Thiết kế cầu vòm ống thép nhồi bê tông, tổng chiều dài 234m, khổ cầu 25m, tải trọng thiết kế HL93

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
SỐ LIỆU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
HỌ VÀ TÊN : ĐỖ NGỌC LINH MSSV : CĐ03075
CHUYÊN NGÀNH : CẦU ĐƯỜNG LỚP : CĐ03A
1. Đề tài : THIẾT KẾ CẦU VÒM ỐNG THÉP NHỒI BÊTÔNG
2. Qui mô thiết kế : Vónh cửu
Tổng chiều dài cầu : 234 m
Khổ cầu : 25m
Trong đó:
Phần vòm : 3 m
Lan can : 2x3 m
Phần xe chạy : 2x8 m
Tải trọng thiết kế : HL93, Người 300KG/m
2
Khổ thông thuyền
Chiều cao thông thuyền : 6 m
Bề rộng thông thuyền : 70 m
3. Giải pháp kết cấu nhòp:
Nhòp dẫn : dầm Super Tee 33m căng trước
Nhòp chính : vòm ống thép nhồi bêtông có chiều dài 96m
Sơ đồ kết cấu nhòp : 33 +36 + 96 + 36 + 33 (m)
4. Điều kiện đòa chất:
Lớp 1 : Bùn sét hữu cơ màu xám xanh , đôi chỗ lẫn cát và hữu cơ :
Chiều dày lớp : h
1
= 12,8 m
Các chỉ tiêu cơ lý :
 Trọng lượng thể tích : γ
w
= 1,48 T/m
3

.
 Độ sệt : B = 1,24.
 Lực dính : c = 0,082 (KG/cm
2
)
 Góc ma sát trong : ϕ = 6
0
04’

.
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
Lớp 2 : Cát hạt mòn đến trung ,đôi chỗ lẩn sỏi sạn ,màu xám xanh xám trắng ,kết cấu chặt vừa,
trạng thái dẻo cứng :
Chiều dày lớp : h
2
= 4 m
Các chỉ tiêu cơ lý :
 Trọng lượng thể tích : γ
w
= 1,85 T/m
3
.
 Tỷ trọng : G = 2,69
 Lực dính : c = 0,14 (KG/cm
2
)
 Góc ma sát trong : ϕ = 10
0
49’.

Lớp 3 : Sét cát màu xám vàng ,màu xanh ,trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng mặt lẩn nhiều đá
dăm sạn :
Chiều dày lớp : h
3
= 10,2 m .
Các chỉ tiêu cơ lý :
 Tỷ trọng : G = 2,73
 Trọng lượng thể tích : γ
w
= 2,01 T/m
3
.
 Lực dính : c = 0,313 (KG/cm
2
) ,
 Góc ma sát trong : ϕ = 21
0
28’

.
Lớp 4 : Sét màu nâu vàng ,đầu tầng đôi chỗ lẫn nhiều sỏi sạn ,trạng thái cứng :
Chiều dày lớp : h
4
= 4,1 m .
Các chỉ tiêu cơ lý :
 Trọng lượng thễ tích : γ
w
= 1,74 T/m
3
.

 Tỷ trọng : G =2,73
 Lực dính : c = 0,125 (KG/cm
2
)
 Góc ma sát trong : ϕ = 7
0.
10’.
Lớp 5 : Sét màu nâu vàng ,đầu tầng đôi chỗ lẫn nhiều sỏi sạn ,trạng thái cứng :
Chiều dày lớp : h
4
= 19,9 m .
Các chỉ tiêu cơ lý :
 Trọng lượng thễ tích : γ
w
= 1,983 T/m
3
.
 Tỷ trọng : G =2,73
 Lực dính : c = 0 (KG/cm
2
)
 Góc ma sát trong : ϕ = 23
0.
52’.
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
Lớp 6 : Sét màu nâu vàng ,đầu tầng đôi chỗ lẫn nhiều sỏi sạn ,trạng thái cứng :
Chiều dày lớp : h
6

Các chỉ tiêu cơ lý :
 Trọng lượng thễ tích : γ
w
= 2,12 T/m
3
.
 Tỷ trọng : G =2,73
 Lực dính : c = 0,355 (KG/cm
2
)
 Góc ma sát trong : ϕ = 26
0.
39’.
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
1. TỔNG QUAN VỀ CẦU VÒM ỐNG THÉP NHỒI BÊTÔNG:
Hiện nay, việc xây dựng cầu qua các sông rộng và sâu, có nhu cầu lưu thông đường thuỷ
lớn và điều kiện đòa chất phức tạp đang đòi hỏi phải sử dụng các loại nhòp khẩu độ lớn hàng
trăm mét. Với khẩu độ nhòp lớn như vậy, một số cấu kiện chòu lực nén chính như vòm chính của
cầu vòm, thanh mạ cong trong cầu giàn, hệ móng cọc của kết cấu trụ, thân trục cần có khả năng
chòu lực cao và độ cứng lớn. Trong trường hợp này kích thước mặt cắt ngang của các cấu kiện sẽ
rất lớn, dẫn đến tăng chi phí xây dựng cũng như tăng độ phức tạp trong quá trình vận chuyển, thi
công. Vì vậy kết cấu ống thép nhồi bêtông đã được nghiên cứu phát triển để khắc phục các
nhược điểm trên. Kết cấu ống thép nhồi bêtông đã đáp ứng được yêu cấu về chòu lực cao, độ
cứng lớn, và giảm được trọng lượng bản thân cấu kiện.
Cầu vòm ống thép nhồi bêtông đã được xây dựng tại Liên Xô từ những năm 1930 với 2
cầu khẩu độ 140m qua sông Ixet và 101m qua sông Neva [13]. Trong thời gian từ năm 1990 đến
nay, cầu vòm ống thép nhồi bêtông đã được phát triển mạnh mẽ ở Trung Quốc, với nhiều loại
hình kết cấu nhòp vòm chạy trên, chạy dưới, chạy giữa, kết cấu có hoặc không có thanh căng.

Với các tiết diện tổ hợp từ 3 ống thép trở lên, cầu vòm ống thép nhồi bêtông có thể vượt nhòp
lên tới 360m. Hiện nay, các nước khác trên thế giới còn sử dụng kết cấu ống thép nhồi bêtông
trong lónh vực xây dựng. Nga, Pháp, Mỹ, Cannada, và nhiều nước khác cũng đã quan tâm đến
kết cấu này.
Tại Việt Nam cũng đã xây dựng xong 3 cầu vòm ống thép nhồi trên đường Nguyễn Văn
Linh – thành phố Hồ Chí Minh do tư vấn nước ngoài thiết kế. phía Bắc cũng có một số cầu
đang được thiế kế như cầu Hàn, cầu Đông Trù … do các chuyên gia và kỹ sư của Tổng công ty Tư
Vấn Thiết Kế Giao Thông Vận Tải chủ trì.
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
1.1. Các loại kết cấu ống thép nhồi bêtông
Cột thép bêtông liên hợp được đònh nghóa như là kết cấu chòu nén hoặc có thể thép được
bọc trong bêtông hoặc bêtông nhồi trong ống thép. Tùy thuộc các chủng loại và hình dạng có thể
chia ra làm 3 loại cột liên hợp thường dùng trong xây dựng như sau [13]:
- Loại 1 : thép kết cấu (cốt cứng ) được bọc bằng bêtông (hình a, b,c)
- Loại 2 : bêtông nhồi trong hộp, ống thép (hình f, g, i)
- Loại 3 : hỗn hợp 2 loại trên (hình d, h)
Hình 1.1. Các dạng kết cấu ống thép nhồi bêtông
Loại 1: đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật về phòng cháy, đơn giản khi cần tăng cường độ
bằng cách thêm cốt thép ở lớp bêtông ngoài. Tuy nhiên việc kiểm tra và xử lý kết cấu thép bên
trong không thể thực hiện. Chủng loại kết cấu này phù hợp cho các công trình chòu động đất lớn
với các tải trọng ngang lặp.
Loại 2: ống thép nhồi bêtông được sử dụng nhiều trong các trụ cầu mà ở đó phải chòu tải trọng
va xe, các vành cầu vòm, cột nhà cao tầng không nhất thiết có cốt thép bên trong.
Loại 3: có tính năng chống cháy cao và có được các ưu điểm của hai chủng loại kết cấu trên.
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
1.2. Đặc điểm làm việc của kết cấu ống thép tròn nhồi bêtông chòu nén
Hình 1.2. Trạng thái ứng suất của cấu kiện ống thép tròn nhồi bêtông chòu nén
Trong các bộ phận của kết cấu ống thép nhồi bêtông khi chòu lực dọc trục có các thành phần ứng

suất như sau [13]:
- Trong bêtông: ứng suất nén dọc trục σ
cB
c
và áp lực ngang σ
r
.
- Trong ống thép:ứng suất dọc trục σ
z
s
và ứng suất tiếp σ
θ
s
Nguyên nhân gây xuất hiện áp lực ngang σ
r
lên bêtông và ứng suất tiếp σ
θ
s
trong ống thép là do
hệ số nở ngang của hai loại vật liệu này khác nhau, trong đó hệ số nở ngang của bêtông luôn lớn
hơn của thép ở mọi giai đoạn làm việc. p lực ngang σ
r
lên bêtông không cho phép bêtông tự do
phát triển biến dạng theo phương ngang và tạo ra trạng thái ứng suất ba chiều trong bêtông.
trạng thái chòu lực 3 chiều, khả năng chòu lực dọc trục của bêtông tăng lên đáng kể. Đây chính là
đặc điểm chòu lực quan trọng nhất của kết cấu ống thép nhồi bêtông
1.3. Ưu điểm của kết cấu ống thép nhồi bêtông
Kết cấu ống thép nhồi bê tông có một số điểm lợi thế vượt trội so với kết cấu thép hoặc
bê tông cốt thép và kết cấu bê tông cốt cứng. Sự làm việc đồng thời và ứng suất phân bố theo
các hướng trong mặt cắt đạt tới mức tối ưu. Vỏ thép bên ngoài chòu kéo và chòu uốn tốt, đồng

thời độ cứng của kết cấu ống thép nhồi bê tông cũng tăng do mô đun đàn hồi của vỏ thép lớn
hơn bê tông nhiều, cường độ chòu nén của bê tông cũng tăng đáng kể do có hiệu ứng bó chống
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
nở hông của ống thép, bê tông bên trong làm giảm khả năng mất ổn đònh cục bộ vỏ thép. Hiệu
ứng bó bê tông của tiết diện hình tròn lớn hơn rất nhiều so với vỏ thép dạng hộp chữ nhật chính
vì vậy hình dạng tròn thông thường hay được áp dụng nhiều hơn.
Ống thép nhồi bê tông được tính toán và thiết kế như là một kết cấu liên hợp gồm ống thép và
lõi bê tông cùng làm việc. Khi chòu cùng ứng suất như nhau thì vật liệu bê tông nhồi trong ống
thép có những ưu điểm chính như sau [13]:
-
Có cường

độ chòu lực

cao với kích thước nhỏ và

kinh tế.
-
Đơn

giản trong liên kết với các kết cấu

khác.
-
Khả năng

chòu biến dạng dẻo và

đảm bảo

đặc tính dẻo của kết cấu.
-
Giảm mất

ổn

đònh cục bộ

thường xẩy

ra

ở các kết cấu thép.
-
Thuận lợi trong thi công chế tạo

và lắp

đặt.
-
Kết cấu thép có thể

đựợc

nghiên cứu tăng

vào

các vò trí cần

thiết.
-
Bê tông trong

ống chòu

nén

cao hơn do có

ống

thép bên

ngoài.
-
Thường

thiết kế

chống

cháy

cho

bê

tông

không cần

đề cập tới

do nằm

trong thép.
-
Không cần ván

khuôn,

đà giáo

trong

thi

công.
-
Thông

thường kết cấu

thép

nhồi

bê

tông

có

độ

giảm

chấn

cao hơn

so với

kêt cấu thép
do

đó tốt hơn trong các công

trình

ở vùng

động

đất.
Với những ưu điểm của kết cấu ống thép nhồi bêtông, việc áp dụng kết cấu này cho cầu vòm
khẩu độ lớn sẽ đáp ứng được các vấn đề sau [5]:
- Phù hợp với đặc điểm chò nén của kết cấu vòm

- Phù hợp với yêu cầu về dộ cứng cao của kết cấu.
- Việc sử dụng chính vỏ thép làm ván khuôn kết cấu trong thi công kết cấu nhòp kết hợp với
biện pháp lắp ráp dần từng đốt vỏ thép làm cho biện pháp thi công trở thành một trong
những yếu tố quyết đònh khả năng vượt nhòp của kết cấu vòm.
- Kiểu dáng của loại cầu này rất thanh mảnh, nhẹ nhàng so với các loại cầu vòm (thép, bê
tông cốt thép, …) có khả năng vượt nhòp tương đương khác. Nó góp phần làm đa dạng hoá
các loại hình kết cấu cầu khẩu độ nhòp lớn và nâng cao hiệu quả kiến trúc công trình.
- Kết cấu cầu vòm có thanh kéo không truyền lực đẩy ngang vào mố nên việc thiết kế mố
trụ không phức tạp. Toàn bộ lực đẩy ngang sinh ra trong sườn vòm được cân bằng nhờ
thanh cáp kéo đặt tự do trên mặt phẳng dầm dọc và dầm ngang.
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN LAN CAN TAY VỊN,
BÓ VỈA
1. TÍNH TOÁN TAY VỊN:
Thanh lan can và cột lan can làm bằng thép CT3:
+ γ
s
= 7.85 T/m
3

= 78.5x10
-6
N/mm
+ f
y
= 210 MN/m
2
= 210 N/mm
2

Chọn thanh lan can có:
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
+ Đường kính ngoài: D = 90 mm
+ Đường kính trong: d = 80 mm
Khoảng cách giữa 2 cột lan can: L = 2000 mm
• Sơ đồ tính:
Tải trọng theo phương đứng:
Tải trọng bản thân: W
bt
W
bt
= γ
s
.A
s
Với:
2 2 2 2
90 80
4 4
S
D d
A
π π
− −
= × = ×
=1334,5 mm
2
6 3
78,5 10 /

s
N mm
γ
−
= ×
W
bt
= γ
s
.A
s
= 1334,5x78,5x10
-6
= 0,105 N/mm
Tải trọng phân bố: W = 0,37 N/mm
Tải trọng tập trung ở giữa nhòp: P = 890 N
Tải trọng theo phương ngang :
Tải trọng phân bố: W = 0,37 N/mm
Tải trọng tập trung ở giữa nhòp: P = 890 N
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 9
W + W
bt
P
W

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
• Nội lực:
Nội lực do hoạt tải gây ra trong thanh tay vòn theo phương đứng:
2 2
. . 890 2000 0,37 2000

. 1,75.
4 8 4 8
LL
d
P L W L
M
γ
   
× ×
= + = +
 ÷  ÷
   
= 1.102.500 N.mm
Nội lực do tónh tải gây ra trong thanh tay vòn theo phương đứng:
2
2
.
0,105 2000
. 1,25.
8 8
W
bt
d
bt
W L
M
γ
 
 
×

= =
 ÷
 ÷
 
 
= 65.625 N.mm
Tổng nội lực trên thanh lan can theo phương đứng có xét đến tính liên tục:
0,5.
bt
LL
d W
M
M M
SW
 
= +
 ÷
 
Với: SW = 660 + 0,55xL =660 + 0,55x2000 = 1760 mm
1102500
0,5. 0.5. 65625
1760
bt
LL
d W
M
M M
SW
 
 

= + = +
 ÷
 ÷
 
 
= 33.125,71 N.mm
Nội lực do hoạt tải gây ra trên phương ngang:
2 2
. . 890 2000 0,37 2000
. 1,75.
4 8 4 8
LL
n
P L W L
M
γ
   
× ×
= + = +
 ÷  ÷
   
= 1.102.500 N.mm
Tổng nội lực trên thanh lan can theo phương đứng có xét đến tính liên tục:
0,5.
LL
n
n
M
M
SW

 
=
 ÷
 ÷
 
Với: SW = 660 + 0,55xL =660 + 0,55x2000 = 1760 mm
1102500
0,5. 0.5.
1760
LL
n
n
M
M
SW
 
 
= =
 ÷
 ÷
 ÷
 
 
= 313,21 N.mm
Tổng hợp nội lực lên tay vòn:
33125,71 313,21
d n
M M M= + = +
= 33.127,19 N.mm
•Sức chòu tải của tay vòn:

. .
u y
M S f
φ
=
Với: φ = 0.9
f
y
= 210 N/mm
2
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
4 4
3 3
80
. 1 90 . 1
90
. .
16 16
d
D
D
S
π π
   
   
− −
 ÷  ÷
 ÷  ÷
 ÷  ÷

   
   
= =
= 53.750,694 mm
3
. . 0,9 53750,694 210
u y
M S f
φ
= = × ×
=13.545.174,89 N.mm
• So sánh:
Ta có: M =33.127,19 N.mm < M
u
= 13.545.174,89 N.mm
 Tay vò đủ khả năng chòu lực.
2. TÍNH TOÁN LỀ VA XE:
Tính toán lề va xe phía người đi bộ:
Chiều cao: H = 368 mm
Bề rộng: B = 250 mm
Sức kháng của gờ bê tông:
C
2
C
W b W
C t
M .L
2
R 8.M 8.M .H
2.L L H

 
 
= × + +
 ÷
 ÷
 ÷
−
 
 
Trong đó:
b
M
: Khả năng chòu lực của dầm đỉnh :
b
M
= 0
H: chiều cao gờ chắn xe: H = 368 mm
t
L
: Chiều dài phân bố của lực theo phương dọc:
Với lan can cấp III 
t
F
= 240.000 N

t
L
= 1.070 mm
w
M

: Sức kháng của thép ngang trên 1 đơn vò chiều dài theo phương đứng
c
M
: Sức kháng của thép đứng trên 1 đơn vò chiều dài theo phương ngang
Xác đònh
c
M
:
Tiết diện: H = 250 mm
B = 1.000 mm
Thép trong bó vỉa là 5
φ
16
Diện tích cốt thép:
2 2
s
.d 16
A 5 5
4 4
π π×
= × = ×
= 1.004,8 mm
2
Lớp bảo vệ dày 40 mm 
s
d
= 250 – 40 = 210 mm
Bê tông cấp 50 
'
c

f
= 50 Mpa
Thép G60 có cường độ:
y
f
= 420 Mpa
Hàm lượng thép trong bó vỉa:
s
s
A
1.004,8
100 100
H d 210
ρ = × = ×
× 1.000×
= 0,478%
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
Diện tích thép tối thiểu:
'
c
smin
y
0,03.H.B.f
0,03 250 50
A
f 420
×1.000× ×
= =
= 892,857 mm

2
smin
A
= 892,857 mm
2
<
s
A
= 1.004,8 mm
2
 tiết diện thỏa điều kiện hàm lượng thép
tối thiểu
Cấp bê tông 50: 28Mpa < 50Mpa < 56 Mpa do đó:
( )
( )
'
1 c
0,05 0,05
0,85 f 28 0,85 50 28
7 7
β = − × − = − × −
= 0,692
s y
'
c
A .f
420
a
0,85.f .B 0,85 50
1.004,8×

= =
× ×1.000
= 9, 93 mm
1
a 9,93
c
0,692
= =
β
= 14,33 mm
s
c
d
=
0,068 < 0,45  thỏa
Khả năng chòu lực tối thiểu:
n s y s
a 9,93
M A .f . d 1.004,8 420 210
2 2
   
= − = × × −
 ÷  ÷
   
= 86.528.095,4 N.mm
c n
M 0,9.M 0,9= = ×86.524.095,4
= 77.875.285,72 N.mm
Xác đònh
w

M .H
:
Tiết diện: H = 368 mm
B = 250 mm
Thép trong bó vỉa là 3
φ
14
Diện tích cốt thép:
2 2
s
.d 14
A 3 3
4 4
π π×
= × = ×
= 461,58 mm
2
Lớp bảo vệ dày 40 mm 
s
d
= 250 – 40 = 210 mm
Bê tông cấp 50 
'
c
f
= 50 Mpa
Thép G60 có cường độ:
y
f
= 420 Mpa

Hàm lượng thép trong bó vỉa:
s
s
A
461,58
100 100
H d 368 210
ρ = × = ×
× ×
= 0,597%
Diện tích thép tối thiểu:
'
c
smin
y
0,03.H.B.f
0,03 368 250 50
A
f 420
× × ×
= =
= 328,57 mm
2
smin
A
= 328,57 mm
2
<
s
A

= 461,58 mm
2
 tiết diện thỏa điều kiện hàm lượng thép
tối thiểu
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
Cấp bê tông 50: 28Mpa < 50Mpa < 56 Mpa do đó:
( )
( )
'
1 c
0,05 0,05
0,85 f 28 0,85 50 28
7 7
β = − × − = − × −
= 0,692
s y
'
c
A .f
461,58 420
a
0,85.f .H 0,85 50 368
×
= =
× ×
= 12,395 mm
1
a 12,395
c

0,692
= =
β
= 17,89 mm
s
c
d
=
0,085 < 0,45  thỏa
Khả năng chòu lực tối thiểu:
n s y s
a 12,395
M A .f . d 461,58 420 210
2 2
   
= − = × × −
 ÷  ÷
   
= 39.509.850,39 N.mm
w n
M .H 0,9.M 0,9 39.509.850,39= = ×
= 35.558.865,35 N.mm
Kiểm tra trường hợp va xe giữa tường:
2
2
t t b w
c
c
L L M M .H
1.070 1.070 0 39.509.850,39

L 8.H. 8 368
2 2 M 2 2 77.875.285,72
 
+
+
 
 
 
= + + = + + × ×
 ÷
 ÷
 ÷
 ÷
 
 
 
 
= 1.071,25 mm
2
c c
w min b w
c t
M .L
2
R 8.M 8.M .H
2.L L H
2
2 1.071, 25 1.070 368
2
 

= × + +
 ÷
−
 
 
77.875.285,72×1.071,25
= × 8×0+8×39.509.850,39+
 ÷
× −
 
= 453.392.814,4 N
Khả năng chòu lực trên 1mm:
w min
R
R
1.000
=
=453.392,8144 N >
t
F
= 240.000 N  thỏa khả năng chòu lực.
Kiểm tra trường hợp va xe đầu tường:
2
2
t t b w
c
c
L L M M .H
1.070 1.070 0 39.509.850,39
L H. 368

2 2 M 2 2 77.875.285,72
 
+
+
 
 
 
= + + = + + ×
 ÷
 ÷
 ÷
 ÷
 
 
 
 
= 1.070,16 mm
2
c c
w min b w
c t
M .L
2
R M M .H
2.L L H
2
2 1.070,16 1.070 368
2
 
= × + +

 ÷
−
 
 
77.875.285,72×1.070,16
= × 0+39.509.850,39 +
 ÷
× −
 
= 452.928.646,9 N
Khả năng chòu lực trên 1mm:
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
w min
R
R
1.000
=
=452.928,6469 N >
t
F
= 240.000 N  thỏa khả năng chòu lực.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH
1. ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC DẦM:
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
Ta quy đổi dầm trên thành tiết diện giản đơn hơn để tính toán.
- Quy đổi cánh dầm:
Diện tích cánh:
( ) ( )

c 1 2 c
1 1
A h h l 200 500 5.250
2 2
= × + × = × + ×
= 1.837.500 mm
2

Bề dày cánh dầm quy đổi:
c
c
cqd
A
1.837.500
e
l 7.000
= =
= 262,5 mm
- Quy đổi bản nắp trên:
Diện tích bản:
t t t
A l h 14.500 250= × = ×
= 3.625.000 mm
2
Bề dày bản quy đổi:
t
t
tqd
A
3.625.000

e
l 11.000
= =
= 329,55 mm
- Quy đổi bản dưới:
Diện tích bản dưới:
d d d
A h l 200 8.500= × = ×
= 1.700.000 mm
2
Bề dày bản dưới:
d
d
dqd
A
1.700.000
e
l 11.000
= =
= 154,55 mm
Các số
liệu tính
toán:
Bề dày cánh dầm:
c
e =
262,5 mm
Chiều dài cánh:
c
b

= 7.000 mm
Chiều dài bản nắp:
t
b
= 11.000 mm
Bề dày nắp:
t
e =
329,55 mm
Chiều cao sườn:
s
h
= 2.882 mm
Bề dày sườn:
s
e
= 350 mm
Chiều dài đáy:
d
b
= 11.000 mm
Bề dày đáy:
d
e
= 254,55 mm
- Diện tích mặt cắt ngang dầm:

d c s t d
A 2 A 2 A A A 2 1.837.500 2 350 2.882 3.625.000 1.700.000= × + × + + = × + × × + +

SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
= 11.017.400 mm
2
- Khoảng cách từng phần so với đáy dầm:

d
d
e
154,55
y
2 2
= =
= 77,25 mm
s
s
h
2.882
y
2 2
= =
= 1.441 mm
t
t s
e
329,55
y h 2.882
2 2
= + = +
= 3.046,75 mm

c
c s t
e
262,5
y h e 2.882 329,55
2 2
= + − = + −
= 3.080,25 mm
- Moment tónh của mặt cắt ngang dầm so với đáy dưới dầm:
i i
S A y 2 1.837.500 3.080,25 2 350 2.882 1.441
3.625.000 3.046,75 1.700.000 77,25
= × = × × + × × ×
+ × + ×
∑
= 18.279.373.238 mm
3
Trục trung hòa dầm:
th
d
S 18.2793373.238
y
A 11.017.400
= =
= 1.659,1 mm
Khoảng cách từng phần so với trục trung hòa:
t th t th
y y y 3.046,75 1.659,1
−
= − = −

= 1.387,65 mm
c th c th
y y y 3.080,25 1659,1
−
= − = −
= 1.421,15 mm
d th th d
y y y 1.659,1 77,25
−
= − = −
= 1.581,85 mm
s th th s
y y y 1.659,1 1.441
−
= − = −
= 218,1 mm
Moment quán tính của dầm:
3
i
b h
I
12
×
=

(mm
4
)
i
A

(mm
2
)
i th
y
−
(mm)
Số
lượng
n
2
i i i
I I A y= + ×
(mm
4
)
Cánh
dầm
21.102.539.063 1.837.500 1.421,15 2 3,73x10
12
Nắp trên 32.792.739.260 3.625.000 1.387,65 1 7,01x10
12
Sườn dầm 1,396x10
12
1.008.700 218,1 2 1,44x10
12
Đáy dưới 3.165.493.528 1.700.000 1.581,85 1 3,99x10
12
TỔNG I 1,617x10
13

2. TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG DẦM:
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
Tải trọng tác dụng:
- Tải trọng bản thân:
6
1 d bt
DC A 11.017.400 25 10= ×γ = × ×
=275,44 N/mm
- Tải trọng lớp phủ:

6 6 6
25.000 25.000 25.000
22,5 10 50 25.000 25 10 35 25.000 25 10 40 25.000
− − −
= × × + × × + × ×
= × × × + × × × + × × ×
btnhua btnhua bt muiluyen bt bve
DW h h h
γ γ γ
= 75 N/mm
- Tải trọng người đi bộ:
PL
P PL S 2 3 2.500= × = ×0,00 ×
= 15 N/mm
Tính toán nội lực cầu với chương trình Midas ta được kết quả:
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
Moment uốn M
y

do tónh tải gây ra
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 18
LỚP: CD03A
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
Moment uốn M
y
nhỏ nhất do tải trong xe gây ra
Moment uốn M
y
lớn nhất do tải trọng xe gây ra
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 20
TỔ HP MOMENT UỐN Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ (KN.m)
Elem HLmax HLmin DC1 DW+DC3 PL Mmin Mmax
Giá trò
Lớn nhất
1 0 -33.162,1 -5.259,02 -1.622,95 -400,964 -40.445,1 -7.282,93 -40.445,06
1 650,16 -21.479,5 3.899,055 1.203,259 297,2758 -16.080 6.049,75 -16.079,95
1 2.519,01 -11.763 -3.279,42 -1.012,04 -250,033 -16.304,5 -2.022,48 -16.304,45
3 2.519,01 -11.763 -3.279,42 -1.012,04 -250,033 -16.304,5 -2.022,48 -16.304,45
3 3.677,86 -8.682,34 -1358,7 -419,299 -103,591 -10.563,9 1.796,27 -10.563,93
3 5.002,09 -6.028 -1.854,63 -572,342 -141,402 -8.596,37 2.433,72 -8.596,37
4 5.002,09 -6.028 -1.854,63 -572,342 -141,402 -8.596,37 2.433,72 -8.596,37
4 6.551,14 -3.848,06 -344,219 -106,227 -26,2443 -4.324,75 6.074,45 6.074,45
4 8.323,45 -2.171,15 -1.250,46 -385,894 -95,3386 -3.902,84 6.591,76 6.591,76
5 8.323,45 -2.171,15 -1.250,46 -385,894 -95,3386 -3.902,84 6.591,76 6.591,76
5 10.207,9 -1.017,05 85,88682 26,50491 6,548272 -898,11 10.326,84 10.326,84
5 12.144,87 -353,27 -994,414 -306,879 -75,8171 -1.730,38 10.767,76 10.767,76
6 12.144,87 -353,27 -994,414 -306,879 -75,8171 -1.730,38 10.767,76 10.767,76

6 14.035,76 -76,97 268,1093 82,73926 20,44146 294,32 14.407,05 14.407,05
6 15.764,76 -10,24 -886,019 -273,428 -67,5528 -1.237,24 14.537,76 14.537,76
7 15.764,76 -10,24 -886,019 -273,428 -67,5528 -1.237,24 14.537,76 14.537,76
7 17.258,42 0 345,0059 106,4698 26,3043 477,78 17.736,2 17.736,2
7 18.491,99 0 -840,621 -259,418 -64,0915 -1.164,13 17.327,86 17.327,86
8 18.491,99 0 -840,621 -259,418 -64,0915 -1.164,13 17.327,86 17.327,86
8 19.455,65 0 376,7784 116,2749 28,72673 521,78 19.977,43 19.977,43
8 20.142,92 0 -822,474 -253,818 -62,7079 -1139 19.003,92 19.003,92
9 20.142,92 0 -822,474 -253,818 -62,7079 -1139 19.003,92 19.003,92
9 20.549,44 0 388,1876 119,7958 29,5966 537,58 21.087,02 21.087,02
9 20.672,94 0 -817,795 -252,374 -62,3512 -1.132,52 19.540,42 19.540,42
10 20.672,94 0 -817,795 -252,374 -62,3512 -1.132,52 19.540,42 19.540,42
10 20.549,44 0 388,1876 119,7958 29,5966 537,58 21.087,02 21.087,02
10 20.142,92 0 -822,474 -253,818 -62,7079 -1.139 19.003,92 19.003,92
11 20.142,92 0 -822,474 -253,818 -62,7079 -1.139 19.003,92 19.003,92
11 19.455,65 0 376,7784 116,2749 28,72673 521,78 19.977,43 19.977,43
11 18.491,99 0 -840,621 -259,418 -64,0915 -1.164,13 17.327,86 17.327,86
12 18.491,99 0 -840,621 -259,418 -64,0915 -1.164,13 17.327,86 17.327,86
12 17.258,42 0 345,0059 106,4698 26,3043 477,78 17.736,2 17.736,2
12 15.764,76 -10,24 -886,019 -273,428 -67,5528 -1.237,24 14.537,76 14.537,76
13 15.764,76 -10,24 -886,019 -273,428 -67,5528 -1.237,24 14.537,76 14.537,76
13 14.035,76 -76,97 268,1093 82,73926 20,44146 294,32 14.407,05 14.407,05
13 12.144,87 -353,27 -994,414 -306,879 -75,8171 -1.730,38 10.767,76 10.767,76
14 12.144,87 -353,27 -994,414 -306,879 -75,8171 -1.730,38 10.767,76 10.767,76
14 10.207,9 -1017,05 85,88682 26,50491 6,548272 -898,11 10.326,84 10.326,84
14 8.323,45 -2171,15 -1.250,46 -385,894 -95,3386 -3.902,84 6.591,76 6.591,76
15 8.323,45 -2171,15 -1.250,46 -385,894 -95,3386 -3.902,84 6.591,76 6.591,76
15 6.551,14 -3848,06 -344,219 -106,227 -26,2443 -4.324,75 6.074,45 6.074,45
15 5.002,09 -6028 -1.854,63 -572,342 -141,402 -8.596,37 2.433,72 -8.596,37
16 5.002,09 -6028 -1.854,63 -572,342 -141,402 -8.596,37 2.433,72 -8.596,37

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
TỔ HP LỰC CẮT Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ (KN)
ElemDW+DC3 DC1 PL HLmin HLmax Vmax Vmin
Giá trò
Lớn nhất
1 -822,597 -2.665,6 -203,23 -2.198,6 0 -3.691,43
-
5.890,03 -5.890,03
1 -46,9924 -152,278 -11,6099 -2.010,95 9,5 -201,38 -2221,83 -2.221,83
1 728,6125 2.361,047 180,0101 -1.815,63 46,17 3.315,84 1454,04 3.315,84
3 -386,248 -1251,63 -95,426 -1.815,64 46,17 -1.687,13 -3548,94 -3.548,94
3 -87,937 -284,957 -21,7256 -1733,2 65,2 -329,42 -2127,82 -2.127,82
3 210,3719 681,7039 51,97423 -1.653,18 91,91 1.035,96 -709,13 1.035,96
4 -335,599 -1087,5 -82,9127 -1.653,18 91,9 -1.414,11 -3159,19 -3.159,19
4 -37,29 -120,837 -9,21283 -1.567,57 118,52 -48,82 -1734,91 -1.734,91
4 261,0211 845,8313 64,48757 -1.487,35 155,18 1.326,52 -316,01 1.326,52
5 -314,113 -1017,87 -77,6043 -1.487,36 155,18 -1.254,41 -2896,95 -2.896,95
5 -15,8038 -51,2117 -3,90447 -1.399,93 188,96 118,04 -1470,85 -1.470,85
5 282,5073 915,4567 69,79593 -1.320,93 234,96 1.502,72 -53,17 1.502,72
6 -305,001 -988,346 -75,3531 -1.320,93 234,96 -1.133,74 -2689,63 -2.689,63
6 -6,68965 -21,6776 -1,65274 -1.233,06 275,46 245,44 -1263,08 -1.263,08
6 291,6193 944,9836 72,04711 -1.156,47 330,2 1.638,85 152,18 1.638,85
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
7 -301,112 -975,745 -74,3924 -1.156,47 330,2 -1.021,05 -2507,72 -2.507,72
7 -2,80332 -9,08409 -0,69259 -1.069,53 377,11 364,53 -1082,11 -1.082,11
7 295,5078 957,5844 73,00781 -996,35 439,89 1.765,99 329,75 1.765,99
8 -299,43 -970,293 -73,9768 -996,35 439,89 -903,81 -2340,05 -2.340,05
8 -1,11866 -3,62497 -0,27637 -911,73 492,91 487,89 -916,75 -916,75
8 297,1903 963,0363 73,42347 -842,75 562,84 1.896,49 490,9 1.896,49

9 -298,599 -967,6 -73,7714 -842,76 562,84 -777,13 -2182,73 -2.182,73
9 -0,28969 -0,93874 -0,07157 -761,79 621,62 620,32 -763,09 -763,09
9 298,0214 965,7297 73,62883 -697,65 697,66 2.035,04 639,73 2.035,04
10 -298,021 -965,73 -73,6288 -697,66 697,65 -639,73 -2035,04 -2.035,04
10 0,289692 0,938737 0,071571 -621,62 761,79 763,09 -620,32 763,09
10 298,5986 967,6 73,77142 -562,84 842,76 2.182,73 777,13 2.182,73
11 -297,19 -963,036 -73,4235 -562,84 842,75 -490,9 -1896,49 -1.896,49
11 1,118656 3,624971 0,276374 -492,91 911,73 916,75 -487,89 916,75
11 299,4298 970,2934 73,97677 -439,89 996,35 2.340,05 903,81 2.340,05
12 -295,508 -957,584 -73,0078 -439,89 996,35 -329,75 -1765,99 -1.765,99
12 2,803324 9,08409 0,692586 -377,11 1.069,53 1.082,11 -364,53 1.082,11
12 301,1122 975,7453 74,39243 -330,2 1.156,47 2.507,72 1021,05 2.507,72
13 -291,619 -944,984 -72,0471 -330,2 1.156,47 -152,18 -1638,85 -1.638,85
13 6,68965 21,67761 1,652737 -275,46 1.233,06 1.263,08 -245,44 1.263,08
13 305,0008 988,3461 75,35314 -234,96 1.320,93 2.689,63 1133,74 2.689,63
14 -282,507 -915,457 -69,7959 -234,96 1.320,93 53,17 -1502,72 -1.502,72
14 15,8038 51,21174 3,904467 -188,96 1.399,93 1.470,85 -118,04 1.470,85
14 314,1127 1.017,873 77,60432 -155,18 1.487,36 2.896,95 1254,41 2.896,95
15 -261,021 -845,831 -64,4876 -155,18 1.487,35 316,01 -1326,52 -1.326,52
15 37,29001 120,8372 9,212825 -118,52 1.567,57 1.734,91 48,82 1.734,91
15 335,5989 1.087,498 82,91267 -91,9 1.653,18 3.159,19 1414,11 3.159,19
16 -210,372 -681,704 -51,9742 -91,91 1.653,18 709,13 -1035,96 -1.035,96
16 87,93703 284,9574 21,72562 -65,2 1.733,2 2.127,82 329,42 2.127,82
16 386,2482 1.251,626 95,42602 -46,17 1.815,64 3.548,94 1687,13 3.548,94
17 -728,612 -2361,05 -180,01 -46,17 1.815,63 -1.454,04 -3315,84 -3.315,84
17 46,99245 152,2777 11,6099 -9,5 2.010,95 2.221,83 201,38 2.221,83
17 822,5974 2.665,603 203,2299 0 2.198,6 5.890,03 3691,43 5.890,03
19 -584,687 -1894,66 -144,452 0 0 -2.623,8 -2623,8 -2.623,8
19 -292,343 -947,33 -72,226 0 0 -1.311,9 -1311,9 -1.311,9
19 0 0 0 0 0 0 0 0

20 0 0 0 0 0 0 0 0
20 292,3435 947,3305 72,22604 0 0 1.311,9 1311,9 1.311,9
20 584,687 1.894,661 144,4521 0 0 2.623,8 2623,8 2.623,8
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
TỔ HP MOMENT XOẮN Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ (KN.m)
Elem Hlmax Hlmin
Giá trò
Lớn nhất
1 11.715,22 -11.715,2 11.715,22
1 10.514,56 -10.415,5 10.514,56
1 9.371,44 -9.371,44 9.371,44
3 9.371,44 -9.371,44 9.371,44
3 8.947,11 -8.906,03 8.947,11
3 8.531,28 -8.531,28 8.531,28
4 8.531,28 -8.531,28 8.531,28
4 8.123,97 -8.071,97 8.123,97
4 7.725,18 -7.725,18 7.725,18
5 7.725,18 -7.725,18 7.725,18
5 7.334,89 -7.273,79 7.334,89
5 7.004,42 -7.004,42 7.004,42
6 7.004,42 -7.004,42 7.004,42
6 6.783,96 -6.763,2 6.783,96
6 6.650,13 -6.650,13 6.650,13
7 6.650,13 -6.650,13 6.650,13
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
7 6.450,47 -6.428,05 6.450,47
7 6.343,4 -6.343,4 6.343,4
8 6.343,4 -6.343,4 6.343,4

8 6.165,52 -6.141,99 6.165,52
8 6.084,21 -6.084,21 6.084,21
9 6.084,21 -6.084,21 6.084,21
9 5.929,11 -5.905,04 5.929,11
9 5.872,58 -5.872,58 5.872,58
10 5.872,58 -5.872,58 5.872,58
10 5.905,04 -5.929,11 5.929,11
10 6.084,21 -6.084,21 6.084,21
11 6.084,21 -6.084,21 6.084,21
11 6.141,99 -6.165,52 6.165,52
11 6.343,4 -6.343,4 6.343,4
12 6.343,4 -6.343,4 6.343,4
12 6.428,05 -6.450,47 6.450,47
12 6.650,13 -6.650,13 6.650,13
13 6.650,13 -6.650,13 6.650,13
13 6.763,2 -6.783,96 6.783,96
13 7.004,42 -7.004,42 7.004,42
14 7.004,42 -7.004,42 7.004,42
14 7.273,79 -7.334,89 7.334,89
14 7.725,18 -7.725,18 7.725,18
15 7.725,18 -7.725,18 7.725,18
15 8.071,97 -8.123,97 8.123,97
15 8.531,28 -8.531,28 8.531,28
16 8.531,28 -8.531,28 8.531,28
16 8.906,03 -8.947,11 8.947,11
16 9.371,44 -9.371,44 9.371,44
17 9.371,44 -9.371,44 9.371,44
17 10.415,45 -10.514,6 10.514,56
17 11.715,22 -11.715,2 11.715,22
19 0 0 0

19 0 0 0
19 0 0 0
20 0 0 0
20 0 0 0
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
TỔ HP MOMENT UỐN CỦA DẦM Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG (KN.m)
Elem DW+DC3 DC1 PL HLmin HLmax Mmin Mmax
Giá trò
lớn nhất
1 -3.868,214 -12.523,993 -954,044 -23.111,49 -4.161,67 -40.457,736 -21.507,924 40.457,736
1 -632,682 -2.048,415 -156,043 -9.188,57 3.457,00 -12.025,711 619,860 12.025,711
1 -1.574,527 -5.097,797 -388,336 -9.316,86 -1.155,70 -16.377,517 -8.216,363 16.377,517
3 -1.574,527 -5.097,797 -388,336 -9.316,86 -1.155,70 -16.377,517 -8.216,363 16.377,517
3 -817,770 -2.647,668 -201,692 -6.036,51 1.026,44 -9.703,644 -2.640,690 9.703,644
3 -678,966 -2.198,266 -167,458 -4.912,21 1.390,70 -7.956,901 -1.653,993 7.956,901
4 -678,966 -2.198,266 -167,458 -4.912,21 1.390,70 -7.956,901 -1.653,993 7.956,901
4 -65,388 -211,705 -16,127 -2.471,29 3.471,11 -2.764,506 3.177,894 3.177,894
4 -69,768 -225,885 -17,207 -2.230,19 3.766,72 -2.543,054 3.453,860 3.453,860
5 -69,768 -225,885 -17,207 -2.230,19 3.766,72 -2.543,054 3.453,860 3.453,860
5 458,992 1.486,064 113,204 -513,21 5.901,05 1.545,054 7.959,311 7.959,311
5 369,799 1.197,285 91,206 -988,79 6.153,01 669,501 7.811,296 7.811,296
6 369,799 1.197,285 91,206 -988,79 6.153,01 669,501 7.811,296 7.811,296
6 838,509 2.714,814 206,807 168,18 8.232,60 3.928,313 11.992,730 11.992,730
6 689,262 2.231,601 169,997 -706,99 8.307,29 2.383,866 11.398,151 11.398,151
7 689,262 2.231,601 169,997 -706,99 8.307,29 2.383,866 11.398,151 11.398,151
7 1.108,379 3.588,564 273,367 273,02 10.134,97 5.243,327 15.105,281 15.105,281
7 909,539 2.944,785 224,326 -665,22 9.901,63 3.413,433 13.980,284 13.980,284
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 25