Đồ án tốt nghiệp Xây dựng cầu liên tục BTCT dự ứng lực thi công theo công nghệ đúc hẫng cân bằng

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG
1.1.1 Lịch sử phát triển
Trong số rất nhiều công nghệ thi công cầu BTCT, công nghệ thi công hẫng nổi lên
với nhiều ưu điểm và được áp dụng rộng rãi trên thế giới cũng như ở Việt Nam.
Từ 1977, phương pháp đúc hẫng và lắp hẫng đã được áp dụng để thi công một số
cây cầu ở nước ta: Cầu Phú Lương, cầu Tiên Cựu (Hải Phòng), cầu Lạc Quần
( Nam Định ),gần đây có cầu Thanh Trì va Vĩnh Tuy bắc qua sông Hồng ở Hà
Nội,…
1.1.2 Ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng
• Phương pháp đúc hẫng là quá trình xây dựng kết cấu nhịp dần từng đốt theo sơ đồ
hẫng cho tới khi nối liền thành kết cấu nhịp hoàn chỉnh.
• CÓ thể thi công hẫng từ trụ đối xứng ra 2 phía ( gọi là đúc hẫng cân bằng ) hoặc
thi công hẫng dần từ bờ ra.
• Ưu điểm nổi bật của loại cầu này là việc đúc hẫng từng đốt dầm trên đà giáo, giảm
được chi phí đà giáo. Mặt khác đối với các dầm có chiều cao mặt cắt thay đổi thì
chỉ việc điều chỉnh cao độ ván khuôn. Phương pháp thi công hẫng không phụ
thuộc vào điều kiện sông nước và không gian dưới cầu…Loại cầu này thường sử
dụng cho các loại nhịp từ 60 – 150m và có thể lớn hơn nữa.
• Ở nước ta, nhiều cầu BTCT DƯL thi công hẫng đã xây dựng như cầu Phù Đổng,
cầu Non Nước, cầu Hòa Bình, cầu Tân Đệ, cầu Yên Lệnh, cầu Hạ Hòa, cầu Ngọc
Tháp,…
• Từ các phân tích trên, ta lựa chọn phương án cầu liên tục BTCT dự ứng lực thi
công theo công nghệ đúc hẫng cân bằng.
1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN
1.2.1 Tiêu chuẩn thiết kế
Cầu được thiết kế theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 và tiêu chuẩn thiết
kế đường ô tô TCVN 4054 – 05.
1.2.2 Điều kiện tự nhiên tại vị trí xây dựng cầu
a. Đặc điểm về kinh tế - xã hội
• Cầu nằm trên đường liên tỉnh, nối liền Hà Nội với Hưng Yên.
b. Đặc điểm về thủy lực – thủy văn

Điều kiện thủy văn ít thay đổi:
• MNCN: + 7,05 m.
• MNTT: + 3,25 m.
• MNTN: + 0,64 m.
c. Đặc điểm về địa hình – địa chất
Đặc điểm địa chất:
Dựa vào hồ sơ khảo sát địa chất được thực hiện bởi Công Ty Tư Vấn Triển Khai Công
Nghệ và Xây Dựng Mỏ Địa Chất (CODECO), địa chất tại vị trí cầu được tóm tắt và trình
bày trong (Bảng 2.2.)
Bảng 2.2 : Nền đất :
Lớp
đất
Ký
hiệu
Cao độ Chiều dày Mô tả N30 Hố khoan
1 1a
Đất
mặt
0.4 - 0.6m
TB =
0.47m
Sét pha với dễ thực vật -
Tất cả các hố
khoan trừ LC4,
LC5
2 1b
Đáy
sông
TB =
1.00m

Bùn sét , màu xám đen - LC4, LC5
3 2
0.4m –
0.6m
1.3 – 7.2m
TB =
2.33m
Sét, màu nâu vàng ,
trạng thái dẻo cứng
4 - 9
TB = 6
Tất cả hố khoan
trừ LC4 & LC5
4 3
1.0m –
7.8m
1.5 – 9.0m
TB =
4.13m
Sét , màu xám và xám
đen , lẫn ít hưu cơ ,
trạng thái dẻo cháy
1-6
TB = 2
Tất cả hố khoan
5 4
2.5m –
8.0m
1.0 – 10.5m
TB =

4.94m
Sét ,màu xám , trắng
,xám xanh , xám vàng ,
dẻo mèn đén dẻo cứng
5 - 18
TB = 10
Tất cả hố khoan
trừ TC2, LC3,
TC4, LC8
6 5
5.8m -
12.8m
2.8 – 7.9m
TB =
5.86m
Sét pha, màu nâu, nâu
đỏ, xám vàng, trạng
thái dẻo cứng đến nửa
cứng.
6 – 18
TB = 13
Tất cả hố khoan
trừ TC1,
TC3,LC1, LC2,
LC3.
7 6
12.6m
–
16.6m
0.9 – 4.2m

TB =
2.17m
Sét pha lẫn cát, màu
xám vàng, vàng,trạng
thái dẻo mềm
5 – 22
TB = 11
LD1, LC1,
LC6, LC7,
LC8, TC3, TC4
8 7
14.0m
–
17.4m
4.0 – 5.5m
TB =
4.87m
Cát hạt trung lẫn sét
pha, màu xám vàng,
nâu vàng, trạng thái
xốp
6 -11
TB = 8
TC1, LC7,
LC8.
9 8
9.8m –
22.5m
5.3m
Cát hạt nhỏ - trung,

xám vàng, lẫn ít sỏi
sạn, trạng thái chặt
vừa.
9 – 52
TB = 19
Tất cả hố
khoan.
10 9
19.0m
–
34.8m
16 – 11m
TB =
4.88m
Cát bụi, cát hạt trung,
màu xám vàng, nâu
vàng, xen kẹp sét pha,
trạng thái chặt vừa.
13 – 33
TB = 22
Tất cả hố khoan
trừ LD1, TC1,
TC3, LC8.
11 10
25m –
43.6m
9.18m
Cát hạt trung màu xám
vàng, lẫn sỏi sạn, trạng
thái chặt vừa.

13 – 67
TB = 28
Tất cả hố khoan
trừ LD1, TC1,
TC3.
12 11
40.8m
–
50.5m
10.78m
Sỏi cuộn lẫn cát màu
xám vàng, xám xanh,
xám trắng, trạng thái
rất chặt.
21 – 105
TB = 71
Tất cả hố khoan
trừ LD1, TC1,
TC2, TC3,
TC4.
1.2.3 Sơ đồ kết cấu
a. Kết cấu phần trên cầu Bê Tông dự ứng lực thi công bằng phương pháp đúc hẫng
cân bằng.
• Nhịp chính:
+ Dầm liên tục 3 nhịp 70 + 100 + 70m thi công đúc hẫng cân bằng.
+ Chiều cao hộp trên đỉnh trụ, h = 5,880 m.
+ Chiều cao hộp tại mặt cắt giữa nhịp, h = 2,5m.
+ Cao độ đáy dầm thay đổi theo đường cong Parabol.
• Nhịp dẫn: 6 nhịp 33m.
b. Kết cấu phần dưới

• Trụ cầu:
+ Dùng loại trụ thân đặc BTCT thường đổ tại chỗ
+ Dùng móng cọc khoan nhồi đổ tại chỗ, đường kính :1.5 m.
• Mố cầu:
+ Mố chữ U bê tông cốt thép.
+ Dùng móng cọc khoan nhồi đổ tại chỗ, đường kính :1.5 m.
1.3 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
1.3.1 Khổ cầu
• Bề rộng phàn xe chạy: Bxe = 2 x 3,75 m
• Bề rộng làn người bộ hành: bng = 2 x 1,75 m
• Bề rộng chân lan can: blc = 2 x 0,5 m
 Bề rộng toàn cầu: B = 2 x 3,75 + 2 x 1,75 + 2 x 0,5 = 12 m
1.3.2 Khổ thông thuyền
• Tĩnh không thông thuyền : H = 3,5 m
• Chiều rộng khổ thông thuyền : B = 25m
1.3.3 Tải trọng thiết kế
• Tải trọng thiết kế : HL 93
• Tải trọng người : 3kN/m
2
1.3.4 Các yếu tố hình học của cầu
• Trên mặt bằng cầu nằm trên đường thẳng.
• Trên mặt đứng cầu nằm trên đường cong tròn, bán kính R = 5000 m, độ dốc dọc
cầu dẫn i
d
= 3%.
• Độ dốc theo phương ngang cầu i
n
= 2%.
1.3.5 Vật liệu thiết kế
a. Kết cấu phần trên

• Bê tông dầm:
+ Bê tông có cường độ chịu nén : f’
c
= 40 MPa.
+ Trọng lượng riêng của bê tông : γ
c
= 25kN/m
3
.
• Cốt thép cường độ cao:
+ Theo tiêu chuẩn ASTM A416M – Grade 270 của hãng VSL.
+ Đường kính danh định 1 tao: 15.2mm.
+ Mặt cắt danh định: A
ps
= 1,41cm
2
+ Cường độ chịu kéo: f
pu
= 1860MPa.
+ Cường độ chảy: f
py
= 1670MPa.
+ Mô đun đàn hồi: E
ps
= 197000MPa.
+ Hệ số ma sát: µ = 0.2
+ Hệ số ma sắt lắc trên 1mm chiều dài bó cáp: K = 6.6x10
-7
(mm
-1

).
• Cốt thép thường:
+ Theo tiêu chuẩn ASTM 706M.
+ Giới hạn chảy f
y
= 420MPa.
+ Mô đun đàn hồi E
s
= 2x10
8
MPa.
• Cấu tạo lớp phủ mặt cầu
STT Cấu tạo Chiều dày (m)
γ
a
(kN/m
3
)
P (kN/m
2
)
1 Lớp bêtông Asphalt 0.070 23 1.61
2 Lớp phòng nước 0.004 15 0.06
Tổng 0.074 1.67
b. Kết cấu phần dưới
• Bê tông :
+ Bê tông có cường độ chịu nén:
'
c
f

= 30MPa.
+ Trọng lượng riêng của bê tông: γ
c
= 25kN/m
3
.
• Cốt thép thường :
+ Theo tiêu chuẩn ASTM 706M.
+ Giới hạn chảy f
y
= 420MPa.
+ Mô đun đàn hồi E
s
= 2x10
5
MPa.
1.4 CÁC HỆ SỐ TÍNH TOÁN
1.4.1 Hệ số tải trọng
STT Loại tải trọng Kí hiệu Giá trị
1 Tĩnh tải giai đoạn I DC
γ
DC
1.250
2 Tĩnh tải giai đoạn II DW
γ
DW

1.500
3 Hoạt tải
γ

ht

1.750
1.4.2 Hệ số xung kích
• Hệ số xung kích xét cho tải trọng thiết kế ( 1+ IM ) = 1,25
1.4.3 Hệ số làn xe
Số làn M
1 1.2
2 1
3 0.85
>3 0.65
Với 4 làn xe thiết kế, ta có m = 0,65 .
1.5 KÍCH THƯỚC CẤU TẠO DẦM CHỦ
1.5.1 Cấu tạo dầm chủ
• Chiều dài kết cấu nhịp:
+ Chiều dài nhịp giữa: L
g
= 100 m.
+ Chiều dài nhịp biên: L
b
=70 m.
• Mặt cắt ngang: Dựa vào kinh nghiệm mối quan hệ giữa chiều cao hộp, chiều dày
bản nắp , bản đáy với L
g
và khổ cầu ta sơ bộ chọn mặt cắt ngang kết cấu nhịp như
hình vẽ:
MẶT CẮT 2-3
12000
300
5880

600
2415
2500
250
300
2978.3333
400
400
2
%
2
%
500
500
MẶT CẮT 1-1
12000
2000
5880
600
300
1600
2
%
2
%
500
1.5.2 Phương trình đường cong đáy dầm và đương cong mặt cầu nhịp giữa.
• Xác định phương trình đường cong mặt cầu ở giữa nhịp:
• Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ dưới
• Xuất phát từ phương trình đường cong tròn:

= m , R: Bán kính đường cong tròn, gốc tọa độ tại O’
Ta chuyển gốc tọa độ: gốc O’ tới vị trí O ( chọn vị trí gốc tọa độ O là tại điểm cách gối
1,5m theo phương dọc cầu )
Với : X
1
=X – AO = = = X – 48,5
Và Y
1
=Y + O’A = Y + = Y + 4993,88
Trong đó :
H
O
: là chiều cao mặt trên của dầm tại gối.
L
g
:Chiều dài nhịp giữa.
Vậy phương trình đường cong mặt cầu :
Y
1
= – 4993,88
C
B
A
O
'
O
R
=
5
0

0
0

M
• Xác định phương trình đường cong đáy dầm ở giữa nhịp :
• Tại vị trí giữa nhịp : x
1
= 48.5 m => y
1
=6.12 m
• Giả thiết đáy dầm có cao độ thay đổi theo đường cong Parabol bậc 2 tại mặt cắt
giữa nhịp : y = ax
2
+ bx + c
(0,0)
Y
A
B
X
• Gốc tọa độ tại điểm nằm ngang cách tim gối 1.5 m.
• Vì phương trình đi qua điểm có tọa độ (0,0) nên phương trình Parabol có dạng
• Y
2
= ax
2
+ bx
• Ta có hai cặp tọa độ sau : A(48.5;3.62), B(97;0).
• Thay số, và giải hệ phương trình ta có :
• a = - 0.00154
• b = 0.14928

• Vậy phương trình đường cong đáy dầm có dạng:
• Y
2
= -0.00154x
2
+ 0.14928x.
1.5.3 Phương trình đường cong thay đổi chiều dày bản đáy
• Phương trình đường cong là đường Parabol bậc 2 có dạng: y = ax
2
+ bx + c
• Gốc tọa độ tại điểm nằm ngang cách tim gối 1.5m.
• Phương trình đi qua 3 điểm : A(48.5;3.87), B(97;0.6), C(0;0.6).
• Thay số, và giải hệ phương trình ta có:
a = -0.00156
b = 0.15134
• Vậy phương trình đường cong thay đổi chiều dày bản đáy có dạng:
Y
3
= -0.00156x
2
+ 0.15134x + 0.6
1.5.4 Phân chia đốt dầm
• Công tác chia đốt dầm tùy thuộc vào năng lực của xe đúc. Ta chia như sau :
+ Đốt K0 có chiều dài 14m.
+ Các đốt K1 K4 có chiều dài 2.5m.
+ Các đốt K5K8 có chiều dài 3.0m.
+ Các đốt K9K13 có chiều dài 4.0m.
+ Đốt hợp long nhịp biên, nhịp giữa có chiều dài 2.0m.
+ Đốt đúc trên đà giáo nhịp biên có chiều dài 19m.
• Phân chia các đốt đúc :

K0
K1
K2
K3
K4
K5
K6 K7
K8
K9
K10
K11
K12
K13
HL
14000 10000
12000
20000
2000
1.5.5 Đặc trưng hình học
• Để tính toán đặc trưng hình học ta có thể sử dụng công thức tổng quát như sau để
tính :
+ Diện tích mặt cắt :
F = .
+ Tọa độ trọng tâm mặt cắt ( so với trọng tâm đáy dầm ) :
y
c
= .
+ Mômen tĩnh của mặt cắt đối với trục x :
S
x

= .

+ Mômen quán tính đối với trục trung hòa :
J
th
= J
x
– y
c
2
.F
• Trên cơ sở các phương trình đường cong đáy dầm và đường cong thay đổi chiều
dày bản đáy lập được ở trên ta xác định được các kích thước cơ bản của từng mặt
cắt dầm.
• Bảng tính cao độ đáy dầm, chiều dày bản đáy , chiều cao dầm :
Trong đó :
+ x: Khoảng cách từ gốc tọa độ đến mặt cắt đang xét.
+ y
1
: Cao độ đường cong mặt cầu.
+ y
2
: Cao độ đáy dầm.
+ y
3
: Cao độ đường cong thay đổi chiều dày bản đáy dầm.
+ h
dam
: Chiều cao mặt cắt đang xét, h
dam

= y
3
– y
1
.
+ t : Chiều dày bản đáy, t = y
2
– y
1
.
Bảng tính cao độ đáy dầm, chiều dày bản đáy , chiều cao dầm:
Tên Mặt
Cắt
x (m) y1(m) y2(m) y3(m)
hdam
(m)
t (m)
K0
0 0.00 0.60 5.88 5.88 0.60
K0
2.5 0.36 0.97 5.91 5.55 0.61
K1
5 0.71 1.32 5.93 5.22 0.61
K2
7.5 1.03 1.65 5.95 4.92 0.61
K3
10 1.34 1.96 5.97 4.63 0.62
K4
12.5 1.62 2.25 5.99 4.37 0.62
K5

15.5 1.94 2.57 6.01 4.07 0.63
K6
18.5 2.23 2.87 6.03 3.80 0.63
K7
21.5 2.50 3.13 6.05 3.55 0.64
K8
24.5 2.73 3.37 6.06 3.33 0.64
K9
28.5 3.00 3.65 6.08 3.08 0.64
K10
32.5 3.22 3.87 6.09 2.87 0.65
K11
36.5 3.39 4.05 6.11 2.71 0.65
K12
40.4 3.51 4.17 6.11 2.60 0.65
K13
44.5 3.59 4.25 6.12 2.53 0.66
K HL
48.5 3.61 4.27 6.12 2.51 0.66
• Đặc trưng hình học của từng mặt cắt như sau:
Tên mặt
cắt
X (m) Tên đốt h
dam
(m) F(m
2
) Y
o
(m) I
x

(m
4
) I
y
(m
4
)
-1.50 Đốt K0
5.88 11.85 2.46 54.614 62.232
0 0.00
5.88 11.85 2.46 54.614 62.232
1 2.5
5.11 11.02 2.07 38.798 58.609
2 5 Đốt K1
4.81 10.68 1.92 33.557 57.086
3 7.5 Đốt K2
4.54 10.35 1.79 29.001 55.577
4 10 Đốt K3
4.28 10.04 1.67 25.06 54.096
5 12.5 Đốt K4
4.04 9.75 1.55 21.669 52.653
6 15.5 Đốt K5
3.77 9.43 1.43 18.239 50.989
7 18.5 Đốt K6
3.54 9.13 1.31 15.415 49.416
8 21.5 Đốt K7
3.32 8.85 1.21 13.109 47.953
9 24.5 Đốt K8
3.13 8.61 1.13 11.247 46.616
10 28.5 Đốt K9

2.92 8.33 1.03 9.338 45.059
11 32.5 Đốt K10
2.75 8.10 0.96 7.969 43.788
12 36.5 Đốt K11
2.62 7.93 0.90 7.038 42.827
13 40.4 Đốt K12
2.54 7.82 0.87 6.474 42.198
14 44.5 Đốt K13
2.50 7.76 0.86 6.229 41.912
15 48.5 Đốt HL
2.50 7.76 0.86 6.229 41.912
16 - Đà giáo
2.50 7.76 0.86 6.229 41.912
17 - Sát trụ
2.50 7.76 0.86 6.229 41.912
1.5.6 Quy đổi về mặt cắt chữ T
1.5.6.1 Xác định bề rộng cánh hữu hiệu b
e
• Theo điều 4.6.2.6.2 Quy trình 22TCN272-05 quy định bề rộng bản cánh hữu hiệu
với dầm hộp đúc sẵn như sau: Có thể giả thiết các bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu
bằng bề rộng bản cánh thực nếu như:
+ b < 0,1.l
i
+ b < 3.d
o
Trong đó :
+ d
o
:Chiều cao của kết cấu nhịp, d
o

= 5880 mm.
+ l
i
:Chiều dài nhịp quy ước.
• Đối với dầm liên tục, l
i
= 0.8l đối với nhịp cuối; l
i
= 0.6l đối với nhịp giữa.
• Đối với mặt cắt trên trụ, ta có l
i
= 0,6 x 100000 = 60000 mm.
+ b :Chiều rộng thực của bản cánh tính từ bản bụng dầm ra mỗi phía, nghĩa là b
1
, b
2
, b
3

trong hình vẽ (mm) :
b2 b1b1
b3
• Với mặt cắt đỉnh trụ ta có :
b
1
= 2700 mm b
2
= 5800 mm b
3
= 4318 mm

 Max(b
1
,b
2
,b
3
)= 5800 < 3.d
o
= 3. 5880 = 17640 mm.
Max(b
1
,b
2
,b
3
)= 5800 < 0.1l
i
= 6000 mm.
 Bề rộng bản cánh hữu hiệu b
e
= 12000 mm.
• Với mặt cắt giữa nhịp ta có :
b
1
= 2700 mm b
2
= 5800 mm b
3
= 5328 mm.
 Max(b

1
,b
2
,b
3
)= 5800 < 3.d
o
= 3.5880 = 17640 mm.
Max(b
1
,b
2
,b
3
)=5800 < 0.1l
i
= 6000 mm.
 Bề rộng bản cánh hữu hiệu b
e
= 12000 mm.
1.5.6.2 Quy đổi về mặt cắt chữ T
• Nguyên tắc quy đổi :
+ Chiều cao mặt cắt không đổi.
+ Diện tích mặt cắt không đổi.
Dw
t
s
tb
H
b

bb
tw
bs
• Quy đổi mặt cắt đỉnh trụ :
+ Bề rộng bản cánh trên : b
s
= 12000 mm.
+ Chiều cao bản cánh trên : t
s
=410 mm.
+ Bề rộng sườn dầm : t
w
= 2400 mm.
+ Chiều cao sườn : D
w
=4837 mm.
+ Bề rộng bầu dầm : b
b
= 4830 mm.
+ Chiều cao bầu dầm : t
b
=633 mm.
• Quy đổi mặt cắt giữa nhịp :
+ Bề rộng bản cánh trên : b
s
= 12000 mm.
+ Chiều cao bản cánh trên : t
s
=391 mm.
+ Bề rộng sườn dầm : t

w
= 2400 mm.
+ Chiều cao sườn : D
w
= 1842 mm.
+ Bề rộng bầu dầm : b
b
=5901 mm.
+ Chiều cao bầu dầm : t
b
=269 mm.
1.6 TÍNH TOÁN NỘI LỰC
1.6.1 Tĩnh tải giai đoạn I
• Để đơn giản trong tính toán, ta coi trọng lượng trọng mỗi đốt đặt tải giữa đốt và
thay đổi tuyến tính theo chiều dài đốt.
• Công thức xác định:
DC
tc
= V. γ
c
DC
tt
= γ
1
. DC
tc
Trong đó :
+ V : thể tích đốt dầm (m
3
)

+ γ
c
: Trọng lượng riêng bê tông dầm, γ
c
=25 kN/m
3
.
+ DC
tc
, DC
tt
: Tĩnh tải giai đoạn I tiêu chuẩn, tĩnh tải giai đoạn I tính toán
(kN).
+γ
1
: Hệ số tải trọng, γ
1
= 1,25.
• Từ bảng ĐTHH của các đốt dầm, ta tính được trọng lượng của các đốt như sau:
Tên đốt x Chiều
dài
Chiều
cao
FTB V P DCtc DCtt
(m) (m) (m) (m
2
) (m
3
) (kN) (kN/m) (kN/m)
K0 -1.50 1.5 5.88

11.54
17.31 432.75 556.3 695.4
2.5 2.5 5.55
10.71
26.78 669.5
K1 5 2.5 5.22
10.38
25.95 648.75 259.5 324.4
K2 7.5 2.5 4.92
10.07
25.18 629.5 251.8 314.8
K3 10 2.5 4.63
9.78
24.45 611.25 244.5 305.6
K4 12.5 2.5 4.37
9.49
23.73 593.25 237.3 296.6
K5 15.5 3 4.07
9.19
27.57 689.25 229.75 287.2
K6 18.5 3 3.80
8.90
26.70 667.5 222.5 278.1
K7 21.5 3 3.55
8.64
25.92 648 216 270
K8 24.5 3 3.33
8.41
25.23 630.75 210.25 262.8
K9 28.5 4 3.08

8.15
32.60 815 203.75 254.7
K10 32.5 4 2.87
7.93
31.72 793 198.25 247.8
K11 36.5 4 2.71
7.78
31.12 778 194.5 243.1
K12 40.4 4 2.60
7.68
30.72 768 192 240
K13 44.5 4 2.53
7.63
30.52 763 190.75 238.4
HL 48.5 1 2.51
7.63
7.63 190.75 190.75 238.4
Tĩnh tải trung bình 239.86 299.8
1.6.2 Tĩnh tải giai đoạn II
1.6.2.1 Trọng lượng chân lan can
• Cấu tạo lan can cầu:
500
600
300
500
50
200
100
100
• Trọng lượng dải đều của lan can, tay vin có thể lấy sơ bộ, q

lc
= 0,1kN/m.
• Trọng lượng dải đều của chân lan can được tính như sau:
q
clc
= 2. 0,75 . b
clc
. γ
c

Trong đó:
+ b
clc
: Bề rộng chân lan can, b
clc
= 0,5m.
+ h
clc
: Chiều cao chân lan can, h
clc
= 0,6m.
+ γ
c
: Trọng lượng riêng bê tông, γ
c
= 25kN/m
3
.
+ 0,75: Hệ số tính toán gần đúng xét đến cấu tạo thực chân lan can.
q

clc
= 2 . 0,75 . 0,5 . 0,6 . 25 = 11,25 kN/m.
1.6.2.2 Trọng lượng lớp phủ mặt cầu
1.6.2.2.1 Cấu tạo lớp phủ mặt cầu
STT Cấu tạo Chiều dày (m)
γ
a
(kN/m
3
)
P (kN/m
2
)
1 Lớp bêtông Asphalt 0.070 23 1.61
2 Lớp phòng nước 0.004 15 0.06
Tổng 0.074 1.67
• Khi tính toán ta coi lớp phủ mặt cầu có chiều dày không đổi.
1.6.2.2.2 Trọng lượng lớp phủ mặt cầu phần lề đi bộ
• Bề rộng lề đi bộ : b
le
= 1,75m.
• Trọng lượng lớp phủ mặt cầu phần lề đi bộ:
q
le
= 2. P . b
le
= 2. 1,67 . 1,75 = 5.845 kN/m.
1.6.2.2.3 Trọng lượng lớp phủ mặt cầu phần xe chạy
• Bề rộng phần xe chạy: B
xe

= 2 . 3,75 = 7,5 m.
• Trọng lượng lớp phủ mặt cầu phần xe chạy:
q
xe
= P . B
xe
= 7,5 . 1,67 = 12,525 kN/m.
1.6.2.2.4 Trọng lượng dải phân cách
• Cầu không có giải phân cách
1.6.2.2.5 Tổng hợp tĩnh tải giai đoạn II
• Tĩnh tải giai đoạn II tiêu chuẩn :
DW
tc
= q
lc
+ q
clc
+ q
le
+ q
xe
+ q
pc
= 0,1 + 11,25 + 5,845 + 12,525 = 29,72 kN/m.
• Tĩnh tải giai đoạn II tính toán :
DW
tt
= γ
2
. DW

tc
= 1,5 . 29,72 = 44,58 kN/m.
1.6.3 Tính toán nội lực
• Nội lực tại các mặt cắt được tính toán qua 2 giai đoạn: Giai đoạn thi công và giai
đoạn khai thác.
• Giai đoạn thi công:
+ Sơ đồ 1: Giai đoạn đúc hẫng đối xứng.
+ Sơ đồ 2: Giai đoạn hợp long nhịp bien.
+ Sơ đồ 3: Giai đoạn hợp long nhịp giữa.
• Giai đoạn khai thác:
+ Sơ đồ 4: Sơ đồ dỡ tải trọng thi công.
+ Sơ đồ 5: Sơ đồ rải tĩnh tải phần II.
+ Sơ đồ 6: Sơ đồ cầu chịu hoạt tải.
• Do kết cấu đối xứng, nên ta chỉ cần tính nội lực tại vị trí trụ T3,T4 và tại mặt cắt
giữa nhịp.
1.6.3.1 Giai đoạn thi công
Sơ đồ 1:Giai đoạn đúc hẫng đối xứng
• Tải trọng bao gồm:
+ Trọng lượng bản thân các đốt dầm tiêu chuẩn: q
bt
+ Tải trọng thi công tiêu chuẩn: q
tc
=2,4 . 12 = 28,8 kN/m.
+ Trọng lượng xe đúc: P
XD
= 800 kN.
• Hệ số tải trọng:
+ Tĩnh tải giai đoạn I : γ
1
= 1,25.

+ Tải trọng thi công : γ
c
= 1,25.
+ Tải trọng xe đúc : γ
d
= 1,25.
• Sử dụng Midas 7.01 để tính toán và phân tích nội lực ta có:
Biểu đồ mômen giai đoạn đúc hẫng đối xứng
Sơ đồ 2:Giai đoạn hợp long nhịp biên
• Đúc đốt hợp long nhịp biên, khi bê tông đạt cường độ tiến hành căng cáp DƯL và
sau đó tiến hành hạ đà giáo.
• Tải trọng bao gồm:
+ Tải trọng thi công tiêu chuẩn: q
tc
= 2,4 . 12 = 28,8 kN/m.
+ Trọng lượng đốt hợp long: P
HL
= 381,5 kN.
+ Trọng lượng xe đúc: P
XD
= 800 kN.
• Hệ số tải trọng :
+ Tĩnh tải giai đoạn I : γ
1
= 1,25.
+ Tải trọng thi công : γ
c
= 1,25.
+ Tải trọng xe đúc : γ
d

= 1,25.
1.7 TÍNH SỐ BÓ CÁP DƯL
1.7.1 Đặc trưng vật liệu
Cáp DƯL
• Theo tiêu chuẩn ASTM A416M – Grade 270 của hãng VSL.
• Các chỉ tiêu của cáp DƯL:
+ Cường độ chịu kéo: f
pu
= 1860MPa.
+ Cường độ chảy: f
py
= 1670MPa.
+ Mô đun đàn hồi: E
ps
= 197000MPa.
+ Chiều dài tụt theo ΔA: ΔA = 5 mm.
• Các chỉ tiêu của ống bọc vật liệu Polyethylen:
+ Hệ số ma sát: µ = 0.2
+ Đường kính ống bọc D
ong
+ Hệ số ma sắt lắc trên 1mm chiều dài bó cáp: K = 6.6x10
-7
(mm
-1
).
Bê tông
+ Bê tông có cường độ chịu nén : f’
c
= 40 MPa.
+ Trọng lượng riêng của bê tông : γ

c
= 25kN/m
3
.
Cốt thép thường
+ Theo tiêu chuẩn ASTM 706M.
+ Giới hạn chảy f
y
= 420MPa.
+ Mô đun đàn hồi E
s
= 2x10
8
MPa.
1.7.2 Tính số bó cốt thép DƯL tại các mặt cắt
• Công thức tính toán sức kháng uốn:
M
n
= A
ps
.f
ps
.(d
p
- )+ A
s
.f
y
.( d
s

- ) – A
s
’
.f
y
’
.( d
s
’

- )+ 0,85f
c
’
.(b-b
w
) .h
f
.β
1
.( - )
• Bỏ qua lượng cốt thép thường ta có :
M
n
= A
ps
.f
ps
.(d
p
- )+ 0,85f

c
’
.(b-b
w
) .h
f
.β
1
.( - )
M
n
= 0,85 .a .b
w
.f
c
’
.(d - ) + 0,85 . β
1
.(b – b
w
) .h
f
.f
c
’
.(d - )
• Nếu tính với mặt cắt chữ nhật: M
n
= A
ps

.f
ps
.(d
p
- )
Trong đó:
+ A
ps
: Diện tích cốt thép DƯL (mm
2
)
+ f
ps
:Ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL ở sức kháng uốn danh định của dầm.
+ d
p
: Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép DƯL (mm)
+ b : Bề rộng của mặt chịu nén của bản cấu kiện (mm)
+ b
w
: Chiều dày bản bụng (mm)
+ h
f
: Chiều dày bản cánh chịu nén của dầm I, h
f
= t
s
(mm)
+ a = c . β
1

: Chiều dày khối ứng suất tương đương (mm)
+ β
1
: Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất theo quy định:
β
1
= 0,85 với f
c
’
28MPa
β
1
= 0,65 với f
c
’
56MPa
β
1
= 0,85 – 0,05 . với 28 f
c
’
56MPa
Do đó: β
1
= 0,85 – 0,05. = 0,85 – 0,05 . . = 0,76
• Ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL ở sức kháng uốn danh định có thể được
xác định theo công thức sau:
f
ps
= f

pu
.(1- k . ) với k = 2 .(1,04 - ) = 2 .(1,04 - ) = 0,28
Ta có : c =
• Nếu bỏ qua lượng cốt thép thường :
+ Trường hợp trục trung hòa đi qua sườn ( chiều dày bản cánh chịu nén h
f
< c ). Khi đó
coi là mặt cắt chữ T.
+ Trường hợp trục trung hòa không đi qua sườn ( chiều dày bản cánh chịu nén h
f
> c).
Khi đó coi là mặt cắt chữ nhật nhưng phải thay b
w
bằng b.
• Tính sơ bộ diện tích cốt thép DƯL cần thiết:
+ Với mặt cắt đỉnh trụ T3:
Tạm lấy sơ bộ giá trị d
p
= H – a
p
= 588 – 20 = 568 cm
 Chiều cao vùng chịu nén tối đa: c’ = 0,42 .d
p
= 0,42 .568 = 238,58 cm.
 a’ = β .c’ = 0,76 . 238,58 = 181,32 cm
 A
psct
= = =cm
2
c = (giả sử trục trung hòa đi qua sườn c > h

f
)
+ Với mặt cắt giữa nhịp:
Tạm lấy sơ bộ giá trị d
p
= H – a
p
= 250 -15 =235 cm.
 Chiều cao vùng chịu nén tối đa : c’ = 0,42 .d
p
= 0,42 . 235 = 98.7 cm.
 a’ = β .c’ = 0,76 .98,7 = 75,01 cm.
 A
psct
= = =cm
2
c = (giả sử trục trung hòa đi qua cánh c > h
f
)
1.7.3 Tính số bó cốt thép chịu mômen âm và mômen dương
Các đại lượng Kí
hiệu
Mặt cắt đỉnh
trụ T3
Mặt cắt giữa
nhịp
Đơn
vị
Mômen tính toán M
tt

kN.
m
Chiều cao mặt cắt h cm
Chiều cao bố trí cáp DƯL a
p
cm
Chiều cao có hiệu của mặt cắt d
p
cm
Bề dày bản bụng b
w
cm
Bề rộng bản cánh chịu nén B cm
Chiều cao bản cánh chịu nén h
f
cm
Chiều dày khối ứng suất tương đương a cm
Chiều cao vùng chịu nén c cm
Vị trí trục trung hòa Qua sườn Qua cánh
Ứng suất trung bình trong cốt thép
DƯL
f
ps
MPa
Diện tích cốt thép DƯL cần thiết A
psct
cm
2
Loại cáp DƯL sử dụng 25T15,2mm 27T15,2mm
Diện tích 1 bó cốt thép a

bo
cm
2
Số bó cốt thép DƯL cần thiết n
ct
bó
Số bó cốt thép DƯL n
bt
bó
Diện tích cốt thép DƯL A
psbt
cm
2
Vậy bố trí bó 25T15,2mm tại mặt cắt đỉnh trụ T3 và bố trí bó 27T15,2mm tại mặt cắt
giữa nhịp.
1.8 KIỂM TOÁN THEO TTGHCĐ
1.8.1 Công thức kiểm toán
• Công thức kiểm toán:
M
r
= . M
n
M
u
Trong đó:
+ φ : Hệ số sức kháng uốn, φ = 0,9 cho bê tông cốt thép thường, φ = 1,0 cho cốt thép
DƯL.
+ M
n
: Sức kháng uốn danh định của mặt cắt.

+ M
u
: Mômen do tải trọng gây ra.
Với
M
n
= A
ps
.f
ps
.(d
p
- ) + A
s
.f
y
.(d
s
- ) – A
s
’
.f
y
’
.(d
s
’
- ) + 0,85 .f
c
’

.(b – b
w
).h
f
.β
1
.( )
+ A
ps
: Diện tích cốt thép DƯL (mm
2
)
+ f
ps
: Ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL ở sức kháng uốn danh định của dầm
+ d
p
: Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép DƯL.
+ b :Bề rộng của mặt chịu nén của bản cấu kiện (mm).
+ b
w
: Chiều dày bản bụng (mm).
+ h
f
: Chiều dày bản cánh chịu nén của dầm I. h
f
= t
s
(mm).
+ a = c .β

1
:Chiều dày khối ứng suất tương đương (mm).
+ β
1
: Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất theo quy định.
+ A
s
,A
s
’
: Diện tích cốt thép thường chịu nén và chịu kéo.
• Ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL ở sức kháng uốn danh định có thể được
xác định theo công thức sau:
f
ps
= f
pu
.(1- k.) với k = 2.(1,04 - ) = 2. (1,04 - ) = 0,28.
Ta có:
• TTH đi qua bản sườn: c = h
f
• TTH đi qua bản cánh: c = < h
f
1.8.2 Tính duyệt mặt cắt
Các đại lượng Kí
hiệu
Mặt cắt
đỉnh trụ T3
Mặt cắt
giữa nhịp

Đơn
vị
Bố trí cốt thép thường chịu kéo: