đồ án tốt nghiệp cầu dầm super căng trước t7.5+1.4x2

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
P/s e có cả bản vẽ cad ai tải xong thi để lại mail hoặc gửi về
mail: rồi e gửi cho ạ
Lời cảm ơn
Kính gửi: các thầy, cô giáo Trường Đại học Giao thông Vận tải - Thành Phố
Hồ Chí Minh, em tên Đặng Văn Tài, sinh viên lớp Cầu đường CĐ03B, niên khoá
2003 – 2008. Trong suốt 5 năm học tập và nghiên cứu dưới mái trường Đại học Giao
Thông Vận Tải, được sự hướng dẫn dạy dỗ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong nhà
trường, em đã phấn đấu, rèn luyện để sau này góp phần xây dựng quê hương đất
nước.
Em xin gửi lời cảm ơn, lời chúc sức khoẻ tới Ban giám hiệu nhà trường, Ban
lãnh đạo khoa công trình cùng toàn thể các thầy cô giáo trong bộ môn Cầu Đường,
đặc biệt là thầy giáo trực tiếp hướng dẫn tốt nghiệp Thầy Trần Nhật Lâm, và thầy
giáo đọc duyệt đồ án đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt
nghiệp.
Tuy nhiên, do 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 đọc duyệt để em có thêm kinh nghiệm cho
công tác sau này.
TP.HCM, ngày 05 tháng 05 năm 2008
Sinh viên
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
Đặng Văn Tài

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Khoa: Công Trình
Bộ môn: Cầu Đường

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Tp.HCM, ngày …… tháng …… năm……
Giáo viên hướng dẫn
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
Thầy Trần Nhật Lâm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Khoa: Công Trình
Bộ môn: Cầu Đường

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Tp.HCM, ngày …… tháng…… năm ……
Giáo viên đọc duyệt
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
Trang
Lời cảm ơn 1
Nhiệm vụ đồ án 2
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 3
Mục lục 5
PHẦN I: SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Chương mở đầu:
I. Giới thiệu chung 9
II. Điều kiện đòa chất thủy văn 10
III.Những điều kiện thực tế 12
IV. Nhiệm vụ thiết kế 13
Phương án I: Cầu giản đơn thép liên hợp bêtông cốt thép
Chương I:Giới thiệu chung
I.Bố trí chung toàn cầu 15

II.Số liệu thiết kế 15
Chương II: Các kích thước chủ yếu của kết cầu nhòp
I. Kết cấu nhòp 17
Chương III :Tính toán dầm chính(sơ bộ PA1)
I. Xác đònh đặc trưng hình học của tiết diện dầm 18
II.Xác đònh hệ số phân bố tải trọng theo phương ngang cầu 23
III.Xác đònh nội lực tại các mặt cắt 27
IV. Kiểm tra tiû lệ cấu tạo chung 32
V. Xác đònh các lực hóa dẻo trên tiêt diện dầm 33
VI.Xác đònh trục trung hoà dẻo(PDA) 34
VII.Xác đònh moment dẻo (M
P
) 35
VIII.Phân loại tiết diện dầm 35
IX. Kiểm toán dầm theo TTGHCĐ theo tiết diện dặc chắc 36
Chương IV : Thiết kế trụ cầu (sơ bộ PA1)
I. Số liệu thiết kế 39
II.Tải trọng tính toán 39
III.Tổ hợp tải trọng 44
Chương V : Móng cọc cho trụ(sơ bộ PA1)
I.Số liệu đòa chất 46
II.Số liệu ban đầu 47
III. Tính toán sức chòu tải của cọc 48
Chương VI : Tính toán mố cầu(sơ bộ PA1)
I.Số liệu tính toán 51
II.Kích thước và hình dạng 51
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
III.Tính toán tải trọng tác dụng lên mố 52
IV. Tổ hợp nội lực 54

Chương VII : Móng cọc cho mố(sơ bộ PA1)
I.Số liệu đòa chất 55
II.Số liệu ban đầu 56
III. Tính toán sức chòu tải của cọc 57
Phương án II: Cầu dầm giãn đơn BTCT dự ứng lực SUPER- T
Chương VIII : Thiết kế dầm SUPER-T( sơ bộ PA2)
I.Số liệu thiết kế 61
II.Hệ số phân bố hoạt tải 62
III.Xác đònh nội lực tại các mặt cắt đặc trưng 66
IV. Tính toán và bố trí cốt thép 80
V. Đặc trưng hình học của tiết diện dầm 82
VI. Kiểm tra dầm chụi uốn ở trạng thái giới hạn cường độ 84
Chương IX : Thiết kế trụ cầu (sơ bộ PA2)
I.Các kích thước cơ bản 86
II.Các điều kiện cơ bản 86
III.Vật liệu sử dụng 86
IV.Tải trọng tónh tác dụng lên kết cấu 86
V. Tổ hợp tải trọng 90
Chương X : Móng cọc cho trụ(sơ bộ PA2)
I.Số liệu đòa chất 92
II.Số liệu ban đầu 93
III. Tính toán sức chòu tải của cọc 94
Chương XI : Tính toán mố cầu(sơ bộ PA2)
I.Các kích thước cơ bản 96
II.Các điều kiện cơ bản 98
III.Vật liệu sử dụng 98
IV.Tải trọng tác dụng lên mố 98
V. Tổ hợp tải trọng
102
Chương XII : Móng cọc cho mố (sơ bộ PA2)

I.Số liệu đòa chất
104
II.Số liệu ban đầu
105
III. Tính toán sức chòu tải của cọc
106
So sánh lựa chọn phương án thiết kế
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
Chương I:Thiết kế lan can lề bộ hành
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
I. Tính toán lan can
111
II.Tính toán lề bộ hành
115
III. Kiểm toán va xe cho gờ chắn bánh
118
IV. Tính lực truyền xuống bản mặt cầu
122
Chương II:Tính toán bản mặt cầu – dầm ngang
I. Số liệu tín toán
124
II.Tính nội lực trong bản hẫng
124
III.Tính nội lực trong bản giữa
126
IV.Thiết kế cốt thép cho bản mặt cầu
130
V. Kiểm tra ở trạng thái giới hạn sử dụng
131

VI. Tính toán dầm ngang
133
Chương III:Thiết kế dầm chủ( SUPER- T)
I. Số liệu thiết kế
138
II. Thiết kê cấu tạo
139
III.Tính toán đặc trưng hình học, hệ số phân bố ngang
144
IV. Xác đònh nội lực tại các mặt cắt đặc trưng
150
V. Tính toán và bố trí cốt thép
170
VI. Tính đặc trưng hình học
172
VII.Tính toán các mất mát DƯL
174
VIII.Kiểm toán dầm
177
IX.Kiểm tra độ võng độ vồng của dầm
183
X. Tính duyệt theo lực cắt
185
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
Chương IV:Tính toán gối cầu19
I.Giới thiệu chung
190
II.Chọn các kích thước sơ bộ cho gối
190

III.Kiểm tra ứng suất nén của cao su
190
IV. Xác đònh chiều dày toàn bộ của cao su
c
h
theo điều kiện chòu lực
trượt

191
V. Xác đònh góc trượt
T
γ
do lực hãm xe
191
VI.Kiểm tra độ lún thẳng đứng
V
∆
của gối
191
VII.Kiểm tra ổn đònh trượt của gối cầu
191
Chương V:Tính toán trụ cầu
I.Các kích thước cơ bản
192
II.Các điều kiện cơ bản
192
III.Vật liệu sử dụng
192
IV.Tải trọng tác dụng lên kết cấu
192

V. Thiết kế xà mũ theo phương ngang cầu
202
VI.Thiết kế xà mũ theo phương dọc cầu
208
VII.Thiết kế thân trụ
213
Chương VI : Móng cọc cho trụ
I.Số liệu đòa chất
222
II.Số liệu ban đầu
223
III. Tính toán sức chòu tải của cọc
224
IV.Tính toán nội lực cọc
227
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
V.Kiểm tra ổn đònh đất nền quanh cọc
235
Chương VII:Tính toán mố cầu
I.Các kích thước cơ bản
237
II.Các điều kiện cơ bản
238
III.Vật liệu sử dụng
238
IV.Số liệu kết cấu phần trên
238
V Tải trọng tác dụng

239
VI. Tổ hợp tải trọng

251
VII. Thiết kế cốt thép cho các mặt cắt

253
VIII.Thiết kế tường cánh

261
Chương VIII:móng cọc cho mố
I.Số liệu đòa chất
271
II.Số liệu ban đầu
272
III. Tính toán sức chòu tải của cọc
273
IV.Tính toán nội lực cọc
276
V.Kiểm tra ổn đònh đất nền quanh cọc
284
VI.Thiết kế cốt thép cho bệ
285
Chương IX:TÍNH TOÁN BẢN LIÊN TỤC NHIỆT
I.Giới thiệu bản liên tục nhiệt
292
II. Các thông số ban đầu
292
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM

III.Tính toán nội lực
292
IV.Xác đònh tổ hợp nội lực dùng để kiểm toán
303
V.Tính thép theo trường hợp cột chụi nén lệch tâm
304
VI.Kiểm tra nức theo TTGH sử dụng
306
PHẦN III: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG
Chương I: BIỆN PHÁP THI CÔNG CHỦ ĐẠO CÔNG TRÌNH CẦU
I. Thời gian thi công
309
II. Mặt bằng công trường
309
III. Tổ chức thi công
309
Chương II: Thiết kế thi công trụ
I. Các số liệu tính toán

315
II.Tính toán chiều dày lớp bêtông bòt đáy

315
III.Tính toán cọc ván thép

316
IV.Tính toán ván khuôn trụ

319
Tài liệu tham khảo

322

SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
PHẦN I
SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN
THIẾT KẾ
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
I . GIỚI THIỆU CHUNG
− Vò trí và ý nghóa: Xây dựng cầu có một ý nghóa quan trọng, nó có một vò trí cần thiết
trong sự phát triển của nền kinh tế quốc dân nhằm đảm bảo nối liền các mạng lưới giao
thông đảm bảo trong công tác vận tải, lưu thông hàng hóa và phục vụ sự đi lại cho nhân dân.
− Yêu cầu: Trong xây dựng cầu cần đảm bảo hợp lý với các điều kiện thực tế trong thi
công, phù hợp điều kiện kinh tế, kỹ thuật, hợp lý trong khai thác sử dụng.
− Kết cấu, vật liệu xây dựng cần phải phù hợp với điều kiện thực tế về đòa hình, đòa chất,
thủy văn nhằm đảm bảo cho công trình có tuổi thọ cao và khai thác tận dụng các mỏ vật liệu
sẵn có.
− Các tiêu chuẩn, quy chuẩn được sử dụng: Quy trình thiết kế 22TCN 272-05.
II . ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THUY VĂN.
1/. Đòa hình:
. Sông do đòa phương quản lý, cấp sông theo phân cấp là sông cấp 6.
2. Số liệu đòa chất:
Lỗ khoan đòa chất tại mố T1: Lỗ khoan TB2: gồm các lớp đòa chất như sau:
- Lớp 1(lớp bề mặt): lớp bùn sét lẫn mùn thực vật, màu xám nâu, xám xanh, chiều dày
khoảng 3.8m.
+ Độ ẩm tự nhiên W : 57.5%
+ Dung trọng ướt γw (g/cm

3
) : 1.65
+ Tỷ trọng
∆
: 2.64
+ Hệ số rỗng tự nhiên ε
0
: 1.534
+ Giới hạn chảy W
L
(%) : 54.2
+ Giới hạn dẻo W
P
: 29.4
+ Chỉ số dẻo Ip : 13.8
+ Độ sệt B : 0.27
+ Góc ma sát trong ϕ(cắt nhanh) : 11
0
30’
+ Lực dính c(cắt nhanh) (kG/cm
2
) : 0.266
+ Lực dính (nén 3 trục) Cuu(kG/cm
2
) : 0.123
+ Góc ma sát trong (nén 3 trục) ϕ
cu
: 15
0
18’

+ Giá trò SPT :2
- Lớp2: Lớp sét pha màu vàng nâu, xám xanh nhạt, trạng thái dẻo mêm. Bề dày lớp 5m. Các
chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của lớp đất này như sau:
+ Độ ẩm tự nhiên W : 37.5%
+Dung trọng ướt γw (g/cm
3
) : 1.65
+Tỷ trọng
∆
: 2.64
+ Hệ số rỗng tự nhiên ε
0
: 1.059
+ Giới hạn chảy W
L
(%) : 44.2
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
+ Giới hạn dẻo W
P
: 28.4
+ Chỉ số dẻo Ip : 23.2
+ Độ sệt B : 0.22
+ Góc ma sát trong ϕ(cắt nhanh) : 11
0
28’
+ Lực dính c(cắt nhanh) (kG/cm
2
) : 0.28
+ Lực dính (nén 3 trục) Cuu(kG/cm

2
) :0.256
+ Góc ma sát trong (nén 3 trục) ϕ
cu
:12
0
42’
+ Giá trò SPT : 5 ÷10
- Lớp 3: Lớp sét pha, màu xám nâu , xám xanh, trạng thái dẻo vừa dày khoảng 8.5m. Các chỉ
tiêu cơ lý chủ yếu của lớp đất này như sau:
+ Độ ẩm tự nhiên W : 23.8%
+ Dung trọng ướt γw (g/cm
3
) : 1.96
+ Tỷ trọng
∆
: 2.72
+ Hệ số rỗng tự nhiên ε
0
: 0.719
+ Giới hạn chảy W
L
(%) : 32.2
+ Giới hạn dẻo W
P
: 18.9
+ Chỉ số dẻo Ip : 13.3
+ Độ sệt B : 0.37
+ Góc ma sát trong ϕ(cắt nhanh) : 10
0

42’
+ Lực dính c(cắt nhanh) (kG/cm
)
: 0.31kG/cm
2
+ Lực dính (nén 3 trục) Cuu : 0.48
+ Góc ma sát trong (nén 3 trục) ϕ
cu
: 9
0
18’- 11
0
36’
+ Giá trò SPT : 14-17
- Lớp 4: Lớp sét pha, màu xám nâu , xám vàng, trạng thái dẻo cứng – nửa cứng , chiều dày
khoảng 9.2m. Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của lớp đất này như sau:
+ Độ ẩm tự nhiên W : 21.4%
+ Dung trọng ướt γw (g/cm
3
) : 1.99
+ Tỷ trọng
∆
: 2.68
+ Hệ số rỗng tự nhiên ε
0
: 0.631
+ Giới hạn chảy W
L
(%) : 31.5
+ Giới hạn dẻo W

P
: 17.7
+ Chỉ số dẻo Ip : 24.8
+ Độ sệt B : 1.18
+ Góc ma sát trong ϕ(cắt nhanh) : 4
0
30’
+ Lực dính c(cắt nhanh) (kG/cm
)
: 0.06kG/cm
2
+ Lực dính (nén 3 trục) Cuu :0 245
+ Góc ma sát trong (nén 3 trục) ϕ
cu
: 15
0
18’
+ Giá trò SPT :15-19
- Lớp 5: Cát hạt mòn, màu nâu, xám vàng, trạng thái chặt, chiều dày khoảng 4.8m có các chỉ
tiêu cơ lý chủ yếu như sau :
Thành phần hạt :
Hàm lượng hạt cát %:79.1
Hàm lượng hạt bột %:18.5
Hàm lượng hạt sét %:2.3
+ Dung trọng ướt γw (g/cm
3
) : 2.02
+ Tỷ trọng
∆
: 2.67

SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
+ Hệ số rỗng lớn nhất e
max
: 1.194
+ Hệ số rỗng nhỏ nhất e
min
: 0.492
+ Hệ số rỗng e
o
: 0.573
+ Giới hạn chảy W
L
(%) : 31.5
+ Giới hạn dẻo W
P
: 17.7
+ Chỉ số dẻo Ip : 24.8
+ Độ sệt B : 1.18
+ Góc ma sát trong ϕ(cắt nhanh) : 4
0
30’
+ Lực dính c(cắt nhanh) (kG/cm
)
: 0.06kG/cm
2
+ Lực dính (nén 3 trục) Cuu :0 245
+ Góc ma sát trong (nén 3 trục) ϕ
cu
: 15

0
18’
+ Giá trò SPT :27-40
3.Khí tượng thủy văn:
3.1. Khí tượng :
- Khí hậu phân chia thành hai mùa rõ rệt:
+ Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10.
+ Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 sang năm .
- Nhiệt độ : Tương đối ổn đònh :
+ Nhiệt độ trung bình : 25
0
C - 29
0
C

+ Nhiệt độ cao tuyệt đối : 38.2
0
C
+ Nhiệt độ thấp tuyệt đối : 14.5
0
C
- Độ ẩm :
+ Trung bình 73 – 85%
+ Bốc hơi từ 3.5 – 6 mm/ngày, cao nhất 7.8 mm/ngày .
- Chế độ mưa :
+ Lượng mưa trung bình hàng năm : 1.000 - 1.400 mm.
+ Trong mùa mưa, lượng mưa tháng thấp nhất khoảng 100 mm, tháng nhiều
nhất 240 mm.
- Chế độ gió :
+ Mùa mưa : hướng gió chính là Tây – Tây Nam.

+ Mùa khô : Bắc – Đông Bắc.
3.2. Thủy văn :
- Theo tài liệu của đài khí tượng thủy văn khu vực Nam Bộ, chế độ thủy văn tại
khu vực chòu ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều. Biên độ triều lớn từ 2 – 3m.
- Mực nước thông thuyền là : + 1.50m.
- Mực nước cao nhất là : + 1.65m.
- Mực nước thấp nhất là : - 1.00m.
- Hiện tượng xói lỡ :theo kết quả điều tra xói lỡ dòng sông, bờ sông hiện tại không có
hiện tượng xói lỡ nghiêm trọng, bờ sông tương đối ổn đònh.
III . NHỮNG ĐIỀU KIỆN THỰC TẾ
3.1Về vật liệu :
− Cát, đá, sỏi sạn được vận chuyển tập kết gần khu vực xây dựng cầu.
− Xi măng, sắt thép vận chuyển bằng đường ô tô đến khu vực cầu.
− Vật liệu được tập trung tại bãi của công trường và kho chứa.
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
3.2.Máy móc, nhân lực :
Máy móc phương tiện được trang bò đầy đủ, đội ngũ công nhân tay nghề cao. Tận dụng
nguồn lao động đòa phương, nhân lực và máy móc được tập trung tại công trường.
IV . NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
Gồm 3 phần :
♦ Phần 1 : Thiết kế sơ bộ
Phần thiết kế sơ bộ thiết kế hai phương án xây dựng căn cứ vào điều kiện cụ thể
về đòa hình, đòa chất thủy văn, về kinh tế kỹ thuật và phương tiện thi công. So sánh lựa chọn
một phương án tối ưu trong hai phương án để thiết kế kỹ thuật.
♦ Phần 2 : Thiết kế kỹ thuật
Từ phương án được chọn tiến hành thiết kế kỹ thuật.
♦ Phần 3 : Tổ chức thi công
BAO GỒM :
 Các bước thi công 1 kết cấu được chọn.

SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1
CẦU DẦM GIẢN ĐƠN
CẦU DẦM GIẢN ĐƠN
THÉP LIÊN HP BTCT
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
PHƯƠNG ÁN 1
CẦU DẦM THÉP LIÊN HP BẢN BTCT
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG.
I. BỐ TRÍ CHUNG TOÀN CẦU :
1.1. Kết cấu nhòp :
Gồm 6 nhòp dầm thép liên hợp bản bê tông cốt thép
+ Chiều dài mỗi nhòp : L
tt
= 33.4m , L
dầm
= 34m.
+ Bề rộng xe chạy : B
X
= 7,5 m
+ Bề rộng lề bộ hành : B
b
= 2 x 1,4 = 2,8 m
+ Bề rộng lan can : B
L
= 2 x 0.25 = 0,5 m
+ Tổng bề rộng cầu : B = 10,8 m

+ Khoảng cách giữa các dầm : S = 1,8 m
+ Khoảng cách giữa các liên kết ngang : l = 5,4 m
900 1800 1800 1800 1800 1800 900
150
100
1400
Lớp phòng nước dày 1.0 cm
7500
150
100
1400
MC NGANG CẦU(PA1)
1500 150
Lớp bê tông atfan dày 5 cm
Lớp bê tông bảo vệ dày 3 cm
Lớp mui luyện dày 3.94 cm
1.2. Mố cầu :
Dùng mố chử U tông cốt thép, kích thướt thể hiện trong hình vẽ.
1.3. Trụ cầu :
Dùng trụ cầu dạng trụ
Đài cọc : sử dụng cọc đài cao cho các trụ và mố
1.4. Móng cọc :
Sử dụng khoang nhồi bê tông cốt thép kích thứoc D = 1.2 m
II. SỐ LIỆU THIẾT KẾ :
2.1. Tải trọng thiết kế :
Hoạt tải thiết kế HL93 gồm tổ hợp của :
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
Xe tải thiết kế kết hợp với tải trọng làn hoặc
Xe 2 trục kết hợp với tải trọng làn

Tải trọng người : 3 x 10
-3
MPa
2.2. Tiêu chuẩn thiết kế :
Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN-272-05
2.3. Vật liệu :
2.3.1. Dầm thép :
Chọn thép dầm chủ là thép M270M cấp 345(A 709M cấp 345-ASTM).Thép hợp kim thấp
cường độ cao.
Thép M270M cấp 345 Ký hiệu Trò Số Đơn Vò
Cường độ chòu kéo min f
u
450 Mpa
Cường độ chảy min f
y
345 Mpa
Mơ đun đàn hồi Es 200000 Mpa
Tỷ trọng của thép
γ
C
7.85E-05 N/mm
3
2.3.2. Các kết cấu còn lại :
+ Bê tông : cấp 30 có :
Bê tông cấp 30 Ký hiệu Trò Số Đơn Vò
Tỷ trọng của bê tông
γ
C
2.5 E-05 N/mm
3

Cường đôï nén ở 28 ngày tuổi
"
C
f
30 MPa
Cường đôï chòu kéo khi uốn
r
f
3.45 MPa
Môdul đàn hồi
C
E
29000 MPa
Thép thường cấp 280 Ký hiệu Trò Số Đơn Vò
Cường độ chảy fy 280 Mpa
Mơ đun đàn hồi Es 200000 Mpa
Tỷ trọng của thép
γ
C
7.85E-05 N/mm
3
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
Chương II :
CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU CỦA KẾT CẤU NHỊP
I. KẾT CẤU NHỊP :
1.1. Dầm thép :
Kích thước tiết diện:
-Chiều cao dầm: d = 1500mm
-Bề dày cánh trên: t

c
= 20 mm
-Bề rộng cánh trên: b
c
= 300 mm
-Chiều cao sườn: D = 1430mm
-Bề rộng cánh dưới: b
f
= 300 mm
-Bề dày cánh dưới: t
f
= 20 mm
-Bề rộng bản phủ: b’
f
= 400 mm
-Bề dày bản phủ: t’
f
= 20 mm
-Chiều cao vút: t
h
= 100 mm
-Góc nghiêng vút: α = 45
0
-Chiều dày bản: t
s
= 200 mm
-Khoảng các dầm chủ: S = 1800mm
-Bề rộng cánh hẫng: b
h
= 900 mm

1.2. Sườn tăng cường , liên kết ngang :
Khoảng cách giữa các sườn tăng cường: a = 2500 mm
Khoảng cách giữa các liên kết ngang : d = 5400 mm
Chiều dài liên kết ngang : Ln = 1930 mm
Chiều cao liên kết ngang : Hn = 1040 mm
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
Chương III
TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH(SƠ BỘ PA1)
I. XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN DẦM :
1.1. Xác đònh các đặc trưng hình học của tiết diện dầm giai đoạn 1:(tiết diện dầm thép)
1.1.1. Xác đònh diện tích mặt cắt ngang dầm:
' ' 2
S C C W f f f f
A =t .b +D.t +t .b +t .b =20.300+1440.20 20.300+20.400=48800mm+
1.1.2. Xác đònh moment quán tính của tiết diện đối với trục trung hoà.
-Xác đònh trục trung hoà của tiết diện: Chọn trục X' - X đi qua mép trên của tiết diện như
hình vẽ:
Y
O
X'
X
X'
NC
X
NC
+Mo men tónh của dầm thép đối với trục X - X':
'
' '
C

f f
X-X' i i C C W C f f C f f
t
t t
D
S =A .y =b .t . +D.t . t + +b .t . t +D+ +b .t . d- =
2 2 2 2
20 1440 20
=300.20. +1440.20. 20+ +300.20 20+1440+ +
2 2 2

 
  
 ÷
 ÷
 ÷
   
 
   
×
 ÷  ÷
   
3
20
+400.20. 1500-
2
=42112000mm
 
 ÷
 

+Khoảng cách từ trục X’-X đến trục trung hoà X’
NC
X
NC
: (trọng tâm tiết diện)
X-X'
0 t
S
S 42112000
y =y =862,95mm
A 48800
= =
b t
y =d-y =1500-862,95=637,05mm⇒
+Mo men quán tính của tiết diện dầm thép đối với trục trung hoà X
NC
-X'
NC
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
( )
2
2
3 3
3
2
C C C W
f f
NC i i i t C C t W
2

2
' '3 '
' ' '
f f f f
b f f f b f f
3
b .t t t .D
b .td
I = I +a .A = + y - .b .t + + y - .t .D+ +
12 2 12 2 12
t b .t t
+ y -t - .b .t + + y - .b .t
2 12 2
300.20
=
1
 
 
 ÷
 ÷
 
 
 
 
 ÷
 ÷
 
 
∑
2 2

3
2 2
3 3
4
20 20.1440 1500
+ 862,95- .300.20+ + 862,95- .20.1440+
2 2 12 2
300.20 20 400×20 20
+ + 637,05-20- .300.20+ + 637,05- .400.20
12 2 12 2
=15134401748 mm
   
 ÷  ÷
   
   
 ÷  ÷
   
+ Momen kháng uốn của tiết diện (xét cho thớ dưới dầm thép).
b 3
NC
NC
b
I
15134401748
S = = =23757038 mm
y 637,05
+Momen kháng uốn của tiết diện (xét cho thớ trên của tiết diện).
t 3
NC
NC

t
I
15134401748
S = = =17537965 mm
y 862,95
1.2.Xác đònh các đặc trưng hình học của tiết diện dầm giai đoạn 2 (tiết diện liên hợp).
*Quy đổi bê tông trong tiết diện thành vật liệu thép.
-Bản mặt cầu làm bằng bê tông có f'c=30Mpa.
-Theo điều 6.10.3.1.1b-22TCN272-05 ta có giá trò tỉ số mo đun đàn hồi n=8.
*Xác đònh chiều rộng có hiệu của bản cánh.
-Theo điều 4.6.2.6-22TCN272-05 chiều rộng hữu hiệu của bản bê tông dầm giữa trong
tác dụng liên hợp được xác đònh như sau.
tt
C
i S W
L
28000
= =7000
4 4
b
300
b =min 12.t +max t , =12.200+max 20, =2550 mm
2 2
S=1800 mm




 
 


 ÷
 ÷
 
 




i
b =1800mm⇒
-Bố trí thép dọc Þ12a200 trên đoạn bi:
i
1
b 1800
n =2. =2× =24 thanh
150 150
1.2.1. Tiết diện liên hợp ngắn hạn:
1.2.1.1. Xác đònh diện tích mặt cắt ngang dầm:
+Diện tích phần dầm thép.
2
S
A =48800mm
+Diện tích phần bản bê tông.
2
2
h
i S C h
2
C

c-td
t 100
b .t +b .t +2. 1800.200+300.100+2.
A
2 2
A = = = =50000mm
n n 8
+Diện tích phần cốt thép dọc bản.
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
2 2
2
ct 1
π. 3.14×12
A =n . =20. =2260,8mm
4 4
φ
+Diện tích mặt cắt ngang dầm.
2
d S c-td ct
A =A +A +A =48800+50000+2260=101060,80 mm
1.2.1.2. Xác đònh momen quán tính của tiết diện liên hợp đối với trục trung hòa của nó:
-Xác đònh trục trung hòa của tiết diện liên hợp.
+Modun mặt cắt (mo men tónh) của dầm liên hợp đối với trục X
NC
– X’
NC
:
NC NC
X -X' i i c-td c-td ct ct

S =A .y =A .y +A .y
(1)
+Trong đó y
c-td
và y
ct
được xác đònh như sau:
( )
( )
s
h
i s h c h h
c-td t
i s c h h
t
t1
b .t .( +t )+ .(2.b +2.t ).t .
2 2 2
y =y +
1
b .t + .(2.b +2.t ).t
2
200 1 100
1800.200. +100 + . 2.300+2.100 .100.
2 2 2
=862,95+
1
1800.200+ . 2.300+2.100 .100
2
=1048,4mm

 
 ÷
 
s
ct t h
t
200
y =y +t + =862,95+100+ =1063mm
2 2
NC NC
ct ct
X -X'
i i c-td c-td
3

(1) S =A .y =A .y +A .y
=50000.1048,4+2260,80.1063
=58421493mm
⇒
-Khoảng cách từ trục (X
NC
-X’
NC
trọng tâm dầm thép) đến trục trung hòa của tiết diện liên
hợp).
NC NC
X -X'
' '
0 t
d

S
y =y = = =542,46mm
A 101060,80
58421493
bi
ts
th
tc
bf
b'f
bc
tw
y
't
-Xác đònh mô men quán tính đối với trục trung hòa của nó (X
ST
– X’
ST
).
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
( ) ( )
2 2 2 2
ST i i i NC S S Ci Ci Ci ct ct
3
2 2
3 3
2 2
1
I = I +a .A =I +a .A + . I +a .A +A .a

n
1 1800.200
=15134401478+542,46 .48800+ . +520,49 .360000 +
8 12
1 300.100 1 100.100
. +370,49 .30000 + .2. +387,16 .5000 +2260,80.520,
8 12 8 36
 
 ÷
 
   
 ÷  ÷
   
∑ ∑
2
4
49
=43153806025 mm
-Xác đònh mô men kháng uốn của tiết diện (xét tại đỉnh bê tông):
t-c 3
ST
ST
t-c
I .n
43153806025.8
S = = =556383307 mm
y 620,49
-Xác đònh mô men kháng uốn của tiết diện tại đỉnh dầm thép (xét tại điểm ngây thớ dưới
bản vút bê tông).
b-c 3

ST
ST
b-c
I .n
43153806025.8
S = = =1077194667 mm
y 320,49
-Xác đònh mômen kháng uốn của tiêt diện (xét cho thớ trên dầm thép) .
t 3
ST
ST
t
I
43153806025
S = = =134649333 mm
y 320,490
-Xác đònh mô men kháng uốn của tiết diện (xét cho thớ dưới dầm thép).
b 3
ST
ST
b
I
43153806025
S = = =36586224 mm
y 1179,51
1.2.2. Tiết diện liên hợp dài hạn:
1.2.2.1.Xác đònh diện tích mặt cắt ngang dầm:
-Diện tích phần dầm thép: (đã tính ở trên).
2
S

A =48800mm
-Diện tích cốt thép dọc bản:
2 2
2
ct 1
π. 3.14.12
A =n . =20. =2260,80mm
4 4
φ
-Diện tích phần bản bê tông:
2
2
h
i S C h
2
C
c-td
t 100
b .t +b .t +2. 1800.200+300.100+2.
A
2 2
A = = = =16667 mm
3.n 3.n 3 8×
-Diện tích mặt cắt ngang dầm:
2
d S c-td ct
A =A +A +A =48800+16667+2260,80=67727,47 mm
1.2.2.2. Xác đònh mô men quán tính của tiết diện liên hợp đối với trục trung hòa của nó:
-Xác đònh trục trung hòa của tiết diện liên hợp.
+Modun mặt cắt (mô men tónh) của dầm liên hợp đối với trục X

NC
– X’
NC
.
NC NC
3
ct ct
X -X'
i i c-td c-td
S =A .y =A .y +A .y =16667.1048,4+22060,80.1063=19875910mm
+Khoảng cách từ trụcX
NC
– X’
NC
(trọng tâm phần dầm thép) đến trục trung hòa của
tiết diện liên hợp.
NC NC
X -X'
'' ''
0 t
d
S
19875910
y =y = = =293,47mm
A 67727,47
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
bi
ts
th

tc
bf
b'f
bc
tw
y
''o
1.2.2.3. Xác đònh mômen quán tính của tiết diện liên hợp đối với trục trung hòa của nó
(X
LT
– X’
LT
):
( ) ( )
2 2 2 2
LT i i i NC S S Ci Ci Ci ct ct
3
2 2
3 3
2 2
1
I = I +a .A =I +a .A + . I +a .A +A .a
3n
1 1800.200
=19337740243.31+293,47 .48800+ . +769,48 ×360000 +
3.8 12
1 300.100 1 100.100
+ . +619,48 .30000 + .2. +636,5 .500
3.8 12 3.8 36
 

 ÷
 
 
 ÷
 
∑ ∑
2
4
0
+2260,80.769,48
=30425622186 mm
 
+
 ÷
 
-Xác đònh mô men kháng uốn của tiết diện (xét tại đỉnh bản bê tông):
t-c 3
LT
LT
t-c
I .3n 30425622186.3.8
S = = =839527700 mm
y 869,48
-Xác đònh mô men khnág uốn của tiết diện tại đỉnh dầm thép (xét tại điểm ngay thớ dưới
bản vút bê tông).
b-c 3
LT
LT
b-c
I .3n 30425622186.3.8

S = = =1282244460 mm
y 569,482
-Xác đònh mô men kháng uốn của tiết diện (xét cho thớ trên dầm thép).
t 3
LT
LT
t
I 30425622186
S = = =53426852 mm
y 569,482
-Xác đònh mô men kháng uốn của tiết diện (xét cho thớ dưới dầm thép).
b 3
LT
LT
b
I 30425622186
S = = =32697505 mm
y 930,518
*Ta nhận thấy rằng chiều rộng cánh hẫng bằng ½ khoảng cách giữa hai dầm nên các đặc
trưng hình học của dầm biên và dầm trong giống nhau.
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
BẢNG TỔNG HP CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC DẦM CHỦ
DẦM GIỮA & DẦM BIÊN
Đặc trưng
Tiết diện dầm
thép
Td dầm liên hợp Td dầm liên hợp
(giai đoạn 1) (ngắn hạn –gđ 2) (dài hạn- gđ2)
Diện tích tiết diện mm

2
48800 101060,80 67727,47
Momen kháng uốn tại
thớ dưới dầm thép mm
3
23757038 36586224 32697504
Momen kháng uốn tại
thớ trên dầm thép mm
3
17537965 134649333 53426854
Momen kháng uốn tại
mép dưới bản bê tông
mm
3
1077194777 1282244460
Momen kháng uốn tại
đỉnh bản bê tông mm3
5563833507 839827700
Momen quán tính của
tiết diện mm
2
15134401748 43153806025 30425622185
II. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG THEO PHƯƠNG NGANG CẦU :
2.1.Tính cho dầm giữa:
2.1.1.Hệ số phân bố cho moment:
*Khi xếp một làn xe trên cầu:
-Áp dụng cộng thức sau:
0,1
0,4 0,3
3

0,1
0,4 0,3
11
3
0,06 . .
4300 .
1800 1800 5,901.10
0,06 . .
4300 33300 33300.200
0,401
g
SI
moment
s
SI
moment
SI
moment
K
S S
mg
L L t
mg
mg
 
   
= +
 
   
   

 
 
   
= +
 
   
   
 
=
-Trong đó:
+S = 1800 mm:khoảng cách hai dầm chính.
+L = 33300 mm:chiều dài nhòp tính toán.
+ts = 200 mm chiều dày bản mặt cầu.
+Kg:tham số dộ cứng động học, được xác đònh như sau:
)e.AI.(nK
2
gg
+=
N = 1:tỉ số modul đàn hồi của hai loại vật liệu làm bản và dầm
chính.
410
mm10.862,1I =
moment quán tính, đã tính ở trên
mm1065e
g
=
khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt đến trọng tâm
bản.
+
)1065.5560010.862,1.(1K

28
g
+=
+
411
g
mm10.901,5K =
*Khi xếp > 1 làn xe trên cầu:
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.TRẦN NHẬT LÂM
0,6 0,2
3
0,6 0,2
11
3
0,075 . .
2900 .
1800 1800 5,901.10
0,075 . .
2900 33300 33300.200
0,553
g
MI
moment
S
MI
moment
MI
moment
K

S S
mg
L L t
mg
mg
 
   
= +
 
   
   
 
 
   
= +
 
   
   
 
=
2.1.2. Hệ số phân bố cho lực cắt:
*Khi xếp 1 làn xe trên cầu:
5973,0mg
7600
1800
36,0
7600
S
36,0mg
cat

SI
cat
SI
=






+=






+=
*Khi xếp > 1làn xe trên cầu:
672,0mg
10700
1800
3600
1800
2,0
10700
S
3600
S
2,0mg

cat
MI
22
cat
MI
=






−+=






−+=
2.2. Tính cho dầm biên:
2.2.1. Hệ số phân bố cho moment:
*Khi xếp 1 làn xe trên cầu: (dùng nguyên tắt đòn bẩy)
-Do xe tải 3 trục và tải 2 trục có cùng kích thước theo phương ngang cầu nên hệ số
phân bố ngang của 2 xe này là như nhau
xe 3 trục
xe 2 trục
Đường ảnh hưởng
phản lực dầm biên
367,0

2
611,0
.2,1
2
y
.mmg
i
tai_moment
SE
===
∑
-Xét do tải trọng làn và lề bộ hành:
SVTH:ĐẶNG VĂN TÀI MSSV:CD03116 Trang 25