Thiết kế cầu dầm giản đơn bê tông cốt thép dự ứng lực căng trước, tiết diện supper t với tổng chiều dài cầu 179,6m gồm 5 nhịp 35m, tải thiết kế HL93

MỤC LỤC
SỐ LIỆU ĐỒ ÁN 8
TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG 11
PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ 12
Chương I: Phương án 1- cầu BTCT dầm Super-T DƯL căng trước 12
I – Số liệu thiết kế 12
II – Thiết kế lan can-lề bộ hành 13
II.1 – Bố trí chung 13
II.2 – Thiết kế lan can 13
II.3 – Thiết kế lề bộ hành 16
III – Thiết kế bản mặt cầu 17
III.1 – Số liệu tính 17
III.2 – Tính bản congxol 17
III.3 – Tính bản dầm giữa 19
III.4 – Thiết kế thép 20
IV – Thiết kế dầm ngang 22
IV.1 – Số liệu thiết kế 22
IV.2 – Tính toán nội lực 22
IV.3 – Tổ hợp nội lực 25
IV.4 – Thiết kế cốt thép 25
IV.5 – Thiết kế thép đai 27
V – Tính hệ số phân bố ngang 29
V.1 – Hệ số phân bố ngang cho dầm giữa 29
V.2 – Hệ số phân bố ngang cho dầm biên 30
VI – Tính và tổ hợp tải trọng tại các mặt cắt 32
VI.1 – Các mặt cắt tính nội lực 32
VI.2 – Tĩnh tải - nội lực do tĩnh tải 32
VI.3 – Tổ hợp nội lực tại các mặt cắt 38
VII – Thiết kế dầm chủ 41
VII.1 – Đặc trưng hình học tiết diện 41
VII.2 – Mất mát ứng suất 48

VII.3 – Kiểm toán giai đoạn truyền lực 50
1
1
VII.4 – Kiểm toán dầm ở TTGH Sử dụng 52
VII.5 – Kiểm toán TTGH Cường độ 53
VII.6 – Kiểm tra hàm lượng thép tối thiểu 56
VII.7 – Thiết kế thép đai dầm chủ 58
Chương II: Phương án 2 - cầu dầm cầu thép liên hợp 61
I – Số liệu thiết kế 61
II – Thiết kế lan can-lề bộ hành 62
II.1 – Bố trí chung 62
II.2 – Thiết kế lan can 62
II.3 – Thiết kế lề bộ hành 65
III – Thiết kế bản mặt cầu 69
III.1 – Số liệu tính 69
III.2 – Tính bản congxol 69
III.3 – Tính bản dầm giữa 70
III.4 – Thiết kế thép 72
IV – Tính hệ số phân bố ngang 73
IV.1 – Hệ số phân bố ngang cho dầm giữa 73
IV.2 – Hệ số phân bố ngang cho dầm biên 74
IV.3 – Tổ hợp hệ số phân bố ngang 75
V – Thiết kế dầm chủ 75
V.1 – Lựa chọn sơ bộ tiết diện dầm chủ 75
V.2 – Kiểm tra các giới hạn tỷ lệ hình học 76
V.3 – Xác định tĩnh tải – tính nội lực do tĩnh tải 76
V.4 – Xác định hoạt tải – tính nội lực do hoạt tải 76
V.5 – Đặc trưng hình học giai đoạn 1 78
V.6 – Đặc trưng hình học giai đoạn 2 81
V.7 – Tính mô men chảy 86

V.8 – Tính mô men dẻo 87
V.9 – Phân loại tiết diện 88
V.10 – Kiểm tra TTGH Cường độ 89
V.11 – Kiểm tra TTGH mỏi 91
V.12 – Kiểm tra sườn tăng cường 93
Chương III: So sánh lựa chọn phương án 94
2
2
I –Kinh tế 94
II –Kỹ thuật 94
III –Mỹ quan 95
IV –Duy tu bảo dưỡng 95
V – Kết luận 95
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT PHƯƠNG ÁN CẦU SUPER-T 98
Chương I: Thiết kế kết cấu nhịp 98
I - Số liệu thiết kế kết cấu nhịp 98
II - Thiết kế lan can, lề bộ hành 99
II.1 – Bố trí chung 99
II.2 – Thiết kế lan can 99
II.3 – Thiết kế lề bộ hành 102
II - Thiết kế bản mặt cầu 106
III.1 – Số liệu tính 106
III.2 – Tính bản congxol 106
III.3 – Tính bản dầm giữa 107
III.4 – Thiết kế thép 109
III.5 – Kiểm tra nứt 111
IV - Thiết kế dầm ngang 112
IV.1 – Số liệu thiết kế 112
IV.2 – Tính toán nội lực 113
IV.3 – Tổ hợp nội lực 115

IV.4 – Thiết kế cốt thép 116
IV.5 – Kiểm tra nứt 117
IV.6 – Thiết kế thép đai 119
V - Tính hệ số phân bố ngang 121
V.1 – Hệ số phân bố ngang cho dầm giữa 121
V.2 – Hệ số phân bố ngang cho dầm biên 122
VI - Tính và tổ hợp tải trọng thiết kế dầm 124
VI.1 – Các mặt cắt tính nội lực 124
VI.2 – Tĩnh tải - nội lực do tĩnh tải 124
VI.3 – Hoạt tải - nội lực do hoạt tải 126
VI.4– Tổ hợp nội lực tại các mặt cắt 132
3
3
VII - Thiết kế dầm chủ 135
VII.1 – Đặc trưng hình học tiết diện 135
VII.2 – Mất mát ứng suất 144
VII.3 – Kiểm toán giai đoạn truyền lực 146
VII.4 – Kiểm toán dầm ở TTGH Sử dụng 150
VII.5 – Kiểm toán TTGH Cường độ 152
VII.6 – Kiểm tra hàm lượng thép tối thiểu 158
VII.7 – Thiết kế thép đai dầm chủ 161
VII.8 – Thiết kế đoạn khấc dầm 166
VII.9 – Thiết kế móc cẩu dầm 171
Chương II: Thiết kế trụ cầu 172
I – Số liệu thiết kế 172
II – Tính tải trọng và nội lực 174
II.1 – Tĩnh tải 174
II.2 – Hoạt tải xếp theo phương dọc cầu 175
II.3 – Hoạt tải xếp theo phương ngang cầu 179
II.4 – Tải trọng gió 182

II.5 – Tải trọng nước 184
II.6 – Tải trọng va tàu 185
III – Thiết kế xà mũ 186
III.1 – Sơ đồ tính 186
III.2 – Tổ hợp tải trọng 186
III.3 – Thiết kế thép dọc 188
III.4 – Thiết kế thép đai 189
III.5 – Kiểm toán nứt 190
III.6 – Kiểm toán mỏi 191
IV – Thiết kế thân trụ 192
IV.1 – Tổ hợp nội lực 192
IV.2 – Kiểm tóan TTGH Cường độ 201
IV.3 – Kiểm toán TTGH Sử dụng 211
Chương III: Thiết kế móng trụ cầu 213
I – Số liệu thiết kế móng trụ 213
II – Tính sức chịu tải và chọn cọc sơ bộ 215
4
4
II.1 – Tính sức chịu tải của cọc 215
II.2 – Tính và bố trí sơ bộ cọc, đài cọc 218
III – Trạng thái giới hạn cường độ 220
III.1 – Tính nội lực với tổ hợp tải trọng theo phương dọc cầu 220
III.2 - Tính nội lực với tổ hợp tải trọng theo phương ngang cầu 226
III.3 – Kiểm toán TTGH Cường độ 231
IV – Kiểm tóan trạng thái giới hạn sử dụng 240
IV.1 – Tổ hợp tải trọng 240
IV.2 – Tính chuyển vị đầu cọc 240
IV.3 – Tính lún hệ móng cọc 241
Chương IV: Thiết kế mố cầu 244
I – Số liệu thiết kế 244

II – Tính tải trọng và nội lực 246
II.1 – Tĩnh tải 246
II.2 – Hoạt tải xếp theo phương dọc cầu 246
II.3 – Hoạt tải xếp theo phương ngang cầu 249
II.4 – Tải trọng gió 251
II.5 – Áp lực đất 252
II.6 – Hoạt tải chất thêm sau mố 253
III – Thiết kế thân mố 254
III.1 – Tổ hợp nội lực 254
III.2 – Kiểm tóan TTGH Cường độ 260
III.3 – Kiểm toán TTGH Sử dụng 264
Chương V: Thiết kế móng mố cầu 267
I – Số liệu thiết kế móng mố 267
II – Tính sức chịu tải và chọn cọc sơ bộ 269
II.1 – Tính sức chịu tải của cọc 269
II.2 – Tính và bố trí sơ bộ cọc, đài cọc 271
III – Trạng thái giới hạn cường độ 273
III.1 – Tính nội lực với tổ hợp tải trọng theo phương dọc cầu 273
III.2 - Tính nội lực với tổ hợp tải trọng theo phương ngang cầu 278
III.3 – Kiểm toán TTGH Cường độ 283
IV – Kiểm toán trạng thái giới hạn sử dụng 290
5
5
IV.1 – Tổ hợp tải trọng 290
IV.2 – Tính chuyển vị đầu cọc 291
IV.3 – Tính lún hệ móng cọc 292
Chương VI: Thiết kế gối cầu cao su cốt bản thép 295
I – Giới thiệu chung 295
II – Chọn loại gối và tính tải trọng 295
III – Chọn kích thước sơ bộ của gối 295

IV – Kiểm tra ứng suất nén của cao su 296
V – Kiểm tra chiều dày cao su theo điều kiện chịu lực trượt 297
VI – Kiểm tra góc trượt do lực hãm xe 297
VII – Kiểm tra độ lún thẳng đứng của gối 298
VIII - Kiểm tra ổn định trượt của gối cầu 298
PHẦN III: THIẾT KẾ THI CÔNG 299
Chương I: Biện pháp thi công chỉ đạo 299
I – Giới thiệu chung 299
II – Công tác chuẩn bị và tổ chức công trường 300
III – Thi công hệ móng cọc mố và thân mố 301
IV – Thi công hệ móng cọc trụ và thân trụ 302
V – Thi công kết cấu nhịp 304
Chương II: Tính toán thiết kế tổ chức thi công trụ 305
I – Tính chọn búa đóng cọc 305
II – Tính hệ vòng vây cọc ván thép 307
II.1 – Số liệu tính 307
II.2 – Tính chiều dày bêtông bịt đáy 308
II.3 – Kiểm toán ổn định lật của tường cọc ván 310
II.4 – Kiểm toán vành đai 312
II.5 – Kiểm toán thanh chống 313
III – Tính máy và thiết bị thi công bêtông trụ 314
III.1 – Tính số ống thi công bêtông bịt đáy 314
III.2 – Tính công suất trạm trộn và máy bơm bê tông 314
IV – Tính ván khuôn 315
TÀI LIỆU THAM KHẢO 318
6
6
SỐ LIỆU ĐỒ ÁN
I- QUY MÔ VÀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
+ Quy mô công trình: công trình vĩnh cửu.

+ Tiêu chuẩn thiết kế: 2TCN 272-05.
+ Tải trọng thiết kế: HL93.
+ Tổng chiều dài cầu: 240 m bao gồm 5 nhịp 35 m và hai đường đầu cầu.
+ Loại kết cấu nhịp: dầm giản đơn tiết diện Supper-T, dự ứng lực căng
trước.
+ Khổ cầu: 0,25 x 1,5 x 3,5 x 3,5 x 1,5 x 0,25 = 10,5 (m)
-Bề rộng dải lan can: 2 bên x 0,25 m
-Bề rộng lề bộ hành: 2 bên x 1,5 m
-Số làn xe và bề rộng phần xe chạy: 2làn x 3,5 =7 (m)
+ Khổ thông thuyền:
-Khổ thông thuyền theo phương ngang: 25 m.
-Khổ thông thuyền theo phương đứng: 3,5 m.
II- THỦY VĂN
+ Mực nước cao nhất ứng với tần suất thiết kế 1% là: + 3,40 mét.
+ Mực nước thấp nhất ứng với tần suất thiết kế 1% là : -2,50 mét.
+ Mực nước thông thuyền ứng với tần suất 5% là: +1.50 mét.
III- 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,
7
7

Các số liệu địa chất được tập hợp trong bảng sau đây:
Chỉ tiêu
K
H ĐV
Lớ
p 1
Lớ
p 2
Lớp
3
Lớ
p 4
L
ớp 5
Độ ẩm
W
%
48,
26
23,
60
30,4
0
23,
69
1
7,80
Dung trọng tự nhiên
γ
w

g/cm
³
1,6
20
1,7
80
1,86
0
1,8
50
1,
940
Dung trọng khô
γ
k
g/cm
³
1,1
00
1,4
40
1,55
0
1,5
00
1,
660
Tỷ trọng D -
2,6
50

2,6
60
2,73
0
2,6
70
2,
660
Hệ số rỗng
e
0
-
1,4
29
0,8
47
0,91
6
0,7
87
0,
606
Ứng với cấp tải
P
1
e
1
-
1,3
30

0,8
19
0,87
1
0,6
68
0,
612
kG/cm²
P
2
e
2
-
1,2
65
0,8
00
0,84
7
0,6
49
0,
601

P
3
e
3
-

1,1
82
0,7
79
0,81
2
0,6
22
0,
589

P
4
e
4
-
1,0
78
0,7
53
0,77
3
0,5
90
0,
577
Hệ số nén lún
P
1
a

1
cm²/
kG
0,3
35
0,0
56
0,08
9
0,0
55
0,
029
Ứng với cấp tải
P
2
a
2
cm²/
kG
0,2
60
0,0
39
0,04
8
0,0
39
0,
020

kG/cm²
P
3
a
3
cm²/
kG
0,1
66
0,0
21
0,03
5
0,0
27
0,
013

P
4
a
4
cm²/
kG
0,1
03
0,0
13
0,01
9

0,0
16
0,
006
Sức chống
cắt
P
1
σ
1
kG/c
m²
0,0
99
0,4
14
0,59
1
0,5
73
0,
661
Ứng với cấp tải
P
2
σ
2
kG/c
m²
0,1

13
0,7
02
0,82
5
1,0
39
1,
248
kG/cm²
P
3
σ
3
kG/c
m²
0,1
27
1,0
41
1,05
8
1,4
87
1,
887
Độ rỗng n -
58,
60
45,

90
47,6
0
43,
90
3
7,70
Giới hạn chảy
W
l %
41,
30 -
46,5
0
- 4
6,50
Giới hạn dẻo
W
p %
25,
70 -
27,5
0
- 2
7,50
Chỉ số dẻo
I
p -
15,
60 -

19,0
0
- 1
9,00
8
8
Độ sệt B -
1,4
5 -
0,15
0 -
0,
150
Độ bảo hoà G -
89,
50
74,
00
90,0
0
80,
10
7
5,50
Góc ma sát trong
φ
0
-
3
0

1
2'
17
0
24'
13
0
8
'
24
0
33'
3
1
0
5'
Lực dính C
kG/c
m²
0,0
9
0,0
9 0,36
0,1
2
0,
05
Trị số SPT
0
↔5

11
↔12
19
↔32
13
↔45
3
4↔6
9
IV- MẶT CẮT NGANG LÒNG SÔNG TẠI VỊ TRÍ CÔNG TRÌNH
+ Địa hình khu vực công trình tương đối bằng phẳng, mặt cắt ngang lòng
sông như hình sau đây.
9
9
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hồng
591.34
491.34
511.34
531.34
551.34
571.34
411.34
451.34
465.64
471.34
431.34
371.34
391.34
351.34

20.00
20.00
20.00
20.00
20.00
20.00
20.00
20.00
20.00
20.00
20.00
5.70
2.35
0.33
2.29
2.30
0.28
0.46
-1.00
-5.08
-5.15
-3.05
1.29
1.35
2.52
2.54
CỰ LY CỘNG DỒN (M)
KHOẢNG CÁCH LẺ (M)
CAO ĐỘ TỰ NHIÊN (M)
14.30

MẶT CẮT NGANG LÒNG SÔNG
TL: 1/350
HƯỚNG A
HƯỚNG B
TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG
1- 22TCN 272-05 : Tiêu chuẩn thiết kế cầu.
2- TCVN 4054-2005: Đường ơ tơ-u cầu thiết kế
3- 22TCN 266 -2000 : Cầu và Cống-Quy phạm thi cơng và nghiệm thu.
4- 22TCN 200-89: Quy trình thiết kế cơng trình và thiết bị phụ trợ thi cơng cầu.
5- TCVN 4055-1985: Tổ chức thi cơng.
6- 22TCN 217-1994 : Gối cầu cao su cốt bản thép –Tiêu chuẩn chế tạo, nghiệm
thu, lắp đặt.
7- TCXD 205-1998: Móng cọc-Tiêu chuẩn thiết kế.
SVTH: Nguyễn Quang Đại MSSV: CD04016
10
10
10
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
8- 20TCN 21-86 : Móng cọc-Tiêu chuẩn thiết kế.
9- TCXDVN 286:2003 : Đóng và ép cọc-Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu.
10- 22TCN 247-98: Quy trình thi công và nghiệm thu dầm cầu bê tông dự ứng
lực.
11- 22TCN 24-84: Quy trình thi công và nghiệm thu dầm cầu thép liên kết
bulông cường độ cao.
12- 22TCN 204-91: Bulông cường độ cao dùng cho cầu thép-Yêu cầu kỹ thuật.
13- 22TCN 288-02 Dầm cầu thép và kết cấu thép-Yêu cầu kỹ thuật chế tạo và
nghiệm thu trong công xưởng.
14- TCXDVN 305-2004: Bê tông khối lớn-quy phạm thi công và nghiệm thu.
15- TCVN 4453-1995 : Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối-Quy phạm

thi công và nghiệm thu.
16- TCVN 3106-1993 : Hỗn hợp bê tông nặng-Phương pháp xác định độ sụt.
17- TCXDVN 391-2007 : Bê tông-yêu cầu dưỡng ẩm tự nhiên.
18- 22TCN 249-98: Quy trình thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa.
19- TCXDVN 302-2004 : Nước trộn bê tông và vữa –Yêu cầu kỹ thuật.
20- TCXDVN 349-2005: Cát nghiền cho bê tông và vữa xây.
Chương I:
Phương án 1-cầu BTCT dầm Super-T DƯL căng trước
I. SỐ LIỆU THIẾT KẾ
I.1 - SỐ LIỆU TỔNG QUÁT
Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN 272-05 : “Tiêu chuẩn thiết kế cầu”.
- Chiều dài nhịp : 35 (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)
- Loại hình tiết diện dầm chính : dầm Supper T căng trước.
SVTH: Nguyễn Quang Đại MSSV: CD04016
11
11
11
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng

Bố trí chung công trình
I.2 - VẬT LIỆU THIẾT KẾ
I.2.1 - Vật liệu lan can, lề bộ hành, bản mặt cầu, dầm ngang
- 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 AIII có
365
y
f MPa
=
và
200000E MPa
=
.
- Thép đai dầm ngang: Thép AII
280
y
f MPa
=
và
200000E MPa=
.
- Thép thanh, cột lan can là thép CT4 có cường độ chịu kéo F
y
= 240 MPa.

I.2.2 - Vật liệu thiết kế dầm chủ
- Bê tông:
'
50
c
f MPa
=
và
1.5 ' 1.5
0.043* * 0.043*2500 * 50 38007 ( )
c c c
E f MPa
γ
= = =
- Cốt thép dọc sử dụng thép AIII có
365
y
f MPa
=
và
200000E MPa=
.
- Thép đai dầm: Thép AII
280
y
f MPa
=
và
200000E MPa
=

.
- Cốt thép dự ứng lực loại đường kính tao 15,7 mm, tao 7 sợi, có độ chùng nhão
thấp, ứng suất kéo đứt là
1860
pu
f MPa
=
và môđun đàn hồi
197000
p
E MPa
=
; diện
tích một tao là 150 mm
2
.
SVTH: Nguyễn Quang Đại MSSV: CD04016
12
12
12
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
II. THIẾT KẾ LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH
II.1 - BỐ TRÍ CHUNG
Chi tiết lan can – lề bộ hành.
II.2 - THIẾT KẾ LAN CAN
II.2.1 - Thiết kế thanh lan can
II.2.1.1 - Sơ đồ tính – tải trọng
Để đơn giản, sơ đổ tính cho mỗi nhịp thanh lan can là sơ đồ dầm giản đơn.
Nhịp tính toán là khoảng cách giữa hai cột lan can liền kề L = 2060 mm.

SVTH: Nguyễn Quang Đại MSSV: CD04016
13
13
13
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
Sơ đồ tính và tải trọng tác dụng lên thanh lan can.
Tải trọng tác dụng lên thanh lan can, bao gồm:
● Trọng lượng bản thân lan can trên 1 mm chiều dài:
2 2
5
(70 62 )
7,85*10 *3,14
4
DC
−
−
=
→ DC = 0,065 N/mm
● Hoạt tải thiết kế:
Tải phân bố trên chiều dài thanh lan can W = 0,37 N/mm và tải tập trung P = 890
N theo Điều 13.8.2.
II.2.1.2 - Nội lực trong thanh lan can
● Mômen do tải trọng bản thân gây ra tại mặt cắt chính giữa nhịp:
2 2
0,065*2060
32500 ( )
8 8
DC
x

qL
M Nmm= = =
● Mômen do hoạt tải gây ra tại mặt cắt chính giữa nhịp :
2 2
w w
wL 0,37*2060
185000 ( )
8 8
x y
M M Nmm
= = = =
P P
P.L 890*2060
445000 ( )
4 4
x y
M M Nmm= = = =
● Tổ hợp tải trọng ở trạng thái giới hạn cường độ:
Mômen tại mặt cắt chính giữa nhịp trong trạng thái giới hạn cường độ là:
w 2 w 2
* [ . .( + )] [ .( + )]
DC P P
DC x L x x L y y
M M M M M M
η γ γ γ
= + +
Trong đó:
Hệ số điều chỉnh tải trọng
* * 1
D I R

η η η η
= =
theo các Điều 1.3.2.1 ; 1.3.3 ; 1.3.4
và 1.3.5.
Hệ số tải trọng với hoạt tải là
1,75
L
γ
=
; hệ số tải trọng cho tĩnh tải
1,25
L
γ
=
theo
Điều 3.4.1, Bảng 3.4.1-1 và 3.4.1-2.
→
2 2
[1,25*32500 1,75*(185000+445000)] [1,75*(185000+445000)]M = + +
→ M = 1.588.156 (Nmm)
II.2.1.3 - Khả năng chịu lực của lan can
● Mômen quán tính của tiết diện:

4 4
4 4 4
4 4
62
0,05 (1 ) 0,05*70 (1 ) 461683 ( )
70
d

I D mm
D
= − = − =

● Sức kháng uốn danh định của tiết diện:
SVTH: Nguyễn Quang Đại MSSV: CD04016
14
14
14
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
461683
* *240 3.165.828 (Nmm)
0,5* 0,5*70
n y
I
M f
D
= = =
II.2.1.4 - Kiểm toán
Công thức kiểm toán trạng thái giới hạn cường độ :
.
n
M M
φ
≥
Hệ số sức kháng
1
φ
=

đối với uốn theo Điều 6.5.4.2.
→ 1*3165828 (Nmm) ≥ 1588156 (Nmm) → Đảm bảo chịu lực.
II.2.2 - Thiết kế cột lan can ở THGH cường độ
II.2.2.1 - Sơ đồ tính – tải trọng
Bỏ qua lực thẳng đứng tác dụng vào cột lan can.Lấy cột lan can ở giữa cầu để
tính. Tải trọng tác dụng lên cột chỉ chỉ bao gồm các lực theo phương ngang cầu tại
các vị trí liên kết thanh lan can, bao gồm:
● Hoạt tải phân bố W = 0,37 N/mm trên 2 nửa nhịp thanh lan can đường truyền
về cột thành lực tập chung P’ = W*L = 0,37*2060 = 740 (N).
● Hoạt tại tập trung P = 890 N trên thanh lan can nay được di chuyển vị đặt ngay
vị trí giao với cột.
→ Vậy tổng hợp lực tác dụng lên cột theo phương ngang cầu tại mỗi vị trí giao
với thanh lan can là :
F = P + P’ = 740 + 890 → F = 1360 (N)
Sơ đồ tính và các kích thước hình học của cột dưới đây:
Sơ đồ tính cột lan can.
II.2.2.2 - Nội lực trong cột lan can
Mômen tại mặt cắt B-B :
*(340 560 780) 1360*1680
B B
M F
−
= + + =
→ M = 2284800 Nmm
Mômen kiểm toán tại trạng thái giới hạn cường độ:
SVTH: Nguyễn Quang Đại MSSV: CD04016
15
15
15
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá

Hoàng
* 1,75*2284800
LL B B
M M
γ
−
= =
→ M = 3998400 (Nmm)
(Hệ số tải trọng với hoạt tải là
1,75
LL
γ
=
)
II.2.2.3 - Khả năng chịu lực của cột lan can
Sơ đồ tính cột lan can là dầm congxol (khi bỏ qua lực thẳng đứng dọc trục).
Mômen quán tính của tiết diện cột lan can tại mặt cắt B-B được sử dụng
AutoCad 2007 tính được kết quả là:
Area: 19203,1820
Perimeter: 1959,9849
Bounding box: X: 0,0000 400,0000
Y: 0,0000 300,0000
Centroid: X: 199,9702
Y: 149,6748
Moments of inertia: X: 520465345,0568
Y: 1279361273,6390
Product of inertia: XY: 574740922,5494
Radii of gyration: X: 164,6301
Y: 258,1131
Principal moments and X-Y directions about centroid:

I: 90265161,0777 along [1,0000 0,0000]
J: 511463071,5344 along [0,0000 1,0000]
→ I
X
= 511463071 mm
4
.
- Sức kháng uốn danh định của cột lan can:
2 2
* * 511463071*240* 1.227.511.370 ( . )
200
r x y
M I f N mm
h
= = =
II.2.2.4 - Kiểm toán cột lan can
- Trạng thái giới hạn cường độ:
. . . 1*1.227.511.370 1*1,75*2284800 3998400( . )
r LL B B
M M N mm
φ η γ
−
≥ = ≥ =

→ Thỏa!
II.3 - THIẾT KẾ LỀ BỘ HÀNH
II.3.1 - Thiết kế bản bê tông lề bộ hành
II.3.1.1 - Sơ đồ tính và tải trọng
Sơ đồ tính là dầm giản đơn, cắt 1000 mm dài theo phương dọc cầu để tính, tiết
diện tính là hình chữ nhật b*h = 1000 x 100 mm, chiều dài nhịp tính toán là L =

1300 mm.
SVTH: Nguyễn Quang Đại MSSV: CD04016
16
16
16
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
Sơ đồ tính lề bộ hành
Tải trọng tác dụng gồm tĩnh tải bản thân (DC), hoạt tải người (PL)
5
2,5*10 *1000*100 2,5( / )DC N mm
−
= =
3
3*10 *1000 3( / )PL N mm
−
= =
II.3.1.2 - Tính toán nội lực
Mô men trạng thái giới hạn cường độ:
( ) ( )
( )
2 2
. . * 1,25*2,5 1,75*3 *1300
* 1* 1769219 .
8 8
DC PL
u
DC PL L
M N mm
γ γ

η
+ +
= = =
Mô men trạng thái giới hạn sử dụng:
( ) ( )
( )
2 2
* 2,5 3 *1300
* 1* 1161875 .
8 8
n
DC PL L
M N mm
η
+ +
= = =
II.3.1.3 - Tính toán và bố trí cốt thép
Chọn d
s
= 70 mm.
Chiều cao vùng nén :
2 2
'
2. 2*1769219
70 70
*0,85* * 0,9*0,85*30*1000
u
s s
c
M

a d d
f b
φ
= − − = − −
→ a = 1,1 mm
Xét tỷ số
1
1,1
0,02 0,42
. 0,84*70
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*1,1*1000
77( )
365
c
s
y
f a b
A mm
f
= = =
SVTH: Nguyễn Quang Đại MSSV: CD04016
17
17
17
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
Lượng cốt thép tối thiểu:
( )
'
2
,min
30

0,03* * * 0,03*1000*100* 247
365
c
s
y
f
A b h mm
f
= = =
KL: chọn lượng cốt thép tối thiểu để bố trí thép.
A
s
= 247 mm
2
→ chọn
( )
2
10 200 393
s
a A mm
φ
=
bố trí cho 1 m dài lề bộ hành.
III. THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU
III.1 - SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
- Bê tông bản mặt cầu: C30 có f
c
’ = 30 MPa và E
c
= 29440 MPa.

- Cốt thép AIII có F
y
= 365 MPa.
- Chiều dày bản mặt cầu t
s
= 200 mm.
III.2 - TÍNH BẢN CONGXOL
III.2.1 - Sơ đồ tính
- Sơ đồ tính bản congxol là sơ đồ dầm congxol có nhịp tính toán là L = 600 mm.
- Cắt 1000 mm dài theo phương dọc cầu để tính toán. Tiết diện tính toán là hình
chữ nhật có kích thước là b x h = 1000 x 200 (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
Sơ đồ tính bản congxol và tải trọng.
III.2.2 - Xác định tải trọng
- Tĩnh tải bản mặt cầu phân bố đều:
5
2,5*10 *1000*200 5( / )DC N mm
−
= =
- Tĩnh tải tập trung tổng cộng do trọng lượng cột, tường, thanh lan can:
( )
5 5
1000*0,065*3 19454*150 121184*8 *7,85*10 650*250*1000*2,5*10
c
P

−
= + + +
→
4563( )
c
P N
=

- Tĩnh tải tập trung do hoạt tải bộ hành:
( )
3
1
3*10 *1000*1500 2250( )
2
PL N
−
= =
III.2.3 - Tính toán nội lực
- Mômen ở TTGH Cường độ:
2
600
. . . *475 * * *475
2
u
DC c PL
M m P DC PL
η γ γ
 
 
= + +

 
 ÷
 
 
→
2
600
1*1,2* 1,25* 4563*475 5* 1,75*2250*475
2
u
M
 
 
= + +
 
 ÷
 
 
→
( )
6.845.513 .
u
M N mm
=
- Mô men ở TTGH sử dụng:
SVTH: Nguyễn Quang Đại MSSV: CD04016
19
19
19
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá

Hoàng
2
600
* . *475 * * *475
2
u
DC c PL
M m P DC PL
γ γ
 
 
= + +
 
 ÷
 
 
→
2
600
1,2* 1* 4563*475 5* 1*2250*475
2
u
M
 
 
= + +
 
 ÷
 
 

→
( )
4.963.410 .
u
M N mm
=
III.3 - TÍNH BẢN DẦM GIỮA
III.3.1 - Sơ đồ tính
- Sơ đồ tính bản dầm giữa là sơ đồ dầm liên tục nhưng để đơn giản trong tính
toán ta sẽ với sơ đồ dầm giản đơn sau đó kết quả nội lực sẽ được nhân với hệ số
điều chỉnh cho sơ đồ liên tục. Nhịp tính toán là L = 1400 mm.
- Cắt 1000 m dài theo phương dọc cầu để tính toán. Tiết diện tính toán là hình
chữ nhật có kích thước là b x h = 1000 x 200 (mm).
Sơ đồ tính bản dầm giữa.
III.3.2 - Xác định tải trọng
- Tĩnh tải lớp phủ:
5
2,3*10 *1000*100 2,3( / )DW N mm
−
= =
- Tĩnh tải bản thân bản mặt cầu:
5
2,5*10 *1000*200 5( / )DC N mm
−
= =
SVTH: Nguyễn Quang Đại MSSV: CD04016
20
20
20
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá

Hoàng
- Hoạt tải chỉ có xe 3 trục, xếp xe như trên sơ đồ tính, tải trọng xe P = 145000 N
đặt tại giữa nhịp, truyền xuống bản thành áp lực phân bố đều trên chiều dài dải bản
hữu hiệu giá trị là:
( )
1
0,5 *1000 0,5*145000*1000 89506
/
* 810*
P
q N mm
b SW SW SW
= = =

- Trong đó, tương ứng khi tính cho mô men dương tại giữa nhịp hay mô men âm
tại gối (khi nhân hệ số điều chỉnh), giá trị SW là:
660 0,55* 1430( )
1220 0,25* 1570( )
SW S SW mm
SW S SW mm
+ +
− −
 
= + =
→
 
= + =
 
với S = 1400 mm là nhịp tính
toán của bản.

III.3.3 - Tổ hợp và tính toán nội lực
- Mô men dương tại giữa nhịp ở TTGH cường độ, có xét đến hệ số điều chỉnh ½
cho sơ đồ liên tục:
2 2
1/ 2
* * * 810 810 810
. . .(1 ). . . . .
2 8 8 2 2 2 4
u
DW DC LL
m DW S DC S S
M IM q q
η
γ γ γ
 
 
= + + + −
  ÷
 
 
2 2
1/ 2
1*1,2 2,3*1400 5*1400 810 89506 1400 810
. 1,5* 1,25* 1,75*(1 0,25). .
2 8 8 2 1430 2 4
u
M
 
 
= + + + −

  ÷
 
 
→
1/ 2
17.978.398( . )
u
M N mm
=
- Mô men âm tại gối ở TTGH cường độ, có xét đến hệ số điều chỉnh 0,7 cho sơ
đồ liên tục:
2 2
* * 810 810 810
0,7* * * . . .(1 ). . . . .
8 8 2 2 2 4
u
goi DW DC LL
DW S DC S S
M m IM q q
η γ γ γ
 
 
= + + + −
  ÷
 
 
2 2
2,3*1400 5*1400 810 89506 1400 810
0,7*1*1,2 1,5* 1,25* 1,75*(1,25). .
8 8 2 1570 2 4

u
goi
M
 
 
= + + −
  ÷
 
 
→
23.103.330( . )
u
goi
M N mm
=
- Mô men dương tại giữa nhịp ở TTGH sử dụng, có xét đến hệ số điều chỉnh ½
cho sơ đồ liên tục:
2 2
1/ 2
1 * * 810 810
* * (1 ). .
2 8 8 2 2 4
n
DW S DC S S
M m IM q
 
 
= + + + −
  ÷
 

 
2 2
1/ 2
1,2 2,3*1400 5*1400 810 89506 1400 810
. (1 0,25). .
2 8 8 2 1430 2 4
n
M
 
 
= + + + −
  ÷
 
 
SVTH: Nguyễn Quang Đại MSSV: CD04016
21
21
21
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
→
1/ 2
10.531.670( . )
n
M N mm
=
- Mô men âm tại gối ở TTGH sử dụng, có xét đến hệ số điều chỉnh 0,7 cho sơ
đồ liên tục:
2 2
* * 810 810

0,7* * (1 ). . .
8 8 2 2 4
n
goi
DW S DC S S
M m IM q
 
 
= + + + −
  ÷
 
 
2 2
2,3*1400 5*1400 810 89506 1400 810
0,7*1,2 (1,25). .
8 8 2 1570 2 4
n
goi
M
 
 
= + + −
  ÷
 
 
→
13.563.523( . )
n
goi
M N mm=

III.4 - THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO BẢN MẶT CẦU
III.4.1 - Thiết kế cốt thép chịu mômen âm
- Mô men thiết kế thép:
23.103.330( . )
u
goi
M N mm
=
, tiết diện thiết kế là bxh =
1000x200 (mm).
- Chọn d
s
= 150 mm.
- Chiều cao vùng nén :
2 2
'
2. 2*23.103.330
150 150
*0,85* * 0,9*0,85*30*1000
u
s s
c
M
a d d
f b
φ
= − − = − −
→ a = 6,9 mm
- Xét tỷ số
1

6,9
0,05 0,42
. 0,84*150
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*6,9*1000
482( )
365
c
s
y
f a b
A mm
f
= = =
- Lượng cốt thép tối thiểu:
( )
'
2
,min
30
0,03* * * 0,03*1000*100* 247
365
c
s
y
f
A b h mm
f
= = =
→ chọn lượng cốt thép bố trí:
SVTH: Nguyễn Quang Đại MSSV: CD04016
22
22

22
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
A
s
= 482 mm
2
→ chọn
( )
2
6 12 150 678
s
a A mm
φ
=
bố trí cho 1 m dài bản mặt cầu
theo phương dọc cầu
Bố trí thép chịu mô men âm trong bản mặt cầu
III.4.2 - Thiết kế cốt thép chịu mômen dương
- Mô men thiết kế thép:
1/ 2
17.978.398( . )
u
M N mm
=
, tiết diện thiết kế là bxh =
1000x200 (mm).
- Chọn d
s
= 150 mm.

- Chiều cao vùng nén :
2 2
'
2. 2*17.978.398
150 150
*0,85* * 0,9*0,85*30*1000
u
s s
c
M
a d d
f b
φ
= − − = − −
→ a = 5,3
mm
- Xét tỷ số
1
5,3
0,04 0,42
. 0,84*150
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*5,3*1000
370( )
365
c
s
y
f a b
A mm
f
= = =
- Lượng cốt thép tối thiểu:

( )
'
2
,min
30
0,03* * * 0,03*1000*100* 247
365
c
s
y
f
A b h mm
f
= = =
→ chọn lượng cốt thép bố trí:
SVTH: Nguyễn Quang Đại MSSV: CD04016
23
23
23
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
A
s
= 370 mm
2
→ chọn
( )
2
5 12 200 565
s

a A mm
φ
=
bố trí cho 1 m dài bản mặt cầu
theo phương dọc cầu
Bố trí thép chịu mô men dương trong bản mặt cầu
IV. THIẾT KẾ DẦM NGANG
IV.1 - SỐ LIỆU THIẾT KẾ
+ Chiều cao dầm ngang (bao gồm cả phần bản mặt cầu): h = 800 mm.
+ Bề rộng dầm ngang b = 400 mm.
+ Bê tông:
'
30
c
f MPa
=
1.5 ' 1.5
0.043* * 0.043*2500 * 30 29440 ( )
c c c
E f MPa
γ
= = =
+ Cốt thép AIII có
365
y
f MPa
=
và
200000E MPa
=

.
+ Nhịp tính toán dầm ngang lấy bằng khoảng cách hai dầm chủ L = 2105 mm.
IV.2 - TÍNH TOÁN NỘI LỰC
IV.2.1 - Sơ đồ tính
Sơ đồ tính dầm ngang.
SVTH: Nguyễn Quang Đại MSSV: CD04016
24
24
24
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư XD Cầu Đường GVHD: PGS.TS Nguyễn Bá
Hoàng
+ Sơ đồ tính toán dầm ngang là sơ đồ liên tục. Để đơn giản hóa trong tính toán ta
tính gần đúng với sơ đồ giản đơn được mômen tại giữa nhịp rồi nhân hệ số điều
chỉnh 0,7 cho mặt cắt tại gối hoặc 0.5 cho mặt cắt giữa nhịp trên sơ đồ liên tục.
IV.2.2 - Xác định nội lực do tĩnh tải
+ Tĩnh tải lớp phủ bản mặt cầu:
( )
( ) ( )
-5
w= 2,3*10 * 400*50 0,46 /D N mm
=
+ Tĩnh tải bản mặt cầu:
( )
( ) ( )
'' 5
2
2,5*10 * 200*400 2 /DC N mm
−
= =
+ Tĩnh tải bản thân dầm ngang:

( )
( ) ( )
' 5
2
2,5*10 * 600*400 6 /DC N mm
−
= =
+ Mômen do tĩnh tải lớp phủ tác dụng lên dầm ngang tại mặt cắt giữa nhịp:
( )
2 2
w
w*L 0,46*2105
254784 .
8 8
D
D
M N mm= = =
+ Mômen do tĩnh tải bản mặt cầu và bản thân dầm ngang tác dụng lên dầm
ngang tại mặt cắt giữa nhịp:

( )
( )
( )
2
'' ' 2
2
2 2
*L
2 6 *2105
4431025 .

8 8
DC
DC DC
M N mm
+
+
= = =
+ Lực cắt do tĩnh tải lớp phủ ở tại mặt cắt gối:
( )
w
w*L 0,46*2105
484
2 2
D
u
D
V N
= = =
+ Lực cắt do tĩnh tải trọng lượng dầm ngang và bản mặt cầu ở tại mặt cắt gối:
( )
( )
( )
2
'' '
2 2
*L
2 6 *2105
8420
2 2
DC

u
DC DC
V N
+
+
= = =
+ Mômen do tĩnh tải ở TTGHCĐ tác dụng lên dầm ngang tại mặt cắt giữa nhịp:
( )
( )
( )
2
2
2
w+DC
w w
w+DC
* . . 1* 1, 25*4431025 1,5*254784
5.920.957 .
D
u DC DC D D
D
u
M M M
M N mm
η γ γ
= + = +
⇒ =
+ Mômen do tĩnh tải ở TTGHSD tác dụng lên dầm ngang tại mặt cắt giữa nhịp:
( )
( )

( )
2
2
2
w+DC
w w
w+DC
* . . 1* 1*4431025 1*254784
4.685.809 .
D
s DC DC D D
D
s
M M M
M N mm
η γ γ
= + = +
⇒ =
+ Lực cắt do tĩnh tải ở TTGHCĐ tại mặt cắt gối:
SVTH: Nguyễn Quang Đại MSSV: CD04016
25
25
25