ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG THIẾT KẾ CẦU NAM Ô

ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
Lời cảm ơn.
Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì Giao thông là bộ mặt,
là huyết mạch của một quốc gia. Đất nước ta đang trong thời kỳ phát triển nhanh chóng
thì nhu cầu về xây dựng cơ sở hạ tầng trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho sự tăng
trưởng nhanh chóng và vững chắc của đất nước. Trong đó nổi bật lên là nhu cầu xây
dựng cơ bản, phát triển mạng lưới giao thông vận tải.
Với nhận thức về tầm quan trọng của vấn đề trên, chúng em là những công dân,
những nguời kỹ sư tương lai thì chúng em phải làm sao trang bị cho mình những kiến
thức cần thiết để sau này ra trường là một người có ích cho xã hội, góp một phần công
sức của mình vào công cuộc xây dựng và bảo vệ tổ quốc.
Trong học kỳ này em được Khoa giao đồ án tốt nghiệp với đề tài thực tế là “Thiết
kế cầu Nam Ô”; nằm trong Dự án tín dụng nghành GTVT để cải tạo mạng lưới đường
quốc gia ( giai đoạn một) .
. Qua đó phần nào giúp em làm quen thêm với nhiệm vụ thiết kế một công trình
giao thông để sau này khi tốt nghiệp ra trường sẽ bớt đi những bỡ ngỡ trong công việc.
Mặt khác, việc thiết kế này là cơ hội để em học hỏi thêm những kiến thức mới đồng thời
cũng cố lại kiến thức đã học, đúc kết cho mình những kinh nghiệm cho công việc sau
này.
Do thời gian có hạn, trình độ còn hạn chế và lần đầu tiên vận dụng kiến thức cơ
bản để thực hiện tổng hợp một đồ án lớn nên chắc chắn không tránh khỏi những thiếu
sót. Vậy kính mong quý thầy cô xem xét và chỉ dẫn cho em.
Cuối cùng cho phép em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến thầy giáo
Th.S Đỗ Việt Hải cùng các thầy cô giáo trong Khoa Xây dựng Cầu Đường đã tận tình
hướng dẫn em hoàn thành đồ án này.
Kính chúc các thầy cô trong Khoa luôn mạnh khỏe, ngày càng cống hiến nhiều
hơn nữa cho sự nghiệp giáo dục và xây dựng đất nước.
Đà nẵng, ngày 26 tháng 02 năm 2009
Sinh viên thực hiện
NguyễnThanh Liêm
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 1

ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
MỤC LỤC
PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ ( 30%) 10
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 10
VÀ ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN VƯỢT SÔNG 10
1.1Hiện trạng cầu Nam Ô cũ: 10
1.2Cầu Nam Ô đường bộ mới : 10
Cầu nằm trong khu vực TP Đà Nẵng , khí hậu mang đặc trưng khí hậu nam trung bộ . Khí hậu
chia làm hai mùa rõ rệt , mùa mưa thường trùng với mùa đông , mùa hạ thường trùng với mùa
khô 11
Công tác khảo sát địa chất công trình được thực hiện trên 16 lỗ khoan được thực hiện trên hai
nhánh tuyến dọc theo trụ tim của hai nhánh cầu, trụ 1 dọc theo trụ tim của nhánh cầu phía
thượng lưu , trục 2 dọc heo dọc tim cầu nhánh phía hạ lưu , mõi trục khoan 8 lỗ , tổng độ sâu
552.7m , kết hợp xuyên tĩnh SPT trong lỗ khoan (132 lần) . Kết quả công tác khảo sát tại thực
địa và thí nghiệm trong phòng cho thấy toàn bộ khu vực nằm trong vùng có trầm tích đệ tứ , bùn
cát pha, cát hạt mịn đến thô, sét , sét pha , cuội, đá tảng đa khoán, (a,bmQIV) và (mQIII). Đá cát
kết, bột kết, sét kết có tuổi beogen (N30) . Các thành tạo này được phân chia từ trên xuống dưới
như sau : 12
Lớp 1a : Bùn cát pha màu xám đen, phân bố phía Đà Nẵng , chiều dày lớp 0.8-5.0m 12
Lớp 1b : Đất cát lẫn đá hộc san nền đường đang khai thác có bề dày lớp từ 1.6-6m 12
1.7 Đề xuất các phương án vượt sông 13
1.7.1 Phương án I: Cầu liên tục thi công theo công nghệ đà giáo di động 13
1.7.2 Phương án II: Cầu vòm ống thép nhồi BTCT kết hợp dầm SuperT 13
CHƯƠNG 2 :THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN I- CẦU LIÊN TỤC THI CÔNG THEO
CÔNG NGHỆ ĐÀ GIÁO DI ĐỘNG 14
2.1 Tính toán khối lượng các hạng mục công trình ( chi tiết xem phụ lục C2-2.1): 14
2.1.1 Tính khối lượng dầm chủ: 14
2.1.2Tính toán khối lượng mố: 16
2.1.3 Tính toán khối lượng trụ: 17
2.1.4 Tính toán khối lượng lan can tay vịn: 17

2.1.5 Tính toán khối lượng dải phân cách: 18
2.1.6 Tính toán khối lượng các lớp BMC: 18
2.2. Tính toán số lượng cọc: 18
2.2.1 Xác định sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi: 18
2.2.2.Tính toán áp lực tác dụng lên mố, trụ: 21
2.2.2.1.Các bước chính thực hiện trong chương trình: 21
2.2.2.2.Cụ thể các bước thực hiện: ( Xem phục lục C2-2.2.2.2) 22
2.2.3.Xác định số lượng cọc và bố trí cọc cho mố, trụ cầu: 25
2.2.4.Sơ đồ bố trí cọc: 26
2.3 Sơ bộ xác định số bó cáp DƯL bố trí theo phương dọc cầu: 26
2.4 Kiểm toán các tiết diện đặc biệt của dầm chủ theo mô men ở TTGH cường độ: 30
2.5 Tổng hợp khối lượng: 33
CHƯƠNG3 . PHƯƠNG ÁN CẦU VÒM 36
3.1 Tiết diện vòm chủ 36
38
Với DC là tỉnh tải phân bố điều trên một dầm 42
3.3.2 Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu: ( tương tự hư PAI đã tính) 42
3.2.2.1 Tính toán khối lượng lan can và dải phân cách: 42
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 2
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
3.2.2.2 Tính toán khối lượng các lớp BMC: 42
3.5 Tính toán số lượng cọc: 43
3.5.1 Xác định sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi: 43
3.6.3 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc cho mố, trụ cầu: 49
3.10 SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN 58
3.10.1.Cơ sở để chọn phương án đưa vào thiết kế kỹ thuật: 58
3.10.2 .So sánh các phương án theo giá thành dự toán: 59
Phương án I: 59
Phương án II: 59
3.10.3.So sánh các phương án theo điều kiện thi công chế tạo: 59

3.1.Phương án I: 59
3.1.1.Ưu điểm: 59
3.1.2.Nhược điểm: 59
3.2.Phương án II: 59
3.2.1. Ưu điểm: 59
3.2.2. Nhược điểm: 60
3.10.4. So sánh phương án theo điều kiện khai thác sử dụng 60
4.1.Phương án I: 60
4.1.1.Ưu điểm: 60
4.1.2. Nhược điểm : 60
4.2.Phương án II: 60
4.2.1.Ưu điểm: 60
4.2.2. Nhược điểm: 60
3.10.5 .Kết luận: 60
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT. (50%) 61
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN DẦM THEO PHƯƠNG NGANG CẦU 61
4.1 Cấu tạo dầm: 61
Dầm thuộc dạng hộp đơn thành xiên, có cấu tạo như hình vẽ bên dưới. Bê tông dầm là loại có cường độ chịu
nén ở 28 ngày f’c = 50MPa 61
4.2 .Nguyên lý tính toán: 61
4.3 Xác định nội lực trong dầm theo phương ngang cầu: 62
4.4 Xác định tải trọng tác dụng: 62
4.4.1 Tỉnh tải: 62
4.4.2 Hoạt tải: 62
4.5 .Nội lực trong dầm theo phương ngang tại các tiết diên đặc biệt: 64
4.6 .Nội lực do tỉnh tải gây ra: 64
4.7 Nội lực do hoạt tải: 66
4.8 Tính toán cốt thép tại các tiết diện tính toán: 68
4.8.1 Xác định nội lực tính toán cho các cấu kiện (BMC, sườn dầm, bản đáy): 68
4.8.2.Tính toán cốt thép chịu mômen: 69

4.8.3. Kiểm tra lượng cốt thép: 70
4.8.4.Tính toán cốt thép phân bố: 71
4.8.5.Tính toán cốt thép chống co ngót và nhiệt độ: 71
4.9.Kiểm toán khả năng chịu lực của tiết diện: 72
4.9.1.Kiểm toán theo mômen: 72
4.9.2.Kiểm toán theo lực cắt: 73
4.9.3. Kiểm tra nứt: 74
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN DẦM THEO PHƯƠNG DỌC CẦU 75
5.1.Tổng quan công nghệ MSS: 75
5.2 Quá trình hình thành nội lực cầu theo công nghệ MSS: 75
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 3
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
5.3 Tải trọng tác dụng và hệ số tải trọng: 76
5.3.1.Trọng lượng bản thân dầm (DC): 76
5.3.2.Trọng lượng BT tươi (WC): 76
5.3.3. Hoạt tải thi công và thiết bị phụ (CLL): 76
5.3.4.Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu(WS): 76
5.3.5 Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ (WL): 77
5.3.6.Tải trọng do co ngót (SH), từ biến (CR): 78
5.3.7 Trọng lượng hệ thống đà giáo, ván khuôn: 78
5.3.8.Trọng lượng lan can tay vịn, dải phân cách, các lớp mặt cầu: 80
5.3.9 Hoạt tải HL-93 + TT làn (LL): 80
5.3.9.1 .Xe tải thiết kế: 80
5.3.9.2 Xe hai trục thiết kế: 80
5.3.9.3 Lực hãm xe (BR): 81
5.4 Mô hình hóa bằng Midas 7.1:( Giống phần sơ bộ-Xem PL 2.2) 81
5.5 Các nguyên tắc tính toán: 81
5.6 Xác định nội lực trong dầm: 81
5.6.1 .Trong giai đoạn thi công: 81
5.8 Nội lực trong giai đoạn khai thác: 83

5.10 Tính toán và bố trí cốt thép: 85
5.10. 1.Tính toán cáp DƯL: 85
5.10.2. Bố trí cáp DƯL: 88
5.11 .Tính toán mất mát ứng suất ở các mặt cắt: 88
5.11.1 .Trong giai đoạn thi công: ( Xem PL 5.11.1) 89
5.112 .Trong giai đoạn khai thác: (Xem PL 5.11.2) 89
5.12 .Kiểm toán dầm: 90
5.12.1.Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ: 90
5.12.1.1.Kiểm toán theo điều kiện cường độ I: 90
5.12.2 .Kiểm tra hàm lượng cốt thép ứng suất trước: 92
5.12.3 .Kiểm toán sức kháng cắt: 94
5.12.3.1 .Xác định Vp: 95
5.12.3.2.Xác định Vn2: 95
5.12.3.3.Xác định β, θ: 96
5.12.3.4.Xác định Vs: 97
5.12.4.Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng: 98
5.12.4.1.Trong giai đoạn thi công: 99
5.12.4.2.Trong giai đoạn khai thác: 101
CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN TRỤ CẦU P4 103
6.4.5.1.Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu(WS): 107
6.4.5 Tải trọng gió ngang tác dụng lên kết cấu(WS) với vận tốc 25 m/s: 108
6.6.6.Kiểm toán theo lực cắt: 117
6.7 Kiểm tra nứt: 118
6.8 .Kiểm tra lượng cốt thép: 118
PHẦN 3 THIẾT KẾ THI CÔNG (20%) 120
CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ P1 120
Các thành tạo này được phân chia từ trên xuống dưới như sau : 121
Lớp 1b : Đất cát lẫn đá hộc bề dày lớp từ 14.2m 121
123
Lớp 1b : Đất cát lẫn đá hộc bề dày lớp từ 14.2m 123

(Dùng 2 máy trộn bêtông) 138
Trong đó: 138
Trong đó : Ru là cường độ tính toán của thép khi chịu uốn, Ru = 2100(kG/cm2) 139
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 4
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
139
=> ==0,302cm(1) 139
=> 139
=> 140
Ru: là cường độ tính toán của thép khi chịu uốn: Ru = 2100(kG/cm2) 140
f = 140
=>=2100 141
Vậy thanh căng đủ khả năng chịu lực 141
146
Hình 8.4.1Dàn hộ kín có sườn tăng cường sử dụng trong công nghệ 146
8.4.2. Dầm ngang 146
146
Hình 8.4.2 Hệ thống dầm ngang 146
8.4.3. Mũi dẫn: 147
8.4.4. Trụ phụ: 147
147
Hình 8.4.4 Hệ thống trụ phụ 147
8.4.5 Hệ ván khuôn:( Xem PL 8.4.5) 148
1.Kích đẩy dọc 4. Lỗ bắt kích 7. Bộ nguồn thuỷ lực 148
2.Kích đẩy ngang 5. Lỗ liên kết cố định 148
3.Bánh xe 6. Thanh đỡ chính trụ phụ 148
Hình 8.4.6.2 Sơ đồ bố trí và hình ảnh kích đẩy dọc 149
8.10 .Tính toán phần dàn chính: 152
8.10.1 .Tính toán thiết kế hệ kết cấu ĐGDĐ: 152
Cấu tạo phần dàn chính: 152

8.10.2 Kết quả tính toán: 153
8.11.1 .Mô hình và tải trọng tính toán: 154
154
8.11.2.Kết quả tính toán: 156
TÀI LIỆU THAM KHẢO 157
MỤC LỤC
PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ ( 30%) 10
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 10
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 5
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
VÀ ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN VƯỢT SÔNG 10
1.1Hiện trạng cầu Nam Ô cũ: 10
1.2Cầu Nam Ô đường bộ mới : 10
Cầu nằm trong khu vực TP Đà Nẵng , khí hậu mang đặc trưng khí hậu nam trung bộ . Khí hậu
chia làm hai mùa rõ rệt , mùa mưa thường trùng với mùa đông , mùa hạ thường trùng với mùa
khô 11
Công tác khảo sát địa chất công trình được thực hiện trên 16 lỗ khoan được thực hiện trên hai
nhánh tuyến dọc theo trụ tim của hai nhánh cầu, trụ 1 dọc theo trụ tim của nhánh cầu phía
thượng lưu , trục 2 dọc heo dọc tim cầu nhánh phía hạ lưu , mõi trục khoan 8 lỗ , tổng độ sâu
552.7m , kết hợp xuyên tĩnh SPT trong lỗ khoan (132 lần) . Kết quả công tác khảo sát tại thực
địa và thí nghiệm trong phòng cho thấy toàn bộ khu vực nằm trong vùng có trầm tích đệ tứ , bùn
cát pha, cát hạt mịn đến thô, sét , sét pha , cuội, đá tảng đa khoán, (a,bmQIV) và (mQIII). Đá cát
kết, bột kết, sét kết có tuổi beogen (N30) . Các thành tạo này được phân chia từ trên xuống dưới
như sau : 12
Lớp 1a : Bùn cát pha màu xám đen, phân bố phía Đà Nẵng , chiều dày lớp 0.8-5.0m 12
Lớp 1b : Đất cát lẫn đá hộc san nền đường đang khai thác có bề dày lớp từ 1.6-6m 12
1.7 Đề xuất các phương án vượt sông 13
1.7.1 Phương án I: Cầu liên tục thi công theo công nghệ đà giáo di động 13
1.7.2 Phương án II: Cầu vòm ống thép nhồi BTCT kết hợp dầm SuperT 13
CHƯƠNG 2 :THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN I- CẦU LIÊN TỤC THI CÔNG THEO

CÔNG NGHỆ ĐÀ GIÁO DI ĐỘNG 14
2.1 Tính toán khối lượng các hạng mục công trình ( chi tiết xem phụ lục C2-2.1): 14
2.1.1 Tính khối lượng dầm chủ: 14
2.1.2Tính toán khối lượng mố: 16
2.1.3 Tính toán khối lượng trụ: 17
2.1.4 Tính toán khối lượng lan can tay vịn: 17
2.1.5 Tính toán khối lượng dải phân cách: 18
2.1.6 Tính toán khối lượng các lớp BMC: 18
2.2. Tính toán số lượng cọc: 18
2.2.1 Xác định sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi: 18
2.2.2.Tính toán áp lực tác dụng lên mố, trụ: 21
2.2.2.1.Các bước chính thực hiện trong chương trình: 21
2.2.2.2.Cụ thể các bước thực hiện: ( Xem phục lục C2-2.2.2.2) 22
2.2.3.Xác định số lượng cọc và bố trí cọc cho mố, trụ cầu: 25
2.2.4.Sơ đồ bố trí cọc: 26
2.3 Sơ bộ xác định số bó cáp DƯL bố trí theo phương dọc cầu: 26
2.4 Kiểm toán các tiết diện đặc biệt của dầm chủ theo mô men ở TTGH cường độ: 30
2.5 Tổng hợp khối lượng: 33
CHƯƠNG3 . PHƯƠNG ÁN CẦU VÒM 36
3.1 Tiết diện vòm chủ 36
38
Với DC là tỉnh tải phân bố điều trên một dầm 42
3.3.2 Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu: ( tương tự hư PAI đã tính) 42
3.2.2.1 Tính toán khối lượng lan can và dải phân cách: 42
3.2.2.2 Tính toán khối lượng các lớp BMC: 42
3.5 Tính toán số lượng cọc: 43
3.5.1 Xác định sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi: 43
3.6.3 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc cho mố, trụ cầu: 49
3.10 SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN 58
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 6

ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
3.10.1.Cơ sở để chọn phương án đưa vào thiết kế kỹ thuật: 58
3.10.2 .So sánh các phương án theo giá thành dự toán: 59
Phương án I: 59
Phương án II: 59
3.10.3.So sánh các phương án theo điều kiện thi công chế tạo: 59
3.1.Phương án I: 59
3.1.1.Ưu điểm: 59
3.1.2.Nhược điểm: 59
3.2.Phương án II: 59
3.2.1. Ưu điểm: 59
3.2.2. Nhược điểm: 60
3.10.4. So sánh phương án theo điều kiện khai thác sử dụng 60
4.1.Phương án I: 60
4.1.1.Ưu điểm: 60
4.1.2. Nhược điểm : 60
4.2.Phương án II: 60
4.2.1.Ưu điểm: 60
4.2.2. Nhược điểm: 60
3.10.5 .Kết luận: 60
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT. (50%) 61
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN DẦM THEO PHƯƠNG NGANG CẦU 61
4.1 Cấu tạo dầm: 61
Dầm thuộc dạng hộp đơn thành xiên, có cấu tạo như hình vẽ bên dưới. Bê tông dầm là loại có cường độ chịu
nén ở 28 ngày f’c = 50MPa 61
4.2 .Nguyên lý tính toán: 61
4.3 Xác định nội lực trong dầm theo phương ngang cầu: 62
4.4 Xác định tải trọng tác dụng: 62
4.4.1 Tỉnh tải: 62
4.4.2 Hoạt tải: 62

4.5 .Nội lực trong dầm theo phương ngang tại các tiết diên đặc biệt: 64
4.6 .Nội lực do tỉnh tải gây ra: 64
4.7 Nội lực do hoạt tải: 66
4.8 Tính toán cốt thép tại các tiết diện tính toán: 68
4.8.1 Xác định nội lực tính toán cho các cấu kiện (BMC, sườn dầm, bản đáy): 68
4.8.2.Tính toán cốt thép chịu mômen: 69
4.8.3. Kiểm tra lượng cốt thép: 70
4.8.4.Tính toán cốt thép phân bố: 71
4.8.5.Tính toán cốt thép chống co ngót và nhiệt độ: 71
4.9.Kiểm toán khả năng chịu lực của tiết diện: 72
4.9.1.Kiểm toán theo mômen: 72
4.9.2.Kiểm toán theo lực cắt: 73
4.9.3. Kiểm tra nứt: 74
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN DẦM THEO PHƯƠNG DỌC CẦU 75
5.1.Tổng quan công nghệ MSS: 75
5.2 Quá trình hình thành nội lực cầu theo công nghệ MSS: 75
5.3 Tải trọng tác dụng và hệ số tải trọng: 76
5.3.1.Trọng lượng bản thân dầm (DC): 76
5.3.2.Trọng lượng BT tươi (WC): 76
5.3.3. Hoạt tải thi công và thiết bị phụ (CLL): 76
5.3.4.Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu(WS): 76
5.3.5 Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ (WL): 77
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 7
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
5.3.6.Tải trọng do co ngót (SH), từ biến (CR): 78
5.3.7 Trọng lượng hệ thống đà giáo, ván khuôn: 78
5.3.8.Trọng lượng lan can tay vịn, dải phân cách, các lớp mặt cầu: 80
5.3.9 Hoạt tải HL-93 + TT làn (LL): 80
5.3.9.1 .Xe tải thiết kế: 80
5.3.9.2 Xe hai trục thiết kế: 80

5.3.9.3 Lực hãm xe (BR): 81
5.4 Mô hình hóa bằng Midas 7.1:( Giống phần sơ bộ-Xem PL 2.2) 81
5.5 Các nguyên tắc tính toán: 81
5.6 Xác định nội lực trong dầm: 81
5.6.1 .Trong giai đoạn thi công: 81
5.8 Nội lực trong giai đoạn khai thác: 83
5.10 Tính toán và bố trí cốt thép: 85
5.10. 1.Tính toán cáp DƯL: 85
5.10.2. Bố trí cáp DƯL: 88
5.11 .Tính toán mất mát ứng suất ở các mặt cắt: 88
5.11.1 .Trong giai đoạn thi công: ( Xem PL 5.11.1) 89
5.112 .Trong giai đoạn khai thác: (Xem PL 5.11.2) 89
5.12 .Kiểm toán dầm: 90
5.12.1.Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ: 90
5.12.1.1.Kiểm toán theo điều kiện cường độ I: 90
5.12.2 .Kiểm tra hàm lượng cốt thép ứng suất trước: 92
5.12.3 .Kiểm toán sức kháng cắt: 94
5.12.3.1 .Xác định Vp: 95
5.12.3.2.Xác định Vn2: 95
5.12.3.3.Xác định β, θ: 96
5.12.3.4.Xác định Vs: 97
5.12.4.Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng: 98
5.12.4.1.Trong giai đoạn thi công: 99
5.12.4.2.Trong giai đoạn khai thác: 101
CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN TRỤ CẦU P4 103
6.4.5.1.Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu(WS): 107
6.4.5 Tải trọng gió ngang tác dụng lên kết cấu(WS) với vận tốc 25 m/s: 108
6.6.6.Kiểm toán theo lực cắt: 117
6.7 Kiểm tra nứt: 118
6.8 .Kiểm tra lượng cốt thép: 118

PHẦN 3 THIẾT KẾ THI CÔNG (20%) 120
CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ THI CÔNG TRỤ P1 120
Các thành tạo này được phân chia từ trên xuống dưới như sau : 121
Lớp 1b : Đất cát lẫn đá hộc bề dày lớp từ 14.2m 121
123
Lớp 1b : Đất cát lẫn đá hộc bề dày lớp từ 14.2m 123
(Dùng 2 máy trộn bêtông) 138
Trong đó: 138
Trong đó : Ru là cường độ tính toán của thép khi chịu uốn, Ru = 2100(kG/cm2) 139
139
=> ==0,302cm(1) 139
=> 139
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 8
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
=> 140
Ru: là cường độ tính toán của thép khi chịu uốn: Ru = 2100(kG/cm2) 140
f = 140
=>=2100 141
Vậy thanh căng đủ khả năng chịu lực 141
146
Hình 8.4.1Dàn hộ kín có sườn tăng cường sử dụng trong công nghệ 146
8.4.2. Dầm ngang 146
146
Hình 8.4.2 Hệ thống dầm ngang 146
8.4.3. Mũi dẫn: 147
8.4.4. Trụ phụ: 147
147
Hình 8.4.4 Hệ thống trụ phụ 147
8.4.5 Hệ ván khuôn:( Xem PL 8.4.5) 148
1.Kích đẩy dọc 4. Lỗ bắt kích 7. Bộ nguồn thuỷ lực 148

2.Kích đẩy ngang 5. Lỗ liên kết cố định 148
3.Bánh xe 6. Thanh đỡ chính trụ phụ 148
Hình 8.4.6.2 Sơ đồ bố trí và hình ảnh kích đẩy dọc 149
8.10 .Tính toán phần dàn chính: 152
8.10.1 .Tính toán thiết kế hệ kết cấu ĐGDĐ: 152
Cấu tạo phần dàn chính: 152
8.10.2 Kết quả tính toán: 153
8.11.1 .Mô hình và tải trọng tính toán: 154
154
8.11.2.Kết quả tính toán: 156
TÀI LIỆU THAM KHẢO 157
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 9
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ ( 30%)
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
VÀ ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN VƯỢT SÔNG.
Cầu Nam Ô bắt qua sông Cu Đê , thuộc địa phận Quận Liên chiểu, TP Đà Nẵng
nằm trong Dự án tín dụng nghành GTVT để cải tạo mạng lưới đường quốc gia giai đoạn
một .
Tổng quan chung ( phục lục C1)
1.1 Hiện trạng cầu Nam Ô cũ:
Cầu Nam ô cũ cho đường bộ có kết cấu 13 nhịp dầm BTCT khẩu độ 24.7m, chiều
rộng cầu 1.3+7.6+1.3=10.2m . Chiều dài toàn cầu 321.4m. Đáy dầm ở cao độ +4.39m
Kết cấu trụ có xà mũ bằng BTCT đặc trực tiếp lên móng cọc đường kính 0.6m bằng
BTCT , mố bằng BTCT . Cầu được xây dựng năm 1984 , trình trạng đã xuống cấp . Tại
vị trí mố và trụ không có hiện tượng xói lở hay dịch chuyển dòng , thượng lưu và hạ lưu
dòng sông tương đối ổn định .
Phía hạ lưu cầu Nam Ô là cầu đường sắt , có kết cấu nhịp dàn thép , trụ BTCT .
Cao độ đường sắc tương tự như cao độ đường bộ.
1.2 Cầu Nam Ô đường bộ mới :

Cầu Nam Ô mới cho đường bộ tại Km 916+919.88 đến Km 917240.08 trên quốc lộ
1A hướng đi Huế vào Đà Nẵng. Theo phương ngang tim cầu Nam Ô mới nằm cách cầu
cũ 15.1m về phía thượng lưu .
1.3 Căn cứ thiết kế :
- Nghị định 16/2008/NĐ_CP ngày 07/02/2005 của chính phủ về việc quản lý dự án
đầu tư xây dựng công trình ;
- Nghị định 209/2004/ NĐ_CP ngày 16/12/2004 của chính phủ về việc quản lý chất
lượng công trình;
- Quyết định số 3558/QD-GTVT ngày 31/12/2002 của bộ trưởng Bộ GTVT về việc
phê duyệt BCNCKT dự án cầu Nam Ô .
1.4 Điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng cầu
1.4.1 Địa hình .
Cầu Nam Ô bắc qua sông Cu Đê , thuộc địa phận quận Liên Chiểu , TP Đà Nẵng.
Khu vực xây dựng cầu tương đối bằng phẳng , cao độ thay đổi không nhiều . Hai bên bề
sông là khu dân cư . Cầu nằm trong khu vực đồng bằng ven biển nên chịu ảnh hưởng của
thủy triều.
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 10
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
1.4.2 Khí tượng
Cầu nằm trong khu vực TP Đà Nẵng , khí hậu mang đặc trưng khí hậu nam trung
bộ . Khí hậu chia làm hai mùa rõ rệt , mùa mưa thường trùng với mùa đông , mùa hạ
thường trùng với mùa khô.
Nhiêt độ trung bình năm là 25.70 C, nhiệt độ cao nhất đạt 40,90C, nhiệt độ thấp
nhất đạt 9,20C
Độ ẩm trung bình năm đạt 82%
Khu vực cầu có lượng mưa khá lớn , lượng mưa trung bình nhiều năm đạt
2250mm, số ngày mưa 140-150 ngày. Tốc độ gió trung bình năm 1.7m/s . Tốc độ gió
max khi có gió bão là 40m/s.
1.4.3 Đặc điểm thủy văn , thủy lực công trình
-Lưu lượng Q

1%
=4300 m
3
/s
-Mực nước H
1%
=+3.17m ; H
2%
=+3.07m ; H
5%
=+2.92m ; H
10%
=+2.81m ;
H
min
=-2.40m
-Khẩu độ cần thiết L
0
=290m
-Vận tốc ứng với tần suất thiết kế 1.03m/s
-Sông Cu Đê chị ảnh hưởng của chế độ nhật triều .Biên độ trung bình khoản 0.8-
1.2m , lớn nhất đạt 1.5m.
-Lũ có thể kéo dài trong 7-10 ngày . Mực nước lũ lớn nhất điều tra H
max1964
=2.80m ,
H
max1999
=2.17m , H
max2001
=1.36m.

Kết quả phân tích xói như sau
Điểm tính Chiều xâu xói chung
Chiều xâu xói cục
bộ
Cao độ sau khi xói cục bộ
T1 0.76 3.41 -3.27
T2 0.76 3.73 -6.45
T3 0.76 4.87 -12.75
T4 0.76 0.85 -17.81
T5 0.76 7.37 -21
T6 0.76 4.01 -7.68
1.4.4 Địa chất công trình.
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 11
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
Công tác khảo sát địa chất công trình được thực hiện trên 16 lỗ khoan được thực
hiện trên hai nhánh tuyến dọc theo trụ tim của hai nhánh cầu, trụ 1 dọc theo trụ tim của
nhánh cầu phía thượng lưu , trục 2 dọc heo dọc tim cầu nhánh phía hạ lưu , mõi trục
khoan 8 lỗ , tổng độ sâu 552.7m , kết hợp xuyên tĩnh SPT trong lỗ khoan (132 lần) . Kết
quả công tác khảo sát tại thực địa và thí nghiệm trong phòng cho thấy toàn bộ khu vực
nằm trong vùng có trầm tích đệ tứ , bùn cát pha, cát hạt mịn đến thô, sét , sét pha , cuội,
đá tảng đa khoán, (a,bmQIV) và (mQIII). Đá cát kết, bột kết, sét kết có tuổi beogen
(N30) . Các thành tạo này được phân chia từ trên xuống dưới như sau :
Lớp 1a : Bùn cát pha màu xám đen, phân bố phía Đà Nẵng , chiều dày lớp 0.8-5.0m
Lớp 1b : Đất cát lẫn đá hộc san nền đường đang khai thác có bề dày lớp từ 1.6-6m
Lớp 1c : Cát hạt mịn đến thô lẫn vỏ sò hến, màu xám ,xám trắng , trạng thái xốp
đến chặt vừa có bề dày lớn nhất là 15m , chiều dày thay đổi từ 3.15-15m
Lớp 1d : Cát mịn đến thô lẫn sỏi sạn, trạng thái rất chặt. Dày từ 3.3-5.3m
Lớp 2: Sét màu xám , xám xanh trạng thái dẻo mềm đến dẻo chảy. Chiều dày 1.4-
6.5m
Lớp 3: Sét pha lẫn sỏi sạn; trạng thái chặt vừa đến chặt .Chiều dày thay đổi từ 4.4-

14.4m
Lớp 4: Cuội , đá tảng đa khoán rất chặt, chiều dày thay đổi từ 3.1-9.7m
Lớp 5: Sét kết chặt màu xám xanh, xám vàng . Chiều dày vô cùng và lỗ khoan chưa
khoan hết lớp này.
1.5 Các điều kiện khác (Phục lục CI 1.5 )
1.6 Qui mô và tiêu chuẩn thiết kế
1.6.1 Qui mô
-Cầu được xây dựng vĩnh cửu bằng BTCT và bằng BTCT DƯL
-Tải trọng thiết kế HL93 , người 300 KG/m
2

-Tần suất thiết kế : H
1%
=+3.17m ; H
thông thuyền 5%
=2.92m
-Động đất cấp 7 ( thang MSK-64) . Hệ số gia tốc nền A=0.094
-Khổ thông thuyền B=15m, H=3.5m
-Đường hai đầu cầu theo tiêu chuẩn đường đô thị cấp II, tốc độ V=80Km/h
(TCXDVN 104-2005) : móng cấp phối đá dăm , mặt cấp cao A1, E
yc
=1600
daN/cm
2
.
1.6.2 Tiêu chuẩn thiết kế
- Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN -272-05, tham khảo AASHTO 1998;
- Công trình giao thông trong vùng có động đất – Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN
221-95;
- Tiêu chuẩn ACI 318-89;

Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 12
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
1.7 Đề xuất các phương án vượt sông
1.7.1 Phương án I: Cầu liên tục thi công theo công nghệ đà giáo di động.
1.7.1.1 Giải pháp thiết kế:
-Sơ đồ cầu: 34
m
+ 6@42
m
+ 34
m
Khẩu độ cầu :
∑
=×−×−+×+= mL
TK
3035.12273442634
0
Vậy đạt yêu cầu.
-Kết cấu nhịp: Dầm hộp BTCT DƯL, BT dầm f’
c
= 50MPa.
-Mố: BT mố f’
c
= 30MPa.
-Trụ: Trụ đặc thân hẹp, BT trụ f’
c
= 30MPa.
-Cọc: Cọc khoan nhồi D = 1.5m, BT cọc f’
c
= 30MPa.

-Lan can tay vịn: Phần đế bằng BTCT f’
c
= 25MPa, phần trên bằng ống thép
mạ kẽm.
-Khe co dãn: Bằng cao su cốt thép bản.
-Các lớp mặt cầu: Lớp phòng nước dày 1.0cm;
Lớp BTN dày 6.5cm.
-Thoát nước: Các ống thoát nước bằng ống nhựa P.V.C Ø100.
1.7.1.2 Giải pháp thi công chủ đạo:
-Kết cấu nhịp: Thi công theo công nghệ đà giáo di động.
-Trụ, mố: Lắp dựng ván khuôn, cốt thép và đổ BT tại chỗ.
-Cọc: Thi công theo công nghệ cọc khoan nhồi.
1.7.2 Phương án II: Cầu vòm ống thép nhồi BTCT kết hợp dầm SuperT
1.7.2.1 Giải pháp thiết kế:
-Sơ đồ cầu: 40
m
+ 66
m
+ 106
m
.+ 66
m
+40
m
Khẩu độ cầu :
∑
=×−×−×+++= mL
TK
4.3015.125.3441.0106)6640(2
0

Vậy đạt yêu cầu.
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 13
%5%48.4%100
290
290303
%100
0
0
0
<=×
−
=×
−
∑
L
LL
TK
%5%93.3%100
290
2904.301
%100
0
0
0
<=×
−
=×
−
∑
L

LL
TK
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
-Kết cấu nhịp: Vòm ống thép nhồi bê tông gồm có 3 nhịp là
(66+106+66)m. Ống thép được nhồi bằng BTCT cấp C50
Hai nhịp dẫn dầm SuperT nhịp 40m BTCT cấp C50
khoảng cách giữa các dầm là 2.13 m
-Mố: BT mố f’
c
= 30MPa.
-Cọc: Cọc khoan nhồi D = 1.5m, BT cọc f’
c
= 30MPa.
-Lan can tay vịn: Phần đế bằng BTCT f’
c
= 25MPa, phần trên bằng
ống thép mạ kẽm.
-Khe co dãn: Bằng cao su cốt thép bản.
-Các lớp mặt cầu: Lớp phòng nước dày 1.0cm;
Lớp BTN dày 6.5cm.
-Thoát nước: Các ống thoát nước bằng ống nhựa P.V.C Ø100.
1.7.2.2 Giải pháp thi công chủ đạo:
-Kết cấu nhịp vòm: Lao lắp hẫng hệ vòm thép bằng giá treo
Nhồi BT vào ống theo phương pháp đổ bằng bơm áp lực đẩy lên
-Mố: BT mố f’
c
= 30MPa.
-Cọc: Cọc khoan nhồi D = 1.5m, BT cọc f’
c
= 30MPa.

CHƯƠNG 2 :THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN I- CẦU LIÊN TỤC THI
CÔNG THEO CÔNG NGHỆ ĐÀ GIÁO DI ĐỘNG.
2.1 Tính toán khối lượng các hạng mục công trình ( chi tiết xem phụ lục C2-2.1):
Với trắc ngang cầu như hình vẽ bên dưới nên để đơn giản ta chỉ tính cho một bên
tim cầu rồi nhân đôi.
2.1.1 Tính khối lượng dầm chủ:
Dầm chủ dạng 2 hộp đơn thành xiên đặt cạnh nhau, bêtông dầm có cường độ 28
ngày f’
c
= 50Mpa (mẫu hình trụ), cốt thép DƯL dùng loại tao có đường kính danh định
15.2
mm
.
Sơ đồ kết cấu nhịp của cầu dầm liên tục thi công theo công nghệ đà giáo di động
34 +6@42 + 34
m
. Mặt cắt ngang gồm 2 hộp đơn thành xiên đặt cạnh nhau có kích thước
như hình vẽ:

Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 14
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đờng
ẵ Mt ct gia nhp ẵ Mt ct sỏt tr
450
30
25
2%2%
150 150 75
2020
85 176 85
45

30
25260
30459916
150 150 75
304511520
176 100100
+8.70m +8.41m
700
700
2500
2.8
1
2.8
1
217
120 120
217
120 120
75752@375 = 75028050 280 50
LẽP PHOèNG NặẽC DAèY 1
cm
LẽP B TNG NHặA HAT MậN DAèY 6.5
cm
2@375 = 75075 75
25
260
120
450
5
0

1
2
MT CếT A-A TL:1/100
1
2
MT CếT B-B TL:1/100
Hỡnh 2.1.1_ Trc ngang cu.
tớnh khi lng BT dm ch ta s dng chc nng o din tớch ca phn mm
ACAD, ta c:
Din tớch MCN tớnh cho mt hp gia nhp : 7.76m
2
.
Din tớch MCN tớnh cho mt hp trờn tr: 8.52m
2
.
=> Khi lng BT dm : 2476.90m
3
.
=> Khi lng BT dm trờn một di:
./77.185 mKN
Lng ct thộp trung bỡnh trong 1m
3
BT dm l 2KN/m
3
.
=> Khi lng ct thộp trong dm ch: 4953.8KN.
Sinh viên thực hiện: Nguễn Thanh Liêm - Lớp 04X3D Trang 15
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
2.1.2 Tính toán khối lượng mố:
2.1.2.1 Mố trái:

150
50
50
5300150150
1250
25 410 330 485
240
30
150
819
1250
25 410 330
485
7575
80
65
819
1.9%
50
80
20
480
530
155203200250
809
270 200 150
620
30 60
30
290279250

218
50100
30
Hình 2.1.2.1_Cấu tạo mố trái.
2.1.2.2 Mố phải:
863
1.9%
50
80
20
480
530
155203244250
853
270
200150
620
30 60
30
290323250
218
50100
30
150
50
50
5300150150
1250
25410330485
240

150
863
1250
25410330
485
7575
80
65
Hình 2.1.2.2_Cấu tạo mố phải.
Bảng tổng hợp khối lượng mố
Mố T cánh Thân M Bệ M Bản GT Xà mũ Tổng KLBT(m
3
) Tổng KLCT(KN)
A0 10.48 86.38 193.75 6.3 0.21 297.12 297.12
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 16
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
A8 11.07 98.88 193.75 6.3 0.21 310.21 310.21
2.1.3 Tính toán khối lượng trụ:
Mặt cắt ngang dạng hộp đôi và trụ đôi , ta tính khối lượng cho trụ đơn
250
650
950
200
450
200
450
330
R
1
0

0
450
H
650
950
250
250
250
H
Hình 2.1.3_Cấu tạo trụ.
Bảng tổng hợp khối lượng trụ
Trụ H(m)
Bệ trụ
(m
3
)
Thân trụ
(m
3
)
Tổng
KLBT(m
3
)
Tổng
KLCT(KN)
P1 5.79 154.38 47.13 201.51 201.51
P2 9.9 154.38 80.59 234.97 234.97
P3 14.72 154.38 119.82 274.2 274.2
P4 17.11 154.38 139.28 293.66 293.66

P5 20.73 154.38 168.74 323.12 323.12
P6 19.82 154.38 161.33 315.71 315.71
P7 12.38 154.38 100.77 255.15 255.15
2.1.4 Tính toán khối lượng lan can tay vịn:
6
MÀÛT CÀÕT
I - I
I
I
4
5
1
1
2
3
5
4
1
3
2
1515
200
2525
200
1200
3030020 20 20
50
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 17
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
Hình 2.1.4_ Cấu tạo lan can tay vịn.

Khối lượng phần thép mạ kẽm, lấy DW
lctv
= 0.4KN/m.
Khối lượng bê tông : 67.2m
3
Khối lượng cốt thép trong BT: 67.20KN.
Khối lượng lan can tay vịn trên mét dài:DC
1
mKN /68.5=
2.1.5 Tính toán khối lượng dải phân cách:
50
200
400
600
250
250
500
500
Tính cho một nửa dải phân cách :
Khối lượng phần BT: 67.20m
3
Khối lượng cốt thép trong BT :67.20KN
Khối lượng dải phân cách trên mét dài:DC
2
mKN /68.5=
2.1.6 Tính toán khối lượng các lớp BMC:
Các lớp BMC gồm: - Lớp phòng nước dày 1
cm
.
- Lớp BTN dày 6.5

cm
.
Khối lượng lớp phòng nước: 35.2m
3
.
Khối lượng lớp BTN : 228.8m
3
.
Khối lượng các lớp BMC trên một mét dài:DW
./38.17 mKN=
2.2. Tính toán số lượng cọc:
2.2.1 Xác định sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi:
Chọn cọc φ = 1.5
m
, L = 40÷46
m
trong đó đoạn ngàm vào đài là 1
m
.
Sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi được lấy như sau:
P
tt
= min{Q
r
, P
r
}.
 Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu:
- Sức kháng dọc trục danh định:
P

n
= 0.85[0.85f
’
c
(A
p
-A
st
) + f
y
A
st
] ; (N)
Trong đó:
f
’
c
: Cường độ chịu nén của BT cọc; f
’
c
= 30 MPa.
A
p
: Diện tích mũi cọc; A
p
= 1767145.87 mm
2
.
f
y

: Gới hạn chảy của cốt thép chủ; f
y
= 420 MPa.
A
st
: Diện tích của cốt thép chủ; dùng 20f20 => A
st
= 6283.19mm
2
.
Thay vào, ta được:
P
n
= 0.85{0.85
×
30
×
(1767145.87 - 6283.19) + 420
×
6283.19}
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 18
-13.27
-19.77
-24.17
-17.97
-30.17
-36.27
-39.77
1b
2

2
3
4
5
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
20.00
22.00
24.00
28.00
30.00
32.00
34.00
36.00
38.00
40.00
26.00
18.00
16.00
z
-2.24m
-42.24m
P1
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng

= 40.41x10
6
N = 40.41MN.
- Sức kháng dọc trục tính toán:
P
r
= f
×
P
n
= 0.75
×
40.41= 30.31MN.
f = 0.75 là hệ số sức kháng mũi cọc (5.5.4.2)
 Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền:
Sức chịu tải của cọc được chia thành sức kháng bên và mũi như sau:
Q
R
=
ϕ
Q
n
=
ϕ
qp
Q
p
+
ϕ
qs

Q
s
ϕ
qs
-Hệ số sức kháng thành bên của cọc khoan đơn
ϕ
qp
- Hệ số sức kháng mũi cọc của cọc khoan đơn
Theo bảng 10.5.5.3 ta có:
Điều kiện Hệ số sức kháng
Sức kháng thành bên trong đất sét
0.36
Sức kháng thành bên trong đất cát
0.70
Sức kháng mũi cọc trong đất cát
0.36
Sức kháng mũi cọc trong đất sét
0.55
Hình II.1.8_ Số liệu SPT tại lổ khoan 1.
Ghi chú: - Lớp 1b: Cát xốp đến chặt.
- Lớp 2: Sét dẻo mềm đến dẻo chảy.
- Lớp 3Cát pha sét pha xen kẹp.
- Lớp 4: Cuội đa khoán, cuội tảng rất
chặt.
-Lớp 5: Sét kết, cát kết cứng chắc
Số đọc SPT hiệu chỉnh theo năng lượng tiêu chuẩn 60%:
N
60
= N
×

C
E
Với: N Số nhát đập để ống xuyên được 300
mm
;
C
E
= 40/60: Năng lượng hữu ích của thí nghiệm SPT là 40%.
-Đối với đất rời:
Sức kháng thân cọc cho cọc khoan nhồi được tính như sau:
Q
s
= q
s
A
s
(N)
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 19
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
Trong đó: q
s
:sức kháng đơn vị thân cọc (MPA)
A
s
:diện tích bề mặt thân cọc (mm
2
)
Để đơn giản cho tính toán lấy công thức trong bảng (10.8.3.4.2-1)-272-05 :
Tổng kết các phương pháp đánh giá sức kháng mặt bên, q
s

, MPA của cọc khoan:
Tham khảo Reese và Wright : q
s
=0.0028N đối với N≤53
q
s
=0.00021(N-53)+0.15 đối với 53≤N≤100
Sức kháng mũi cọc của cọc khoan nhồi được xác định như sau:
Q
p
= q
p
A
p
(N) (Điều 10.7.3.2-3)
Trong đó: q
p
:sức kháng đơn vị mũi cọc (MPA)
A
p
:diện tích mũi cọc (mm
2
)
Sức kháng đơn vị mũi cọc danh định cho cọc khoan nhồi được xác định:
q
p
=
0,038
corr b
l

N D
q
D
≤
(Điều 10.7.3.4.2a-1)
N
corr
= [0.77log
10
(
1.92
'σ
v
)]N (Điều 10.7.3.4.2a-2)
Trong đó:
N
corr
là số đếm SPT gần mũi cọc đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ,
'
v
σ
(búa/300mm)
'
v
σ
ứng suất hữu hiệu thẳng đứng (MPA)
N số đếm SPT đo được (búa/300mm)
D đường kính cọc (mm)
D
b

chiều sâu xuyên trong tầng chịu lực (mm)
q
l
sức kháng điểm giới hạn tính bằng 0.4N
corr
cho cát và 0.3N
corr
cho bùn không
dẻo (MPA)
Để đơn giản cho tính toán lấy công thức trong bảng (10.8.3.4.3-1)-272-05 :
Tổng kết các phương pháp dùng để ước tính Sức kháng mũi cọc, q
p
(MPA) của cọc
khoan:
Tham khảo Reese và O’Neill: q
p
=0.057N đối với N≤75
Reese và Wright: q
p
=0.064N đối với N≤60
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 20
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
Bảng kết quả xác định sức chịu tải của cọc tại các vị trí mố tụ
Trụ ,Mố
C. dài cọc q
p
q
s
Q
p

Q
s
Q
r
m Mpa Mpa KN KN KN
P1 40
3.021 0.0748 5338.5 14099 6997.7
P2 46
3.078 0.0779
5338.5 15705 7575.7
P3 46 3.078 0.0799 5439.3 16885 8036.6
P4 46
3.078
0.0774 5439.3 16783 8000.2
P5 46 3.021 0.0831 5338.5 18006 8404.2
P6 46 3.135 0.0763 5540 16540 7948.8
P7 40 2.964 0.08 5237.8 14250 7015.71
A0 40 2.907 0.0665 5137.1 12541 6364.2
A8 40 2.907 0.0707 5137.1 1320 6644.7
(Chi tiết tính toán xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền xem PL C2-2.2.1)
2.2.2.Tính toán áp lực tác dụng lên mố, trụ:
Để xác định áp lực lớn nhất tác dụng lên mố trụ ta sử dụng chương trình
MIDAS/Civil 7.1 để tính toán. Do cầu gồm hai hộp đặt song song nhau thông qua dải
phân cách làm viêc một cách độc lập, để đơn giản ta chỉ tính cho một hộp.
2.2.2.1.Các bước chính thực hiện trong chương trình:
<1>_Mô hình hóa kết cấu ;
<2>_Khai báo vật liệu dùng cho kết cấu và các thuộc tính của vật liệu;
<3>_Khai báo các làn xe;
<4>_Khai báo các tải tải trọng theo 22TCN272-05 gồm xe tải thiết kế +
tải trọng làn, xe 2 trục thiết kế + tải trọng làn;

<5>_Khai báo các lớp xe;
<6>_Khai báo các trường hợp tải trọng di động;
<7>_Khai báo các trường hợp tải trọng;
<8>_Gán các trường hợp tải trọng cho kết cấu;
<9>_Khai báo các tổ hợp tải trọng;
<10>_Chạy chương trình và xuất ra các giá trị cần thiết.
Hình 2.2.1.1_ Sơ đồ kết cấu dưới dạng không gian.
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 21
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
Vì hai dầm hộp được đặc trên hai mố trụ độc lập nên làm việc như hai cầu độc lập
nhau , để giảm khối lượng tính toán chương trình việc mô hình hóa tính toán chỉ tiến
hành một bên cầu:
Hình 2.2.1.2_ Sơ đồ kết cấu độc lập dưới dạng không gian.
2.2.2.2.Cụ thể các bước thực hiện: ( Xem phục lục C2-2.2.2.2)
Cầu dầm liên tục gồm 8 nhịp , gối cố định được đặc ở giữa tại trụ P4
42m 42m 42m 42m 42m
34m
AO
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 A8
34m
42m
Quá trình mô hình hóa được thực hiên một cách nhanh hơn bằng cách sử dụng
chức năng Wizard MSS , nhưng chỉ cho được mô hình theo yêu cầu còn các thông số
như tải trọng , cáp DUL , cách bố trí cáp … thì phải chỉnh sữa theo yêu cầu thiết kế. Cáp
DUL được khai báo nhưng không tổ hợp vào các trạng thái nộ lực.
 Khai báo các tổ hợp tải trọng:
Tải trọng tác dụng thẳng đứng tính đến đỉnh trụ bao gồm:
Trọng lượng bản thân dầm DC do chương trình tự tính (tĩnh tải giai đoạn 1)
Trọng lượng bản thân các lớp mặt cầu phân bố điều DW=17.38 KN/m
Lan can tay vịn DC

1
=5.68 KN/m phân bố điều toàn cầu
Dải phân cách DC
2
=5.68 KN/m phân bố điều toàn cầu
Hoạt tải HL-93, tải trọng người đi bộ
 Khai báo xe :
Khai báo hai trường hợp hoạt tải theo ASSHTO LRFD:
HL-93TDM: Hoạt tải xe hai trục thiết kế và tải trọng làn.
HL-93 TRK: Hoạt tải xe tải thiết kế và tải trọng làn.
 Khai báo các làn xe:
Trong tổ chức giao thông thì mỗi chiều (1 hộp) gồm 2 làn xe cơ giới, 1 làn dành
cho xe thô sơ và người đi bộ. Với dạng mặt cắt ngang cầu không có gờ chắn bánh bề
rộng mặt cầu là 11m được phân làm 3 làn xe kỹ thuât bề rộng làn B=3m và 1 làn cho
người đi bộ 1.5m
Bảng _Làn xe và độ lệch tâm.
Tên làn xe
Bề rộng làn(m)
Độ lệch tâm (m)
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 22
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
Làn 1 (xe)
3
0
Làn 2 (xe)
3
-3
Làn 3(xe)
3
+3

Làn 4 (người)
1.5
+3.75
Hình 2.2.8_ Kết quả làn xe được khai báo .
 Khai báo hoạt tải người đi bộ :
Hoạt tải người đi bộ 3KN/m
2
phân bố trên bờ rộng 1.5m : P=3×1.5=4.5 KN/m được
mô hình hóa xe đặc biệt có tải trọng trục P=4.5KN/m
Các trường hợp tải và hệ số tải trọng kèm theo theo TTGH cường độ:
Bảng Các hệ số tải trọng tính toán.
Các tổ hợp tải trọng được khai báo trong chương trình:
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 23
STT Trường hợp Tải trọng Mô tả Hệ số tải trọng
1 DC Tỉnh tải giai đoạn 1 1,25
2 DW Tỉnh tải giai đoạn 2 1,5
3 HL93-TDM Hoạt tải xe 2 trục và tải trọng làn 1,75
4 HL93-TRK Hoạt tải xe tải và tải trọng làn 1,75
5 Đoan nguoi Tải trọng người 1,75
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
Bảng khai báo các trường hợp tải trọng.
Ghi chú: Hệ số xung kích được khai báo cùng với lúc khai báo tải trọng xe hai trục và tải
trọng xe tải: IM = 25%
Sau khi khai báo đầy đủ các thông số như Làn xe, Loại xe, Lớp xe, các trường hợp
tải trọng và các tổ hợp tải trọng, chương trình sẽ tự động vẽ các ĐAH và các phản lực
gối, xếp xe lên các ĐAH sao cho gây ra hiệu ứng bất lợi nhất đúng theo yêu cầu của qui
trình thiết kế cầu AASHTO-LRFD (22TCN272-05) như sau :
- Trọng lượng do hoạt tải:
110
110

1.2m
110
110
1.2m
15m
PL=4.5KN/m
LL=9.3KN/m
35
145
145

4.3m4.3m
35
145
145
4.3m4.3m

15m
Hình 2.2.9 Đường ảnh hưởng phản lực tại trụ số 4
Xếp xe lên đường ảnh hưởng: (3.6.1.3.1)
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 24
ST
T
Tên tổ hợp Mô tả
Loai
TH
Công thức
1 TRK_max
Hoạt tải xe tải, tải trọng làn cộng
tác dụng với tải trọng người

ADD
1,75(HL93-TRK+
Doan nguoi)
2 TDM_max
Hoạt tải xe 2 trục,tải trọng làn
cộng tác dụng với tải trọng người
ADD
1,75(HL93-TDM
+ Doan nguoi)
3 Moving_max
Lấy giá trị bất lợi của TRK_ max
và TDM_max
ENVE
Max(TRK_max,
TDM_max)
4 Tinh_max
Cộng tác dụng của Tỉnh tải giai
đoạn 1 và tỉnh tải giai đoạn 2
ADD
(1,25DC+
1, 5DW)
5
Tinh+Movin
g_max
Cộng tác dụng của Tỉnh tải và
hoạt tải(Tinh_max, Moving_max)
ADD
Hoatmax+Tinhma
x
6 Baomomen

Lấy giá trị bất lợi nhất trong 3 tổ
hợp(Moving_max, Tinh_max,
Tinh+ Moving_max)
ENVE
Max( Moving_ma
x,
Tinh_max,Tinh+
Moving_max)
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp  Khoa X©y Dùng CÇu §êng
Đối với phản lực gối giữa của dầm liên tục thì lấy 90% hiệu ứng của xe tải thiết kế
có khoảng cách trục bánh trước xe này cách trục bánh sau xe kia là 15m tổ hợp với 90%
hiệu ứng của tải trọng làn thiết kế ; khoảng cách giữa các trục 145KN của mỗi xe phải
lấy bằng 4.3m
Chạy chương trình và xuất ra các giá trị cần thiết:
Áp lưc lên trụ
Hình 2.2.10 Áp lực lên mố trụ
2.2.3.Xác định số lượng cọc và bố trí cọc cho mố, trụ cầu:
Công thức tính toán :
r
P
Q
A
n
β
=
Trong đó :
n: Số lượng cọc tính toán.
β: Hệ số kể đến độ lệch tâm của tải trọng; β = 1.6.
Q
r

Sức chịu tải tính toán của cọc.
A
P
:Tổng tải trọng tác dụng lên cọc tính đến đáy bệ móng; được xác định
từ chương trình.
Các giá trị phản lực tại các gối chưa xét đến tải trọng bản thân của mố và trụ cầu,
phần mố trụ phải cộng thêm chúng vào để có được A
p
A
P
= P
max
+ 1.25×DC
MT
(KN)
Trong đó:
A
p
: Áp lực tính toán tính đến đáy bệ móng.
P
max
: Phản lực lớn nhất do tác dụng của trọng lượng bản thân dầm, tỉnh tải giai
đoạn 2 và hoạt tải
DC
MT
: trọng lượng bản thân của mố hoặc trụ
1.25: hệ số tải trọng
Bảng tính toán số lượng cọc.
Cấu
kiện

DC
MT
1.25DC
MT
P
max
A
P
Q
R
Số cọc
n
Chọn
n
A0 7130.88 8913.6 6776.6 15690 6364.20 3.45 4
P1 4836.24 6045.3 17074.5 23120 6997.69 4.63 5
Sinh viªn thùc hiÖn: NguÔn Thanh Liªm - Líp 04X3D Trang 25