ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DỰ ỨNG LỰC VÀ CẦU VÒM ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


VĂN HOÀNG DUY LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45






TỔNG QUAN








ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


VĂN HOÀNG DUY LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45





PHẦN I
THIẾT KẾ SƠ BỘ
CÁC PHƯƠNG ÁN CẦU

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


VĂN HOÀNG DUY LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45






PHẦN II
THIẾT KẾ KỸ THUẬT







ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


VĂN HOÀNG DUY LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45

PHẦN III
THIẾT KẾ TỔ CHỨC
THI CÔNG







ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


VĂN HOÀNG DUY LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
MỤC LỤC

Trang
LỜI MỞ ĐẦU
TỔNG QUAN 1
PHẦN I. THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN CẦU
CHƯƠNG 1. PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ I
CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCTDƯL ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG 4
1.1 Tổng quan về công nghệ đúc hẫng cân bằng 4
1.2 Giới thiệu chung về phương án 5
1.3 Tính toán kết cấu nhịp 7

1.4 Tính toán trụ cầu 32
1.5 Tính toán mố cầu 53
1.6 Tổ chức thi công 74
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ II
CẦU VÒM ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG 84
2.1 Giới thiệu chung về phương án 84
2.2 Giới thiệu chung về kết cấu nhịp 85
2.3 Lựa chọn các kích thước cơ bản 86
2.4 Tải trọng tác dụng 93
2.5 Tính nội lực 98
2.6 Tính duyệt các bộ phận của kết cấu nhịp 104
2.7 Tính toán trụ cầu 116
2.8 Tính toán mố cầu 123
2.9 Tổ chức thi công 130
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ III
CẦU DÀN THÉP LIÊN TỤC 3 NHỊP 134
3.1 Giới thiệu chung về phương án 134
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


VĂN HOÀNG DUY LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
3.2 Tính toán kết cấu nhịp 136
3.3 Tính toán trụ cầu 156
3.4 Tính toán mố cầu 165
3.5 Tổ chức thi công 175
CHƯƠNG 4. SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU 178
4.1 Khái niệm về so sánh và lựa chọn phương án kết cấu 178
4.2 So sánh các phương án sơ bộ 178
4.3 Lựa chọn phương án kỹ thuật 180
PHẦN II. THIẾT KẾ KỸ THUẬT

CHƯƠNG 5. GIỚI THIỆU CHUNG 182
5.1 Tổng quan về công nghệ thi công bằng phương pháp đúc hẫng cân bằng 182
5.2 Giới thiệu chung về phương án 183
CHƯƠNG 6. TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC 185
6.1 Lựa chọn các kích thước cầu 185
6.2 Tính đặc trưng hình học của dầm chủ 185
CHƯƠNG 7. TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG CÁC GIAI ĐOẠN 189
7.1 Tĩnh tải giai đoạn 1 (DC) 189
7.2 Tĩnh tải giai đoạn 2 (DW) 189
7.3 Nội lực tác dụng lên kết cấu nhịp 191
CHƯƠNG 8. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP 214
8.1 Tính lượng cốt thép trong giai đoạn thi công 214
8.2 Tính và bố trí cốt thép DƯL trong giai đoạn khai thác 221
CHƯƠNG 9. KIỂM TOÁN KẾT CẤU NHỊP 227
9.1 Kiểm toán giai đoạn thi công 227
9.2 Kiểm toán giai đoạn sử dụng 238
CHƯƠNG 10. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU 256
10.1 Thiết kế cấu tạo bản mặt cầu 256
10.2 Tính toán nội lực 257
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


VĂN HOÀNG DUY LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
10.3 Tính toán cốt thép và kiểm toán 263
CHƯƠNG 11. TÍNH TOÁN TRỤ CẦU 272
11.1 Kích thước cơ bản của trụ 272
11.2 Các loại tải trọng tác dụng lên trụ 272
11.3 Tổ hợp tải trọng 280
11.4 Kiểm toán các tiết diện với các tổ hợp tải trọng 280
CHƯƠNG 12. TÍNH TOÁN MỐ CẦU 294

12.1 Các kích thước cơ bản của mố 294
12.2 Các tải trọng tác dụng lên mố 295
12.3 Tổ hợp tải trọng 301
12.4 Kiểm toán các tiết diện với các tổ hợp tải trọng 302
PHẦN III. THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG
CHƯƠNG 13. TÍNH TOÁN THI CÔNG 313
13.1 Tính toán mở rộng trụ 313
13.2 Tính toán thanh DƯL neo đỉnh trụ 317
13.3 Tính chiều dày lớp bê tông bịt đáy 319
13.4 Thi công vòng vây cọc ván thép 320
CHƯƠNG 14. TỔ CHỨC THI CÔNG 324
14.1 Thi công mố A0 324
14.2 Thi công trụ T1 325
14.3 Thi công kết cấu nhịp 327
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


VĂN HOÀNG DUY LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
LỜI NÓI ĐẦU
*
* *
Bước 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 đây là
huyết mạch của nền kinh tế đất nước, là nền tảng tạo điều kiện cho các ngành khác phát
triển. Thực tế cho thấy hiện nay lĩnh vực này rất cần những kỹ sư có trình độ chuyên
môn vững chắc để có thể nắm bắt và cập nhật được những công nghệ tiên tiến hiện đại
của thế giới để có thể xây dựng nên những công trình cầu mới, hiện đại, có chất lượng
và tính thẩm mỹ cao góp phần vào công cuộc xây dựng đất nước trong thời đại mở cửa.
Sau thời gian học tập tại trường Đại học Giao thông vận tải – cơ sở 2, bằng sự nỗ
lực của bản thân cùng với sự chỉ bảo dạy dỗ tận tình của các thầy cô trong trường nói

chung và các thầy cô trong Khoa Công trình nói riêng em đã tích luỹ được nhiều kiến
thức bổ ích trang bị cho công việc của một kỹ sư tương lai.
Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự cố gắng trong suốt 5 năm học tập và tìm hiểu
kiến thức tại trường, đó là sự đánh giá tổng kết công tác học tập trong suốt thời gian qua
của mỗi sinh viên. Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp này em đã được sự giúp đỡ
nhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Cầu – Hầm, đặc biệt là sự giúp đỡ trực tiếp
của thầy: Cao Văn Giao
Do thời gian tiến hành làm Đồ án và trình độ lý thuyết cũng như các kinh nghiệm
thực tế còn có hạn nên trong tập Đồ án này chắc chắn sẽ không tránh khỏi nhứng thiếu
sót. Em xin kính mong các thầy cô trong bộ môn chỉ bảo để em có thể hoàn thiện hơn
Đồ án cũng như kiến thức chuyên môn của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!

TP.Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2010


Sinh viên: Văn Hoàng Duy



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


VĂN HOÀNG DUY LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Giáo viên hướng dẫn


Cao Văn Giao

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

VĂN HOÀNG DUY LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT

Giáo viên đọc duyệt




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


VĂN HOÀNG DUY LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
NHẬN XÉT CỦA BỘ MÔN

Bộ môn Cầu – Hầm


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ


VĂN HOÀNG DUY -1- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN TẠI KHU VỰC XÂY DỰNG CẦU
1.1.1 ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐỊA HÌNH – THUỶ VĂN
- Chế độ thuỷ văn ít thay đổi:
+ MNCN : +1.59 m
+ MNTT : -2.27 m
+ MNTN : -6.14 m
1.1.2 ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐỊA CHẤT
- Đã tiến hành khoan tại 4 lỗ khoan ở vị trí xây dựng cầu dự kiến và có kết quả
chiều dày tính theo mét như sau:
Lớp địa chất/Lỗ khoan

Lỗ khoan 1 Lỗ khoan 2

Lỗ khoan 3 Lỗ khoan 4
Đất thiên nhiên 2.25 4.49 3.05 0.85
Cát mịn nhỏ 2.79 - - -
Cát pha sét 3.11 - 3.0 5.89
Sét dẻo mềm 6.09 11.2 10.8 6.0
Á sét 5.96 6.0 5.69 6.0
Cát chặt thô Vô hạn Vô hạn Vô hạn Vô hạn

1.2 CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG
1.2.1 QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CÁC NGUYÊN TẮC CHUNG
1.2.1.1 Quy trình thiết kế
- Quy trình thiết kế đường ôtô : 4054-05
- Quy trình thiết kế cầu cống : 22TCN272 – 05 (Bộ GTVT)
1.2.1.2 Các nguyên tắc thiết kế
- Công trình được thiết kế vĩnh cửu, có kết cấu thanh thoát phù hợp vơi quy mô của
tuyến đường.
- Đáp ứng được yêu cầu quy hoạch, phân tích tương lai của tuyến đường.
- Thời gian thi công ngắn.
- Thuận tiện cho công tác duy tu bảo dưỡng.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ


VĂN HOÀNG DUY -2- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
- Giá thành xây dựng thấp.
1.2.1.3 Các thông số kỹ thuật cơ bản
a) Quy mô xây dựng
- Cầu được thiết kế vĩnh cửu với tuổi thọ >100 năm.
b) Tải trọng thiết kế

- Sử dụng cấp tải trọng theo quy trình thiết kế cầu: 22TCN 272-05
+ Hoạt tải thiết kế : HL93
Xe tải thiết kế : P = 325 KN
Xe 2 trục thiết kế : P = 220 KN
Tải trọng làn thiết kế : q = 9.3 KN/m
+ Tải trọng Người : 3 KN/m
2

- Hệ số tải trọng:
+ Tĩnh tải giai đoạn 1 : g
1
= 1.25
+ Tĩnh tải giai đoạn 2 : g
2
= 1.5
+ Hoạt tải : g
1
= 1.75
- Hệ số động (hệ số xung kích): IM = 1+ 25/100 = 1.25
c) Khổ cầu thiết kế
- Mặt cắt ngang thiết kế cho 2 làn xe.
- Mặt cắt ngang khổ : K = 8.0 m+2x1.5 m
+ Phần xe chạy : B
xe
= 8.0 m
+ Phần lề bộ hành : B
lề
= 2x1.5m
+ Phần lan can : B
lc

= 2x0.25 m
d) Khổ thông thuyền
- Sông thông thuyền cấp III:
+ Tĩnh cao : H = 7 m
+ Tĩnh ngang : B = 50m
e) Trắc dọc cầu
- Cầu nằm trên đường cong tròn: R = 3000 m
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ


VĂN HOÀNG DUY -3- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
- Độ dốc dọc cầu: i = 2%
1.2.3 NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẦU
- Đáp ứng yêu cầu thông thuyền.
- Giảm tối thiểu các trụ giữa sông.
- Sơ đồ nhịp cầu chính xét đến việc ứng dụng công nghệ mới nhưng có ưu tiên việc
tận dụng thiết bị công nghệ thi công quen thuộc đã sử dụng trong nước.
- Đảm bảo tính khả thi trong quá trình thi công.
- Đạt hiệu quả kinh tế cao, giá thành rẻ.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ


VĂN HOÀNG DUY -4- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
CHƯƠNG 1. PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ I
CẦU DẦM LIÊN TỤC BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC
THI CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU BTCTDƯL BẰNG
PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BĂNG
Phương pháp đúc hẫng là quá trình xây dựng kết cấu nhịp dầm từng đốt theo sơ đồ
hẫng cho tới khi nối liền thành các kết cấu hoàn chỉnh. Có thể thi công hẫng từ trụ đối
xứng ra 2 phía hoặc hẫng dần từ bờ ra. Phương pháp này có thể áp dụng thích hợp để thi
công các kết cấu liên tục, cầu dầm hẫng, cầu khung hoặc cầu dây xiên dầm cứng BTCT.
Nội dung cơ bản của phương pháp đúc hẫng:
- Khi thi công theo phương pháp đúc hẫng, kết cấu nhịp BTCT được đúc trên đà
giáo di động theo từng đốt nối liền nhau đối xứng qua trụ cầu. Cốt thép thường của các

khối được liên kết với nhau trước khi đúc bê tông để đảm bảo tính liền khối và chịu cắt
tốt của kết cầu. Sau khi bê tông đốt dầm đủ cường độ cần thiết thì các đốt dầm này được
liên kết với các đốt đã đúc trước đó nhờ cốt thép DƯL.
- Phần cánh hẫng của kết câu nhịp BTCT đã thi công xong phải đảm bảo đủ khả
năng nâng đỡ trọng lượng của các đốt dầm thi công sau đó cùng với trọng lượng giàn
giáo ván khuôn đúc dầm và các thiết bị phục vụ thi công.
- Để đảm bảo ổn định chống lật trong suốt quá trình thi công đúc hẫng phải đảm
bảo tính đối xứng của hai cánh hẫng (Thi công hẫng từ trụ ra) hoặc nhờ trọng lượng bản
thân của nhịp sát bờ đã đúc trên đà giáo làm đối trọng. Đối các sơ đồ cầu khung, đốt
dẩm trên đỉnh trụ được liên kết cứng với thân trụ nhờ các cáp thép DƯL chạy suốt trên
chiều cao trụ. Với các sơ đồ cầu dầm đốt này cũng được liên kết cứng tạm thời vào trụ
cầu nhờ các gối tạm và các cáp thép hoặc các thanh thép DƯL mà sau khi thi công xong
sẽ tháo bỏ.
- Ở giai đoạn thi công hẫng, kết cấu nhịp chỉ chịu mô men âm do đó chỉ cần bố trí
cốt thép DƯL ở phía trên. Sau khi thi công xong 1 cặp đốt dầm đối xứng thì căng kéo
cốt thép DƯL từ đầu mút này sang đầu mút kia và bơm vữa bê tông lấp kín khe hở giữa
cốt thép và thành ống ngay để bảo vệ cốt thép.
- Sau khi đúc xong đốt cuối cùng của các cánh hẫng tiến hành nối ghép chúng
thành kết cấu nhịp hoàn chỉnh.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ


VĂN HOÀNG DUY -5- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
Việc đúc hẫng từng đốt trên đà giáo di động giảm được chi phí đà giáo. Ván khuôn
được dùng lại nhiều lần cùng với 1 thao tác lặp lại sẽ giảm chi phí nhân lực và nâng cao
năng suất lao động.
Phương pháp đúc hẫng thích hợp với xây dựng các dạng kết cấu nhịp có chiều cao
mặt cắt thay đổi, khi đúc các đốt dầm chỉ cần điều chỉnh cao độ đáy ván khuôn cho hợp
lý.
Phương pháp thi công đúc hẫng không phụ thuộc vào không gian dưới cầu do đó

có thể thi công trong điều kiện sông sâu, thông thuyền hay xây dựng các cầu vượt trong
thành phố, các khu công nghiệp mà không cho phép đình trệ sản xuất hay giao thông
dưới công trình

1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN
1.2.1 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
- Quy trình thiết kế: 22TCN272 –05 Bộ Giao thông vân tải
- Tải trọng thiết kế:
+ Hoạt tải : HL93
+ Người đi : 3 kN/m
2

1.2.2 SƠ ĐỒ KẾT CẤU
- Sơ đồ cầu: 65 + 100 + 65 m
- Chiều dài toàn cầu Lc = 241.4m, khổ cầu 8 + 2x1.5 m
1.2.2.1 Kết cấu phần trên
- Dầm khung liên tục BTCTDƯL 3 nhịp (65 + 100 + 65) tiết diện hình hộp, vách
đứng, chiều cao dầm thay đổi H= 7m trên trụ đến H=2.5m tại giữa nhịp và đầu dầm, bề
rộng đáy dầm hộp B=5m.
- Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol đảm bảo phù hợp yêu cầu chịu lực
và mỹ quan kiến trúc.
- Mặt cắt hộp dạng thành đứng:
+ Chiều dày bản nắp: t
b
= 30 cm
+ Chiều dày bản đáy: tại mặt cắt gối là 100 cm, tại mặt cắt giữa nhịp là 30 cm
+ Chiều dày phần cánh hẫng: h
c
= 25 cm
+ Chiều dày sườn dầm: tại trụ t

s
= 60 cm, tại mặt cắt giữa nhịp t
s
= 35 cm
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ


VĂN HOÀNG DUY -6- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
- Vật liệu dùng cho kết cấu nhịp:
a) Bê tông có:
+ f’
c
= 40 MPa
+ γ
c
= 24.5 kN/m
3

+ E
c
= 32979.77 MPa
b) Cốt thép DƯL: của hãng VSL theo tiêu chuẩn ASTM - grade 270 có các chỉ tiêu
sau:
+ Diện tích một tao A
str
= 1,387 cm
2
+ Cường độ cực hạn: f
pu
= 1860 MPa

+ Độ chùng sau 1000h ở 200C là 2.5%
c) Neo: Sử dụng loại neo EC-5-31, EC-5-22 và EC-5-12
d) Cốt thép thường: Sử dụng loại cốt thép có gờ với các chỉ tiêu:
+ f
y
= 420 MPa
+ E = 200000 MPa

- Trắc dọc cầu theo bán kính R = 3000 m, trong phạm vi 230m, tiếp theo dốc 2%
về phía 2 mố và đường đầu cầu, độ dốc ngang cầu i
n
= 2%
- Mặt cầu bê tông Asphan 7cm, dưới là lớp phòng nước 4mm.
- Gối cầu, khe co giãn bằng cao su, lan can bằng thép, thoát nước và chiếu sáng
theo quy định hiện hành.
1.2.2.2 Kết cấu phần dưới
a) Cấu tạo trụ cầu
- Trụ cầu dùng loại trụ thân đặc bằng BTCT đổ bê tông tại chỗ bê tông có
f’
c
=40Mpa
- Trụ T
1
, T
2
: được đặt trên móng cọc khoan nhồi: D = 150 cm
- Phương án móng: Móng cọc đài thấp
b) Cấu tạo mố cầu
- Mố cầu dùng loại mố U-BTCT, đổ tại chỗ mác bê tông chế tạo có f’
c

= 30Mpa
- Mố của kết cấu nhịp dẫn được đặt trên móng cọc khoan nhồi D= 100 cm

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ


VĂN HOÀNG DUY -7- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
1.3 TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHỊP
1.3.1 YÊU CẦU TÍNH TOÁN CHO PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ
- Trong phương án sơ bộ yêu cầu tính toán KCN trong giai đoạn khai thác.
- Tiết diện tại hai mặt cắt:
+ Mặt cắt gối
+ Mặt cắt giữa
- Tính toán một trụ, một mố: kiểm toán và tổ hợp nội lực tại mắt cắt đỉnh bệ móng,
sơ bộ tính cọc.
- Nhịp dẫn cho phép chọn thiết kế định hình.
1.3.2 TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHỊP
- Cần kiểm toán tại 2 mặt cắt 1-1 và 2-2 như hình vẽ.
1
1
2
2

1.3.2.1 Sơ bộ chọn các kích thước cầu
- Chiều dài kết cấu nhịp: đối với kết cấu nhịp liên tục chiều dài nhịp biên L
nb
= (0,6
÷ 0,75) chiều dài nhịp giữa L
ng

+ Trong phương án này chọn L
ng
= 100 m
+ Lấy: L
nb
= 65 m
Sơ đồ bố trí chung kết cấu nhịp:
65m 100m 65m

- Xác định kích thước mặt cắt ngang: Dựa vào các công thức kinh nghiệm ta chọn
mắt cắt ngang như hình vẽ:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ


VĂN HOÀNG DUY -8- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
450
1500250 250 4000
600250
1500 2502504000
2500 1000
250
300
300
1000
600
300
350
1200
2500
500

2000
250
600
250
600 600

1.3.2.2 Tính đặc trưng hình học của dầm chủ
a) Phân chia đốt dầm
- Để đơn giản trong quá trình thi công và phù hợp với các trang thiết bị hiện có của
đơn vị thi công ta phân chia các đốt dầm như sau:
+ Đốt trên đỉnh trụ: K
o
= 12m (khi thi công sẽ tiến hành lắp đồng thời 2 xe đúc
trên trụ)
+ Đốt hợp long nhịp giữa: K
hl
= 2m
+ Đốt hợp long nhịp biên: K
hl
= 2m
+ Chiều dài đoạn đúc trên đà giáo: d
dg
= 14 m
+ Số đốt ngắn trung gian: n = 4 đốt, chiều dài mỗi đốt d = 3 m
+ Số đốt trung gian còn lai: n = 9 đốt, chiều dài mỗi đốt d = 4 m
- Sơ đồ phân chia đốt dầm:
+ Nhịp giữa:
K0
12m
9x3m

4x4m 2m
2.5m
6m
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

+ Nhịp biên:
K0
12m
6m
12m
9x3m
4x4m2m
1
2
3
4
5
6

7
8
9
10
11
12
13
14m
2.5m
15

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ


VĂN HOÀNG DUY -9- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
b) Xác định phương trình thay đổi cao độ đáy dầm
- Giả thiết đáy dầm thay đổi theo phương trình parabol bậc 2 theo phương trình:
y = ax
2
+ bx +c
- Lấy điểm dưới cùng của đốt K0 làm gốc toạ độ, trục x, y có chiều như hình vẽ:
0(0;0)
x
A(47;3.5)
B(94;0)
y

- Do đường cong đi qua gốc toạ độ nên c=0, đồng thời đường cong đi qua 2 điểm
A(47;3.5) và B(94;0) nên có dạng:
3.5 = a.47

2
+ 47.b
0 = a.94
2
+ 94.b
- Từ hai phương trình trên ta tính được:
a = -0.00158
b=0.149
Vậy phương trình có dạng: y = -0.00158x
2
+ 0.149x
1.3.2.3 Xác định phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm
- Tính toán tương tự ta có phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm như sau (Với
gốc toạ độ chọn tại mặt trên của đáy dầm tại vị trí K0):
y = -0.00127x
2
+0.119x
1.3.2.4 Xác định cao độ mặt dầm chủ
- Mặt cầu nằm trên đường cong đứng bán kính R = 3000 m
1.3.2.5 Xác định các kích thước cơ bản và đặc trưng hình học của mặt cắt tiết
diện: Sau khi khai báo mặt cắt thay đổi trong MiDas xong, ta tính được kích thước của
các mặt cắt như sau:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ


VĂN HOÀNG DUY -10- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
BI1
BI1-2
BI3
BI3-2

H01H02H03
H02-2
B01 B02 B03
B01-2
HI1
HI2
HI3
HI5 HI4

Hình 2.3.2.5-1. ½ Mặt cắt dầm chủ
- Bảng các kích thước hình học của mặt cắt:
MC 0 MC 1 MC 2 MC 3 MC 4 MC 5 MC 6 MC 7
HO1
0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
HO2
0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
HO2-2

0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
HO3
5.25 4.817 4.413 4.037 3.690 3.371 3.080 2.818
BO1
3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50
BO2
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
BO1-2

2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50
BO3
2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50

HI1
0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30
HI2
0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45
HI3
4.00 3.654 3.330 3.029 2.751 2.496 2.263 2.054
HI4
0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
HI5
1.00 0.913 0.833 0.758 0.688 0.624 0.567 0.514
BI1
1.90 1.917 1.935 1.952 1.970 1.987 2.005 2.022
BI1-2
1.20 1.231 1.263 1.294 1.326 1.357 1.388 1.420
BI3
1.90 1.917 1.935 1.952 1.970 1.987 2.005 2.022
BI3-2
1.20 1.231 1.263 1.294 1.326 1.357 1.388 1.420
MC 8 MC 9 MC 10

MC 11

MC 12

MC 13

MC 14

HO1
0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25

HO2
0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
HO2-2

0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
HO3
2.584 2.379 2.202 2.010 1.900 1.797 1.75
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ


VĂN HOÀNG DUY -11- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
BO1
3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50
BO2
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
BO1-2

2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50
BO3
2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50
HI1
0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30
HI2
0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45
HI3
1.866 1.702 1.560 1.407 1.318 1.236 1.20
HI4
0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
HI5
0.468 0.427 0.392 0.354 0.332 0.311 0.30

BI1
2.040 2.057 2.074 2.098 2.121 2.144 2.15
BI1-2
1.451 1.483 1.514 1.556 1.598 1.640 1.65
BI3
2.040 2.057 2.074 2.098 2.121 2.144 2.15
BI3-2
1.451 1.483 1.514 1.556 1.598 1.640 1.85
- Bảng tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt đầm chủ
Số hiệu
mc
Toạ độ x
m
Cao độ đáy
dầm y (cm)
Cao đ
ộ bản
đáy y (cm)

Diện tích
(cm
2
)
Mô men quán tính
J
y
(cm
4
) J
x

(cm
4
)
0 0 0 100 94950.00

6.35E+09

7.87E+09

1 6 83.658 166.923 89950.26

5.1E+09 6.84E+09

2 9 121.209 196.959 85342.40

4.23E+09

6.02E+09

3 12 155.908 224.712 81114.52

3.5E+09 5.28E+09

4 15 187.755 250.182 77254.72

2.9E+09 4.61E+09

5 18 216.750 273.368 73751.11

2.41E+09

4.04E+09

6 21 242.893 294.271 70591.78

2.01E+09

3.54E+09

7 24 266.184 312.891 67764.85

1.63E+09

3.02E+09

8 27 286.623 329.227 65258.41

1.35E+09

2.6E+09
9 30 304.210 343.280 63060.56

1.13E+09

2.26E+09

10 33 318.945 355.050 61159.42

9.62E+08

2E+09
11 37 334.156 367.191 59065.54

8.43E+08

1.79E+09

12 41 344.296 375.273 57693.10

7.61E+08

1.65E+09

13 45 349.366 379.295 56422.23

7.07E+08

1.55E+09

14 49 350 380 55900.00

6.49E+08

1.1E+09



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ

VĂN HOÀNG DUY -12- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
1.3.3 TÍNH TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN I VÀ GIAI ĐOẠN II
1.3.3.1 Tính tĩnh tải giai đoạn I
Tĩnh tải giai đoạn I (DC) chính là trọng lượng của bản thân kết cấu. Khi sử dụng
chương trình phân tích kết cấu bằng MiDas ta khai báo ngay được loại tải trọng này.
1.3.3.2 Tính tĩnh tải giai đoạn II
- Tĩnh tải giai đoạn II gồm có các bộ phận sau:
+ Trọng lượng phần chân lan can
+ Trọng lượng cột lan can, tay vịn
+ Trọng lượng lớp phủ mặt cầu
Tổng: DW
II
TC
= DW
mc
+ DW
clc
+ DW
lc+tv

a) Tính trọng lượng lớp phủ mặt cầu
Lớp phủ mặt cầu dày 7.4 cm bao gồm: Lớp bê tông asphan dày 7cm và lớp phòng
nước dày 0.4 cm
+ Lớp bê tông Asphalt:
DW
asphalt
= 8x0.007x22.5 = 12.6 (KN/m)
+ Lớp phòng nước:
DW
pn

= 8x0.004x22.5 = 7.2 (KN/m)
à Trọng lượng dải đều lớp phủ mặt cầu:
DW
mc
tc
= 12.6 + 7.2 = 19.8 (KN/m)
b) Tính trọng lượng của chân lan can + tay vịn + lề Người đi bộ
Tên gọi các đại lượng Kí hiệu

Giá trị Đơn vị

Chiều rộng chân lan can B
clc
30 cm
Chiều cao chân lan can h
clc
60 cm
+ Trọng lượng chân lan can:
DW
clc
= [0.2x1.2+(0.3-0.2)x0.6/2]x2x24 = 12.96 (kN/m)




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ


VĂN HOÀNG DUY -13- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
Tên gọi các đại lượng Kí hiệu

Giá trị

Đơn vị

Trọng lượng 1 cột lan can P
clc
0.027 KN
Khoảng cách bố trí cột lan can A
clc
2 m
Trọng lượng dải đều của cột lan can P
clc
0.135 KN/m
Trọng lượng dải đều phần tay vịn P
tv
0.7 KN/m
Trọng lượng dải đều lan can và tay vịn

P
lc+tv
0.835 KN/m
- Tính tĩnh tải giai đoạn II
+ Tính tải giai đoạn II tiêu chuẩn
DW
II
TC
= DW
mc
+ DW

clc
+ DW
lc+tv
= 19.8 + 12.96 + 0.835 = 33.595 (KN/m)
+ Tĩnh tải giai đoạn II tính toán
DW
II
tt
= gxDW
II
TC
= 1.5x33.595 = 50.3925 (KN/m)
1.3.4 TÍNH NỘI LỰC VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP MẶT CẮT ĐỈNH TRỤ GIAI ĐOẠN
THI CÔNG
1.3.4.1 Tính nội lực (mômen)
- Nội lực mặt cắt đỉnh trụ trong giai đoạn thi công do:
+ Trọng lượng bản thân các đốt đúc (DC)
+ Trọng lượng xe đúc: P
xe
= 660 KN
+ Tải trọng thi công: q
TC
= 0.24 (KN/m
2
) à q
tc
= 0.24x8 = 1.93 KN/m
+ Trọng lượng bê tông ướt (WC)
+ Co ngót, từ biến
+ Tải trọng gió

Các giai đoạn thi công bất lợi nhất:
Sơ đồ 1: Giai đoạn đúc hẫng đối xứng đốt dầm cuối cùng trước khi hợp long
P
M
P
M

Hình 1.3.4.1-1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ


VĂN HOÀNG DUY -14- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
Sơ đồ 2: Giai đoạn hợp long nhịp biên bên trái và bên phải
P
M

Hình 1.3.4.1-2
Sơ đồ 3: Giai đoạn hợp long đốt giữa nhịp
P
M

Hình 1 3.4.1-3
- Tính tải trọng bê tông ướt và tải trọng xe đúc:
+ Tải trọng xe đúc:
Giả thiết ta đang thi công đốt K4 ta tính quy đổi tải trọng xe đúc về nút K3. Tải
trọng xe đúc ta quy đổi thành F
z
và M
y
như hình vẽ sau:

+ Trọng lượng bê tông ướt: Khi ta tiến hành đổ bê tông đốt đúc K4 thì trọng lượng
bê tông ướt quy đổi thành lực cắt và mô men tác dụng vào nút K3 như hình vẽ sau: