ĐỒ án THIẾT kế cầu bê TÔNG cốt THÉP đề tài THIẾT kế cầu dầm bê TÔNG cốt THÉP dự ỨNG lực, NHỊP GIẢN đơn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU
BÊ TƠNG CỐT THÉP
ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ CẦU DẦM BÊ TÔNG CỐT
THÉP DỰ ỨNG LỰC, NHỊP GIẢN ĐƠN
Ngành: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THƠNG
Chun ngành:XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG

Giáo viên hướng dẫn : T.s Mai Lựu
Sinh viên thực hiện : Thới Ngọc Hiệu
Mã số sinh viên

: 17H1090008

Lớp

: CD17CLCA

TP. Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2022

TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TƠNG

GVHD: T.S MAI LỰU

LỜI NĨI ĐẦU
Ngày nay, hạ tầng giao thông là nền tảng vật chất có vai trị đặc biệt quan trọng
trong q trình phát triển kinh tế – xã hội của đất nước. Hạ tầng giao thơng có hiện đại,
đồng bộ thì mới tạo đà cho nền kinh tế tăng trưởng, ổn định và bền vững. Bởi vậy, phát
triển hạ tầng giao thông là nhiệm vụ quan trọng của mỗi quốc gia nói chung và Việt
Nam chúng ta nói riêng. Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu đi lại của mỗi người lại
càng tăng cao, vì vậy việc sử dụng phương tiện đối với con người là vô cùng cần
thiết.Và ngàng Cầu- Đường là một trong những yếu tố có vai trị quan trọng trong việc
phát triển kinh tế, nhu cầu đi lại của chúng ta.
Sau thời gian hồn thành hai mơn học “ Kết cấu bê tông cốt thép” và “ Cầu bê
tông cốt thép” dưới sự hướng dẫn và chỉ dạy nhiệt tình của thầy Mai Lựu đã giúp cho
em hồn thành tốt hai mơn học trên và tích luỹ được vốn kiến thức để có thể đăng kí
được đồ án “ Cầu bê tông cốt thép” của thầy.
Với sự chỉ dạy tận tình và hướng dẫn chi tiết của Thầy, cùng với sự động viên cổ
vũ của gia đình, bạn bè và sự nổ lực của bản thân đã giúp em hoàn thành tốt đồ án này
đúng tiến độ. Do thời gian làm đồ án có hạn và trình độ cịn nhiều hạn chế nên khơng
thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các
thầy cô cũng như là của các bạn sinh viên để bài đồ án này hoàn thiện hơn nữa. Em xin
chân thành cảm ơn thầy Ts.Mai Lựu đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian qua.
Ngồi ra, đồ án này có tham khảo một số tài liệu:
- Tiêu chuẩn AASHTO LRFD 2012
- TCVN 11823-2017
- Sách Hướng dẫn Tính tốn cầu bê tơng cốt thép(Ts.Mai Lựu, Ths. Lê Hồng Lam)

- 22TCN 272-05
- Công ty Bê tông 620
- Công ty cáp VSL
- Cùng đồ án mẫu các anh/chị khoá trước.

i

TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG

GVHD: T.S MAI LỰU

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin gửi đến Viện đào tạo chất lượng cao SHAPE và đặc biệt là
các thầy các cơ khoa Cơng trình giao thơng nói chung, bộ mơn Cầu nói riêng lời cảm
ơn chân thành nhất. Nhờ có sự hỗ trợ kịp thời từ Viện SHAPE, cùng sự chỉ bảo, dạy dỗ
tận tình của các thầy cơ trong khoa, đã trang bị cho sinh viên chúng em những kiến
thức cần thiết cho hành trang từng bước tiến vào đời.
Em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến với thầy T.s Mai Lựu, thầy là một
người thầy vừa có tâm có tầm, nhiệt huyết với nghề nhà giáo, thầy đã tận tình giảng
dạy các kiến thức về chuyên môn cũng như kiến thức ngành nghề cho em, thầy cũng là
người trực tiếp hướng dẫn, tạo điều kiện tốt nhất để em có thể hồn thành được đồ án
này. Với những kiến thức, những chia sẻ, những kinh nghiệm quý báu mà thầy dành
cho chúng em, em xin cảm ơn thầy!
Ngoài ra, em xin gửi lời cảm ơn đến các anh chị, các bạn trong khoa, các bậc tiền
bối đi trước đã hỗ trợ, giúp đỡ, chia sẻ tài liệu, kiến thức để em hoàn thành tốt nhất đồ
án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Tp.Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 1 năm 2022
Sinh Viên
Thới Ngọc Hiệu

ii

TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG

GVHD: T.S MAI LỰU

Mục Lục
LỜI NÓI ĐẦU......................................................................................................I
LỜI CẢM ƠN.....................................................................................................II
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG.................................................................1
1.1 Giới thiệu........................................................................................................1
1.2 Số liệu thiết kế.................................................................................................1
1.3 Chọn thiết kế sơ bộ..........................................................................................1
1.4 Các loại vật liệu...............................................................................................2
1.4.1 Cốt thép dự ứng lực......................................................................................2
1.4.2 Vật liệu bê tông............................................................................................2

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ LAN CAN................................................................. 3
2.1 Số liệu tính tốn..............................................................................................3
2.2 Thơng số hình học lan của lan can..................................................................3
2.3 Thơng số hình học lan can tường....................................................................4
2.4 Thơng số hình học lan can cột, thanh..............................................................4
2.5 Tải trọng tác dụng...........................................................................................7
2.6 Sức kháng của thanh lan can (Mr)...................................................................7
2.7 Sức kháng uốn mối nối thanh lan can..............................................................8
2.8 Sức kháng của cột lan can (Pp)........................................................................8
2.9 Sức kháng của lan can tường...........................................................................9
2.9.1 Xác định khả năng chịu lực của tiết diện BTCT ngang được tính trên
một đơn vị chiều đứng lan can (MwH)..................................................................9

2.9.2 Xác định khả năng chịu lực của tiết diện BTCT được tính trên một đơn
vị chiều dài theo phương dọc cầu (Mc)................................................................ 10
2.10 Kiểm toán.................................................................................................... 13
2.10.1 Khi va vào giữa nhịp lan can.................................................................... 13
iii

TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG

GVHD: T.S MAI LỰU

2.10.2 Khi xe va vào cột lan can ............................
2.10.3 Kiểm tra khả năng chống trượt của lan can

2.10.4 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu .......

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU ....................................................
3.1

Số liệu thiết kế ...............................

3.2 Cấu tạo bản mặt cầu ........................................................................................
3.3

Nội lực trong bản hẫng ..................

3.3.1

Tải trọng tác dụng ...

3.3.2

Xác định moment ở t

3.4

Thiết kế cốt thép cho phần bản hẫn

3.5

Kiểm tra nứt cho bản hẫng ............

3.6

Thiết kế cốt thép cho bản mặt cầu .

3.6.1

Nội lực trong bản dầm

3.6.2

Nội lực do tĩnh tải ....

3.6.3

Nội lực do hoạt tải ...

3.6.4

Xét tính liên tục của

3.6.5

Thiết kế cốt thép cho

3.6.6

Thiết kế cốt thép cho

3.6.7

Kiểm tra nứt cho bản

3.6.8

Kiểm tra nứt cho bản

3.7

Cốt thép phân bố ............................

3.7.1

Cốt thép phân bố cho

3.7.2

Cốt thép phân bố cho

CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ DẦM NGANG .......................................................

4.1 Số liệu thiết kế: .............................

4.2 Xác định nội lực tác dụng lên dầm
iv

TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG

GVHD: T.S MAI LỰU

4.2.1 Phương dọc cầu:......................................................................................... 40
4.2.1.1 Áp lực tĩnh tải truyền lên dầm ngang:..................................................... 40
4.2.1.2 Áp lực hoạt tải lên dầm ngang:................................................................ 41
4.2.2 Phương ngang cầu:..................................................................................... 42
4.2.2.1 Giá trị đường ảnh hưởng phản lực gối:.................................................... 42
4.2.2.2 Nội lực tính tốn:..................................................................................... 44
4.3 Tính tốn cốt thép cho dầm ngang:................................................................ 68
4.3.1 Tính tốn cốt thép cho dầm ngang chịu moment âm:.................................68
4.3.2 Tính tốn cốt thép cho dầm chịu moment dương:......................................70
4.4 Kiểm tra nứt cho dầm ngang:........................................................................ 72
4.4.1 Kiểm tra nứt cho dầm ngang chịu moment âm:.......................................... 72
4.4.2 Kiểm tra nứt cho dầm ngang chịu moment dương...................................... 73
4.5 Tính cốt đai cho dầm ngang:......................................................................... 74

CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ DẦM CHÍNH......................................................... 76
5.1 Số liệu thiết kế............................................................................................... 76
5.1.1 Số liệu tính tốn.......................................................................................... 76
5.1.2 Chọn sơ bộ kích thước dầm chính:............................................................. 76
5.2 Xác định các tải trọng.................................................................................... 78
5.2.1 Trọng lượng bản thân dầm chủ................................................................... 78
5.2.2 Trọng lượng bản thân dầm ngang ( không kể mối nối ):............................. 79
5.2.3 Trọng lượng bản thân mối nối ướt:............................................................. 80
5.2.4 Tải trọng lớp phủ:....................................................................................... 81
5.2.5 Tải trọng lan can:........................................................................................ 81
5.2.6 Tổ hợp tĩnh tải lên dầm biên và dầm giữa:................................................. 82
5.3 Xác định moment do tĩnh tải tác dụng lên dầm:............................................ 82
5.3.2 Xác định lực cắt do tĩnh tải tác dụng lên dầm:............................................ 87
v

TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG

GVHD: T.S MAI LỰU

5.4 Nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm chủ...................................................... 92
5.4.1 Xác định hệ số phân bố ngang theo phương pháp dầm đơn........................92
5.4.1.1 Hệ số phân bố ngang cho dầm trong........................................................ 92
5.4.1.2 Hệ số phân bố ngang cho dầm biên:........................................................ 95
5.4.2 Nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm chủ................................................... 98
5.4.2.1 Moment do hoạt tải gây ra....................................................................... 98
5.4.3 Tổ hợp nội lực do hoạt tải gây ra..............................................................107
5.4.3.2 Moment do hoạt tải gây ra:....................................................................108

5.4.3.3 Lực cắt do hoạt tải tác dụng lên dầm chủ:.............................................109
5.5 Tổ hợp nội lực do tĩnh tải và hoạt tải tác dụng lên dầm chủ:.......................110
5.5.1 Moment do tĩnh tải và hoạt tải tác dụng lên dầm chủ:..............................110
5.6 Tính tốn và bố trí cáp dự ứng lực...............................................................112
5.6.1 Tính tốn sơ bộ cáp..................................................................................112
5.6.2 Bố trí cáp dự ứng lực:...............................................................................113
5.7 Xác định đặc trưng hình học và tính tốn mất mát ứng suất:.......................114
5.7.1 Đặc trưng hình học ( đã có cáp DUL):.....................................................114
5.7.1.1 Tính tốn trọng tâm của nhóm cáp dự ứng lực tại các mặt cắt:.............114
5.7.1.2 Tính tốn đặc trưng hình học của tiết diện tại các mặt cắt:....................115
5.7.2 Tính toán mất mát ứng suất......................................................................118
5.7.2.1 Mất mát ứng suất do nén đàn hồi fpES :..............................................118
5.7.2.2 Biến dạng co ngót của dầm từ lúc truyền lực đến lúc thi công xong
mối nối:.............................................................................................................119
5.7.2.3 Biến dạng co ngót của dầm từ lúc truyền lực cáp DƯL lên dầm đến
cuối thời kì khai thác.........................................................................................119
5.7.2.4 Biến dạng co ngót của dầm từ lúc thi cơng mối nối ước đến cuối thời
kì khai thác........................................................................................................120

vi

TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG

GVHD: T.S MAI LỰU

5.7.2.5 Biến dạng co ngót của mối nối từ lúc thi cơng mối nối ước đến cuối
thời kì khai thác.................................................................................................120

5.7.2.6 Hệ số từ biến của dầm từ lúc căng cáp đến lúc thi công mối nối...........120
5.7.2.7 Hệ số từ biến của dầm tính từ lúc truyền lực đến cuối thời kì khai thác
121
5.7.2.8 Hệ số từ biến của dầm tính từ lúc thi cơng mối nối đến cuối thời kì
khai thác............................................................................................................121
5.7.2.9 Hệ số từ biến của dầm từ lúc thi c đến cuối thời kì khai thác................122
5.7.2.10 Mất mát ứng suất do co ngót xảy ra trong giai đoạn 1 fpSR...............123
5.7.2.11 Mất mát ứng suất do từ biến xảy ra trong giai đoạn 1

fpCR...............123

5.7.2.12 Mất mát ứng suất do chùng nhão cáp xảy ra trong giai đoạn 1 fpR1...123
5.7.2.13 Mất mát ứng suất trong giai đoạn 2 ( từ lúc thi công mối nói đến cuối
thời kì khai thác):..............................................................................................124
5.7.2.14 Mất mát ứng suất do chùng nhão cáp xảy ra trong giai đoạn 2 fpR 2
125
5.7.2.15 Ứng suất gia tăng trong cáp dự ứng lực do co ngót của bản mặt cầu
fpSS...................................................................................................................125
5.7.2.16 Tổng mất mát ưng suất theo thời gian.................................................125
5.7.3 Mất mát ứng suất tổng cộng:....................................................................126
5.8 Kiểm toán:...................................................................................................126
5.8.1 Kiểm toán ứng suất trong cáp dự ứng lực:...............................................126
5.8.2 Kiểm toán trong giai đoạn truyền lực:......................................................126
5.8.3 Kiểm toán ở trạng thái giới hạn sử dụng:.................................................128
5.9 Kiểm toán ở trạng thái giới hạn cường độ:..................................................129
5.9.2 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu......................................................131
5.10 Kiểm toán lực cắt:.....................................................................................132
5.10.1 Giá trị nội lực tại mặt cắt I-I:..................................................................132
vii

TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG

GVHD: T.S MAI LỰU

5.10.2 Kiểm tra cốt thép dọc:............................................................................136

viii

TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG

GVHD: T.S MAI LỰU

Danh sách bảng
Bảng 2.1 Các Tham Số Thiết Kế Đường Ơ Tơ Cấp Tl-4......................................3
Bảng 3.1 Bảng Hệ Số Tải Trọng Và Hiệu Ứng Xung Kích................................ 22
Bảng 4.1 Các Giá Trị Để Tính Phản Lực Gối..................................................... 43
Bảng 4.2 Kết Quả Tính Giá Trị Đường Ảnh Hưởng Cách Ri............................. 43
Bảng 4.3 Bảng Tính Tung Độ Đường Ảnh Hưởng Momen Và Lực Cắt Của Dầm
Ngang.................................................................................................................. 44
Bảng 4.4 Tổ Hợp Nội Lực Cho M2+.................................................................. 51
Bảng 4.5 Tổ Hợp Nội Lực Cho M2-...................................................................52
Bảng 4.6 Tổ Hợp Nội Lực Cho V2..................................................................... 52
Bảng 4.7 Tổ Hợp Nội Lực Cho M2-3+.................................................................59
Bảng 4.8 Tổ Hợp Nội Lực Cho M2-3-..................................................................59

Bảng 4.9 Tổ Hợp Nội Lực Cho V2-3................................................................... 60
Bảng 4.10 Tổ Hợp Nội Lực Cho M3+ ................................................................ 67
Bảng 4.11 Tổng Hợp Nội Lực M3-......................................................................67
Bảng 4.12 Tổ Hợp Nội Lực Ch V3......................................................................68
Bảng 5.1 Kích Thước Sơ Bộ Dầm Chính ...........................................................77
Bảng 5.2 Tổ Hợp Tĩnh Tải Lên Dầm Biên Và Dầm Giữa Lúc Chưa Có Cáp.....82
Bảng 5.3 Bảng Tổng Hợp Giá Trị Mô Men Tại Mặt Cắt Iv-Iv........................... 85
Bảng 5.4 Bảng Tổng Hợp Giá Trị Mô Men Tại Mặt Cắt Iii-Iii...........................86
Bảng 5.5 Bảng Tổng Hợp Giá Trị Mô Men Tại Mặt Cắt Ii-Ii.............................86
Bảng 5.6 Bảng Tổng Hợp Giá Trị Mô Men Tại Mặt Cắt I-I............................... 87
ix

TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG

GVHD: T.S MAI LỰU

Bảng 5.7 Bảng Tổng Hợp Giá Trị Lực Cắt Tại Mặt Cắt Iv-Iv............................90
Bảng 5.8 Bảng Tổng Hợp Giá Trị Lực Cắt Tại Mặt Cắt Iii-Iii............................91
Bảng 5.9 Bảng Tổng Hợp Giá Trị Lực Cắt Tại Mặt Cắt Ii-Ii..............................91
Bảng 5.10 Bảng Tổng Hợp Giá Trị Lực Cắt Tại Mặt Cắt I-I..............................92
Bảng 5.11 Bảng Tổ Hợp Hệ Số Phân Bố Ngang.................................................98
Bảng 5.12 Bảng Tổng Hợp Giá Trị Momen Tại Mặt Cắt Iii-Iii........................ 101
Bảng 5.13 Bảng Tổng Hợp Giá Trị Momen Tại Mặt Cắt Ii-Ii.......................... 102
Bảng 5.14 Bảng Tổng Hợp Giá Trị Momen Tại Mặt Cắt I-I.............................103
Bảng 5.15 Bảng Tổng Hợp Giá Trị Momen Tại Các Mặt Cắt (Chưa Nhân Hệ
Số)..................................................................................................................... 103
Bảng 5.16 Bảng Tổng Hợp Giá Trị Lực Cắt Tại Mặt Cắt Iii-Iii........................104

Bảng 5.17 Bảng Tổng Hợp Giá Trị Lực Cắt Tại Mặt Cắt Ii-Ii..........................105
Bảng 5.18 Bảng Tổng Hợp Giá Trị Lực Cắt Tại Mặt Cắt I-I............................106
Bảng 5.19 Bảng Tổng Hợp Giá Trị Lực Cắt Tại Các Mặt Cắt (Chưa Nhân Hệ
Số)..................................................................................................................... 106
Bảng 5.20 Bảng Hệ Số Tải Trọng Và Hiệu Ứng Xung Kích............................ 108
Bảng 5.21 Bảng Tổng Hợp Moment Do Hoạt Tải Tác Dụng Lên Dầm Chủ ( Đã
Nhân Hệ Số ).....................................................................................................109
Bảng 5.22 Bảng Tổng Hợp Lực Cắt Do Hoạt Tải Tác Dụng Lên Dầm Chủ....110
Bảng 5.23 Bảng Tổng Hợp Mô Men Tại Các Mặt Cắt Gây Ra........................ 110
Bảng 5.24 Bảng Tổng Hợp Lực Cắt Tại Các Mặt Cắt Gây Ra......................... 111
Bảng 5.25 Momen Do Hoạt Tải Và Tĩnh Tải Ở Ttghsd 1.................................112
Bảng 5.26 Toạ Độ Cáp Trong Dầm...................................................................114
x

TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG

GVHD: T.S MAI LỰU

Bảng 5.27 Trọng Tâm Các Nhóm Cáp Dự Ứng Lực........................................ 115
Bảng 5.28 Đặc Trưng Hình Học Của Tiết Diện Dầm Biên Tại Các Mặt Cắt Ở
Giai Đoạn 1....................................................................................................... 117
Bảng 5.29 Đặc Trưng Hình Học Của Tiết Diện Dầm Tại Các Mặt Cắt Ở Giai
Đoạn 2 (Mối Nối)..............................................................................................117
Bảng 5.30 Tổng Hợp Biến Dạng Co Ngót Và Hệ Số Từ Biến..........................122
Bảng 5.31 Tổng Hợp Kiểm Toán Ứng Suất Trong Cáp Dul............................. 126
Bảng 5.32 Tổng Hợp Ứng Suất Thở Trên Và Dưới Của Dầm Biên Trong Giai
Đoạn Truyền Lực...............................................................................................127

Bảng 5.33 Tổng Hợp Ứng Suất Thớ Trên Và Thớ Dưới Của Dầm Biên Ở Trạng
Thái Giới Hạn Sử Dụng.................................................................................... 129
Bảng 5.34 Tổng Hợp Sức Kháng Uốn Của Bản Thân Tiết Diện......................131
Bảng 5.35 Tổng Hợp Moment Nứt Tại Các Mặt Cắt........................................132
Bảng 5.36 Tổng Hợp Ứng Suất Fpo Tại Các Mặt Cắt....................................... 135
Bảng 5.37 Xác Định Góc.................................................................................. 135
Bảng 5.38 Xác Định Khả Năng Chịu Cắt Vs....................................................135
Bảng 5.39 Xác Định Vs.....................................................................................136
Bảng 5.40 Kiểm Toán Cốt Thép Dọc Cho Các Mặt Cắt................................... 137

xi

TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG

GVHD: T.S MAI LỰU

Danh sách hình ảnh
Hình 2.1 Mơ Hình Lan Can Tường Cột Và Thanh Kết Hợp.................................4
Hình 2.2 Kích Thước Sơ Bộ Lan Can Tường....................................................... 4
Hình 2.3 Kích Thước Sơ Bộ Cột Lan Can............................................................ 5
Hình 2.4 Mặt Bằng Cột Lan Can...........................................................................6
Hình 2.5 Cấu Tạo Lan Can....................................................................................6
Hình 3.1 Trọng Lượng Bản Thân Lan Can Truyền Xuống Bản Mặt Cầu...........19
Hình 3.2 Sơ Đồ Tính Tốn Bản Mặt Cầu Trường Hợp Bản Hẫng......................21
Hình 3.3 Sơ Đồ Tính Cốt Thép Bản Hẫng..........................................................23
Hình 3.4 Sơ Đồ Tính Nội Lực Do Tĩnh Tải Gây Ra Trong Bản Dầm................27
Hình 3.5 Sơ Đồ Tính Nội Lực Do Hoạt Tải Gây Ra Khi Xếp Tải 1 Làn Xe......29

Hình 3.6 Sơ Đồ Tính Nội Lực Do Hoạt Tải Gây Ra Khi Xếp 2 Làn Xe............30
Hình 4.1 Sơ Đồ Xác Định Áp Lực Trên Phương Dọc Với Mạng Dầm Đơn Giản
40
Hình 4.2 Sơ Đồ Xác Định Áp Lực Trên Phương Dọc Cầu.................................41
Hình 4.3 Đường Ảnh Hưởng R1, R2, R3............................................................42
Hình 4.4 Tĩnh Tải Tác Dụng Lên Lên Đường Ảnh Hưởng M2,V2....................45
Hình 4.5 Hoạt Tải Xe Tác Dụng Lên Đường Ảnh Hưởng M2,V2......................48
Hình 4.6 Tải Trọng Làn Tác Dụng Lên Đường Ảnh Hưởng M2,V2..................50
Hình 4.7 Tĩnh Tải Tác Dụng Lên Lên Đường Ảnh Hưởng M2-3,V2-3..............53
Hình 4.8 Hoạt Tải Xe Tác Dụng Lên Đường Ảnh Hưởng M2-3,V2-3...............56
Hình 4.9 Tải Trọng Làn Tác Dụng Lên Đường Ảnh Hưởng M2-3,V2-3............58
xii

TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TƠNG

GVHD: T.S MAI LỰU

Hình 4.10 Tĩnh Tải Tác Dụng Lên Lên Đường Ảnh Hưởng M3,V3..................61
Hình 4.11 Hoạt Tải Xe Tác Dụng Lên Đường Ảnh Hưởng M3,V3....................64
Hình 4.12 Tải Trọng Làn Tác Dụng Lên Đường Ảnh Hưởng M3,V3................66
Hình 5.1 Kích Thước Sơ Bộ Dầm Chủ............................................................... 76
Hình 5.2 Đoạn Mở Rộng Đầu Dầm.....................................................................77
Hình 5.3 Đường Ảnh Hưởng Moment Mặt Cắt Iv-Iv......................................... 82
Hình 5.4 Tiết Diện Đã Qui Đổi........................................................................... 93
Hình 5.5 Hệ Số Phân Bố Ngang Phương Pháp Địn Bẩy....................................96
Hình 5.6 Đường Ảnh Hưởng Phương Pháp Nén Lệch Tâm............................... 97
Hình 5.7 Đường Ảnh Hưởng Moment Lực Cắt M/C Iv-Iv.................................99

Hình 5.8 Đường Ảnh Hưởng Moment M/C Iii-Iii............................................ 101
Hình 5.9 Đường Ảnh Hưởng Moment M/C Ii-Ii...............................................102
Hình 5.10 Đường Ảnh Hưởng Moment M/C I-I...............................................103
Hình 5.11 Đường Ảnh Hưởng Lực Cắt M/C Iii-Iii...........................................104
Hình 5.12 Đường Ảnh Hưởng Lực Cắt M/C Ii-Ii.............................................105
Hình 5.13 Đường Ảnh Hưởng Lực Cắt M/C I-I............................................... 106
Hình 5.14 Bố Trí Cáp Dự Ứng Lực Theo Phương Dọc.................................... 114
Hình 5.15 Bố Trí Cáp Dứl Tại 4 Mặt Cắt..........................................................114

xiii

TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG

GVHD: T.S MAI LỰU

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Giới thiệu
Thiết kế cầu dầm BTCT DUL, nhịp giản đơn, tiết diện T căng trước
Quy mô xây dựng: Cầu vĩnh cửu
Tiêu chuẩn thiết kế: Tiêu chuẩn TCVN 11823:2017
Hoạt tải thiết kế: HL 93
1.2 Số liệu thiết kế
- Tiết diện dầm chủ: T- căng trước.
- Chiều dài toàn dầm (L): 25000mm.
- Chiều dài tính tốn (Ltt): 24400mm
- Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối (a): 300mm( vì L=25000mm >
24000mm)

- Khổ cầu:
+

Bề rộng xe chạy (B): 7500mm.

+

Bề rộng lan can: 2 x 500mm

+

Bề rộng lề bộ hành (K): 0mm.

+

Bề rộng toàn cầu: 8500mm

- Cáp dự ứng lực loại: 15,2mm.
- Bê tơng:
+ Cấp bê tơng dầm chính

: 45MPa.

+

Cấp bê tông mối nối: 35 Mpa

+

Cấp bê tông Lan can, lề bộ hành: 28MPa

1.3 Chọn thiết kế sơ bộ
- Dầm chính :
+

Số lượng dầm : 5 dầm

+

Khoảng cách các dầm : S= 1800 mm

+

Chiều cao dầm : h =1250 mm

THỚI NGỌC HIỆU

Trang 1

MSSV: 17H1090008


TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG

GVHD: T.S MAI LỰU

- Bản mặt cầu :

+

Chiều dày bản mặt cầu : hf = 180 mm

+

Chiểu dài đoạn công xôn: Lc = 650 mm

+

Bản mặt cầu: Tính theo bản dầm, làm việc theo phương ngang cầu.

+

Mối nối ướt: 500mm

- Dầm ngang:
+

Số dầm ngang: 6 dầm.

+

Khoảng cách: L1 = 4700mm (hai đầu); L2 = 5000(mm)(giữa nhịp).

+

Chiều cao dầm ngang: h = 830(mm).

+

Bề rộng dầm ngang: b = 200 (mm).

- Lan can: khoảng cách giữa 2 cột lan can 1900 mm
1.4 Các loại vật liệu
1.4.1 Cốt thép dự ứng lực
Sử dụng tao thép 15,2mm thép có độ chùng dão thấp theo phụ lục của nhà sản
xuất VSL
- Diện tích một tao cáp: Aps = 143, 3mm2
- Cường độ kéo danh tịnh của cáp: DUL: f pu = 1744, 59 Mpa.
- Giới hạn chảy của thép DUL: f py = 0, 9 f pu = 0, 9

1744, 59 = 1570,131

Mpa

- Mô đun đàn hồi của thép: DUL: Es = 200000 Mpa
- Ứng suất trong thép khi kích: f pj = 0,8 f pu = 0,8 1744, 59 = 1 308, 443 Mpa

1.4.2 Vật liệu bê tông
-5

3

- Khối lượng riêng của bê tơng: γc = 2,5×10 N/mm .

THỚI NGỌC HIỆU

Trang 2

MSSV: 17H1090008


TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG

GVHD: T.S MAI LỰU

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ LAN CAN
2.1 Số liệu tính tốn
- Loại lan can: lan can đường ô tô loại tường, cột và thanh kết hợp.
- Các tham số của lan can: chọn cấp lan can TL-4.
Bảng 2.1 Các tham số thiết kế đường ô tô cấp TL-4

Các tham số thiết kế
Ft ngang
FL dọc
Fv thẳng đứng, hướng xuống
Lt và LL
Lv
He (min)
H chiều cao nhỏ nhất của lan can

Lực Fv và FL không gây nguy hiểm cho lan can ở các cầu thông thường nên chỉ
xét tải trọng Ft.
- Khoảng cách giữa các cột lan can: L = 1900(mm).
- Thép thanh và cột lan can sử dụng loại M270 có y = 250(MPa).
- Thép cho tường lan can: AII có y = 250 (MPa).

- Bê tông tường lan can cấp 28.
-6

3

- Tỷ trọng bê tơng cốt thép: s = 78,5×10 (N/mm ).
2.2 Thơng số hình học lan của lan can
Sử dụng lan can loại tường, thanh và cột kết hợp

THỚI NGỌC HIỆU

Trang 3

MSSV: 17H1090008

TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TƠNG

GVHD: T.S MAI LỰU

Hình 2.1 Mơ hình lan can tường cột và thanh kết hợp

2.3 Thơng số hình học lan can tường
Chiều cao phần bê tơng lan can tường: 700mm
Tổng diện tích lan can:
Alc =250 700+

1

250+140 250=241250 (mm2

250

2

Chiều dày trung bình lan can: btb =

241250

)

700 = 344,64(mm)

Hình 2.2 Kích thước sơ bộ lan can tường

2.4 Thơng số hình học lan can cột, thanh
Khoảng cách giữa hai cột lan can (L): 1900(mm)
THỚI NGỌC HIỆU

Trang 4

MSSV: 17H1090008

TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TƠNG

GVHD: T.S MAI LỰU

Đường kính ngồi ống lan can (Dthanh): 80(mm)
Đường kính trong ống lan can(dthanh): 70(mm)
Đường kính ngồi ống mối nối thanh lan can (Dmn): 95(mm)
Đường kính trong ống mối nối thanh lan can (dmn): 85(mm)
Thơng số hình học cột lan can:
a: 10(mm)
b: 180(mm)
c: 200(mm)
d: 10(mm)
e: 200(mm)

Hình 2.3 Kích thước sơ bộ Cột lan can

THỚI NGỌC HIỆU

Trang 5

MSSV: 17H1090008

TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TƠNG

GVHD: T.S MAI LỰU

Hình 2.4 Mặt bằng Cột lan can

a)
Hình 2.5 Cấu tạo Lan can
a)

Kích thước tổng thể Lan can; b)Bố trí cốt thép lan can tường

Hệ số điều chỉnh tải trọng: η = ηI ×ηD ×ηR 0,95
Hệ số xét mức độ quan trọng của cơng trình: ηI = 1,05: Đối với cầu quan trọng
Hệ số xét đến tính chất dẻo của vật liệu: ηD = 0,95: Đối với các bộ phận liên kết
dẻo
THỚI NGỌC HIỆU

Trang 6

MSSV: 17H1090008

TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG

GVHD: T.S MAI LỰU

Hệ số xét đến mức độ dư thừa liên kết: ηR = 1,05 – Đối với bộ phận dư thừa
Vậy: η = ηI ×ηD ×ηR = 1,05

0,95

1,05 =1,047

2.5 Tải trọng tác dụng
Tĩnh tải tác dụng do trọng lượng thanh lan can:

g

=

π× D 2 -d 2

(

)

γs =

(

80 2 − 702

)

7,85 10−5 = 0,092(N/mm)

44
Momen do tĩnh tải thanh lan can ở TTGH cường độ 1:

MDC= γ
u

DC

Momen do hoạt tải phân bố đều (W) gây ra tại TTGH cường độ 1:

MW = γ

×η×W

u

LL

Momen do hoạt tải tập trung (P) gây ra tại TTGH cường độ 1:
MPu = γLL ×η×P×

L
4 =1,75

1,047890

1900
4 = 774583,69(N.mm)

Tổng momen tác dụng tại TTGH cường độ 1:
MDCu +MuW

Mu =

2

+ MuW

2

+MuP

54332,76 + 305917,04 2 + 305917,042 + 774582,69

=
=

1247198,91(N.mm)

Xét tính liên tục của lan can, ta nhân hệ số điều chỉnh nội lực:
- Momen ở vị trí giữa nhịp ở TTGH cường độ 1:
Mmu = 0,5×Mu =0,5 1247198,91 = 623599, 46(N.mm)
- Momen ở vị trí gối ở TTGH cường độ 1:
Mbu = 0,7×Mu =0,7 1247198,91 = 873039, 24(N.mm)
2.6 Sức kháng của thanh lan can (Mr)

Điều kiện:

φ .M
f

THỚI NGỌC HIỆU

n

M
u

Trang 7

MSSV: 17H1090008


TIEU LUAN MOI download :


ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BÊ TƠNG

GVHD: T.S MAI LỰU

Trong đó:
Hệ số sức kháng đối với uốn (φf): 1
- Momen tĩnh của tiết diện:

π

S=

×D3× 1-

32
- Sức kháng uốn danh định:
M n =S×Fy =20800, 76 250 = 5200190, 50(N.mm)

- Kiểm tra:

Mr = φf ×Mn =15200190,50 = 5200190,50(Nmm) Mu = 873039,24(N.mm)

Kết luận: Thỏa
2.7 Sức kháng uốn mối nối thanh lan can
- Momen tĩnh của tiết diện:

π

S=

×D3× 1-

32
- Momen kháng uốn danh định:
Mn =S×Fy =30227,47

250 = 7556867,50(N.mm)

- Kiểm tra:

Mr = φf ×Mn =1 7556867,50 = 7556867,50(N.mm) Mu = 873039,24(Nmm)
Kết luận: Thỏa
2.8 Sức kháng của cột lan can (Pp)
- Diện tích cột lan can:

A = 2 a e + b d = 2×10×200+180×10 = 5800(mm)
- Momen quán tính:

THỚI NGỌC HIỆU

Trang 8

MSSV: 17H1090008