ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Lời nói đầu

Lêi nãi ®Çu

B

ước vào thời kỳ đổi mới đất nước ta đang trong quá trình xây dựng cơ sở vật chất
hạ tầng kỹ thuật, giao thông vận tải là một ngành được quan tâm đầu tư nhiều vì

nó như là huyết mạch của nền kinh tế đất nước, là nền tảng để phát triển các ngành
khác. Thực tế hiện nay lĩnh vực này rất cần những người kỹ sư có chuyên môn vững
vàng để có thể nắm bắt được công nghệ mới, hiện đại, để xây dựng các công trình
cầu, đường có chất lượng cao góp phần phát triển cơ sở hạ tầng đất nước.
Sau thời gian học tập ở trường bằng sự nỗ lực của bản thân cộng với sự chỉ
bảo tận tình của các thầy, cô giáo trong Trường Đại học Giao thông Vận tải nói
chung, các thầy, cô giáo trong khoa Công trình nói riêng đến nay em đã tích luỹ
được nhiều kiến thức bổ ích trang bị cho người kỹ sư.
Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự nỗ lực và học hỏi trong 5 năm học, là sự
đánh giá, tổng kết các kiến thức đã được học của mỗi sinh viên. Trong thời gian này
được sự giúp đỡ của các thầy, cô giáo trong bộ môn Cầu - Hầm, đặc biệt là sự giúp
đỡ của:
Giáo viên hướng dẫn:

Nguyễn Xuân Lam

Giáo viên đọc duyệt:

PGS.TS. Nguyễn Ngọc Long

Em đã hoàn thành nhiệm vụ của mình, thực hiện xong Đồ án thiết kế tốt

nghiệp.
Vì điều kiện thời gian và trình độ hạn chế nên tập đồ án tốt nghiệp này chắc
không tránh khỏi những thiếu sót.
Rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy, cô giáo và bạn đọc.
Xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, tháng 05 năm 2008
Sinh viên:

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
Nguyễn Văn Hiếu
Cầu – Đướng sắt K44

Nguyễn Văn Hiếu

Trang 1/247


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Lời nói đầu

HƯỚNG DẪN
..................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................

...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................

Nguyễn Văn Hiếu
Cầu – Đướng sắt K44

Trang 2/247


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Lời nói đầu

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................

..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................

Nguyễn Văn Hiếu
Cầu – Đướng sắt K44

Trang 3/247



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Lời nói đầu

MỤC LỤC
Trang
LỜI NÓI ĐẦU ...................................................................................................... 01
MỤC LỤC............................................................................................................. 04

PHẦN I: THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ
CHƯƠNG I: PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ I . .................................................... 09
I. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐÚC HẪNG ........................................ 09
II. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN .............................................. 09
2.1. Tiêu chuẩn thiết kế ................................................................................. 09
2.2. Sơ đồ kết cấu........................................................................................... 09
III. TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHỊP................................................................ 11
3.1. Tính toán cho phương án sơ bộ ............................................................. 11
3.2. Tính toán kết cấu nhịp………………………………… ........................ 11
IV. TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÊN DƯỚI .................................................... 28
4.1.Tính toán trụ cầu .................................................................................... 28
4.2. Tính toán mố cầu..................................................................................... 33
V. TÍNH TOÁN SỐ CỌC TRONG MÓNG................................................. 42
VI. DỰ KIẾN CÔNG TÁC THI CÔNG....................................................... 42
6.1. Thi công trụ ........................................................................................... 42
6.2. Thi công mố .......................................................................................... 43
6.3. Thi công kết cấu nhịp ............................................................................ 44
CHƯƠNG II: PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ II ................................................... 46
I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN ............................................... 46
1.1. Tiêu chuẩn thiết kế ................................................................................... 46

1.2. Bố trí chung phương án............................................................................ 46
1.3. Giới thiệu chung về kết cấu nhịp chính.................................................... 46
II. LỰA CHON CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA NHỊP CHÍNH...... 46
2.1. Đường cong trục vòm............................................................................... 46
2.2. Tải trọng tác động thường xuyên DC....................................................... 48
2.3. Thiết kế dầm chủ ...................................................................................... 51
2.4. Tính duyệt các bộ phận của kết cấu nhịp ................................................. 56
2.5. Tính lượng cốt thép và tính duyệt dầm chủ ............................................. 56
III. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ............................................................... 60
3.1. Cấu tạo trụ ................................................................................................ 60
3.2. Tải trọng tác dụng lên trụ ......................................................................... 60
3.3. Sức chịu tải của cọc.................................................................................. 62
IV. TÍNH TOÁN MỐ CẦU ........................................................................... 62
4.1. Kích thước thiết kế mố ............................................................................. 62
4.2. Tải trọng tác dụng lên mố ........................................................................ 63
4.3. Tính sức chịu tải của cọc.......................................................................... 63
4.4. Tính toán sơ bộ số cọc trong móng .......................................................... 63
4.5. Dự kiến công tác thi công......................................................................... 63
4.6. Thi công kết cấu nhịp chính ..................................................................... 64
Nguyễn Văn Hiếu
Cầu – Đướng sắt K44

Trang 4/247


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Lời nói đầu

CHƯƠNG III: PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ III ............................................... 66
I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN ................................................ 66

1.1. Sơ đồ bố trí chung của cầu ...................................................................... 66
1.2. Mô tả kết cấu phần trên ........................................................................... 66
1.3. Mô tả tóm tắt kết cấu phần dưới.............................................................. 68
1.4. Mặt cầu và công trình phụ ....................................................................... 68
1.5. Vật liệu chế tạo dàn ................................................................................. 68
II. NỘI DUNG TÍNH TOÁN.......................................................................... 69
2.1. Tĩnh tải của cầu ....................................................................................... 69
2.2. Tính hệ mặt cầu ....................................................................................... 71
2.3. Tính nội lực các thanh dàn chủ................................................................ 72
2.4. Kiểm toán nội lực các thanh dàn chủ, nội lực dầm dọc dầm ngang........ 77
III. TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÊN DƯỚI...................................................... 80
3.1. Tính toán trụ cầu...................................................................................... 80
3.2. Tính toán mố cầu ..................................................................................... 84
IV. DỰ KIẾN CÔNG TÁC THI CÔNG........................................................ 92
4.1. Thi công trụ ............................................................................................. 92
4.2. Thi công mố............................................................................................. 92
4.3. Thi công kết cấu nhịp .............................................................................. 93
CHƯƠNG V: SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN................................... 95
I. KHÁI NIỆM CHUNG ................................................................................. 95
II. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN ................................................................. 95
2.1. Phương án I............................................................................................... 95
2.2. Phương án II ............................................................................................ 96
2.3. Phương án III........................................................................................... 96
III. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ..................................................................... 97

PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG ........................................................ 98
I. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐÚC HẪNG........................................ 98
II. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN............................................... 99
2.1. Tiêu chuẩn thiết kế .................................................................................. 99

2.2. Sơ đồ kết cấu ........................................................................................... 99
CHƯƠNG II: TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC ................................. 102
I. PHÂN CHIA ĐỐT DẦM ............................................................................. 102
II. PHƯƠNG TRÌNH THAY ĐỔI CAO ĐỘ ĐÁY DẦM ............................ 102
2.1. Xác định phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm ................................ 103
2.2. Xác định cao độ mặt dầm chủ .................................................................. 103
2.3. Xác định các kích thước cơ bản của mặt cắt dầm… ……………………103
2.4. Tính toán đặc trưng hình học mặt cắt tiết diện ........................................ 104
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN NỘI LỰC CÁC GIAI ĐOẠN ........... 107
I. TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN I (DC).................................................................... 107
II. TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN II (DW)................................................................ 108
2.1. Tĩnh tải giai đoạn II.................................................................................. 108
Nguyễn Văn Hiếu
Cầu – Đướng sắt K44

Trang 5/247


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Lời nói đầu

2.2. Tổng hợp tĩnh tải giai đoạn II .................................................................. 109
III. CÁC SƠ ĐỒ VÀ NỘI DUNG TÍNH TOÁN ............................................. 109
3.1. Các sơ đồ tính toán .................................................................................. 109
3.2. Nội dung tính toán .................................................................................... 112
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP .................... 128
I. TÍNH LƯỢNG CỐT THÉP TRONG GĐ THI CÔNG........................... 128
1.1. Đặc trưng vật liệu .................................................................................... 128
1.2. Quy đổi mặt cắt........................................................................................ 128
1.3. Xác định sơ bộ số bó cốt thép trong gđ thi công ..................................... 129

CHƯƠNG V: KIỂM TOÁN KẾT CẤU NHỊP ..................................... 133
I. KIỂM TOÁN GIAI ĐOẠN I ...................................................................... 133
1.1. Đặc trưng hình học của mặt cắt tính đổi ................................................. 133
1.2. Tính mất mát ứng suất trong giai đoạn thi công ..................................... 135
1.3. Kiểm toán theo TTGH CĐ I tại mặt cắt 16-16........................................ 140
II. KIỂM TOÁN GIAI ĐOẠN II .................................................................. 145
2.1. Đặc trưng hình học của mặt cắt tính đổi ................................................. 146
2.2. Tính mất mát ứng suất trong giai đoạn khai thác.................................... 146
2.3. Kiểm toán theo TTGH CĐ I.................................................................... 152
CHƯƠNG VI: TÍNH BẢN MẶT CẦU .................................................... 159
I. CẤU TẠO BẢN MẶT CẦU....................................................................... 159
1.1. Sơ đồ tinhas toán bản mặt cầu................................................................. 159
1.2. Tĩnh tải giai đoạn II ................................................................................. 159
II. NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN .................................................................. 161
III. TÍNH TOÁN MÔ MEN TRONG BẢN MẶT CẦU ............................. 161
3.1. Tính toán mô men do các lực thành phần gây ra .................................... 161
3.2. Tổ hợp nội lực ......................................................................................... 164
IV. THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO BẢN MẶT CẦU................................... 166
V. KIỂM TOÁN THEO TTGH CĐ ............................................................ 167
CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ MỐ CẦU ..................................................... 168
I. GIỚI THIỆU CHUNG ................................................................................ 168
II. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MỐ ....................................................... 168
2.1. Các loại tải trọng tác dụng lên mố ........................................................... 168
2.2. Các mặt cắt càn kiểm toán với mố ........................................................... 168
2.3. Tĩnh tải kết cấu nhịp tính toán ................................................................. 169
2.4. Hoạt tải, tải trọng người và tải trọng khác ............................................... 170
2.5. Tính toán tĩnh tải mố ................................................................................ 174
2.6. Nội lực do áp lực đất ................................................................................ 176
III. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP TẠI CÁC MẶT CẮT ............. 179
3.1. Nguyên tắc tính và bố trí cốt thép ............................................................ 179

3.2. Kiểm toán mặt cắt I-I ............................................................................... 182
3.3. Kiểm toán mặt cắt II-II............................................................................. 186
3.4. Kiểm toán mặt cắt III-III .......................................................................... 189
3.5. Kiểm toán mặt cắt IV-IV.......................................................................... 192
IV. KIỂM TOÁN ĐÁY MÓNG ...................................................................... 195
4.1. Kiểm toán độ lệch tâm đáy móng ............................................................ 195
4.2. Kiểm toán ứng suất đáy móng ................................................................. 196
Nguyễn Văn Hiếu
Cầu – Đướng sắt K44

Trang 6/247


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Lời nói đầu

V. TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC TRONG MÓNG MỐ .......................... 196
5.1. Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu..................................................... 196
5.2. Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền ..................................................... 197
5.3. Tính số cọc trong móng ........................................................................... 198
CHƯƠNG VIII: THIẾT KẾ TRỤ CẦU ................................................. 200
I. GIỚI THIỆU CHUNG ............................................................................... 200
II. KẾT CẤU PHẦN TRÊN .......................................................................... 200
III. SỐ LIỆU TRỤ.......................................................................................... 200
IV. CÁC LOẠI TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ............................... 201
4.1. Tĩnh tải .................................................................................................... 201
4.2. Hoạt tải xe ............................................................................................... 203
4.3. Hoạt tải người đi bộ................................................................................. 203
4.4. Lực hãm xe .............................................................................................. 203
4.5. Lực ly tâm................................................................................................ 203

4.6. Tải trọng gió ............................................................................................ 203
4.7. Áp lực nước tĩnh...................................................................................... 207
V. KIỂM TOÁN ............................................................................................ 208
5.1. Kiểm toán mặt cắt đỉnh móng ............................................................... 208
5.2. Kiểm toán mặt cắt đáy móng................................................................. 216
VI. TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI............................. 220
6.1. Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu .................................................. 220
6.2. Tính số cọc trong móng......................................................................... 221
CHƯƠNG IX: TÍNH TOÁN THI CÔNG............................................... 222
I. TÍNH TOÁN MỞ RỘNG TRỤ ................................................................. 222
1.1. Tải trọng tác dụng.................................................................................. 222
1.2. Chọn tiết diện các thanh của kết cấu đà giáo mở rộng trụ .................... 223
1.3. Kiểm toán các thanh trong hệ đà giáo mở rộng trụ............................... 224
II. TÍNH TOÁN THANH NEO ĐỈNH TRỤ................................................ 225
III. TÍNH TOÁN VÒNG VÂY CỌC VÁN THÉP ...................................... 226
3.1. Tính chiều dày lớp BT bịt đáy............................................................... 226
IV. THIẾT KẾ VÁN KHUÂN THÉP........................................................... 226
4.1. Tính toán ván khuôn thép...................................................................... 226
4.2. Tính ván đáy.......................................................................................... 231
CHƯƠNG X: TỔ CHỨC THI CÔNG PA KỸ THUẬT .................... 232
I. THI CÔNG MỐ CẦU .................................................................................... 232
1.1. Cấu tạo mố gồm có.............................................................................................................232
1.2. Đề xuất phương án thi công mố M1...............................................................................232
1.3. Nội dung chi tiết của từng công việc ...............................................................................233
II. THI CÔNG TRỤ P3.................................................................................. 241
2.1. Các thông số kỹ thuật của trụ ............................................................................................241
2.2. Đề xuất phương án thi công..............................................................................................241
2.3. Phương án thi công chi tiết trụ P3 ......................................................... 242
III. THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP................................................................. 242
3.1. Thi công các khối đỉnh trụ P3 và P4 ..................................................... 243

3.2. Đúc hẵng cân bằng các khối.................................................................. 244
3.3. Đổ bê tông phần nhịp biên và hợp long nhịp biên ................................ 245
Nguyễn Văn Hiếu
Cầu – Đướng sắt K44

Trang 7/247