đồ án tốt nghiệp thiết kế trụ cầu

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ TRỤ 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
I.1 - SỐ LIỆU THIẾT KẾ
- Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN 272-05 : “Tiêu chuẩn thiết kế cầu”.
- Chiều dài nhịp dầm tính toán : 35 m.
- Chiều dài toàn dầm: 35,6 m.
- Tải trọng thiết kế : HL93.
- Kích thước mặt cắt ngang: 10,5 (m).
0,25 + 1,5 + 3,5+3,5 + 1,5 + 0,25 (m)
+ Bề rộng rải lan can: 2 bên x 0,25 m.
+ Bề rộng lề bộ hành: 2 bên x 1,5 m.
+ Bề rộng phần xe chạy: 2 làn x 3,5 m.
- Loại hình tiết diện dầm chính : dầm Super T dự ứng lực căng trước.
I.2 - BỐ TRÍ CHUNG TRỤ CẦU
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
2
2
2
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
SVTH: Nguyễn Quang

Đại MSSV: CD04016
3
3
3
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
I.3 - VẬT LIỆU THIẾT KẾ TRỤ CẦU
- Bê tông:

'
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=
.
II - TÍNH TẢI TRỌNG VÀ NỘI LỰC
II.1 - TĨNH TẢI
+ Từ phần thiết kế kết cấu nhịp ta có tĩnh tải là:
+ Trọng lượng bản thân dầm chủ:
1
13,9 /DC N mm=
+ Trọng lượng bản mặt cầu phân bố vào một dầm chủ:
2
10,5 /DC N mm
=
+ Trọng lượng lớp phủ và mui luyện phân bố vào một dầm chủ:
4,8 /DW N mm
=
+ Trọng lượng lan can và bản mặt cầu tác dụng lên dầm ngoài:
3
10,6 /DC N mm
=
+ Trọng lượng dầm ngang:
- Tác dụng lên dầm ngoài đặt tại vị trí gối là:
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 5
4
2105 760
. . *2,5*10 400*600* *2,5*10 4035
2 2
damchinh
S b
DC b h N
− −
−
−
= = =
- Tác dụng lên dầm trong đặt tại vị trí gối là:
( ) ( ) ( )
-5 -5
4 damchinh
DC =b.h. S-b *2,5*10 =400*600* 2105-760 *2,5*10 =8070 N
+ Tĩnh tải bản thân xà mũ để đơn giản ta coi như phân bố đều:
( )
5
800 1600
*1360*2,5*10 40,8 /
2
q N mm
−
+
= =
+ Tĩnh tải bản thân trụ phân bố đều theo chiều cao thân trụ là:

( )
( )
2 5
2700*900 3,14*450 *2,5*10 76,6 /g N mm
−
= + =
+ Phản lực thẳng đứng tại hai gối ngoài do toàn bộ tĩnh tải gây ra:
( )
( ) ( )
w
1,5 1 2 3 4
w
1,5
* w
35600* 13,9 10,5 4,8 10,6 4035 1.410.169
DC D
dam
DC D
V L DC DC D DC DC
V N
+
+
= + + + +
→ = + + + + =
+ Phản lực thẳng đứng tại các gối trong do tòan bộ tĩnh tải gây ra:
( )
( ) ( )
w
2,3,4 1 2 4
w

2,3,4
* w
35600* 13,9 10,5 4,8 8070 1.039.706
DC D
dam
DC D
V L DC DC D DC
V N
+
+
= + + +
→ = + + + =
II.1.1 - Nội lực do tĩnh tải không hệ số để thiết kế xà mũ
+ Gọi
1 2
; ;
xm
l l l
−
lần lượt là khỏang cách từ gối 1, gối 2 và mép xà mũ tới nách xà
mũ.
+ Lực cắt:
( )
xm
w w w
1,5 2,3,4
* 1.410.169 1.039.706 40,8*3210 2.580.843
DC D DC D DC D
xm
V V V q l N

+ + +
= + + = + + =
+ Mômen:
( )
xm
xm
2
w w w
1,5 1 2,3,4 2
2
w
* * *
2
3210
1.410.169*2410 1.039.706*305 40,8* 3.834.102.860 .
2
xm
DC D DC D DC D
DC D
l
M V l V l q
M N mm
+ + +
+
= + +
= + + =
II.1.2 - Nội lực do tĩnh tải không hệ số để thiết kế thân trụ
+ Tĩnh tải tổng cộng gây ra lực nén xét tại chân trụ (vị trí đỉnh đài cọc) là:
( )
w w w

1,5 2,3,4
w
2* 3* . .
2*1.410.169 3*1.039.706 40,8*10020 76,6*7200 6.899.792
DC D DC D DC D
tru xm tru
DC D
tru
V V V q l g H
V N
+ + +
+
= + + +
→ = + + + =
II.2 - HOẠT TẢI XẾP THEO PHƯƠNG DỌC CẦU
+ Ta tính toán và chọn hiệu ứng lớn nhất của hoạt tải trong hai trường hợp sau
đây để để thiết kế:
TH1: Tandem + Lane + PL
TH2: 0,9*(Truck + Lane ) + PL
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.2.1 - Một làn xếp trên 2 nhịp cầu+tải bộ hành xếp 1 bên trên 2 nhịp (TH1)
+ Phản lực gối do tải bộ hành:
( )
1

*35330*1,01*2 *4,5 160575
2
PL
V N
 
= =
 ÷
 
+ Phản lực gối do tải trọng làn:
( )
1
*35330*1,01*2 *9,3 331855
2
Lane
V N
 
= =
 ÷
 
+ Phản lực gối do xe hai trục:
( ) ( )
110000* 0,975 1,01 218350
Tandem
V N= + =
+ Phản lực gối do tổ hợp hai xe ba trục:
( ) ( ) ( )
145000* 1,01 0,887 0,335 0,212 35000* 0,764 0,09 381435
Truck
V N= + + + + + =
+ Chọn tổ hợp hoạt tải thiết kế:

Tandem+Lane =
( )
218350 331855 550205
Tandem Lane
V V N+ = + =
0,9*(Truck+Lane) =
( )
( ) ( )
0,9* 0,9* 381435 331855 641961
Truck Lane
V V N+ = + =
+ Vậy ta chọn hiệu ứng do 90% xe ba trục và tải trọng làn để thiết kế do nó gây
hiệu ứng lực lớn hơn.
+ Lực hãm xe đặt dọc cầu trên mặt đường xe chạy 1,8 m và trên mặt gối cầu
1,8 + 1,9 =3,7 m và cách chân trụ H = 3,7+8,96 = 12,66 m gây ra lực theo phương
dọc cầu và uốn thân trụ dọc cầu có giá trị là:
( ) ( )
0,25* 35000 145000 145000 81250BR N= + + =
( )
* 81250*12660 1.028.625.000 .
BR
M BR H N mm= = =
+ Ngoài ra xe Truck còn gây ra mômen do độ lệch tâm của gối theo phương dọc
cầu là:
( )
* 381435*330 125.873.550 .
Truck Truck
M V e N mm= = =
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016

6
6
6
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
II.2.2 - Một làn xếp trên 1 nhịp+tải bộ hành xếp 1 một bên trên 1 nhịp (TH2)
+ Từ trường hợp xếp tải 1 làn xe trên 2 nhịp+tải bộ hành xếp 1 bên trên hai nhịp
ta suy ra trong trường hợp xếp tải này thì:
+ Phản lực gối do tải bộ hành:
( )
160575
80288
2
PL
V N= =
+ Phản lực gối do tải trọng làn:
( )
331855
165928
2
Lane
V N= =
+ Phản lực gối do tổ hợp hai xe ba trục:
( )
381435
Truck
V N=
+ Lực hãm xe đặt dọc cầu trên mặt đường xe chạy 1,8 m và trên mặt gối cầu
1,8 + 1,9 =3,7 m và cách chân trụ H = 3,7+8,96 = 12,66 m gây ra lực theo phương
dọc cầu và uốn thân trụ dọc cầu có giá trị là:

( ) ( )
0,25* 35000 145000 145000 81250BR N= + + =
( )
* 81250*12660 1.028.625.000 .
BR
M BR H N mm= = =
+ Ngoài ra tải PL, Lane và xe Truck đều gây ra mômen do độ lệch tâm của gối
theo phương dọc cầu là:
( )
* 80288*330 26.495.040 .
PL PL
M V e N mm= = =
( )
* 165928*330 54.756.240 .
Lane Lane
M V e N mm= = =
( )
* 381435*330 125.873.550 .
Truck Truck
M V e N mm= = =
II.2.3 - Hai làn xếp trên 2 nhịp cầu+tải bộ hành xếp 2 bên trên 2 nhịp (TH3)
+ Từ trường hợp xếp tải 1 làn xe trên 2 nhịp+tải bộ hành xếp 1 bên trên hai nhịp
ta suy ra trong trường hợp xếp tải này thì:
+ Phản lực gối do tải bộ hành:
( )
160575*2 321150
PL
V N= =
+ Phản lực gối do tải trọng làn:
( )

331855*2 663710
Lane
V N= =
+ Phản lực gối do tổ hợp hai xe ba trục:
( )
381435*2 762870
Truck
V N= =
+ Lực hãm xe đặt dọc cầu trên mặt đường xe chạy 1,8 m và trên mặt gối cầu
1,8 + 1,9 =3,7 m và cách chân trụ H = 3,7+8,96 = 12,66 m gây ra lực theo phương
dọc cầu và uốn thân trụ dọc cầu có giá trị là:
( ) ( )
0,25* 35000 145000 145000 *2 162500BR N= + + =
( )
* 162500*12660 2.057.250.000 .
BR
M BR H N mm= = =
+ Ngoài ra xe Truck còn gây ra mômen do độ lệch tâm của gối theo phương dọc
cầu là:
( )
* 762870*330 251.747.100 .
Truck Truck
M V e N 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

II.2.4 - Hai làn xếp tải 1 nhịp cầu+tải bộ hành xếp 2 bên trên 1 nhịp (TH4)
+ Từ trường hợp xếp tải 1 làn xe trên 2 nhịp+tải bộ hành xếp 1 bên trên hai nhịp
ta suy ra trong trường hợp xếp tải này thì:
+ Phản lực gối do tải bộ hành:
( )
160575
PL
V N=
+ Phản lực gối do tải trọng làn:
( )
331855
Lane
V N=
+ Phản lực gối do tổ hợp hai xe ba trục:
( )
381435*2 762870
Truck
V N= =
+ Lực hãm xe đặt dọc cầu trên mặt đường xe chạy 1,8 m và trên mặt gối cầu
1,8 + 1,9 =3,7 m và cách chân trụ H = 3,7+8,96 = 12,66 m gây ra lực theo phương
dọc cầu và uốn thân trụ dọc cầu có giá trị là:
( ) ( )
0,25* 35000 145000 145000 *2 162500BR N= + + =
( )
* 162500*12660 2.057.250.000 .
BR
M BR H N mm= = =
+ Ngoài ra tải PL, Lane và xe Truck đều gây ra mômen do độ lệch tâm của gối
theo phương dọc cầu là:
( )

* 160575*330 52.989.750 .
PL PL
M V e N mm= = =
( )
* 331855*330 109.512.150 .
Lane Lane
M V e N mm= = =
( )
* 762870*330 251.747.100 .
Truck Truck
M V e N mm= = =
II.2.5 - Tải trọng tính mỏi
+ Tải trọng tính mỏi là một xe truck với trọng lượng trục và khoảng cách trục
theo quy định như trên hình.
+ Phản lực do xe truck tính mỏi:
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
8
8
8
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
( ) ( )
145000* 1,01 0,753 35000*0,887 277505
TRuckM
V N= + + =
II.3 - HOẠT TẢI XẾP THEO PHƯƠNG NGANG CẦU
Xếp tải trên mặt cắt ngang cầu
II.3.1 - Một làn xếp trên 2 nhịp cầu+tải bộ hành xếp 1 bên trên 2 nhịp (TH1)
+ Khi một làn xe xếp trên 2 nhịp cầu và lệch tâm trên mặt cắt ngang cùng tải bộ

hành xếp 1 bên trên 2 nhịp thì ta có phản lực tại các gối do hoạt tải sinh ra là:
( )
1
160575
PL PL
V V N= =
- (coi như dầm biên chịu toàn bộ tải bộ hành)
( )
1
1395*0,663 1
* * *331855 51155
3000 2 3000
i
Lane Lane
V V N
Ω
= = =
∑
( )
1
1 0,378
* *381435 72091
2 2
Truck Truck
i
V y V N= = =
∑
( )
2
0

PL
V N=
( )
2
0,338 1 0,238 1 1
* *1395 *1605 * *331855 213134
3000 2 2 3000
i
Lane Lane
V V N
Ω
+ +
 
= = + =
 ÷
 
∑
( )
2
1 0,622 0,523
* *381435 218372
2 2
Truck Truck
i
V y V N
+
= = =
∑
+ Mômen uốn theo phương ngang cầu do hoạt tải sinh ra tại mặt cắt tính xà mũ
lần lượt là:

SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
9
9
9
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
( )
1 1
. . 160575*2410 386.985.750 .
PL PL PL
xm i i
M V l V l N mm= = = =
∑
( )
1 1 2 2
* * * 51155*2410 213134*305 188.292.165 .
Lane Lane Lane Lane
xm i i
M V l V l V l N mm= = + = + =
∑
( )
1 1 2 2
* * * 72091*2410 218372*305 240.342.770 .
Truck Truck Truck Truck
xm i i
M V l V l V l N mm= = + = + =
∑
(Với
( )

i
l mm
là khoảng cách từ tim gối thứ i cầu đến nách xà mũ)
+ Lực cắt do hoạt tải sinh ra tại mặt cắt tính xà mũ lần lượt là:
( )
1 2
160575
PL PL PL
xm
V V V N= + =
( )
1 2
51155 213134 264289
Lane Lane Lane
xm
V V V N= + = + =
( )
1 2
72091 218372 290463
Truck Truck Truck
xm
V V V N= + = + =
+ Mômen uốn theo phương ngang cầu do hoạt tải sinh ra tại mặt cắt tính trụ (vị
trí chân trụ nằm trên đài cọc) lần lượt là:
( )
1 1
. . 160575*4210 676.020.750 .
PL PL PL
tru i i
M V l V l N mm= = = =

∑
( )
1 1 2 2
* * * 51155*4210 213134*2105 664.009.620 .
Lane Lane Lane Lane
tru i i
M V l V l V l N mm= = + = + =
∑
( )
1 1 2 2
* * * 72091*4210 218372*2105 763.176.170 .
Truck Truck Truck Truck
tru i i
M V l V l V l N mm= = + = + =
∑
(Với
( )
i
l mm
là khoảng cách từ tim gối thứ i cầu đến tim trụ)
II.3.2 - Một làn xếp trên 1 nhịp+tải bộ hành xếp 1 một bên trên 1 nhịp (TH2)
+ Trường hợp này được suy ra từ trường hợp một làn xe xếp trên 2 nhịp cầu+tải
bộ hành xếp 1 bên trên 2 nhịp.
+ Mômen uốn theo phương ngang cầu do hoạt tải sinh ra tại mặt cắt tính trụ (vị
trí chân trụ nằm trên đài cọc) lần lượt là:
( )
676.020.750
338.010.375 .
2
PL

tru
M N mm= =
( )
664.009.620
332.004.810 .
2
Lane
tru
M N mm= =
( )
240.342.770 .
Truck
tru
M N mm
=
(Với
( )
i
l mm
là khoảng cách từ tim gối cầu thứ i đến tim trụ)
II.3.3 - Hai làn xếp trên 2 nhịp cầu+tải bộ hành xếp 2 bên trên 2 nhịp (TH3)
+ Phản lực tại các gối:
( )
1
160575
PL PL
V V N= =
- (coi như dầm biên chịu toàn bộ tải bộ hành)
( )
1

1395*0,663 1
* * *331855 51155
3000 2 3000
i
Lane Lane
V V N
Ω
= = =
∑
( )
1
1 0,378
* *381435 72091
2 2
Truck Truck
i
V y V N= = =
∑
( )
2
0
PL
V N=
( )
2
0,338 1 0,238 1 1
* *1395 *1605 * *331855 213134
3000 2 2 3000
i
Lane Lane

V V N
Ω
+ +
 
= = + =
 ÷
 
∑
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
10
10
10
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
( )
2
1 0,622 0,523
* *381435 218372
2 2
Truck Truck
i
V y V N
+
= = =
∑
( )
3
0
PL

V N=
( )
3
0,762*1605 1*2105 1
* * *331855 184070
3000 2 2 3000
i
Lane Lane
V V N
Ω
 
= = + =
 ÷
 
∑
( )
3
1 0,4777 1 0,145
* *381435 309344
2 2
Truck Truck
i
V y V N
+ +
= = =
∑
( )
4
0
PL

V N=
( )
4
1*2105 1 0,575 1
* *895 * *331855 194391
3000 2 2 3000
i
Lane Lane
V V N
Ω
+
 
= = + =
 ÷
 
∑
( )
4
1 0,855
* *381435 163064
2 2
Truck Truck
i
V y V N= = =
∑
( )
5
160575
PL PL
V V N= =

( )
5
0,425*895 1
* * *331855 21038
3000 2 3000
i
Lane Lane
V V N
Ω
 
= = =
 ÷
 
∑
( )
5
1
* 0
2
Truck Truck
i
V y V N= =
∑
+ Mômen uốn theo phương ngang cầu do hoạt tải sinh ra tại mặt cắt tính trụ (vị
trí tim chân trụ nằm trên đài cọc) là:
. 0
PL PL
tru i i
M V l= =
∑

( ) ( )
( ) ( ) ( )
1 5 1 2 4 2
* . .
51155 21038 *4210 213134 194397 *2105 166.233.955 .
Lane Lane Lane Lane Lane Lane
tru i i
Lane
tru
M V l V V l V V l
M N mm
= = − + −
→ = − + − =
∑
( ) ( )
( ) ( ) ( )
1 5 1 2 4 2
* . .
72091 0 *4210 218372 163064 *2105 419.926.450 .
Truck Truck Truck Truck Truck Truck
tru i i
Truck
tru
M V l V V l V V l
M N mm
= = − + −
→ = − + − =
∑
(Với
( )

i
l mm
là khoảng cách từ tim gối thứ i cầu đến tim trụ)
II.3.4 - Hai làn xếp tải 1 nhịp cầu+tải bộ hành xếp 2 bên trên 1 nhịp (TH4)
+ Trường hợp này được suy ra từ hai làn xe xếp trên 2 nhịp cầu+tải bộ hành xếp
2 bên trên 2 nhịp. Mômen uốn theo phương ngang cầu do hoạt tải sinh ra tại mặt cắt
tính trụ (vị trí tim chân trụ nằm trên đài cọc) là:
. 0
PL PL
tru i i
M V l= =
∑
( )
166.233.955
83.116.978 .
2
Lane
tru
M N mm= =
( )
419.926.450
209.963.225 .
2
Truck
tru
M N mm= =
II.3.5 - Tải trọng tính mỏi
+ Xe Truck tính mỏi cho xà mũ gây ra phản lực tại các gối là:
( )
1

1 0,378
* *277505 52448
2 2
TruckM TruckM
i
V y V N= = =
∑
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
11
11
11
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
( )
2
1 0,622 0,523
* *277505 158872
2 2
TruckM TruckM
i
V y V N
+
= = =
∑
+ Mômen do xe tính mỏi gây ra tại mặt cắt thiết kế xà mũ là:
( )
1 1 2 2
* * 52448*2410 158872*305 174.855.640 .
TruckM TruckM TruckM

xm
M V l V l N mm= + = + =
(Với
( )
i
l mm
là khoảng cách từ tim gối thứ i cầu nách xà mũ)
II.4 - TẢI TRỌNG GIÓ
II.4.1 - Tốc độ gió thiết kế
+ Tốc độ gió thiết kế:
( )
* 45*1,9 49 /
B
V V S mm s
= = =
( )
45 /
B
V mm s=
- Lấy theo Bảng 3.8.1.1-1 của 22TCN 272-05 (giả sử lấy tại
TPHCM là vùng IIA).
1,9S =
- Hệ số điều chỉnh cho khu đất chịu gió và độ cao của cầu, lấy theo Bảng
3.8.1.1-2 của 22TCN272-05.
+ Vận tốc gió này vượt quá 25 m/s nên được dùng để xét trong TTGHCĐ III.
Vận tốc gió thiết kế cho TTGHCĐ I là 25m/s.
II.4.2 - Gió ngang tác dụng lên xe (WL)
+ Ở cả hai TTGHCĐ I và III, tải trọng gió ngang tác dụng lên xe lấy lực phân bố
có giá trị là 1,5 kN/m và chiều dài tải trọng gió lấy bằng chiều dài nhịp cầu.
+ Vậy tải trọng gió ngang tác dụng lên xe có độ lớn:

( )
1,5*35000 52500WL N= =
+ Tải trọng gió ngang đặt cách trên cao hơn mặt đường 1,8 m. Do đó, nó đặt trên
gối cầu là 1,8+1,9 = 3,7 m. Tải trọng gió phát sinh một mômen:
( )
52500*3700 194.250.000 .
WL
M N mm
= =
+ Qua việc giả sử mặt cắt ngang cầu có độ cứng vô cùng lớn dưới tác dụng của
tải trọng gió thì mô men do lực gió gây ra các phản lực hướng lên tại các gối 1,2 ;
hướng xuống tại các gối 2,3 và bằng 0 tại gối 3 nằm chính giữa mặt cắt ngang cầu.
+ Các phản lực tại gối thứ i được tính theo công thức:
2
*
WL
WL
i
i
i
M x
V
x
=
∑
Trong đó:
i
x
- là khoảng cách hai tim gối thứ i theo quy tắc đánh số đối xứng
kể từ trục chính giữa mặt cắt ngang cầu.

+ Ta có:
2 2 2 2 2
0 (2105 2105) (2105*4) 88.620.500 ( )
i
x mm= + + + =
∑
+ Phản lực thẳng đứng tại các gối do mômen xoắn mặt cắt ngang cầu của lực gió
là:
3
0
WL
V =
( )
1
2 4
2
* 194.250.000*(2105*2)
9228
88.620.500
WL
WL WL
i
M x
V V N
x
= − = = =
∑
( )
2
1 5

2
* 194.250.000*(2105*4)
18456
88.620.500
WL
WL WL
i
M x
V V N
x
= − = = =
∑
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
12
12
12
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
+ Tải trọng gió tác dụng lên xe gây ra mômen và lực cắt tại mặt cắt tính xà mũ
(nách xà mũ) là:
( )
1 2 2 2
. . 18456*2410 9228*305 47.293.500 .
WL WL WL
xm
M V l V l N mm
= + = + =
( )
1 2

18456 9228 27684 .
WL WL WL
xm
V V V N mm= + = + =
+ Tải trọng gió tác dụng lên xe gây ra mômen tại mặt cắt tính trụ (vị trí chân trụ
trên đỉnh đài cọc):
( )
* 52500*8960 194.250.000 664.650.000 .
WL WL
tru
M WL H M N mm
= + = + =
Trong đó: H = 8960 mm là chiều cao trụ tính từ đỉnh gối cầu.
II.4.3 - Gió ngang tác dụng lên kết cấu nhịp (WS1)
+ Bỏ qua chiều lan can hở ta có chiều cao kết cấu nhịp hứng gió là:
d = 1,6 + 0,85 = 2,45 (m)
+ Bề rộng hứng gió trên một nhịp là: b = 35,6 m.
+ Diện tích mặt hứng gió:
( )
2
. 35,6*2,45 87
t
A b h m= = =
+ Hệ số cản gió
d
C
tra biểu đồ với tỉ số
35,6
15
2,45

b b
d h
= = =
ta được gía trị
1,2
d
C =
.
+ Lực gió tác dụng lên kết câu nhịp là :
2
0,0006* * * 1,8* ( )
D t d t
P V A C A kN
= ≥
+ Ở TTGHCĐ II, vận tốc gió V = 49 m/s, ta có lực gió tác dụng trên kết cấu
nhịp là:
( )
( )
2
0,0006*49 *87*1,2 1,8* ( ) 1,8*87
150 157( )
157( ) 157000
D t
D
D
P A kN
P kN kN
P kN N
= ≥ =
= ≤

→ = =
+ Ở TTGHCĐ III, vận tốc gió quy định là V = 25 m/s, ta có lực gió tác dụng
trên kết cấu nhịp là:
( )
( )
2
0,0006*25 *87*1,2 1,8* ( ) 1,8*87
39 157( )
157( ) 157000
D t
D
D
P A kN
P kN kN
P kN N
= ≥ =
= ≤
→ = =
+ Vậy cả hai trạng thái giới hạn, lực gió ngang tác dụng lên kết cấu nhịp đều lấy
bằng giá trị tối thiểu quy định.
+ Ngoài ra lực gió đặt tại trọng tâm diện tích hứng gió, điểm đặt này trên đỉnh
gối cầu một đoạn bằng h = d/2 = 2,45/2 = 1,23 (m). Lực gió phát sinh mômen là:
( )
1
* 157000*1230 193.110.000 .
2
WS
D
d
M P N mm= = =

+ Qua việc giả sử mặt cắt ngang cầu có độ cứng vô cùng lớn dưới tác dụng của
tải trọng gió thì mô men do lực gió gây ra các phản lực hướng lên tại các gối 1,2 ;
hướng xuống tại các gối 2,3 và bằng 0 tại gối 3 nằm chính giữa mặt cắt ngang cầu.
+ Các phản lực tại gối thứ i được tính theo công thức:
1
1
2
*
WS
WS
i
i
i
M x
V
x
=
∑
Trong đó:
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
13
13
13
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
i
x
- là khoảng cách hai tim gối thứ i theo quy tắc đánh số đối xứng
kể từ trục chính giữa mặt cắt ngang cầu.

+ Ta có:
2 2 2 2 2
0 (2105 2105) (2105*4) 88.620.500 ( )
i
x mm= + + + =
∑
+ Phản lực thẳng đứng tại các gối do mômen xoắn mặt cắt ngang cầu của lực gió
là:
1
3
0
WS
V
=
( )
1
1 1
1
2 4
2
* 193.110.000*(2105*2)
9174
88.620.500
WS
WS WL
i
M x
V V N
x
= − = = =

∑
( )
1
1 1
2
1 5
2
* 193.110.000*(2105*4)
18348
88.620.500
WS
WS WS
i
M x
V V N
x
= − = = =
∑
+ Tải trọng gió tác dụng lên xe gây ra mômen và lực cắt tại mặt cắt tính xà mũ
(nách xà mũ) là:
( )
1 1 1
1 2 2 2
. . 18348*2410 9174*305 47.016.750 .
WS WS WS
xm
M V l V l N mm= + = + =
( )
1 1 1
1 2

18348 9174 27522 .
WS WS WS
xm
V V V N mm
= + = + =
+ Tải trọng gió tác dụng lên xe gây ra mômen tại mặt cắt tính trụ (vị trí chân trụ
trên đỉnh đài cọc):
( )
1
* 157000*10185 1.599.045.000 .
WS
tru D
M P H N mm= = =
Trong đó: H = 10185 mm là chiều cao chân trụ đến trọng tâm hứng gió.
II.4.4 - Gió tác dụng lên trụ (WS2)
+ Bề rộng hứng gió của trụ lấy bằng bề rộng thân trụ là b = 1 m.
+ Hệ số cản gió
1,2
d
C =
.
+ Diện tích hứng gió cho 1 m chiều cao trụ là:
( )
2
. 1*1 1
t
A b h m= = =
+ Lực gió trên 1 m chiều cao trụ là ở TTGHCĐ II (V = 49 m/s):
( )
2

0,0006*49 *1*1,2 1,8* ( ) 1,8*1
1,7 1,8( )
1,8( )
D t
D
D
P A kN
P kN kN
P kN
= ≥ =
= ≤
→ =
+ Lực gió trên 1 m chiều cao trụ là ở TTGHCĐ III (V = 25 m/s):
( )
( )
2
0,0006*25 *1*1,2 1,8* ( ) 1,8*1
0,5 1,8( )
1,8
D t
D
D
P A kN
P kN kN
P kN
= ≥ =
= ≤
→ =
+ Ở cả hai TTGH thì lực gió đều lấy theo lực nhỏ nhất quy định. Vậy lực gió
được biểu diễn phân bố dọc theo thân trụ có giá trị là:

( )
2 1,8 / 1,8 /
D
WS P kN m N mm= = =
+ Mômen không hệ số do tải trọng gió tác dụng lên trụ gây ra tại mặt cắt chân
trụ được tính như sau:
2* *
2
WL
tru n
h
M WS h h
 
= −
 ÷
 
Trong đó: h – là chiều cao thân trụ nhô lên khỏi mặt nước.
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
14
14
14
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
h
n
– Chiều cao thân trụ ngập trong nước.
II.5 - TẢI TRỌNG NƯỚC
II.5.1 - Lực đẩy nổi
+ Cứ 1 m thân trụ ngập trong nước thì chịu một lực đẩy nổi giá trị là:

wa
1 * * 10*WA S h
γ
= =
Trong đó:
3
wa
10 /kN m
γ
=
- Trọng lượng riêng của nước.
S = 2,6*1+3,14*0,5
2
= 3,39 (m
2
) – Diện tích thân trụ.
H = 1 m – chiều cao xét 1 m trụ ngập trong nước.
+ Vậy lực đẩy nổi phân bố đều trên chiều cao thân trụ ngập trong nước là:
( ) ( )
1 10*3,39 33,9 / 33,9 /WA kN m N mm
= = =
II.5.2 - Áp lực dòng chảy
+ Dòng chảy vuông góc với trục dọc của trụ, áp lực dòng trung bình chảy tính
theo công thức:
( )
4 2 4 2 4
5,14*10 * * 5,14*10 *0,7*1,5 8,1*10
D
p C V MPa
− − −

= = =
Trong đó:
0,7
D
C =
- Hệ số cản dòng chảy của trụ đầu tròn.
1,5 /V m s
=
- Vận tốc nước thiết kế.
+ Áp lực dòng chảy trung bình quy về lực phân bố dọc theo chiều sâu thân trụ
ngập trong nước là:
( )
4
2 * 8,1*10 *1000 0,81 /WA p b N mm
−
= = =
Trong đó: b = 1000 mm là chiều rộng thân trụ.
+ Mômen không hệ số do áp lực dòng chảy tác dụng lên trụ gây ra tại mặt cắt
chân trụ được tính như sau:
2
2
2*
2
WA
n
tru
h
M WA=
Trong đó: h
n

– Chiều cao thân trụ ngập trong nước.
II.6 - TẢI TRỌNG VA TÀU
II.6.1 - Vận tốc va tàu
+ Tàu thiết kế với đường sông cấp IV có tấn trọng tải là 40 DWT.
+ Vận tốc va thiết kế:
2,5 2,5 0,8 3,3( / )
s
V V m s= + = + =
Trong đó:
0,8( / )
s
V m s
=
- Vận tốc trung bình năm của dòng chảy.
II.6.2 - Lực va tàu
+ Lực va của tàu vào thân trụ:
( )
5 5
1,2*10 * * DWT 1,2*10 *3,3* 40 2.504.524
s
P V N= = =
II.6.3 - Tác dụng của lực va:
+ Lực va là lực tập trung đặt vào thân trụ tại mặt nước trung bình năm của
đường thủy, là mực nước thông thuyền .
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
15
15
15
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá

Hoàng
+ Chiều cao tính từ đỉnh đài cọc đến vị trí va là:
H = MNTT – CĐCT = +1,50 – (-3,16) = 4,66 (m) = 4660 (mm)
+ Khi tính lực va theo phương song song với luồng chảy (theo phương ngang
cầu) lấy 100% giá trị lực va. Khi tính theo phương thẳng góc với tim luồng chảy
(theo phương dọc cầu) lấy 50% giá trị lực va tính toán ở trên.
II.6.4 - Va theo phương ngang cầu
+ Lực cắt thân trụ theo phương ngang cầu:
( )
2.504.524
y s
H P N= =
+ Mômen uốn thân trụ theo phương ngang cầu:
( )
* 2.504.524*4660 11.671.081.840 .
Tau
x s
M P H N mm= = =
II.6.5 - Va theo phương dọc cầu
+ Lực cắt thân trụ theo phương dọc cầu:
( )
0,5* 0,5*2.504.524 1.252.262
x s
H P N
= = =
+ Mômen uốn thân trụ theo phương dọc cầu:
( )
0,5* * 0,5*2.504.524*4660 5.835.540.920 .
Tau
x s

M P H N mm
= = =
III - THIẾT KẾ XÀ MŨ
III.1 - SƠ ĐỒ TÍNH
+ Sơ đồ tính xà mũ là dầm congxol chịu tải trọng bản thân phân bố đều và tải
trọng tập trung do tĩnh tải và hoạt tải trên kết cấu nhịp cầu truyền xuống đặt tại vị trí
hai gối cầu nằm trên cánh hẫng của xà mũ. Vị trí ngàm nằm sâu vào 1/3 bán kính bo
tròn thân trụ
III.2 - TỔ HỢP TẢI TRỌNG
III.2.1 - Trạn thái giới hạn cường độ I
+ Sử dụng trường hợp xếp hoạt tải thứ nhất (TH1) để thiết kế xà mũ. Tổ hợp tải
trọng này bao gồm tĩnh tải, hoạt tải (PL+Lane+Truck) không xét gió.Các hệ số tổ
hợp lấy như sau:
- Hệ số tầm quan trọng:
1
η
=
với cầu điển hình.
- Hệ số làn xe : m = 1,2 khi một làn xe xếp tải.
- Hệ số tĩnh tải và lớp phủ:
1,25
DC DW
γ γ
= =
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
16
16
16
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá

Hoàng
- Hệ số hoạt tải (dùng cho PL, Lane, Truck):
1,75
LL
γ
=
- Hệ số xung kích của xe Truck: (1+IM) = 1,25
- Hệ số 0,9 áp dụng khi chọn tổ hợp hiệu ứng của 2 xe Truck và Lane.
+ Mômen:
( )
( )
xm xm xm xm
w
. . . . 0,9. . . 0,9. . . 1 .
1,25*3.834.102.860 1,75*1, 2*386.985.750 0,9*1,2*1,75*188.292.165
1*
0,9*1,2*1,75* 1 0,25 *240.342.770
6.528
I DC D PL Lane Truck
xamu DC DW LL LL LL
I
xamu
M M m M m M m IM M
M
η γ γ γ γ
+
+
 
= + + + +
 

+ +
 
=
 
+ +
 
→ =
( )
.980.636 .N mm
+ Lực cắt:
( )
( )
( )
xm xm xm xm
w
. . . . 0,9. . . 0,9. . . 1 .
1,25*2.580.843 1,75*1,2*160575 0,9*1,2*1,75*264289
1*
0,9*1,2*1,75* 1 0,25 *290463
4.708.186
I DC D PL Lane Truck
xamu DC DW LL LL LL
I
xamu
V V mV m V m IM V
V N
η γ γ γ γ
+
+
 

= + + + +
 
+ +
 
=
 
+ +
 
→ =
III.2.2 - Trạng thái giới hạn cường độ III
+ Sử dụng trường hợp xếp hoạt tải (TH1) để thiết kế xà mũ. Tổ hợp tải trọng này
bao gồm tĩnh tải, hoạt tải (PL+Lane+Truck), xét gió với vận tốc 25m/s. Các hệ số tổ
hợp lấy như sau:
- Hệ số tầm quan trọng:
1
η
=
với cầu điển hình.
- Hệ số làn xe : m = 1,2 khi một làn xe xếp tải.
- Hệ số tĩnh tải và lớp phủ:
1,25
DC DW
γ γ
= =
- Hệ số hoạt tải (dùng cho PL, Lane, Truck):
1,35
LL
γ
=
- Hệ số 0,9 áp dụng khi chọn tổ hợp hiệu ứng của 2 xe Truck và Lane.

- Hệ số xung kích của xe Truck: (1+IM) = 1,25
- Hệ số dùng cho tải trọng gió trên xe:
1
WL
γ
=
- Hệ số dùng cho tải trọng gió lên kết cấu:
0,4
WS
γ
=
+ Mômen:
( )
( )
xm xm xm
xm
w
. . . 0,9. . .
.
0,9. . . 1 . . .
1,25*3.834.102.860 1,35*1,2*386.985.750 0,9*1,2*1,35*188.292.165
1*
0,9*1,2*1,35* 1 0,25 *240.
DC D PL Lane
DC DW LL LL
III
xamu
Truck WL WS
LL WL xm WS xm
M m M m M

M
m IM M M M
γ γ γ
η
γ γ γ
+
+
 
+ +
=
 
+ + + +
 
 
+ +
=
+ +
( )
342.770 1*47.293.500 0,4*47.016.750
6.198.200.365 .
III
xamu
M N mm
 
 
+ +
 
→ =
+ Lực cắt:
SVTH: Nguyễn Quang

Đại MSSV: CD04016
17
17
17
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
( )
( )
xm xm xm
xm
w
. . . 0,9. . .
.
0,9. . . 1 . . .
1,25*2.580.843 1,35*1,2*160575 0,9*1,2*1,35*264289
1*
0,9*1,2*1,35* 1 0,25 *290463 1*27684 0,4
DC D PL Lane
DC DW LL LL
III
xamu
Truck WL WS
LL WL xm WS xm
V mV m V
V
m IM V M M
γ γ γ
η
γ γ γ
+

+
 
+ +
=
 
+ + + +
 
 
+ +
=
+ + + +
( )
*27522
4.439.580
III
xamu
V N
 
 
 
→ =
III.2.3 - Trạng thái giới hạn sử dụng
+ Sử dụng trường hợp xếp hoạt tải (TH1) để thiết kế xà mũ. Tổ hợp tải trọng này
bao gồm tĩnh tải, hoạt tải (PL+Lane+Truck), xét gió với vận tốc 25m/s. Các hệ số tổ
hợp lấy như sau:
- Hệ số làn xe : m = 1,2 khi một làn xe xếp tải.
- Hệ số tĩnh tải và lớp phủ:
1
DC DW
γ γ

= =
- Hệ số hoạt tải (dùng cho PL, Lane, Truck):
1
LL
γ
=
- Hệ số xung kích của xe Truck: (1+IM) = 1,25
- Hệ số 0,9 áp dụng khi chọn tổ hợp hiệu ứng của 2 xe Truck và Lane.
- Hệ số dùng cho tải trọng gió trên xe:
1
WL
γ
=
- Hệ số dùng cho tải trọng gió lên kết cấu:
0,3
WS
γ
=
+ Mômen:
( )
( )
xm xm xm
xm
w
. . . 0,9. . .
0,9. . . 1 . . .
1*3.834.102.860 1*1,2*386.985.750 0,9*1,2*1*188.292.165
0,9*1,2*1* 1 0,25 *240.342.770 1*47.293
DC D PL Lane
DC DW LL LL

III
xamu
Truck WL WS
LL WL xm WS xm
M m M m M
M
m IM M M M
γ γ γ
γ γ γ
+
+
 
+ +
=
 
+ + + +
 
 
+ +
=
+ + +
( )
.500 0,3*47.016.750
4.887.702.563 .
III
xamu
M N mm
 
 
+

 
→ =
III.2.4 - Trạng thái giới hạn mỏi
+ Các hệ số tổ hợp trong TTGH mỏi:
- Hệ số tầm quan trọng:
1
η
=
với cầu điển hình.
- Hệ số hoạt tải :
0,75
LL
γ
=
- Hệ số xung kích của xe Truck: (1+IM) = 1,15
+ Mômen ở TTGH Mỏi:
( ) ( )
. 1 . . 1*1,15*0,75*174.855.640 150.812.990 .
Moi TruckM
xm LL xm
M IM M N mm
η γ
= + = =
III.3 - THIẾT KẾ THÉP DỌC CHO XÀ MŨ
+ Mômen thiết kế thép ở TTGHCĐ lấy giá trị lớn nhất trong hai TTGHCĐ I và
TTGHCĐ III. Mô men thiết kế thép:
( )
6.528.980.636 .
u I
xamu

M M N mm
= =
.
+ Tiết diện thiết kế cho xà mũ là bxh = 1360 x 1600 (mm).
Chọn d
s
= 1500 mm.
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
18
18
18
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
+ Chiều cao vùng nén :
( )
2 2
'
2. 2*6.528.980.636
1500 1500 146,6
0,9*0,85*30*1360
*0,85* *
u
s s
c
M
a d d mm
f b
φ
= − − = − − =

+ Xét tỷ số
1
146,6
0,12 0,42
. 0,84*1500
s s
c a
d d
β
= = = ≤
Trong đó
( )
( )
'
1
0,05 0,05
0,85 . 28 0,85 * 30 28 0,84
7 7
c
f
β
= − − = − − =
( với
'
30 28
c
f MPa MPa= ≥
)
+ Diện tích cốt thép thiết kế:
'

2
0,85* * *
0,85*30*146,6*1360
13929( )
365
c
s
y
f a b
A mm
f
= = =
+ Diện tích cốt thép tối thiểu:
( )
'
2
,min
30
0,03* * * 0,03*1360*1600* 5365
365
c
s
y
f
A b h mm
f
= = =
+ Chọn thép bố trí:
( )
2

26 30 18369
s
A mm
φ
=
III.4 - THIẾT KẾ THÉP ĐAI CHO XÀ MŨ
+ Lực cắt thiết kế thép đai ở TTGHCĐ:
( )
4.708.186
s I
xamu
V V N= =
+ Cánh tay đòn d
v
giữa tổng hợp lực nén và tổng hợp lực kéo khi uốn
( )
( )
( )
( )
s
146,6
d 1500 1430
2 2
ax 0,9* 0,9*1500 1350 1430
0,72* 0,72*1600 1152
v s v
a
mm
d m d mm d mm
h mm


− = − =


= = = ⇒ =


= =


+ Ứng suất cắt trung bình trên tiết diện:
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
19
19
19
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
( )
4.708.186
2,7
. . 0,9*1300*1430
u
v v
V
v MPa
b d
ϕ
= = =
Kiểm tra tỷ số:

'
2,7
0,09 0,25
30
c
v
f
= = ≤ ⇒
Đạt.
+ Khả năng chịu cắt của thép đai là nhỏ nhất khi góc nghiêng của vết nứt là
45
o
θ
=
và hệ số
2
β
=
. Với bê tông cốt thép thường, để đơn giản khi thiết kế lực cắt
ta chọn trường hợp này để tính bước thép đai thiết kế.
+ Khả năng chịu cắt của bêtông:
( )
'
1 1
. . . . *2* 30 *1360*1430 1.775.351
12 12
c c v
V f b d N
β
= = =

+ Lực cắt yêu cầu thép đai phải chịu là:
( )
4.708.186
1.775.351 3.455.967
0,9
u
s c
v
V
V V N
ϕ
= − = − =
+ Chọn đai 6 nhánh
14Φ
và
280
Vy
f MPa
=
, bao gồm 2 nhánh đai thẳng góc với
trục dầm và 4 nhánh đai xiên góc
0
45
α
=
.
+ Diện tích tiết diện 2 nhánh đai thẳng:
( )
2 2
2

V1
. . 2*3.14*14
A 308
4 4
n d
mm
Π
= = =
+ Diện tích tiết diện 4 nhánh đai xiên:
( )
2 2
2
V2
. . 4*3.14*14
A 615
4 4
n d
mm
Π
= = =
+ Bước đai tính toán:
( )
( )
( )
( )
1 2
0 0
. sin os * * *cotg
308 615* sin 45 os45 *280*1430*cotg45
157

3.455.967
V V Vy V
s
o
A A c f d
S
V
c
S mm
α α θ
+ +
=
 
+ +
 
→ = =
+ Bước đai theo cấu tạo:
( )
( )
( )
'
'
'
*
923*280
418
0,083* 30 *1360
0,083 *
min min 0,8* ;600 1
* *

min 0,4* ;300 1
* *
V Vy
c
u
ct V
c V
u
V
c V
A f
mm
f b
V
S d mm neu
f b d
V
d mm neu
f b d

= =




=



≥




p
+ Ta có:
'
4.708.186
0,08 1
30*1360*1430* *
u
c V
V
f b d
= = p
+ Vậy bước đai theo cấu tạo:
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
20
20
20
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
( ) ( )
( )
418 418
min =min 418
min 0,8*1430;600 min 1144;600
ct
mm mm
S mm

 
= =
 
 
+ Cốt đai thiết kế là đai 6 nhánh, đường kính 14mm, bước đai 150mm, thép đai
AII, có cường độ chảy
280
y
f MPa=
. Đai gồm 2 nhánh đai thẳng và 4 nhánh đai
xiên 45
0
.
III.5 - KIỂM TOÁN NỨT CHO XÀ MŨ
+ Mômen kiểm tra nứt ở TTGHSD:
( )
4.887.702.563 .
s III
xamu
M M N mm= =
+ Tiết diện kiểm tra: bxh = 1360 x 1600 (mm)
+ Diện tích cốt thép bố trí:
( )
2
26 30 18369
s
A mm
φ
=
+ Công thức kiểm toán:

3
min(0,6* ; )
.
s sa y
c c
Z
f f f
A d
≤ =
Trong đó:
Z = 30000 N/mm với khí hậu ôn hòa.
f
y
= 365 MPa.
d
c
= 60 mm < 50 mm
→
chọn d
c
= 50 mm
A
c
= (60+80+60)*1360/26 = 10,5 (mm
2
)
→
3
30000
min(0,6*365; ) min(219;3719) 219 ( )

50*10,5
sa
f MPa= = =
+ Với bê tông cốt thép thường sơ đồ sơ đồ ứng suất kiểm tra với sơ đồ đàn hồi
nứt, chiều cao vùng nén:
. 2. . . 2. .
. 1 1 . 1 1
. . .
s s s s s
s b s
n A d b E A d b
x
b n A E b n A
   
= + − = + −
   
   
   
→
( )
200000*18369 2*1500*1360
* 1 1 441
200000
29440*1360
*18369
29440
x mm
 
 
= + − =

 
 
 
 
+ Mô men quán tính chính của tiết diện quy đổi:
( ) ( )
( )
3 3
2 2
4
. 1360*441 200000
. . .18369. 1500 441
3 3 29440
178.829.585.000
cr s s
cr
b x
I n A d x
I mm
= + − = + −
=
+ Ứng suất trong cốt thép tại trọng tâm cốt thép là:
( ) ( )
( ) ( )
4.887.702.563 200000
. . * 1500 441 *
178.829.585.000 29440
197 219 .
n
s

s s
cr c
s sa
E
M
f d x
I E
f MPa f MPa OK
= − = −
= ≤ = →
III.6 - KIỂM TRA MỎI CHO XÀ MŨ
+ Biên độ giao động do xe Truck tính mỏi gây ra:
( )
xm
w
min
3.834.102.860 .
DC D
M M N mm
+
= =
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
21
21
21
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
( )
xm

w
ax
3.834.102.860 150.812.990 3.993.915.850 .
DC D Moi
m xm
M M M N mm
+
= + = + =
+ Ứng suất trong cốt thép:
( ) ( ) ( )
min
min
3.834.102.860 200000
. . . 1500 441 . 154
178.829.585.000 29440
s
s
cr c
E
M
f d x MPa
I E
= − = − =
( ) ( ) ( )
ax
ax
3.993.915.850 200000
. . . 1500 441 . 161
178.829.585.000 29440
m s

m s
cr c
M E
f d x MPa
I E
= − = − =
+ Biên độ giao động của ứng suất trong cốt thép do tải trọng tính mỏi:
( )
ax min
161 154 7
f m
f f f MPa= − = − =
+ Biên độ giao động ứng suất cho phép trong cốt thép:
( ) ( )
, ax min
, ax
145 0,33 55
145 0,33*154 55*0,3 111 7
f m
f m f
r
f f
h
f MPa f MPa OK
 
= − +
 ÷
 
= − + = ≥ = →
IV - THIẾT KẾ THÂN TRỤ

IV.1 - TỔ HỢP NỘI LỰC
IV.1.1 - Bảng tổng hợp nội lực không hệ số
+ Từ các kết quả tính toán trước ta lập thành bảng tổng hợp nội lực không hệ số
tại mặt cắt chân trụ cho tầng trường hợp xếp tải như dưới đây:
TH1: 1 làn xếp trên 2 nhịp cầu, tải bộ hành xếp 1 bên trên 2 nhịp
Loại tải
trọng
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)
DC + DW 6.899.792 0 0 0 0
PL 160.575 0 0 0 676.020.750
Lane 331.855 0 0 0 664.009.620
Truck 381.435 0 0 125.873.550 763.176.170
BR 0 81.250 0 1.028.625.000 0
WL 0 0 52.500 0 664.650.000
WS1 0 0 157.000 0 1.599.045.000
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
22
22
22
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá

Hoàng
WS2 0 0 1,8 0
WA1 -33,9 0 0 0 0
WA2 0 0 0,8 0
TH2: 1 làn xếp trên 1 nhịp cầu, tải bộ hành xếp 1 bên trên 1 nhịp
Loại tải
trọng
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)
DC + DW 6.899.792 0 0 0 0
PL 80.288 0 0 26.495.040 338.010.375
Lane 165.928 0 0 54.756.240 332.004.810
Truck 381.435 0 0 125.873.550 763.176.170
BR 0 81.250 0 1.028.625.000 0
WL 0 0 52.500 0 664.650.000
WS1 0 0 157.000 0 1.599.045.000
WS2 0 0 1,8 0
WA1 -33,9 0 0 0 0
WA2 0 0 0,8 0
TH3: 2 làn xếp trên 2 nhịp cầu, tải bộ hành xếp 2 bên trên 2 nhịp
Loại tải
trọng

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)
DC + DW 6.899.792 0 0 0 0
PL 321.150 0 0 0 0
Lane 663.710 0 0 0 166.233.955
Truck 762.870 0 0 251.747.100 419.926.450
BR 0 162.500 0 2.057.250.000 0
WL 0 0 52.500 0 664.650.000
WS1 0 0 157.000 0 1.599.045.000
WS2 0 0 1,8 0
WA1 -33,9 0 0 0 0
WA2 0 0 0,8 0
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
23
23
23
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
TH4: 2 làn xếp trên 1 nhịp cầu, tải bộ hành xếp 2 bên trên 1 nhịp
Loại tải
trọng

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)
DC + DW 6.899.792 0 0 0 0
PL 160.575 0 0 52.989.750 0
Lane 331.855 0 0 109.512.150 83.116.978
Truck 762.870 0 0 251.747.100 209.963.225
BR 0 162.500 0 2.057.250.000 0
WL 0 0 52.500 0 664.650.000
WS1 0 0 157.000 0 1.599.045.000
WS2 0 0 1,8 0
WA1 -33,9 0 0 0 0
WA2 0 0 0,8 0
* Ghi chú:
+ Tải trọng gió trên trụ (WS2), áp lực đẩy nổi (WA1), áp lực dòng chảy
(WA2) còn phụ thuộc vào tầng trường hợp mực nước tính toán. Trong các bảng trên
các tải trọng này tính cho 1 mm chiều cao trụ chịu tải trọng đó, vì vậy đơn vị các tải
trọng này là N/mm.
IV.1.2 - Trạng thái giới hạn cường độ I
+ Trạng thái giới hạn cường độ I là tổ hợp tải trọng cơ bản liên quan đến việc sử
dụng cho xe tiêu chuẩn của cầu không xét đến gió.
+ Tải trọng và hệ số tương ứng trong TTGHCĐ I:
- Hệ số tầm quan trọng:

1
η
=
với cầu điển hình.
- Hệ số làn xe : m = 1,2 khi một làn xe xếp tải.
m = 1 khi hai làn xe xếp tải.
- Hệ số tĩnh tải kết cấu và lớp phủ:
1,25
DC DW
γ γ
= =
- Hệ số hoạt tải (dùng cho PL, Lane, Truck, BR):
1,75
LL
γ
=
- Hệ số xung kích của xe Truck: (1+IM) = 1,25
- Hệ số 0,9 áp dụng khi chọn tổ hợp hiệu ứng của 2 xe Truck và Lane.
- Hệ số dùng cho tải trọng nước:
1
WA
γ
=
.
+ Công thức tổ hợp nội lực tổng quát:
( )
w
1 2
. . . 0,9. . .
.

0,9. . . 1 . . . . .
DC D PL Lane
DC DW LL LL
I
Truck BR WA WA
LL LL WA WA
Q mQ m Q
Q
m IM Q m Q Q Q
γ γ γ
η
γ γ γ γ
+
+
 
+ +
=
 
+ + + + +
 
 
Trong đó: Q
X
– Hiệu ứng tải trọng do tải trọng X gây ra (mômen uốn
dọc cầu, mômen uốn ngang cầu, lực nén, lực cắt ngang cầu, lực cắt dọc cầu)
+ Lập bảng tính tổ hợp nội lực tính toán từ bảng nội lực không hệ số trên ta có
kết quả theo bảng sau:
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
24

24
24
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
TH1: 1 làn xếp trên 2 nhịp cầu, tải bộ hành xếp 1 bên trên 2 nhịp (TTGHCĐ I)
Loại tải
trọng
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)
ex
(mm)
ey
(mm)
DC + DW 8.624.740 0 0 0 0
PL 337.208 0 0 0 1.419.643.575 4.210,0
Lane 627.206 0 0 0 1.254.978.182 2.000,9
Truck 901.140 0 0 297.376.262 1.803.003.702 330,0 2.000,8
BR 0 170.625 0 2.160.112.500 0
WA1 -210.180 0 0 0 0
WA2 0 0 4.960 0 15.376.000
Q
I

10.280.114 170.625 4.960 2.457.488.762 4.493.001.459 239,1 437,1
Ghi chú:
(*) Mực nước tính toán: 3,04 m (MNCN)
→ Chiều cao thân trụ ngập trong nước: 6,20 m
→ Chiều cao thân trụ nhô lên mặt nước: 2,76 m
TH2: 1 làn xếp trên 1 nhịp cầu, tải bộ hành xếp 1 bên trên 1 nhịp (TTGHCĐ I)
Loại tải
trọng
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)
ex
(mm)
ey
(mm)
DC + DW 8.624.740 0 0 0 0
PL 168.605 0 0 55.639.584 709.821.788 330,0 4.210,0
Lane 313.604 0 0 103.489.294 627.489.091 330,0 2.000,9
Truck 901.140 0 0 297.376.262 1.803.003.702 330,0 2.000,8
BR 0 170.625 0 2.160.112.500 0
WA1 -210.180 0 0 0 0
WA2 0 0 4.960 0 15.376.000
Q

I
9.797.909 170.625 4.960 2.616.617.640 3.155.690.581 267,1 322,1
Ghi chú:
(*) Mực nước tính toán: 3,04 m (MNCN)
SVTH: Nguyễn Quang
Đại MSSV: CD04016
25
25
25