ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU THIẾT KẾ CẦU ĐÚC HẪNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CƠ SỞ II
KHOA CÔNG TRÌNH
BỘ MÔN CẦU HẦM







ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ CẦU – ĐÚC HẪNG







Giáo viên hướng dẫn : PHẠM QUỐC TRƯỞNG
Giáo viên đọc duyệt :
Sinh viên thực hiện : NGUYỄN VIỆT TÙNG
Lớp : Cầu - Đường K45

TP.HCM : Tháng - 2009
Lời nói đầu
*
* *
Sau thời gian học tập tại trường ĐHGTVT bằng sự nỗ lực của bản
thân cùng với sự chỉ bảo dạy dỗ tận tình của các thầy cô trong trường
ĐHGTVT 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 : Phạm
Quốc Trưởng.
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.HCM, tháng năm 2009.
Sinh viên : Nguyễn Việt Tùng.

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

Giáo viên hướng dẫn




Phạm Quốc Trưởng

Nhận xét của giáo viên đọc duyệt

Giáo viên đọc duyệt




ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 1 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45
MỤC LỤC

Phần I: THIẾT KẾ SƠ BỘ
A: Mở đầu
I. Khái quát về công trình
II. Dự kiến các phương án xây dựng cầu
B: Thiết kế các phương án sơ bộ
Chương I: Phương án sơ bộ 1
cầu đúc hẫng cân bằng liên tục 3 nhịp
I. Giới thiệu chung phương án
II. Tính toán kết cấu nhịp
III. Tính toán mố cầu
IV. Tính toán trụ cầu
V. Dự kiến phương án thi công
Chương II: Phương án 2
cầu dàn thép liên tục
I. Giới thiệu chung phương án
II. Tính toán kết cấu nhịp
III. Kết cấu nhịp dẫn

IV. Tính toán trụ cầu P2
V. Tính toán mố cầu
VI. Dự kiến phương án thi công
Chương III: Phương án 3
Cầu vòm ống thép nhồi Bê Tông
I.Giới thiệu chung phương án
II.Tính toán vòm chủ
III.Kiểm toán nội lực
IV.Tính toán trụ cầu P3
V.Tính toán mố cầu
VI.Dự kiến phương án thi công
Chương IV: lựa chọn phương án kỹ thuật
Phần II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
Chương V: kích thước cấu tạo kết cấu nhịp
I. Giới thiệu chung
II. Lựa chọn kích thước kết cấu nhịp
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 2 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45
chương VI: Tính nội lực theo các giai đoạn
I. Tải trọng và tổ hợp tải trọng
II. Tính toán theo các giai đoạn
III. Tổ hợp nội lực trong giai đoạn khai thác
IVTổng hợp nội lực trong các giai đoạn
Chương VII :Tính toán và bố trí cốt thép
I. Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu
II. Tính toán cốt thép dự ứng lực
Chương VIII: Kiểm toán kết cấu nhịp
I. Kiểm toán sức kháng uốn
II. Kiểm tra hàm lượng cốt thép ứng suất trước
III. Tính toán mất mát ứng suất

IV. Kiểm toán sức kháng cắt cho tiết diện
Chương IX : Tính toán bản mặt cầu
I. Cấu tạo bản mặt cầu
II. Tính toán nội lực trong bản mặt cầu
III. Bố trí cốt thép bản mặt cầu
Chương X : Tính toán trụ cầu
I. Các kích thước cơ bản của trụ
II. Các tải trọng tác dụng lên trụ
III. Tổ hợp tải trọng
IV. Kiểm toán các tiết diện với các tổ hợp tải trọng
Chương XI : Tính toán mố cầu
I. Các kích thước cơ bản của mố
II. Các tải trọng tác dụng lên mố
III. Tổ hợp tải trọng
IV. Kiểm toán các tiết diện với các tổ hợp tải trọng
Phần III: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG
Chương XII : Thiết kế thi công
I. Tính toán mở rộng trụ
II. tính toán thanh dự ứng lực neo đỉnh trụ
Chương XIII : tổ chức thi công
I. thi công mố
II. thi công trụ
III. thi công kết cấu nhịp
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 3 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45


Phần I
THIẾT KẾ SƠ BỘ
Giới thiệu chung

I. Khái quát công trình.
A. Quy trình thiết kế.
Cầu được thiết kế vĩnh cửu dành cho đường ôtô tiêu chuẩn đường đồng bằng.
Khổ cầu : 9 + 2×1.5 m.
Tải trọng thiết kế : HL-93 và người đi bộ 300 Kg/cm
2
Sông thông thuyền cấp : I ( 80x10 m )
Tiêu chuẩn thiết kế : 22 TCN: 272 - 05.
B. Địa chất.
Địa chất công trình cầu:
Lớp 1 : Sét.
Lớp 2 : Sét pha cát.
Lớp 3 : Cát bụi.
Lớp 4 : Cát hạt trung.
Lớp 5 : Tầng địa chất chịu lực.
C. Thuỷ văn.
- Mực nước cao nhất : 32,00 m
- Mực nước thông thuyền 30,50 m
- Mực nước thấp nhất: 27,00 m
II. Dự kiến các phương án xây dựng cầu.
A. Lựa chọn dạng kết cấu.
Do điều kiện địa chất thuỷ văn, khổ thông thuyền 80x10 m như trên nên việc
chọn phương án thiết kế sao cho hợp lý,đáp ứng được những điều kiện về kinh tế
kỹ thuật, về cảnh quan , môi trường là rất khó khăn và phức tạp. Vì vậy, em đã
tham khảo các công trình cầu đã và đang được xây dựng cũng như tự mình tìm tòi,
sáng tạo ra mô hình cầu phù hợp rồi đưa ra 3 lựa chọn sơ bộ sau:
- Cầu bê tông cốt thép liên tục đúc hẫng.
- Cầu dàn thép.
- Cầu vòm ống thép nhồi bêtông.
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ

NGUYỄN VIỆT TÙNG 4 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45
B. Vật Liệu.
1. Bê tông
Loại bê
tông
Cường độ f’
c

(MPa)
Sử dụng
B 40 Đúc dầm dẫn và các khối K
C 35
Đổ tại chỗ dầm hộp, đúc sẵn cọc dẫn và bản mặt cầu
DUL
D 30
Thi công cọc khoan nhồi, lan can, bản mặt cầu.
Đổ tại chỗ trụ , mố, tường chắn
F 20 Đổ bêtông bệ móng
G 15 Đổ bê tông bịt đáy
2. Cốt thép
2.1.Cốt thép thường
Cốt thép thường sử dụng theo Tiêu chuẩn ASTM A706M
2.2 Cốt thép dự ứng lực
Cốt thép cường độ cao lấy theo Tiêu chuẩn ASTM A416M - grade 270

CHƯƠNG I :

CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP LIÊN TỤC ĐÚC HẪNG CÂN
BẰNG
1 . bố trí chung cầu

Cầu được bố trí theo sơ đồ: (65+100+65)m.
Chiều dài toàn cầu: L = 241,330 m.
Cầu gồm 2 trụ P1,P2 và 2 mố A0,A3:
§ Hai nhịp biên dầm hộp đúc trên đà giáo đoạn dài 14 m từ mố A0 và từ
mố A3.
§ Trên 2 trụ P1,P2 đúc hẫng cân bằng (49+49)m.
Bán kính cong cầu R=8000 m.
Độ dốc ngang cầu : 2%
Độ dốc dọc cầu : 2%.
2 . kết cấu phần trên
Cầu được thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng đối xứng.
Dầm tiết diện hình hộp có chiều cao tại gối 6 m, tại giữa nhịp và dầm dẫn có
chiều cao 2.5 m . Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol bậc 2 đảm bảo
yêu cầu chịu lực và mỹ quan.
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 5 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45
Mặt cắt ngang cầu dạng hình hộp, thành đứng, phần cánh hẫng của hộp 3.05m,
sườn dầm có chiều dầy 50 cm, bản nắp hộp không thay đổi dầy 30 cm, bản đáy
hộp thay đổi từ 80 cm tại gối đến 30 cm tại giữa nhịp.
Vật liệu dùng cho kết cấu:
Ø Bê tông loại B ( 40 Mpa ).
Ø Cốt thép cường độ cao lấy theo Tiêu chuẩn ASTM A416M – grade 270
Ø Thép thường lấy theo ASTM A706M
3 . Kết cấu phần dưới
3.1.Trụ cầu
Dùng loại trụ thân đặc BTCT thường đổ tại chỗ
Phương án móng: Dùng móng cọc khoan nhồi đổ tại chỗ đường kính cọc 1.5 m.
3.2.Mố cầu:
Dùng mố chữ U bê tông cốt thép .
Phương án móng: Dùng móng cọc khoan nhồi đổ tại chỗ đường kính cọc 1.0 m.

Tính toán phương án sơ bộ:
ü Tính toán kết cấu nhịp trong giai đoạn khai thác.
ü Tính duyệt tại hai mặt cắt
+ Mặt cắt hợp long nhịp chính .
+ Mặt cắt hợp long nhịp biên .
ü Tính toán một trụ, một mố, sơ bộ tính toán cọc.
I . TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHỊP
1.Chọn các kích thước.
Chiều dài kết cấu nhịp:
§ Nhịp chính chọn chiều dài : L = 100 m.
§ Nhịp biên chọn : L’ = (0.6 ÷ 0.7)L = 65 m, với L là nhịp chính .
Xác định kích thước mặt cắt ngang: Dựa vào kinh nghiệm mối quan hệ chiều
cao hộp, chiều dày nắp, dầy đáy với chiều dài Lmax và với khổ cầu ta sơ bộ chọn
mặt cắt ngang kết cấu nhịp như hình vẽ sau:
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 6 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45
20,10 m
23,10m
-1,109m
35,957m
37,957 m
10,957 m
1/2 MẶT CẮT MỐ A3
(TỈ LỆ 1:100)
lớp bêtông atphal dày 5 Cm
lớp BTCT bảo vệ M200, dày 5Cm
lớp phòng nước 3 Cm
B?n M ?t C?u dày 30 Cm
39,691 m
1/2 MẶT CẮT TRỤ P1

41,417 m







2. Xác định phương trình thay đổi dầm
Giả thiết đáy dầm có cao độ thay đổi là 1 parabol bậc 2 tại mặt cắt giữa nhịp.
(0,0)
X
Y

Khi chọn đường cong đáy dầm ta bỏ qua khối trên đỉnh trụ vì đáy hộp nằm ngang.
Vậy parabol sẽ cắt trục hồnh tại hai điểm A(0,0) và B(100,0).
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 7 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45
Phương trình Parabol bậc 2 có dạng: y=ax
2
+ bx + c
Vì phương trình đi qua điểm (0,0) nên c = 0à Vậy phương trình có dạng :
y= ax
2
+ bx
Ta có 2 cặp toạ độ: A(50;3,5) và B(100;0)
Thay vào ta có:







×+×=
×+×=
1001000
50505.3
2
2
ba
ba

Giải hệ phương trình trên ta tìm được các hệ số :
a = - 0.0014
b = 0
Đường cong Parabol biểu diễn đáy dầm như sau: y =- 0.0014x
2
+ 0.14x


3. Xác định phương trình thay đổi cao độ bản đáy dầm
Tương tự như xác định phương trình thay đổi cao độ đáy dầm. Dạng của phương
trình là :
y= ax
2
+ bx+c
Tại x=0 ,y=80 thay vào ta có c=80
Phương trình đi qua hai điểm C(50,3.8) và D(100,0).
Thay vào ta có:






+×+×=
+×+×=
8.01001000
8.050508.3
2
2
ba
ba

Giải hệ phương trình trên ta tìm được các hệ số : a = -0.00136
b = 0.128
Đường cong Parabol biểu diễn bản đáy dầm như sau:y =-0.00136x
2
+ 0.128x+0.8
4. Chia đốt đầm:
Công tác chia đốt dầm tuỳ thuộc vào năng lực thi công của xe đúc. Ta chia đốt
như sau:
Đốt Ko : Đốt trên đỉnh trụ dài 12m
Còn lại các đốt từ chiều dài mỗi đốt là như sau:
Đốt K1, ,K9 có chiều dài 3 m.
Đốt K10, ,K13 có chiều dài 4 m.

K0
K1
K2

K3
K4
K5
K6
K7
K8
K9
K10
K11
K12
K13
K1K2
K3
K4K5K6K7K8
K9K10K11
K12
K13


ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 8 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45
5. tính toán đặc trưng hình học của tiết diện:
ĐĂC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN:
Số hiệu
mc
Toạ độ x

Cao độ
đáy dầm
Cao độ

bản đáy
Diện tích

Mô men quán tính
(m) y(cm) y(cm) (cm
2
) J
Y
(cm
4
) J
X
(cm
4
)
0 0 0 80 144850 6.35E+09

7.87E+09

1 4.5 60.17 134.85 140006.1

5.1E+09 6.84E+09

2 7.5 97.13 168.35 136964.4

4.23E+09

6.02E+09

3 10.5 131.57 199.41 134076.3

3.5E+09 5.28E+09

4 13.5 163.49 228.01 131334.9

2.9E+09 4.61E+09

5 16.5 192.89 254.17 128747.1

2.41E+09

4.04E+09

6 19.5 219.77 277.89 126312.9

2.01E+09

3.54E+09

7 22.5 244.13 299.15 124025.4

1.63E+09

3.02E+09

8 25.5 265.97 317.97 121891.5

1.35E+09

2.6E+09

9 28.5 285.29 334.33 119904.3

1.13E+09

2.26E+09

10 31.5 302.09 348.25 118070.7

9.62E+08

2E+09
11 35.5 320.57 363.01 115863.3

8.43E+08

1.79E+09

12 39.5 334.57 373.41 113921.3

7.61E+08

1.65E+09

13 43.5 344.09 379.45 112244.7

7.07E+08

1.55E+09

14 47.5 349.13 381.15 110840.4

6.49E+08

1.1E+09
6. Các loại tải trọng tác dụng
1.1 . Tĩnh tải giai đoạn I.
Để đơn giản tính toán ta giả thiết trong mỗi đoạn, chiều cao dầm thay đổi tuyến
tính.
Khi tính ta coi như trọng lượng dầm trong một đốt phân bố đều và có giá trị theo
tiết diện giữa đốt ( Lấy giá trị trung bình của 2 mặt cắt 2 bên )
Trọng lượng các đốt tính theo công thức:
DC
TC
= V × γ
DC
TT
=1.25 × DC
TC
γ - Trọng lượng riêng của bê tông , γ = 25 kN/m
3
Bảng tĩnh tải rải đều của từng đốt

Khối
Chiều
dài
Diện tích Hệ số
DC
TC
(kN)

DC
TT
(kN)

Khối (m) (cm
2
) vợt tải
0.00 144850
K0 6.00 140006.1 1.25 2100.09 2625.11
k1 3.00 136964.4 1.25 1027.23 1284.04
k2 3.00 134076.3 1.25 1005.57 1256.97
k3 3.00 131334.9 1.25 985.01 1231.26
k4 3.00 128747.1 1.25 965.60 1207.00
k5 3.00 126312.9 1.25 947.35 1184.18
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 9 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45
k6 3.00 124025.4 1.25 930.19 1162.74
k7 3.00 121891.5 1.25 914.19 1142.73
k8 3.00 119904.3 1.25 899.28 1124.10
k9 3.00 118070.7 1.25 885.53 1106.91
k10 4.00 115863.3 1.25 1158.63 1448.29
k11 4.00 113921.3 1.25 1139.21 1424.02
k12 4.00 112244.7 1.25 1122.45 1403.06
k13 4.00 110840.4 1.25 1108.40 1385.51
1.2. tĩnh tải gai đoạn 2
15
70
10
50
40

25 25
20
45


Trọng lượng lan can tay vịn
DW
BT
= (0.25*0.25*25)*2=3.12 kN/m
àDW
lc+tay vịn
= 3.12 + 0.3 =3.42 kN/m.
Lớp phủ mặt cầu :
+ Bê tông át phan chiều dày 5cm: 0.05 × 23 = 1.15 kN/m
2

+ Bê tông xi măng bảo hộ dày 5cm: 0.03 × 25 = 0.75 kN/m
2

+ Lớp phòng nước dày3 cm: 0.01 × 15 = 0.15 kN/m
2

Tổng cộng: Σ DW
LP
= 2.05 kN/m
2

à Tĩnh tải rải đều của lớp phủ mặt cầu là:

LP

DW = 2.05 ×10 = 20.5 kN/m
Tĩnh tải giai đoạn 2:
DW
TC
= 3.42×2 +20.5 = 27.34 kN/m

1.3. Tải trọng thi công :
Tải trọng thi công được lấy là tải trọng rải đều CLL= 0.48×12.4=5.952 (kN/m),
theo Điều 5.14.2.3.2.
Tải trọng xe đúc lấy chọn loại xe đúc có trọng lượng : CE = 600 (kN) đặt cách
mép khối ngoài cùng 0.5m.
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 10 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45
1.4. Hệ số tải trọng
Hệ số điều chỉnh tải trọng η
i
=1
Hệ số tải trọng γ
i
: Tuỳ thộc vào tổ hợp tải trọng ta sẽ có các hệ số γ
i
khác nhau.

Hệ số xung kích: (Điều 3.6.2.1)
1+IM/100 = 1+75/100=1.75 ( áp dụng cho tính bản mặt cầu ).
1+IM/100 = 1+25/100=1.25 ( áp dụng cho các cấu kiện còn lại ).
Lực xung kích không áp dụng cho tải trọng bộ hành hoặc tải trọng làn thiết kế.
Hệ số làn : Khi trên cầu xếp hai làn xe thì lấy m = 1.0
1.5 Hoạt tải
Hoạt tải HL-93 gồm xe tải thiết kế và tải trọng làn được láy theo điều 3.6.1.2.2

và 3.6.1.2.4
Tải trọng bộ hành lấy theo điều 3.6.1.4
Tuỳ thuộc vào dạng đường ảnh hưởng mà xếp tải sao cho bất lợi nhất.
2. Các tổ hợp tải trọng
Trong quy trình 22TCN:272-05 có tới 11 tổ hợp tải trọng, mỗi tổ hợp xét đến các
tải trọng với hệ số khác nhau theo các trạng thái giới hạn khác nhau, và yêu cầu
kiểm toán cụ thể đối với từng tổ hợp tải trọng.Trong phạm vi đồ án này chỉ xét đến
hai tổ hợp tải trọng sau đây:
2.1.Tổ hợp theo trạng thái giới hạn cường độ I
§ Tổ hợp Mô men theo trạng thái giới hạn cường độ I (Điều 3.4.1.1)
M
U
=η (γ
P.
.M
DC
+γ
P
M
DW
+1.75M
LL+IM
+1.75

M
PL
)
§ Tổ hợp Lực cắt theo trạng thái giới hạn cường độ I (Điều 3.4.1.1)
V
U

=η (γ
P
V
DC
+ γ
P
V
DW
+1.75V
LL+IM
+1.75

V
PL
)
Trong đó :
- M
U
: Mô men tính toán theo trạng thái giới hạn cường độ I
- V
U
: Lực cắt tính toán theo trạng thái giới hạn cường độ I
- γ
P
: Hệ số xác định theo theo bảng 3.4.1-2
Đối với DC : γ
P
max =1.25, γ
P
min= 0.9

Đối với DW : γ
P
max =1.5 , γ
P
min= 0.65
- η : Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư, và sự quan trọng trong khai
thác xác định theo Điều 1.3.2
η= 1
- IM : Hệ số xung kích IM = 0.25% Theo Điều 3.4.1-1.
2.2.Tổ hợp theo trạng thái giới hạn sử dụng
M
U
=M
DC
+

M
DW
+M
LL+IM
+

M
PL

V
U
=

V

DC
+

V
DW
+V
LL+IM
+

V
PL


ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 11 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45
TÍNH TOÁN NỘI LỰC THEO CÁC GIAI ĐOẠN
Do đặc điểm của công nghệ thi công hẫng, sơ đồ kết cấu bị thay đổi liên tục qua
các giai đoạn thi công. Căn cứ vào trình tự thi công và sơ đồ kết cấu ta chia ra các
giai đoạn tính toán :
+ Giai đoạn thi công hẫng từ hai trụ P1,P2
+ Hợp long nhịp biên A0-P1 và P2-A3
+ Hợp long nhịp giữa P2-P1
+ Tháo xe đúc và ván khuôn.
+ Giai đoạn khai thác
Nội dung tính toán các giai đoạn: Tiến hành tính toán nội lực tại các mặt cắt
dưới tác dụng của tải trọng trong từng giai đoạn thi công và khai thác. Để từ đó tính
ra số bó cốt thép DƯL cần thiết tại mỗi mặt cắt để đảm bảo cho kết cấu được an
toàn trong suốt quá trình thi công cũng như khai thác. Số bó cốt thép phải đảm bảo
có ít nhất trên mỗi mặt cắt được neo một bó.
1. Giai đoạn thi công hẫng:

Kết cấu nhịp được thi công hẫng đối xứng từ trụ ra
Đối với đốt trên trụ (K
0
) được đổ tại chỗ trên ván khuôn
Các đốt tiếp theo được đúc trên xe đúc chuyên dụng theo phương pháp đúc
hẫng cân bằng.
Sơ đồ làm việc trong giai đoạn này là công son.

Sơ đồ 1
Nội dung tính toán trong giai đoạn này là xác định nội lực trọng lượng cốt thép
dự ứng lực cần thiết cho mỗi đợt thi công. Số lượng cốt thép và lực căng trước
phải đảm bảo an toàn cho kết cấu trong suốt quá trình thi công.
Các tải trọng gồm có :
Tải trọng phần I: Trọng lượng bản thân của từng đốt (γ
P
= 1.25)
Tải trọng xe đúc: Xe đúc nặng 600 kN đặt cách đầu mút 0.5m(γ
ce
= 1.25)
Tải trọng thi công : 5.28 kN/m rải đều trên một bên cánh hẵng,và bằng 2.64
kN/m đối với cánh bên kia. Điều 5.14.2.3.2. (γ
cll
= 1.25)
Lực căng cốt thép cường độ cao chịu mômen âm
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 12 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45
Tính nội lực tại các mặt cắt trong chương trình MIDAS .Kết quả được ghi ở bảng
sau:

mặt cắt ghi chú Lực cắt(KN) Momen(KN.m)

3 HL biên 0 0
4 0 0
5 0 0
6 1220.12 -9470.95
7 2440.24 -18942
8 3660.39 -28412.5
9 4827.07 -46949.5
10 5819.86 -67929.4
11 6812.65 -88908.9
12 7805.45 -109889
13 8900.77 -143048
14 10013.19 -178238
15 11125.6 -213428
16 12079 -243590
17 Đỉnh trụ 13118.04 -285057
17 Đỉnh trụ 14174.8 -328783
18 15320.11 -372510
19 -15320.1 -372510
20 -14174.8 -328783
21 -13118 -285057
22 -12079 -243590
23 -11125.6 -213428
24 -10013.2 -178238
25 -8900.77 -143048
26 -7805.45 -109889
27 -6812.65 -88908.9
28 -5819.86 -67929.4
29 -4827.07 -46949.5
30 -3660.39 -28412.5
31 -2440.24 -18942

32 -1220.12 -9470.95
33 0 0
34 HL giữa 0 0

ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 13 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45
2. giai đoạn hợp long nhịp biên A0-P1
Giai đoạn này tiến hành đúc dầm dẫn trên đà giáo sau đó tiến hành đổ bê tông
hợp long nhịp biên bằng cách đổ bê tông đốt hợp long trên đà giáo, lúc này đốt hợp
long nhịp biên giữa chưa đạt cường độ toàn bộ trọng lượng khối hợp long do đà
giáo chịu.
Sau khi bê tông đông cứng tiến hành căng kéo cốt thép dự ứng lực.
Tiến hành bỏ gối tạm thanh liên kết tạm tại gối
Tiến hành tháo dỡ đà giáo
Lúc này có sự phân bố lại nội lực trong dầm do kết cấu chuyển từ sơ đồ khung
sang sơ đồ dầm mút thừa.
Các tải trọng gồm có :
Tải trọng phần I: Trọng lượng bản thân của dầm đúc trên đà giáo(γ
P
= 1.25)
Lực căng DƯL ở phần dưới đốt hợp long
Tải trọng dỡ xe đúc
Sơ đồ 2
Tính nội lực tại các mặt cắt trong chương trình MIDAS .Kết quả được ghi ở bảng
sau:
Mặt cắt ghi chú Lực cắt(KN) Mụmen(KN.m)

1 mố 0 0
2 666.402 13579.9475
3 666.402 12913.5455

4 235.152 11756.6455
5 235.152 10816.7505
6 235.152 9876.1655
7 235.152 8935.5
8 235.152 8112.79
9 235.152 7289.551
10 235.152 6466.5305
11 235.152 5643.5215
12 235.152 4820.5125
13 235.152 3997.4
14 235.152 3089.659
15 235.152 2586.6145
16 235.152 1881.17
17 Đỉnh trụ 235.152 0
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 14 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45
3. giai đoạn hợp long nhịp giữa P1-P2
Tải trọng gồm có :
Tải trọng dỡ 1/2 xe đúc : 1/2 Xe đúc nặng 300 kN đặt cách đầu mút 0.5m(γ
ce
=
1.25)
Tải trọng 1/2 đốt hợp long 1/2Phl= 93.99 (kN) đặt tại đầu mút (γ
pl
= 1.25)

Sơ đồ 3
Tính nội lực tại các mặt cắt trong chương trình MIDAS .Kết quả được ghi ở bảng
sau:

Mặt cắt ghi chú Lực cắt(KN) Momen (kN.m)
0 Đỉnh mố 0 0
1 106.11 19986.33
2 489.71 19390.51
3 1258.72 15894.83
4 2034.83 9311.16
5 2725.21 984.43
6 3431.21 -9785.47
7 4157.54 -23062.2
8 4908.92 -38926.24
9 5690.02 -57474.88
10 6505.52 -78822.22
11 7235.17 -99446.13
12 7996.52 -122314.15
13 8792.36 -147527.65
14 9625.58 -175197.05
15 10499.06 -205441.87
16 11573.37 -244154.76
17 Đỉnh trụ 12084.58 -261923.63
32 HL giữa -93.99 0
31 -862.97 -1912.78
30 -1639.03 -6913.55
29 -2329.33 -13855.24
28 -3035.21 -23240.11
27 -3761.37 -35131.8
26 -4512.51 -49610.81
25 -5293.31 -66774.41
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 15 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45
24 -6108.55 -86736.71

23 -6837.99 -106173.45
22 -7598.96 -127854.3
21 -8394.35 -151880.62
20 -9227.06 -178362.85
19 -10099.59 -207420.49
18 -11211.52 -244748.35
17 Đỉnh trụ 12084.58 -261923.63

4. Giai đoạn hoàn thành quá trình thi công
Sau khi bê tông hợp long nhịp P1-P2 đạt cường độ tiến hành căng kéo thép DƯL
thớ dưới ,tháo bỏ xe đúc và tải trọng thi công:
Hợp long nhịp giữa và kéo căng các bó cốt thép chịu mômen dương, kết cấu trở
thành dầm liên tục ba nhịp.
Tải trọng tác dụng lên sơ đồ này là
+ Tải trọng ngược do xe đúc và thiết bị thi công
+ Lực kéo DƯL phía dưới dầm


Sơ đồ 4
Sử dụng chương trình MIDAS để tính kết quả được ghi ở bảng sau:
Mặt cắt ghi chú Lực cắt(KN) Momen (kN.m)
0 Đỉnh mố 0 0
1 -694.26 31322.19
2 -322.55 32339
3 422.65 32140.01
4 1174.98 28948.26
5 1844.58 23667.58
6 2529.82 16016.64
7 3235.43 5931.78
8 3966.12 -6667.47

9 4726.58 -21878.41
10 5521.49 -39815.14
11 6233.56 -57457.64
12 6977.36 -77290.69
13 7755.69 -99415.64
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 16 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45
14 8571.46 -123942.92
15 9427.54 -150992.05
16 10481.58 -185908.95
17 Đỉnh trụ 10980.66 -202028.64
32 HL giữa 185.85 42701.1
31 21 42584.91
30 -631.03 41518.23
29 -1383.3 37492.86
28 -2052.79 31482.77
27 -2737.87 23102.41
26 -3443.25 12288.13
25 -4173.64 -1040.54
24 -4933.7 -16980.89
23 -5728.23 -35647.04
22 -6439.94 -53914.76
21 -7183.21 -74373.02
20 -7960.93 -97123.18
19 -8776 -122275.68
18 -9630.93 -149950.03
5. tổng hợp nội lực trong giai đoạn thi công
Sau khi tính nội lực trong các giai đoạn thi công trên. Ta tiến hành tính tổng nội lực
tại các mặt cắt trong các giai đoạn thi công từ sơ đồ đầu tiên đến sơ đồ cuối cùng.
Kết quả được xuất trong bảng sau:

Mặt cắt ghi chú Lực cắt(KN) Momen (kN.m)
0 Đỉnh mố 0 0
1 78.252 14429.95
2 833.562 14161.9
3 3136.642 6006.429
4 5885.202 -1823.36
5 8465.332 -9653.04
6 11023.252 -25643
7 13447.982 -43865.7
8 15922.842 -60876.8
9 18457.202 -79687.7
10 21162.932 -108561
11 23717.072 -139171
12 26334.632 -169908
13 28862.202 -196070
14 31550.232 -232087
15 34336.552 -270297
16 37610.212 -308507
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 17 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45
17 Đỉnh trụ 7745.14 -372191
32 -14082.94 -372191
31 -13959.97 -310673
30 -14349.06 -273761
29 -14838.23 -236850
28 -15101.2 -201973
27 -15400.01 -177269
26 -15761.21 -148537
25 -16279.6 -119629

24 -16862.11 -92634.3
23 -17393.29 -75966.6
22 -17699.29 -59298.8
21 -18017.8 -42630.6
20 -18408.11 -28477.7
19 -18875.59 -22484.3
18 -20842.45 -394698

6. giai đoạn khai thác
Hoàn thiện cầu, đổ lan can lớp phủ và lắp đặt các thiết bị khác trên cầu. Khi đó
kết cấu làm việc theo sơ đồ dầm liên tục
Khi kết cấu làm việc theo sơ đồ dầm liên tục ba nhịp, chịu tải trọng do đoàn xe
HL-93 và người đi bộ, nội lực xác định theo đường ảnh hưởng.
Tải trọng :
Tĩnh tải giai đoạn II
Tiêu chuẩn :
Lớp phủ DW=22.9kN/m
Lan can LC=6.84 kN/m
Hoạt tải : HL93 + PL (tải trọng người)
HL93K-Tandem (xe hai trục thiết kế+tải trọng làn)+ PL
HL93M-Truck (xe ba trục + tải trọng làn) + PL
Tải trọng người PL=3x1.5 x 2=9 kN/m
6.1.Tính nội lực dưới tác dụng của tải trọng DW, LC và PL và Lane:
Để tính nội lực trong sơ đồ này ta tiến hành vẽ đường ảnh hưởng nội lực tại các
mặt cắt cần tính, sau đó xếp tải trọng lên đường ảnh hưởng sao cho đạt nội lực bất
lợi nhất theo đúng quy trình
Các hệ số sức kháng được lấy như sau:
Đối với DW : γ
P
max =1.5 , γ

P
min= 0.65
Đối với LC : γ
P
max =1.25 , γ
P
min= 0.9
Đối với LAN : γ
PL
=1.75
Đối với PL : γ
Pl
=1.75
nhưng chỉ xếp lên phần đường ảnh hưởng gây bất lợi cho nội lực:
Kết quả chạy MIDAS cho đường ảnh hưởng tại các mặt cắt giữa nhịp P1-P2:
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 18 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45


Ta có kết quả mômen max tại mặt cắt giữa nhịp P1-P2
+ Do tĩnh tải phần 2:
M
125
=1.5x
+
Ω
xDW-0.65x
−
Ω
xDW

M
125
=1.5x564.512x22.9-0.65x197.64x22.9=16450.19 (kN.m)
M
125
=1.25x
+
Ω
xDC
1
-0.9x
−
Ω
xLC
M
125
=1.25x564.512x13.68-0.9x197.64x13.68=7220.83 (kN.m)
+ Do tải trọng người+Lane:
M
125
=1.75x(
+
Ω
-
−
Ω
)x(Lane)=1.75x366.97x18.6=11944.55 (kN.m)
M
125
=1.75x

+
Ω
xPL=1.75x564.512x9= 8890.88 (kN.m)
=>M
125
=16450.19 +7220.83 +11944.55 +8890.88 = 44506.45 (kN.m)

Tính tương tự cho các mặt cắt khác ta bảng kết quả sau:

Mặt
cắt
Ghi chú
Toạ
độ
Lực cắt (kN) Mô men (kN.m)
(m) min max min max
1 Mố A0 0 -1562.68 -895.64 0 0
2 HL BIÊN 14 -450.55 55.03 6585.06 14818.81
3 HL BIÊN 16 -307.79 187.3 6428.02 15491.86
4 20 -25.91 455.5 5383.33 15918.33
5 24 251.27 728.31 3364.47 15118.64
6 28 490.17 970.57 798.86 13413.08
7 32 725.86 1215.9 -2512.59

10768.74
8 35 958.52 1464.06 -6569.89

7185.62
9 38 1188.33 1714.81 -11373 2663.73
10 41 1415.43 1967.93 -16922 -2796.95

11 44 1640.01 2223.26 -23216.8

-9196.41
12 47 1830.53 2443.65 -29289.1

-15345.8
13 50 2019.32 2665.37 -36184.9

-21909.3
14 53 2206.42 2888.32 -43888.6

-28902.52

15 56 2391.89 3112.4 -52402.5

-36323.35

16 59 2575.67 3337.42 -61738.4

-44159.76

17 ĐỈNH TRỤ 65 2797.9 3613.81 -73694 -53802.84

18 71 -322.38 184.86 12301.86

22260.23
19 74 -599.97 -87.62 11571.24

21340.61
20 77 -880.9 -356.74 9866.46 19194.83

21 80 -1129.32 -589.52 7575.67 16311.44
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 19 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45
22 83 -1380.06 -819.88 4539.03 12489.27
23 86 -1632.96 -1047.91

562.78 7922.08
24 89 -1887.85 -1273.72

-4630.08

2886.9
25 92 -2144.56 -1497.43

-10852.3

-2803.53
26 95 -2402.92 -1719.13

-18090.3

-9162.9
27 98 -2625.49 -1907.59

-25101.9

-15146.85

28 102 -2849.09 -2094.72

-32862.4

-21619.69

29 106 -3073.57 -2280.53

-41377.1

-28576.01

30 110 -3298.86 -2465.06

-50653 -36008.74

31 HL GIỮA 114 -3524.87 -2648.35

-60698.5

-43909.64

32 GIỮA NHỊP 116 -3789.5 -2860.76

-73403.5

-53706.36


6.2.Tính nội lực dưới tác dụng của tải trọng Truck và Tandem :
6.2.1. Nội lực do xe tải thiết kế (Truck):

Mặt
cắt
Ghi chú
Toạ
độ
Lực cắt (kN) Mô men (kN.m)
(m) min max min max
1 Mố A0 0 -1314.86 396.32 0 0
2 HL BIÊN 14 -832.28 477.26 -5944.83

13920.49
3 HL BIÊN 16 -776.91 522.1 -6737.47

14940.99
4 20 -672.98 614.49 -8322.76

16492.31
5 24 -578.25 709.16 -9908.05

17370.07
6 28 -502.78 793.27 -11295.2

17613.68
7 32 -433.99 878.22 -12682.3

17401.4
8 35 -371.51 963.62 -14069.4

16772.18
9 38 -314.91 1049.29 -15456.6

15756.5
10 41 -263.72 1135.14 -16843.7

14348.47
11 44 -217.48 1221.22 -18230.8

12565.25
12 47 -181.45 1295.19 -19518.3

10846.04
13 50 -148.48 1369.4 -21132.6

9192.7
14 53 -118.33 1443.92 -23055.3

7591.54
15 56 -102.27 1518.83 -25288.9

6348.61
16 59 -98.94 1594.11 -27847.6

6218.42
17 ĐỈNH TRỤ 65 -97.34 1688.51 -31272.9

6294.2
18 71 -690.61 650.46 -5454.27

16960.11
19 74 -774.15 573.85 -5856.41

16628.49
20 77 -861.19 502.76 -6258.54

15851.57
21 80 -939.46 445.4 -6610.41

14811.64
22 83 -1019.15 392.69 -6962.28

13442.62
23 86 -1099.76 344.61 -7543.96

11981.83
24 89 -1180.92 300.99 -8684 10764.02
25 92 -1262.39 261.6 -10160.3

9572.14
26 95 -1344.04 226.16 -11956.7

8394.53
27 98 -1414.07 218.27 -13750.4

7398.53
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 20 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45
28 102 -1484.2 211.98 -15782.3

6419.81
29 106 -1554.41 207.01 -18326 5466

30 110 -1624.73 203.31 -21848.6

5225.3
31 HL GIỮA 114 -1695.19 200.81 -25707.7

5579.8
32 GIỮA NHỊP 116 -1777.68 199.33 -30638.7

6128.05

6.2.2.Nội lực do xe hai trục thiết kế (Tandem):


Mặt
cắt
Ghi chú
Toạ
độ
Lực cắt (kN) Mô men (kN.m)
(m) min max min max
1 Mố A0 0 -1111.41 345.74 -87.69 0
2 HL BIÊN 14 -701.6 440.4 -78.13 11960.24

3 HL BIÊN 16 -654.94 475.09 -75.77 12867.46

4 20 -567.48 546.95 -73.19 14229.11

5 24 -487.97 622.01 -75.8 15016.67

6 28 -424.86 689.8 -77.72 15263.56

7 32 -367.56 759.19 -79.79 15121.62

8 35 -315.8 829.95 -82.89 14613.92

9 38 -269.22 901.93 -87.02 13760.18

10 41 -227.44 975.03 -92.24 12566.41

11 44 -190.08 1049.24 -98.28 11043.65

12 47 -161.3 1113.71 -104.64 9580.81
13 50 -135.29 1178.97 -111.87 8213.05
14 53 -111.84 1245.05 -119.88 6923.94
15 56 -90.78 1311.97 -128.83 5717.59
16 59 -84.35 1379.69 -139.01 5325.68
17 ĐỈNH TRỤ 65 -82.7 1464.92 -49.65 5350.23
18 71 -591.1 557.37 -118.09 14751.36

19 74 -661.49 493.17 -119.35 14450.21

20 77 -735.19 433.75 -122.04 13746.9
21 80 -801.88 385.96 -125.69 12807.57

22 83 -870.21 342.21 -130.37 11570.38

23 86 -939.87 302.46 -136.05 10269.98

24 89 -1010.61 266.61 -142.83 9239.4
25 92 -1082.25 234.47 -150.69 8260.33

26 95 -1154.7 205.79 -159.61 7319.14
27 98 -1217.36 188.21 -168.7 6544.22
28 102 -1280.55 181.92 -178.19 5803.13
29 106 -1344.24 176.97 -188.49 5102.95
30 110 -1408.43 173.28 -199.63 4500.14
31 HL GIỮA 114 -1473.12 170.79 -211.54 4764.35
32 GIỮA NHỊP 116 -1549.27 169.32 -225.66 5207.27
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ
NGUYỄN VIỆT TÙNG 21 LỚP CẦU ĐƯỜNG –K45

TỔNG HỢP NỘI LỰC TRONG GIAI ĐOẠN KHAI THÁC
Trong giai đoạn khai thác ta xét 2 tổ hợp sau:
+Tổ hợp 1: DW+LC +HL93 Truck+PL:
+Tổ hợp 2:DW+LC +HL93 Tandem+PL:
1.Tổ hợp 1: DW+LC + HL93 Truck+PL:

Mặt
cắt
Ghi chú
Toạ
độ
Lực cắt (kN) Mô men (kN.m)
(m) min max min max
1 Mố A0 0 -2117.52 -25.18 -163.1 163.1
2 HL BIÊN 14 -1075.22 523.22 -145.54 145.54
3 HL BIÊN 16 -948.37 633.55 -141.36 141.36
4 20 -703.57 858.99 -136.38 136.38
5 24 -470.66 1089.36 -137.76 137.76
6 28 -276.35 1294.22 -141.6 141.6
7 32 -90.54 1501.69 -146.26 146.26

8 35 87.22 1711.23 -152 152
9 38 257.49 1922.53 -160.04 160.04
10 41 420.82 2135.39 -170.31 170.31
11 44 577.76 2349.74 -182.23 182.23
12 47 707.56 2534.55 -194.85 194.85
13 50 833.33 2720.39 -209.32 209.32
14 53 955.34 2907.25 -225.58 225.58
15 56 1062.33 3095.15 -243.56 243.56
16 59 1155.67 3284 -264.16 264.16
17 ĐỈNH TRỤ 65 1265.94 3518.02 -92.01 92.01
18 71 -869.78 761.14 -228.46 228.46
19 74 -1091.74 549.04 -230.69 230.69
20 77 -1319.1 344.37 -235.84 235.84
21 80 -1521.65 171.66 -242.86 242.86
22 83 -1726.95 5 -251.39 251.39
23 86 -1934.41 -155.72 -262.11 262.11
24 89 -2143.56 -310.72 -274.99 274.99
25 92 -2354.08 -460.29 -290.21 290.21
26 95 -2565.72 -604.79 -307.84 307.84
27 98 -2747.84 -705.27 -325.74 325.74
28 102 -2930.66 -803.41 -344.61 344.61
29 106 -3114.07 -899.48 -365.23 365.23
30 110 -3298.07 -993.57 -387.65 387.65
31 HL GIỮA 114 -3482.64 -1085.78 -411.82 411.82
32 GIỮA NHỊP 116 -3698.83 -1191.11 -440.59 440.59