thuyết minh đồ án tính toán và thiết kế cầu dầm bê tông dưl

- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
Trờng Đại học giao thông vận tải
Khoa công trình
bộ môn cầu hầm
===========
đề tài
tính toán & thiết kế
cầu dầm btct dl
GIáO VIêN Hớng DẫN : NGUYễN VăN VĩNH
NHóm Sinh viên thực hiện : NHóM 05
NG HIU Lí
TRNG QUANG MNH
NG VINH MINH
NÔNG TH MINH
Lớp : Cầu Đờng bộ b - K51
-NHểM 05 - 1 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
Mục lục
Phần I 9
Thiết kế sơ bộ 9
I. giới thiệu chung 9
1.1. Quy mô và tiêu chuẩn kĩ thuật 9
- Quy mô thiết kế: cầu đợc thiết kế vĩnh cửu bằng dầm BTCT DƯL mặt cắt chữ I 9
1.2.Điều kiện tự nhiên tại vị trí xây dựng cầu 10
a. Điều kiện về địa chất 10
10
b. Điều kiện về thủy văn 10
- Theo số liệu khảo sát điều tra nhiều năm cho thấy : 10
a. Kết cấu phần trên 10
b. Kết cấu phần dới 10
1.4. Vật liệu sử dụng 10

a. Bê tông 10
b. Cốt thép 11
1.5. Các hệ số tính toán 11
a. Hệ số tải trọng: (hệ số vợt tải) đợc đa vào trong quá trình tính
toán nhằm xét dến sự vợt tải bất thờng của hoạt tải 11
b. Hệ số xung kích (1+IM): Hệ số xung kích đợc đa vào trong tính toán nhằm xét đến tính
động của hoạt tải 11
c. Hệ số làn: đợc đa vào trong tính toán nhằm xét đến sự giảm lu lợng xe trên mỗi làn khi số
làn tăng lên 12
II. Cờu tạo kết cấu nhịp 12
2.1. Chiều dài nhịp tính toán 12
2.2. Chọn số dầm chủ trên MCN: 12
2.3. Quy mô thiết kế và mặt cắt ngang cầu 12
1.4.6.Xác địnhbề rộng bản cánh có hiệu 14
a.Xác định b1 :Lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau: 14
b.Xác định b2 : Lấy nhỏ nhất trong các giá trị sau: 15
1.4.7. Cấu tạo dầm ngang 15
1.4.8 Cấu tạo chân lan can 15
1.4.9. Quy mô thiết kế của mặt cắt ngang cầu 15
1.5. Xác định tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ 16
1.5.1. Tĩnh tải giai đoạn I 16
a. Tĩnh tải do trọng lợng bản thân dầm chủ 16
b.Tĩnh tải do trọng lợng bản thân dầm ngang gây ra 16
c. Trọng lợng phần ván khuôn mặt cầu 16
d. Tĩnh tải do trọng lợng tấm bê tông mặt cầu: 17
1.5.2. Xác định tĩnh tải giai đoạn II (DW) 17
+Trọng lợng của lớp phủ ngời đi bộ 17
1.6. xác định hệ số phân bố ngang 18
1.6.1. Tính hệ số phân bố ngang đối với dầm biên 18
1.6.2. Tính hệ số phân bố ngang đối với dầm trong 19

1.6.3. Tính hệ số phân bố ngang đối với tải trọng HL_93 19
a. Tớnh tham số độ cứng dọc 19
b. Tớnh hệ số phân bố ngang tính cho moomen: 19
c. Tính hệ số phân bố ngang tính cho lc cắt 20
1.6.4. Tổng hợp hệ số phân bố ngang tại các mặt cắt 20
a. Hệ số phân bố ngang tính cho dầm biên 20
b Hệ số phân bố ngang tính cho dầm trong 20
1.6.5. Xác định hệ số phân bố ngang tính toán 21
1.7. TNH TON Nội lực 21
1.7.1. Mặt cắt tính toán 21
1.7.2. Vẽ đờng ảnh hởng nội lực 22
a. Vẽ đờng anh hởng moomen 22
b. Vẽ đờng ảnh hởng lực cắt 22
c. Tính diện tích đờng ảnh hởng 22
1.7.3. Xác định nội lực tại các mặt cắt 23
a. Tính nội lực do tĩnhtải 23
b.Tính nội lực do tảI trọng là và tảI trọng ngời 23
c. Tính nội lực do xe tảI và xe hai trục thiêt kế 24
1.7.4. Tổng hợp nội lực 26
1.8. Tính toán và bố trí cốt thép cho dầm chủ 27
-NHểM 05 - 2 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
1.8.1. ĐTHH của mặt cắt giai đoạn I.(Tại mặt cắt giữa nhịp) 27
1.8.2. Tính số bó cốt thép cần bố trí 29
1.8.3. Bố trí cốt thép trên mặt cắt dầm 30
a. Bố trí trong mặt phẳng đứng 30
1.9. kiểm toán sức kháng uốn của dầm theo TTGH cờng độ 30
1.9.1. Xác định vị trí trục trung hoà của mặt cắt 30
1.9.2. Kiểm toán khả năng chịu uốn 32
1.10.Tính toán mố 32

1.10.1 Cấu tạo mố: 32
1.10.2. Các tải trọng tác dụng: 35
a. Tĩnh tải kết cấu nhịp 35
b. Tĩnh tải mố 35
c. Hoạt tải (LL,IM) 36
d. Tải trọng ngời(PL) 37
e. áp lực đất thẳng đứng 37
e. áp lực đất do hoạt tải chất thêm(LS) 37
f. Tổ hợp tải trọng mặt cắt đáy móng 37
1.10.3 Tính toán sức chịu tải của cọc 38
a. Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu 38
b) Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền: 38
c. Tính toán số cọc trong móng 40
1.11. Tính toán trụ 40
1.11.1. cấu tạo và kích thớc cơ bản trụ cầu 40
1.11.2. Các loại tải trọng tác dụng lên trụ 41
a. Tĩnh tải 41
b . Hoạt tảI (LL) 42
c. Tải trọng ngời đi (PL) 43
d.TảI trong cua nuoc 43
1.11.3. tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt 43
1.11.4. Tính và bố trí cọc trong móng 45
a. Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu 45
b) Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền: 45
c. Tính toán số cọc trong móng 46
2.1. giới thiệu phơng án 48
2.1.1. Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN 272 05 48
2.1.2.Điều kiện tự nhiên tại vị trí xây dựng câu 48
a. Điều kiện về địa chất 48
b. Điều kiện về thủy văn 48

2.1.3. Sơ đồ kết cấu 48
a. Kết cấu phần trên 48
b. Kết cấu phần dới 48
2.2. số liệu tính toán 48
2.2.1. Khổ cầu 48
2.2.2. Khổ thông thuyền 48
2.2.3. Tải trọng thiết kế 48
2.2.4. Quy mô thiết kế 49
2.2.5. Tần suất lũ thiết kế: P = 1% 49
2.2.6. Vật liệu sử dụng 49
a. Bê tông 49
b. Thép 49
c. Tính chất vật liệu dầm 49
2.3. các hệ số tính toán 50
2.3.1. Hệ số tải trọng 50
2.3.2. Hệ số xung kích: 50
2.3.3 Hệ số làn: 50
2.4. kích thớc cơ bản của dầm chủ 50
2.4.1 Chiều dài tính toán KCN 50
2.4.2 Lựa chọn số dầm chủ trên mặt cắt ngang 50
2.4.3. Quy mô mặt cắt ngang cầu 50
2.4.4 Chiều cao dầm chủ 51
2.4.5. Cờu tạo bản bê tông mặt cầu 51
2.4.6. Tổng hợp kích thớc dầm chủ 52
2.5. XC định đặc trng hình học của các mặt cắt 53
2.5.1 Các giai đoạn làm việc của cầu dầm liên hợp 53
a. Trờng hợp 1: 53
b. Trờng hợp 2: 53
2.5.2. Xác định ĐTHH mặt cắt giai đoạn I 54
-NHểM 05 - 3 -Lớp cầu đờng bộ b k51-

- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
2.5.4. Xác định ĐTHH mặt cắt giai đoạn II 56
a. Mặt cắt tính toán 56
b. Xác địnhh bề rông tính toán của bản bê tông 56
c. Xác định hệ số quy dổi từ bê tông sang thép 57
d. Xác định đặc trung hình hoạc mặt cắt ngắn hạn 57
e. Xác định ĐTHH mặt cắt liên hợp dài hạn (Long-term section) 60
f. Kết quả ĐTHH của mặt cắt dầm chủ giai đoạn II 60
2.5.5. Xác định ĐTHH mặt cắt giai đoạn chảy dẻo 61
a. Mặt cắt tính toán: 61
b. Xác định vị trí trục trung hoà chảy dẻo(PNA) 62
c. Xác định chiều cao phần sờn dầm chịu nén 63
d. Xác định mô men chảy dẻo My 64
e. Xác định mômen dẻo MP 65
2.6. xác định tĩnh tải tác dụng lên kết cấu nhịp 66
2.6.1.Tĩnh tảI do hệ liên kết ngang 66
a. Hệ liên kết ngang tại mặt cắt gối 66
b. Hệ liên kết ngang trung gian 67
2.6.2. Tĩnh tảI do hệ sờn tăng cờng dầm chủ 69
2.6.3. Tĩnh tảI do hệ liên kết dọc cầu 71
2.6.4. Tổng hợp tĩnh tảI giai đoạn I tác dụng lên kết cấu nhịp 72
2.6.5. Tổng hợp tĩnh tảI tác dụng lên kết cấu nhịp 73
2.7. xác định hệ số phân bố ngang 74
2.7.1. Tính hệ số phân bố ngang theo phơng pháp đòn bảy 74
a. Tính hệ số phân bố ngang đối với dâm biên 74
b. Tính hệ số phân bố ngang đối vơi dầm trong 75
2.7.2. Tính hệ số phân bố ngang đối voi hoạt tảI HL_93 75
a .Tính tham số độ cứng dọc 75
b. Tính hệ số phân bố ngang moomen: 76
c. Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt 76

2.7.3. Tổng hợp hệ số phân bố ngang 77
a. Hế số phân bố ngang tính cho dầm biên 77
b.Hế số phân bố ngang tính cho dầm trong (dam trong) 77
c. Xác định hế số phân bố ngang tính toán 77
2.8. TNH toán nội lực 78
2.8.1. Các mặt cắt cần tính nội lực 78
2.8.2. Vẽ đờng ảnh hởng nội lực 78
a.Vẽ đờng ảnh hởng mô men 78
b. Đờng ảnh hởng lực cắt 78
2.8.3. Tính diện tích đờng ảnh hởng 78
2.8.4. Xác định nội lực tại các mặt cắt 79
a. Tính nội lực do tĩnh tải 79
b. Tính nội lực do tảI trọng làn và tảI trọng ngời 79
c. Tính nội lực dp xe tẩi thiết kế và xe hai trục thiết kế 80
e. Tổng hợp nội lực 82
2.9. KIểm toán dầm chủ theo trạng thái giới hạn cờng độ I 83
2.9.1. Kiểm toán sức kháng uốn của dầm chủ 83
a. Xác định mô men chảy My 83
b. Xác định mô men dẻo Mp 85
2.9.2. Sức kháng uốn của mặt căt liên hợp đặc trắc 86
a. Xác định sức kháng uốn danh định 86
b. Xác định sức kháng uốn tính toán 87
2.9.3. Kiểm toán khả năng chịu lực của dầm 87
2.9.4. Kiểm toán sức kháng cắt của dầm chủ 87
a.Xấc định hệ só C 87
b. Tính hệ số K: 88
2.9.5. Sức kháng cắt của dầm chủ 88
a. Điều kiện kiểm toán 88
b.Sức kháng cắt của mảnh sờn dầm phía trong 88
2.9.6 .Kiểm toán khả năng chịu cắt của dầm 89

2.10. KIểm toán dầm chủ theo tTgh Mỏi 90
2.10.1. Nguyên tắc tính toán 90
2.10.2. Kiểm toán theo điều kiện ứng suất do uốn 90
a. Công thức kiểm toán 90
b. Xac định ứng suât trong dầm do tảI trọng mỏi 90
c. Kiểm toán ứng suất do uốn 91
2.10.3. Kiểm toán theo điều kiện ứng suất do cắt 92
a. Công thức kiểm toán 92
-NHểM 05 - 4 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
b. Kiểm toán ứng suất mỏi do cắt 92
2.11. kiểm toán dầm chủ theo trạng thái giới hạn 92
2.11.1. Kiểm toán dầm theo trạng tháI giới hạn cờng độ I 92
a. Xác định mô men chảy My 92
b. Xác định mô men dẻo Mp 94
2.11.2 Sức kháng uỗn của mặt cắt liên hợp đặc trắc 95
a. Xác định sức kháng uốn danh định 95
b. Xác định sức kháng uốn tính toán 96
2.11.3. Kiểm toán sức kháng cắt của dầm chủ 96
a.Xác định hệ số C 96
2.11.4 Sức kháng cắt của dầm chủ 97
a. Điều kiện tính toán 97
b.Sc kháng cắt của mảnh sờn dầm phía trong 97
2 11.5 . Kiểm toán khả năng chịu cắt của dầm 98
3.1.Phơng án I: Cầu dầm BTCT DƯL L = 33m 99
3.1.1.Ưu điểm 99
3.1.2.Nhợc điểm 99
3.2.Phơng án II: Cầu dầm liên hợp thép - BTCT L = 33m 99
3.2.1.Ưu điểm 99
3.2.2.Nhợc điểm 99

3.3. Kết luận - lựa chọn phơng án 100
Phần II 100
Thiết kế kỹ thuật 100
4.1 cấu tạo dầm chủ 101
4.1.1. Chiều dài nhịp: 101
4.1.2. Chiều dài nhịp tính toán 101
4.1.3. Chọn số dầm chủ: 101
4.1.4. Khoảng cách giữa các dầm chủ: 101
4.1.5. Cấu tạo dầm chủ: 101
4.1.6. Xác địnhbề rộng bản cánh có hiệu 102
a.Xác định b1: Lấy nhỏ nhất trong các giá trị sau: 103
b.Xác định b2: Lấy nhỏ nhất trong các giá trị sau 103
4.1.7. Cấu tạo dầm ngang 103
4.1.8. Cấu tạo chân lan can 104
4.1.9. Cấu tạo bản bê tông mặt cầu: 104
4.1.10. Cấu tạo lớp phủ mặt cầu 104
4.1.11. Quy mô thiết kế của mặt cắt ngang cầu 104
4.2. Xác định tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ 105
4.2.1. Tĩnh tải giai đoạn I 105
a. Tĩnh tải do trọng lợng bản thân dầm chủ 105
b.Tĩnh tải do trọng lợng bản thân dầm ngang gây ra 105
c. Trọng lợng phần ván khuôn mặt cầu 105
d.Tĩnh tải do chân lan can: 105
e. Tĩnh tải do trọng lợng tấm bê tông mặt cầu: 106
4.2.2. Xác định tĩnh tải giai đoạn II (DW) 106
4.3. xác định hệ số phân bố ngang 106
4.3.1. Tính hệ số phân bố ngang đối với dầm biên 106
4.3.2. Tính hệ số phân bố ngang đối với dầm trong 107
4.3.3. Tính hệ số phân bố ngang đối với tải trọng HL_93 107
a. Tớnh tham số độ cứng dọc 107

b. Tớnh hệ số phân bố ngang moomen: 108
c. Tính hệ số phân bố ngang lực cắt: 108
4.3.4. Tổng hợp hệ số phân bô ngang 109
a. Hệ số phân bố ngang tínhcho dầm biên 109
b.Hệ số phân bố ngang đối với dầm giữa 109
4.3.5. Xác định hệ số phân bố ngang tính tóan 109
4.4. Tính toán nội lực: 110
4.4.1. Mặt cắt tính toán 110
4.4.2. Vẽ đờng ảnh hởng lực cắt 111
a. Vẽ đờng ảnh hởng mômen 111
b. Vẽ đờng ảnh hởng lực cắt 111
c. Tính diện tích đờng ảnh hởng 111
4.4.3. Xác định nội lực tại các mặt cắt 112
a. Tính nội lực do tĩnh tải 112
b. Tính nội lực đối với tải trọng làn và tqải trọng ngời 113
c. Tính nội lực do xe tải thiết kế và xe hai trục thiết kế 114
4.4.4. Tổng hợp nội lực 119
4.5. Tính toán và bố trí cốt thép cho dầm chủ 120
-NHểM 05 - 5 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
4.5.1. ĐTHH của mặt cắt giai đoạn I.(Tại mặt cắt giữa nhịp) 120
4.5.2. Bố trí cốt thép trên mặt cắt dầm 122
a. Chọn số bó cáp cần bố trí 122
b. Bố trí trong mặt phẳng đứng 124
c. Bố trí cốt thép DƯL trên mặt bằng của dầm 125
4.6. kiểm toán sức kháng uốn của dầm theo TTGH cờng độ 127
4.6.1. Xác định vị trí trục trung hoà của mặt cắt 127
4.6.2. Kiểm toán khả năng chịu uốn 128
4.7. ĐTHH của CáC mặt cắt 129
4.7.1. ĐTHH của mặt cắt giai đoạn I 129

4.7.2. ĐTHH của mặt cắt giai đoạn II 131
4.7.3. ĐTHH của mặt cắt giai đoạn III 133
4.8. Tính các mất mát ứng suất trong cốt thép DƯL 135
4.8.1.Tổng mất mát ứng suất 135
4.8.2. Mất mát do ma sát (Theo 5.9.5.2.2b) 136
a. Tại mặt cắt gối 136
b. Tại mặt cắt cách gối một đoạn x = 1.2m 136
c. Tại mặt cắt L/4 136
d. Tại mặt cắt L/3 137
e. Tại mặt cắt giữa nhịp 137
4.8.3. Mất mát do thiết bị neo (Theo 5.9.5.2) 137
4.8.4. Mất mát do co ngắn đàn hồi của thép (Theo 5.9.5.2.3b) 137
4.8.5. Mất mát do co ngót (Shrinkage) (5.9.5.4.2) 138
4.8.6. Mất mát do từ biến (Creep) (5.9.5.4.3) 138
4.8.7. Mất mát do tự trùng của cốt thép DƯL (5.9.5.4.4) 139
4.9. Xác định ứng suất trong dầm Bêtông do DƯL gây ra 140
4.9.1.Giả thiết tính toán 140
4.9.2. Tính ứng suất trong bêtông do DƯL gây ra 140
a. Công thức tính toán 140
b. ứng suất do DƯL gây ra trong dầm 141
4.10. Kiểm tra Độ bền chống nứt của dầm theo điều kiện ứng suất
pháp 143
4.10.1. Giả thiết tính toán 143
4.10.2. Kiểm toán 1 (Kiểm toán ứng suất bêtông thớ dới trong giai đoạn khai thác) 143
a. Nguyên tắc kiểm toán 143
b. Nội dung kiểm toán 144
4.10.3. Kiểm toán 2 (Kiểm toán ứng suất bêtông thớ trên trong giai đoạn khai thác) 144
a. Nguyên tắc kiểm toán 144
b. Nội dung kiểm toán 145
4.10.4. Kiểm toán 3 (Kiểm toán ứng suất bêtông thớ trên trong giai đoạn chế tạo) 145

a. Nguyên tắc kiểm toán 145
b. Nội dung kiểm toán 146
4.10.5. Kiểm toán 4 (Kiểm toán ứng suất bêtông thớ dới trong giai đoạn chế tạo) 146
a. Nguyên tắc kiểm toán 146
b. Nội dung kiểm toán 147
4.11. Kiểm tra độ võng theo TTGH sử dụng. (Điều 6.10.5) 147
4.11.1. Nguyên tắc kiểm tra 147
4.11.2. Công thức kiểm toán 147
4.11.3. Xác định độ võng do hoạt tải 148
a. Độ võng do tảI trọng làn 148
b.Tĩnh độ võng do tảI trọng ngời 148
b.Tĩnh độ võng do hoạt tải 148
5.1. Cấu tạo bản mặt cầu 149
5.2. Tính nội lực trong bản mặt cầu 149
5.2.1 Diện tích tiếp xúc của bánh xe 149
5.2.2.Chiều dài tính toán của dải bản 150
5.2.3. Bề rộng tính toán của dải bản 150
5.2.3.Tính toán nội lực phần cánh hẫng 150
a.Sơ đồ tính 151
b.TảI trọng tác dụng 151
5.2.4. Xác định nội lực của bản dầm trong 151
a. Nội lực bản chiụ mô men dơng 151
b. Khi tính moomen âm 153
c. Lực cắt tại đầu ngàm 154
5.3 kiểm toán bản mặt cầu 154
5.3.1.Chọn và bố trí cốt thép 154
5.3.2. Kiểm toán theo điều kiện sức kháng uốn 154
a.Mô men tính toán 154
-NHểM 05 - 6 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM

b. Kiểm toán bản theo giới hạn cốt thép 155
c. Kiểm toán theo điều kiện sức kháng cắt 155
6.1.cấu tạo mố cầu 157
6.1.các kích thớc cơ bản 158
6.3. xác định tải trọng tác dụng lên kết cấu 159
6.3.1. Tĩnh tải DC 159
6.3.2. Hoạt tải xe ô tô (LL) và tải trọng ngời đi (PL) 160
a. Hoạt tải xe ô tô trên kết cấu nhịp (LL) 160
6.3.3 Tải trong bộ hành (PL) 161
6.3.4. Lực hãm xe (BR) 161
6.3.5. Lực ma sát (FR) 161
6.3.6. Lực ly tâm (CE) 161
6.3.7. Tải trọng gió tác động lên công trình (WS) 162
a. Tải trọng gió ngang: 162
b. Tải trọng gió dọc 162
6.3.8. Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ (WL) 162
a. Tải trọng gió ngang: 162
b. Tải trọng gió dọc: 162
6.3.9. Tải trọng gió thẳng đứng 163
6.3.10. Nội lực do trọng lợng đất đắp 163
6.3.11. Nội lực do áp lực đất EH, LS 163
a Ap lực ngang đất EH 164
b.Ap lực ngang do hoạt tải sau mố LS 164
6.4. Tổ hợp tảI trọng 165
6.4.1 Mặt cắt đáy bệ 165
6.4.2 Mặt cắt tờng thân (B B) 166
6.4.3 Mặt cắt tờng đỉnh (c - c) 167
6.4.4 Các mặt cắt khác 168
6.4.5 Phân tích và tính toán tờng cánh 170
6.5.Kiểm toán mặt cắt 172

6.5.1 Kiểm toán mặt cắt tờng thân 172
a.Kích thớc mặt cắt kiểm toán 172
b .Kiểm tra cấu kiện chịu uốn theo 2 phơng 173
c. Kiểm tra cấu kiện chịu cắt 174
d .Kiểm tra nứt 174
6.5.2 . Kiểm toán mặt cắt tờng đỉnh 174
a. Dữ liệu ban đầu 175
b.Kiểm tra cấu kiện chịu uốn 175
c .Kiểm tra cấu kiện chịu cắt 175
6.5.3 . Kiểm toán mặt cắt D - D 175
a.Dữ liệu ban đầu 176
b.Kiểm tra cấu kiện chịu uốn 176
c.Kiểm tra cấu kiện chịu cắt 176
7.1. cấu tạo và kích thớc cơ bản trụ cầu 177
7.2. Các loại tải trọng tác dụng lên trụ 178
7.2.1. Tĩnh tải 178
7.2.2 . Hoạt tảI (LL) 179
7.2.3. Tải trọng ngời đi (PL) 180
7.2.4. Lực hãm xe (BR) 180
7.2.5. Lực ly tâm (ce) 180
7.2.6. Tải trọng của gió 181
7.2.6. Tải trọng của gió tác động lên công trình (WS) 181
a. Tải trọng gió ngang PD 181
b. Tải trọng gió dọc PD 182
c. Tải trọng gió ngang PD 182
d. Tải trọng gió dọc PD 184
7.2.6.2. Tải trọng tác dụng lên xe cộ (WL) 184
a Tải trọng gió ngang 184
b Tải trọng gió dọc 184
7.1.7.TảI trong cua nuoc 184

a. Ap lực nớc tĩnh (WA) 184
b. lực đẩy nổi B 184
7.2.8 .Ap lực dòng chảy P 185
a. Ap lực dòng chảy theo phơng dọc 185
7.3. tổ hợp tải trọng tác dụng lên mặt cắt 185
7.3.1 Mặt cắt xà mũ trụ 185
7.3.2. Mặt cắt đỉnh móng 186
-NHểM 05 - 7 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
7.2.3. Mặt cắt đáy móng 188
7.4. Kiểm toán các mặt cắt 190
7.4.1. Kiểm toán các mặt cắt xà mũ (a-a) 190
a. Kiểm toán sức kháng uốn theo TTGH cờng độ 190
b. Kiểm toán sức kháng cắt theo TTGH cờng độ 192
c. Kiểm toán khả năng chống nứt theo TTGH sử dụng 194
7.4.2. Kiểm toán mặt cắt đỉnh móng 195
a.Dữ liệu ban đầu 195
b.Tính khả năng chịu lực của cấu kiện chịu uốn, nén đồng thời: 195
c.Xác định khả năng làm việc của tiết diện theo các hớng : 196
d.Xác định khả năng kháng uốn của thân trụ theo các hớng 198
e.kiểm tra cấu kiện chịu cắt của thân trụ 199
f. Kiểm toán khả năng chống nứt theo TTGH sử dụng 200
7.4.3. Kiểm toán mặt cắt đáy bệ 201
a. D liệu ban đầu: 201
b. Kiểm toán sức kháng uốn theo TTGH cờng độ 203
c. Kiểm toán sức kháng cắt theo TTGH cờng độ 205
d. Kiểm toán khả năng chống nứt theo TTGH sử dụng 206
Phần III 209
Thiết kế thi công 209
Chơng:8 Đề xuất và lựa chọn phơng án thi công 210

8.1.Các số liệu: 210
8.2. Đề xuất và lựa chọn phơng án thi công: 210
8.2.1. Phơng án thi công mố, trụ: 210
8.2.2. Phơng án thi công kết cấu nhịp: 210
8.3. công tác chuẩn bị thi công 210
8.4. thi công mố: 211
8.4.1. Trình tực thi công mố: 211
8.4.2. Chọn máy khoan và biện pháp khoan tạo lỗ 212
8.4.3. Tính toán chiều sâu hạ ống vách khi thi công mố: 212
a. Vai trò của ống chống vách 212
b. Cấu tạo của ống chống vách 212
c. Chiều sâu hạ ống chống vách 212
d. Xác định chiều dài đoạn ống vách chống khi thi công mố 213
8.5. Thi công trụ: 214
8.5.1. Trình tự thi công trụ: 214
8.5.2. Chọn máy khoan và biện pháp khoan tạo lỗ 215
8.5.3. Tính chiều sâu hạ ông vách 215
8.5.4. Tính chiều dày lớp bê tông bịt đáy 216
8.5.5. Tính toán vòng vây ngăn nớc bằng cọc ván thép 216
8.6. Thi công kết cấu nhịp: 217
-NHểM 05 - 8 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
Phần I
Thiết kế sơ bộ
Chơng1: Phơng án sơ bộ 1
Cầu dầm BTCT Dự ứng lực
I. giới thiệu chung
1.1. Quy mô và tiêu chuẩn kĩ thuật.
- Quy mô thiết kế: cầu đợc thiết kế vĩnh cửu bằng dầm BTCT DƯL mặt cắt chữ I
- Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN 272 05

- Chiều dài nhịp: L = 28 m
- Hoạt tải thiết kế:
+ Tải trọng HL93
Tổ hợp HL93K: Tổ hợp của xe tải thiết kế (truck) + Tải trọng làn (lane).
Tổ hợp HL93M: Tổ hợp của xe 2 trục thiết kế (Tandem) + Tải trọng làn (Lane).
+ Ngời đi bộ: 3.10
-3
Mpa = 3 kN/m
2
- Khổ cầu: G8 + 2x2.0 + 2x0.5
+ Bề rộng phần xe chạy: B
xe
= 8 (m).
+ Lề ngời đi bộ: 2x2.0 (m) b
le
= 2.0 (m).
+ Chân lan can: 2x0.5 (m) b
clc
= 0.5 (m).
-NHểM 05 - 9 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
+ Bề rộng toàn cầu: B
cau
= 8 + 2x2.0 +2x0.5 = 13 (m).
1.2.Điều kiện tự nhiên tại vị trí xây dựng cầu.
a. Điều kiện về địa chất.
- Qua số liệu thăm dò tạ lỗ khoan ở khu vực xây dựng cầu địa chất có cấu tạo nh sau:
+ Lớp 1: Sét hạt vừa, N = 3
+ Lớp 2: Cát chảy dẻo, N = 6
+ Lớp 3: sét pha cát, N = 12

+ Lớp 4: Cát hạt vừa, N = 28
+ Lớp 5: Cát pha sỏi sạn, N = 46
Cát pha sỏi sạn, N = 46
Cát hạt v?a, N = 28
S?t pha cát, N = 12
Cát chảy dẻo, N = 6
S?t hạt v?a, N = 3
b. Điều kiện về thủy văn.
- Tàn suất thiết kế: P = 1%
- Theo số liệu khảo sát điều tra nhiều năm cho thấy :
+ MNCN: 7.0m
+ MNTT: 4.0m
+ MNTN: 2.5m
- Điều kiện thông thuyền: Sông thông thuyền cấp V:
=> Tra bảng cấp thông thuyền ta có:
+ Bề rộng thông thuyền: B
tt
= 25 (m)
+ Tĩnh không thông thuyền: H
tt
= 3.5 (m)
1.3. Sơ đồ kết cấu
a. Kết cấu phần trên.
- Cầu gồm 7 nhịp giản đơn Lnh = 28 m bằng BTCT DƯL, mặt cắt ngang gồm 6 dầm
BTCT với chiều cao dầm h = 1,50m, khoảng cách giữa các dầm chủ S = 2,20m.
- Độ dốc dọc cầu thay đổi từ 0%, 0.5%, 1.0% và 1,5%, độ dốc ngang cầu 2,0 %.
- Chiều dài toàn cầu Lc = 205,3m.
- Kết cấu nhịp là dầm BTCT DƯL mặt cắt chữ I. Dầm BTCT đợc đổ tại chỗ trên bãi đúc
đầu cầu, có cờng độ chịu nén f
c

= 40 Mpa. Chiều cao dm không thay đổi trên suốt
chiều dài nhịp.
- Bản bê tông mặt cầu đợc thiết kế có chiều dày t
s
= 20cm và có cờng độ chịu nén f
c
=
30 Mpa. Bản mặt cầu đợc đổ tại chỗ sau khi lắp ghép xong dầm chủ.
b. Kết cấu phần dới.
- Gồm 2 mố chữ U và đặt trên móng cọc đóng BTCT có fc = 28 Mpa. Cọc có đờng kính
D = 40x40 cm. Chiều dài cọc L = 20m.
- Trụ gồm 6 trụ đặc thân hẹp BTCT đặt trên móng cọc đóng bằng BTCT có fc = 28 Mpa,
cọc có đờng kính D = 40x40cm. Chiều dài cọc L = 20m.
1.4. Vật liệu sử dụng.
a. Bê tông
- Phần bê tông dầm
+ Tỷ trong của bê tông
c

=2500 kg/m3 = 25 kN/m
3
.
-NHểM 05 - 10 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
+ Cờng độ chịu nén quy định ở tuổi 28 ngày f'
c
= 40Mpa
+ Mô đun đàn hồi Ec =
1,5 '
0,043. .

c c
f

Ec =
1,5
0,043.25 . 40 33994.48=
Mpa
+ Hệ số poison
à
= 0.2
- Phần bê tông kết cấu đổ tại chỗ và bản mặt cầu
+ Tỷ trong của bê tông
c

=2400 kg/m3 = 24.0kN/m
3
.
+ Cờng độ chịu nén quy định ở 28 ngày tuổi f'c= 30Mpa
+ Mô đun đàn hồi:
1,5 '
0,043. .
c c c
E f

=
1,5
0,043.24.0 . 30 27691
c
E Mpa
= =

b. Cốt thép.
- Thép cờng độ cao: Tao thép 7 sợi DƯL không phủ sơn ,có phu ứng suất cho bê tông
dự ứng lực
+ Cờng độ chịu kéo f
pu
= 1860 Mpa
+ Cấp của thép M270
+ Giới hạn chảy của cốt thép DƯL fpy = 1670 Mpa
+ Mô đun đàn hồi cáp E
ps
= 197000 Mpa
+ Đờng kính danh định: 15,2 mm
+ Diện tích một tao cáp 140 mm2
- Cốt thép thờng
+ Giới hạn chảy f
py
= 420 Mpa
+ Mô dun đàn hồi E
s
= 2.10
5
Mpa
1.5. Các hệ số tính toán.
a. Hệ số tải trọng: (hệ số vợt tải) đợc đa vào trong quá trình tính toán nhằm xét dến sự
vợt tải bất thờng của hoạt tải.
+Tĩnh tải giai đoạn I:
1

=
1.25 và 0.9. => lấy

1

=
1.25
+ Tĩnh tải giai đoạn II:
2

=
1,5 và 0,65. => lấy
2

=
1,5
+ Hoạt tải HL93 và đoàn ngời:
Khi tính toán theo TTGH cờng độ:
h

=
1,75 và 1,0 => lấy
2

=
1,75
Khi tính toán theo TTGH mỏi:
h

=
0,75
b. Hệ số xung kích (1+IM): Hệ số xung kích đợc đa vào trong tính toán nhằm xét đến
tính động của hoạt tải

Khi tính toán dầm chủ theo TTGH cờng độ: 1+IM = 1,25
Khi tính toán dầm chủ theo TTGH mỏi: 1+IM = 1,15
Chỉ tính với xe tải và xe 2 trục thiết kế, đối với tải trọng ngời và tải trọng làn: 1+IM
= 1,0
-NHểM 05 - 11 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
c. Hệ số làn: đợc đa vào trong tính toán nhằm xét đến sự giảm lu lợng xe trên mỗi làn
khi số làn tăng lên
- Trong mỗi trờng hợp tải trọng nếu chiều dài nhịp L
tt
> 25m thì phải xét thêm hệ số làn
xe m ( Giá trị này mặc định là 1).
Bảng hệ số làn xe.
Số làn n Hệ số làn m
1 1.2
2 1.0
3 0.85
>3 0.65
=> m = 1,0
II. Cờu tạo kết cấu nhịp
2.1. Chiều dài nhịp tính toán
- Kết cấu nhịp đơn giản có chiều dài nhịp là L = 28m
- Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối tùy thuộc vào loại gối, ở đây ta dùng gối con lắn
bằng thép nên lấy a = 0.3m
=> Chiều dài nhịp tính toán: L
tt
= l 2x0,3 = 27,4 m
2.2. Chọn số dầm chủ trên MCN:
- Trờng hợp nhiều dầm thì chiều cao dầm thấp, nội lực giảm , do đó giảm chiều dài cầu
và chiều cao đất đắp đầu cầu, giảm chi phí xây dung công trinh, nhng lại tăng chi phí

vật liệu cũng nh chi phí thi công kết cấu nhịp.
- Trờng hợp ít dầm thì chiều cao dầm tăng do đó tăng chiều dài cầu và chiều cao đất
đắp đầu cầu. Nội lực dầm chủ tăng lên dẫn đến tăng chi phí xây dung công trình.
- Khi lựa chọn đàm nên đảm bảo khoảng cách giữa các dàm chủ vào khoảng 2.2 đến
2.5m là hợp lý nhất
n
d
= 6 dầm.
2.3. Quy mô thiết kế và mặt cắt ngang cầu
- Mặt cắt ngang cầu:
- Các kích thớc cơ bản của mặt cắt ngang cầu:
+ Bề rộng phần xe chạy: B
xe
= 800 cm
+ Số làn xe thiết kế: n
l
= 2 làn
+ Bề rộng lề đI bộ: b
le
= 2x200 cm
+ Bề rộng gờ chắn bánh: b
gc
= 0 cm
+ Chiều cao gờ chắn bánh: h
gc
= 0 cm
+ Bề rộng chân lan can: b
clc
= 2x50 cm
+ Chiều cao chân lan can: h

clc
= 50 cm
+ Bề rộng toàn cầu: B
cau
= 800 + 2x200 + 2x50 = 1300 cm
+ Số dầm chủ thiết kế: n = 6 dầm
+ Khoảng cách giữa các dầm: S = 220 cm
+ Chiều dài phần cánh hẫng: d
o
e
= 100 cm
2.4. Cấu tạo dầm chủ:
- Dầm chủ là dầm chữ I bằng bê tông cốt thép dự ứng lực có các kích thớc nh sau:
-NHểM 05 - 12 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
mặt cắt dầm chủ
bt
bht
tttht
Dw
thbtb
tw
bhb
thb
bb
Hb
- Chiều cao dầm chủ đợc đợc sơ bộ chọn theo công thức:

1 1
1.37 1.83

20 15
b
b
H
H
L
= => =
Chọn H
b
= 1.4 m = 1400 mm
+ Chọn: h = 1,40 (m) = 1400 (mm).
+ Chiều rộng bản cánh: b
t
= 800 (mm).
+ Chiều dày bản cánh : t
t
= 200 (mm).
+ Chiều dày sờn dầm: t
w
= 180 (mm)
+ Chiều cao bầu : t
b
= 250 (mm).
+ Chiều rộng bầu: b
b
= 600 (mm).
+ Chiều rộng bầu phần mở rộng b
b
= 600 (mm)
+ Chiều cao vút bầu dầm : t

ht
= 100 mm
+Chiều rộng vút cánh dầm : b
ht
=300 mm
+ Chiều cao vút bầu dầm t
hb
= 200 mm
+ Chiều rộng vút bầu dầm b
hb
= 200 mm
+ Diện tích mặt cắt ngang dầm chủ:
= + + + +
+ =
b
2
1 1
A 800x200 2x310x100 2x210x200 600x250
2 2
(1400 200 250)x180 554000mm
= =
2 2
b
A 554000mm 0,554m
- Vậy ta có dầm chủ nh sau:
-NHểM 05 - 13 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
600
800
2001450

600
600
200
100
1650
600
800
200100900200250
600
200
300
1650
mặt cắt đầu dầm mặt cắt giữa nhịp
1.4.6.Xác địnhbề rộng bản cánh có hiệu
Xỏc nh b rng tớnh toỏn ca bn bờtụng.
b1 b2 b2 b2
bs
H
b
de
s
a.Xác định b
1
:Lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:
= MIN

= =

= =




+ = + =



= =




=


TT
s
1 1
L * 2740 342.5cm
8 8
1 1
bc x80 20cm
4 4
6t max 6 * 20 20 140cm
1 1

tw *180 90cm
2 2
de 100cm
=>> Vy b1= 100cm
-NHểM 05 - 14 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
b.Xác định b2 : Lấy nhỏ nhất trong các giá trị sau:
-

= =






= =

=


+ = + =




= =

+ = =

TT
s
1 1
L * 2740 342.5cm
8 8
1 1
bc x800 20cm
MIN
4 4
6t max 6 * 20 20 140cm
1 1
tw *18 9cm
2 2
S 220
110
2 2
=>> Vy b2= 110cm
=>> B rng tính toán của bản bụng dầm biên:
bs= b1+b2 = 100+110=210 cm
=>> B rng tính toán ca bn bụng dm trong :
bs= 2.bs=2x110=220cm
Dầm giữa (b
s
) 2200 mm
Dầm biên (b
s
) 2100 mm

1.4.7. Cấu tạo dầm ngang.
- Dầm ngang bằng BTCT thờng có các thớc cơ bản nh sau:
+ Chiều rộng dầm ngang: b
dn
= 2020 mm
+ Chiều cao dầm ngang: h
dn
= 1070 (mm).
+ Khoảng cách giữa các dầm ngang: 6850(mm).
+Chiều dày dầm ngang: t
dn
= 250 mm.
+Diện tích dầm ngang : A = 1070x250 = 267500 mm2
+Thể tích dầm ngang : V = Axh = 267500x2020x10
-9
= 0,54035m
3
1320
1320
200
2000
1.4.8 Cấu tạo chân lan can.
- Chân lan can có các kích thớc cơ bản nh sau:
+ Chiều cao chân lan can: h
clc
= 500 (mm)
+ Chiều rộng chân lan can: b
clc
= 500 (mm)
1.4.9. Quy mô thiết kế của mặt cắt ngang cầu.

- Mặt cắt ngang cầu:
-NHểM 05 - 15 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
1500 7000 1500 500500
11000
1/2 mặt cắt ngang
tại giữa nhịp
2.0%
tại gối
1/2 mặt cắt ngang
Vạch sơn
2.0%
Vạch sơn
1100 2200 2200 2200 2200 1100
2100
6005002100
Lớp phòng n ớc dày 0.4 cm
Lớp mui luyện dày từ 2 - 13cm
Bản mặt cầu dày 20 cm
Lớp BTN dày 5 cm
1.5. Xác định tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ.
1.5.1. Tĩnh tải giai đoạn I.
a. Tĩnh tải do trọng l ợng bản thân dầm chủ
- Diện tích tiết diện nguyên.
b t t ht ht b b bt bt b t b w
1 1
A b * t .2.t .b b .t .2.t .b (H t t ).t
2 2
= + + + +
= + + + +

+ =
b
2
1 1
A 800 * 200 .2.310.100 600.250 .2.210.200
2 2
(1400 200 250).180 554000mm
A
b
= 0.554 m
2
- Trọng lợng dầm chủ (trên 1m dài):
dc c
DC A.=
DC
dc
= 25x0.554 = 13.85 (KN/m).
b.Tĩnh tải do trọng l ợng bản thân dầm ngang gây ra.
- Các thông số về số lợng dầm
+ Số lợng dầm ngang trên một mặt cắt: n
dn
= 5.
+ Số hệ liên kết ngang trên toàn cầu: n
hlkn
= 6
+ Tổng số dầm ngang trên toàn cầu: n
dn
= 6x 5 = 30 dầm
+ Trọng lợng một dầm ngang
1DN DN c

V . =
1
. 0.54035 24 12.9684
DN DN c
V x KN

= = =
- Tĩnh tải rải đề trên một mét dài dầm chủ;
1
.
12.9684 30
1.985 /
. 28 7
dn dn
dn
n
x
DC KN m
L n x

= = =
c. Trọng l ợng phần ván khuôn mặt cầu
+ Chiều dày tấm ván khuôn: t
vk
= 8cm
+ Bề rộng tấm ván khuôn: b
vk
= 160cm
+ Chiều dài một tấm ván khuôn : L
vk

= 28m = 2800 cm
+ Trọng lợng một tấm ván khuôn:
P
1vk
= t
vk
.L
vk
.b
vk
.g
cs
= 8.160.2800.2424.10^-6 = 86.016 kN
+ Số tấm ván khuôn trên toàn cầu: n
vk
= 5 tấm
+ Tổng trọng lợng một tấm ván khuôn: P
vk
= n
vk
.p
1vk
= 5x86.016 = 430.08 kN
-NHểM 05 - 16 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
+ trọng lợng một tấm ván khuôn dải đều trên 1 dầm chủ:
DC
vk
=
430.08

2.56 /
. 6 *28
vk
b nh
P
kN m
n L
= =
1600
80
d. Tĩnh tải do trọng l ợng tấm bê tông mặt cầu:
DC
bmc
=

=
6
220x20x10 ^ x24x28
10.56
28
KN/m
- Tĩnh tải tiêu chuẩn GĐI:
DC
tcb
= 28.955KN/m
- Tĩnh tải tính toán GĐI:
= =
tt
DC 1.25x28.955 36.19375KN / m
1.5.2. Xác định tĩnh tải giai đoạn II (DW).

- Tĩnh tải giai đoạn 2 bao gồm
+ Lớp BTAP dày 5cm.
+ Lớp phòng nớc dày 0.4cm
+ Chân lan can + tay vịn lan can
= > Chiều dày trung bình lớp phủ tính bằng 5.4 cm.
+Trọng lợng của lớp phủ ngời đi bộ
+Trọng lợng của lớp phủ mặt cầu phần xe chạy
- Trọng lợng dải đều cuả lớp phủ lề đi bộ :
+ Bề rộng lề đi bộ : b
le
= 2m
+ Chiều dày trung bình lớp phủ lề đi bộ tính bằng t
le
= 5.4 cm.

= = =
e le
le
2.bl .t .
2.2.0.054.23
q 0.828kN / m
nb 6
- Trọng lơng dải đều lớp phủ mặt cầu trong phạm vi xe chạy :
+ Bề rộng phần xa chạy : Bxe = 8m
+ Chiều dày trung bình lớp phủ phần xe chạy tính bằng t
mc
= 5.4 cm.
+
=
3

a
23KN / m

= = =
xe le
le
B .t .
8.0.054.23
q 1.656kN / m
nb 6
- Trọng lợng phần chân lan can :
+ Bề rộng chân lan can : bclc = 0.5m
+ Chiều cao chân lan can : hclc = 0.5 m
+ Hệ số tính toán gần đúng để xét đến cấu tạo thực của chân lan can là 0.75
q
clc
= 1.5 kN/m
- Trọng lợng phần tay vịn lan can
q
lc
= 0.03333 kN/m
- Tĩnh tải giai đoạn II.
+ Tĩnh tải tiêu chuẩn:
DW
tc
= 4.32 kN/m
+Tĩnh tải tính toán:
= =
tt
DW 1.5x4.32 6.48KN / m

-NHểM 05 - 17 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
1.6. xác định hệ số phân bố ngang.
1.6.1. Tính hệ số phân bố ngang đối với dầm biên
- iu kin tính toán :
+ Tính h s phân b ngang do ti trng Ngi.
+ Tính h số phân b ngang cho dm biên do ti trng HL93 trong trng hp xp ti
trong một làn
- V tung AH ỏp lc gi R
1
.
1800
1500
145/2
145/2
3KN/m
1100 8800 1100
11000
1.5
1.27
1.04
0.59
0.182
Tính hệ số phân bố ngang cho dầm biên
- Xp ti trng bt li lờn AH phn lc gi.
- Tính hệ số phân bố ngang đối với xe tải 2 trục thiết kế:
+ Công thức tính : g =

i
Y

2
1
+ H s phân b ngang ca xe ti xe 2 trc thit k i vi dm biên khi xp trên 1 làn :
g =
2
1
. (1.04 + 0.182) = 0.611
- Tính hệ số phân bố ngang đối với tải trọng ngời rải đều:
+: Công thức tính g =
le
b
yy
.
2
)(
21

+
Trong ó :
+ b
le
: L b rng ca l i b.
+ y
1
: L tung AH ti v trí ti trng Ngi.
+ y
2
; L tung AH ti v trítrong ca ti trng Ngi.
+ H s phân b ngang ca ti trng Ngi i vi dm biên :
g

Ng
=
2
1
(1,27+ 0,59).1,5= 1,395
- Kết quả tính hệ số phân bố ngang cho dầm biên :
Xp ti trng
Tung AH
H s g
y
1
y
2
y
3
y
4
Ti trng ngi 1.27 0.59 1.395
Xe ti thit k 1.04 0.182 0.611
Xe 2 trc thit k 1.04 0.182 0.611
Ti trng làn thit k 0.611
-NHểM 05 - 18 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
1.6.2. Tính hệ số phân bố ngang đối với dầm trong
2 2
g 0.4
n 5
= = =
Vi n: l số dầm chủ, n
d

=6 dầm
1.6.3. Tính hệ số phân bố ngang đối với tải trọng HL_93
a. T+nh tham số độ cứng dọc
- Công thức tính
2
g g
K n(I Ae )= +
vi
S
B
E
E
n =
Trong o:
E
B
: Mụun đàn hồi của vật liệu cho tao dầm (MPa)
E
S
: Mụun đàn hồi của vật liệu cho tao bản(MPa)
I: Mụmen quán tính của mặt cắt dầm chủ (mm
4
)
A: Diện tích mặt cắt dầm chủ hay dầm dọc phụ

g
e
: Khaonrg cách từ trọng tâm dầm đến trọng tâm bản (mm)
Các trị số I và A phảI đợc láy théo mặt cắt dầm liên hợp
Bảng tính kết quả tính tham số độ cứng dọc :

TÊN GI C C I LNG
Kí hiu Giá tr n v
S dm ch thit k n
dc
6 dm
Mụun àn hi ca vt liu ch to dm E
b
32979 Mpa
Mụun àn hi ca vt liu ch to bn E
s
28561 Mpa
T s mụun àn hi dm moun àn hi bn n
dc
1.15
MMQT ca mt ct dm I
t
21472697000 mm4
Din tích mt ct ngang dm A
t
620000 mm2
KC t trng tâm dm hộp n trng tâm bn e
g
906 mm
Tham s cng dc K
g
832192080000 mm
4
b. T+nh hệ số phân bố ngang tính cho moomen:
- Điều kiện áp dụng công thc :
+1100<S<4900mm

+110<t
s
<300mm
+6000<L<7300mm
- Hệ số phân bố ngang mo men cho dầm giữa
+ Trng hp có 1 làn xe tải
0.1
0.4 0.3
g
3
g
K
S S
g 0.006
4300 L Lt


= +
ữ
ữ ữ
ữ


=>
0.1
0.4 0.2
11
3
2200 2200 8,32x10
g 0.006 0.544

4300 32400 32400 200


= + =
ữ
ữ ữ
ì



+Trng hp số làn xếp tảI

2 làn:
0.1
0.6 0.2
g
3
S
K
S S
g 0.075
2900 L Lt


= +
ữ
ữ ữ


-NHểM 05 - 19 -Lớp cầu đờng bộ b k51-

- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
=>
0.1
0.6 0.2
11
2200 2200 8.32x10
g 0.075 0.632
2900 32400 32400


= + =
ữ
ữ ữ


- Hệ số phân bố ngang mô men cho dầm biên:
+Trờng hợp 1 làn xếp tải: Tinh theo nguyên tắc đòn bẩy:
Ta cú :
0.611g =
+ Trng hp s làn xp ti

2 ln:
g=e.g
d

mgi

a
vi e=0.77+
600

0.77 0.986
2800 2800
e
d
= + =

g= 0.986*0.631=0.622
c. Tính hệ số phân bố ngang tính cho l c cắt
- iu kin tính toán
+ 1100 < S < 4900 mm
+110< t
s
< 300 mm
+ 6000 < L< 7300mm
-H s phân b ngang lc ct cho dm gia:
+ Trng hp có 1 làn xp ti:
g = 0.36 +
S 2200
0.36 0.649
7600 7600
= + =
+ Trng hp s làn xp ti

2 làn:
g = 0.20 +
7600
S
-
2
S

10700

ữ

= 0.2 +
2200
7600
-
2
2200
10700

ữ

=0.447
- H s phân b ngang lc ct cho dm biên :
+ Trng hp có 1 làn xp ti: Tính theo nguyên tc òn by.
Ta có: g=0.611
+ Trng hp s làn xp ti

2 làn:
g = e.g
d

mgi

a
vi e = 0.6 +
600
0.6 0.8

3000 3000
e
d
= + =

g = 0.8 x 0.447 = 0.358
1.6.4. Tổng hợp hệ số phân bố ngang tại các mặt cắt.
a. Hệ số phân bố ngang tính cho dầm biên
STT
S làn H s PBN Kớ hiu
Ti trng
g
xet

i
g
xe2tr

c
g
làn
g
ng
1
1 làn
Mụmen g
M
0.611 0.611 0.611 1.395
2 Lc ct g
v

0.611 0.611 0.611 1.395
3
2 làn
Mụmen g
M
0.631 0.631 0.631 1.395
4 Lc ct g
v
0.358 0.358 0.358 1.395
b Hệ số phân bố ngang tính cho dầm trong.
STT
S lan H s PBN Kớ hiu
Ti trng
g
xet

i
g
xe2tr

c
g
lan
g
ng
-NHểM 05 - 20 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
1
1 lan
Mụmen g

M
0.544 0.544 0.544 0.400
2 Lc ct g
v
0.649 0.649 0.649 0.400
3
2 lan
Mụmen g
M
0.631 0.631 0.631 0.400
4 Lc ct g
v
0.447 0.447 0.447 0.400
1.6.5. Xác định hệ số phân bố ngang tính toán
- So sỏnh h s phõn b ngang gia dm biờn v dm trong thỡ h s PBN i vi
dm biờn l ln hn tc l dm biờn chu lc bt li hn dm gia nờn ta tớnh toỏn
thit k cho dm biờn.
- So sỏnh hai trng hp l xp ti trờn 1 ln v xp ti trờn c 2 ln ta thy trng
hp xp ti trờn c 2 ln bt li hn nờn ta tớnh toỏn xp ti trờn c 2 ln.
- Kt hp 2 iu kin trờn thỡ ta s dng h s PBN ti cỏc mt ct cho trng hp:
dm thit k l dm biờn v s ln xp ti l 2 ln.
STT
S ln H s PBN Kớ hiu
Ti trng
g
xet

i
g
xe2tr

c
g
ln
g
ng
1
Tớnh toỏn
Mụmen g
M
0.631 0.631 0.631 1.395
2 Lc ct g
v
0.358 0.358 0.358 1.395
- Nh vy ta ó chn tớnh toỏn thit k cho dm bt li l dm biờn nờn tt c cỏc s
liu v kt qu tớnh toỏn sau ny u tng ng vi dm biờn.
1.7. TNH TON Nội lực
1.7.1. Mặt cắt tính toán
- ta ch cn xỏc nh ni lc ti cỏc mt ct quan trng phc cho vic tớnh duyt dm
ch:
+ Mt ct cú mụ men ln nht: mt ct gia nhp: L/2
+ Mt ct cú lc ct ln nht: mt ct gi
Cỏc mt ct tớnh toỏn ni lc
- Bng to cỏc mt ct tớnh toỏn ni lc.
STT TấN MT CT K HIU X N V
1 Mt ct gi 0-0 0 m
2 Mt ct L/2 IV-IV 16.2 m
-NHểM 05 - 21 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
1.7.2. Vẽ đờng ảnh hởng nội lực

a. Vẽ đ ờng anh h ởng moomen
DAH momen mc l/2
b. Vẽ đ ờng ảnh h ởng lực cắt
DAH luc cat mc goi
DAH luc cat mc l/2
c. Tính diện tích đ ờng ảnh h ởng
- Din tớch AH mụmen ti mt ct cỏch tim gi 1 on bng x tớnh theo cụng thc:
=
2
)( xLx
- Din tớch AH lc ct ti mt ct cỏch tim gi 1 on bng x tớnh theo cụng thc:

+
=
L
xL
2
)(
2


-
=
L
x
2
2
v =
+
+

-
Bng kt qu tớnh din tớch AH ni lc ti ct mt ct:
MT
CT
CC I LNG DIN TCH AH
L(m) x(m) l-x (m) y=x(l-x)/l y
1
=(l-x)/l y
2
=x/l
M
(m
2
)
v
+
(m
2
)
v
-
(m
2
) Tng (m
2
)
M 32.4 16.20 16.20 8.1 131.22 131.22
V
0
32.4 0.00 32.40 1 0 16.2 0 16.2

V
1
32.4 16.20 16.20 0.5 0.5 4.05 -4.05 0
-NHểM 05 - 22 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
1.7.3. Xác định nội lực tại các mặt cắt.
a. Tính nội lực do tĩnhtải
- tớnh ni lc do tnh ti thi ta tnh ti trc tip lờn AH va tớnh toỏn lc theo cỏc
cụng thc:
M
1
tc
=q
tc

M
; M
1
tt
=q
tt

M
V
1
tc
=q
tc

M

; V
1
tt
=q
tt

M
Trong ú :
+ q
tc
,q
tt
: Tnh ti tiờu chun v tnh ti tớnh toỏn
+ M
1
tc
, M
1
tt
: Mụmen un tiờu chun v tớnh toỏn do tnh ti
+ V
1
tc
, V
1
tt
: Lc ct tiờu chun v tớnh toỏn do tnh ti
+
M
,

M
: Tng din tớch ng nh hng mụmen un v lc ct
-Bng tng hp do tnh ti:
Ni
lc
Din
tớch
AH
Tnh ti
tiờu chun
(kN/m)
Ni lc tiờu chun
(TTGH s dng)
Ni lc tớnh toỏn
(TTGH cng I)
n v

DC
tc
DW
tc
DC
tc
. DW
tc
. Tng g
1
.DC
tc
. g

2
.DW
tc
. Tng
M 131.22
31.05 5.61 4074.38 736.14 4810.53 5092.98 1104.22 6197.19 KNm
V
0
16.20
31.05 5.61 503.01 90.88 593.89 628.76 136.32 765.09 KN
V
1
0.00
31.05 5.61 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 KN
b.Tính nội lực do tảI trọng là và tảI trọng ng ời
- tớnh ni lc do ti trng ln (lane) v ti trng ngi (people) thỡ ta xp ti trng
di u bt li lờn AH v tớnh toỏn ni lc.
- Cụng thc tớnh ni lc do ti trng ln:
M
h
tc
=g
1.
q
1.

M
; M
h

=g
1.
q
1.

M
; M
h
tt
=
h
. M
1
tc
;
V
h
tc
=g
1.
q
1.

V
; V
h

=g
1.
q

1.

V
;V
h
tt
=
h
. V
1
tc
;
- Cụng thc tớnh ni lc do ti trng ngi:
M
ng
tc
=g
ng.
q
ng.

M
; M
ng

=g
ng.
q
ng.

M
; M
ng
tt
=
h
. M
ng
tc
;
V
ng
tc
=g
ng.
q
ng.

V
; V
ng

=g
ng.
q
ng.

V
; V
h

tt
=
h
. V
ng
tc
;
Trong ú:
+ q
1
, g
ng
: Ti trng ln va ti trng ngi di u
+ M
h
tc
, M
h
tt
, M
h

: Mụmen un tiờu chun, tớnh toỏn v mụmen un khi tớnh
mi do hot ti
+ V
h
tc
, V
h
tt

, V
h

: Lc ct tiờu chun, tớnh toỏn v mụmen un khi tớnh mi do
hot ti
+
M
,


M
: Tng din tớch AH mụmen un v lc ct ca mt ct cn xỏc
nh ni lc
+ g
1
, g
ng
: H s phõn b ngang ca hot ti, ti trng ln v ti trng ngi
+
h
: H ti trng ca hot ti
+ Ti trng ln v ti trng ngi khụng xột n h s xung kớch
Bng tng hp ni lc do ti trong ln (Lane) v ti trng ngi :
-NHểM 05 - 23 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- Đồ áN THIT K MễN HC CU BTCT - B MễN CU HM
Ni
lc
Din
tớch
AH

Ti trng
H s
phõn b ngang
Ni lc tiờu chun
(TTGH s dng)
Ni lc tớnh toỏn
(TTGH cng I)
n
v

+
q
ln
q
ng
g
ln
g
ng
g.q
ln
.
+
g.q
ng
.
+
g
h
.q

ln
.
+
g
h
.q
ng
.
+
M
131.22 9.30 4.50 0.631 1.395 770.04 823.73 1347.57 1441.53
kN.m
V
0
16.2 9.30 4.50 0.358 1.395 53.88 101.70 94.28 177.97
kN
V
1
4.05 9.30 4.50 0.358 1.395 13.47 25.42 23.57 44.49
kN
c. Tính nội lực do xe tảI và xe hai trục thiêt kế
- tớnh ni lc do xe ti v xe 2 trc thit k ta xp ti trng lờn ng nh hng
theo s bt li nht v tớnh ni lc.Vớ d ta cú th xp nh sau :
xe 2 truùc thieỏt keỏ
xe taỷi thieỏt keỏ
ẹAH M
L/4
1
ẹAH V
xe taỷi thieỏt keỏ

xe 2 truùc thieỏt keỏ
- Cụng thc tớnh ni lc do xe ti v xe 2 trc thit k
tc M
h h i i
M g m Py=

;
M
h h i i
M' g m(1 IM) Py= +

;
tt tc
h h h
M (1 IM) M= +
=

tc V
h h i i
V g m P y
;
V
h h i i
V' g m(1 IM) Py= +

;
tt tc
h h h
V (1 IM) V= +
- Trong ú :

+ M
tc
h
,M
h
tt

,M
h
:Mụ men un tiờu chun, tớnh toỏn, v mụ men un khi tớnh mi
do hot ti
+ V
h
tc
, V
h
tt

,V
h
: Lc ct tieu chun ,tớnh toỏn v mụ men uụn khi tớnh mi do
hot ti
+ y
i
M
, y
i
V
: l tung ah mụ men v lc ct ti v trớ trc th i
+ g

h
: h s phõn b ngang ca hot ti ,ti trng ln v ti trng ngi
+ 1+IM : h s xung kớch ca hot ti
+ :H s ti trng ca hot ti
-Tớnh mụ men ti mt ct IV-IV(mt ct L/2)
+Xp ti lờn AH:
-NHểM 05 - 24 -Lớp cầu đờng bộ b k51-
- §å ¸N THIẾT KẾ MÔN HỌC CẦU BTCT - BỘ MÔN CẦU HẦM
16200 16200
DAH momen mc l/2
+Bảng tính kết quả nội lực :
CÁC ĐẠI LƯỢNG Xe tải thiết kế Xe 2 trục thiết kế
Vị trí đặt tải
x1 x2 x3 x4 x5 x6
11.9 16.2 20.5 15 16.2 0
Tung độ ĐAH
y1 y2 y3 y4 y5 y6
5.95 8.1 5.95 7.5 8.1 0
Tải trọng trục
P-tr,3 P-tr,2 P-tr,1 P-tr,1 P-tr,2 P-tr,3
145 145 35 110 110 0
NL do tải trọng trục
Pi x yi= 862.75 1174.5 208.25 825 891 0
Tổng(KNm) Tổng Pixyi=
2245.5 1716
Hệ số PBN mômen
g= 0.631 0.631
Do hoạt tải tiêu chuẩn
M-tc, h( KNm) 1416.91 1082.80
Do hoạt tải tính toán

M-tt,h(KNm) 3099.49 2368.62
Tính lực cẳt tại mặt căt 0-0(mặt cắt gối).
+Xếp tải lên ĐAH:
32400
DAH luc cat mc goi
ĐAH mômen tại mặt cắt gối (0-0).
+Bảng kết quả tính nội lực:
CÁC ĐẠI LƯỢNG Xe tải thiết kế Xe 2 trục thiết kế
Vị trí đặt tải
x1 x2 x3 x4 x5 x6
0 4.3 8.6 0 1.2 0
Tung độ ĐAH
y1 y2 y3 y4 y5 y6
1 0.87 0.73 1 0.96 0
P-tr,3 P-tr,2 P-tr,1 P-tr,3 P-tr,2 P-tr,1
-NHÓM 05 - 25 -Líp cÇu ®êng bé b k51-