594 6.375 11.632 25.098 2.158 26.287
6 -29 3.577 12 0.3842 2.688 1.1862 0.5051 6.468 11.065 22.324 2.018 20.931
7 -25 3.300 12 0.3842 2.458 1.202 0.4579 6.549 10.564 20.001 1.893 16.835
8 -21 3.065 12 0.3842 2.263 1.2181 0.4178 6.619 10.132 18.091 1.786 13.749
9 -17 2.870 12 0.3842 2.101 1.2337 0.3848 6.676 9.7711 16.561 1.695 11.471
10 -13 2.716 12 0.3842 1.974 1.2478 0.3587 6.721 9.4838 15.384 1.622 9.841
11 -9 2.604 12 0.3842 1.880 1.2594 0.3396 6.754 9.2718 14.538 1.568 8.738
12 -5 2.532 12 0.3842 1.820 1.2675 0.3275 6.775 9.1363 14.007 1.533 8.077

13 -1 2.501 12 0.3842 1.795 1.2711 0.3223 6.784 9.0781 13.781 1.518 7.802
0 -48.5 5.512 12 0.3842 4.289 1.1237 0.8391 5.900 14.38 40.984 2.850 65.197
ng« thanh phóc cÇu ®êng bé b k43
16
Thiết kế sơ bộ đồ án tốt nghiệp
1.4.5. Tải trọng và tổ hợp tải trọng
1.4.5.1. Các loại tải trọng tác dụng
a . Tĩnh tải giai đoạn I.
Để đơn giản tính toán ta giả thiết trong mỗi đoạn, chiều cao dầm thay đổi tuyến
tính.
Khi tính ta coi nh trọng lợng dầm trong một đốt phân bố đều và có giá trị theo tiết
diện giữa đốt ( Lấy giá trị trung bình của 2 mặt cắt 2 bên )
Trọng lợng các đốt tính theo công thức:
DC
TC
= V ì
DC
TT
=1.25 ì DC
TC
- Trọng lợng riêng của bê tông , = 24.5 KN/m
3
Bảng tĩnh tải rải đều của từng đốt
Mặt
cắt
Khối
Chiều
dài khối
(m)
Diện tích

(m
2
)
DC
tc
(KN/m)
Hệ số vợt
tải
DC
tt
(KN/m)
0 14.38
1 K0 14 13.31 342.05 1.25 427.56
2 K1 2 12.86 320.62 1.25 400.78
3 K2 2 12.43 309.78 1.25 387.22
4 K3 2 12.02 299.47 1.25 374.34
5 K4 2 11.63 289.72 1.25 362.15
6 K5 4 11.07 278.04 1.25 347.56
7 K6 4 10.56 264.96 1.25 331.2
8 K7 4 10.13 253.53 1.25 316.91
9 K8 4 9.77 243.81 1.25 304.76
10 K9 4 9.48 235.87 1.25 294.84
11 K10 4 9.27 229.76 1.25 287.2
12 K11 4 9.14 225.5 1.25 281.87
13 K12 4 9.08 223.13 1.25 278.91
14 HL 2 9.08 222.41 1.25 278.02
b.Tĩnh tải giai đoạn 2:
- Trọng lợng lan can tay vịn
ngô thanh phúc cầu đờng bộ b k43
17

Thiết kế sơ bộ đồ án tốt nghiệp
Kích thớc lan can
DW
bt
=0,2196
ì
24,5 = 5,38kN/m
DW
tayvin
= 0,3kN/m

DW
lancan
= DW
bt
+ DW
tayvin
= 5,38+0,3 = 5,68kN/m.
- Lớp phủ mặt cầu
+ Bê tông át phan chiều dày 5 cm: 0.05 ì 22,1 = 1.105 KN/m
2
+ Bê tông xi măng bảo hộ dày 3cm: 0.03 ì 24,5 = 0.735 KN/m
2
+ Lớp phòng nớc dày1 cm: 0.01 ì 17,7 = 0.177 KN/m
2

+ Lớp mui luyện dày 1.03 cm: 0.0103 ì 24,5 = 0.252 KN/m
2
Tổng cộng: DW
LP

= 2.269 KN/m
2
Tĩnh tải rải đều của lớp phủ mặt cầu là:

LP
TC
DW
= 2.269 ì11 = 24.96 KN/m
Tĩnh tải giai đoạn 2:
DW
TC
= 5,68ì2 +24.96 = 36,32KN/m
ngô thanh phúc cầu đờng bộ b k43
18
Thiết kế sơ bộ đồ án tốt nghiệp
DW
TT
= 36,32ì1,5 = 54,48KN/m
c.Tải trọng thi công:
(Lấy theo điều 5.14.2.3.2)
Tải trọng thi công đợc lấy là tải trọng rải đều CLL= 0.24ì12 = 5,88 (KN/m).
Tải trọng xe đúc lấy chọn loại xe đúc có trọng lợng : CE = 800 (KN) đặt cách mép
khối K 2m.
d.Hệ số tải trọng
- Hệ số điều chỉnh tải trọng
i
=1
- Hệ số tải trọng
i
:Tuỳ thộc vào tổ hợp tải trọng ta sẽ có các hệ số

i
khác nhau.
- Hệ số xung kích: (Điều 3.6.2.1)
1+IM/100 = 1+75/100=1.75 ( áp dụng cho tính bản mặt cầu ).
1+IM/100 = 1+25/100=1.25 ( áp dụng cho các cấu kiện còn lại ).
Lực xung kích không áp dụng cho tải trọng bộ hành hoặc tải trọng làn thiết kế.
- Hệ số làn : Khi trên cầu xếp hai làn xe thì lấy m = 1.0
e.Hoạt tải
Hoạt tải xe HL-93, tải trọng làn và ngời đi bộ lấy theo quy trình 22TCN:272-05. Tuỳ
thuộc vào dạng đờng ảnh hởng mà xếp tải sao cho bất lợi nhất.
Các tổ hợp tải trọng:
Trong quy trình 22TCN:272-05 mỗi tổ hợp xét đến các tải trọng với hệ số khác
nhau theo các trạng thái giới hạn khác nhau, và yêu cầu kiểm toán cụ thể đối với từng tổ
hợp tải trọng.Trong phạm vi đồ án này chỉ xét đến hai tổ hợp tải trọng sau đây:
- Tổ hợp theo trạng thái giới hạn cờng độ I
+ Tổ hợp Mô men theo trạng thái giới hạn cờng độ I(Điều 3.4.1.1)
M
U
= (
P.
.M
DC1
+
P
M
DC2
+
P
M
DW

+1.75M
LL+IM
+1.75

M
LP
)
+ Tổ hợp Lực cắt theo trạng thái giới hạn cờng độ I(Điều 3.4.1.1)
V
U
= (
P
V
DC1
+
P
V
DC2
+
P
V
DW
+1.75V
LL+IM
+1.75

V
LP
)
Trong đó :

- M
U
: Mô men tính toán theo trạng thái giới hạn cờng độ I
- V
U
: Lực cắt tính toán theo trạng thái giới hạn cờng độ I
-
P
: Hệ số xác định theo theo bảng 3.4.1-2
Đối với DC1 và DC2 :
P
max =1.25,
P
min= 0.9
Đối với DW :
P
max =1.5 ,
P
min= 0.65
- : Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính d, và sự quan trọng trong khai thác
xác định theo Điều 1.3.2
= 1
ngô thanh phúc cầu đờng bộ b k43
19
Thiết kế sơ bộ đồ án tốt nghiệp
- IM: Hệ số xung kích IM = 0.25% Theo Điều 3.4.1-1.
- Tổ hợp theo trạng thái giới hạn sử dụng
M
U
=M

DC1
+

M
DC2
+

M
DW
+M
LL+IM
+

M
DN

V
U
=

V
DC1
+ V
DC2
+

V
DW
+V
LL+IM

+

V
DN

1.4.5.2. Tính toán nội lực theo các giai đoạn
Do đặc điểm của công nghệ thi công hẫng, sơ đồ kết cấu bị thay đổi liên tục qua
các giai đoạn thi công. Căn cứ vào trình tự thi công và sơ đồ kết cấu ta chia ra các giai
đoạn tính toán :
+ Giai đoạn thi công hẫng từ hai trụ T4, T5.
+ Chuẩn bị hợp long nhịp giữa
+ Đang thi công hợp long nhịp giữa
+ Tháo xe đúc và ván khuôn.
+ Giai đoạn khai thác
Nội dung tính toán các giai đoạn: Tiến hành tính toán nội lực tại các mặt cắt dới tác
dụng của tải trọng trong từng giai đoạn thi công và khai thác. Để từ đó tính ra số bó cốt
thép DƯL cần thiết tại mỗi mặt cắt để đảm bảo cho kết cấu đợc an toàn trong suốt quá
trình thi công cũng nh khai thác. Số bó cốt thép phải đảm bảo có ít nhất trên mỗi mặt cắt
đợc neo hai bó.
a. Giai đoạn thi công hẫng:
Kết cấu nhịp đợc thi công hẫng đối xứng từ trụ ra
Đối với đốt trên trụ (K
0
) đợc đổ tại chỗ trên ván khuôn
Các đốt tiếp theo đợc đúc trên xe đúc chuyên dụng theo phơng pháp đúc hẫng cân
bằng.
Sơ đồ làm việc trong giai đoạn này là công son.
ngô thanh phúc cầu đờng bộ b k43
20
Thiết kế sơ bộ đồ án tốt nghiệp

Sơ đồ giai đoạn thi công hẫng
Nội dung tính toán trong giai đoạn này là xác định nội lực trọng lợng cốt thép dự
ứng lực cần thiết cho mỗi đợt thi công. Số lợng cốt thép và lực căng trớc phải đảm bảo
an toàn cho kết cấu trong suốt quá trình thi công.
Các tải trọng gồm có :
+ Tải trọng phần I: Trọng lợng bản thân của từng đốt (
P
= 1.25)
+ Tải trọng xe đúc: Xe đúc nặng 800 KN đặt cách đầu mút 2m(
ce
= 1.25)
+ Tải trọng thi công : 2.88 KN/m rải đều trên một bên cánh hẵng, Điều
5.14.2.3.2. (
cll
= 1.25)
Nội lực tại các mặt cắt đỉnh trụ đợc tính thông qua chơng trình MIDAS
Trong sơ đồ này đợc dùng để bố trí cốt thép DƯL và kiểm tra sức chịu tải của các
mặt cắt trong qúa trình thi công hẫng
Vì sơ đồ có kết cấu tĩnh định nên ta tính bảng kết quả sau:
Phần
tử
Tải
trọng
Đót
Sz
(kN)
My (kN.m)
63 TH 14 -17753.56 -423029.1
Đây cũng là nội lực tại các mặt cắt tại đỉnh trụ T4, T5 trong quá trình thi công hẫng
b. Giai đoạn đang tiến hành thi công nhịp giữa

Sau khi tiến hành hợp long nhịp biên xe đúc đợc đa ra đốt đúc xa nhất của cánh
hẫng để tiến hành hợp long nhịp giữa.
Sơ đồ tính toán lúc này là dầm giản đơn mút thừa, vì trên trụ đã chuyển từ ngàm
sang gối.
Lúc này có sự phân bố lại nội lực trong dầm do kết cấu chuyển từ sơ đồ khung
sang sơ đồ dầm mút thừa.
ngô thanh phúc cầu đờng bộ b k43
21
Thiết kế sơ bộ đồ án tốt nghiệp
Tải trọng tác dụng lên sơ đồ này là:
+ Trọng lợng bản thân các đốt dầm
+ Tải trọng do xe đúc và thiết bị thi công
+ Tải trọng bê tông ớt của đốt đúc hợp long
Sơ đồ chất tải giai đoạn 2
Để tính đợc nội lực theo sơ đồ này sử dụng chơng trình MIDAS để tính kết quả đợc
ghi ở bảng sau:
Phần
tử
Tải
trọng
Đót
Sz
(kN)
My
(kN.m)
63 TH 16 -18101.08 -444405.4
c. giai đoạn khai thác
Hoàn thiện cầu, đổ lan can lớp phủ và lắp đặt các thiết bị khác trên cầu. Khi đó
kết cấu làm việc theo sơ đồ dầm liên tục
Khi kết cấu làm việc theo sơ đồ dầm liên tục năm nhịp, chịu tải trọng do đoàn xe

HL-93 và ngời đi bộ, nội lực xác định theo đờng ảnh hởng.
Tải trọng :
+ Tĩnh tải giai đoạn II
Tiêu chuẩn :
Lớp phủ DW = 24.96KN/m
Lan can LC = 11,36 KN/m
ngô thanh phúc cầu đờng bộ b k43
22
Thiết kế sơ bộ đồ án tốt nghiệp
+ Hoạt tải : HL93 + PL (Tải trọng ngời)
HL93K-Tandem (Xe hai trục thiết kế+Tải trọng làn)+ PL
HL93M-Truck (Xe ba trục + Tải trọng làn) + PL
Tải trọng ngời PL= 2 x 3 x1.5 = 9 KN/m
Sơ đồ tính toán nh sau:
- Sơ đồ dỡ tải trọng thi công
Nội lực đợc xác định bằng MIDAS, kết quả nh sau:
Phần
tử
Tải
trọng
Đót
Sz
(kN)
My
(kN.m)
31 THTTTC 16 180 3519.74
- Chịu tĩnh tải phần 2
Phần
tử
Tải trọng Đót

Sz
(kN)
My (kN.m)
31 THTTF2 16 -2724 -53265.37
- Chịu hoạt tải
Để tính nội lực trong sơ đồ này ta tiến hành vẽ đờng ảnh hởng nội lực tại các
mặt cắt cần tính, sau đó xếp tải trọng lên đờng ảnh hởng sau cho đạt nội lực bất lợi nhất
theo đúng quy trình:
Dùng chơng trình MIDAS để tính toán ta đợc kết quả sau:
Mặt cắt số 16:
ngô thanh phúc cầu đờng bộ b k43
23
Thiết kế sơ bộ đồ án tốt nghiệp
Tải trọng Đót
Sz
(kN)
My (kN.m)
HL-93+Lane 16 1700.5 -32242
- Hoạt tải ngời:
Dùng MIDAS tính toán tơng tự nh với hoạt tải xe ta đợc kết quả sau:
Phần
tử
Tải
trọng
Đót
Sz
(kN)
My (kN.m)
31 Nguoi 16 -491.27 -10128.8
1.4.5.3.Tổ hợp nội lực trong các giai đoạn:

Giai đoạn 1: đúc hẫng cân bằng đợc tách riêng để so sánh giá trị mômen âm lớn
nhất do sơ đồ tính toán khác với các giai đoạn khác
Ta tổng hợp nội lực giữa hai giai đoạn 2 và 3 để có đợc mômen âm lớn nhất
Sau đó ta so sánh với sơ đồ 1 để có đợc mômen âm lớn nhất rồi từ đó tính ra số bó
cốt thép DƯL cần thiết.
Khi tổ hợp thì trong các bảng trên hoạt tải cha xét hệ số tải trọng nên khi tổ hợp ta
sẽ cho thêm vào.
a. Tổ hợp nội lực giai đoạn khai thác
Phần
tử
Tải trọng Đót
Sz
(kN)
My (kN.m)
31 THGĐKT 16 -427.8475 -123894.5
b. Tổng hợp nội lực sơ đồ 2 và 3
ngô thanh phúc cầu đờng bộ b k43
24
Thiết kế sơ bộ đồ án tốt nghiệp
Do cầu có tính chất kết cấu đối xứng nên ta chỉ cần tính cho một nửa cầu
Phần
tử
Tải trọng Đót
Sz
(kN)
My (kN.m)
31
tổng
16 -18528.93 -568299.93
Vậy ứng lực tính toán tại mặt cắt đỉnh trụ trong giai đoạn thi công là:

M
u
= -568299.93kNm
1.4.6. Bố trí cốt thép
1.4.6.1.Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu
a.Bê tông
Cờng độ chịu nén khi uốn: f
C
=40 Mpa
Môđun đàn hồi:

MpafE
CcC
77.32979'.043.0
5.1
==

(5.4.2.4-1)
Tỷ trọng của bêtông:
3
/5.24 mKN
c
=

Cờng độ chịu nén của bêtông lúc bắt đầu đặt tải hoặc tạo ứng suất trớc:

MPa36f9.0'f
cci
==
Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (5.7.2.2),

1
= 0.764.
Cờng độ chịu kéo khi uốn, (5.4.2.6)
MPa984.3f63,0f
cr
==
b. Thép cờng độ cao:
Sơ bộ chọn một bó thép bao gồm 19 sợi xoắn đờng kính danh định 15.2mm do
hãng VSL(Thuỵ Sỹ) sản xuất với các thông số kỹ thuật của sợi theo tiêu chuẩn A.S.T.M
nh sau:
Mặt cắt danh định: 140mm
2
Đờng kính danh định: 15.2 mm
Cấp của thép : 270 (chùng dão thấp)
Cờng độ chịu kéo: 1860Mpa
Cờng độ chảy : 1674Mpa
Mô đuyn đàn hồi quy ớc: 197000Mpa
Thép có độ chùng dão thấp của hãng VSL: ASTM A416 Grade 270.
Hệ số ma sát: à = 0.2
ngô thanh phúc cầu đờng bộ b k43
25