đồ án tốt nghiệp thiết kế móng mố cầu

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÓNG MỐ CẦU
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
1
1
1
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
I - SỐ LIỆU THIẾT KẾ MÓNG MỐ
I.1 - SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN
+ Mố thiết kế: lấy mố MA để thiết kế điển hình.
+ Mực nước cao nhất: +3,04 m
+ Mực nước thấp nhất: - 2,5 m
+ Mực nước thông thuyền: +1,5 m
+ Cao độ mặt đất tự nhiên: +2,52 m
+ Cao độ đỉnh đài cọc: +1,89 m
+ Địa chất:
+Lớp 1: Bùn sét màu xám nâu xen kẹp cát mỏng trạng thái chảy, Lớp này
xuất hiện ở tất cả các lỗ khoan với chiều dày trung bình từ 3,02 m đến 4,50 m.
+Lớp 2: Cát hạt mịn màu xám xanh, Lớp này xuất hiện ở tất cả các lỗ khoan
với chiều dày trung bình từ 3,19 m đến 5,51 m,
+Lớp 3: Sét màu xám xanh lẫn vàng trạng thái nửa cứng, Lớp này xuất hiện
ở tất cả các lỗ khoan với chiều dày trung bình từ 7,09 m đến 10,02m,
+Lớp 4: Á cát nặng màu vàng xám xanh trạng thái chặt vừa, Lớp này xuất
hiện ở tất cả các lỗ khoan với chiều dày trung bình từ 13,44 m đến 19,10 m,
+Lớp 5: Cát trung lẫn sạn sỏi màu vàng trạng thái chặt, Lớp này xuất hiện ở
tất cả các lỗ khoan khi kết thúc lỗ khoan và chưa thấy lớp đất mới với chiều dày
trung bình từ 6,13 m đến 10,35m,
+ Hình trụ lỗ khoan tại trụ xem cụ thể phần bố trí chung móng trụ.

Các số liệu địa chất được tập hợp trong bảng sau đây:
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
2
2
2
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
Chỉ tiêu KH ĐV Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5
Độ ẩm W % 48,26 23,60 30,40 23,69 17,80
Dung trọng tự nhiên
γ
w
g/cm³ 1,620 1,780 1,860 1,850 1,940
Dung trọng khô
γ
k
g/cm³ 1,100 1,440 1,550 1,500 1,660
Tỷ trọng D - 2,650 2,660 2,730 2,670 2,660
Hệ số rỗng e
0
- 1,429 0,847 0,916 0,787 0,606
Ứng với cấp tải P
1
e
1
- 1,330 0,819 0,871 0,668 0,612
kG/cm² P
2
e

2
- 1,265 0,800 0,847 0,649 0,601
P
3
e
3
- 1,182 0,779 0,812 0,622 0,589
P
4
e
4
- 1,078 0,753 0,773 0,590 0,577
Hệ số nén lún P
1
a
1
cm²/kG 0,335 0,056 0,089 0,055 0,029
Ứng với cấp tải P
2
a
2
cm²/kG 0,260 0,039 0,048 0,039 0,020
kG/cm² P
3
a
3
cm²/kG 0,166 0,021 0,035 0,027 0,013
P
4
a

4
cm²/kG 0,103 0,013 0,019 0,016 0,006
Sức chống cắt P
1
σ
1
kG/cm² 0,099 0,414 0,591 0,573 0,661
Ứng với cấp tải P
2
σ
2
kG/cm² 0,113 0,702 0,825 1,039 1,248
kG/cm² P
3
σ
3
kG/cm² 0,127 1,041 1,058 1,487 1,887
Độ rỗng n - 58,60 45,90 47,60 43,90 37,70
Giới hạn chảy Wl % 41,30 - 46,50
-
46,50
Giới hạn dẻo Wp % 25,70 - 27,50
-
27,50
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
3
3
3
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá

Hoàng
Chỉ số dẻo Ip - 15,60 - 19,00
-
19,00
Độ sệt B - 1,45 - 0,150 - 0,150
Độ bảo hoà G - 89,50 74,00 90,00 80,10 75,50
Góc ma sát trong φ
0
- 3
0
12' 17
0
24' 13
0
8' 24
0
33' 31
0
5'
Lực dính C kG/cm² 0,09 0,09 0,36 0,12 0,05
Trị số SPT 0↔5 11↔12 19↔32 13↔45 34↔69
I.2 - VẬT LIỆU THIẾT KẾ
- Bê tông cọc và đài cọc:

'
30
c
f MPa
=
và

1.5 ' 1,5
0.043* * 0,043*2500 * 30 29440 ( )
c c c
E f MPa
γ
= = =
- Cốt thép chủ: thép AIII có
365
y
f MPa
=
và
200000E MPa
=
.
- Thép đai: Thép AII
280
y
f MPa
=
và
200000E MPa
=
.
I.3 - TỔ HỢP TẢI TRỌNG TẠI TIM ĐỈNH ĐÀI CỌC
I.3.1 - Trạng thái giới hạn cường độ
+ Tải trọng thiết kế ở TTGHCĐ tại tim trụ trên đỉnh đài cọc lấy từ phần tổ hợp
nội lực thiết kế mố ta chọn hai tổ hợp sau:
+ TH1: 1 làn xếp tải + tải bộ hành xếp 1 bên (TTGHCĐ I)
Lực nén

V (N)
Cắt dọc cầu
Hx (N)
Cắt ngang cầu
Hy (N)
Uốn dọc cầu
My (N.mm)
Uốn ngang cầu
Mx (N.mm)
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
4
4
4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
5.271.776 1.025.456 0 607.595.625 3.140.322.979
+ TH2: 2 làn xếp tải + tải bộ hành xếp 2 bên (TTGHCĐ I)
Lực nén
V (N)
Cắt dọc cầu
Hx (N)
Cắt ngang cầu
Hy (N)
Uốn dọc cầu
My (N.mm)
Uốn ngang cầu
Mx (N.mm)
6.194.009 1.139.206 0 2.091.180.000 1.057.110.717
I.3.2 - Trạng thái giới hạn sử dụng

+ Tải trọng thiết kế ở TTGHSD tại tim mố trên đỉnh đài cọc lấy từ phần tổ hợp
nội lực thiết kế mố ta có:
+ TH2: 2 làn xếp tải + tải bộ hành xếp 2 bên (TTGHSD)
Lực nén
V (N)
Cắt dọc cầu
Hx (N)
Cắt ngang cầu
Hy (N)
Uốn dọc cầu
My (N.mm)
Uốn ngang cầu
Mx (N.mm)
4.428.217 846365 49800 1.312.194.000 821.578.267
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
5
5
5
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
II - TÍNH SỨC CHỊU TẢI VÀ CHỌN SỐ CỌC
II.1 - TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC
II.1.1 - Sức chịu tải theo vật liệu
+ Cọc sử dụng là cọc BTCT đường kính 40x40 cm và có bố trí 8 thanh thép dọc
đường kính 25mm đều theo chu vi thân cọc.
+ Sức chịu tải của cọc theo vật liệu được tính như một cấu kiện cột bêtông cốt
thép ngàm tại độ sâu bằng chiều dài chịu nén uốn
M
L

của cọc (xem tính phần sau).
+ Công thức tính sức chịu tải tính toán của cọc theo vật liệu trong trường hợp
chịu lực dọc trục:
*
r n
P P
φ
=
Trong đó:
0,75
φ
=
- Hệ số sức kháng của cấu kiện bêtông cốt thép chịu nén.
( )
( )
'
.0,8* 0,85. .
n c g st y st
P f A A f A
λ
φ
= − +
- Sức kháng danh định của cấu
kiện có cốt đai thường.
+ Diện tích nguyên mặt cắt bê tông cọc:
( )
2
400*400 16.000
g
A mm

= =
+ Cọc bố trí đều theo chu vi 8 thanh thép đường kính 25 mm, diện tích tổng cốt
thép dọc trong cọc:
( )
2
2
8*3.14*25
3925
4
s
A mm
= =
+ Cường độ chảy dẻo của thép:
( )
365
y
f MPa
=
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
6
6
6
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
+ Cường độ chịu nén của bêtông cọc:
( )
'
30
c

f MPa
=
+ Hệ số kinh nghiệm
0,78
λ
φ
=
tra được từ Bảng 3.2 sách Nền Móng-Châu Ngọc
Ẩn để xét đến độ mảnh
λ
của cọc, tra với độ mảnh tính như sau:
- Độ mảnh của cọc vuông:
12. . 12 *2*3,9
67,5
0,4
M
K L
b
λ
= = =
- Trong đó:
b = 0,4 m - là chiều rộng cọc.
K = 2 - là hệ số chiều dài tính toán.
( )
3,9
M
L m
=
- Chiều dài chịu nén uốn của cọc (xem phần tính
và giải phương trình chính tắc).

+ Sức kháng danh định:
( )
( )
( )
0,78*0,8* 0,85*30* 160000 3925 365*3925 3.377.423
n
P N
= − + =
+ Sức chịu tải dọc trục tính tóan của cọc theo vật liệu:
( )
0,75*3.377.423 2.533.067
r
P N
= =
II.1.2 - Sức chịu tải theo đất nền
II.1.2.1 - Tính sức kháng mũi danh định của cọc
+ Theo điều 10.7.3.2 của 22TCN 272-05 ta có sức kháng mũi cọc danh định:
( )
* 3,9*160000 624000
p p p
Q q A N
= = =
Trong đó:
( )
4
400*400 160.000
p
A mm
= =
SVTH: Nguyễn Quang

Đại MSSV: CD04016
7
7
7
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
( )
orr
orr
0,038. .
0,4.
c b
p l c
N D
q q N MPa
D
= ≤ =
- là sức kháng mũi đơn vị của
cọc theo điều 10.7.3.4.2.a của 22TCN 272-05.
( )
orr
0,4.
l c
q N MPa
=
- Sức kháng điểm giới hạn của đất cát dưới mũi
cọc.
D = 400 mm – đường kính cọc.
( ) ( ) ( )
28,22 31,61 3,39 3390

b
D m mm= − − − = =
- là chiều sâu cọc xuyên
trong tầng chịu lực chống.
( )
orr 10 10
'
orr
1,92 1,92
* 0,77*log 40* 0,77*log
0,777
12,1 /300
c
v
c
N N
N Bua mm
σ
 
 
= =
 
 
 
 
→ =
N = 40 (búa/300mm) – Số đếm SPT đo được tại mũi cọc.
'
v
σ

- Áp lực tầng phủ hữu hiệu thẳng đứng tại mũi cọc (MPa)
+ Trong trường hợp ở mố không có nước ngầm và không có nước mặt, tính áp
lực tầng phủ hữu hiệu thẳng đứng tại mũi cọc :
( ) ( ) ( )
( ) ( )
( )
( )
'
' 2
. 1,62 *3,84 1,78*3,31 1,86*7,38
1,85*16,21 1,94*11,25
77,7 / 0,777
v i i
v
h
T m MPa
σ σ
σ
= = + +
+ +
→ = =
∑
Trong đó:
i
σ
và
i
h
- dung trọng tự nhiên và chiều dày lớp đất thứ i.
SVTH: Nguyễn Quang

Đại MSSV: CD04016
8
8
8
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
+ Tính sức kháng mũi đơn vị của cọc:
( ) ( )
( )
0,038*12,1*3390
3,9 0,4*12,1 4,84
400
3,9
p l
p
q MPa q MPa
q MPa
= = ≤ = =
→ =
II.1.2.2 - Tính sức kháng thân danh định của cọc
+ Sức kháng thân cọc theo điều 10.7.3.2 và 10.7.3.4.2b của 22TCN 272-05 là:
( )
6
* 0,0494*51,2*10 2.529.280
s s s
Q q A N
= = =
+ Tổng diện tích xung quanh thân cọc trong đất:
( )
( )

6 2
32000* 4*400 51,2*10
s
A mm
= =
+ Sức kháng thân đơn vị của cọc:
( )
0,0019. 0,0019* 26 0,0494
s
q N MPa= = =
Trong đó:
N
- Số SPT trung bình (chưa hiệu chỉnh) dọc theo thân cọc (Búa/300mm).
( )
1
5 11 12 19 25 32 28 13 15 21 35 34 40 45 35 34 40
17
26 /300
n
i
i
N
N
n
N Bua mm
=
+ + + + + + + + + + + + + + + +
= =
→ =
∑

II.1.2.3 - Sức chịu tải tính toán của cọc theo đất nền
+ Theo điều 10.7.3.2 của 22TCN 272-05, ta có sức kháng đỡ tính toán của cọc
đơn là:
( )
. . 0,36*624000 0,36*2.529.280 1.135.181
R qp p qs ps
Q Q Q N
= Φ + Φ = + =
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
9
9
9
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
+ Trong đó:
qp
Φ
và
qs
Φ
lần lượt là hệ số sức kháng mũi và kháng ma sát bề mặt cọc.
Tra bảng 10.5.5-2 trong trường hợp tính theo SPT ta có:
. 0,45* 0,45*0,8 0,36
qp qs v
λ
Φ = Φ = = =
Với
0,8
v

λ
=
- tra theo bảng 10.5.5-2 theo phương pháp thi công và đánh giá khả
năng chịu lực của cọc trong và sau khi đóng cọc.
p
Q
và
ps
Q
- Sức kháng mũi, sức kháng thân cọc vừa tính ở trên.
II.2 - TÍNH VÀ BỐ TRÍ SƠ BỘ CỌC, ĐÀI CỌC
II.2.1 - Tính sơ bộ số cọc
+ Số lượng cọc được tính sơ bộ theo công thức:
6.194.009
* 2,5* 14
1.135.181
tt
V
n
P
β
= = =
(cọc)
Trong đó:
( )
6.194.009 NV
=
- Tải trọng thẳng đứng tính toán lớn nhất tại tim đỉnh bệ
cọc ở trạng thái giới hạn cường độ.
( )

1.135.181
tt
P N
=
- Sức chịu tải tính tóan của cọc đơn (lấy bằng sức chịu tải
theo đất nền).
2,5
β
=
- Hệ số xét đến ảnh hưởng của mômen.
+ Chọn số cọc thiết kế: 21 cọc bố trí cách nhau theo hai phương >= 3d. Theo
phương dọc cầu bố trí cách nhau 1,5 m; theo phương ngang cầu 1,52 m.
+ Kích thước đài cọc: 10,02 x 3,9 x 1,5 mét.
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
10
10
10
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
II.2.2 - Bố chí chung hệ móng cọc
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
11
11
11
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016

12
12
12
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
III - TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ
III.1 - TÍNH NỘI LỰC KHI TỔ HỢP TẢI TRỌNG THEO PHƯƠNG DỌC CẦU
III.1.1 - Tổ hợp tải trọng tại tim đáy bệ cọc theo phương dọc cầu
+ Chọn tổ hợp tải trọng tại tâm đỉnh bệ cọc tính theo phương dọc cầu:
+ TH2: 2 làn xếp tải + tải bộ hành xếp 2 bên (TTGHCĐ I)
Lực nén
V (N)
Cắt dọc cầu
Hx (N)
Uốn dọc cầu
My (N.mm)
6.194.009 1.139.206 2.091.180.000
+ Truyền tổ hợp tải trọng này xuống tim đáy bệ cọc ta có các tải trọng tính toán:
* Lực nén thẳng đứng:
( )
( )
( )
5
. .
6.194.009 1,25* 10020*3900*1500 * 2,5*10
8.025.790
DC be c
N V V
N N
γ γ

−
= +
= +
→ =
Trong đó:
1,25
DC
γ
=
- Hệ số tổ hợp của tĩnh tải dùng cho tĩnh tải bệ cọc.
( )
( )
3
10020*3900*1500
be
V mm
=
- Thể tích bệ cọc.
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
13
13
13
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
c
γ
- là khối lượng thể tích của bê tông, ở đây ta không xét đến lực
đẩy nổi của nước vì bệ cọc không nằm trong nước.
* Lực cắt dọc cầu:

( )
1.139.206
x
H N
=
* Mômen uốn dọc cầu:
( )
. 2.091.180.000 1.139.206*1500 = 3.799.989.000 .
x
M M H h N mm
= + = +
Trong đó: h = 1500 mm là chiều cao bệ cọc.
+ Vậy tổ hợp nội lực tính toán móng cọc theo phương dọc cầu là:
Lực nén N (kN) Cắt dọc cầu Hx (kN) Uốn dọc cầu My (kN.m)
8025,79 1139,21 3.799,989
III.1.2 - Tính chiều dài chịu nén uốn của cọc
+ Tính chiều dài nén uốn của cọc theo điều 5.2 của 20TCN 21-86:
( )
0
2 2
0 3,9
0,52
M
bd
L L m
α
= + = + =
Trong đó:
0
0L

=
- Chiều dài cọc nằm trên mặt đất.
( )
1/
bd
m
α
- Hệ số biến dạng, tính theo Phụ Lục 1 ta có công thức:
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
14
14
14
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
( )
5
5
3
.
220*1,1
0,52 1/
. 2.944.000*2,13*10
c
bd
b
K b
m
E I
α

−
= = =
Trong đó:
K = 220 T/m
4
– Hệ số phụ thuộc đất xung quanh cọc, lấy theo Bảng 1
của Phụ Lục 1 với đất sét chảy.
( )
( )
2
29440 2.944.000 /
b
E MPa T m
= =
- Môđun đàn hồi của bêtông cọc.
( )
3
3 4
0,4*0,4
2,13*10
12
I m
−
= =
- Mômen quán tính của tiết diện cọc.
( )
1,5 0,5 1,5*0,4 0,5 1,1
c
b d m
= + = + =

- đường kính quy ước của cọc.
d = 0,4 m – đường kính cọc.
III.1.3 - phương trình chính tắc
+ Phương trình chính tắc:
. . .
. . .
. . .
vv vu v tt
uv uu u tt
v u tt
r v r u r N
r v r u r H
r v r u r M
ω
ω
ω ω ωω
ω
ω
ω
+ + =


+ + =


+ + =

Dạng ma trận : [A]*[X] = [B]
Trong đó:
[ ]

vv vu v
uv uu u
v u
r r r
A r r r
r r r
ω
ω
ω ω ωω
 
 
=
 
 
 
[ ]
v
X u
ω
 
 
=
 
 
 
[ ]
x
y
N
B H

M
 
 
=
 
 
 
Các lực tính toán N, Hx, My như vừa tổ hợp tới tim đáy bệ theo phương dọc cầu.
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
15
15
15
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
, ,u v
ω
là chuyển vị ngang, chuyển vị thẳng đứng, góc xoay của bệ quanh điểm O
- gốc tọa độ tại đáy bệ.
r
ik
: Phản lực trong liên kết (i) do chuyển vị đơn vị tại liên kết (k) gây ra.
III.1.4 - Giải phương trình chính tắc
+ Quy ước gốc tọa độ và tính tọa độ của các cọc trong đài như hình dưới đây:
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
16
16
16
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá

Hoàng
+ Công thức tính các hệ số trong ma trận A của phương trình chính tắc:
2
1
. . os
n
i
vv i
Ni
F
r E c
L
β
=
∑
2 2
3
1 1
. .sin 12. . . os
n n
i i
uu i i
Ni Mi
F J
r E E c
L L
β β
= +
∑ ∑
2 2

1 1
. . . os 4. .
n n
i i
i i
Ni Mi
F J
r E x c E
L L
ωω
β
= +
∑ ∑
1
. .sin . os
n
i
uv vu i i
Ni
F
r r E c
L
β β
= =
∑
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
17
17
17

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
2
1
. . . os
n
i
v v i i
Ni
F
r r E x c
L
ω ω
β
= =
∑
2
1 1
. . sin . os 6. .
. os
n n
i i
u u i i i
Ni Mi i
F J
r r E x c E
L L c
ω ω
β β
β

= = −
∑ ∑
Trong đó:
E = 29440 MPa = 29,44*10
6
kN/m
2
, Mô đun đàn hồi của bê tông cọc.
F
i
= 0,4
2
= 0,16 (m
2
) ,diện tích mặt cắt ngang cọc.
J
i
= d
4
/12 = 0,4
4
/12 = 0,002133 (m
4
) , Mô men quán tính mặt cắt ngang cọc.
β
i
= tan
-1
(1/10) = 5,7106
o

hoặc β
i
= 0
0
, Góc nghiêng của cọc thứ i theo
phương thẳng đứng trong mặt phẳng OZY .
x
i
: Tọa độ từ cọc thứ i (Xem sơ đồ bố trí cọc ở trên).
n
c
= 21 cọc : Số lượng cọc trong móng.
32
Ni
L m
=
- Chiều dài của cọc (các cọc dài bằng nhau).
+ Tải trọng tính toán:
+ Các thông số về cọc trong đài:
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
18
18
18
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
+ Tính các hệ số của phương trình chính tắc:
+ Thế số ta vào phương trình chính tắc:
+ Kết quả giải hệ phương trình chính tắc:
III.1.5 - Tính nội lực trong tầng cọc

SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
19
19
19
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
20
20
20
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
III.1.6 - Kiểm tra kết quả tính
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
21
21
21
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
III.2 - TÍNH NỘI LỰC KHI TỔ HỢP TẢI TRỌNG THEO PHƯƠNG NGANG CẦU
III.2.1 - Tổ hợp tải trọng tại tim đáy bệ cọc theo phương ngang cầu
+ Chọn tổ hợp tải trọng tại tâm đỉnh bệ cọc tính theo phương ngang cầu:
+ TH1: 1 làn xếp tải + tải bộ hành xếp 1 bên (TTGHCĐ I)
Lực nén
V (N)
Cắt dọc cầu
Hx (N)

Cắt ngang cầu
Hy (N)
Uốn dọc cầu
My (N.mm)
Uốn ngang cầu
Mx (N.mm)
5.271.776 1.025.456 0 607.595.625 3.140.322.979
+ Truyền tổ hợp tải trọng này xuống tim đáy bệ cọc ta có các tải trọng tính toán:
* Lực nén thẳng đứng:
( )
( )
( )
5
. .
5.271.776 1,25* 10020*3900*1500 * 2,5*10
7.103.557
DC be c
N V V
N N
γ γ
−
= +
= +
→ =
Trong đó:
1,25
DC
γ
=
- Hệ số tổ hợp của tĩnh tải dùng cho tĩnh tải bệ cọc.

( )
( )
3
10020*3900 *1500
be
V mm
=
- Thể tích bệ cọc.
c
γ
- là khối lượng thể tích của bê tông và của nước, ở đây ta không
xét đến lực đẩy nổi của nước vì bệ cọc không nằm trong nước.
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
22
22
22
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
* Lực ngang cầu:
( )
0
x
H N=
* Mômen uốn ngang cầu:
( )
. 3.140.322.979 0 = 3.140.322.979 .
x
M M H h N mm= + = +
Trong đó: h = 1500 mm là chiều cao bệ cọc.

+ Vậy tổ hợp nội lực tính toán móng cọc theo phương ngang cầu là:
Lực nén N (kN) Cắt ngang cầu Hy (kN) Uốn ngang cầu Mx (kN.m)
7103,56 0 3.140,323
III.2.2 - Chiều dài chịu nén uốn của cọc
+ Chiều dài nén uốn của cọc như tính khi tính theo phương dọc cầu L
M
= 3,9 m.
III.2.3 - phương trình chính tắc
+ Phương trình chính tắc:
. . .
. . .
. . .
vv vu v tt
uv uu u tt
v u tt
r v r u r N
r v r u r H
r v r u r M
ω
ω
ω ω ωω
ω
ω
ω
+ + =


+ + =



+ + =

Dạng ma trận : [A]*[X] = [B]
Trong đó:
[ ]
vv vu v
uv uu u
v u
r r r
A r r r
r r r
ω
ω
ω ω ωω
 
 
=
 
 
 
[ ]
v
X u
ω
 
 
=
 
 
 

[ ]
y
x
N
B H
M
 
 
=
 
 
 
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
23
23
23
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
Các lực tính toán N, Hy, Mx như vừa tổ hợp tới tim đáy bệ theo phương dọc cầu.
, ,u v
ω
là chuyển vị ngang, chuyển vị thẳng đứng, góc xoay của bệ quanh điểm O
- gốc tọa độ tại đáy bệ.
r
ik
: Phản lực trong liên kết (i) do chuyển vị đơn vị tại liên kết (k) gây ra.

III.2.4 - Giải phương trình chính tắc
+ Quy ước gốc tọa độ và tính tọa độ của các cọc trong đài như hình dưới đây:

SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
24
24
24
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
+ Công thức tính các hệ số trong ma trận A của phương trình chính tắc:
2
1
. . os
n
i
vv i
Ni
F
r E c
L
β
=
∑
2 2
3
1 1
. .sin 12. . . os
n n
i i
uu i i
Ni Mi
F J

r E E c
L L
β β
= +
∑ ∑
2 2
1 1
. . . os 4. .
n n
i i
i i
Ni Mi
F J
r E y c E
L L
ωω
β
= +
∑ ∑
1
. .sin . os
n
i
uv vu i i
Ni
F
r r E c
L
β β
= =

∑
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
25
25
25