ĐA tốt nghiệp cầu qua sông Q5 tỉnh Quảng Nam

Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
LỜI CẢM ƠN
  
Trong giai đoạn phát triển hiện nay, nhu cầu về xây dựng hạ tầng cơ sở đã 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, phát triển mạng lưới giao thông vận tải.
Với nhận thức về tầm quan trọng của vấn đề trên, là một sinh viên ngành Xây dựng
chuyên nghành Xây dựng Cầu đường thuộc trường Đại học Dân Lập Duy Tân, trong
những năm qua với sự dạy dỗ tận tâm của các thầy cô giáo trong khoa, em luôn cố gắng
học hỏi và trau dồi chuyên môn để phục vụ tốt cho công việc sau này, mong rằng sẽ góp
một phần công sức nhỏ bé của mình vào công cuộc xây dựng đất nước.
Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp với đề tài giả định là thiết kế cầu qua sông Q5, đã
phần nào giúp em làm quen 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.
Được sự hướng dẫn kịp thời và nhiệt tình của thầy giáo Th.s Lê Văn Lạc đến nay
em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao. Tuy nhiên 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 em không tránh khỏi những thiếu sót. Vậy kính mong quý thầy cô thông cảm
và chỉ dẫn thêm cho em.
Cuối cùng cho phép em được kính gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Th.s Lê
Văn Lạc đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn!
Đà nẵng, tháng 10 năm 2011
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thế Bình
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
1
Đồ án tốt nghiệp


Khoa xây dựng
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN 1
LỜI CẢM ƠN 1
MỤC LỤC 2
THIẾT KẾ DỰ ÁN SƠ BỘ 3
(30%) 3
CHƯƠNG I: 4
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU QUA SÔNG Q5 4
II. TÍNH ÁP LỰC VÀ BỐ TRÍ CỌC 15
III. KIỂM TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA DẦM 24
II.TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC TRONG BỆ MÓNG MỐ, TRỤ. 38
II.1.TÍNH ÁP LỰC 38
CHƯƠNG IV: 55
THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU DẦM BTCT GIẢN ĐƠN DƯL NHỊP
2X25.6M+36.6M+2X25.6M 55
I. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC BỘ PHẬN CẦU: 55
I.1. Tính toán khối lượng kết cấu nhịp: 55
a) Nhịp 25.6m 55
56
b)Nhịp 36.6m 56
II. TÍNH ÁP LỰC VÀ BỐ TRÍ CỌC 64
II.1 TÍNH ÁP LỰC 64
III. KIỂM TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA DẦM TẠI TIẾT DIỆN GIỮA NHỊP: 74
IV. BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU TOÀN CẦU PHƯƠNG ÁN 3
: 84
II.3. Phương án III: Cầu đơn giản BTCT DUL 88
III. SO SÁNH PHƯƠNG ÁN THEO ĐIỀU KIỆN KHAI THÁC SỬ DỤNG 88
THIẾT KẾ KỸ THUẬT THI CÔNG 161
Tính ván khuôn: 176

TÀI LIỆU THAM KHẢO 193
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
2
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
PHẦN I:
THIẾT KẾ DỰ ÁN SƠ BỘ
(30%)
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
3
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU QUA SÔNG Q5
I. QUY HOẠCH TỔNG THỂ XÂY DỰNG PHÁT TRIỂN TỈNH QUẢNG NAM:
I.1. Vị trí địa lý chính trị :
Cầu qua sông Q5 thuộc địa phận Huyện B tỉnh Quảng Nam. Công trình cầu qua sông
Q5 nằm trên tuyến đường nối với trung tâm A một vùng có nhiều tìm năng trong chiến
lược phát triển kinh tế của tỉnh, tuyến đường này là một trong những cửa ngõ quan trọng
nối liền hai trung tâm kinh tế, chính trị.
Khu vực xây dựng cầu là vùng đồng bằng, bờ sông rộng và bằng phẳng, dân cư tương
đối đông. Cầu nằm trên tuyến đường chiến lược được làm trong thời kỳ chiến tranh nên
tiêu chuẩn kỹ thuật thấp, không thống nhất. Mạng lưới giao thông khu vực còn kém.
I.2. Dân số đất đai và định hướng phát triển :
Công trình cầu nằm cách trung tâm huyện A 3km nên dân cư ở đây sinh sống tăng
nhiều trong một vài năm gần đây, mật độ dân số tương đối cao, phân bố dân cư đồng đều.

Dân cư sống bằng nhiều nghề nghiệp rất đa dạng như buôn bán, kinh doanh các dịch vụ
du lịch. Bên cạnh đó có một phần nhỏ sống nhờ vào nông nghiệp.
II. THỰC TRẠNG VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG :
II.1. Thực trạng giao thông :
Cầu qua sông Q5 đã được xây dựng từ rất lâu, dưới tác động của môi trường hiện nay
đã hư hỏng không thể lưu thông. Chỉ có lưu thông qua lại bằng thuyền do tự phát.
II.2. Xu hướng phát triển :
Trong chiến lược phát triển kinh tế của tỉnh vấn đề đặt ra đầu tiên là xây dựng một cơ
sở hạ tầng vững chắc trong đó ưu tiên hàng đầu cho hệ thống giao thông.
III. NHU CẦU VẬN TẢI QUA SÔNG Q5:
Theo định hướng phát triển kinh tế của tỉnh thì trong một vài năm tới lưu lượng xe
chạy qua vùng này sẽ tăng đáng kể.
IV. SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CẦU QUA SÔNG Q5 :
Qua quy hoạch tổng thể xây dựng và phát triển của tỉnh và nhu cầu vận tải qua sông
Q5 nên việc xây dựng cầu mới là cần thiết. Cầu mới sẽ đáp ứng được nhu cầu giao thông
ngày càng cao của địa phương. Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho các ngành kinh tế phát
triển đặc biệt là ngành dịch vụ du lịch.
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
4
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
Cầu qua sông Q5 nằm trên tuyến quy hoạch mạng lưới giao thông quan trọng của tỉnh
Quảng Nam. Nó là cửa ngõ, là mạch máu giao thông quan trọng giữa trung tâm B và
vùng kinh tế mới, góp phần vào việc giao lưu và phát triển kinh tế, văn hóa xã hội của
tỉnh.
Do tầm quan trọng như trên, nên việc cần thiết phải xây dựng cầu mới là cần thiết và
cấp bách nằm trong quy hoạch phát triển kinh tế chung của tỉnh.
V. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN NƠI XÂY DỰNG CẦU :

V.1. Địa hình :
Khu vực xây dựng cầu nằm trong vùng đồng bằng, hai bên bờ sông tương đối bằng
phẳng rất thuận tiện cho việc vận chuyển vật liệu, máy móc thi công cũng như việc tổ
chức xây dựng cầu.
V.2. Khí hậu :
Khu vực xây dựng cầu có khí hậu nhiệt đới gió mùa. Thời tiết phân chia rõ rệt theo
mùa, lượng mưa tập trung từ tháng 10 đến tháng 1 năm sau.
V.3. Thủy văn :
Các số liệu đo đạc thủy văn cho thấy chế độ thủy văn ở khu vực này ổn định, mực
nước chênh lệch giữa hai mùa: mùa mưa và mùa khô là tương đối lớn, sau nhiều năm
khảo sát đo đạc ta xác định được:
MNCN: 10.3m
MNTT: 5.6m
MNTN: 2.3m
V.4. Địa chất :
Trong quá trình khảo sát đã tiến hành khoan thăm dò địa chất và xác định được các lớp
địa chất như sau:
Lớp 1: Á sét, dẻo mềm
Lớp 2: Sét nửa cứng
Lớp 3: Cát hạt trung, chặt vừa
Với địa chất khu vực như trên, xây dựng cầu ta dùng móng cọc đóng (40x40) và chống
vào lớp Cát hạt trung, chặt vừa
V.5. Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu :
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
5
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
Vật liệu đá: vật liệu đá được khai thác tại mỏ gần khu vực xây dựng cầu. Đá được vận

chuyển đến vị trí thi công bằng đường bộ một cách thuận tiện. Đá ở đây đảm bảo cường
độ và kích cỡ để phục vụ tốt cho việc xây dựng cầu.
Vật liệu cát: cát dùng để xây dựng được khai thác gần vị trí thi công, đảm bảo độ sạch,
cường độ và số lượng.
Vật liệu thép: sử dụng các loại thép trong nước như thép Thái Nguyên,… hoặc các loại
thép liên doanh như thép Việt-Nhật, Việt-Úc…Nguồn thép được lấy tại các đại lý lớn ở
các khu vực lân cận.
Xi măng: hiện nay các nhà máy xi măng đều được xây dựng ở các tỉnh thành luôn đáp
ứng nhu cầu phục vụ xây dựng. Vì vậy, vấn đề cung cấp xi măng cho các công trình xây
dựng rất thuận lợi, luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu cầu công trình đặt ra.
Thiết bị và công nghệ thi công: Để hòa nhập với sự phát triển của xã hội cũng như sự
cạnh tranh theo cơ chế thị trường thời mở cửa, các công ty xây dựng công trình giao
thông đều mạnh dạn cơ giới hóa thi công, trang bị cho mình máy móc thiết bị và công
nghệ thi công hiện đại nhất đáp ứng các yêu cầu xây dựng công trình cầu.
Nhân lực và máy móc thi công: hiện nay trong tỉnh có nhiều công ty xây dựng cầu
đường có kinh nghiệm trong thi công.
Về biên chế tổ chức thi công các đội xây dựng cầu khá hoàn chỉnh và đồng bộ. Cán bộ
có trình độ tổ chức và quản lí, nắm vững về kỹ thuật, công nhân có tay nghề cao, có ý
thức trách nhiệm cao.
Các đội thi công được trang bị máy móc thiết bị tương đối đầy đủ. Nhìn chung về vật
liệu xây dựng, nhân lực, máy móc thiết bị thi công, tình hình an ninh tại địa phương khá
thuận lợi cho việc thi công đảm bảo tiến độ đã đề ra.
VI. CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT ĐỂ THIẾT KẾ CẦU VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU :
VI.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật :
- Việc tính toán và thiết kế cầu dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật sau:
- Quy mô xây dựng: vĩnh cửu.
- Tải trọng : đoàn xe HL-93 và đoàn người 3KN/m2.
- Khổ cầu : B= 8,0+ 2x0.3 + 2x1,25(m)
- Độ dốc ngang : 1.5 %.
- Khổ thông thuyền : 25x2.0m

SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
6
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
VI.2 Giải pháp kết cấu :
- Với những điều kiện được trình bày như trên ta đưa ra giải pháp kết cấu như sau:
Nguyên tắc chung:
• Đảm bảo mọi chỉ tiêu kỹ thuật đã được duyệt.
• Kết cấu phải phù hợp với khả năng và thiết bị của các đơn vị thi công.
• Ưu tiên sử dụng các công nghệ mới tiên tiến nhằm tăng chất lượng công trình,
tăng tính thẩm mỹ.
• Quá trình khai thác an toàn và thuận tiện và kinh tế.
• Giải pháp kết cấu công trình:
• Kết cấu thượng bộ:
• Đưa ra giải pháp nhịp lớn kết cấu liên tục, cầu dây văng nhằm tạo mỹ quan cho
công trình và giảm số lượng trụ, bên cạnh đó cũng đưa ra giải pháp giản đơn kết
cấu ƯST để so sánh chọn phương án.
• Kết cấu hạ bộ:
• Móng cọc khoan nhồi.
• Kết cấu mố chọn loại mố chữ U tường mỏng.
• Kết cấu trụ ta nên dùng trụ đặc.
VII.ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ:
Từ các chỉ tiêu kỹ thuật, điều kiện địa chất, điều kiện thủy văn, khí hậu, căn cứ vào
khẩu độ cầu,… như trên ta có thể đề xuất các loại kết cấu như sau:
Phương án 1: Cầu BTCT ƯST 5x28 m.
Phương án 2: Cầu thép liên hợp bản BTCT 3x44m.
Phương án 3: Cầu BTCT ƯST 2x25.6 + 36.6 + 2x25.6
Phương án 1: Cầu đơn giản BTCT ƯST 5x28 m.

Khẩu độ cầu :
∑
=−−+= mxxxxL
TK
131128.1405.04285
0
%5%77.0%100
130
130131
%100
0
0
0
<=×
−
=×
−
∑
L
LL
TK
Vậy đạt yêu cầu.
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
7
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
Phương án 2 Cầu thép liên hợp bản BTCT 3x44m.
Khẩu độ cầu :

∑
=−−+= mxxxxL
TK
5.126128.1205.02443
0
%5%69 2%100
130
1305.126
%100
0
0
0
<=×
−
=×
−
∑
L
LL
TK
Vậy đạt yêu cầu.
Phương án 3: Cầu BTCT ƯST 2x25.6 + 36.6 + 2x25.6
Khẩu độ cầu :
∑
=−−+++= mxxxxxL
TK
130128.1405,046.2526.366.252
0
%5%0%100
130

130130
%100
0
0
0
<=×
−
=×
−
∑
L
LL
TK
Vậy đạt yêu cầu.
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
8
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
Chương II: THIẾT KẾ SƠ BỘ CẦU ĐƠN GIẢN BTCT UST
I.TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH.
I.1 Tính toán khối lượng kết cấu nhịp.
Kết cấu nhịp : Gồm 5 nhịp 28m
20
20
15
15
20
25

15 15400 30 12540030125
1160
606060606060
1.5% 1.5%
-Nhịp BTCT ƯST có chiều dài 28m gồm 6dầm chủ, mổi dầm có kích thước như sau:
150
60
200
20
20 20
90
20
15
15
Thể tích dầm chủ tính như sau:
-Thể tích dầm ngang:
+Tại gối:
( )
)(155.115.04.11.15
3
1
mxxxV
dn
==
+Tại giữa nhịp:
( )
)(438.115.02.02.015.015.01.18.14
3
2
mxxxxxV

dn
=−−=
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
9
)(47.22282.06.02.0
2
6.02.0
75.02.015.0
2
5.02.0
2.02
3
mxxxxxV
dc
=






+
+
++
+
+=
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng

-Vậy tổng khối lượng bản thân kết cấu nhịp 28m là:
DC
tb
=(6xVdc +2xVdn1+3xVdn2)x24
=(6x22.47+2x1.155+3x 1.438)x24 = 3394.66 (KN)
I.2. Tính toán khối lượng tỉnh tải giai đoạn I I:
I.2.1. Trọng lượng các lớp mặt cầu:
Kết cấu lớp phủ mặt cầu dày 114mm gồm:
+ Lớp bê tông nhựa 70 mm
+ Lớp phòng nước 0.4mm
+ Lớp tạo dốc 4 cm
Thể tích lớp phủ mặt cầu: V
MC
= 0.114 x 10 x 28 = 37.62 ( m
3
).
→
Trọng lượng lớp phủ mặt cầu trên một mét dài:
DW
MC

)/(23.30
28
5.22
mKN
V
MC
=
×
=

I.2.2.Trọng lượng phần chân lan can tay vịn, lan can, tay vịn, đá vỉa, lề bộ hành:
-Cấu tạo của lan can, tay vịn, phần chân lan can tay vịn, đá vỉa như hình
Cấu tạo lan can tay vịn, đá vỉa, lề bộ hành.
- Tay vịn được làm bằng các thanh sắt không rỉ có kích thước 10x10 cm, bề dày 2mm.
Trọng lượng trên một mét dài của thanh này là 1.5 (Kg/m).
-Mỗi đoạn dài l
TV
= 2.00 m, số lượng thanh trên 1 nhịp 112 thanh:
L
TV
= 112 x 2.00 = 224 ( m ).
-Trọng lượng tay vịn trên một nhịp 28 m:
DW
TV
= L
TV
x1.5x10
-3
= 0.197 ( T )=1.97(kN).
- Lan can làm bằng bê tông có kích thước như hình.
Diện tích: A
LC
=0.15x0.95+0.15x0.25 – 2x0.1x0.1=0.168(m
2
)
Thể tích 1 cột lan can : V
LC
=0.168x0.2 =0.0286 (m
3

)
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
10

20
200
110
15
9515
10
10
25
25
30
25
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
-Số lượng lan can trên trên 1 nhịp 28m :
n
TV
= 2x15=30.
-Trọng lượng lan can trên một nhịp 28m:
DW
LC
= 0.0286x24x30 = 20.59 (kN).
-Trọng lượng phần đá vỉa trên một nhịp: (đá vỉa có chừa lỗ để thoát nước nhưng khối
lượng không đáng kể nên ta không đưa vào tính toán)
DW

ĐV
= = 129.36 (kN).
- Tổng tĩnh tải giai đoạn II tính cho 1 nhịp 28m:
DW= DW
MC
+DW
TV
+DW
LC
+DW
ĐV
DW= 30.23x28+3.36+ 20.59 +129.36 = 998.36 (kN).
-Khối lượng tỉnh tải giai đoạn II trên 1m dài cầu là:
DW=998.36/28=35.66 (KN/m).
I.3. Tính khối lượng mố:
-Tường cánh:
)44.1225.02.2
2
12.4
2.46.1
3
mV
tc
=××







×






+
+×=
-Tường ngực:
)(21.106.115.05.16.103.0
2
65.03.0
3
mV
tn
=××+××






+
=
-Thân mố:
)(02.406.11)3.25.1(
3
mV
tm

=××=
-Bệ mố:
)(2.526.115.13
3
mV
bm
=××=
420 50 80
20
160220150
300
50150
20
1160
80
20
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
11






+
2435.0
2
3.025.0
282 xxxx

Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
-Đá tảng:
)(768.08.08.02.06
3
mV
đt
=×××=
→
Thể tích bê tông của 1 mố:
)(64.115768.02.5202.4021.1044.12
3
mV
bt
=++++=
→
Trọng lượng bê tông của 1 mố:
)(31.27752464.115 KNDC
mô
bt
=×=
→
Trọng lượng bê tông của 2 mố:
)(62.5550231.2775
2
KNDC
mbt
=×=
-Khối lượng cốt thép trung bình lấy trong 1m

3
bêtông của mố là 100Kg/m
3
. Khối lượng
thép trong 2 mố:
2x115.64x0.10 = 23.128 (T) = 231.28 (KN)
I.4. Tính khối lượng trụ:
*Trụ T1
+Thể tích bê tông thân trụ:
)(64.769)75.05.15.4(
32
mV
tt
=××+×=
π
+Thể tích bê tông xà mũ trụ :
)(28.278.1)8.02/)66.11(7.06.11(
3
mxV
xmt
=×++×=
+Thể tích bê tông bệ trụ:
)(64824
3
mV
bt
=××=
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
12

Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
20
180
150
20
80
7080900200
800
100
450
280
400
125
1160
+Thể tích bê tông đá tảng:
)(536.18.08.02.012
3
mV
đt
=×××=
→
Thể tích bê tông của trụ T1:
)(46.169536.16428.2764.76
3
mV
bt
=+++=
→

Trọng lượng bê tông của trụ T1:
)(04.40672446.169 KNDC
tru
bt
=×=
-Khối lượng cốt thép trung bình lấy trong 1m
3
bêtông trụ là 100Kg/m
3
.

→
Trọng lượng thép của 1 trụ : 169.46x0.1= 16.946(T)= 169.46 (KN)
* Trụ T2 và T3 có kích thước như hình :
+Thể tích bê tông thân trụ:
)(96.1145.13)75.05.15.4(
32
mV
tt
=××+×=
π
→
Thể tích bê tông của trụ T2(T3):
)(78.207536.16428.2796.114
3
mV
bt
=+++=
→
Trọng lượng bê tông của trụ T2(T3) :

)(66.49862478.207 KNDC
tru
bt
=×=
-Khối lượng cốt thép trung bình lấy trong 1m
3
bêtông trụ là 100Kg/m
3
.
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
13
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng

→
Trọng lượng thép của 1 trụ : 207.78x0.1=20.778(T) = 207.78 (KN)
Trụ T2 và T3 có kích thước :
20
180
150
20
80
7080200
800
100
450
280
400

125
1160
1350
* Trụ T4có kích thước như hình :
+Thể tích bê tông thân trụ:
)(87.635.7)75.05.15.4(
32
mV
tt
=××+×=
π
→
Thể tích bê tông của trụ T4:
)(68.156536.16428.2787.63
3
mV
bt
=+++=
→
Trọng lượng bê tông của trụ T4 :
)(38.37602468.156 KNDC
tru
bt
=×=
-Khối lượng cốt thép trung bình lấy trong 1m
3
bêtông trụ là 100Kg/m
3
.

→
Trọng lượng thép của 1 trụ : 156.68x0.1=15.668(T) = 156.68 (KN)
Trụ T4 có kích thước :
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
14
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
20
180
150
20
80
7080200
800
100
450
280
400
125
1160
750
-Ta có bảng tổng hợp khối lượng tỉnh tải giai đoạn I và giai đoạn II như sau :
Hạng mục Khối lượng(KN) Khối lượng(KN/m)
Dầm chữ I 3394.66
Mố M1, M
2
2775.31
Trụ T1 4067.04

Trụ T2,T3 4986.66
Trụ T4 3760.38
Tỉnh tải 2 35.66
Bảng 2.1.2 : Khối lượng trụ và mố.
II. TÍNH ÁP LỰC VÀ BỐ TRÍ CỌC
II.1 Tính áp lực
II.1.1. Tĩnh tải:
Tải trọng bản thân dầm chủ DC
dc
= 3394.66/28= 121.24 (KN/m).
Tải trọng bản thân lớp phủ mặt cầu DW
mc
= 35.66 (KN/m).
Tải trọng bản thân lan can tay vịn gờ chắn bánh
DC
lc
=(129.36+20.59) /28+1.97= 7.3 (KN/m).
Tải trọng bản thân 1 mố
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
15
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
DC
mố
= 2775.31(KN/m).
Tải trọng bản thân trụ T1.
DC
T1

= 4067.04(KN).
Tải trọng bản thân trụ T2 = T3
DCT
2
= DCT
3
= 4986.66 (KN).
Tải trọng bản thân trụ T4
DC
T4
= 3760.38(KN).
II.1.2. Hoạt tải:
Xe HL93, tải trọng người PL= 3 KN/ m
2
, tải trọng làn LL= 9.3 KN/m

Các hệ số tính toán
Hệ số điều chình tải trọng ŋ= ŋ
D
* ŋ
R
* ŋ
i
= 1
- ŋ
D
: Hệ số dẻo, lấy ŋ
D
= 1 (22TCN272-05 mục 1.3.3)
- ŋ

R
: Hệ số dư thừa ŋ
R
= 1 (22TCN272-05 mục 1.3.4)
- ŋ
i
: Hệ số quan trọng ŋ
l
= 1
hệ số tải trọng bản thân γ
1
= 1.25
hệ số tải trọng bản mặt cầu γ
2
= 1.5
hệ số tải trọng hoạt tải γ
3
= 1.75
hệ số lực sung kích IM = 0.25 %
Chiều dài nhịp tính toán dầm chủ L
tt
= 28-2*0.3= 27.4 (m)
II.2.Tính toán số lượng và bố trí cọc.
II.2.1. Xác định sức chịu tải tính toán của cọc:
Sức chịu tải tính toán của cọc đóng được lấy như sau:
P
tt
= min{Q
r
, P

r
}.
* Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu.
- Sức kháng dọc trục danh định:
P
n
= 0.85x[0.85x f’c x (Ap-Ast) +fy x Ast] MN
Trong đó:
f’c : Cường độ chịu nén của BT cọc (Mpa); f’c=30Mpa .
Ap : Diện tích mũi cọc(mm
2
).
Ast : Diện tích cốt thép chủ (mm
2
); dùng 4φ16 : Ast = 804mm
2
Fy : Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa
Thay vào ta được:
P
n
= 0.85x[0.85x30x(160000-804)+420.804]= 3.74 MN
- Sức kháng dọc trục tính toán:
Pr=φ.Pn; MN
Với φ : Hệ số sức kháng mũi cọc, φ = 0.55
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
16
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng

Pr= 0.55x 3.74 =2.06 MN
+ Sức kháng dọc trục tính toán:
P
r
=f.P
n
MN.
Với f : Hệ số sức kháng mũi cọc, f= 0,75 (5.5.4.2.1 22TCN 272.05)
P
r
=0.75 x 3.74 = 2.805 MN = 2805 KN
* Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền:
Sử dụng kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT
+ Sức kháng đơn vị mũi cọc danh định (MPa), cho các cọc đóng tới độ sâu D
b
trong đất
rời có thể tính như sau:


q
D
N
q
corr
p
≤=
b
D038,0
(10.7.3.4.2a-1)
Trong đó:

NN
v
corr














′
=
σ
92,1
log77,0
10
(10.7.3.4.2a-2)
N
corr
: số đếm SPT gần mũi cọc đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ. (Búa/300mm)
v
σ

′
= 0.2 (Mpa) : ứng suất thẳng đứng có hữu hiệu
N (Búa/300mm) : số đếm SPT đo được
D = 400 (mm) : chiều rộng hay đường kính cọc
D
b
(mm) : chiều sâu xuyên trong tầng chịu lực
q
l
: sức kháng điểm giới hạn tính bằng 0,4 N
corr
cho cát và 0,3 Ncorr cho bùn không dẻo
(MPa).
=> q
p
(MPa)
+ Ma sát bề mặt:
Ma sát bề mặt danh định của cọc trong đất rời (MPa) có thể tính như sau:
Đối với cọc đóng dịch chuyển, ma sát đơn vị bề mặt q
s
theo công thức
10.7.3.4.2b-1
q
s
= 0.0019
N

q
s
: ma sát đơn vị bề mặt cho cọc đóng (MPa)

N
: số đếm búa SPT trung bình (chưa hiệu chỉnh) dọc theo thân cọc (Búa/300mm)
+ Sức kháng đỡ tính toán của các cọc Q
R
có thể tính như sau: Theo điều 10.7.3.2
Q
R
=
ϕ

Q
n
=
q
ϕ

Q
ult

Xét tới số tin cậy với n= 1.5 với thân cọc và n= 2.5 với đầu cọc
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
17
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
Hay Q
R
=
ϕ

Q
n
=
q
ϕ
p
Q
p
/2.5 +
qs
ϕ
Q
s
/1.5
Với: Q
p
= q
p
A
p
Q
s
= q
s
A
s

Trong đó:
q
ϕ

: hệ số sức kháng dùng cho sức kháng đỡ của một cọc đơn, cho trong Điều 10.5.4
dùng cho các phương pháp không phân biệt giữa sức kháng toàn bộ và sự góp phần riêng
rẽ của sức kháng mũi và thân cọc.
Q
ult
: sức kháng đỡ của một cọc đơn (N)
Q
p
: sức kháng mũi cọc (N)
Q
s
: sức kháng thân cọc (N)
q
p
(MPa) :sức kháng đơn vị mũi cọc
q
s
(MPa ): sức kháng đơn vị thân cọc
A
s


(mm
2
)

:diện tích bề mặt thân cọc
A
p
= 160000 (mm

2
):diện tích mũi cọc
ϕ
qp
=0.45* 0.8=0.36 :hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định cho trong
Bảng 10.5.5-2 dùng cho các phương pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi
cọc và sức kháng thân cọc.
ϕ
qs
=0.45*0.8=0.36: hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc cho trong Bảng 10.5.5 -2
dùng cho các phương pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức
kháng thân cọc.
→
Q
p
( KN)
→
Q
s
( KN)
→
Q
R
( KN)
Bảng tính Q
R
của mố, trụ:
Cấu kiện
D
b

(m)
N
(Búa)
L1 L2 L3 L1 L2 L3
Mố
5440 6200 6360
35 40 40
Trụ 1
2100 5050 10850
35 40 40
Trụ 2
760 5000 12240
35 40 40
Trụ 3
1260 4410 12330
35 40 40
Trụ4
2130 5500 10370
35 40 40
Mố
4410 5500 8090
35 40 40
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
18
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
Mố 0.2 29.111 400 11.644 49.780
Trụ 1 0.2 29.813 400 11.925 50.980

Trụ 2 0.2 30.094 400 12.038 51.461
Trụ 3 0.2 29.989 400 11.996 51.282
Trụ4 0.2 29.806 400 11.923 50.969
Mố 0.2 29.327 400 11.731 50.150
Mố 11.644 0.0697 0.36 0.36 160000
2880000
0
1863.106 2007
Trụ 1 11.925 0.0697 0.36 0.36 160000
2880000
0
1908.016 2007
Trụ 2 12.038 0.0697 0.36 0.36 160000
2880000
0
1926.034 2007
Trụ 3 11.996 0.0697 0.36 0.36 160000
2880000
0
1919.311 2007
Trụ4 11.923 0.0697 0.36 0.36 160000
2880000
0
1907.613 2007
Mố 11.731 0.0697 0.36 0.36 160000
2880000
0
1876.955 2007
Sức chịu tải tính toán của cọc:
Ptt= min{Qr, Pr}

Cấu kiện
Q
R
(KN)
P
R

(KN)
P
tt
(KN)
Mố
1393.368 2805 1393.368
Trụ 1
1409.535 2805 1409.535
Trụ 2
1416.022 2805 1416.022
Trụ 3
1413.602 2805 1413.602
Trụ4
1409.390 2805 1409.390
Mố
1398.354 2805 1398.354
II.2.2. Tính toán áp lực
II.2.2. 1.Tính toán áp tác dụng lên mố :
- Trọng lượng bản thân mố:
DC
m
= DC
m

*1.25 = 2775.31 *1.25= 3469.14 (KN)
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
19
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
- Trọng lượng kết cấu nhịp, trọng lượng lan can tay vịn, đá vỉa và các lớp mặt cầu truyền
xuống (tức là trọng lượng của tĩnh tải giai đoạn I và giai đoạn II truyền xuống)
G
1
tt
= (γ
2
* (DC
dc
+ DC
lc
) + γ
2
*DWmc)*ω
ω : diện tích ĐAH của mố ω= 13.7(m
2
)
G
1
tt
= ((121.24 + 7.3 )*1.25+ 35.66 *1.5)*13.7 = 2934.06 (K N)
Tổng tĩnh tải G
tt

= 3469.14 + 2934.06 = 6403.2 (KN)
- Hoạt tải
ĐAH phản lực tại mố
1
0.843
0.687
35145145
110110
27.4
1.20
4.30
0.956
DAH R
M1
Phản lực tại mố đối với xe 3 trục
R
3t
= γ
LL
* n* m* ( 1+ IM )*( ∑P
i
*y
i
+ 9.3* ω ) + γ
PL
*n* m* PL*ω
= 1.75* 2* (1+0.25)* ((145*(1+0.843)+35*0.687) + 9.3*13.7) +1.75*2*1*3.7*1.5*13.7
=2097.89 (KN)
Phản lực tại mố đối với xe 2 trục
R

2t
=1.75*2*1* (1+0.25) *(110*(1+0.956) +9.3*13.7)+ 1.75*2*1*3.7*1.5*13.7
R
2t
= 1764.87 (KN)
Vậy tổng phản lực tác dụng lên mố
V
m
= ŋ*( G
tt
+ R
3t
) = 1*(6403.2+ 2097.89 ) = 8501.09 (KN)
II.2.2. 2.Tính toán áp lực tác dụng lên trụ:
* Áp lực tác dụng lên trụ T1:
- Trọng lượng bản thân trụ T1:
DC
tt
T1
= DC
bt
T1
x 1.25 = 4067.04 * 1.25 = 5083.8 (KN)
- Trọng lượng kết cấu nhịp, trọng lượng lan can tay vịn, đá vỉa và các lớp mặt
cầu truyền xuống (tức là trọng lượng của tĩnh tải giai đoạn I và giai đoạn II truyền
xuống)
G
1
tt
= (γ

2
* (DC
dc
+ DC
lc
) + γ
2
*DWmc)*ω
ω : diện tích ĐAH ω= 27.4 (m
2
)
G
1
tt
= ((121.24 + 7.3 )*1.25+ 35.66 *1.5)*27.4 = 5868.12 (K N)
Tổng tĩnh tải G
tt
= 5083.8 + 5868.12 = 10951.92 (KN)
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
20
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
- Hoạt tải
0.843
35
27.4
1.20
0.956

DAH R
M1
1
0.843
145 145
110 110
27.4
ĐAH phản lực tại trụ
Phản lực tại trụ đối với xe 3 trục
R
3t
= n*m* ( ( 1+ IM )*( γ
LL
*∑P
i
*y
i
)+ 9.3*ω ) + γ
PL
* n* m* PL* ω
= 1.75 *2*1* (1+0.25) * ((145*(1+0.843)+35*0.843) +9.3*27.4)
+1.75*2*1*3.7*1.5*27.4
=2945.32 (KN)
Phản lực tại trụ đối với xe 2 trục
R
2t
=1.75*2*1* (1+0.25) *(110*(1+0.956) +9.3*27.4)+ 1.75*2*1* 3.7*1.5*27.4
=2588.41 (KN)
Kiểm toán với trường hợp lấy 90% hoạt tải 2 xe HL93 cách nhau 15 m
0.843

27.4
1.20
0.956
DAH R
M1
1
110 110
27.4
145145 35145 145 35
15 m
0.139
0.296
0.453
0.687
ĐAH phản lực tại trụ
R
3T*90%
=0.9*γ
LL
* m* ( ( 1+ IM )* ∑(P
i
*y
i
*)+ 9.3* ω )
+ m*n*γ
PL
*PL* ω
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
21

Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
= 0.9*1.75 *2*1* (1+0.25) *((145*(1+0.139+0.296+0.843)+35*(0.453+0.687)
+9.3*27.4) +1.75*2*1*3.7*1.5*27.4
=4556.77 (KN)
Vậy max{ R
3T*90%
; R
3T
}=4556.77 (KN)
Vậy tổng phản lực tác dụng lên trụ T1
R
T1
= ŋ*( G
tt
+ R
3T*90%
) = 1*(9838.4 + 4556.77 ) =14395.17 (KN)
Tính toán tương tự ta có áp lực lên trụ T2, T3
- Trọng lượng bản thân trụ T2:
DC
tt
T1
= DC
bt
T1
x 1.25 = 4986.66* 1.25 = 6233.33 (KN)
- Trọng lượng kết cấu nhịp, trọng lượng lan can tay vịn, đá vỉa và các lớp mặt
cầu truyền xuống (tức là trọng lượng của tĩnh tải giai đoạn I và giai đoạn II

truyền xuống)
G
1
tt
= (γ
2
* (DC
dc
+ DC
lc
) + γ
2
*DWmc)*ω
ω : diện tích ĐAH ω= 27.4 (m
2
)
G
1
tt
= ((121.24 + 7.3 )*1.25+ 35.66 *1.5)*27.4 = 5868.12 (K N)
Tổng tĩnh tải G
tt
= 6233.33 + 5868.12 = 12101.45 (KN)
Vậy tổng phản lực tác dụng lên trụ T2
R
T1
= ŋ*( G
tt
+ R
3T*90%

) = 1*(12101.45 + 4556.77 ) =16658.22 (KN)
- Trọng lượng bản thân trụ T4:
DC
tt
T1
= DC
bt
T1
x 1.25 = 3760.38* 1.25 = 4700.48 (KN)
- Trọng lượng kết cấu nhịp, trọng lượng lan can tay vịn, đá vỉa và các lớp mặt cầu truyền
xuống (tức là trọng lượng của tĩnh tải giai đoạn I và giai đoạn II truyền xuống)
G
1
tt
= (γ
2
* (DC
dc
+ DC
lc
) + γ
2
*DWmc)*ω
ω : diện tích ĐAH ω= 27.4 (m
2
)
G
1
tt
= ((121.24 + 7.3 )*1.25+ 35.66 *1.5)*27.4 = 5868.12 (K N)

Tổng tĩnh tải G
tt
= 4700.48+ 5868.12 = 10568.6 (KN)
Vậy tổng phản lực tác dụng lên trụ T4
R
T1
= ŋ*( G
tt
+ R
3T*90%
) = 1*(12101.45 + 4556.77 ) =15125.37 (KN)
II.2.3. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc cho mố, trụ cầu:
II.2.3.1. Xác định số lượng cọc:
Công thức tính toán :
tt
P
P
A
n .
β
=

Trong đó:
n: là số lượng cọc tính toán.
β: hệ số kể đến độ lệch tâm của tải trọng, β = 1.4 với trụ và 1.6 với mố
A
P
: tổng tải trọng tác dụng lên cọc tính đến đáy bệ móng.
P
tt

: sức chịu tải tính toán của cọc.
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
22
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
Bảng xác định số lượng cọc trong mố trụ cầu
STT Cấu kiện
P
tt
(KN)
A
p

(KN)
n(cọc)
n
(cọc
chọn)
1 Mố Mo
1393.368 8501.090 9.762 12
2 Trụ T1
1409.535 14395.170 14.298 18
3 Trụ T2
1416.022 16658.220 16.470 18
4 Trụ T3
1413.602 16658.220 16.498 18
5 Trụ T4
1409.390 15125.370 15.025 18

6 Mố M1
1393.368 8501.090 9.762 12
Sơ đồ bố trí cọc cho trụ M1, M2
80200200
200
50
80 200 200
300
1160
200
50
Sơ đồ bố trí cọc cho mố T1, T2, T3, T4.
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
23
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
50 150 150 50
75130130
400
130 130
800
13075
III. KIỂM TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA DẦM
III.1. Hệ số phân phối hoạt tải theo làn đối với mômen
Dầm T ta sử dụng công thức gần đúng của tiêu chuẩn 22TCN 272-05
Hệ số phân bố hoạt tải trong dầm giữa với mômen uốn (4.6.2.2.2a-1)
- Hai làn thiết kế chịu tải:
1.0

3
2.06.0
2900
075.0




















+=
s
g
Lt
K
x

L
S
x
S
gm
S : khoảng cách giữa câc dầm chủ (mm) S= 2200 mm
L : chiều dài dầm chủ (mm) L= 27400 mm
ts : chiều dày bản mặt cầu (mm)
Kg : hệ số, Kg = n.(I + Aeg2) coi Kg =1 (mm
4
)
Id : mômen quán tính đối với trục trung hoà dầm.
n : Tỷ lệ mô đun đàn hồi giữa dầm và bản mặt cầu:
cban
cdam
E
E
n
=
1
1,0
3
=









s
g
Lt
K
theo (4.6.2.2.2)
( )
1.0
2.06.0
1
27400
2200
2900
2200
075.0 xxgm












+=
Vậy gm=0.57
Hệ số phân bố hoạt tải trong dầm biên với mômen uốn

Với 1 làn xe thiết kế dùng phương pháp đòn bẩy:
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
24
Đồ án tốt nghiệp

Khoa xây dựng
30
125 30
130
60 180
DAH RG1
1.425
1.00
0.8
0.65
Với xe tải thiết kế m*g
HL93
=1.2*0.65/2=0.39
Với xe tải trọng người m*g
PL
=1.2*(1.425+0.8)*1.5/2 = 2
Với xe tải trọng làn m*g
LL
=1.2*0.8*0.65*1.3/3=0.41
Với 2 làn chịu tải ta có
g
mb
= e *g
mg

với e là hệ số điều chỉnh e=0.77+d
e
/2800 với d
e
là khoảng cách từ tim
dầm đến mép bệ lan can d
e
= 700 mm không nằm trong quy định
vậy g
HL93
=0.39, g
PL
=2 , g
LL
=0.41
III.2.Xác định nội lực
III.2.1. Nội lực do tĩnh tải
Tải trọng bản 1 thân dầm chủ DC
dc
= 3394.66/(28*6)= 20.21 (KN/m).
Tải trọng bản thân lớp phủ mặt cầu DW
mc
= 30.32/6=5.05 (KN/m).
Tải trọng bản thân lan can tay vịn gờ chắn bánh DC
lc
= 5.94 (KN/m).
Ta coi như tải trọng bản thân lan can tay vịn gờ chắn bánh do dầm biên chịu
+ Mômen tĩnh tải tại vị trí L/2
M
DC

= (1.25*20.21 +1.5*5.05)*121.24 = 3981.22 (KN.m)
III.2.2. Nội lực do hoạt tải
ĐAH mônen tai giữa nhịp
SVTH: Nguyễn Thế Bình - Lớp T14XDC
Trang
25