LUẬN ÁN THẠC SĨ NGÀNH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG PHÂN TÍCH MỘT SỐ CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT DẠNG CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT DƯL KHẨU ĐỘ 20 40M áp dụng cho các cầu trên tuyến đường Hồ Chí Minh

Bộ giáo dục và đào tạo
Tr ờng đại học giao thông vận tải hà nội
&

nguyễn thanh tuấn





luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật
ngành xây dựng công trình giao thông






phân tích một số chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật
dạng cầu dầm giản đơn BTCTDƯL khẩu độ 20 ữ 40m

áp dụng cho các cầu trên tuyến đ ờng Hồ Chí Minh





ng ời h ớng dẫn khoa học: PGS-TS Hoàng hà

Hà nội -2005
Bộ giáo dục và đào tạo
Tr ờng đại học giao thông vận tải hà nội
&

nguyễn thanh tuấn





luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật
ngành xây dựng công trình giao thông

phân tích một số chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật dạng
cầu dầm giản đơn BTCTDƯL khẩu độ 20 ữ 40m
áp dụng cho các cầu trên tuyến đ ờng Hồ Chí
Minh







Hà nội 2005









Bộ giáo dục và đào tạo
Tr ờng đại học giao thông vận tải hà nội
&

nguyễn thanh tuấn

luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật
ngành xây dựng công trình giao thông






phân tích một số chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật
dạng cầu dầm giản đơn BTCTDƯL khẩu độ 20 ữ 40m

áp dụng cho các cầu trên tuyến đ ờng Hồ Chí Minh





ng ời h ớng dẫn khoa học: PGS-TS Hoàng hà

Hà nội -2005


mục lục


mục

nội dung

tran
g
Ch ơng
1
Tổng quan về tình hình áp dụng các dạng dầm
giản đơn BTCTDƯL khẩu độ 20ữ40m sử dụng cho
các cầu trên tuyến đ ờng Hồ Chí Minh
01
1-1 Giới thiệu chung về tuyến đ ờng Hồ Chí Minh
01
1-1.1 Quá trình nghiên cứu lập báo cáo NCKT 02
1-1.2 Dự án đầu t xây dựng đ ờng Hồ Chí Minh giai đoạn 1 05
1-1.3 Đánh giá hiệu quả đầu t của tuyến đ ờng 15
1.2 Số liệu thống kê về các dạng kết cấu nhịp cầu dầm giản
đơn khẩu độ 20ữ40m đã áp dụng xây dựng trên tuyến
đ ờng Hồ Chí Minh
19
1-2.1
Thống kê theo loại chiều dài nhịp

19
1-2.2
Tổng hợp các loại chiều dài nhịp cầu BTCT xây dựng trên
tuyến đ ờng Hồ Chí Minh
30
1-3 Mục tiêu nghiên cứu của luận án
31
Ch ơng
2
Phân tích kinh tế kỹ thuật các dạng kết cấu
nhịp cầu dầm giản đơn BTCTDƯL khẩu độ 20ữ40m
sử dụng cho các cầu trên tuyến đ ờng
Hồ Chí Minh
32
2-1 Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu
nhịp cầu dầm BTCTDƯL 21m
32
2-1.1
Các thông số cơ bản của dầm chủ

32
2-1.2
Kết cấu nhịp sử dụng dầm BTCTDƯL 21m dùng ch
o các
cầu trên tuyến đ ờng Hồ Chí Minh
33
2-2
Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu
nhịp cầu dầm BTCTDƯL 24m

37
2-2.1
Các thông số cơ bản của dầm chủ

37

2-2.2
Kết cấu nhịp sử dụng các loại dầm BTCTDƯL 24m

39

2-3
Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu
nhịp cầu dầm BTCTDƯL 33m
45

2-3.1
Các thông số cơ bản của dầm chủ

45

2-3.2
Kết cấu nhịp sử dụng các loại dầm BTCTDƯL 33m

48

2-4
Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu
nhịp cầu dầm SUPER T 40m
55

2-4.1
Cá
c thông số cơ bản của dầm chủ

55

2-4.2
Kết cấu nhịp sử dụng các loại dầm SUPER


T 40m

56

2-5
Phân tích các chỉ tiêu kinh tế


kỹ thuật của các loại
dầm giản đơn BTCTD L có chiều dài L = 20 40m áp
dụng trên tuyến đ ờng Hồ Chí Minh
60

2-5.1
Phân tích đ
ánh giá chung u nh ợc điểm của các loại dầm
BTCTD%L theo các dạng mặt cắt ngang
60

2-5.2
Phân tích đánh giá các loại dầm BTCTD
%L
áp dụng trên
tuyến đ ờng Hồ Chí Minh theo chỉ tiêu kỹ thuật
65

2-5.3
Phân tích đánh giá các loại dầm BTCTD
%L
áp dụng trên
tuyến đ ờng Hồ Chí Minh theo chỉ tiêu kinh tế
68

Ch ơng
3
Phân tích kinh tế kỹ thuật một số dạng cầu
đặc biệt sử dụng cho các cầu trên tuyến đ ờng
Hồ Chí Minh
83

3-1 Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu
nhịp cầu chéo dầm BTCTD L, mặt cắt chữ T, L=21m
83

3
-
1.1

Các thông số cơ bản của KCN

83

3
-
1.2

So sánh các ph ơng án nhịp thẳng và chéo sử dụng dầm
85

BTCTD
%L 21
m mặt cắt chữ T dùng cho các cầu trên tuyến
đ ờng Hồ Chí Minh
3-2 Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu
nhịp dầm 21m, mặt cắt chữ I, áp dụng cho cầu chéo góc

88
3
-
2.1

Các thông số cơ bản của KCN

88

3
-
2.2

So sánh các ph ơng án nhịp thẳng và chéo sử dụng dầm
BTCTD%L 21m mặt cắt chữ I dùng cho các cầu trên tuyến
đ ờng Hồ Chí Minh
89

3-3 Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu
nhịp dầm 33m , mặt cắt chữ T, áp dụng cho cầu chéo
góc 70
0
92

3
-
3.1

Các thông số cơ bản của KCN

92

3
-
3.2

So sánh các ph ơng án nhịp thẳng và chéo sử dụng dầm
BTCTD%L 33m mặt cắt chữ T dùng cho các cầu trên tuyến
đ ờng Hồ Chí Minh
93

3-4 Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu
nhịp dầm 33m , mặt cắt chữ T, áp dụng cho cầu chéo

góc 45
0
97

3
-
4.1

Các thông số cơ bản của KCN

97

3
-
4.2

So sánh các ph ơng án nhịp thẳng và chéo góc 45
0

sử dụng
dầm BTCTD%L 33m mặt cắt chữ T dùng cho các cầu trên
tuyến đ ờng Hồ Chí Minh
98

3
-
5

Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu
nhịp cầu cong trên mặt bằng, sử dụng dầm BTCTD L

thẳng, mặt cắt chữ I, L= 21m
102

3
-
5.1

Các thông số cơ bản của KCN

102

3
-
5.2

So sánh các ph ơng

án nhịp thẳng và cong sử dụng dầm
BTCTD%L 21m mặt cắt chữ I dùng cho các cầu trên tuyến
đ ờng Hồ Chí Minh
103

3
-
6

Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết cấu
nhịp dầm Super T, chiều dài 40m áp dụng cho cầu
cong R=680m
107

3
-
6.1

Các thông số
cơ bản của KCN

107

3
-
6.2

So sánh các ph ơng án nhịp thẳng và cong sử dụng dầm
BTCTD%L dạng Super T chiều dài nhịp 40m dùng cho
các cầu trên tuyến đ ờng Hồ Chí Minh
108

3
-
7

So sánh một số chỉ tiêu của cầu chéo, cầu cong và cầu
thẳng, mặt cắt chữ I, nhịp 21m
1
12

3
-

7.1

Về mômen giới hạn và độ dự chữ an toàn

112

3
-
7.2

Về chi phí vật liệu chủ yếu cho 1m
2

kết cấu nhịp

112


Kết luận và kiến nghị
113

Phụ lục các kết quả tính toán



32

ch ơng 2

phân tích kinh tế-kỹ thuật các dạng kết cấu nhịp cầu

dầm giản đơn BTCTDƯL khẩu độ 20 ữ 40m
Sử dụng cho các cầu trên tuyến đ ờng Hồ Chí Minh
2-1. Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết
cấu nhịp dầm BTCTDƯL 21m
2-1.1. Các thông số cơ bản của dầm chủ:
Trên dự án đ ờng Hồ Chí Minh Dầm BTCT DƯL (kéo sau) 21m áp dụng
chủ yếu 1 loại: Dầm mặt cắt chữ T, cáp 12,7mm thiết kế theo tiêu chuẩn 22
TCN 18 79 (20 cầu).
Kích th ớc xem Bản vẽ số 2-1.
2-1.1.1. Kích th ớc mặt cắt ngang một dầm:
- Chiều cao dầm chủ : 1,2m
- Bề rộng bầu dầm : 0,60m
- Bề rộng cánh dầm : 1,8m
- Chiều dầy s ờn dầm : 0,17m và tại đầu dầm: 0.48m (19 cầu),
0.31m (1cầu).
- Chiều dầy bản cánh : 0,17m
2-1.1.2. Vật liệu:
Bê tông: M400
- C ờng độ chịu nén uốn tính toán ở giai đoạn sử dụng:
R
u
= 190 kg/cm
2
khi đúc tại công tr ờng
- C ờng độ chịu nén uốn ở giai đoạn chế tạo:
R = 215 kg/cm
2
khi đúc tại công tr ờng
- Môđun đàn hồi: 350.000kg/cm
2

33
. Cáp CĐC 12,7mm: Thép tao 7 sợi theo tiêu chuẩn ASTM A416 - 85
Grade 270.
- Đ ờng kính danh định : 12,7mm
- Diện tích danh định : 98,7mm
2
- Trọng l ợng danh định : 0,775 Kg/m
- C ờng độ giới hạn chảy : 1670 MPa = 17020 Kg/cm
2

- C ờng độ kéo dứt : 1860 MPa = 18950 Kg/cm
2

- Mô đun đàn hồi : 195 MPa = 1987000 Kg/cm
2

- C ờng độ tính toán : R
H1
= 12000 kg/cm
2
(khi chế tạo)
R
H2
= 10800 kg/cm
2
(khi sử dụng)
- Diện tích bó cáp 7 12,7mm: 690,9 cm
2

- Số l ợng bó cáp 7 12,7mm cho 1 dầm chủ: 5 bó
- Lực căng một bó cáp: 87 T
* Cốt thép th ờng:
- Thép chịu lực: Thép có gờ loại A II theo OCT 5781 - 75 (Liên Xô cũ).
- Thép tròn dùng loại AI theo OCT 5781 - 75 (Liên Xô cũ).
- Thép bản: 16D hoặc BCT3
- ống tạo lỗ đặt bó cáp c ờng độ cao: Dùng ống ghen thép tiêu chuẩn có
gân xoắn mạ chống rỉ, đ ờng kính 55/60mm.
- Neo bó cáp: Dùng loại neo kẹp với nêm 3 mảnh. Neo EC 5 - 7 t ơng ứng
với kích 2PE200 của hãng VSL Thụy Sỹ hoặc neo OVM của Liễu Châu - Trung
Quốc.
2-1.2. Kết cấu nhịp sử dụng dầm BTCT ƯST 21m dùng cho các
cầu trên tuyến đ%ờng Hồ Chí Minh.
Để đánh giá chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của dầm 21m cần nghiên cứu kết cấu
nhịp sử dụng dầm 21m theo nội dung sau:
- Qua tính toán xác định độ an toàn dự trữ của từng loại dầm 21m.
- Khối l ợng vật liệu kết cấu nhịp khi sử dụng dầm 21m.
Căn cứ tình hình thực tế hiện nay dự án đ ờng Hồ Chí Minh áp dụng phổ
biến nhất 2 loại bề rộng cầu:

34
- B = 12m: Với những đoạn đ ờng cấp 80 TCVN 5729 - 97 .
- B = 9m: Với những đoạn đ ờng cấp III miền núi.
Các nội dung nghiên cứu đ ợc thực hiện cho 2 dạng kết cấu nhịp có bề rộng
B = 12m và B = 9m.
2-1.2.1. Các thông số cơ bản của mặt cắt ngang cầu sử dụng dầm
BTCTDƯL chiều dài 21m :
2-1.2.1.1. Số l ợng và cự ly tim dầm chủ của các dầm 21m sử dụng trong kết
cấu nhịp.

Thông số tổng quát của các loại kết cấu nhịp dầm BTCT ƯST L = 21m. ghi
trong bảng 2-1:
Bảng 2-1

TT


Loại dầm 21m
Chiều
cao
dầm
(m)
Trọng
l ợng lao
lắp 1
phiến
C ly tim
dầm (m)
Số l ợng
dầm
B =
12m
B =
9m

B =
12m

B =
9m

01

Dầm chữ T cáp
12,7mm (22TCN 18-79)

1,2 30.25 -
34.37
2,4 2.4

5 4
2-1.2.1.2. Kết quả tính toán kết cấu nhịp dầm 21m
Tải trọng H30 - XB80 (tính 3 làn xe H30) ghi ở bảng 2-2
Bảng 2-2: Các trị số tính toán kết cấu nhịp 21m - B = 12m
TT

Hạng mục Đơn vị
Trị số tính
toán
1.

Dầm mặt cắt chữ T, cáp 12,7mm cao 1,20m
kéo sau.Tiêu chuẩn 22TCN 18 - 79
- Lực căng kéo 1 bó cáp CĐC
- Hệ số phân phối ngang lớn nhất
- ứng xuất BT lớn nhất khi sử dụng
- ứng xuất BT nhỏ nhất khi sử dụng
- Momen tính toán lớn nhất
- Momen giới hạn

T

Kg/cm
2

Kg/cm
2

T.m
T.m



87
0,742
93.35 (nén)
6.2 (nén)
357.8
387.5

35
2-1.2.2. Phân tích kết quả tính toán dầm chủ của nhịp dầm 21m bề rộng cầu
B = 12m.
Qua kết quả tính toán dầm chủ của nhịp dầm 21m bề rộng cầu B = 12m với
số l ợng dầm chủ đã chọn cho từng loại dầm và cự ly dầm chủ thấy rằng:
+ Độ dự trữ an toàn thể hiện ở trị số ứng suất nén bêtông và trị số momen
khi sử dụng.
+ ứng xuất nén bêtông lớn nhất:

max
= 93.35 kg/cm
2
< 190 kg/cm
2

(Dự trữ an toàn: 49,1%)
+ ứng xuất nén bêtông nhỏ nhất

min
= 6.2 kg/cm
2

+ Moment tính toán lớn nhất
M
max
= 357.8TM < 387.5TM
Dự trữ an toàn nhỏ : 8%
2-1.2.3 So sánh khối l ợng vật liệu chủ yếu các kết cấu nhịp dầm 21m. B =
12m và B = 9m.
Khối l ợng vật liệu các kết cấu nhịp BTCTDƯL L = 21m, B = 12m và B =
9m (bảng 2-3):
(Không tính lớp mặt cầu, gờ chắn, lan can)
Bảng 2-3
TT Hạng mục Đơn vị Khối l ợng
B = 12m

B = 9m

1.

- Cáp c ờng độ cao

12,7mm
- Thép th ờng
- Bêtông M400
- Bêtông M300
Tổng cộng thép
Tổng cộng bêtông
T

T
m
3
m
3

T
m
3
3.025

11.75
68.75
16.38
13.88
92.59
2.42

9.4
55
12.29
11
75.71

36


Bảng 2-4: Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của kết cấu nhịp dầm BTCT ƯST L = 21m
TT

Loại dầm 21m
Chiều cao dầm
(m)
Tỷ lệ
H/L
Bề rộng
cầu B
(m)
Chi phí
bêtông
(m
3
/m
2
)

Chi phí thép
(kg/m

2
)
Trọng
l ợng lắp
ghép
Hệ số
lắp
ghép
Thép
th ờng

Thép
CDC
1.

Mặt cắt chữ T, cáp 12,7 tiêu
chuẩn 22TCN 18 - 79
1,2 1/17.5

12 0,37 55 12.8 30.25 -
34.37
80,2%

9 0,40 58.2 12 30.25 -
34.37
82,7%

37
2-2.Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết
cấu nhịp dầm 24 m

2-2.1. Các thông số cơ bản của dầm chủ:
Trên dự án đ ờng Hồ Chí Minh Dầm BTCT DƯL (kéo sau) 24m áp dụng
chủ yếu 2 loại:
1. Dầm mặt cắt chữ T, cáp 12,7mm thiết kế theo tiêu chuẩn 22 TCN 18
79 (30 cầu).
2. Dầm mặt cắt chữ I, cáp 12,7mm thiết kế theo tiêu chuẩn 22 TCN 18 -
79 (2 cầu) tham khảo AASHTO.
2-2.1.1. Các thông số cơ bản của dầm mặt cắt chữ T, cáp 12,7mm thiết kế
theo tiêu chuẩn 22 TCN 18 -79.
Kích th ớc xem Bản vẽ số 2-2.
2-2.1.1.1. Kích th ớc mặt cắt ngang:
- Chiều cao dầm chủ : 1,2m
- Bề rộng bầu dầm : 0,60m
- Bề rộng cánh dầm : 1,8m (28 cầu); 1,7m (2 cầu)
- Chiều dầy s ờn dầm : 0,17m (29 cầu), 0.16m (1 cầu) và tại đầu
dầm: 0.48m.
- Chiều dầy bản cánh : 0,17m (29 cầu), 0.16m (1 cầu)
2-2.1.1.2. Vật liệu
Bê tông: M400
- C ờng độ chịu nén uốn tính toán ở giai đoạn sử dụng:
R
u
= 190 kg/cm
2
khi đúc tại công tr ờng
- C ờng độ chịu nén uốn ở giai đoạn chế tạo:
R = 215 kg/cm
2
khi đúc tại công tr ờng
38

Môđun đàn hồi: 350.000kg/cm
2

. Cáp CĐC 12,7mm: Thép tao 7 sợi theo tiêu chuẩn ASTM A416 - 85
Grade 270.
- Đ ờng kính danh định : 12,7mm
- Diện tích danh định : 98,7mm
2

- Trọng l ợng danh định : 0,775 Kg/m
- C ờng độ giới hạn chảy : 1670 MPa = 17020 Kg/cm
2

- C ờng độ kéo dứt : 1860 MPa = 18950 Kg/cm
2

- Mô đun đàn hồi : 195 MPa = 1987000 Kg/cm
2

- C ờng độ tính toán : R
H1
= 12000 kg/cm
2
(khi chế tạo)
R
H2
= 10800 kg/cm
2
(khi sử dụng)
- Diện tích bó cáp 7 12,7mm: 690,9 cm

2

- Số l ợng bó cáp 7 12,7mm cho 1 dầm chủ: 6 bó
- Lực căng một bó cáp: 91 T
* Cốt thép th ờng:
- Thép chịu lực: Thép cớ gờ loại A II theo OCT 5781 - 75 (Liên Xô cũ).
- Thép tròn dùng loại AI theo OCT 5781 - 75 (Liên Xô cũ).
- Thép bản: 16D hoặc BCT3
- ống tạo lỗ đặt bó cáp c ờng độ cao: Dùng ống ghen thép tiêu chuẩn có
gân xoắn mạ chống rỉ, đ ờng kính 55/60mm.
- Neo bó cáp: Dùng loại neo kẹp với nêm 3 mảnh. Neo EC 5 - 7 t ơng ứng
với kích 2PE200 của hãng VSL Thụy Sỹ hoặc neo OVM của Liễu Châu - Trung
Quốc.
2-2.1.2. Các thông số cơ bản của dầm mặt cắt chữ I, cáp 12,7mm cao
1,45m thiết kế theo tiêu chuẩn 22 TCN 18 79 tham khảo AASHTO:
39
(Kích th ớc mặt cắt ngang xem Bản vẽ số 2-3).
2-2.1.2.1. Kích th ớc mặt cắt ngang dầm:
- Chiều cao dầm chủ : 1,45m
- Bề rộng bầu dầm : 0,60m
- Bề rộng cánh dầm : 0,80m
- Chiều dày s ờn dầm : 0,2m và 0,6m (tại đầu dầm)
2-2.1.2.2. Vật liệu:
. Bê tông G35: C ờng độ phá hoại 35 MPa (mẫu hình trụ t ơng đ ơng 420
Kg/cm
2
(mẫu hình lập ph ơng 15 x 15 x 15cm).
. Cáp c ờng độ cao 12,7mm (t ơng tự dầm mặt cắt chữ T).
. Số l ợng bó cáp 7 12,7mm cho 1 dầm chủ: 5 bó.
- Lực căng một bó cáp: 91 T

. ống luồn bó cáp c ờng độ cao: Dùng ống ghen thép tiêu chuẩn có gân mạ
chống rỉ, đ ờng kính 55/60mm
. Neo EC5 - 12, kích 2PE - 12/STr của hãng VSL Thụy Sỹ.
. Bản mặt cầu chiều cao 0,20m, bê tông G25.
2-2.2. Kết cấu nhịp sử dụng các loại dầm BTCT ƯST 24m.
Để đánh giá chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các loại dầm 24m cần nghiên cứu
kết cấu nhịp sử dụng dầm 24m theo nội dung sau:
- Với cùng một khẩu cầu xác định số l ợng và cự ly dầm t ơng ứng với
từng loại dầm.
- Qua tính toán xác định độ an toàn dự trữ của từng loại dầm 24m.
- So sánh khối l ợng vật liệu các kết cấu nhịp khi sử dụng các loại dầm 24m
khác nhau.
Căn cứ tình hình thực tế hiện nay dự án đ ờng Hồ Chí Minh áp dụng phổ
biến nhất 2 loại bề rộng cầu:
40
- B = 12m: Với những đoạn đ ờng cấp 80 TCVN 5729 - 97 .
- B = 9m: Với những đoạn đ ờng cấp III miền núi.
Các nội dung nghiên cứu đ ợc thực hiện cho 2 dạng kết cấu nhịp có bề rộng
B = 12m và B = 9m.
2-2-2.1. Các thông số cơ bản của mặt cắt ngang cầu sử dụng dầm
BTCTDƯL chiều dài 21m :
2-2.2.1. 1. Số l ợng và cự ly tim dầm chủ của các dầm 24m sử dụng trong kết
cấu nhịp.
Bảng 2-5: Thông số cơ bản của các loại kết cấu nhịp dầm BTCT ƯST L = 24m.:

TT



Loại dầm 24m

Chiều
cao
dầm
(m)
Trọng
l ợng
lao
lắp 1
phiến
C ly tim
dầm (m)
Số l ợng dầm

B =
12m
B =
9m

B =
12m
B =
9m
1.

Dầm chữ T cáp


12,7mm (22TCN 18-79)

1,2 44.06

2,4 2.4

5 4
2.

Dầm chữ I cáp


12,7mm
1,45 38.38

2,4 2,4

5 4
2-2.2.2. Kết quả tính toán kết cấu nhịp dầm 24m
Tải trọng H30 - XB80 (tính 3 làn xe H30)
Bảng 2-6: Các trị số tính toán kết cấu nhịp 24m - B = 12m
TT

Hạng mục Đơn vị
Trị số tính
toán
2.

Dầm mặt cắt chữ T, cáp

12,7mm cao 1,20m
kéo sau.Tiêu chuẩn 22TCN 18 - 79
- Lực căng kéo 1 bó cáp CĐC

- Hệ số phân phối ngang lớn nhất
- ứng xuất BT lớn nhất khi sử dụng
- ứng xuất BT nhỏ nhất khi sử dụng
- Momen tính toán lớn nhất
- Momen giới hạn


T

Kg/cm
2

Kg/cm
2

TM
TM


91
0,742
104.6 (nén)
6.5 (nén)
409
420
41
3.

Dầm mặt cắt chữ I, cáp 12,7m, cao 1,45m kéo
sau.

- Lực căng kéo 1 bó cáp CĐC
- Hệ số phân phối ngang lớn nhất
- ứng xuất BT lớn nhất khi sử dụng
- ứng xuất BT nhỏ nhất khi sử dụng
- Momen tính toán lớn nhất
- Momen giới hạn
- Độ vồng sau khi căng kéo



Kg/cm
2

Kg/cm
2

TM
TM
cm


91
0,742
91.58 (nén)
15.6(nén)
853
324

2-2.2.3. Phân tích kết quả tính toán dầm chủ của các loại nhịp dầm 24m bề
rộng cầu B = 12m.

Qua kết quả tính toán dầm chủ của các loại nhịp dầm 24m bề rộng cầu B =
12m với số l ợng dầm chủ đã chọn cho từng loại dầm và cự ly dầm chủ thấy
rằng:
- Dầm 24m mặt cắt chữ I cao 1,45m (loại 2) có độ dự trữ an toàn cao nhất
thể hiện ở trị số ứng suất nén bêtông và trị số momen khi sử dụng.
+ ứng xuất nén bêtông lớn nhất:

max
= 91.58 kg/cm
2
< 190 kg/cm
2

(Dự trữ an toàn: 52%)
+ ứng xuất nén bêtông nhỏ nhất

min
= 15.6 kg/cm
2

+ Moment tính toán lớn nhất
M
max
= 324TM < 853TM
(Dự trữ an toàn 62%)
- Dầm 24m mặt cắt chữ T có độ dự trữ an toàn nhỏ:
M
max
= 409TM < 420TM
(Dự trữ an toàn 3%)

42
2-2.2.4. So sánh khối l ợng vật liệu chủ yếu các kết cấu nhịp dầm 24m. B =
12m và B = 9m.
Khối l ợng vật liệu các kết cấu nhịp BTCTDƯL, chiều dài L = 24m, B =
12m và B = 9m. (bảng 2-7) :
(Không tính lớp mặt cầu, gờ chắn, lan can)
Bảng 2-7
TT

Hạng mục Đơn vị

Khối l ợng
B = 12m

B = 9m

2.

Nhịp dầm mặt cắt chữ T, cáp 12,7mm.
Tiêu chuẩn 22 TCN 18 - 79
- Cáp c ờng độ cao 12,7mm
- Thép th ờng
- Bêtông M400
- Bêtông M300
Tổng cộng thép
Tổng cộng bêtông


T
T

m
3
m
3

T
m
3


4.11
16.08
104.87
17.92
20.75
122.79



3.29
12.87
82.5
13.44
16.37
95.94
3.

Nhịp dầm mặt cắt chữ I, cáp 12,7mm.
- Cáp c ờng độ cao 12,7mm
- Thép th ờng

- Bêtông M400
- Bêtông M300
Tổng cộng thép
Tổng cộng bêtông

T
T
m
3
m
3

T
m
3

3.5
25.7
87.24
51.6
28.58
138.84


2.8
20.56
68.07
38.7
22.7
106.77

2-2.2.5. Kết quả so sánh khối l ợng vật liệu và các chỉ tiêu kỹ thuật khác
của các loại nhịp dầm 24m.
2-2.2.5.1. Về khối l ợng vật liệu
43
2-2.2.5.1.1. Tr ờng hợp bề rộng cầu B = 12m
v Chỉ tiêu chi phí bê tông m
3
/m
2
cầu
- Dầm mặt cắt chữ T, cáp 12,7mm tiêu chuẩn 22TCN 18 79 có chỉ
tiêu chi phí bê tông 0.42 m
3
/m
2

- Dầm mặt cắt chữ I cao 1,45m, cáp 12,7mm kéo sau đó có chỉ tiêu chi
phí bê tông lớn hơn loại dầm trên : 0,48m
3
/m
2
.
v Chỉ tiêu chi phí thép kg/m
2
cầu
- Dầm mặt cắt chữ T, cáp 12,7mm tiêu chuẩn 22TCN 18-79: 72kg/m
2

- Dầm mặt cắt chữ I cao 1,45m có chỉ tiêu chi phí thép cao hơn : 99kg/m
2
.
v Hệ số lắp ghép
Các dầm mặt cắt chữ T có hệ số lắp ghép cao (80% 87.5%). Các dầm mặt
cắt chữ I có hệ số lắp ghép thấp (53% 58%).
2-2.2.5.1.2. Tr ờng hợp bề rộng cầu B = 9m.
v Chỉ tiêu chi phí bê tông (m
3
/m
2
)
- Dầm mặt cắt chữ T, cáp 12,7mm tiêu chuẩn 22TCN 18 - 79 có chỉ tiêu
chi phí bê tông thấp : 0,44m
3
/m
2
.
- Dầm mặt cắt chữ I cao 1,45m, cáp 12,7mm kéo sau đó có chỉ tiêu chi
phí bê tông lớn hơn loại dầm trên : 0,49m
3
/m
2
.
v Chỉ tiêu chi phí thép kg/m
2
cầu
- Dầm mặt cắt chữ T, cáp 12,7mm tiêu chuẩn 22TCN 18-79: 75kg/m
2

- Dầm mặt cắt chữ I cao 1,45m có chỉ tiêu chi phí thép cao hơn : 105kg/m
2
.
v Hệ số lắp ghép
Các dầm mặt cắt chữ T có hệ số lắp ghép cao (80% 87.5%). Các dầm mặt
cắt chữ I có hệ số lắp ghép thấp (53% 58%).

44


Bảng 2-8: Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của kết cấu nhịp dầm BTCT ƯST L = 24m
TT

Loại dầm 24m
Chiều cao dầm
(m)
Tỷ lệ
H/L
Bề rộng
cầu B
(m)
Chi phí
bêtông
(m
3
/m
2
)

Chi phí

thép
(kg/m
2
)
Trọng
l ợng lắp
ghép
Hệ số
lắp
ghép
Thép
th ờng

Thép
CDC
2.

Mặt cắt chữ T, cáp 12,7 tiêu
chuẩn 22TCN 18 - 79
1,2 1/20 12 0,42 72 14.2 44.06 80,2%

9 0,44 75 15.2 44.06 82,7%

3.

Mặt cắt chữ I, cáp 12,7mm
tiêu chuẩn AASHTO
1,45 + 0,2 (bản)
= 1,65

1/14.5

12 0,48 99 12.2 38.38 55,9%

9 0,49 105 12.9 38.38 57,5%


45


45
2-3. Phân tích và đánh giá các thông số cơ bản của kết
cấu nhịp dầm 33m
2-3.1. Các thông số cơ bản của dầm chủ:
Trên dự án đ ờng Hồ Chí Minh Dầm BTCT DƯL (kéo sau) 33m áp dụng
chủ yếu 3 loại:
1. Dầm mặt cắt chữ T, cáp 12,7mm thiết kế theo tiêu chuẩn 22 TCN 18
79 (66 cầu).
2.Các thông số cơ bản của dầm mặt cắt chữ T, 12,7mm thiết kế theo tiêu
chuẩn AASHTO (2 cầu)
3. Dầm mặt cắt chữ I, cáp 12,7mm thiết kế theo tiêu chuẩn 22 TCN 18 -
79 (19 cầu).
2-3.1.2. Các thông số cơ bản của dầm mặt cắt chữ T, cáp 12,7mm thiết kế
theo tiêu chuẩn 22 TCN 18 -79.
(Kích th ớc xem Bản vẽ số 2-4).
2-3.1.2.1. Kích th ớc mặt cắt ngang của một dầm:
- Chiều cao dầm chủ : 1,7m
- Bề rộng bầu dầm : 0,60m (14 cầu); 0,62m (34 cầu); 0.65m
(18 cầu)
- Bề rộng cánh dầm : 1,8m (64 cầu); 1,6m (2 cầu)

- Chiều dầy s ờn dầm : 0,17m và tại đầu dầm: 0.36m (34 cầu);
0.48m (14 cầu), 0.5m (18 cầu).
- Chiều dầy bản cánh : 0,15m (65 cầu), 0.16m (1 cầu)
2-3.1.2.2. Vật liệu
Bê tông: M400
- C ờng độ chịu nén uốn tính toán ở giai đoạn sử dụng:

46
R
u
= 190 kg/cm
2
khi đúc tại công tr ờng
- C ờng độ chịu nén uốn ở giai đoạn chế tạo:
R = 215 kg/cm
2
khi đúc tại công tr ờng
Môđun đàn hồi: 350.000kg/cm
2

. Cáp CĐC 12,7mm: Thép tao 7 sợi theo tiêu chuẩn ASTM A416 - 85
Grade 270.
- Đ ờng kính danh định : 12,7mm
- Diện tích danh định : 98,7mm
2

- Trọng l ợng danh định : 0,775 Kg/m
- C ờng độ giới hạn chảy : 1670 MPa = 17020 Kg/cm
2

- C ờng độ kéo dứt : 1860 MPa = 18950 Kg/cm
2

- Mô đun đàn hồi : 195 MPa = 1987000 Kg/cm
2

- C ờng độ tính toán : R
H1
= 12000 kg/cm
2
(khi chế tạo)
R
H2
= 10800 kg/cm
2
(khi sử dụng)
- Diện tích bó cáp 7 12,7mm: 690,9 cm
2

- Số l ợng bó cáp 7 12,7mm cho 1 dầm chủ: 7 bó
- Lực căng một bó cáp: 91 T
* Cốt thép th ờng:
- Thép chịu lực: Thép cớ gờ loại A II theo OCT 5781 - 75 (Liên Xô cũ).
- Thép tròn dùng loại AI theo OCT 5781 - 75 (Liên Xô cũ).
- Thép bản: 16D hoặc BCT3
- ống tạo lỗ đặt bó cáp c ờng độ cao: Dùng ống ghen thép tiêu chuẩn có
gân xoắn mạ chống rỉ, đ ờng kính 55/60mm.
- Neo bó cáp: Dùng loại neo kẹp với nêm 3 mảnh. Neo EC 5 - 7 t ơng ứng
với kích 2PE200 của hãng VSL Thụy Sỹ hoặc neo OVM của Liễu Châu - Trung
Quốc.

47
2-3.1.2. Các thông số cơ bản của dầm mặt cắt chữ T, 12,7mm thiết kế
theo tiêu chuẩn AASHTO (kéo sau).
Kích th ớc xem Bản vẽ số 2-5
2-3.1.2.1. Kích th ớc mặt cắt ngang của một dầm
- Chiều cao dầm chủ : 1,7m
- Bề rộng bầu dầm : 0,65m
- Bề rộng cánh dầm : 1,8m
- Chiều dầy s ờn dầm : 0,2m và 0,5m (tại đầu dầm)
- Chiều dầy bản cánh : 0,2m
2-3.1.2.2. Vật liệu
. Bê tông G35: C ờng độ phá hoại 35 MPa (mẫu hình trụ) t ơng đ ơng 420
Kg/cm
2
(mẫu hình lập ph ơng 15 x 15 x 15cm).
. Cáp c ờng độ cao 12,7mm: Thép tao 7 sợi theo tiêu chuẩn ASTM A416
- 85 Grade 270.
- Đ ờng kính danh định : 12,7mm
- Diện tích danh định : 98,7mm
2

- Trọng l ợng danh định : 0,775 Kg/m
- C ờng độ giới hạn chảy : 1.670 MPa
- C ờng độ kéo đứt : 1.860 MPa
- C ờng độ tính toán:
R
H1
= 1328 MPa (khi chế tạo) = 0.714 (C ờng độ cực hạn)
R

H2
= 1280 MPa (khi sử dụng) = 0.69 (C ờng độ cực hạn)
- Số l ợng bó cáp 7 12,7mm cho 1 dầm chủ: 7 bó.
- Lực căng 1 bó cáp: 91T

48
- Cốt thép th ờng ống tạo lỗ, neo: T ơng tự dầm mặt cắt chữ T, cáp
12,7mm, tiêu chuẩn 22 TCN 18 - 79.
2-3.1.3. Các thông số cơ bản của dầm mặt cắt chữ I, cáp 12,7mm cao
1,65m thiết kế theo tiêu chuẩn 22 TCN 18 79 :
(Kích th ớc xem Bản vẽ số 2-6).
2-3.1.3.1. Kích th ớc mặt cắt ngang của một dầm:
- Chiều cao dầm chủ : 1,65m
- Bề rộng bầu dầm : 0,65m
- Bề rộng cánh dầm : 0,85m
- Chiều dày s ờn dầm : 0,2m và 0,5m (tại đầu dầm)
2-3.1.3.2. Vật liệu:
. Bê tông G35: C ờng độ phá hoại 35 MPa (mẫu hình trụ t ơng đ ơng 420
Kg/cm
2
(mẫu hình lập ph ơng 15 x 15 x 15cm).
. Cáp c ờng độ cao 12,7mm (t ơng tự dầm mặt cắt chữ T, tiêu chuẩn
AASHTO).
. Số l ợng bó cáp 12 12,7mm cho 1 dầm chủ: 5 bó.
. Diện tích 1 bó cáp 12 12,7mm: 1184,4mm
2

. Lực căng 1 bó cáp: 165 .3T.
. ống luồn bó cáp c ờng độ cao: Dùng ống ghen thép tiêu chuẩn có gân mạ
chống rỉ, đ ờng kính 65/72mm.

. Neo EC5 - 12, kích 2PE - 12/STr của hãng VSL Thụy Sỹ.
. Bản mặt cầu chiều dầy 0,20m, bê tông G25.
2-3.2. Kết cấu nhịp sử dụng các loại dầm BTCT ƯST 33m.
Để đánh giá chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các loại dầm 33m cần nghiên cứu
kết cấu nhịp sử dụng dầm 33m theo nội dung sau: