Thiết kế trụ cầu cầu dầm giãn đơn trên đường thẳng, được thiết kế theo quy trình 1979 của bộ giao thông vận tải ban hành

§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc


ThiÕt kÕ m«n häc
ThiÕt kÕ m«n häc
TRỤ CẦU
TRỤ CẦU
1. Nhi Ưm vơ thiÕt kÕ:
– Thiết kế trụ cầu cầu dầm giãn đơn trên đường thẳng, được thiết kế theo quy trình
1979 của bộ giao thơng vận tải ban hành.
– Trụ cầu có cấu tạo dạng trụ đặc thân hẹp, bª tông mũ trụ có số hiệu M300.
– Bê tông thân trụ và bệ cọc có M250.
– Cốt thép trụ nhóm AII.
– Trụ được thi công theo phương pháp đỗ tại chỗ.
– T¶i träng §oµn xe H30, XB80, Ngêi 300kg/cm
2
.
– ChiỊu cao dÇm 1,5m.HƯ sè ph©n bè ngang η
H30
=0.421; η
XB80
=0.618; η
ng
=0.987.
Kh«ng níc ngÇm, kh«ng th«ng thun, kh«ng ®éng ®Êt.
Néi dung tÝnh to¸n:
1.Hình dạng và kích thước tru.ï
Trang 1
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
I I
II

II
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
1. 2.Xác đònh các tải trọng tác dụng lên trụ.
2.1.Trọng lượng bản thân trụ:
a. Trọng lượng đá kê gối:
P
1
= 5(1,4 . 0,2 . 0,9). 2,5 = 3,15 T
b. Trọng lượng và mũ trụ:
P
2
=
2
1
. 0,1. 11,6. 1,8 + 0,4. 11,6. 2,2 + 2.
2
1
. 0,2. 1,8. 2,2 + 0,6. 8. 2).2,5
= 58,65 T
c. Trọng lượng thân trụ:
P
3
=






+ )9,6.8,1.2,6()2.9,6.9,0.14,3.

2
1
(
2
. 2,5
= 236,38 T
d. Trọng lượng bệ cọc:
P
4
= (9. 2. 3,6). 2,5 = 162 (T)
e. Trọng lượng tiêu chuẩn của trụ nằm trên mặt cắt I - I
P
tc
I
=
∑
=
3
1i
P
i
= 3,15 + 58,65 + 236,38 = 298,18 (T)
• Trọng lượng tính toán:
+ Với tổ hợp tải trọng chính: n = 1,1
P
tt
I
= 1,1. P
tc
I

= 327,998 (T) lấy 328 (T).
+ Với tổ hợp tải trọng phụ: n = 0,9
P
tt
I
= 0,9. P
tc
I
= 268,36 (T)
+ Mô men của bản thân trụ đối với trọng tâm mặt cắt I-I: M
I
= 0
f. Trọng lượng tiêu chuẩn của trụ nằm trên mặt cắt II - II
P
tc
II
=
∑
=
4
1i
P
i
= 3,15 + 58,65 + 236,38 + 162 = 460,18 (T)
• Trọng lượng tính toán:
Trang 2
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
+ Với tổ hợp tải trọng chính: n = 1,1
P

tt
II
= 1,1. P
tc
II
= 506,198 (T)
+ Với tổ hợp tải trọng phụ: n = 0,9
P
tt
II
= 0,9. P
tc
II
= 414,162 (T)
+ Mô men của bản thân trụ đối với trọng tâm mặt cắt II-II: M
II
= 0
3.1 Phản lực gối do tónh tải kết cấu nhòp tác dụng lên trụ:
− Phản lực gối do tónh tải giai đoạn I và giai đoạn II của kết cấu nhòp gây ra.
− Tónh tải trên 1 m dài kết cấu nhòp:
q
tc
= 5(q
tc
I
+ q
tc
II
) = 5 (2,419 + 0,462) = 14,405 (T)
q

tt
= 5(1,1. q
tc
I
+ 1,5. q
tc
II
) = 16,77 (T)
− Đặt tải lên đường ảnh hưởng phản lực gối ta được:
29.4
+ R
tc
= 2.q
tc

2
tt
l
= 2. 14,405.
2
4,29
= 466,72 (T)
+ R
tt
= 2.q
tt

2
tt
l

= 2. 16,77.
2
4,29
= 543,348 (T)
+ Mô men đối với hai mặt cắt M
I
= M
II
= 0
4 Tính phản lực gối do hoạt tải trên kết cấu nhòp:
4.1 Do hoạt tải H30:
4.1.1 Do H30 hai làn xe trên cả 2 nhòp:
29.4 29.4
− Tra bảng tải trọng tương đương ta có:
Trang 3
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
Đ.A.H R
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
ml 45,65
5,0395,0
45,65
4,29
=
≈==
α
→ q
tđ
= 1,75 T/m
− Phản lực gối do hoạt tải tiêu chuẩn:
R

tc
tt
= 2.
β
. q
tđ.
Ω = 2. 0,9. 1,75. 30,05 = 104,11 (T)
− Phản lực gối do hoạt tải tính toán:
R
tt
= 1,4. R
tc
tt
= 145,75 (T)
− Mô men do hoạt tải với các mặt cắt: M
I
= M
II
= 0
4.1.2 Hai làn xe H30 trên 1 nhòp:
29.4
− Tra bảng tải trọng tương đương ta có:
⇒



=
=
ml 4,29
0

α
q
tđ
= 2,438 T/m
− Phản lực gối do hoạt tải tiêu chuẩn:
R
tc
tt
= 2.
β
. q
tđ.
Ω = 2. 0,9. 2,438. 14,7 = 71,1 (T)
− Phản lực gối do hoạt tải tính toán:
+ Với tổ hợp chính: n = 1,4
R
tt
tt
= 1,4. R
tc
tt
= 99,54 (T)
+ Với tổ hợp phụ: n = 1,12
R
tt
tt
= 1,12. R
tc
tt
= 79,62 (T)

(Hệ số tải trọng của tổ hợp phụ = 0,8 lần tổ hợp tải trọng chính = 0,8.1,4 =
1,12)
− Mô men do hoạt tải H30 trên 1 nhòp với trọng tâm mặt cắt I – I:
Trang 4
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
Ta có e = 0,325 m
M
tt
I
= 0,325. 99,53 = 32,35 (T.m) (Với tổ hợp chính)
M
tt
I
= 0,325. 79,62 = 25,88 (T.m) (Với tổ hợp phụ)
4.1.3 Hoạt tải H30 1 làn xe trên 2 nhòp xếp lệch tâm:
− Phản lực gối do tải trọng tiêu chuẩn:
R
tc
tt
= q
tđ.
Ω = 1,75. 30,05 = 57,84 (T)
− Phản lực gối do tải trọng tính toán (tính cho tổ hợp phụ)
R
tt
tt
= 1,12. R
tc
tt

= 64,78 (T)
− Mô men theo phương ngang cầu do phản lực gối của H30 với trọng tâm các
m/c:
Ta có: e
I
m
= e
II
n
=
2
7
- 0,5 - 1,9 +
2
9,1
= 2,05 m
M = e
n.
R ⇒ M
tc
I
= M
tc
II
= 57,84. 2,05 = 118,572 (T)
M
tt
I
= M
tt

II
= 64,78. 2,05 = 132,799 (T)
4.2 Do hoạt tải người đi bộ trên kết cấu nhòp:
4.2.1 Do người trên 2 nhòp, 2 làn:
− Phản lực gối do tải trọng tiêu chuẩn:
R
tc
ng
= 2. q
tđ.
Ω = 2. 0,3. 2. 30,05 = 40,2 (T)
(q
ng
td
= 3,0. 2 T/m)
− Phản lực gối tính toán:
R
tt
ng
= 1,4. R
tc
ng
= 56,28 (T) Với tổ hợp chính.
R
tt
ng
= 1,12. R
tc
ng
= 45,024 (T) Với tổ hợp phụ.

− Mô men đối với trọng tâm các mặt cắt: M
I
= M
II
= 0
4.2.2 Do người trên 1 nhòp, 2 làn:
− Phản lực gối tiêu chuẩn:
R
tc
ng
= 2. q
tđ.
Ω = 2. 0,3. 2. 14,7 = 19,44 (T)
Trang 5
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
− Phản lực gối tính toán:
R
tt
ng
= 1,4. R
tc
ng
= 27,216 (T) Với tổ hợp chính.
R
tt
ng
= 1,12. R
tc
ng

= 21,773 (T) Với tổ hợp phụ.
− Mô men với các mặt cắt: e
1
= e
2
= 0,325 m
M
I
= M
II
= 0,325. 27,216 = 8,845 (T.m) Với tổ hợp chính.
M
I
= M
II
= 0,325. 21,773 = 7,076 (T.m) Với tổ hợp phụ.
4.2.3 Do người trên 2 nhòp, 1 làn:
− Phản lực gối tiêu chuẩn:
R
tc
ng
= q
tđ.
Ω = 0,3. 2. 14,7 = 9,72 (T)
− Phản lực gối tính toán:
R
tt
ng
= 1,4. R
tc

ng
= 13,608 (T) Với tổ hợp chính.
R
tt
ng
= 1,12. R
tc
ng
= 10,886 (T) Với tổ hợp phụ.
− Mômen theo phương ngang cầu với các mặt cắt: I-I và II-II , e
I
= e
II
= 4,75m
M
II
ng
= M
I
ng
= 4,75. 13,608 = 64,638 (T.m) Với tổ hợp chính.
M
II
ng
= M
I
ng
= 4,75. 10,886 = 51,708 (T.m) Với tổ hợp phụ.
4.3 Do XB80 trên kết cấu nhòp:
4.3.1 Do XB80 trên kết cấu nhòp:

⇒



=
=
ml 4,29
0
α
q
tđ
= 4,605 T/m
− Phản lực tiêu chuẩn:
R
tc
XB80
= q
tđ.
Ω = 4,605. 14,7 = 74,601 (T)
− Phản lực gối tính toán:
R
tt
XB80
= 1,1. R
tc
XB80
= 82,069 (T)
− Mô men đối với trọng tâm các mặt cắt I-I và II-II ,ta có e = 0,325 m
M
I

= M
II
= 0,325. 82,069 = 26,67 (T.m)
Trang 6
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
4.3.2 Do XB80 trên 2 nhòp lệch tâm:
⇒



=
=
ml 45,59
0
α
q
tđ
= 2,39 T/m
− Phản lực gối tiêu chuẩn:
R
tc
XB80
= q
tđ.
Ω =2,39. 30,05 = 78,99 (T)
− Phản lực gối tính toán:
R
tt
XB80

= 1,1. R
tc
XB80
= 86,89 (T)
− Mô men theo phương ngang cầu do phản lực gối của XB80 gây ra với trọng
tâm các mặt cắt: e
I
= e
II
=
2
7
- (0,65 +
2
7,2
) = 1,5 m
M
I
= M
II
= 1,5. 82,89 = 130,335 (T.m)
4.4 Tính toán tải trọng ngang theo phương dọc cầu do lực hãm của xe H30 trên 1 nhòp
− Với nhòp có: 25m < l < 50m lực hãm T
tc
h
= 0,6P
Vậy T
tc
h
= 0,6. 30 = 18 (T)

T
tt
h
= 1,12. 18 = 20,16 (T)
(Tính với tải trọng phụ)
− Mô men do lực hãm đối với mặt cắt I -I (đáy móng)
M
IItc
h
−
= T
tc
h
. h
I
= 18. 8,15 = 146,7 T.m
M
IItt
h
−
= T
tt
h
. h
I
= 20,16. 8,15 = 164,304 T.m
− Mô men do lực hãm đối với mặt cắt II -II (đáy móng)
M
IIIItc
h

−
= T
tc
h
. h
II
= 18. 10,15 = 182,7 T.m
M
IIIItt
h
−
= T
tt
h
. h
II
= 20,16. 10,15 = 204,624 T.m
Trong đó h
I
, h
II
là khoảng cách từ tim gối đến các mặt cắt I - I và II - II
4.5 Tính tải trọng ngang theo phương ngang cầu do lực lắc ngang của đoàn xe H30
− Cường độ rải đều của tải trọng ngang do H30:
q
n
= 0,4 T/m
Trang 7
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc

− Lực lắc ngang tiêu chuẩn tập trung tại cao độ mặt đường xe chạy:
E
t/c
= q
n
. Ω = q
n.
2
21
tctt
LL +
= 0,4
2
4,294,29 +
= 12,96 (T)
− Lực lắc ngang tính toán:
E
tt
= 1,12. E
tc
= 1,12. 12,96 = 14,52 (T)
− Mô men do lực lắc ngang đối với mặt cắt I - I:
M
tc
I
= E
tc
. h
I
= 12,96. 12,25 = 158,76 T.m

M
tt
I
= E
tt
. h
I
= 44,25. 12,25 = 177,87 T.m
− Mô men do lực hãm đối với mặt cắt II -II (đáy móng)
M
tc
II
= E
tc
. h
II
= 12,96. 14,25 = 184,68 T.m
M
tt
II
= E
tt
. h
II
= 14,25. 14,25 = 206,91 T.m
Trong đó h
I
, h
II
là khoảng cách từ mặt đường xe chạy đến các mặt cắt I - I và II-

II
4.6 Áp lực gió theo phương ngang cầu lên kết cấu nhòp và trụ cầu:
Cường độ gió khi có xe chạy trên cầu lấy ϖ
0
= 50 KG/m
2
= 0,05 T/m
2
Khi không có xe chạy lấy ϖ
0
= 180 KG/m
2
= 0,18 T/m
2
4.7 Tính với mực nước thấp nhất:
− Diện tích chắn gió của lan can:
F
1n
=






+
22
21
LL
. h

lc.
k
1
=






+
2
4,29
2
4,29
. 1,2. 0,3 = 11,664 m
2
− Diện tích chắn gió của kết cấu nhòp:
F
2n
=






+
2
.

2
.
2211 dd
hLhL
.

k
2
=






2
7,1.4,29
. 2,1 = 55,08 m
2
− Diện tích chắn gió của trụ phần cao hơn mực nước thấp nhất:
F
3nTN
= b
T.
h
TN
. k
3
= (2,2. 0,5 + 2,2. 1,897 + 1,8. 6,9 +
2

12 +
. 3,6). 1 = 23,09 m
2
Trong đó: L
1
, L
2
là chiều dài nhòp 1 và 2 (L
1
= L
2
)
Trang 8
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
h
lc
là chiều cao lan can
h
đ1
, h
đ2
là chiều cao nhòp 1 và 2
b
T
là chiều rộng phần trụ cao hơn mực nước thấp nhất
k
1
, k
2

, k
3
là hệ số độ võng lấy theo quy trình
− Lực gió ngang tiêu chuẩn tác dụng vào kết cấu nhòp
ϖ
ct
n
/
1
= ϖ
0.
F
1n
= 0,18. 11,664 = 2,1 (T)
ϖ
ct
n
/
2
= ϖ
0.
F
2n
= 0,18. 55,08 = 9,914 (T)
ϖ
ct
n
/
3
= ϖ

0.
F
3n
= 0,18. 23,09 = 4,156 (T)
• Tổng lực gió ngang:
ϖ
tc
TNn
=
∑
tc
ϖ
in
= 2,1 + 9,914 + 4,156 = 16,17 (T)
ϖ
tt
TTn
= 1,2. ϖ
tc
TNn
= 19,4 (T)
− Tay đòn đối với mặt cắt I - I của các lực gió cắt ngang tác dụng lên:
+ Lan can: h
01
= 10,7 (m)
+ Kết cấu nhòp: h
02
= 9 (m)
+ Thân trụ: h
03

= 4 (m)
− Mô men lực gió ngang đối với mặt cắt I - I
M
tc
II −
TN
= ϖ
ct
n
/
1
.h
01
+ ϖ
ct
n
/
2
.h
02
+ϖ
ct
n
/
3
.h
03

= 2,1.10,7 + 9,914.9 + 4,156.4 = 128,32 (T.m)
M

tt
II −
TN
= 1,2. M
tc
II −
TN
= 153,98 (T.m)
− Tay đòn đối với mặt cắt II - II của các lực gió cắt ngang tác dụng lên:
+ Lan can: h
01
= 10,7 + 2 = 12,7 (m)
+ Kết cấu nhòp: h
02
= 9 + 2 = 11 (m)
+ Thân trụ: h
03
= 4 + 2 = 6 (m)
− Mô men lực gió ngang đối với mặt cắt II - II
M
tc
IIII −
TN
= 2,1. 13,7 + 9,914. 11 + 4,156. 6 = 160,66 (T.m)
Trang 9
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
M
tt
IIII −

TN
= 1,2. M
tc
IIII −
TN
= 192,79 (T.m)
4.8 Tính với mực nước cao nhất:
− Diện tích chắn gió của trụ ứng với mực nước cao nhất:
F
3nCN
= b. h
cn
. k
3
= (2,2. 0,5 + 2,2. 1,897 + 1,8. 0,6). 1 = 6,35 m
2
− Lực gió ngang tiêu chuẩn tác dụng vào trụ:
ϖ
ct
CNn
/
3
= 0,18. 6,35 = 1,14 (T)
− Tổng lực gió ngang:
ϖ
ct
CNn
/

= 2,1 + 9,914 + 1,14 = 13,15 (T)

ϖ
tt
CNn
= 1,2. ϖ
ct
CNn
/

= 15,78 (T)
− Tay đòn đối với trọng tâm mặt cắt I - I của lực gió ngang tác dụng lên trụ:
h
03nCN
= 7,75 (m)
− Mô men lực gió ngang với mực nước cao nhất đối với mặt cắt I - I
M
tc
II −
CN
= 2,1. 10,7 + 9,914. 9 + 1,14. 7,75 = 120,53 (T.m)
M
tt
II −
CN
= 1,2. M
tc
II −
CN
= 144,64 (T.m)
− Tay đòn đối với mặt cắt II - II của lực gió cắt ngang tác dụng lên:
h

3nCN
= 7,75 + 2 = 9,75 (m)
− Mô men lực gió ngang với mặt nước cao nhất lên mặt cắt II - II
M
tc
IIII −
nCN
= 2,1. 12,7 + 9,914. 11 + 1,14. 9,75 = 146,84 (T.m)
M
tt
IIII −
nCN
= 1,2. M
tc
IIII −
nCN
= 176,21 (T.m)
4.9 Tính áp lực gió lên trụ theo phương dọc cầu:
4.9.1 Tính với mực nước thấp nhất:
F
TN
= 11,6. 0,5 +
2
86,11 +
. 0,6 +8. 6,9 +
2
1
. 9. 2 = 75,88 m
2
− Áp lực gió tiêu chuẩn khi có hoạt tải trên nhòp:

ϖ
c/t
h
TN
= 0,05. 75,88 = 3,794 (T)
− Áp lực gió tiêu chuẩn khi không có hoạt tải trên nhòp:
ϖ
c/t
0
TN
= 0,18. 75,88 = 13,66(T)
− Áp lực gió tính toán:
Trang 10
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
− Áp lực gió tiêu chuẩn khi có hoạt tải trên nhòp:
ϖ
tt
h
TN
= 1,2. 3,794= 4,55 (T)
ϖ
tt
0
TN
= 1,2. 13,66= 16,39 (T)
− Mô men của áp lực gió với mặt cắt I - I:
+ Khi có hoạt tải:
M
tc

II −
hTN
= 3,794. 5,5 = 20,87 (T.m)
M
tt
II −
hTN
= 4,55. 5,5 = 25,025 (T.m)
+ Khi không có hoạt tải:
M
tc
II −
hTN
= 13,66. 5,5 = 75,13 (T.m)
M
tt
II −
hTN
= 16,39. 5,5 = 90,145 (T.m)
− Mô men của áp lực gió với mặt cắt II - II:
+ Khi có hoạt tải:
M
tc
IIII −
hTN
= 3,794. 7,5 = 28,455 (T.m)
M
tt
IIII −
hTN

= 4,55. 7,5 = 34,125 (T.m)
+ Khi không có hoạt tải:
M
tc
IIII −
0TN
= 13,66. 7,5 = 105,45 (T.m)
M
tt
IIII −
0TN
= 16,39. 7,5 = 122,925 (T.m)
4.9.2 Tính với mực nước cao nhất:
− Diện tích chắn gió:
F
CN
= 11,6. 0,5 +
2
86,11 +
. 0,6 +8. 0,6 = 16,48 m
2
− Áp lực gió khi có hoạt tải trên kết cấu nhòp:
ϖ
c/t
h
CN
= 0,05. 16,48 = 0,824 (T)
ϖ
tt
h

CN
= 1,2. 0,824 = 0,99 (T)
− Áp lực gió khi không có hoạt tải trên kết cấu nhòp:
ϖ
c/t
h0
CN
= 0,18. 16,48 = 2,97 (T)
ϖ
tt
oh
CN
= 1,2. 2,97 = 3,56 (T)
Trang 11
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
− Mô men của áp lực gió với mặt cắt I - I:
+ Khi có hoạt tải:
M
tc
II −
hCN
= 0,824. 7,75 = 6,386 (T.m)
M
tt
II −
hCN
= 0,99. 7,75 = 7,67 (T.m)
+ Khi không có hoạt tải:
M

tc
II −
0hCN
= 2,97. 7,75 = 23,02 (T.m)
M
tt
II −
0hCN
= 3,56. 7,75 = 27,59 (T.m)
− Mô men của áp lực gió với mặt cắt II - II:
+ Khi có hoạt tải:
M
tc
IIII −
hCN
= 0,824. 9,75 = 8,03 (T.m)
M
tt
IIII −
hCN
= 0,99. 9,75 = 9,65 (T.m)
+ Khi không có hoạt tải:
M
tc
IIII −
0hCN
= 2,97. 9,75 = 28,96 (T.m)
M
tt
IIII −

0hCN
= 3,56. 9,75 = 34,71 (T.m)
4.10 Tính toán áp lực thuỷ tónh:
4.10.1 Tính với mực nước thấp nhất:
− Áp lực thuỷ tónh tiêu chuẩn:
P
c/t
TN
= F
2
. h
1
. γ
n

Trong đó:
+ h
1
là chiều cao phần trụ nằm dưới mặt nước thấp nhất = 0.
+ F
2
là diện tích tiết diện phần thân trụ nằm dưới mặt nước thấp nhất.
+ γ
n
là trọng lượng riêng của nước γ
n
= 1 T/m
3
.
P

c/t
TN
= 0
− Áp lực thuỷ tónh tính toán P
tt
TN
= 0
4.10.2 Tính với mực nước cao nhất:
Áp lực thuỷ tónh với mặt cắt I-I:
P
c/t
II−
CN
= (10,5 - 4,2) . 8. 6,3. 1 = 317,52 (T)
P
tt
II−
CN
= 1,1. P
c/t
II−
CN
= 349,27 (T)
Trang 12
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
Lập các tổ hợp tải trọng mặt cắt I-I:
Tổ
Tải trọng
Nội lực tiêu chuẩn Nội lực tính toán

N (T) H (T) M(T.m) N (T) H (T) M(T.m)
1
2 3 4 5 6 7 8
I. Tổ
Hợp
chính
1
- Tónh tải bản thân trụ (n=1,1). 460,18 0 506,198 0
- Tónh tải kết cấu nhòp (n=1,1). 466,72 0 543,348 0
- Hoạt tải H30(2 làn trên 2 nhòp n=1,4) 104,11 0 145,75 0
- Hoạt tải người(2 làn trên 2 nhòp n=1,4) 40,2 0 56,28 0
- Áp lực do MNTN 0 0 0 0
∑
1071,21 0 1251,57 0
II. Tổ
Hợp
chính
2
- Tónh tải bản thân trụ (n=1,1). 460,18 0 506,198 0
- Tónh tải kết cấu nhòp (n=1,1). 466,72 0 543,348 0
- Hoạt tải XB80 (n=1,1) 74,601 130,335 82,069 130,335
- Hoạt tải người(2 làn trên 2 nhòp n=1,4) 40,2 0 56,28 0
- Áp lực do MNTN 0 0 0 0
∑
1001,501 130,335 1187,895 130,335
III.
- Tónh tải bản thân trụ (n=1,1). 460,18 0 506,198 0
- Tónh tải kết cấu nhòp (n=1,1). 466,72 0 543,348 0
- Hoạt tải H30(2 làn trên 1 nhòp n=1,12) 71,1 23,11 79,62 25,58
- Lực hãm xe 18 146,304 20,16 164,304

- Lực gió dọc cầu (Tính với MNTN) 13,66 75,13 16,39 90,145
- Áp lực do MNTN 0 0 0 0
∑
998 31,66 244,54 1129,166 36,55 280,03
Trang 13
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
Tổ
Tải trọng
Nội lực tiêu chuẩn Nội lực tính toán
N (T) H (T) M(T.m) N (T) H (T) M(T.m)
IV.
Tổ
hợp
phụ
dọc
cầu
- Tónh tải bản thân trụ (n= 0,9) 460,18 0 414,162 0
- Tónh tải kết cấu nhòp (n= 0,9. 466,72 0 420,048 0
- Hoạt tải H30(2 làn trên 1 nhòp n=1,12) 71,1 23,11 79,62 25,58
- Hoạt tải người (1 nhòp 2 làn n = 1,12) 19,44 6,318 21,773 7,07
- Lực hãm xe 18 146,304 20,16 164,304
- Lực gió dọc cầu (Tính với MNCN) 2,97 23,02 3,56 27,59
- Áp lực do MNCN - 317,52 0 - 349,27 0
∑
699,92 20,97 198,752 586,333 23,72 224,544
V.
- Tónh tải bản thân trụ (n= 1,1). 460,18 0 506,198 0
- Tónh tải kết cấu nhòp (n= 1,1). 466,72 0 543,348 0
- Hoạt tải ôtô 2 nhòp 1 làn chạy lệch (n=1,12) 57,84 118,572 64,78 132,799

- Hoạt tải người (2 nhòp đi trên vỉa hè, n=1,12) 9,72 46,17 10,886 51,708
- Lực gió ngang cầu (Tính với MTTN) 16,17 128,32 19,4 153,98
- Áp lực do MNTN 0 0 0
∑
994,46 16,17 293,062 1125,212 19,4 338,487
VI.
- Tónh tải bản thân trụ (n= 0,9). 460,18 0 414,162 0
- Tónh tải kết cấu nhòp (n= 0,9). 466,72 0 420,048 0
- Hoạt tải ôtô 2 nhòp 1 làn chạy lệch (n=1,12) 57,84 118,572 64,78 132,799
- Hoạt tải người đi bộ (1 bên lề trên 2 nhòp) 9,72 46,17 10,886 51,708
- Lực gió ngang cầu (Tính với MTCN) 13,15 120,53 15,78 144,64
- Áp lực do MNCN -317,52 0 -349,27 0
∑
676,94 13,15 185,272 560,606 15,78 329,147
Lập các tổ hợp tải trọng mặt cắt II –II (m/c đáy bệ trụ)
Trang 14
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
Tổ hợp Tải trọng Nội lực tiêu chuẩn Nội lực tính toán
N (T) H (T) M(T.m) N (T) H (T) M(T.m)
- Tónh tải bản thân trụ (n=1,1). 298,18 0 327,998 0
- Tónh tải kết cấu nhòp (n=1,1). 466,72 0 543,348 0
- Hoạt tải H30(2 làn trên 2 nhòp n=1,4) 104,11 0 145,75 0
- Hoạt tải người(2 làn trên 2 nhòp n=1,4) 40,2 0 56,28 0
∑
869,01 0 1073,366 0
- Tónh tải bản thân trụ (n=1,1). 298,18 0 327,998 0
- Tónh tải kết cấu nhòp (n=1,1). 466,72 0 543,348 0
- Hoạt tải XB80 (lệch tâm trên 2 nhòp n=1,1) 74,601 130,335 82,069 130,335
- Hoạt tải người(2 làn trên 2 nhòp n=1,4) 40,2 0 56,28 0

∑
879,70 130,335 1009,695 130,335
- Tónh tải bản thân trụ (n=1,1). 298,18 0 327,998 0
- Tónh tải kết cấu nhòp (n=1,1). 466,72 0 543,348 0
- Hoạt tải H30(2 làn trên 1 nhòp n=1,12) 71,1 23,11 79,62 25,58
- Hoạt tải người (2 làn trên 1 nhòp, n = 1,12) 19,44 6,318 21,773 7,07
- Lực hãm xe 18 146,304 20,16 164,304
- Lực gió dọc cầu khi không có hoạt tải (MNTN) 13,66 75,13 16,39 90,145
∑
855,44 31,66 250,862 950,966 36,55 278,099
IV.
Tổ
Hợp
Phụ
dọc
cầu
- Tónh tải bản thân trụ (n= 0,9). 298,18 0 327,998 0
- Tónh tải kết cấu nhòp (n= 0,9). 466,72 0 543,348 0
- Hoạt tải H30(2 làn trên 1 nhòp n=1,12) 71,1 23,11 79,62 25,58
- Hoạt tải người (1 nhòp 2 làn n = 1,12) 19,44 6,318 21,773 7,07
- Lực hãm xe 18 146,304 20,16 164,304
- Lực gió dọc cầu (Tính với MNCN) 2,97 23,02 3,56 27,59
- Áp lực do MNCN - 317,52 0 - 349,27 0
∑
537,92 20,97 198,752 500,17 23,72 224,544
Trang 15
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
Tổ hợp Tải trọng Nội lực tiêu chuẩn Nội lực tính toán
N (T) H (T) M(T.m) N (T) H (T) M(T.m)

V. Tổ
Hợp
Phu
ï ngang
cầu
- Tónh tải bản thân trụ (n= 1,1). 298,18 0 327,998 0
- Tónh tải kết cấu nhòp (n= 1,1). 466,72 0 513,392 0
- Hoạt tải H30 chạy lệch 1 làn 2 nhòp (n=1,12) 57,84 118,572 64,78 132,799
- Hoạt tải người trên 2 nhòp 1 làn, n = 1,12) 9,72 46,17 10,886 51,708
- Lực gió ngang cầu (Tính với MTTN) 16,17 128,32 19,4 153,98
∑
832,46 16,17 293,062 917,056 19,4 338,488
VI. Tổ
Hợp
Phụ
ngang
cầu
- Tónh tải bản thân trụ (n= 0,9). 298,18 0 327,998 0
- Tónh tải kết cấu nhòp (n= 0,9). 466,72 0 420,05 0
- Hoạt tải H30 1 làn trên 2 nhòp (n=1,12) 57,84 118,572 64,78 132,799
- Lực gió ngang cầu (Tính với MTCN) 13,15 120,53 15,78 144,64
- Áp lực do MNCN -317,52 0 -349,27 0
∑
505,22 13,15 239,102 403,92 15,78 277,439
5. Tính duyệt các mặt cắt.
5.1 Đặc trưng hình học của mặt cắt
− Diện tích mặt cắt:
F = 6,2. 1,8 + 3,14. 0,9
2
= 13,7 m

2
− Mô men quán tính đối với trục x-x và y-y
J
x
=
12
8,1.2,6
3
+ 2.
2
1
.
2
9,0.14,3
4
= 4,04 m
4
J
y
=
12
8,1.2,6
3
+ 0,035. 3,14. 0,9
4
+ (
3
4
. 3,14. 0,9 +
2

2,6
)
2
.
2
9,0.14,3
3
= 95,8 m
4
− Bề rộng tính đổi của thân trụ:
B
bđ
=
8,1
F
=
8,1
7,13
= 7,61 (m)
− Mô men kháng uốn của mép ngoài thân trụ:
Trang 16
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
W
x
=
9,0
x
J
=

9,0
04,4
= 4,49 (m
3
)
W
y
=
4
y
J
=
4
8,95
= 23,95 (m
3
)
− Bán kính quán tính:
r
x
=
F
W
x
=
7,13
49,4
= 0,328 (m)
r
y

=
F
W
y
=
7,13
95,23
= 1,75(m)
5.2 Tính chiều cao tính toán về độ mảnh và độ lệch tâm ngẫu nhiên.
− Chiều cao tính toán:
l
0
= 2. H = 2. 8,2 = 16,4 m
− Độ mảnh thân trụ:
λ
x
=
x
r
l
0
=
328,0
4,16
= 50
λ
y
=
y
r

l
0
=
75,1,0
4,16
= 9,37
− Độ lệch tâm ngẫu nhiên:
e
n
=
800
0
l
=
800
4,16
= 0,0205 (m)
5.3 Duyệt mặt cắt I-I theo các tổ hợp tải trọng:
5.3.1 Duyệt mặt cắt theo tổ hợp tải trọng chính:
N = 1073,366 (T)
H = 0
M = 0
− Độ lệch tâm tính toán: e
n
= 0,0205 (m)
e
0
=
N
M

= 0
Ta thấy e
0
< e
n
, vì vậy mặt cắt được duyệt theo điều kiện chòu nén đúng tâm.
Trang 17
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
− Tính hệ số triết giảm tính chòu lực:
ϕ =
N
N
Nm
N
k
dl
dl
kp
+
.
ϕ
Trong đó: N là lực nén dọc tính toán N = 1073,366 (T) tác dụng lâu dài gồm
tónh tải kết cấu nhòp và tónh tải trụ.
N
dl
= 327,998 + 543,348 = 871,346 (T)
N
k
là lực dọc gây ra bởi tải trọng tác dụng tức thời (hoạt tải trên kết cấu

nhòp)
N
k
= 202,03 (T)
ϕ
kp
là hệ số triết giảm sức chòu lực của tải trọng ngắn hạn.
m
dl
là hệ số xét đến ảnh hưởng tác dụng lâu dài của tải trọng đối với
bộ phận chòu nén.
Tra bảng ứng với
b
l
0
=
8,1
4,16
= 9,11
⇒ ϕ
kp
= 1 , m
dl
= 1
Thay vào công thức ta có: ϕ =
366,1073
03,202
366,1073.1
346,871
1

+
= 1
− Khả năng chòu lực của mặt cắt là:
N
np
= ϕ.R
np
.F = 1. 72. 13,7.10
4
= 9864000 kg = 9864 (T)
N
np
= 9864 > N
tt
= 1073,36 (ĐẠT)
Vậy điều kiện về ổn đònh và cường độ thoả mãn.
5.3.2 Tính duyệt mặt cắt theo tổ hợp phụ dọc cầu:
− Tổ hợp tải trọng phụ dọc cầu III bất lợi hơn tổ hợp phụ dọc cầu IV.
N = 950,966 (T)
H = 36,55 (T)
M = 278,099 (T.m)
N
dl
= 871,346 (T)
N
k
= 101,393 (T)
Trang 18
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc

e
0
=
N
M
=
966,950
099,278
= 0,292 > e
n
= 0,0205 (m)
Vậy mặt cắt được tính duyệt theo cấu kiện chòu nén lệch tâm:
− Hệ số ảnh hưởng của lực tác dụng lâu dài tới độ lệch tâm tính toán:
η =
2
.
12
1
1
λ
FRc
N
u
−
Tính lực dọc trục có xét đến ảnh hưởng của tải trọng lâu dài
m
edl
= m
dl
= 1 vì e

0dl
= 0
N =
edl
dl
m
N
+ N
k
=
1
346,871
+ 101,393 = 972,739 (T)
c là hệ số đặc trưng cho độ cứng xác đònh bằng công thức kinh nghiệm:
c =












++
+
+

)1(200
16,0
1
350
66000
0
µ
h
e
R
=












++
+
+
)10(200
16,0
7125,1
292,0

1
35080
66000
=
617,885
(R là số hiệu của Bê tông, h là chiều cao của tiết diện trụ )
η =
.
10.7,13.115.88,617.12
10.50.739,972
1
1
4
32
−
= 1,0212
Độ lệch tâm tính toán có xét đến tác dụng của tải trọng lâu dài:
e = η. e
0
= 1,0212. 0,292 = 0,298
• Duyệt theo điều kiện ổn đònh:
ϕ =
N
N
Nm
N
k
dl
dl
kp

+
.
ϕ
=
366,1073
03,202
366,1073.1
346,871
1
+
= 1
Khả năng chòu lực của mặt cắt:
N
np
= ϕ.R
np
.F = 1. 80. 13,7.10
4
= 10960 (T)
N
np
= 10960 (T) > N = 972,739 (T)
Trang 19
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
Vậy thoả mãn điều kiện về ổn đònh.
• Duyệt mặt cắt theo điều kiện cấu kiện chòu nén lệch tâm:
y
e
0

=
2/
0
h
e
=
2/7125,1
298,0
= 0,348 < 0,45
Cấu kiện chòu nén lệch tâm nhỏ
ϕ =
N
N
Nm
N
k
ab
dl
kp
+
.
ϕ
= 1
Cường độ của bê tông trong phần chòu nén:
)
2
1(
. h
e
F

N
b
+=
ϕ
σ
=
4
3
10.7,13.1
10.739,972
(1 + 0,348) = 9,5711 (kg/cm
2
)
b
σ
= 9,571 kg/cm
2
< R
np
= 80 kg/cm
2
(ĐẠT)
Vậy điều kiện cường độ thoả mãn.
5.3.3 Tính duyệt mặt cắt I-I theo tổ hợp tải trọng phụ theo phương ngang cầu:
− Theo phương ngang cầu, mặt cắt thân trụ được quy đổi thành hình chữ nhật có
b=1,8m và h = 7,61 m.
− Tổ hợp tải trọng V bất lợi hơn có:
N
tt
= 971,056

M
tt
= 338,488
e
0
= 0,369
N
dl
= 871,346
N
k
= 75,666
Tính hệ số m
edl
= m
dl
= 1
Trang 20
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
Lấy với λ
y
=
y
r
l
0
=
75,1
4,16

= 9,37.
N =
edl
dl
m
N
+ N
k
=
1
dl
N
+ N
k
= N
tt
= 917,056
c =













+
+
+
1
16,0
1
350
66000
0
h
e
R
=












+
+
+
1
16,0

61,7
369,0
1
35080
66000
= 889,683
(R là số hiệu của Bê tông, h là chiều cao của tiết diện trụ )
η =
.
10.7,13.115.683,889.12
10.37,9.346,871
1
1
4
32
−
= 1,00045
Độ lệch tâm tính toán có xét đến tác dụng của tải trọng lâu dài:
e = η. e
0
= 1,00045. 0,369 = 0,3691

h
e.2
= 2.
61,7
3691,0
= 0,097 < 0,45
Vậy cấu kiện lệch tâm nhỏ
ϕ =

N
N
Nm
N
k
dl
dl
kp
+
.
ϕ
= 1 (Vì ϕ
k
= 1, m
dl
= 1)
− Cường độ của bê tông trong phần chòu nén:
)
2
1(
. h
e
F
N
b
+=
ϕ
σ
=
4

3
10.7,13.1
10.056,917
(1 +
61,7
3691,0.2
) = 7,34 (kg/cm
2
)
b
σ
= 7,34 kg/cm
2
< R
np
= 80 kg/cm
2
(ĐẠT)
Vậy điều kiện cường độ thoả mãn.
5.4 Tính đá kê gối.
Đá kê gối được tính theo điều kiện chòu nén cục bộ:
N < θ. R
np
. E
em
+ η
k
. R
a
. F

b
Trong đó:
Trang 21
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
N là phản lực gối có xét đến hệ số vượt tải, hệ số phân bố ngang nhưng không
tính hệ số xung kích.
N = R
tt
taitinh
+ R
tt
taihoat
= 54,3 + 55,3 = 109,6 (T)
θ là hệ số tính đến ảnh hưởng của khối bê tông: (2 < θ < 3,5)
θ = 4 - 3
F
F
em
Trong đó: F
em
= 0,2. 0,3 = 0,06 m
2
F = 1. 2,4 = 2,4 m
2
θ = 4 - 3
4,2
06,0
= 3,53 > 3,5
Vậy lấy θ = 3,5

η
k
là hệ số khối lượng của cốt thép ngang:
η
k
=
321
222111
lll
lfnlfn +
n
1
,

f
1
, l
1
lần lượt là số lượng, diện tích và chiều dài cốt thép trong 1 lưới:
η
k
=
05,0.6,0.7,0
7,0.735,0.8.106,0.735,0.7.10
44 −−
+
= 0,0343
R
np
và R

a
là cường độ tính toán của bê tông và cốt thép
R
np
= 115 kG/cm
2
R
a
= 2400 kG/cm
2
F
B
là diện tích bê tông trong lưới cốt thép.
F
B
= 0,6. 0,7 = 0,42 (m
2
)
Vế phải = 3,5. 115.10
4
+ 0,0343. 2400. 0,42.10
4
= 587244 kg = 587,244 (T)
Vậy bố trí 2 lưới cốt thép trong đá kê gối là đạt.
5.5 Tính toán mũ trụ.
Mũ trụ được tính theo dầm công xon
5.5.1 Chiều dài phần hẫng tính toán:
l = l
k
+ ∆l

Trong đó:l
k
là phần hẫng tính từ thân trụ
Trang 22
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
∆l là phần sâu ngàm quy ước
∆l =
3
1
R =
3
9,0
= 0,3 (m)
⇒ l = 1,8 + 0,3 = 2,1 m
5.5.2 Tính tải trọng tác động lên công xon:
− Tải trọng bản thân:
+ Diện tích mặt cắt tại đầu ngàm:
F = 2,2.1 = 2,2 (m
2
)
⇒ q = F. γ
bt
= 2,2. 2,5 = 5,5 (T/m)
+ Diện tích mặt cắt đầu công xon:
F’

= 2,2. 0,4 = 0,88 (m
2
)

⇒ q’ = F
'
γ
bt
= 0,88. 2,5 = 2,2 (T/m)
− Trên chiều dài công xon có 1 đá kê gối, phản lực gối do tónh tải và hoạt tải
truyền xuống được coi như 1 lực tập trung đặt cách ngàm 0,8 m.
P
t/c
= R
ct
taitinh
/

+ R
ct
taihoat
/

= 2. 54,3 + (1,75. 0,5135 + 0,3. 2. 1,22). 33,05 = 162,49 (T)
P
tt
= 1,1. 2. 54,3 + 1,4. 53,89 = 194,91 (T)
5.5.3 Tính nội lực tại mặt cắt ngàm:
− Mô men tại mặt cắt ngàm:
M
c/t
ngàm
= 5,5. 0,3. 0,15 + 2,2. 1,8. 1,2 +
2

1
(5,5 - 2,2). 1,8.(
3
1
. 1,8 + 0,3) + 162,49.
0,8
= 138,26 (T.m)
M
tt
ngam
= 5,5. 0,3. 0,15 + 2,2. 1,8. 1,2 +
2
1
(5,5 - 2,2). 1,8.(
3
1
. 1,8 + 0,3) + 194,91.
0,8
= 7,46 + 155,93 = 163,39 (T.m)
− Lực cắt tại mặt cắt ngàm:
Q
c/t
ngàm
= 5,5. 0,3 +
2
1
(5,5 + 2,2). 1,8+ 162,49 = 171,07 (T)
Q
tt
ngàm

= 1,1 (5,5. 0,3 +
2
1
(5,5 + 2,2). 1,8+ 194,91 = 204,35 (T)
Trang 23
Líp: CÇu HÇm Tc-K34
§ç Thµnh Hng thiÕt kÕ trơ cÇu Thiết kế M«n häc
5.5.4 Tính toán bố trí cốt thép tại mặt cắt ngàm:
− Ta có công thức tính toán bố trí cốt thép theo cốt thép đơn:
A =
2
0
hbR
M
u
=
2
5
)5100.(220.140
10.39,163
−
= 0,058
Tra bảng được α = 0,06
− Diện tích cốt thép chòu kéo cần thiết:
F
ct
=
t
u
R

hbR
2
0

α
=
2400
95.220.140.06,0
= 73,15 (cm
2
)
Chọn cốt thép φ22 có F
1thanh
= 3,801 cm
2
N =
thanh
ct
F
F
1
=
801,3
15,73
= 19,24 (thanh)
⇒ Chọn 20 thanh.
− Diện tích cốt thép thực tế:
F
tt
= 24. 3,801 = 91,224 (cm

2
)
− Kiểm tra hàm lượng thép:
µ =
F
F
t
=
95.220
224,91
= 0,48 % > µ
min
= 0,15%
(Bê tông có số hiệu 250 ÷ 400, µ
min
= 0,15%)
− Kiểm tra khả năng chòu lực của mặt cắt:
α =
0u
tt
h.b.R
F.R
=
95.220.140
224,91.2400
= 0,0748
Tra bảng ⇒ A
0
= 0,0775
M

max
= A
0
.

R
u
. h
2
0
= 0,0775. 140. 220. 95
2

= 21542675 (kG.cm) = 215,427 (T.m)
M
max
= 215,427 (T.m) > M = 163,39 (T.m) ⇒ ĐẠT
Trang 24
Líp: CÇu HÇm Tc-K34