Đề tài thiết kế công trình cầu vĩnh cửu bê tông cốt thép dự ứng lực - Dầm hộp ứng suất trước

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 1


LỜI CẢM ƠN !!!



Lời đầu tiên của em trong Đồ án này em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Đốc
cùng tất cả các thầy cô của Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải TP. Hồ Chí
Minh đã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành chương trình học.
Sau năm năm học tập và hơn 2 tháng làm Đồ án tốt nghiệp, được sự tận tình
giúp đỡ của Giáo viên hướng dẫn và sự nổ lực của bản thân em đã hoàn thành
Đồ án tốt nghiệp này.
Em xin được gởi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến Thầy Mai Lựu,cùng với các
thầy cô trong Bộ môn Cầu Đường đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành Đồ án tốt
nghiệp trong thời hạn được giao.
Cuối cùng em xin cám ơn đến những người thân trong gia đình và Bạn bè
đã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ Đồ án tốt nghiệp.
Tuy nhiên, kiến thức thực tế còn nhiều hạn chế, chắc chắn rằng Đồ án tốt
nghiệp này không tránh khỏi những sai sót, rất mong được sự góp ý, phê bình
chỉ dẫn của Giáo viên hướng dẫn và Giáo viên phản biện để em có thêm kinh
nghiệm cho công tác sau này.
Em xin kính chúc Thầy Mai Lựu cùng các thầy giáo ,cô giáo Khoa Công Trình
, Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải TP. Hồ Chí Minh nhiều sức khoẻ, đạt
được nhiều thành công trong sự nghiệp cao quý của mình .

Em xin chân thành cám ơn !

TP.Hồ Chí Minh ,ngày ………tháng ………năm ………

Sinh viên :
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN





















TP.Hồ Chí Minh ,ngày ………tháng ………năm ………

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 3


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN





















TP.Hồ Chí Minh ,ngày ………tháng ………năm ………

GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 4

MỤC LỤC

CHƯƠNG I:
ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THỦY VĂN 12
I.1 Đòa hình: 12
I.2 Đòa chất: 12
I.3 Khí hậu: 14
I.4 Đặc trưng thủy văn: 14
CHƯƠNG II:
THIẾT KẾ SƠ BỘ

PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ I:
CẦU DẦM HỘP ỨNG SUẤT TRƯỚC THI CÔNG ĐÚC HẪNG CÂN
BẰNG
II.1.1 Yêu cầu thiết kế 15
II.1.2 Chọn sơ đồ kết cấu nhòp 15
II.1.3 Các đặc trưng vật liệu sử dụng: 16
II.1.4 Xác đònh phương trình đường cong đáy dầm hộp : 17
II.1.5 Tính các đặc trưng hình học của tiết diện : 17
II.1.5.1 Đặc trưng hình học của tiết diện nguyên : 17
II.1.5.2 Đặc trưng hình học tiết diện nguyên có xét đến giảm yếu do

ống gen của cáp 18
II.1.6 Tính nội lực trong giai đoạn thi công : 29
II.1.7 Tính mất mát ứng suất 32
II.1.8 Kiểm toán giai đoạn thi công 38
PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ II :
CẦU VÒM ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 5

II.2.1 Yêu cầu thiết kế 42
II.2.2 Chọn sơ đồ kết cấu nhòp 42
II.2.2.1 Mặt cắt ngang các cấu kiện: 43
II.2.2.2 Thanh giằng ngang vòm chính 45
II.2.2.3 Dầm dọc 46
II.2.2.4 Dầm ngang dự ứng lực 48
II.2.2.5 Dầm T bản mặt cầu 48
II.2.3 Các đặc trưng về vật liệu 50
II.2.3.1 Thép kết cấu 50
II.2.3.2 Bêtông 50
II.2.4 Tổ hợp nội lực cho các cấu kiện 50
II.2.4.1 Tổ hợp nội lực cho bản mặt cầu 50
II.2.4.2 Tổ hơp nội lực cho dầm dọc biên 54
II.2.4.3 Tổ hợp nội lực cho dầm T bản mặt cầu 58
II.2.4.4 Tính toán sườn vòm ống thép nhồi bêtông 80
II.3 SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU
II.3.1 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ KĨ THUẬT: 94
II.3.1.1 Phương án 1 94
II.3.1.2 Phương án 2 94
II.3.2 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN VỀ KINH TẾ 96

II.3.2.1 Cầu đúc hẫng 96
II.3.2.2 Cầu ống thép nhồi bê tông 96
II.3.3 Lựa chọn phương án: 96
CHƯƠNG III:
LAN CAN - LỀ BỘ HÀNH
III.1 Lan can: 98
III.1.1 Thanh lan can: 98
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 6

III.1.1.1 Tải trong tác dụng lên thanh lan can: 98
III.1.1.2 Nội lực của thanh lan can: 98
III.1.1.3 Kiểm tra khả năng chòu lực của thanh lan can: 99
III.1.2 Cột lan can 100
III.1.2.1 Kiểm tra khả năng chòu lực của cột lan can: 100
III.1.2.2 Kiểm tra độ mảnh của cột lan can: 101
III.2 Lề bộ hành: 102
III.2.1 Tính nội lực: 102
III.2.2 Tính cốt thép 102
III.2.3 Kiểm toán ở trạng thái giới hạn sử dụng: (kiểm tra nứt) 103
III.3 Bó vỉa: 104
CHƯƠNG IV:
TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU
IV.1 Tải trọng tác dụng 110
IV.1.1 Tónh tải 110
IV.1.2 Hoạt tải 113
IV.1.2.1 Tải trọng người 113
IV.1.2.2 Hoạt tải HL93 : 114
IV.2 Tổ hợp nội lực : 124

IV.3 Thiết kế cốt thép 125
IV.3.1 Thiết kế cốt thép chòu momen âm 125
IV.3.2 Thiết kế cốt thép chòu momen dương 126
IV.4 Kiểm toán ở trạng thái giới hạn sử dụng 127
IV.4.1 Đối với momen âm : 127
IV.4.2 Đối với momen dương : 128
CHƯƠNG V: THIẾT KẾ KẾT CẤU NHỊP
V.1 Chọn các thông số kết cấu nhòp : 130
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 7

V.2 Các thông số về vật liệu: 131
V.2.1 Bêtông. 131
V.2.2 Cốt thép thường. 131
V.2.3 Cáp dự ứng lực. (5.4.4) 131
V.2.4 Thanh neo dự ứng lực.(5.4.4) 132
V.2.5 Xe đúc. 132
V.3 Tiến độ thi công. 132
V.4 Trình tự thi công 133
V.5 Bố trí cáp dự ứng lực 135
V.6 Tính các đặc trưng hình học của tiết diện : 135
V.7 Tính nội lực trong giai đoạn thi công : 154
V.8 Tính mất mát ứng suất : 159
V.8.1 Mất mát ứng suất do ma sát : 159
V.8.2 Mất mát ứng suất do tụt neo : 162
V.8.3 Mất mát ứng suất do nén đàn hồi : 164
V.8.4 Mất mát ứng suất do từ biến : 172
V.8.5 Mất mát ứng suất do co ngót : 174
V.8.6 Mất mát ứng suất do cáp tự chùng : 176

V.9 Kiểm toán giai đoạn thi công 178
V.9.1 Kiểm tra ứng suất trong giai đoạn thi công đúc hẫng cân bằng : 178
V.9.2 Kiểm tra ứng suất trong giai đoạn thi công đúc đốt HLB (chưa kéo
cáp HLB) : 184
V.9.3 Kiểm tra trong giai đoạn tháo ván khuôn đoạn đúc trên đà giáo 186
V.9.3.1 Nội lực 188
V.9.3.2 Tính mất mát ứng suất trong cáp chòu momen dương : 189
V.9.3.3 Kiểm toán 193
V.9.4 Kiểm tra trong giai đoạn hợp long nhòp giữa (chưa kéo cáp HLG)
195
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 8

V.9.4.1 Nội lực 195
V.9.4.2 Mất mát ứng suất cho cáp HLG 195
V.9.4.3 Kiểm toán 197
V.9.5 Kiểm tra trong giai đoạn hợp long nhòp giữa ( dỡ xe đúc, tải trọng
thi công ) 199
V.9.6 Kiểm tra ổn đònh lật cánh hẫng 202
V.9.7 Kiểm tra giai đoạn khai thác 204
V.9.7.1 Nội lực 204
V.9.7.2 Tính mất mát ứng suất 209
V.9.7.3 Sự phân phối lại nội lực do từ biến 213
V.9.7.4 Nội lực do lún gối tựa (SE) 217
V.9.7.5 Nội lực do chênh lệch nhiệt độ 218
V.9.7.6 Nội lực do co ngót 221
V.9.7.7 Tổ hợp tải trọng 221
CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN ĐỘ VỒNG VÁN KHUÔN
VI.1 Biến dạng trong giai đoạn đúc hẫng 245

VI.1.1 Phương pháp tính toán biến dạng 245
VI.1.2 Biến dạng đàn hồi do tải trọng bản thân các đốt đúc hẫng 247
VI.1.3 Biến dạng đàn hồi do tải trọng thi công trên các đốt đúc hẫng
252
VI.1.4 Biến dạng đàn hồi do cáp dự ứng lực trên các đốt đúc hẫng 255
VI.2 Biến dạng trong giai đoạn hợp long biên 257
VI.2.1 Biến dạng do tải trọng bản thân đoạn đà giáo cố đònh : 257
VI.2.2 Biến dạng do cáp dự ứng lực hợp long biên : 259
VI.3 Biến dạng trong giai đoạn hợp long giữa 261
VI.3.1 Biến dạng trong giai đoạn hợp long giữa (chưa kéo cáp hợp long
giữa) 261
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 9

VI.3.2 Biến dạng trong giai đoạn hợp long giữa(đã kéo cáp hợp long
giữa) 262
VI.4 Biến dạng do tónh tải giai đoạn 2 264
VI.5 Biến dạng do xe đúc 265
VI.5.1 Biến dạng đàn hồi do xe đúc 265
VI.6 Độ vồng ván khuôn 271
CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ TRỤ CẦU
VII.1 Giới thiệu chung 272
VII.1.1 Kích thước hình học trụ 272
VII.1.2 Các thông số thủy văn 272
VII.1.3 Vật liệu sử dụng 273
VII.2 Các tải trọng tác dụng lên trụ và nội lực 273
VII.2.1 Tónh tải 273
VII.2.1.1 Kết cấu phần trên 273
VII.2.1.2 Kết cấu phần dưới 274

VII.2.2 Tải trọng gió 274
VII.2.2.1 Tải trọng gió tác dụng lên công trình 274
VII.2.2.2 Tải trọng gió tác dụng lên hoạt tải 276
VII.2.3 Tải trọng nước 277
VII.2.3.1 p lực nước tónh 277
VII.2.3.2 p lực nước đẩy nổi 277
VII.2.3.3 p lực dòng chảy 278
VII.2.4 Lực va tàu vào trụ 278
VII.2.5 Hoạt tải 279
VII.2.6 Tải trọng người đi bộ. 281
VII.2.7 Lực hãm xe 281
VII.3 Bảng tổ hợp nội lực ứng với các trạng thái giới hạn. 282
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 10

VII.3.1 Đối với mặt cắt đỉnh bệ 282
VII.3.2 Đối với mặt cắt đáy bệ. 284
VII.4 Kiểm toán các mặt cắt tru ï 286
VII.4.1 Đặt trưng hình học của các mặt cắt 286
VII.4.2 Kiểm toán đối với mặt cắt thân trụ tại đỉnh bệ 287
VII.4.2.1 Kiểm tra khả năng chòu nén của thân trụ 287
VII.4.2.2 Kiểm tra khả năng chòu cắt của thân trụ 292
VII.4.2.3 Kiểm tra khả năng chòu nứt của thân trụ 294
VII.5 Tính toán lựa chọn gối cầu 298
CHƯƠNG VIII: TÍNH TOÁN CỌC KHOAN NHỒI
VIII.1 Đòa chất khu vực 299
VIII.2 Lựa chọn các thông số cơ bản của cọc 299
VIII.3 Tính toán sức chòu tải của cọc theo vật liệu 299
VIII.4 Tính toán sức chòu tải của cọc theo đất nền 299

VIII.4.1 Tính sức kháng đơn vò của thân cọc q
s
(MPa) 300
VIII.4.2 Tính sức kháng đơn vò của mũi cọc q
p
(MPa) 301
VIII.4.3 Tổng hợp sức kháng của cọc

(N) 302
VIII.4.4 Tính toán số lượng cọc. 302
VIII.5 Xác đònh nội lực đầu cọc và chuyển vò đài cọc 303
VIII.6 Kiểm toán cọc 314
VIII.6.1 Kiểm tra sức chòu tải của cọc. 314
VIII.6.2 Kiểm tra chuyển vò đỉnh trụ : 314
VIII.6.3 Kiểm toán cường độ nền đất tại vò trí mũi cọc 315
VIII.6.3.1 Xác đònh kích thước khối móng qui ước 315
VIII.6.3.2 Xác đònh khả năng chòu tải của đất nền dưới mũi cọc 316
VIII.6.3.3 Xác đònh ứng suất dưới đáy khối móng qui ước. 317
VIII.6.3.4 Kiểm toán ứng suất dưới đáy móng. 318
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 11

VIII.6.4 Kiểm tra độ lún của cọc. 319
VIII.7 Thiết kế cốt thép cho đài cọc 321
VIII.7.1 Theo phương ngang cầu: 321
VIII.7.1.1 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa 322
VIII.7.1.2 Kiểm tra khả năng chòu nứt của tiết diện 322
VIII.7.2 Theo phương dọc cầu: 324
VIII.7.2.1 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa 325

VIII.7.2.2 Kiểm tra khả năng chòu nứt của tiết diện 326
VIII.8 Kiểm tra chọc thủng đài cọc 328
VIII.9 Tính toán chiều dày lớp bê tông bòt đáy 329
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 12


CHƯƠNG I:
ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THỦY VĂN
I.1 Đòa hình:
+ Đòa hình khu vực xây dựng cầu khá thấp và bằng phẳng, cao độ bình quân
khoảng từ +0.0 đến +1.0, bò chia cắt khá mạnh bởi hệ thống các ao hồ, kênh
rạch nhỏ và các vuông nuôi tôm.
+ Khu vực cầu bờ phía Cà Mau có một số nhà dân nằm gần bờ sông Ông Đốc
và đường hiện hữu, qui mô nhà chủ yếu là nhà tạm, cấp 4, có một vài nhà
vừa xây dựng.
+ Dọc bờ sông phía Cà Mau có đường bằng đất đắp vừa thi công năm 2003, chủ
yếu lấy từ đất đào cải tạo sông Đốc, chiều rộng đường khoảng 12m. Dọc theo
đường này còn có đường điện trung – hạ thế. Đường điện này cần di dời để
xây dựng cầu.
+ Tuyến sông Ông Đốc bắt đầu từ sông Cái Tàu, nối với sông Tắc Thủ ra cửa
sông Ông Đốc, đây là tuyến sông cấp II và III thuộc Trung ương quản lý.
Thượng nguồn bờ Tây sông Đốc là Cụm công nghiệp Khí – Điện – Đạm Cà
Mau. Sông Ông Đốc chỉ qua huyện U Minh và Thới Bình một đoạn ngắn, còn
lại phần lớn qua huyện Trần Văn Thời rồi ra biển Tây bằng cửa sông Đốc.
+ Chiều rộng mặt sông Đốc khu vực xây dựng cầu khoảng 110m; cao độ đáy
sông -5.0m. Đây là tuyến sông chính nên mật độ thông thuyền rất cao.
 Một số nhận xét có liên quan tới việc lựa chọn kết cấu và thi công công trình:
+ Cần lưu ý lựa chọn loại hình kết cấu nhòp, trụ cũng như biện pháp tổ chức thi

công gây ảnh hưởng bất lợi ít nhất cho giao thông đường thủy tại đây.
+ Có thể bố trí công trường trên bờ, 2 bên đầu cầu.
+ Việc vận chuyển vật tư, thiết bò thi công đến công trường thực hiện bằng
đường thủy.
I.2 Đòa chất:
+ Trên cơ sở tài liệu khảo sát đòa chất công trình ngoài thực đòa có thể phân đòa
tầng từ trên xuống dưới như sau :
- Lớp 1 : đất sét hữu cơ, màu xám đen, trạng thái rất mềm.
- Lớp 2 : đất sét lẫn ít cát, màu xám nâu, trạng thái rất rắn
- Lớp 3 : đất sét pha cát, màu vàng nâu, trạng thái rất rắn.
- Lớp 4 : đất sét màu xám đen, trạng thái rất rắn
- Lớp 5 : cát trung lẫn bột, sỏi sạn, màu xám vàng, trạng thái rất chặt
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 13


Bảng tra các tính chất cơ lý của đất :


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 14

I.3 Khí hậu:
+ Khu vực dự án thuộc vùng đồng bằng châu thổ sông Cửu Long nên khí hậu
khu vực này mang đầy đủ những nét chung của khí hậu vùng. Nhiệt độ trung
bình năm hầu hết các nơi vào khoảng 24
0
÷ 27

0
C và quanh năm không có
tháng nào nhiệt độ trung bình xuống dưới 20
0
C.
+ Một đặc điểm nữa là sự phân hoá theo mùa rất sâu sắc trong chế độ mưa ẩm
hoàn toàn phù hợp với mùa gió. Hàng năm nửa năm mưa ẩm, trùng với gió
mùa hạ, nửa năm khô hạn, trùng với gió mùa đông.
+ Trong mùa mưa, lượng mưa chiếm 90% lượng mưa toàn năm, lượng mưa mùa
khô chỉ bằng 10% lượng mưa toàn năm, số ngày mưa mùa khô có tháng chỉ
tới 2–3 ngày. Lượng mưa các tháng mùa mưa thường chênh lệch với giá trò
trung bình nhiều năm trong phạm vi ±110mm.
+ Đặc biệt ở đây hầu như không có bão to, hàng chục năm mới gặp 1÷2 cơn
bão yếu. Theo số liệu thống kê, trong suốt thời kì 55 năm quan sát chỉ có 7
cơn bão đổ bộ trực tiếp vào ven biển Nam bộ. Đáng chú ý là nếu có bão thì
cũng xảy ra muộn, chủ yếu là trong tháng XI và XII. Ngoài tháng IV, tháng V
đầu mùa hạ cũng chỉ có gặp bão (2 cơn trong 7 cơn).
+ Bão ở vùng châu thổ có sức gió yếu và cũng gây ra mưa nhưng cường độ nhỏ.
Đối với vùng Châu thổ sông Cửu Long thì một trong những tác hại của bão là
nạn nước dâng. Nước biển dâng cao khi có bão, tràn trên khắp vùng đồng
bằng, có chỗ trũng sâu tới 2÷3m. Hiện tượng thời tiết đang chú ý ở Nam Bộ
nói chung và vùng Châu thổ nói riêng là dông. Nam bộ là vùng nhiều giông
nhất so với các vùng Duyên Hải, Trung bộ lẫn vùng Tây Nguyên và cũng so
với các vùng nhiều dông ở Miền Bắc.
+ Nhiều dông nhất là tháng V, có trên 20 ngày dông. Từ tháng V÷X số ngày
dông mỗi tháng đạt tới 15÷20 ngày, tháng đầu mùa (tháng IV) và tháng cuối
mùa (tháng IX) có khoảng 10÷12 ngày dông.
I.4 Đặc trưng thủy văn:
+ Cao độ mực nước thông thuyền
tt

H 3.2m
= +

+ Cao độ mực nước thấp nhất
min
H 2.0m
= +

+ Cao độ mực nước cao nhất
max
H 6.1m
= +

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 15

CHƯƠNG II:
THIẾT KẾ SƠ BỘ

II.1 - PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ I:
CẦU DẦM HỘP ỨNG SUẤT TRƯỚC THI CÔNG ĐÚC HẪNG
CÂN BẰNG

II.1.1 Yêu cầu thiết kế
+ Quy mô công trình: Cầu vónh cửu BTCT dự ứng lực.
+ Dạng dầm: dầm hộp ứng suất trước
+ Tải trọng thiết kế: Đoàn xe tiêu chuẩn HL93, tải trọng làn, người đi bộ.
+ Khổ cầu: B = 15300 +2x1000 + 250 x2 = 17800mm (4 làn xe)
+ Khổ thông thuyền: B = 50m, H = 7m. (ứng với sông cấp 3)

+ Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 272 – 05
II.1.2 Chọn sơ đồ kết cấu nhòp
+ Chọn chiều dài nhòp chính là 95 m, chiều dài nhòp biên theo kinh nghiệm nên
bằng 0.650.7 chiều dài nhòp chính, nên chọn chiều dài nhòp biên là 68.5
+ Mặt cắt ngang hộp dạng có vách ngăn giữa, thành hộp xiên theo tỉ lệ 1/5 theo
mó quan và tiết kiệm
+ Độ dốc ngang cầu chọn theo điều kiện đảm bảo thoát nước : 2%
+ Chiều cao dầm trên gối : h=L/20  L/16, chọn 6 m, giữa nhòp : h=L/60 
L/40, chọn 2.5 m
+ Chọn chiều dài đoạn trên đỉnh trụ (khối K0, K1) đảm bảo bố trí 2 xe đúc,
chọn 12 m, đoạn hợp long nhòp giữa 2 m, đoạn hợp long nhòp biên 2 m
+ Chọn bề dày bản đáy hộp tại giữa nhòp theo điều kiện đảm bảo bố trí cáp
DUL là 250mm, tại gối theo điều kiện chòu nén, thường khoảng 2-3 lần bề
dày tại giữa nhòp, ta chọn 800 mm

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 16

LỚP NHỰA PHỦ 50mm
LỚP TẠO NHÁMÛ 10mm
Hình 2. 1 : Mặt cắt ngang cầu phương án 1

II.1.3 Các đặc trưng vật liệu sử dụng:
+ Đối với bê tông:
Cường độ bêtông f’c

Cấu kiện
f’c Đơn vò

Lề bộ hành 30 MPa

Dầm ,Bản mặt cầu

50 MPa

Mố – Trụ 50 MPa

Cọc khoan nhồi 30 MPa



+ Đối với thép:
Cường độ thép fy
Cấu kiện
fy
Đơn
vò
Lề bộ hành 280 MPa

Dầm,Bản mặt cầu

400 MPa

Mố - Trụ 400 MPa

Cọc khoan nhồi 280 MPa


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 17

II.1.4 Xác đònh phương trình đường cong đáy dầm hộp :
+ Chiều cao dầm tại đỉnh trụ là 6000mm, tại giữa nhòp là 2500mm. Nhòp dầm
chính là 95m. Chọn gốc tọa độ tại đáy của mặt cắt S1, chiều dương hướng
xuống.
+ Chọn phương trình đường cong đáy dầm có dạng bậc 2. Đường cong này đi
qua 3 điểm sau: A(0,0) ; B(44500,-3500) ; C(91000,0). Đối với đường dạng
bậc hai thì chỉ cần 3 điểm trên là có được phương trình.
+ Phương trình đường cong biên dưới của đáy dầm:
2
7 1274
4138500 8277
y x x
= − mm
+ Tương tự đường cong biên trong của đáy dầm đi qua 3 điểm: D(0,-800) ;
E(44500,-3750) ; F(91000,-800) có phương trình:
6 2
5369
1,425637 10 800
41385
y x x
−
= × − −
mm
+ Từ đó tính được chiều cao dầm và bề dày bản đáy
∆
h tại các mặt cắt như
sau:(mm)

x
0 4000 7000 10000

13000

16000

19000

22000

h
6000 5411 5005 4630 4285 3970 3686 3432
delh

800 708 644 585 530 481 436 397
x
25000

28000

31000

34000

37500

41000

44500

h
3209 3016 2854 2722 2607 2533 2500
delh

361 331 306 285 267 255 250

II.1.5 Tính các đặc trưng hình học của tiết diện :
Các kết quả trong các bảng được tính toán bằng cách lập trình trong matlab.
II.1.5.1 Đặc trưng hình học của tiết diện nguyên :
Lấy gốc tọa độ để tính DTHH tại đỉnh của dầm hộp

Tên
mặt cắt

Tọa độ x

(mm)
A(mm
2
)
(x10
7
)
S(mm
3
)
(x10
10

)
J(mm
4
)
(x10
14
)
Yc(mm)
(x10
3
)
Jc(mm
3
)
(x10
13
)
S1
0 2.1299 -5.6585 2.6423 -2.6567 11.390
S2
4000 2.0092 -4.7343 1.9898 -2.3564 8.7426
S3
7000 1.9236 -4.1360 1.6036 -2.1502 7.1431
S4
10000 1.8427 -3.6130 1.2909 -1.9600 5.8247
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 18

Tên

mặt cắt

Tọa độ x

(mm)
A(mm
2
)
(x10
7
)
S(mm
3
)
(x10
10
)
J(mm
4
)
(x10
14
)
Yc(mm)
(x10
3
)
Jc(mm
3
)

(x10
13
)
S5
13000 1.7669 -3.1598 1.0397 -1.7883 4.7466
S6
16000 1.6966 -2.7705 8.3966 -1.6330 3.8725
S7
19000 1.6321 -2.4394 6.8158 -1.4946 3.1698
S8
22000 1.5738 -2.1609 5.5774 -1.3730 2.6104
S9
25000 1.5218 -1.9295 4.6162 -1.2679 2.1697
S10
28000 1.4765 -1.7404 3.8784 -1.1787 1.8269
S11
31000 1.4380 -1.5890 3.3207 -1.1050 1.5649
S12
34000 1.4064 -1.4713 2.9085 -1.0461 1.3694
S13
37500 1.3787 -1.3723 2.5770 -0.9953 1.2110
S14
41000 1.3608 -1.3109 2.3783 -0.9633 1.1155
S15
44500 1.3530 -1.2844 2.2942 -0.9493 1.0749


II.1.5.2 Đặc trưng hình học tiết diện nguyên có xét đến giảm yếu do ống gen
của cáp

Mặt cắt S1 S2 S3 S4 S5
(
)
7 2
0
A x10 mm

2.0921 1.9741 1.8912 1.813 1.7399
(
)
10 3
0
S x10 mm

-5.6458 -4.7228 -4.1252 -3.6034 -3.1513
(
)
14 4
0
I x10 mm

2.6419 1.9895 1.6033 1.2906 1.0395
Mặt cắt S6 S7 S8 S9 S10
(
)
7 2
0
A x10 mm

1.6723 1.6106 1.5549 1.5056 1.463

(
)
10 3
0
S x10 mm

-2.7628 -2.4325 -2.1552 -1.925 -1.7366
(
)
14 4
0
I x10 mm

8.3942 6.8136 5.5757 4.6149 3.8774
Mặt cắt S11 S12 S13 S14 S15
(
)
7 2
0
A x10 mm

1.4272 1.3984 1.3733 1.3581 1.353
(
)
10 3
0
S x10 mm

-1.5859 -1.469 -1.3708 -1.3102 -1.2844
(

)
14 4
0
I x10 mm

3.3198 2.9079 2.5765 2.3781 2.2942

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 19

Tuổi bê tông của các khối vào các thời điểm căng cáp :

t
i
(ngày)
Khi căng
cáp
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7

S8

S9

S10

S11

S12

S13

S14

K1 15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K2 27 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K3 39 17 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K4 51 29 17 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K5 63 41 29 17 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K6 75 53 41 29 17 5 0 0 0 0 0 0 0 0
K7 87 65 53 41 29 17 5 0 0 0 0 0 0 0
K8 99 77 65 53 41 29 17

5 0 0 0 0 0 0
K9 111 89 77 65 53 41 29

17

5 0 0 0 0 0
K10 123 101

89 77 65 53 41

29

17

5 0 0 0 0
K11 135 113

101

89 77 65 53

41

29

17 5 0 0 0
K12 147 125

113

101

89 77 65

53

41

29 17 5 0 0
K13 159 137

125

113

101

89 77

65

53

41 29 17 5 0
K14 171 149

137

125

113

101

89

77

65

53 41 29 17 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 20

Cường độ bê tông tại các thời điểm căng cáp:

'
ci
f
(MPA)
Khi căng
cáp
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14
K1 44.77 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K2 50.09 30.30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K3 52.49 46.07 30.30

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K4 53.85 50.61 46.07

30.30

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K5 54.73 52.76 50.61

46.07

30.30

0 0 0 0 0 0 0 0 0
K6 55.35 54.02 52.76

50.61

46.07

30.30

0 0 0 0 0 0 0 0
K7 55.80 54.85 54.02

52.76

50.61

46.07

30.30

0 0 0 0 0 0 0
K8 56.15 55.43 54.85

54.02

52.76

50.61

46.07

30.30

0 0 0 0 0 0
K9 56.43 55.86 55.43

54.85

54.02

52.76

50.61

46.07

30.30

0 0 0 0 0
K10 56.65 56.20 55.86

55.43

54.85

54.02

52.76

50.61

46.07

30.30

0 0 0 0
K11 56.8 56.47 56.20

55.86

55.43

54.85

54.02

52.76

50.61

46.07

30.30

0 0 0
K12 56.99 56.68 56.47

56.20

55.86

55.43

54.85

54.02

52.76

50.61

46.07

30.30

0 0
K13 57.133

56.87 56.6 56.47

56.20

55.86

55.43

54.85

54.02

52.76

50.61

46.07

30.30

0
K14 57.248

57.023

56.8 56.68

56.47

56.20

55.86

55.43

54.85

54.02

52.76

50.61

46.07

30.30


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 21

Modun đàn hồi của bê tông tại các thời điểm căng cáp:

ci
E
(MPA)
Khi căng
cáp
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14
K1 33831

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K2 35783

27831

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K3 36629

34316

27831

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K4 37102

35967

34316

27831

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K5 37404

36725

35967

34316

27831

0 0 0 0 0 0 0 0 0
K6 37614

37161

36725

35967

34316

27831

0 0 0 0 0 0 0 0
K7 37768

37444

37161

36725

35967

34316

27831

0 0 0 0 0 0 0
K8 37886

37643

37444

37161

36725

35967

34316

27831

0 0 0 0 0 0
K9 37979

37790

37643

37444

37161

36725

35967

34316

27831

0 0 0 0 0
K10 38055

37903

37790

37643

37444

37161

36725

35967

34316

27831

0 0 0 0
K11 38117

37993

37903

37790

37643

37444

37161

36725

35967

34316

27831

0 0 0
K12 38170

38066

37993

37903

37790

37643

37444

37161

36725

35967

34316

27831

0 0
K13 38214

38127

38066

37993

37903

37790

37643

37444

37161

36725

35967

34316

27831

0
K14 38253

38178

38127

38066

37993

37903

37790

37643

37444

37161

36725

35967

34316

27831


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 22

Tỉ số modun đàn hồi của thép dự úng lực trong tùng giai đoạn thi công:

psi
n

Khi căng
cáp
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14
K1 5.823 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K2 5.505 7.078 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K3 5.378 5.740 7.078

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K4 5.309 5.477 5.740

7.078

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K5 5.266 5.364 5.477

5.740

7.078

0 0 0 0 0 0 0 0 0
K6 5.237 5.301 5.364

5.477

5.740

7.078

0 0 0 0 0 0 0 0
K7 5.216 5.261 5.301

5.364

5.477

5.740

7.078

0 0 0 0 0 0 0
K8 5.199 5.233 5.261

5.301

5.364

5.477

5.740

7.078

0 0 0 0 0 0
K9 5.187 5.213 5.233

5.261

5.301

5.364

5.477

5.740

7.078

0 0 0 0 0
K10 5.176 5.197 5.213

5.233

5.261

5.301

5.364

5.477

5.740

7.078

0 0 0 0
K11 5.168 5.185 5.197

5.213

5.233

5.261

5.301

5.364

5.477

5.740

7.078

0 0 0
K12 5.161 5.175 5.185

5.197

5.213

5.233

5.261

5.301

5.364

5.477

5.740

7.078

0 0
K13 5.155 5.167 5.175

5.185

5.197

5.213

5.233

5.261

5.301

5.364

5.477

5.740

7.078

0
K14 5.149 5.160 5.16 5.175

5.185

5.197

5.213

5.233

5.261

5.301

5.364

5.477

5.740

7.078


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 23

Diện tích tiết diện ứng với các thời điểm căng cáp :

(
)
7 2
gi
A /10 mm

Khi căng cáp

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14
K1 2.096 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K2 2.100 1.979

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K3 2.105 1.983

1.896

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K4 2.109 1.987

1.900

1.818

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K5 2.113 1.991

1.904

1.822

1.745

0 0 0 0 0 0 0 0 0
K6 2.117 1.995

1.908

1.826

1.749

1.678

0 0 0 0 0 0 0 0
K7 2.121 1.999

1.912

1.830

1.753

1.681

1.616

0 0 0 0 0 0 0
K8 2.125 2.003

1.916

1.834

1.757

1.685

1.619

1.558

0 0 0 0 0 0
K9 2.129 2.007

1.920

1.838

1.761

1.689

1.623

1.561

1.507

0 0 0 0 0
K10 2.133 2.011

1.924

1.842

1.765

1.693

1.627

1.565

1.511

1.462

0 0 0 0
K11 2.137 2.015

1.928

1.846

1.769

1.697

1.631

1.569

1.515

1.466

1.425

0 0 0
K12 2.141 2.019

1.932

1.850

1.773

1.701

1.635

1.573

1.519

1.470

1.429

1.394

0 0
K13 2.145 2.023

1.936

1.854

1.777

1.705

1.639

1.577

1.523

1.474

1.433

1.398

1.367

0
K14 2.149 2.027

1.940

1.858

1.781

1.709

1.643

1.581

1.527

1.478

1.437

1.402

1.370

1.351

Momen tónh của tiết diện tương đương so với gốc tọa độ O:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 24


(
)
10 3
gi
S /10 mm

Khi căng cáp

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14
K1 -5.6478

0.000

0.0000

0.0000

0.0000

0.0000

0.0000

0.000

0.000

0.0000

0.000

0.0000

0.0000

0.0000

K2 -5.6489

-4.724

0.0000

0.0000

0.0000

0.0000

0.0000

0.000

0.000

0.0000

0.000

0.0000

0.0000

0.0000

K3 -5.6507

-4.726

-4.127

0.0000

0.0000

0.0000

0.0000

0.000

0.000

0.0000

0.000

0.0000

0.0000

0.0000

K4 -5.6525

-4.727

-4.129

-3.605

0.0000

0.0000

0.0000

0.000

0.000

0.0000

0.000

0.0000

0.0000

0.0000

K5 -5.6536

-4.728

-4.130

-3.606

-3.152

0.0000

0.0000

0.000

0.000

0.0000

0.000

0.0000

0.0000

0.0000

K6 -5.6547

-4.730

-4.131

-3.607

-3.153

-2.764

0.0000

0.000

0.000

0.0000

0.000

0.0000

0.0000

0.0000

K7 -5.6565

-4.731

-4.133

-3.609

-3.155

-2.766

-2.435

0.000

0.000

0.0000

0.000

0.0000

0.0000

0.0000

K8 -5.6582

-4.733

-4.134

-3.611

-3.157

-2.767

-2.436

-2.149

0.000

0.0000

0.000

0.0000

0.0000

0.0000

K9 -5.6594

-4.734

-4.136

-3.612

-3.158

-2.769

-2.437

-2.150

-1.914

0.0000

0.000

0.0000

0.0000

0.0000

K10 -5.6605

-4.735

-4.137

-3.613

-3.159

-2.770

-2.438

-2.151

-1.915

-1.719

0.000

0.0000

0.0000

0.0000

K11 -5.6617

-4.737

-4.138

-3.614

-3.160

-2.771

-2.439

-2.152

-1.916

-1.720

-1.566

0.0000

0.0000

0.0000

K12 -5.6628

-4.738

-4.139

-3.615

-3.162

-2.772

-2.440

-2.153

-1.918

-1.721

-1.567

-1.444

0.0000

0.0000

K13 -5.6640

-4.739

-4.140

-3.617

-3.163

-2.773

-2.442

-2.154

-1.919

-1.723

-1.569

-1.445

-1.342

0.0000

K14 -5.6651

-4.740

-4.141

-3.618

-3.164

-2.774

-2.443

-2.155

-1.920

-1.724

-1.570

-1.446

-1.343

-1.282






Momen quán tính so với trục trọng tâm của mặt cắt tính toán :

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS MAI LỰU

SVTH: HUỲNH QUANG CHỈNH Trang 25

(
)

14 4
gi
I /10 mm

Khi căng cáp

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14
K1 1.1273

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K2 1.1296

0.862 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K3 1.1319

0.8.63

0.705 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K4 1.134 0.864 0.706 0.575

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K5 1.136 0.866 0.707 0.576

0.470

0 0 0 0 0 0 0 0 0
K6 1.1383

0.868 0.709 0.577

0.470

0.384

0 0 0 0 0 0 0 0
K7 1.1406

0.869 0.710 0.578

0.471

0.384

0.314

0 0 0 0 0 0 0
K8 1.1428

0.871 0.711 0.579

0.472

0.385

0.315

0.260

0 0 0 0 0 0
K9 1.1451

0.873 0.712 0.580

0.473

0.385

0.315

0.260

0.217

0 0 0 0 0
K10 1.1473

0.874 0.714 0.582

0.474

0.386

0.316

0.261

0.217

0.183

0 0 0 0
K11 1.1496

0.876 0.715 0.583

0.475

0.387

0.316

0.261

0.217

0.183

0.156

0 0 0
K12 1.1273

0.878 0.717 0.584

0.475

0.388

0.317

0.262

0.218

0.183

0.157

0.136

0 0
K13 1.1296

0.880 0.718 0.585

0.476

0.388

0.317

0.262

0.218

0.184

0.157

0.136

0.120 0
K14 1.1319

0.881 0.719 0.586

0.477

0.389

0.318

0.263

0.219

0.184

0.157

0.137

0.120 0.110






Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện tới thớ dưới dầm :

(
)
bgi
y mm