TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

PHẦN I
THIẾT KẾ SƠ BỘ
CHƯƠNG MỞ ĐẦU:
ĐÁNH GIÁ CÁC ĐIỀU KIỆN VƯỢT SÔNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC
PHƯƠNG ÁN VƯỢT SÔNG
1. Đặc điểm của khu vực xây dựng cầu:
1.1. Địa hình:
Khu vực ven sông khá bằng phẳng, mặt cắt ngang sông gần như đối xứng.
1.2. Địa chất:
Địa chất lòng sông tương đối tốt, số liệu khảo sát địa chất lòng sông cho thấy có
3 lớp đất.
+ lớp 1: Lớp Á Sét
+ lớp 2: Sét
+ lớp 3: Lớp Á Cát
1.3. Thuỷ văn:
Số liệu khảo sát thuỷ văn cho thấy:
+ Mực nước cao nhất: + 15.0 m
+ Mực nước thông thuyền: + 11.0 m
+ Mực nước thấp nhất: + 6.0 m
1.4. Điều kiện cung cấp vật liệu, nhân công:
Nguồn nhân công lao động khá đầy đủ, lành nghề, đảm bảo thi công đúng tiến độ
công việc. Các vật liệu địa phương( đá, cát...) có thể tận dụng trong quá trình thi công.
2. Các chỉ tiêu kỹ thuật:
- Cầu vượt sông cấp IV có yêu cầu khẩu độ thông thuyền là 40m
- Khẩu độ cầu: L0 = 146 m
- Khổ cầu: 7+ 2 x 1.25 (m)
- Tải trọng thiết kế: HL93 và Đoàn người PL = 3.9 KN/m2

Trang 1


TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

3. Đề xuất các phương án vượt sông:
3.1. Giải pháp chung về kết cấu:
3.1.1. Kết cấu nhịp:
Do sông cấp IV yêu cầu khẩu độ thông thuyền 40m, nên bố trí nhịp giữa tối thiểu
≥40m
3.1.2. Mố:
Ta dùng mố chữ U cải tiến.
3.1.3. Trụ:
Chiều cao trụ không lớn lắm, ta dùng trụ đặc thân hẹp, không giật bậc.
3.1.4. Móng:
Điều kiện địa chất lòng sông khá tốt nên đề xuất dùng móng cọc đóng ma sát
đài thấp hoặc đài cao.
3.2. Đề xuất các phương án vượt sông:
3.2.1. Phương án 1: Cầu Bê Tông Cốt Thép UST ( một nhịp 42 m+ 4 nhịp
27.5m=152m )
Khẩu độ tính toán: L0tt = 152-2*1-4*1.5=144m
144 −146

Kiểm tra điều kiện: =

146


= 1.37% < 5% → Đạt

3.2.2. Phương án 2: Cầu dầm thép liên hợp : 50+50+50 m
Khẩu độ tính toán: L0tt =50*3-2.1-2.1.5 = 145 m
Kiểm tra điều kiện: =

145 −146
146
=

0.68% < 5% → Đạt

Trang 2


TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

CHƯƠNG 1:
CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BÊTÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC
CĂNG SAU
( 2 NHỊP 27.5m + 1 NHỊP 42m + 2 NHỊP 27.5m)
I. Tính toán kết cấu nhịp 42+4x27.5m
1.NHỊP GIỮA 42m :
1.1 Các số liệu ban đầu: Mặt cắt ngang

MẮT CẮT NGANG CẦU
250


250

1250

7000/2

7000/2

250

1250

250

900

Låïp bã täng atphan daìy 7cm
Låïp phoìng næåïc daìy 0.4cm
200
Låïp mui luyãûn daìy 4cm
300

200

250

1400

150


1200

150

250
150

200

2100

200 200

300

200

300
200

300

2100

600

600
2100

1050


1000
1000

2100

2100

Chiều rộng phần xe chạy 7 (m)
Chiều rộng phần người đi bộ 2x1,25 (m)
Bố trí lề người đi bộ cùng mức với mặt đường xe chạy ta dùng phân cách cứng
Chiều rộng cột lan can là : 15 cm
Chiều rộng bản mặt cầu xác định :
Bmc = 7 + 2x1,25+ 2x0,25 + 2x0,25 = 10.5 (m)
1.2. Bản mặt cầu :
a. Số liệu chọn:
Theo 22TCN272-05 chiều dày tối thiểu bản mặt cầu không được nhỏ hơn 175 mm.
ở đây ta chọn 200 mm (chiều dày lớp chịu lực)
Chiều dày các lớp còn lại chọn như sau:
+ lớp phòng nước chọn 0,4 cm (dùng redcon 7)
Trang 3


TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

+ lớp bêtông nhựa dày 7 cm (bt atphan mac 15)
+ lớp mui luyện dày 4 cm ở giữa MCN cầu để tạo độ dốc ngang.
Để tạo độ dốc dọc nước chảy 2% của bản mặt cầu có thể được tiến hành bằng việc cho

chênh gối của các dầm T kê lên trụ hoặc mố mà không cần tạo độ chênh ngay trên bản
mặt cầu.
b. Tính toán các thông số sơ bộ :
Dung trọng của bêtông ximăng là 2,4 T/m3
Dung trọng của bêtông nhựa là 2,25 T/m3
Dung trọng của cốt thép là 7,85 T/m3

TT
1
2
3

Thể Tích ( m3 )
0.07*10*42=29.4
0.004*10*42=1.68
0.04*10*42=16.8

Hạng mục
Lớp Bê tông nhựa
Lớp phồng nước
Lớp mui luyện
Tổng

Khối lượng (T)
29.4*2.25=66.15
1.68*1.5=2.52
16.8*2.4=40.32
109

1.3. Lan can :

Vì có dãi phân cách cứng nên ta thiết kế lan can tay vịn có các thông số kỹ
thuật cho như trên hình vẽ:

200

900

170

250

+Với diện tích mcn phần bệ Ab =0.25*0.2=0.05 m2 ,liên tục ở 2 bên cầu
+diện tích phần trụ :At = 0.15*0.15=0.025m2 ,các trụ cách nhau 2m, tổng số lượng là
22 trụ

Trang 4


TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

+diện tích của lan can tay vịn : A tv =0.1*0.1=0.01 m2 ,gồm 21 đoạn, dài 1.85m,bố trí
2 bên
+thể tích bê tông Vbt =0.05*42*2+0.0225*0.9*22*2+0.01*1.85*21*2*2=6.634m3
+Vậy, khối lượng toàn bộ lan can là: Gp = 6.634*2.5=16.585 T
1.4. Dầm ngang :

Dầm ngang được bố trí tại 5 vị trí : hai dầm ngang đầu dầm, hai dầm ở vị trí
1/4L và một dầm ngang ở chính giữa dầm.


50

1800

1900

150

1500

1300

1600

1300

150

Dầm ngang được bố trí tại vị trí : hai đầu dầm cầu, L/4, L/2
Số lượng dầm ngang : Nn= (Nb - 1)×4 = 20 dầm
Nn : là số dầm ngang
Nb : là số dầm chủ (chọn =5 dầm )

50

1.4.1. Dầm ngang giữa nhịp:
Các thông số của dầm ngang này:
Chiều cao dầm ngang: Hhn ≥


2
2
d = ×2100=1400 mm . Ta chon Hhn = 1500 mm
3
3

Bề rộng dầm ngang: bhn = 20 cm = 200 mm
Diện tích mặt cắt dọc một dầm ngang : Ahn = 2.825 m2
Thể tích một đoạn dầm ngang : 0,2×2.285 =0,565 m3
Thể tích một dầm: V1hn= 4×0,565 = 2.26 m3
Thể tích toàn bộ 3 dầm ngang kiểu này là : Vhbb = 3×2.26 = 6.78 m3
1.4.2. Dầm ngang tại hai đầu nhịp:
Chiều cao dầm ngang: Hhbs = 1,9 m
Chiều rộng dầm ngang : Bhbs = 20 cm
Trang 5


TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

Diện tích mặt cắt dọc một dầm ngang : Ahbs = 1.5*1.9=2.85 m2
Thể tích một đoạn dầm ngang : 0,2×2.85 =0.57 m3
Thể tích một dầm ngang: V1hbs = 4×0.57 = 2.28 m3
Thể tích 2 dầm ngang loại này: Vhbs = 2×2.28= 4.56 m3
Tính tổng cộng dầm ngang:
Vậy, tổng thể tích 4 dầm ngang: Vdn = Vg + Vb = 6.78 + 4.56 = 11.34 m3
Khối lượng BT trong dầm ngang : Gdn = Vdn.γbt= 11.34×2,5 =28.35 T
1.5. Dầm chủ :
1.5.1. Cấu tạo dầm:

Đối với nhịp 42 m chọn dầm chữ Tcó bầu:
Chọn số dầm chủ là Nb =5dầm, khoảng cách các dầm chủ tính theo công thức sau :
S = = = 2,1 m → chọn S=2,1 m.
Suy ra : chọn phần cách hẫng

Sk =

S
2

=

2.1
= 1,05 m
2

Chiều cao dầm chủ được xác định theo tiêu chuẩn AASHTO :
ddc = chọn ddc = 2.1m.
L: chiều dài một nhịp 42 m.
Kích thước dầm chủ được thể hiện như sau: đơn vị (mm).
Phần mối nối thi công giữa 2 dầm chủ : 300 mm
1800

150

1800

150

2100


2100

200

150

600

250

200

200

600

Trang 6


GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

2100

1300

200

TM đồ án: TK cầu BTCT


1500

1500

- Diện tích mặt cắt ngang giữa dầm : Ag = 0.903 m2
- Diện tích mặt cắt ngang tại đầu dầm : A’g = 1.5 m2
Thể tích một dầm T chưa kể đoạn vút đầu dầm : V 1g = 0.903*36+1.5*1.5*2 =
37.008/ m3
Tính toán đoạn vút đầu dầm:
Chiều dài đoạn vút nguyên : Lvuốt= (1:1.5)m chọn Lvuốt =1.5m
Thể tích mặt cắt ngang đoạn vút hai bên dầm : Vbhgr = (0.903+1.5)/2=1.2015 m3
Thể tích đoạn vút một dầm : Vvuốt = 2*1.5*Vbh = 2*1.5* 1.2015 =3.6 m3
Thể tích toàn bộ một dầm T là: V1tg = V1g + Vvuốt = 37.008+3.6 = 40.608 m3
1.5.2. Tính khối lượng của dầm chủ:
Khối lượng 1 dầm chủ : 40.608*2.5 = 101.52 T
Khối lượng 5 dầm chủ : 101.52*5=507.6 T
Phần mối nối thi công,có 5 mối nối : 0.3*0.2*42*2.5*5=31.5 T
Phần cách cứng :
Diện tích mặt căt ngang :0.3*(0.2+0.25)/2=0.0675
Thể tích phân cách cứng toàn nhịp:0.0675*42*2=5.67 (m3)
Khối lượng phân cách cứng toàn nhịp: 5.67*2.5=14.18 (T)
Bảng tổng kết khối lượng vật liệu cho kết cấu phần trên của nhịp 42m:
STT

Hạng mục

Số
lượng

Tổng khối lượng (T)


1
2
3

Lan can
Lớp phủ
Dầm ngang

2
1
5

16.585
114.97
28.35

4
5

Dầm chủ
nối thi công

5
5

507.6
31.5

Trang 7



TM đồ án: TK cầu BTCT

6

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

phần cánh cứng

2

Tổng cộng

14.18
713.185

2.CÁC NHỊP 27.5m
2.1. Bản mặt cầu :
a. Số liệu chọn:
Theo 22TCN272-05 chiều dày tối thiểu bản mặt cầu không được nhỏ hơn 175 mm.
ở đây ta chọn 200 mm (chiều dày lớp chịu lực)
Chiều dày các lớp còn lại chọn như sau:
+ lớp phòng nước chọn 0,4 cm (dùng redcon 7)
+ lớp bêtông nhựa dày 7 cm (bt atphan mac 15)
+ lớp mui luyện dày 4 cm ở giữa MCN cầu để tạo độ dốc ngang.
Để tạo độ dốc dọc nước chảy 2% của bản mặt cầu có thể được tiến hành bằng việc cho
chênh gối của các dầm T kê lên trụ hoặc mố mà không cần tạo độ chênh ngay trên bản
mặt cầu.
b. Tính toán các thông số sơ bộ :

Dung trọng của bêtông ximăng là 2,4 T/m3
Dung trọng của bêtông nhựa là 2,25 T/m3
Dung trọng của cốt thép là 7,85 T/m3

TT
1
2
3

Thể Tích ( m3 )
0.07*10*27.5=19.25
0.004*10*27.5=1.1
0.04*10*27.5=11

Hạng mục
Lớp Bê tông nhựa
Lớp phồng nước
Lớp mui luyện
Tổng

Khối lượng (T)
19.25*2.25=43.31
1.1*1.5=1.65
11*2.4=26.4
71.36

2.2. Lan can :
Vì không có dãi phân cách nên ta thiết kế lan can tay vin cứng có khả năng chống
lại lực va của xe, các thông số kỹ thuật cho như trên hình vẽ:


Trang 8


TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

200

900

170

250

+Với diện tích mcn phần bệ Ab =0.25*0.2=0.05 m2 ,liên tục ở 2 bên cầu
+diện tích phần trụ :At = 0.15*0.15=0.025m2 ,các trụ cách nhau 2m, tổng số lượng là
22 trụ
+diện tích của lan can tay vịn : A tv =0.1*0.1=0.01 m2 ,gồm 21 đoạn, dài 1.85m,bố trí
2 bên
+thể
tích
bê
tông
Vbt
=0.05*27.5*2+0.0225*0.9*15*2+(0.01*1.85*13+0.01*1.2)*2*2=4.365m3
+Vậy, khối lượng toàn bộ lan can là: Gp = 4.365*2.5=10.91 T
2.3. Dầm ngang :

Dầm ngang được bố trí tại vị trí : hai đầu dầm cầu, L/2

Số lượng dầm ngang : Nn= (Nb - 1)×3 = 12 dầm
Nn : là số dầm ngang
Nb : là số dầm chủ (chọn =5 dầm )

Trang 9


GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

150

1000

1500

1500

50

200

600

1600

1200

150

TM đồ án: TK cầu BTCT


2.3.1. Dầm ngang giữa nhịp:
Các thông số của dầm ngang này:
Chiều cao dầm ngang: Hhn ≥

2
2
d = ×1400 =0.93 mm .Ta chon Hhn = 1000 mm
3
3

Bề rộng dầm ngang: bhn = 20 cm = 200 mm
Diện tích mặt cắt dọc một dầm ngang : Ahn = 1.8175 m2
Thể tích một đoạn dầm ngang : 0,2×1.8175 =0.3635 m3
Thể tích một dầm: V1hn= 4×0.3635 = 1.454 m3
Thể tích toàn bộ 1 dầm ngang kiểu này là : Vhbb = 1.454 m3
2.3.2. Dầm ngang tại hai đầu nhịp:
Chiều cao dầm ngang: Hhbs = 1,2 m
Chiều rộng dầm ngang : Bhbs = 20 cm
Diện tích mặt cắt dọc một dầm ngang : Ahbs = 1.5*1.2=1.8 m2
Thể tích một đoạn dầm ngang : 0,2×1.8 =0.36 m3
Thể tích một dầm ngang: V1hbs = 4×0.36 = 1.44 m3
Thể tích 2 dầm ngang loại này: Vhbs = 2×1.44= 2.88 m3
Tính tổng cộng dầm ngang:
Vậy, tổng thể tích 4 dầm ngang: Vdn = Vg + Vb = 1.454 + 2.88 = 4.334 m3
Khối lượng BT trong dầm ngang : Gdn = Vdn.γbt= 4.334*2,5 =10.835 T
2.4. Dầm chủ :
2.4.1. Cấu tạo dầm:
Đối với nhịp 27.5 m chọn dầm chữ T có bầu:
Chọn số dầm chủ là Nb =5 dầm, khoảng cách các dầm chủ tính theo công thức sau :

S = = = 2,1 m → chọn S=2,1 m.
Suy ra : chọn phần cách hẫng

Sk =

S
2

=

2.1
= 1,05 m
2

Trang 10


TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

Chiều cao dầm chủ được xác định theo tiêu chuẩn AASHTO :
ddc = chọn ddc = 1.4m.
L: chiều dài một nhịp 27.5 m.
Kích thước dầm chủ được thể hiện như sau: đơn vị (mm).
Phần mối nối thi công giữa 2 dầm chủ : 300 mm

1800

150


1800

150

200
600

250

1400

200

1400

200

150

600

Đầu Dầm

1400

600

200


Giữa Dầm

1500

1500

- Diện tích mặt cắt ngang giữa dầm : Ag = 0.763 m2
- Diện tích mặt cắt ngang tại đầu dầm : A’g = 1.8*0.2+0.6*1.2=1.08 m2
Thể tích một dầm T chưa kể đoạn vút đầu dầm : V 1g = 0.763*21.5+1.08*1.5*2 =
19.6445/ m3
Tính toán đoạn vút đầu dầm:
Chiều dài đoạn vút nguyên : Lvuốt= (1:1.5)m chọn Lvuốt =1.5m
Thể tích mặt cắt ngang đoạn vút hai bên dầm : Vbhgr = (1.08+0.763)/2=0.9215 m3
Thể tích đoạn vút một dầm : Vvuốt = 2*1.5*Vbh = 2*1.5* 0.9215 =2.7645 m3
Thể tích toàn bộ một dầm T là: V1tg = V1g + Vvuốt = 19.6445+2.7645 = 22.405 m3
2.4.2. Tính khối lượng của dầm chủ:
Khối lượng 1 dầm chủ : 22.405*2.5 = 56.01 T
Khối lượng 5 dầm chủ : 56.01*5=280.05 T
Trang 11


TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

Phần mối nối thi công,có 5 mối nối : 0.3*0.2*27.5*2.5*5=20.625 T
Phần cách cứng :
Diện tích mặt căt ngang :0.3*(0.2+0.25)/2=0.0675
Thể tích phân cách cứng toàn nhịp:0.0675*27.5*2=3.7125 (m3)
Khối lượng phân cách cứng toàn nhịp: 3.7125*2.5=9.28 (T)

Bảng tổng kết khối lượng vật liệu cho kết cấu phần trên của nhịp 27.5 m:
STT

Hạng mục

Số
lượng

Tổng khối lượng (T)

1
2
3

Lan can
Lớp phủ
Dầm ngang

2
1
5

10.91
71.36
10.835

4
5
6


Dầm chủ
nối thi công
phần cánh hẫng

6
5
2

280.05
20.625
9.28

Tổng cộng

406.97

3. Mố và trụ cầu:
3.1..Mố :
3.1.1 Mố Trái

Ta có chiều cao đất đắp của mố là 7.7 m. dầm kê lên mố là dầm có nhịp 27.5m,
chọn mố chữ U có các kích thước cho như trên hình vẽ sau:

Trang 12


TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh


300

700

4500

1500

2000

1500

300

1700

500

1000

4900

4500

Trang 13


TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh


2100

2100

2100

2100

4500

1050

1700

1400

500

1500

10500

11500

Tính khối lượng mố như sau:
Phần bệ mố :V1 = 4.5*1,5*11.5 = 77.625 m 3
Phần thân mố:V2 = 4.5*10.5*1.5= 70.875 m 3
Phần tường đỉnh:V3 = 1.7*0.5*10.5 = 8.925 m 3
Phần nhô của bản kê bản giảm tải:V4 = 0.13*10.5=1.365 m 3

Phần bản giảm tải :V5 =3*0,2*10.5= 6.3 m 3
Phần tường cánh:V6 =22.81*0,5*2 = 22.84 m 3
Phần đá kê gối:V7 = 0,2*1.0*5 = 1 m 3
Tổng thể tích toàn bộ mố:Va = ΣVi = 188.93 m 3
Từ đó ta có:
Khối lượng tổng cộng mố:GA = Va *2.5= 472.325 T
3.1.2. Mố Phải
Ta có chiều cao đất đắp của mố là 9.0 m. dầm kê lên mố là dầm có nhịp 27.5m,
chọn mố chữ U có các kích thước cho như trên hình vẽ sau:

Trang 14


TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

700

5800

6500

300

1000

6100

1500


1500

4500

Trang 15


TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

1700

1400

500

2100

2100

2100

2100

1500

1500


5800

1050

11500

Tính khối lượng mố như sau:
Phần bệ mố :V1 = 4.5*1,5*11.5 = 77.625 m 3
Phần thân mố:V2 = 5.8*10.5*1.5= 91.35 m 3
Phần tường đỉnh:V3 = 1.7*0.5*10.5 = 8.925 m 3
Phần nhô của bản kê bản giảm tải:V4 = 0.13*10.5=1.365 m 3
Phần bản giảm tải :V5 =3*0,2*10.5= 6.3 m 3
Phần tường cánh:V6 =32.21*0,5*2 = 32.21 m 3
Phần đá kê gối:V7 = 0,2*1.0*5 = 1 m 3
Tổng thể tích toàn bộ mố:Va = ΣVi = 218.775 m 3
Từ đó ta có:
Khối lượng tổng cộng mố:GA = Va *2.5= 546.938 T
3.2.Trụ cầu :
Các số liệu diện tích và kích thước ở đây được đo trên phần mềm ACAD.
3.2.1.Trụ P1 và P4 ( trụ nối giữa nhịp 27.5 m và nhịp 27.5 m):
Chọn kích thước như hình vẽ :

Trang 16


TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

1200


500

2100

2100

2100

900 600

1500

10400
2100

1600
1200

8000

8000

5200

2000

1500

500


2200

6200

Tính cho một trụ :
Phần đáy trụ:V1 = 6.2*1.5*2.2 = 22.32 m3
Phần thân trụ:V2 =8*1.2*5.2 = 49.92 m3
Phần mũ trụ:V3 = 1.7*13.26 = 22.542 m3
Phần đá kê gối:V4 = 5*1.2*0.2*1 = 1.2 m3
Tổng cộng thể tích trụ:V t1,4 = ΣVi = 95.982 m3
Tổng khối lượng trụ:Gt1,4 = V t1,4.γc= 113.482*2.5 = 239.955 T
3.2.2.Trụ P2( trụ nối giữa nhịp 27.5m và nhịp 42 m):

Trang 17


TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

10400
700

1300

500

2100


2100

2100

2100

1800

900 600

1500

900

600

1400

10500

5200

1500

1500

900

7000


Tính cho một trụ:
Phần đáy trụ:V1 = 7*1.5*2.4 = 25.2 m3
Phần thân trụ:V2 =10.5*1.4*5.2 = 76.44 m3
Phần mũ trụ:V3 = 1.8*13.26 = 23.868 m3
Phần đá kê gối:V4 = 5*0.68*1 = 3.4 m3
Tổng cộng thể tích trụ:V t2 = ΣVi = 128.908 m3
Tổng khối lượng trụ:Gt1,4 = V t2.γc= 135.208*2.5 = 322.27 T
3.2.3.Trụ P3( trụ nối giữa nhịp 42m và nhịp 27.5 m):

Trang 18


TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

10400

1300

500

2100

2100

2100

900 600


1500

900

600

2100

1800
1400

12000

5200

1500

1500

900

7000

Phần đáy trụ:V1 = 7*1.5*2.4 = 25.2 m3
Phần thân trụ:V2 =12*1.4*5.2 = 87.36 m3
Phần mũ trụ:V3 = 1.8*13.26 = 23.868 m3
Phần đá kê gối:V4 = 5*0.68*1 = 3.4 m3
Tổng cộng thể tích trụ:V t3 = ΣVi = 139.828 m3
Tổng khối lượng trụ:Gt3 = V t3.γc= 146.128 *2.5 = 349.57 T


Bảng tổng kết khối lượng của kết cấu phần dưới :
Hạng mục
Mố Trái
Mố Phải
Trụ P1,4
Trụ P2
Trụ P3

Khối lượng (T)
472.325
546.938
239.955
322.27
349.57

II.Tính toán số lượng cọc trong mố và trụ cầu:
1.Tính toán áp lực tác dụng lên mố và trụ cầu:
1.1.Xét mố cầu:
Các tải trọng tác dụng lên mố:

∑P
Trong đó :

CD1

CD1

= PMO

CD1

CD1
+ PLL + PL + PKCN

CD1
PMÔ
- trọng lượng bản thân của mố.

Trang 19


TM đồ án: TK cầu BTCT

CD1
PMÔ
=γ

DC

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

* GMÔ

PLLCD+1PL – áp lực do hoạt tải ở phần trên tác dụng lên mố.
CD1
PKCN
– tĩnh tải ở kết cấu nhịp phần trên tác dụng lên mố.
CD1
PKCN
= η *( γ


DC

*DC +

γ

DW

*DW)* ω

Với: DC - tĩnh tải bản thân của hệ thống dầm chủ và dầm ngang,lan can tay vịn, bản
mặt cầu :
DW – tĩnh tải bản thân của các lớp phủ mặt cầu
PLLCD+1PL – áp lực do hoạt tải ở phần trên tác dụng lên mố.
PLLCD+1PL = η * γ LL .n.m..[(1+IM)* ΣPiyi + 9,3Σω]+ γ PL .2T.PL.ω

γ LL : hệ số vượt tải; γ LL = 1,75.
γ PL =1,75
η =1

Chiều dài tính toán của nhịp: Ltt = L NHIP -2a = 26.9 m
(1+ IM): hệ số xung kích; (1+IM) =1,25
n : số làn xe; n = 2
m: hệ số làn xe; m= 1
Pi : tải trọng trục bánh xe.
yi : tung độ đường ảnh hưởng tương ứng .
Σω: Tổng diện tích đah áp lực lên mố
q1= 9,3 KN/m: Tải trọng làn thiết kế.
T = 1.25 m: Bề rộng làn người đi bộ.
PL = 3.9 KN/m2: Tải trọng đoàn người.


ω = 13.45 m2: Tổng diện tích đ.a.h phản lực lên mố.
Ta xếp tải lên mố cho hai trường hợp bên dưới còn mố bên phải xếp xe tương tự chỉ đổi
chiều.

Xét xe tải thiết kế ( xe 3 trục):
4.3m

145KN
26.9m
đahRg(Mố A)

1

0.
84
0

3.9 KN/m
9.3 KN/m

145KN

0.
68
0

145KN

4.3m


 Xét xe tandem:

Trang 20


TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

3.9(kN/m2)

1.2m
110KN
110KN
9.3 KN/m
(DC+DW) KN/m
1

đahRg(mố A)
0.955

26.9m

Như vậy, ta chọn xe tải thiết kế để tính toán.
Vậy lúc đó : ΣPiyi = Max[ΣPiyi (xe 3 trục); ΣPiyi(xe 2 trục)]
1.2.Xét trụ cầu :
Các tải trọng tác dụng lên Trụ:

∑P

Trong đó :

CD1

CD1

= PTru

CD1
CD1
+ PLL + PL + PKCN

CD1
PTru
- trọng lượng bản thân của Trụ.
CD1
PTru
=γ

DC

* GTru

PLLCD+1PL – áp lực do hoạt tải ở phần trên tác dụng lên Trụ.
CD1
PKCN
– tĩnh tải ở kết cấu nhịp phần trên tác dụng lên Trụ
CD1
PKCN
= η *( γ


DC

*DC +

γ

DW

*DW)* ω

Với: DC - tĩnh tải bản thân của hệ thống dầm chủ và dầm ngang,lan can tay vịn, bản
mặt cầu :
DW – tĩnh tải bản thân của các lớp phủ mặt cầu.
Ghi chú: Đối với các trụ đỡ 2 nhịp có chiều dài khác nhau thì DC và DW lấy giá trị
trung bình của hai nhịp đó.
PLLCD+1PL – áp lực do hoạt tải ở phần trên tác dụng lên Trụ.
PLLCD+1PL = η * γ LL .n.m..[(1+IM)* ΣPiyi + 9,3Σω]+ γ PL .2T.PL.ω

γ LL : hệ số vượt tải; γ LL = 1,75.
γ PL =1,75
η =1

Chiều dài tính toán của nhịp: Ltt = L NHIP -2a
Với a chọn bằng 0.3m
(1+ IM): hệ số xung kích; (1+IM) =1,25
n : số làn xe; n = 2
m: hệ số làn xe; m= 1
Pi : tải trọng trục bánh xe.
Trang 21



TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

yi : tung độ đường ảnh hưởng tương ứng .
Σω: Tổng diện tích đah áp lực lên Trụ.
q1= 9,3 KN/m: Tải trọng làn thiết kế.
T = 1.25 m: Bề rộng làn người đi bộ.
PL = 3.9 KN/m2: Tải trọng đoàn người.

ω: Tổng diện tích đ.a.h phản lực lên Trụ.
Ta xếp tải lên Trụ cho ba trường hợp bên dưới cho các Trụ:
Cần chú ý rằng: trong trường hợp này, việc xếp xe sẽ được tiến hành đối với từng trụ
một, đối với từng loại xe một để xét trường hợp bất lợi. Hơn nữa, để tính phản lực gối
phải tổ hợp xe theo một cách thứ hai nữa như sau:
“ Lấy 90% hiệu ứng của hai xe tải thiết kế có khoảng cách trục bánh trước xe
này cách bánh sau xe kia là 15000 mm tổ hợp với 90% hiệu ứng của tải trọng làn thiết
kế, khoảng cách giữa các trục 145 kN của mỗi xe tải phải lấy bằng 4300mm”( mục
3.6.1.3.1 22TCN25,332-05)
Ta xếp tải lên Trụ cho ba trường hợp bên dưới cho các Trụ:
1.2.1. Trụ P1 và P4
Hình vẽ xếp xe trụ :
TH1: Xét xe tải thiết kế ( xe 3 trục):
3.9(kN/m2)

4.3m4.3m
35KN
145KN145KN


9.3 KN/m
(DC+DW) KN/m

1.0

đah (T1)
0.840 0.840

26.9m

26.9m

TH2:Xét xe tandem:
3.9(kN/m2)
1.2m
110KN 110KN

9.3 KN/m
(DC+DW) KN/m

đah (T1)
0.955
1.0

26.9m

26.9m

Trang 22



TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

TH3:Xét 90% xe tải 3 trục cách nhau 15m +tải trọng làn:
4.3m 4.3m

4.3m4.3m

3.9(kN/m2)

15.0m

26.9m

0.123

0.283

35KN
145KN145KN

0.840

0.840

9.3 KN/m
(DC+DW) KN/m


1.00

35KN
145KN145KN

đah (T1)

26.9m

1.2.2. Trụ P2
Hình vẽ xếp xe trụ :
TH1: Xét xe tải thiết kế ( xe 3 trục):
3.9(kN/m2)

4.3m 4.3m
145KN

35KN 145KN

9.3 KN/m
(DC+DW) KN/m

đah (T2)
0.896 1.0 0.840

26.9m

41.4m


TH2:Xét xe tandem:
3.9(kN/m2)
1.2m
110KN

110KN

9.3 KN/m
(DC+DW) KN/m

đah (T2)
1.0
0.971

26.9m

41.4m

TH3:Xét 90% xe tải 3 trục cách nhau 15m +tải trọng làn:

Trang 23


TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

15.0m

35KN


145KN

145KN

9.3 KN/m
(DC+DW) KN/m

3.9(kN/m2)

4.3m 4.3m

4.3m4.3m

35KN
145KN145KN

đah (T2)
0.534
0.430
0.326

0.8961.00
0.840

26.9m

41.4m

1.2.3. Trụ P3

Hình vẽ xếp xe trụ P3 :làm tương tự như Trụ 2
Kết quả tính toán được cho trong bảng sau đây:
TÊN
MỐ A
MỐ B
TRỤ 1

TRỤ 2

TRỤ 3

TRỤ 4

CÁC TH
XẾP XE
TH1
TH2
TH1
TH2
TH1
TH2
TH3
TH1
TH2
TH3
TH1
TH2
TH3
TH1
TH2

TH3

DC DW
CD1
∑ω ΣPiyi PKCN
(KN) (KN)

CD1
PMÔ
,Tru

CD1
LL + PL

P

∑P

CD1

118.326 25.46 13.45 290.6

2503

5791.885 1938.663 10233.56

118.326 25.46 13.45 215.1

2503


5791.885 1608.132

9903.03

118.326 25.46 13.45 290.6

2503

6706.827 1938.663

11148.5

118.326 25.46 13.45 215.1

2503

6706.827 1608.132 10817.97

118.326 25.46

26.9

296.2

5006

118.326 25.46

26.9


215.1

5006

118.326 25.46

26.9

355.1

5006

129.026 25.46 34.15 304.3

2942.448 2630.451
2942.448 2275.42

10578.92
10593.57

6812

2942.448 2645.105
3951.836 3025.667

129.026 25.46 34.15 216.8

6812

3951.836 2642.811


13406.64

449.35

6811.99

3951.836

129.026 25.46 34.15 304.3

6812

4286.602 3025.667

14124.26

129.026 25.46 34.15 216.8

6812

4286.602 2642.811

13741.4

129.026 25.46 34.15 449.35 6811.99 4286.602 3352.4243

14451.02

118.326 25.46


26.9

296.2

5006

10578.92

118.326 25.46

26.9

215.1

5006

2942.448 2630.451
2942.448 2275.42

118.326 25.46

26.9

355.1

5006

2942.448 2645.105


10593.57

129.026 25.46 34.15

3352.4243

10223.89
13789.49
14116.25

10223.89

Tóm lại: trường hợp khống chế của các mố và trụ là:
Tên
Mố A (Trái)
Mố B (Phải)
Trụ P1
Trụ P2
Trụ P3
Trụ P4

Rp (kN)

10233.56
10593.57
10593.57
14116.25
14451.02
10593.57


Trang 24


TM đồ án: TK cầu BTCT

GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Vĩnh

2.Tính toán sức chịu tải của cọc:
Theo số liệu khảo sát địa chất thì tính chất của các lớp địa chất ở dưới lòng
sông được cho như sau:
 Lớp 1: Á Sét
 Lớp 2: Sét
 Lớp 3: Á cát
Từ tính chất của các lớp đất nêu trên đều là lớp đất có thể đặt làm móng công
trình tốt. Nên ở đây ta chọn cọc ma sát. Nên ta chọn cọc ở đây là cọc đóng.
Sử dụng cọc đóng bằng BTCT TD 40x40 cm. Chiều dài cọc dự kiến là 18 m.
Phần ngàm vào đài cọc dài 20cm, đoạn đập đầu cọc dài 30cm, vậy phần cọc cắm vào
đất là 17.5 m.
Sức chịu tải dọc trục được chia làm hai loại:
 Sức chịu tải theo vật liệu (Pvl)
Sức chịu tải theo vật liệu được đánh giá thông qua sức chịu tải theo vật liệu cực hạn
(Pvl) được tính toán dựa trên cường độ cực hạn của vật liệu.
 Sức chịu tải theo đất nền (Pdn)
Sức chịu tải theo đất nền: tải trọng của công trình truyền xuống cọc và được truyền
vào nền đất thông qua một hoặc hai hoặc cả hai phương thức sau đây:
• Sức kháng bên (Qfi): là phản lực của đất xung quanh cọc với diện tích xung
quanh tiết diện coc.
• Sức kháng mũi (Qp) : là phản lực của đất ở mũi cọc tác dụng lên đầu cọc.
Sức chịu tải cực hạn của cọc là giá trị nhỏ nhất của sức chịu tải theo vật liệu và sức
chịu tải theo đất nền: Pu = min {Pvl;Pdn}

2.1.1Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu:
- Sức kháng dọc trục danh định:
Pn= 0,85[0,85.f’c.(Ap-Ast) + fy.Ast]; MN
Trong đó:
f’c: Cường độ chiụ nén của BT cọc (Mpa); f’c=30Mpa .
Ap: Diện tích mũi cọc (mm2); Ag= 160000 mm2..
Ast: Diện tích cốt thép chịu lực (mm2); dùng 8Φ16 : Ast = 1608,8 mm2.
fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420 Mpa.
Thay vào ta được:
Pn= 0,85[0,85.30.( 160000 -1608,8)+420×1608,8].10-6= 4.007 MN
- Sức kháng dọc trục có hệ số:
Pr = f.Pn; MN
Với f : Hệ số sức kháng mũi cọc, f = 0,75
Pr = 0,75×4.007 = 3.006 MN = 3006 KN
2.2 Sức chịu tải của cọc theo đất nền:
- Sức kháng tính toán của các cọc Qr có thể tính như sau:
Trang 25