Thiết Kế Môn Học Mố Trụ Cầu - Lường Viết Dũng

GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
PHẦN I
THUYẾT MINH
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
1
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
I. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN
I.1. Kích thước kết cấu phần trên.
- Chiều dài nhịp tính toán: L
tt
=L-2x0.3=26-0.6=25.4 m.
- Chiều rộng cầu: B=7+(2x2.0)+(0.2x2)+(0.5x2)=12.4 (m)
- Kích thước dầm chủ,dầm ngang:
+ Dầm chủ:
Lựa chọn kích thước như hình vẽ ( Theo Giáo trình Cầu BTCT)
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
2
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
+ Dầm ngang:
Vì L=26m chọn 3 dầm ngang , bố trí ở 2 gối và ở giữa nhịp.
Tổng số dầm ngang là (5-1).3= 12 dầm
Chọn chiều dày dầm ngang 15 cm
- Bản mặt cầu, lan can, gờ chắn, lớp phủ, tấm kê:
+ Bản mặt cầu: Bản BTCT dày 200mm
+ Lan can: Chọn lan can có DC
lan can
=6kN/m.
+ Gờ chắn: Gờ BT có kích thước chọn như hình vẽ
200
250
250

+ Lớp phủ: Lớp phủ gồm BT ASPHANLT và lớp chống thấm dày 7.4 mm
Trọng lượng riêng của lớp phủ mặt cầu γ
lớp phủ
=22.5(kN/m
3
)
+ Tấm kê: Dày 80 mm.
Ta có bố trí chung như sau:
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
3
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
1
2
M
ÆT C¾T GI÷A cÇu
1
2
M
ÆT C¾T gèi
1500
200
2%
2%
200
80
2%
2%
250
1100
1100

tÊm bt ®óc s½n
t=80 mm
líp bt asphalt
líp phßng n íc
t=74 mm
35002002000500 3500 200 2000 500
74
4@2400=9600
14401440
12400
860
460
I.2. Kích thước kết cấu phần dưới
I.2.1. Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu chế tạo mố
- Bê tông:
+ Cường độ chịu nén quy định ở tuổi 28 ngày f’
c
=28MPa
+ Trọng lượng riêng của bê tông γ
bt
=25 kN/m
3
+ Mô đun đàn hồi E
c
=0.043
×
1.5
γ
×
'

c
f
=28441.83 MPa
- Cốt thép:
+ Giới hạn chảy f
y
=420 MPa
+ Mô đun đàn hồi E
s
=200000MPa
- Đất đắp:
+ Trọng lượng riêng của đất đắp γ
s
=18 kN/m
3
+ Góc ma sát trong của đất đắp ϕ=30
0
I.2.2. Kích thước cơ bản của mố.
- Kích thước mũ mố theo phương dọc cầu:
b
p
=
∆
+ b
2
+
0
2
b
+ 20 + b

1
(cm)
Với :
+
∆
: Khe hở giữa đầu dầm và mố
∆
= 6.5 cm
+ b
2
:

Khoảng cách tim gối đến đầu dầm b
2
= 30 cm.
+ b
0
: Kích thước thớt gối theo phương dọc cầu
b
0
= 410 mm = 41 cm
B
∆
b2
20 cm
b1
+ 20cm : Khoảng cách từ mép gối đến mép đá kê gối.
+ b
1
: Khoảng cách từ mép đá kê gối đến mép tường mố

b
1

lấy tùy thuộc vào chiều dài nhịp:
1 nhịp, m 15-20 30-100 >100
b
1
, cm 15 25 35
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
4
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
b
1
= 21 cm ( Do L
nhịp
= 26m).
Vậy b
p
= 6.5 + 30 + 41/2 + 20 +21 = 98 cm.
Chọn b
p
=100 cm( Lấy với b
1
=23 cm).
- Theo phương ngang cầu :
ap
ao
a1
(n-1).a2
a1

a
p
= 2a
1
+ a
0
+ (n -1)a
2
+ 2(15
÷
20) (cm).
Trong đó :
+ a
1
: Khoảng cách từ mép đá kê gối đến mép tường mố, a
1
= 77 (cm).
+ n : Số lượng dầm chủ ( n = số lượng gối cầu), n = 5.
+ a
2
: Khoảng cách giữa các dầm chủ, a
2
= 240 cm.
+ a
0
: Kích thước thớt dưới của gối theo phương ngang cầu, a
0
= 460 mm = 46 cm.
Vậy a
p

= 2
×
77 + 46 + 4
×
240 + 2
×
20 = 1200 (cm).
I.2.3.Kích thước tường đỉnh
- Chiều cao tường đỉnh: h
1
=h
d
+h
b
+h
g
+h
đk
Trong đó :
h
d
= 140 cm : Chiều cao dầm chủ.
h
b
= 20 cm : Chiều cao bản mặt cầu.
h
g
= 5 cm : Chiều cao gối.
h
dk

= 20 cm : Chiều cao đá kê gối
h
1
=140 + 20 +5 +20 =185 (cm)
- Chọn bề rộng tường đỉnh: b
1
=0.5m
I.2.4.Kích thước tường thân
- Chiều cao tường thân: h
2
=h
mố
- h
1
=400-185=215 (cm)
- Bề rộng tường thân : b
2
=b
1
+b
m
Với :
+ b
1
:Bề rộng tường đỉnh, b
1
=50 cm
+ b
m
:Bề rộng mũ mố ,chọn bằng 100 cm

b
2
=50 +100=150 (cm)
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
5
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
I.2.5.Kích thước tường cánh
- Chiều cao tường cánh: Chọn h
3
=1m
- Bề dày tường cánh: b
3
=0.5m
- Độ ngập sâu của tường cánh vào trong đất: Chọn bằng 0.65m
- Chiều dài tường cánh:
Nhận xét: Do chiều cao mố H=5m nên độ dốc của taluy là 1: 1
Chiều dài của tường cánh:
l
cánh
=H.n+0.65=4.1+0.65=4.65 m
I.2.6.Kích thước bản quá độ
- Chiều dài bản quá độ: l
bản
=4m
- Chiều dày bản quá độ: h
bản
=0.25m
- Bản quá độ cách tường cánh 1cm
- Mấu đỡ bản quá độ chọn kích thước như hình vẽ:
36

30
30
I.2.7.Kích thước bệ móng
- Bề dày móng: H
móng
=2m
- Bậc móng trước:chọn ∆=0.8m
- Bậc móng sau:chọn ∆=0.4m
- Hai bên bệ được mở rộng 0.4 cm.
I.2.8. Chọn phần vát của chỗ tiếp giáp giữa tường cánh và tường thân là 50cm :50 cm
như hình vẽ.
Ta có các kích thước của mố như sau(tính theo đơn vị mm):
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
6
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
800
700
4000
650 2500 500
1000
4350
2
5
0
810
3
0
0
0
1

:
1
1
:
1
1500400
1180
500
400
4350
860
460
410
4650
MÆT §øNG
1
2
mÆt b»ng
1:
10
400
500 400
I
I
1
2

mÆt c¾t
I-I
460

6000 6000
1
2

mÆt c¾t
II-II
II
II
1850
770860
+0.5( MNTN)
410
810
2150 1850
0.0( C§§M)
+1.15( MNCN)
2000
2000
12800
200
6000
6400
800
2x2400=4800
500
500
1500
1500
1800
1650

200
700
1500
1800
4000
6000
360
Quy íc chiÒu
z
x
y
II. TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG
II.1.Tính toán tải trọng tác dụng lâu dài.
II.1.1.Tĩnh tải kết cấu phần trên.
- Trọng lượng bản thân dầm chữ I.
Do mặt cắt dầm I thay đổi nên ta phải tính toán cho từng đoạn.
+ A
dầm I(giữa nhịp)
= 0.64
×
0.25 + 0.2
×
0.2 + 0.2
×
0.22 + 0.2
×
(0.95-0.2-0.11) +
0.22
×
0.11 + 0.2

×
0.11+0.84
×
0.12 + 0.64
×
0.08
= 0.5722 m
2
V
dầm I(giữa nhịp)
=0.5722
×
19.4 =11.100( m
3
)
+ A
dầm I(gối)
=0.64
×
1.4+2
×
0.12
×
0.1 =0.92 (m
2
)
V
dầm I(gối)
=0.92
×

2
×
1.8=3.312 (m
3
)
+V
mặt cắt chuyển tiếp
= (
2
5722.0
+
2
92.0
)x1.4x2=2.089 (m
3
)
⇒
q
dầm chủ
=(11.1+3.312+2.089)x25x
62
1
x5 =79.335(kN/m)
- Trọng lượng bản thân dầm ngang
+ Chọn bề dày dầm ngang theo phương dọc cầu là 150mm
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
7
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
220
220 17

60
220
110
640
10015
60
100
17
60
1201200
120
D
? M NGANG GI? A C? U
D
? M NGANG Ð? U C?U
1320
100 15
60
100
+ Diện tích dầm ngang:
Dầm ngang giữa cầu:
A
dầm ngang (giữa cầu)
=0.2
×
0.22 + 0.2
×
1.76 + (1.76 + 0.22
×
2)

×
0. 64 + 0.11
×
0.22
+ 2
×
0.1
×
0.11 + (0.12+0.11)
×
1.560 = 2.209 m
2

Dầm ngang đầu cầu:
A
dầm ngang (đầu cầu)
= 1.76
×
1.32 – 0.1
×
0.12
×
2 = 2.2992 m
2
V
dầm ngang
=(2.209
×
4 + 2.2992
×

8)
×
0.15 =4.0844 (m
3
)
⇒
DC
dầm ngang
=
62
0844.4
x25=3.927 (kN/m)
- Trọng lượng bản thân tấm bêtông đúc sẵn:
DC
tấm BT đúc sẵn
=4
×
1.76 0.08 26 25
26
× × ×
= 14.08 kN/m
- Trọng lượng bản thân của bản mặt cầu
A
mặt cầu
=12.5
×
0.2 + 0.08
×
(1.45-
0.64

2
)=2.590(m
2
)
⇒
q
bản mặt cầu
=2.590
×
25=64.75(kN/m)
- Trọng lượng bản thân lan can,gờ chắn:
+ Sử dụng loại lan can có khối lượng trên 1 m dài là 6 kN
⇒
q
lan can
= 6
×
2 =12 kN/m ( Do có 2 lan can ).
+ Trọng lượng bản thân gờ chắn
q
gờ chắn
=
0.2 0.25
0.25 25 1.406
2
+
× × =
kN/m
⇒
q

lan can, gờ chắn
= 13.406
200
250
250
Gờ chắn
- Trọng lượng bản thân lớp phủ mặt cầu:
+ Ta lấy bề dày lớp phủ mặt cầu là 74mm=0.074m
+ Trọng lượng riêng của lớp phủ mặt cầu γ
lớp phủ
=22.5(kN/m
3
)
⇒
q
lớp phủ
=0.074
×
22.5
×
(12.5-0.5
×
2-0.25
×
2) = 18.315(kN/m)
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
8
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
Bảng trọng lượng riêng của kết cấu phần trên:
Các bộ phận

Trọng lượng bản
thân(kN/m)
Phản lực gối(kN)
Dầm chủ 79.335 1007.55
Dầm ngang 4.0844 51.87
Tấm kê 14.08 178.82
Bản mặt cầu 64.75 822.33
Lan can,gờ chắn 13.406 170.26
Lớp phủ mặt cầu 18.315 232.60
Tổng=2517.65 kN
DC(kN) DW(kN)
2230.83 232.60
II.1.2.Trọng lượng mố.
Để tính toán đơn giản ta tính theo công thức sau:
ìm
γ γ
= ∑ × − ∑ ×
ch
bt i n i
P V V
γ
bt
:Trọng lượng riêng của bêtông,=25 kN/m
3
V
i
:Thể tích của các bộ phận mố.
: Trọng lượng riêng của nước,
10
γ

=
n
kN/m
3

:Thể tích phần bộ phận mố ngập trong nước.
Ta đi tính cho từng bộ phận của mố:
- Bệ móng.
+ Thể tích : V
bệ móng
=(12+2
×
0.4)
×
4.35
×
2=111.616 m
3
+ Toàn bộ bệ móng chìm trong nước nên :
ìm
ê móng
ch
b
V
=V
bệ móng
=111.616 m
3
⇒
P

bệ móng
=111.616
×
25-111.616
×
10= 1674.24 kN
- Tường thân:
+ Thể tích : V
tường thân
= 12
×
2.15
×
1.5=38.7 m
3
+ Một phần tường thân ngập trong nước. Thể tích tường thân ngập trong nước là:
V
tường thân ngập nước
=12
×
1.5
×
1.15 = 20.7 m
3
⇒
P
tường thân
= 38.7x25 – 20.7
×
10 = 760.5kN

- Tường đỉnh:
+ Thể tích: V
tường đỉnh
=12x1.85x0.5=11.1 m
3
⇒
P
tường đỉnh
= 11.1
×
25 = 277.5 kN
- Bản quá độ:
V
bản quá độ
=11
×
0.25
×
4= 11 m
3
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
9
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
⇒
P
bản quá độ
= 11
×
25 = 275 kN
- Mấu đỡ bản quá độ :

+ Thể tích: V
mấu đỡ
=
( )
( )
0.3 0.36 0.3
12 2 0.5 1.089
2
+ ×
× − × =
m
3
⇒
P
mấu đỡ
= 1.089
×
25= 27.225 kN
- Tường cánh:
+ Phần 1:
Thể tích: V
tường cánh 1
= 2
×
0.7
×
1.5
×
0.5=1.05 m
3

⇒
P
tường cánh 1
= 1.05
×
25= 26.25 kN
+ Phần 2:
Thể tích: V
tường cánh 2
= 2
×
2
1
5.1
2
×
0.5=1.125 m
3
⇒
P
tường cánh 2
= 1125
×
25= 28.125 kN
1
2
3
+ Phần 3: bị ngập trong nước một phần
Thể tích: V
tường cánh 3

= 2
×
4
×
1.65
×
0.5=6.6 m
3
V
tường cánh 3 ngập nước
= 2
×
1.15
×
1.65
×
0.5=1.8975 m
3
⇒
P
tường cánh 3
=6. 6
×
25-1.8975
×
10= 146.025 kN
Như vậy:
P
tường cánh
=26.25 +28.125 +146.025=198.875 kN

- Đá kê gối:
+ Thể tích : V
đá kê gối
= 0.86
×
0.81
×
0.2
×
5=0.697 m
3
⇒
P
Đá kê gối
= 0.697
×
25=17.415 kN
STT Tên Trọng lượng
1 Bệ móng 1674.24
2 Tường thân 760.5
3 Tường đỉnh 277.5
4 Tường cánh 198.875
5 Đá kê gối 17.415
6 Mấu đỡ bản quá độ 27.225
7 Bản quá độ 275
II.1.3. Áp lực thẳng đứng do đất trên bản quá độ
- Coi gần đúng bản đặt tại giữa vị trí của tường thân.
- Khối lượng đất đắp trên bản:
P
đất trên bản

=11x4x

2
85.1
x18=732.6 kN
Nhận xét1:
Bản quá độ và đất đắp trên bản quá độ sẽ truyền lên mấu kê một lực tĩnh R
tb
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
10
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
R
tb
=
1
2
(P
bản quá độ
+P
đất trên bản
) =
1
2
(275+732. 6)=503.8 kN
II.1.4.Áp lực ngang của đất EH.
- Áp lực ngang của đất đắp lên tường chắn tính theo công thức:
EH=
2
d
2

γ
× ×
H
K B
(kN)
- Trong đó :
+ : Trọng lượng riêng của đất dắp(kN/m
3
); 18 kN/m
3
+ H: Chiều cao tường chắn
+ B
đ
-Chiều rộng của đất đắp ,
B
đ
=bề rộng mố -bề dày tường cánh =12 -2 x 0.5=11 m
+ K: Hệ số áp lực đất.
( )
( )
2
2
sin '
.sin .sin
θ φ
θ θ δ
+
= =
−
a

K K
r
2
sin( ' )sin( ' )
1
sin( )sin( )
φ δ φ β
θ δ θ β
 
+ −
= +
 
− +
 
r
Trong đó :
: Góc ma sát giữa đất và tường ,tính bằng độ,
: Góc của mặt đất so với phương nằm ngang,tính bằng độ,
0
0
β
=
: Góc của phương tường chắn so với phương nằm ngang ,
0
90
θ
=
φ
′
: Góc ma sát trong có hiệu của đất đắp,

φ
′
=30
o
Từ đó rút gọn công thức trên ta được K=K
a
=
2 0
' 1
45
2 3
φ
 
− =
 ÷
 
tg
+ Vị trí đặt hợp lực tại 0.4H (m)
- Đối với mặt cắt đỉnh móng: H=4 m
EH=
2
d
2
γ
× ×
H
K B
=18x
2
4

2
x
3
1
x11=528 kN
Vị trí đặt hợp lực cách đỉnh móng 1.6 (m)
+Đối với mặt cắt đáy móng: H =6 m
EH=
2
d
2
γ
× ×
H
K B
=18x
2
6
2
x
3
1
x11=11888 kN
Vị trí đặt hợp lực cách đáy móng 2.4 (m)
II.1.5.Áp lực đất thẳng đứng do tĩnh tải đất đắp EV
Chiều cao đất đắp sau mố: 4 m
Chiều rộng mố chịu tác dụng của các lớp: 12-2
×
0.5=11 m
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48

11
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
Diện tích tác dụng của các lớp: 11
×
(4.35-0.8-1.5)=22.55(m
2
)
V=4
×
22.55 =90.2(m
3
)
Áp lực thẳng đứng do đất đắp sau mố: EV=
γ
× =V
18
×
90.2=1623. 6 (kN)
II.2.Tính toán tải trọng tác dụng tức thời.
II.2.1.Hoạt tải HL93 LL.
- Ta chỉ tính R
hoạt tải
tại gối nên chỉ xét đường ảnh hưởng phản lực gối.
2540
1
0.831
0.662
0.953
110 kN
110 kN

145 kN
145 kN
35 kN
Ð
ah R
9.3 kN/m
+ Phản lực gối do xe 2 trục:
R
tandem
=110
×
1+110
×
0.953=214.83 kN
+ Phản lực gối do xe 3 trục :
R
truck
=145
×
1+145
×
0.831+35
×
0.662=288.665 kN
⇒
Phản lực gối do xe tải thiết kế là:
R
xe
=max(R
tandem

, R
truck
)=288.665 kN
Hệ số xung kích (1+IM)=1.25
+ Phản lực gối do tải trọng làn là:
R
làn
=9.3
×

1 25.4
2
×
=118.11 kN
Số làn xe : n=2 làn
⇒
hệ số làn xe m=1.0
Vậy phản lực gối do HL93 gây ra là:
R
hoạt tải xe
=2
×
(1.25
×
288.665+1
×
118.11)=957.883 kN
- Khi xét theo phương ngang cầu,đặt tải lệch tâm và chỉ xếp trên 1 làn
Mômen do hoạt tải xe tác dụng trên phương ngang cầu là:
M

x
=
957.883
2 957.883
2
× =
(kN.m)
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
12
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
0.5 3.5m 0.2
2m
0.53.5m
1.44m
=9.6m
1.44m
0.6 1.8m 0.6
0.5
0.2
2m
II.2.2.Tải trọng người PL
- Đối với tất cả đường bộ hành rộng hơn 600 mm phải lấy tải trọng người đi bộ bằng
q=3x10
-3
MPa và phải lấy đồng thời cùng xe tải thiết kế,lực xung kích không áp dụng cho
tải trọng bộ hành.
- Trị số của tải trọng bộ hành:
PL=m.q.b
ng
.n

ng
. (KN)
Trong đó:
+ m-Hệ số làn,m=1
+ q=3
×
10
-3
MPa=3kN/m
2
+ b
ng
-Bể rộng lề đường đi bộ,b
ng
=2 m
+ n
ng
-Số lề người đi,n
ng
=2
+ L
s
-Chiều dài nhịp tính toán,L
s
=25.4 m
PL=1
×
3
×
2

×
2
×
=152.4 (kN)
-Khi xét theo phương ngang cầu,xếp tải lệch tâm và chỉ xếp tải trên 1 làn
Mô men theo phương ngang cầu do tải trọng người đi là:
( )
152.4 2
3.5 0.2 358.14 /
2 2
 
= × + + =
 ÷
 
x
M kN m
0.2
2m
0.5 3.5m
0.2
2m
0.53.5m
1.44m
=9.6m
1.44m
II.2.3. Phản lực do hoạt tải đứng trên bản quá độ tác dụng lên mấu kê.
- Xếp tải trên đường ảnh hưởng phản lực gối tại bản quá độ như hình vẽ.
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
13
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu

4m
110 kN
110 kN
9.3kN/m
145 kN
35 kN
4.3m 4.3m
1
0.7
§.a.h Rb
145 kN
1.2m
Ta có :
R
truck
= 145 x 1 =145 kN
R
tandem
= 110 x1 +110 x 0.7 = 187 kN
R
làn
= 9.3 x x 1 x 4 = 18.6 kN
Hệ số xung kích (1+IM)=1.25
R
hb =
1.25max (R
truct
,R
tandem
) +R

làn
= 1.25xmax (145;187) +18.6
=1.25x187+18.6 = 252.35 kN
II.2.4.Lực li tâm(CE)
- Lực li tâm được lấy bằng tích số của các trọng lực trục của các xe tải hay xe hai trục với
hệ số C lấy như sau:
2
4
3
= ×
V
C
gR
- Trong đó:
+ v –là tốc độ thiết kế
+ g-Gia tốc trọng trường
+ R-Bán kính cong của làn xe, R= ∞(do mặt đường xe chạy thẳng),do đó C=0.
CE=0
II.2.5.Lực hãm xe BR
- Cầu được thiết kế với 2 làn xe,lực hãm tính cho một làn xe chạy cùng chiều.
- Lực hãm lấy bằng 25% trọng lượng xe thiết kế,xe thiết kế là xe tải.
- Gối cố định chịu 100% lực hãm
- Hệ số làn xe m=1(số làn xe n=2).
⇒
BR=2
×
1
×
25%(145+145+35)=162.5 kN
Lực nằm ngang theo phương dọc cầu ,cách mặt cầu 1.8 m

Để thiên về an toàn ta cho lực hãm xe hướng ra phía sông
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
14
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
II.2.6.Lực ma sát FR
- Lực ma sát chung gối cầu phải được xác định trên cơ sở của giá trị cực đại của hệ số ma
sát giữa các mặt trượt.FR được xác định như sau:
FR=f
max
.N (kN)
- Trong đó :
+ f
max
là hệ số ma sát giữa bêtông và gối cầu. f
max
=0.3
+ N là phản lực gối do tĩnh tải và hoạt tải(không kể xung kích gây ra):
N=2230.83+232.66+813.55+152.55 =3429.59 (kN)
FR = 0.3 x 3429.59 = 1072.176 (kN)
Lực ma sát có chiều hướng ra sông
II.2.7.Áp lực đất do hoạt tải sau mố LS
- Khi hoạt tải sau mố trong phạm vi bằng chiều cao tường chắn,tác dụng của hoạt
tải có thể thay bằng lớp đất tương đương có chiều cao h
eq
lấy theo bảng sau:
Chiều cao tường(mm) h
eq
(mm)
≤1500
1700

3000 1200
6000 760
≥9000
610
- Áp lực ngang đất do hoạt tải sau mố tính theo công thức
LS=K
×
h
eq
×
γ
×
H
×
B
đ
- Trong đó:
+K-hệ số áp lực đất
+ h
eq
-chiều cao lớp đất tương đương
+H-chiều cao tường
+γ-trọng lượng riêng đất đắp
Điểm đặt lực tại 0.5H
- Đối với mặt cắt đáy móng: H
2
= 6000 mm, tra bảng h
eq
=760mm =0.76 (m)
LS=

3
1
x0.76x18x6x11=300.96 kN
Vị trí hợp lực đặt cách đáy móng 3 m
- Đối với mặt cắt đỉnh móng: H
1
=4000 mm, tra bảng h
eq
=1053.3mm=1.0533 (m)
LS=
3
1
x1.0533x18x4x11=278.08 kN
Vị trí hợp lực đặt cách đỉnh móng 2 m
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
15
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
II.2.8.Tải trọng gió tác dụng lên công trình WS
II.2.8.1.Tải trọng gió ngang cầu
- Chỉ tính tải trọng gió ngang tác dụng lên kết cấu phần trên,không tính tải trọng gió
ngang tác dụng lên mố.
- Tải trọng gió ngang P
D
phải được lấy theo chiều tác dụng nằm ngang và đặt tại trọng
tâm của các phần thích hợp,được tính như sau:
P
D
=0.0006.V
2
.A

t
.C
d
1.8A
t
(kN)
Trong đó:
+ V-Tốc độ gió thiết kế ,V=V
B
.S
V
B
-Tốc độ gió giật cơ bản trong 3 giây với chu kì xuất hiện 100 năm thích hợp với
vùng gió tại vị trí cầu đang nghiên cứu
S-Hệ số điều chỉnh đối với khu đất chịu gió và độ cao mặt cầu theo qui định
Tra bảng ứng với vùng gió cấp I tại khu vực lộ thiên ta có: V
B
= 38m/s; S=1.
V=38x1=38 m/s
+ A
t
-Diện tích của kết cấu hay cấu kiện phải tính tải trọng gió ngang (m
2
).
Chiều cao dầm chủ: 1.4 m
Chiều cao bản mặt cầu: 0.2 m
Chiều cao lan can: 1.1 m
Chiều dài nhịp: 26 m
Để đơn giản cho tính toán và thiên về an toàn coi toàn bộ diện tích chắn gió là đặc:
A

t
=(1.4+0.2+1.1)x26=70.2(m
2
)
+ C
d
-Hệ số cản phụ thuộc vào tỉ số
b
d
b-Chiều rộng toàn bộ của cầu giữa các bề mặt lan can =11500(mm)
d-Chiều cao KCPT bao gồm cả lan can đặc nếu có=2700(mm)
d
b
=
2700
11500
=4.259
Tra bảng ta được C
d
=1.4
Vậy P
D
= 0.0006 x
38
2
x70.2x1.4=85.15 (kN)
II.2.8.2.Tải trọng gió dọc
- Đối với mố, trụ,kết cấu phần trên là giàn hay các dạng kết cấu khác có một bề mặt cản
gió lớn song song với tim dọc kết cấu thì phải xét tải trọng gió dọc.Vì vậy ở đây ta không
phải tính tải trọng gió dọc.

II.2.8.3.Tải trọng gió thẳng đứng
- Chỉ tính tải trọng này cho các trạng thái giới hạn không liên quan đến gió trên hoạt tải
và chỉ tính khi lấy hướng gió vuông góc với trục dọc của cầu.
- Phải lấy tải trọng gió thẳng đứng P
v
tác dụng vào trọng tâm của diện tích thích hợp theo
công thức:
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
16
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
P
v
=0.00045xV
2
xA
v.
Trong đó:
+V-Tốc độ gió thiết kế = 38 m/s
+A
v
-Diện tích phẳng của mặt cầu = 12.4 x 25.4=314.96 m
2
- Trị số tải trọng thẳng đứng: P
v
=0.00045 x 38
2
x 314.96 =204.66 (kN)
P
v
đặt tại giữa nhịp

II.2.9.Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ WL
- Trong bài thiết kế này chỉ xét TTGHCĐI nên không xét tới tải trọng gió tác dụng lên xe
cộ.
III.TỔ HỢP TẢI TRỌNG.
Quy ước dấu mômen: Quay ra phía sông (mô men lật) là (+)
Quay vào trong bờ (mô men giữ) là (-)
III.1.Mặt cắt đáy móng(A-A)
A
A-A
A
O1
Tên tải trọng
Giá trị
(kN)
Độ lệch tâm
e
x
(m)
Độ lệch tâm
e
y
(m)
Tĩnh tải kết
cấu phần trên
DC 2230.83 0.78 0
DW 232.60 0.78 0
Tĩnh tải mố
Bệ móng 1674.24 0 0
Tường đỉnh 277.5 0.125 0
Tường thân 760.5 0.625 0

Bản quá độ 503.8 -0.27 0
Mấu đỡ bản quá
độ
27.23 -0.27 0
Tường
cánh
Phần 1 26.25 -2.525 0
Phần 2 28.13 -2.275 0
Phần 3 146.025 -0.95 0
Đá kê gối 17.42 0.78 0
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
17
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
Áp lực ngang của đất (EH) 1188 2.4 0
Tĩnh tải đất đắp(EV) 1623. 6 -1.15 0
Hoạt tải xe(LL) 957.88 0.78 2.00
Tải trọng người(PL) 152.40 0.78 4.70
R
hb
252.35 -0.27 0
Lực hãm xe(BR) 162.50 4.3 0
Áp lực ngang do hoạt tải sau mố
(LS)
300.96 3 0
Lực ma sát(FR) 1072.176 4.3 0
Gió lên công
trình
Ngang cầu 88.15 0 4.30
Dọc cầu 0 0 0
Thẳng đứng 204.66 0.78 0

Tải trọng đối với trọng tâm mặt cắt đáy móng
Tên tải trọng
Hệ
số tt
N
z
(kN)
H
x
(kN)
H
y
(kN)
M
x
(kN/m)
M
y
(kN/m)
Tĩnh tải kết
cấu phần trên
DC
γ
DC

2230.83
1740.05
DW
W
γ

D

232.60
181.428
Tĩnh tải mố
Bệ móng

γ
DC
1674.24
0 0
Tường đỉnh
277.5 34. 6875
Tường thân
760.5 379. 6875
Bản quá độ
503.8 -136.026
Mấu đỡ
27.23
-7.351
Tường cánh
1
26.25 -66.281
Tường cánh
2
28.13 -63.996
Tường cánh
3
146.025
-125.4

Đá kê gối 17.42 13.657
Áp lực ngang của đất (EH)
γ
EH
1188 2851.2
Tĩnh tải đất đắp(EV)
γ
EV

1623. 6 -1867.14
Hoạt tải
xe(LL)
Ngang cầu
γ
LL
957.88
957.883
Dọc cầu
747.146
R
hb
γ
LL
252.35 -68.135
Tải trọng
người(PL)
Ngang cầu
γ
PL
152.40

358.14
Dọc cầu 118.872
Lực hãm xe(BR)
γ
BR
162.50
698.75
LS
γ
LS
300.96
902.88
Lực ma sát(FR)
γ
FR

1072.1
8
4610.3568
Gió lên công
trình
Ngang cầu
W
γ
S

88.15 467.99
Dọc cầu 0 0
Thẳng đứng 204.66
159. 635

Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
18
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
Bảng hệ số tải trọng và tổ hợp tải trọng đối với trọng tâm đáy móng
Trạng
thái
giới
hạn
Hệ số tải trọng N
z
H
x
H
y
M
x
M
y

γ
DC
W
γ
D
γ
EH
γ
EV
*
γ

γ
FR
W
γ
S
kN kN kN kN.m kN.m
CĐIa 1.25 1.50 1.50
1.3
5
1.75
1.0
0
0.00 11214
3665.2
0 2303
12216
CĐIb 0.9 0.65 0.9
1.0
0
1.75
1.0
0
0.00
9131.
8
2952.4 0 2303 10777
Sử
dụng
1.0
0

1.00
1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.0
0
0.3
0
8777 2724 26.44 1426
10060
Với : TTGHCĐIa lấy hệ số tải trọng max, TTGHCĐIb lấy hệ số tải trọng min

*
γ γ γ γ γ
= = = =
LL PL BR LS
III.2. Mặt cắt đỉnh móng(B-B).
B
B
O1
B-B
O2
833
Tên tải trọng
Giá trị
(kN)
Độ lệch tâm

e
x
(m)
Độ lệch tâm
e
y
(m)
Tĩnh tải kết cấu
phần trên
DC 2230.83 0.288 0
DW 232.60 0.288 0
Tĩnh tải mố
Tường đỉnh 277.5 -0.367 0
Tường thân
760.5
0.133 0
Rtb 503.8 -0.767 0
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
19
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
Mấu đỡ bản quá độ 27.23 -0.767 0
Tường
cánh
Phần 1
26.25
-3.521 0
Phần 2 28.13 -3.108 0
Phần 3
146.025
-1.446 0

Đá kê gối 17.42 0.288 0
Áp lực ngang của đất (EH) 528
1. 600
0
Hoạt tải xe(LL) 957.88 0.288 2.00
Tải trọng người(PL) 152.40 0.288 4.70
R
hb
252.35 -0.767 0
Lực hãm xe(BR) 162.50 2.300 0
Áp lực ngang do hoạt tải sau mố(LS)
300.96
2.00 0
Lực ma sát(FR) 1072.18 2.300 0
Gió lên công
trình
Ngang cầu 88.15 0 2.30
Dọc cầu 0 0 0
Thẳng đứng 204.66 0.288 0
Tải trọng đối với trọng tâm mặt cắt B-B
Tên tải trọng
Hệ
số tt
N
z
(kN)
H
x
(kN)
H

y
(kN)
M
x
(kNm)
M
y
(kNm)
Tĩnh tải kết
cấu phần trên
DC
γ
DC
2230.83 642.48
DW
W
γ
D
232.60 66.989
Tĩnh tải mố
Tường đỉnh

γ
DC
277.5 -101.843
Tường thân
760.5
80.8
Rtb 503.8 -386.415
Mấu đỡ 27.23 -20.882

Tường cánh
1
26.25
-92.426
Tường cánh
2
28.13 -87.413
Tường cánh
3
146.025
-190.872
Đá kê gối 17.42 5.016
Áp lực ngang của đất (EH)
γ
EH
528 844.8
Hoạt tải
xe(LL)
Ngang cầu
γ
LL
957.88
957.883
Dọc cầu 275.870
R
hb
γ
LL
252.35 -193.55
Tải trọng

người(PL)
Ngang cầu
γ
PL
152.40
358.14
Dọc cầu 43.891
Lực hãm xe(BR)
γ
BR
162.50 536.25
LS
γ
LS
300.96 601.92
Lực ma sát(FR)
γ
FR

1072.1
8
2466.01
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
20
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
Gió lên công
trình
Ngang cầu
W
γ

S

88.15 202.75
Dọc cầu 0 0
Thẳng đứng 204.66 58.942
Bảng hệ số tải trọng và tổ hợp tải trọng đối với trọng tâm mặt cắt B-B
Trạng
thái
giới
hạn
Hệ số tải trọng N
z
H
x
H
y
M
x
M
y

γ
DC
W
γ
D
γ
EH
γ
EV

*
γ
γ
FR
W
γ
S
kN kN kN kN.m kN.m
CĐI 1.25 1.50 1.50
1.3
5
1.75
1.0
0
0.00 7546.8 2675 0 2303 6093.1
CĐIb 0.9 0.65 0.9
1.0
0
1.75
1.0
0
0.00
6001.
4
2358 0 2303 5064.2
Sử
dụng
1.0
0
1.00

1.0
0
1.0
0
1.0
0
1.0
0
0.3
0
5307.
3
2064 26.445 1377 4508.3
Với : TTGHCĐIa lấy hệ số tải trọng max, TTGHCĐIb lấy hệ số tải trọng min

*
γ γ γ γ γ
= = = =
LL PL BR LS
IV. TÍNH DUYỆT THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ I
Bao gồm:
-Tính sức kháng đỡ của đất nền.
-Tính độ ổn định lật.
-Tính độ ổn định trượt.
- Tính kết cấu móng.
IV.1.Tính sức kháng đỡ của đá (khả năng chịu tải của đất nền).
- Kiểm toán cho mặt cắt đáy móng.
- Công thức kiểm toán:
'
γ η ϕ

= ∑ ≤ × ×
i i i b ult
V V q A
- Trong đó:
+
γ η
= ∑
i i i
V V
:Tổng tải trọng thẳng đứng tại đáy móng đã nhân hệ số.
+ :Sức kháng đỡ của đất dưới đáy móng(MPa).
Do dưới đáy móng là đá có cường độ là 30 Mpa nên ta có :
ult
q
=30 Mpa
+ :Hệ số sức kháng dùng cho địa kĩ thuật.
Với móng nông tra bảng A.10.5.5-1 ta có:
ϕ
b
=0.6
+ A
’
= B
’
xL
’
:Diện tích có hiệu của móng.
B
’
= B – 2e

B
; L
’
=L – 2e
L
B:chiều rộng của móng. B=4.35 m
Độ lệch tâm theo phương B:
e
B
=
N
M
z
y
=
11214
6.61221
=1.089 m
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
21
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
B
’
= B – 2e
B
= 4.35-1.089 = 3.26 m
L: chiều dài móng L=12.8 m
Độ lệch tâm theo phương L:
e
L

=
N
M
z
X
=
11214
2303
=0.205 m
L
’
=L – 2e
L
= 12.8 – 0.205 =12.595 m
⇒
Diện tích hữu hiệu: A
’
= B
’
xL
’
= 3.26x12.595= 41.06 m
2
- Ta có:V=11214< 0.6x30x1000x41.06=739080
⇒
Đạt
IV.2.Tính độ ổn định lật.
Thay cho việc kiểm tra tỉ số giữa mômen ổn định và mômen lật ,để đảm bảo ổn
định lật cần kiểm tra độ lệch tâm của hợp lực đối với đáy móng hữu hiệu.
Với móng trên nền đá:

3
8
≤
B
B
e

Trong đó :
8
3B
=
8
3
x4.35=1.631 m
e
B
= 1.089 m < 1.631 m
⇒
Đạt
IV.3.Tính độ ổn định trượt
- Công thức : H
≤

R
Q
.
Trong đó :
+ H : Tổng các lực ngang
+
R

Q
: Sức kháng trượt .
- Tính sức kháng trượt :
R
Q
=
n
QΦ×
.
+
Φ
: Hệ số sức kháng đối với cường độ chịu cắt giữa đất và móng theo bảng 10.5.5.1,
Φ
= 0.9
+
n
Q
= V
tg
δ
×
V : Tổng lực thẳng đứng (tổ hợpI
a
) :
13284=V KN
δ
: góc ma sát ngoài giữa đất nền và đáy móng .
Coi
δ
=

ϕ
: tg
δ
= tg
ϕ
= tg
0
30
= 0.577 .

⇒
n
Q
= 11214
×
0.577=6470.48 kN
R
Q
= 0.9
×
6470.48 =5823.4 kN
- Lấy: H =
max
=H
3665.2 kN
H <
R
Q

⇒

Đạt
IV.4 Tính kết cấu móng
- Móng bằng BTCT:
+ Bêtông có cường độ
' 28
c
f Mpa=
.
+ Thép có cường độ 420 MPa , cốt thép bố trí phía trên và dưới móng
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
22
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
- Cốt thép phía dưới theo phương dọc cầu chọn số hiệu #29 cách nhau a =160 mm.
- Móng được tính như 1 conson, ngàm tại mặt cắt thân mố ( mặt cắt D- D ) chịu tải trọng
do phản lực đất nền và trọng lượng bản thân móng.
D
D
4350
800
400
D-D
81#29
80x160=12640
12800
2000
IV.4.1. Kiểm toán sức kháng uốn
- Theo phương ngang cầu có 80 thanh #29.
- Diện tích cốt thép :
6 2
645 10 80 0.0516

s
A m
−
= × × =
- Chiều cao mặt cắt h = 2m.
- Khoảng cách từ tim cốt thép chịu kéo đến mép ngoài của bê tông chịu kéolấy
c
d
=40mm
- Chiều cao có hiệu của mặt cắt :
e
d
= 2 – 0.04 = 1.96 m .
- Chiều cao khu vực chịu nén :
0.0516 420
0.0711
0.85 ' 0.85 28 12.8
s y
c
A f
a m
f b
×
= = =
× ×
- Mômen kháng danh định của mặt cắt :

( )
2
n s y e

a
M A f d= × −

3
1
0.0516 420 10 (1.96 0.0711) 41706.68 .
2
n
M kN m= × × × − × =
- Mômen kháng :
0.9 41706.68 37536
R n
M M kN= Φ× = × =

- Mômen cực hạn của mặt cắt tại TTGHCĐI , coi ứng suất đáy móng phân bố đều có

q
=
A
V
'
'
=
60.41
11214
=273.11
m
kN
2

2
0.9
2
V bt
ql
M b M= × − ×
+ 0.9M
bt
:Mômen do trọng lượng bản thân
0.8
0.9 0.9 0.8 2 12.8 25 184.32 .
2
= × × × × × =
bt
M kN m
- Mômen cực hạn của mặt cắt :
Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
23
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
M
V
=
2
11.273
08
2
x
x12.8-184.32=934.34 kNm
Vậy :
V

M
= 934.34 <
R
M
=37536 kNm
→
Đạt.
IV.4.2. Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu
- Công thức kiểm tra :
min
ρ ρ
≥
Trong đó :
+
s
A
A
ρ
=

A
s
: Diện tích cốt thép chịu kéo A
s
= 0.0516 m
2
.
A : Diện tích mặt cắt A = 2
×
12.8 = 25.6 m

2

0.0516
0.00202
25.6
ρ
⇒ = =
+
'
min
0.03
c
y
f
f
ρ
= =
0.03
×
28
420
= 0.002 => Đạt
IV.4.3.Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa
- Công thức kiểm tra :
0.42
c
de
≤
Trong đó :
+ c : Khoảng cách từ trục trung hoà mặt cắt đến thớ chịu nén xa nhất

1
0.0711
0.0836( )
0.85
β
= = =
a
c m
+ d
e
: Chiều cao có hiệu cuả mặt cắt ;d
e
= 1.96 m
=>
0.0836
0.0426 0.42
1.96
= = <
c
de
=> Đạt
IV.4.4. Kiểm tra nứt
- Ứng suất trong cốt thép chịu kéo tại TTGH sử dụng f
sa
< 0.6f
y
- Công thức kiểm tra :
1/3
0.6

( )
= ≤
×
sa y
c
Z
f f
d A
Trong đó :
+ d
c
: Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm thanh cốt
thép ngoài cùng (mm); d
c
= 0.04 m = 40 mm
+ A : Diện tích phần bê tông có cùng trọng tâm với cốt thép chịu kéo được bao bởi
đường thẳng song song với trục trung hoà chia cho số lượng thanh cốt thép (mm
2
).
A =
3
2
2 40 12.8 10
12800( )
80
× × ×
= mm
+ Z : Thông số bề rộng vết nứt; Z=17000 N/mm
2
( Kết cấu vùi trong đất).

Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
24
GVHD: PGS.TS.Nguyễn Minh Nghĩa TKMH Mố Trụ Cầu
1/3
17000
212.5
(40 12800)
= =
×
sa
f MPa
+ 0.6f
y
= 0.6
×
420 = 252 Mpa.
Vậy : f
sa
= 212.5 MPa < 0.6f
y
= 252 MPa => Đạt
IV.4.5. Kiểm tra lực cắt :(Tại mặt cắtD-D)
- Công thức kiểm tra :
V
V

≤
V
R

- Trong đó :
+ V
V
: Lực cắt cực hạn của mặt cắt theo TTGHCĐ.
+ V
R
: Sức kháng cắt của mặt cắt tính toán.
V
R
=
Φ
V
n
=
Φ
(V
c
+ V
s
).
Với
Φ
= 0.9: Hệ số sức kháng.
V
c
: Sức kháng cắt của bê tông.
V
c
= 0.083
'

c
f dv bv
β
× × × ×
Với

β
: Hệ số biểu thị khả năng của bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo;
β
= 2.
b
v
: Chiều rộng bản bụng có hiệu, lấy bằng chiều rộng nhỏ nhất trong phạm vi
chiều cao d
v
(mm); b
v
= 12800 (mm).
d
v
: Chiều cao chịu cắt có hiệu, lấy bằng khoảng cách giữa hợp lực kéo và lực
nén do uốn (mm); d
v
= 2 – 2d
c
= 2 - 2
×
0.04 = 1.92 m = 1920 (mm).
 V
c

= 0.083
×
2
×
28
×
12800
×
1920
×
10
-3
= 21587.3 kN
 V
R
= 0.9V
c
= 19428.6 (kN).
( V
S
: Sức kháng cắt của cốt thép đai : V
S
= 0).
- Lực cắt cực hạn của mặt cắt :
V
v
= q
×
l
×

b – 0.9
×
V
bt

×
25
V
v
= 273.11
×
0.8
×
12.8 – 0.9(2
×
0.8
×
12.8
×
25) = 2335.8 kN.
Vậy V
v
= 2335.8 < V
R
= 19428.6 kN
=> Đạt
V.TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CỦA MỐ
V.1.Tường thân( tại tiết diện C-C)
V.1.1.Xác định tổ hợp tải trọng
-Sơ đồ chịu tải trọng:

Lường Viết Dũng Cầu HầmK48
25