THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG
I.1.SỐ LIỆU THIẾT KẾ:
Thiết kế một kết cấu nhòp giản đơn, dầm thép liên hợp bản BTCT với các số liệu
đầu vào sau :
Chiều dài toàn dầm : 30m
Bề rộng phần xe chạy : 7.5m
Bề rộng lề bộ hành : 2x1m
Tải trọng thiết kế : HL93
I.2.VẬT LIỆU
Thép làm dầm chủ : Thép tấm M270 cấp 250 có cường độ chảy F
y
=250MPa.
Thép làm hệ liên kết ngang (dầm ngang và khung ngang), sườn tăng cường :
M270 cấp 250 có cường độ chảy F
y
=250MPa.
Thép bản mặt cầu, lề bộ hành :
Thép đai : CI có F
y
=240MPa.
Thép chòu lực, cấu tạo : CII có F
y
=280MPa.
Thép làm thanh lan can, cột lan can : M270 cấp 250 có cường độ chảy
F
y
=250MPa.
Bê tông bản mặt cầu, lan can, lề bộ hành : C30 có
30
C

f MPa
′
=
Trọng lượng riêng của thép :
5 3
7.85 10 /
S
N mm
γ
−
= ×
Trọng lượng riêng của bê tông có cốt thép :
5 3
2.5 10 /
C
N mm
γ
−
= ×
I.3.THIẾT KẾ MẶT CẮT NGANG CẦU:
I.3.1.Chọn số lượng dầm n, khoảng cách dầm S, chiều dài cánh hẫng L
C
:
Bề rộng toàn cầu: B
tc
=7,500 + 2 x 1,000+ 2 x 250 = 10,000 mm
Ta có:
( 1) 2
1
2

tc c
tc
c
B n S L
B nS
L S
= − +


⇒ ≈

≈


Chọn khoảng cách giữa các dầm chính: S = 1.6÷2.5m
10,000 10,000
4 6.25
2,500 1,600 2,500 1,600
tc tc
B B
n
⇒ = ÷ = ÷ = ÷
Vì n là số nguyên nên n = 4, 5, 6.
Khi n=4
10,000
2,500
4
TC
B
S mm

n
⇒ = = =
. Chọn S=2,500 mm.
( 1)
10,000 (4 1) 2,500
1,250
2 2
TC
C
B n S
L mm
− −
− − ×
⇒ = = =
SVTH: Trang 1
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
Khi n=5
10,000
2,000
5
TC
B
S mm
n
⇒ = = =
. Chọn S=2,000 mm
( 1)
10,000 (5 1) 2,000
1,000
2 2

TC
C
B n S
L mm
− −
− − ×
⇒ = = =
Khi n=4
10,000
1,667
6
TC
B
S mm
n
⇒ = = =
. Chọn S=1,700 mm
( 1)
10,000 (6 1) 1,700
750
2 2
TC
C
B n S
L mm
− −
− − ×
⇒ = = =
Số dầm(n) Khoảng cách dầm(S) Lc(mm)
4 2,500 1,250

5 2,000 1,000
6 1,700 750
Chọn số dầm chính là 5, khoảng cách giữa các dầm là S = 2,000 mm, chiều dài
cánh hẫng L
C
= 1,000 mm.
I.3.2.Thiết kế độ dốc ngang cầu, cấu tạo các lớp mặt cầu :
Độ dốc ngang thiết kế : 2%.
Tạo dốc bằng thay đổi chiều cao đá kê gối : Là dùng đá kê gối có chiều cao tăng
dần để tạo độ dốc ngang của mặt đường sau khi hoàn thiện. Chiều cao tối thiểu của gối
là 100 mm.
Chiều cao gối thiết kế:
Gối 1 : 150 mm.
Gối 2 : 150 + S x 2%=190 mm
Gối 3 : 190 + S x 2%=230 mm
Các gối còn lại : Đối xứng
I.3.3.Thiết kế thoát nước m ặt cầu :
Đường kính ống: D≥100 mm. Diện tích ống thoát nước được tính trên cơ sở 1 m
2

mặt cầu tương ứng với ít nhất 1.5 cm
2
ống thoát nước. Khoảng cách ống tối đa 15 m,
chiều dài ống vượt qua đáy dầm 100 mm.
Diện tích mặt cầu S = L x B
tc
=30 x 10=300 m
2
.
Vậy cần bố trí ít nhất 450 cm

2
= 45,000 mm
2
ống thoát nước.
2
2
1ơ
3.14 100
7,850
4
ng
A mm
×
⇒ = =
Số ống cần thiết :
45,000
5.732
7,850
n = =
Vậy ta chọn 6 ống, khoảng cách ống là 10 m.
SVTH: Trang 2
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
I.4.XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC DẦM :
I.4.1.Chiều dài dầm tính toán :
Chọn khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối là : a=0.3 m.
Chiều dài dầm tính toán : L
TT
= 30-2a = 30 - 2 x 0.3 = 29.4 m
I.4.2.Chiều cao dầm :
Chiều cao dầm được chọn từ chiều cao tối thiểu trong quy trình và theo kinh

nghiệm thiết kế :
d 0.033L 0.033 30,000 990
H 0.04L 0.04 30,000 1,200
1 1 1 1
H L 30,000 30,000 1,200 1,500
25 20 25 20
mm
mm
L mm


= = × =

≥ = × =



= ÷ = ÷ = ÷

SVTH: Trang 3
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
Vậy chọn chiều cao dầm thép: d=1,200 mm.
Chiều cao dầm liên hợp: H= 1,500
mm
I.4.3.Kích th ướ c ti ế t di ệ n ngang :
Chiều cao phần vút : h
V
=100mm
Chiều dày bản bê tông : t
S

=200 mm
Chiều dày sườn dầm : t
W
=15 mm
Chiều rộng cánh trên : b
C
=350 mm
Chiều dày cánh trên : t
C
=20 mm
Chiều rộng cánh dưới : b
f
=450 mm
Chiều dày cánh dưới : t
f
=20 mm
Chiều rộng bản phủ : b’
f
=550 mm
Chiều dày bản phủ : t’
f
=20 mm
I.5.THIẾT KẾ CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN
CỦA DẦM CHÍNH:
I.5.1.Sườn Tăng Cường, hệ liên kết ngang:
Chỉ bố trí sườn tăng cường đứng, không bố trí sườn tăng cường dọc.
Bố trí 2 sườn tăng cường đứng gối tại đầu mỗi dầm, khoảng cách 200 mm.
Bố trí sườn tăng cường đứng trung gian khoảng cách 1,500 mm, riêng tại đoạn đầu
dầm (từ đầu đến hệ khung ngang đầu tiên) thì bố trí cách khoảng 600-1000 mm.
Tại sườn tăng cường đứng gối đầu tiên, bố trí hệ dầm ngang bằng thép cán chữ I,

loại dầm cánh rộng W760 x 196.
Tại các sườn tăng cường đứng cách khoảng 3m thì bố trí hệ khung ngang bằng
thép L100 x 100 x 10 (cho cả thanh xiên và thanh ngang).
Bề dày của tất cả các sườn tăng cường là 14mm, kích thước còn lại xem hình vẽ :
SVTH: Trang 4
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
I.5.1.Neo chống cắt:
Thiết kế loại neo hình nấm với các số liệu
sau :
Đường kính đinh: d
S
= 20 mm
Chiều cao: h = 230 mm
Thiết kế 2 hàng neo với khoảng cách giữa
tim của neo đến
mép bản cánh trên là 75 mm, khoảng cách 2
hàng neo là 200 mm
I.5.2.Mối nối dầm chính:
Mối nối sử dụng bulong cường độ cao.
Số lượng mối nối là 2, đặt đối xứng nhau
qua tim cầu,
vò trí đặt mối nối là 2/3 chiều dài dầm, cách đầu dầm 10 m.
SVTH: Trang 5
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH, BẢN MẶT CẦU GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
THIẾT KẾ LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH, BẢN MẶT CẦU
Ở phần này chỉ thiết kế cấu tạo và bố trí thép, tính tónh tải, không tính toán nội
lực và tính toán cốt thép.
I.6.LAN CAN:
Cột lan can: chiều dài nhòp 30m, bố trí khoảng cách 2 cột lan can là 2m vậy mỗi
bên cầu gồm 16 cột lan can, 15 cặp thanh liên kết, 15 cặp tay vòn.

Một cột lan can được tạo bởi 3 tấm thép:
T
1
100 x 1,740 x 5
T
2
140 x 740 x 5
T
3
100 x 150 x 5
Thể tích các tấm thép là:
Thể tích tấm thép T1: VT1 = 100 x 1,740 x 5 =870,000 mm
3
Thể tích tấm thép T2: VT2 = 140 x 740 x 5 =518,000 mm
3
Thể tích tấm thép T3: VT3 = 100 x 150 x 5 = 75,000 mm
3
3
cot
870,000 518,000 75,000 1,463,000
= + + =
lancan
V mm
Thanh liên kết:

2 2 3
2 (90 82 ) 100 216,142
4
lienket
V mm

π
= × × − × =
Tay vòn:

2 2 3
2 (80 70 ) 2000 4,712,389
4
tayvin
V mm
π
= × × − × =
SVTH: Trang 6
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH, BẢN MẶT CẦU GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
Tổng trọnglượng lan can trên toàn cầu:
cot
5
( )
7.85 10 (1,463,000 16 216,142 15 4,712,389 15) 7,641
s lancan lienket tayvin
DC V V V
N
γ
−
= × + +
= × × × + × + × =
Tính trên 1mm theo phương dọc cầu:
7,641
0.255 /
30,000
lancan

P N mm
= =
I.7.LỀ BỘ HÀNH:
Lề bộ hành: (tính trên 1mm theo phương dọc cầu)
3
1
1 650 250 162,500V mm
= × × =
3
1
1 100 820 82,000V mm
= × × =
3
1
1 300 180 54,000V mm
= × × =
5
1 1
162,500 2.5 10 4.063
c
P V N
γ
−
= × = × × =
5
2 2
82,000 2.5 10 2.050
c
P V N
γ

−
= × = × × =

5
3 3
54,000 2.5 10 1.350
c
P V N
γ
−
= × = × × =

Vậy:
3 1 2 3
0.255 4.063 2.050 1.350 7.717
LanCan
DC P P P P N
= + + + = + + + =
SVTH: Trang 7
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH, BẢN MẶT CẦU GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
Vò trí đặt DC3: Xác đònh bằng cách cân bằng momen tại điểm A
1 1 2 2 3 3
3
'
0.255 125 4.063 125 2.050 660 1.350 1,160
448
7.717
lancan lancan
P x P x P x P x
x

DC
mm
× + × + × + ×
=
× + × + × + ×
= =
Vậy DC3 cách mép trái 1 đoạn bằng 448 mm
Chọn và bố trí cốt thép trong bản mặt cầu như hình sau:
Thép dùng cho lề bộ hành là thép CII có F
y
=280 MPa.
Bê tông sử dụng có F’
c
=30 MPa.
SVTH: Trang 8
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH, BẢN MẶT CẦU GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
I.8.BẢN MẶT CẦU:
Bản mặt cầu sẽ được tính toán theo 2 sơ đồ: Bản congxon và bản loại dầm. Trong
đó phần bản loại dầm đơn giản được xây dựng từ sơ đồ dầm liên tục do đó sau khi tính
toán dầm đơn giản xong phải nhân với hệ số kể đến tính liên tục của bản mặt cầu.
Cốt thép dùng trong bản mặt cầu là thép CII có cường độ F
y
=280 MPa, bê tông
dùng cho bản mặt cầu là loại bê tông có cường độ chòu nén f’
c
=30 MPa
Do trong phạm vi hẹp của đồ án môn học nên ta bố trí cốt thép trong bản mặt cầu
theo yêu cầu cấu tạo như hình dưới.
SVTH: Trang 9
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ

CHƯƠNG II : THIẾT KẾ DẦM CHÍNH
II.1.ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC :
II.1.1.GIAI ĐOẠN CHƯA LIÊN HP:
Diện tích mặt cắt ngang phần dầm thép:
2
. . . ' . '
350 20 1,140 15 450 20 550 20 44,100
s c c w f f f f
A b t D t b t b t
mm
= + + +
= × + × + × + × =
Moment tónh của dầm thép đối với trục X-X:
'
,
3
'
'
2 2 2 2
20 1,140 20 20
350 20 1,140 15 20 450 20 1,140 20 550 20 1,200
2 2 2 2
33,779,000
f f
X X
c
X X i c i c c w c f f c f f
t t
t
D

K A y b t D t t b t t D b t d
mm
−
−
   
 
= × = × × + × × + + × × + + + × × −
 ÷  ÷
 ÷
 
   
     
= × × + × × + + × × + + + × × −
 ÷  ÷  ÷
     
=
∑
Khoảng cách từ trục trung hoà đến các mép dầm :
,
, ,
33,779,000
765
44,100
1,200 765.964 434
s t
X X
NC
s
s b s t
NC NC

K
Y c mm
A
Y d Y mm
−
= = = =
= − = − =
Xác đònh moment quán tính:
SVTH: Trang 10
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
( )
2
, 3
3 , 3
,
2 2
3 3
, ,
3
2
3
( ' )
( )
12 2 3 3
' ' '
' '
12 2 12 2
15 765.964 20
350 20 20
350 20 765.964

12 2 3
s b
s t
w NC f f
s t
c c c w NC c
NC c c NC
f f f f f f
s b s b
f f NC f f f NC
t Y t t
b t t t y t
I b t Y
b t t b t t
b t Y t b t Y
× − −
× × −
 
= + × × − + +
 ÷
 
× ×
   
+ + × × − − + + × × −
 ÷  ÷
   
× −
×
 
= + × × − +

 ÷
 
( )
3
2
3
2
3
4
15 434.036 20 20
450 20 20
450 20 434.036 20
3 12 2
550 20 20
550 20 434.036
12 2
9,829,751,541 mm
× − −
×
 
+ + + × × − −
 ÷
 
×
 
+ + × × −
 ÷
 
=
Momen kháng uốn đối với thớ trên t/d dầm thép:

,t 3
,
9,829,751,541.950
12,833,181
765.964
s
NC
NC
s t
NC
I
S mm
Y
= = =
Momen kháng uốn đối với thớ dưới t/d dầm thép:
, 3
,
9,829,751,541.950
22,647,303
434.036
s b
NC
NC
s b
NC
I
S mm
Y
= = =
Momen tónh của tiết diện dầm thép đối với trục trung hoà:

( )
( )
2
,
, ,
2
3
'
' ' '
2 2 2
1,140 765 20
20
15 450 20 1,200 765 20
2 2
20
550 20 1,200 765 9,465,210
2
s t
NC c
f f
c s t s t
NC w f f NC f f f NC
D Y t
t t
S t b t d Y t b t d Y
mm
− +
   
= + − − − + − −
 ÷  ÷

   
− +
 
= × + × × − − −
 ÷
 
 
+ × × − − =
 ÷
 
II.1.1.ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC GIAI ĐOẠN 2(GIAI ĐOẠN LIÊN HP):
II.1.1.1.Bề rộng có hiệu dầm trong B
i
và dầm ngoài B
e
:
Dầm trong:
12 max( ; / 2)
12 200 max(15;350 / 2)
29,400
min min 2,000
4 4
2,000
s w c
tt
i
t t b
L
B mm
S

× +
× +




 
= = =
 
 
 


Dầm biên:
SVTH: Trang 11
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
6 max( / 2; / 4)
6 200 max(15 / 2,350 / 4)
2,000 29,400
min min 2,000
2 8 2 8
1,000
s w c
i tt
e
hang
t t b
B L
B mm
S

× +
× +






= + = + =






II.1.1.2.Đặc trung hình học dầm trong:
II.1.1.2.1.Giai đoạn liên hợp ngắn hạn (ST):
Bố trí cốt thép trong bản mặt cầu là φ12a200 và bê tông bản mặt cầu có
cường độ f’
c
=30MPa
Diện tích cốt thép dọc bản:
2
2
12
22 2,488.14
4
ct
A mm
π

×
= × =
Trong đó: n là số thanh thép trong đoạn Be
Diện tích phần bản bê tông quy đổi về thép:
2
2,000 200 100 (350 100)
55,625
8
c
c tđ
A
A mm
n
−
× + × +
= = =
Trong đó: n là hệ số quy đổi bê tông bản mặt cầu về thép, phụ thuộc vào
cường độ của bê tông làm bản mặt cầu. ( f’c = 30Mpa => n = 8 )
Khoảng cách từ trọng tâm bản bê tông (tính phần vút) đến mép trên dầm
thép:
2
s h
s h c h h h
s h c h
2
t
t 1 2
B ×t × t + +b ×t × +2× ×t × ×t
2 2 2 3
c''=

B ×t +t ×(b +t )
200 100 1 2
2,000×200× 100+ +350×100× +2× ×100 × ×100
2 2 2 3
= =185 mm
2,000×200+100×(350+100)
 
 
 ÷ ÷
  
   
 ÷  ÷
   
i
i
Diện tích mặt cắt ngang dầm:
2
44,100 2,488.14 55,625 102,213
d s ct c cd
A A A A mm
−
= + + = + + =
Momen tónh của diện tích t/d liên hợp lấy đối với trục TH1:
, ,
1
3
( '')
2
200
2,488.14 765 100 55,625 (765 185) 55,312,269

2
−
 
= × + + + × +
 ÷
 
 
= × + + + × + =
 ÷
 
s t s t
s
TH ct NC h c td NC
t
K A Y t A Y c
mm
Khoảng cách từ trục TH1 đến trục TH2
1
55,312,269
541
102,213.14
TH
d
K
c mm
A
′
= = =
Khoảng cách từ trục trung hoà đến các mép dầm :
Mép trên dầm thép :

SVTH: Trang 12
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
, ,
765 541 224
s t s t
ST NC
Y Y c mm
′
= − = − =
Mép dưới dầm thép :
, ,
434 541 975
s b s b
ST NC
Y Y c mm
′
= + = + =
Mép dưới bản bê tông:
, ,
224
c b s t
ST ST
Y Y mm
= =
Mép trên bản bê tông:
, ,
224 100 200 524
c t s t
ST ST h s
Y Y t t mm

= + + = + + =
Momen quán tính của tiết diện liên hợp : I
ST
2 2 2
2
3
2
2
3 3
1
' ( )
1 2,000 200 200
9,829,751,541 541 44,100 224 100 2,000 200
8 12 2
1 350 100 100 1 100 100 2
224 350 100 2 224 100
8 12 2 8 36 3
ST NC s ci ci ci ct ct
I I c A I a A A a
n
= + × + × + × + ×
 
×
 
= + × + × + + + × ×
 ÷
 ÷
 ÷
 
 

 
× ×
   
+ × + + × × + × × + + ×
 ÷
 ÷ 
 ÷
   
 
∑
2
2
4
1
100 100
2
200
2,488.14 224.817 100 32,824,122,752
2
x
mm
 
× ×
 ÷
÷
 ÷
 
 
+ × + + =
 ÷

 
Momen kháng uốn của tiết diện liên hợp : S
ST
, 3
,
32,824,122,752
146,003,507
224
s t
ST
ST
s t
ST
I
S mm
Y
= = =
, 3
,
32,824,122,752
33,659,461
975
s b
ST
ST
s b
ST
I
S mm
Y

= = =
Momen kháng uốn đối với mép trên và mép dưới bản bê tông :
, 3
,
32,824,122,752
. 8 500,351,175
524
c t
ST
ST
c t
ST
I
S n mm
Y
= = × =
, 3
,
32,824,122,752
. 8 1,168,028,058
224
c b
ST
ST
c b
ST
I
S n mm
Y
= = × =

Momen tónh của tiết diện liên hợp ngắn hạn đối với trục trung hoà:
( )
( )
2
,
, ,
2
3
'
'
' ' ' ' '
2 2 2
1,140 765 541
20
15 450 20 1,200 765 20 541
2 2
20
550 20 1,200 765 541 25,682,902
2
s t
NC c
f f
c s t s t
w f f NC f f f NC
D Y t c
t t
S t b t d Y t c b t d Y c
mm
− + +
   

= + − − − + + − − +
 ÷  ÷
   
− +
 
= × + × × − − − +
 ÷
 
 
+ × × − − + =
 ÷
 
II.1.1.2.2.Giai đoạn l iên hợp dài hạn (LT):
SVTH: Trang 13
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
Diện tích cốt thép dọc bản:
2 2
2
12
22 2,488
4 4
ct
d
A n mm
π π
×
= × = × =
Trong đó: n là số thanh thép trong đoạn B
e
Diện tích phầnbản bê tông quy đổi về thép:

2
c e s h c h
c-td
A B ×t +t ×(b +t ) 2,000×200+100×(350+100)
A = = = =18,541mm
3×n 3×n 3×8
Trong đó: n là hệ số quy đổi bê tông bản mặt cầu về thép, phụ thuộc
vào cường độ của bê tông làm bản mặt cầu.
Diện tích mặt cắt ngang dầm liên hợp : A
d
2
d s ct c-cd
A =A +A +A =44,100+2,488+18,541=65,129 mm
Momen tónh của diện tích t/d liên hợp lấy đối với trục TH1:
, ,
1
3
( '')
2
200
2,488 765 100 18,541 (765 185) 20,039,726
2
−
 
= × + + + × +
 ÷
 
 
= × + + + × + =
 ÷

 
s t s t
s
TH ct NC h c td NC
t
K A Y t A Y c
mm
Khoảng cách từ trục TH1 đến TH2:
1
20,039,726
'' 307.
65,129
TH
d
K
c mm
A
= = =
Khoảng cách từ trục trung hoà đến các mép dầm :
Mép trên dầm thép:
, ,
765 307 458
s t s t
LT NC
Y Y c mm
′
= − = − =
Mép dưới dầm thép:
, ,
434 307 741

s b s b
LT NC
Y Y c mm
′
= + = + =
Mép dưới bản bê tông:
, ,
458
c b s t
LT LT
Y Y mm
= =
Mép trên bản bê tông:
, ,
1,500 741.725 758
c t s b
LT LT
Y h Y mm= − = − =
Momen quán tính của tiết diện liên hợp : I
LT
SVTH: Trang 14
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
2 2 2
2
3
2
2
3 3
1
' ( )

3
1 2,000 200 200
9,829,751,541 307 44,100 458 100 2,000 200
3 8 12 2
1 350 100 100 1 100 100 2
458 350 100 2 458
3 8 12 2 3 8 36 3
LT NC s ci ci ci ct ct
I I c A I a A A a
n
= + × + × + × + ×
×
 
×
 
= + × + × + + + × ×
 ÷
 ÷
 ÷
×
 
 
 
× ×
 
+ × + + × × + × × + + ×
 ÷
 ÷
 ÷
× ×

 
 
∑
2
2
4
1
100 100 100
2
200
2,488 458 100 22,853,649,407
2
x
mm
 
 
× ×
 ÷
 ÷
 ÷
 
 
 
+ × + + =
 ÷
 
Momen kháng uốn đối với mép trên và mép dưới t/d dầm thép:
s,t 3
LT
LT

s,t
LT
I 22,853,649,407
S = = =49,868,886 mm
y 458
s,b 3
LT
LT
s,b
LT
I 22,853,649,407
S = = =30,811,473mm
Y 741
Momen kháng uốn đối với mép trên và mép dưới bản bê tông :
c,t 3
ST
LT
c,t
LT
I 22,853,649,407
S =3.n. =3×8× =723,336,250 mm
Y 758
, 3
,
22,853,649,407
3. . 3 8 1,196,853,269
458
c b
ST
ST

c b
ST
I
S n mm
Y
= = × × =
Momen tónh của tiết diện liên hợp dài hạn đối với trục trung hoà:
( )
( )
2
,
, ,
2
3
"
'
' " ' ' "
2 2 2
1,140 765 307
20
15 450 20 1,200 765 20 307
2 2
20
550 20 1,200 765 307 18,147,643
2
s t
NC c
f f
c s t s t
LT w f f NC f f f NC

D Y t c
t t
S t b t d Y t c b t d Y c
mm
− + +
   
= + − − − + + − − +
 ÷  ÷
   
− +
 
= × + × × − − − +
 ÷
 
 
+ × × − − + =
 ÷
 
Bảng tổng hợp các đặc trưng hình học của dầm trong và dầm biên:
DẦM TRONG
Đặc trưng
Tiết diện
dầm thép
Tiết diện dầm liên hợp
Chưa liên hợp
(NC)
Ngắn hạn(ST) Dài hạn(LT)
Diện tích tiết diện
(mm
2

)
44,100.000
102,213.141
65,130
SVTH: Trang 15
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
Momen kháng uốn thớ
dưới dầm thép (mm
3
)
22,647,304 33,659,461 30,811,474
Momen kháng uốn thớ
trên dầm thép(mm
3
)
12,833,182 146,003,507 49,868,886
Momen kháng uốn tại
mép dưới bản BT (mm
3
)
1,168,028,058 1,196,853,269
Momen kháng uốn tại
đỉnh bản BT (mm
3
)
500,351,175 723,336,250
Momen quán tính của
tiết diện (mm
4
)

9,829,751,542 32,824,122,752 22,853,649,408
DẦM BIÊN (DẦM NGOÀI)
Đặc trưng
Tiết diện
dầm thép
Tiết diện dầm liên hợp
Chưa liên hợp
(NC)
Ngắn hạn(ST) Dài hạn(LT)
Diện tích tiết diện
(mm
2
)
44,100.000
102,213
65,130
Momen kháng uốn thơ
ùdưới dầm thép(mm
3
)
22,647,304 33,659,461 30,811,474
Momen kháng uốn thớ
trên dầm thép (mm
3
)
12,833,182 146,003,507 49,868,886
Momen kháng uốn tại
mép dưới bản BT(mm
3
)

1,168,028,058 1,196,853,269
Momen kháng uốn tại
đỉnh bản BT(mm
3
)
500,351,175 723,336,250
Momen quán tính của
tiết diện (mm
4
)
9,829,751,542 32,824,122,752 22,853,649,408
II.2.TẢI TRỌNG – HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG:
II.2.1.TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU:
II.2.1.1.Tónh Tải:
Gồm các tĩnh tải: DC
1
, DC
2
, DC
3
, DW.
Trọng lượng bản thân dầm thép:
1 S
P A
s
γ
= ×
=44,100 x 7.85 x 10
-5
=3.462 N/mm

Neo : P
2
= 0.5 N/mm
Mối nối: (tạm thời): P
3
= 0.5 N/mm
SVTH: Trang 16
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ

Hình3.1STC gối Hình 3.2. STC đứng trung gian
Hình 3.3. STC tại liên kết ngang
Sườn tăng cường:
Sườn tăng cường giữa: hình 3.2
Một dầm có: 12 x 2 = 24 sườn tăng cường giữa
Khoảng cách các sườn: d
o
= 1,500 mm
Khối lượng một sườn tăng cường:
1
113.620
s
g N=
Sườn tăng cường gối:hình 3.1
Một dầm có: 4 x 2 = 8 sườn tăng cường gối
Khoảng cách các sườn: 200 mm
Khối lượng một sườn:
2
184.820
s
g N=

Sườn tăng cường tại liên kết ngang: hình 3.3
Một dầm có: 9 x 2 = 18 sườn tăng cường
SVTH: Trang 17
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
Khoảng cách các hệ liên kết ngang: L
b
= 3,000 mm
Khối lượng một sườn tăng cường:
3
263.230
s
g N=
Liên kết khung ngang:có 18 liên kết khung ngang trên mỗi dầm
Khoảng cách giữa các liên kết ngang 3,000 mm.
Dùng thép L 100 x 100 x 10 (cho cả thanh xiên và thanh ngang)
Trọng lượng mỗi mét dài:
0.168 /
LK
g N mm=
Thanh ngang dài: 1,930 mm
Thanh xiên dài: 1,048 mm
Mỗi liên kết ngang có: 2 x 1 = 2 thanh LK ngang, 2 x 1 = 2 thanh LK
xiên.
Liên kết ngang ở đầu dầm:
Dầm ngang W760x196 dài 1,885m có khối lượng:
g=A x 1,885 x γ=25,100 x 1,885 x 7,85.10
-5
=3,714.110 N
Sườn tăng cường tại giữa dầm ngang để đặt kích trong quá trình thay
gối sau này: Có 4 sườn tăng cường g=4.184,820=739.280 N

Mỗi dầm có 18 liên kết khung ngang và 4 dầm ngang
4
(1,930 2 1,048 2) 18 4 4
1
1000
2
168
(1,930 2 1,048 2) 18 4 3,714.110 4 739.280
1
1,000
0.597 /
2 30000
lk
damngang STC tren damngang
g
g g
P
L
N mm
 
 
× × + × × + +
 ÷
 
 
 
= ×
 
 
 

 
 
× × + × × + × + ×
 
 ÷
 
 
= × =
 
 
 
Sườn tăng cường:
1 2 3
5
24 8 18 113.620 24 184.820 8 263.230 18
0.298 /
30000 30000
s s s
g g g
P N mm
× + × + × × + × + ×
= = =
=>DC
1
=P
1
+ P
2
+P
3

+P
4
+P
5
=
3.462 0.5 0.5+0.597 0.298 5.375 /N mm+ + + =
Trọng lượng bản thân bản mặt cầu:
Diện tích bản mặt cầu: A
bmc
=B
tc
.t
s
=10,000 x 200=2,000,000 mm
2
Diện tích bản vút:
2
2
2
2. 2 100
. 5 350 100 225,000
2 2
v
vut c h
h
A n b t mm
 
 
×
= × + = × × + =

 ÷
 ÷
  
=>DC
2
= (A
bmc
+A
vút
).γ
bt
= (2,000,000+225,000)x2,5x10
-5
= 55.625N/ mm (toàn cầu)
SVTH: Trang 18
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
Trọng lượng lan can – lề bộ hành (đã tính ở trên):
DC
3
= 7.717 N/mm (toàn cầu)
Tónh tải lớp phủ DW:
-5
60 7,500 2.3 10 10.350 /
DW DW
DW h B g N mm= × × = × × × =
(toàn cầu)
II.2.1.2.Hoạt Tải:
Hoạt tải tác dụng lên dầm gồm có: HL93 + Tải trọng người đi
Tải trọng xe HL93 gồm có:
Tải trọng xe 3 trục và tải trọng làn

Tải trọng xe 2 trục và tải trọng làn
Xe 3 trục:
Trục trước: P
3
= 35,000 N
Trục sau: P
1
= P
2
= 145,000 N
Xe 2 trục: P
1
= P
2
= 110,000 N
Tải trọng làn: W
làn
= 9.3 N/mm
Tải trọng người đi: W
PL
= 3.10
-3
xB
bộ hành
= 3.10
-3
x1,000=3N/mm
II.2.2.XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG:
Khi bê tông bản mặt cầu chưa đủ cường độâ thì tónh tải DC2 chia đều cho các
dầm chính do đó hệ số phân bố tải trọng theo phương ngang của tónh tải DC2 được

xác đònh như sau:
1 1
g 0.2
n 5
= = =
II.2.2.1.Phương pháp đòn bẫy:
II.2.2.1.1.Dầm Biên:
SVTH: Trang 19
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
Hình 3.3.Đường ảnh hưởng dầm biên theo phương pháp đòn bẫy
Hoạt tải xe 3 trục và xe 2 trục :
0.575
1,2 0.345
2
SE
mg = × =
Hoạt tải làn:
1.2 1
1,750 0.875 0.306
3,000 3,000 2
SE
LANE
m
mg
 
= × Ω = × × =
 ÷
 
∑
Hoạt tải người đi bộ:

1 1 1,000 (1.375 0.875)
1.125
1,000 2
SE
PL
PL
mg
B
× +
= × Ω = × =
∑
DW:
1 1,750 0.875
0.102
7,500 2
SE
g
×
= × =
DC3:
1.276g =
II.2.2.1.2.Dầm Trong
 Xét cho dầm 3:
SVTH: Trang 20
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
Hình 3.4.Đường ảnh hưởng dầm 3 theo phương pháp đòn bẫy
Hoạt tải xe 3 trục và xe 2 trục :
1 làn:
0.100 1
1,2 0.660

2
SI
mg
+
= × =
2 làn:
0.000 0.825 0.575 0.000
1,0 0.700
2
SI
mg
+ + +
= × =
Hoạt tải làn:
1 làn :
1.2 1
1,500 (0.250 1) 2 0.750
3,000 3,000 2
SI
LANE
m
mg
 
= × Ω = × × × + × =
 ÷
 
∑
(chú ý : xếp 1 làn thì tải trọng làn xếp vào giữa đường ảnh hưởng)
2 làn:
1.0 1 4,000

0.667
3,000 3,000 2
SI
LANE
m
mg
×
= × Ω = × =
∑
SVTH: Trang 21
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
DW:

1 1 4,000
0.267
7,500 2
g
×
= × =
 Xét cho dầm 2:
Hình 3.5.Đường ảnh hưởng dầm 2 thep pp đòn bẫy
Hoạt tải xe 3 trục và xe 2 trục :
1 làn:
0.1 1
1,2 0.660
2
SI
mg
+
= × =

2 làn:
0.425 0.675
1,0 0.550
2
SI
mg
+
= × =
Hoạt tải làn:
1 làn xe:
1.2 2 (1 0.25) 1,500
0.750
3,000 3,000 2
SI
LANE
m
mg
× + ×
= × Ω = × =
∑
2làn:
SVTH: Trang 22
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
1.0 2x(1 0.25) 1500 0.125 250
0.630
3,000 3,000 2
SI
LANE
m
mg

+ × + ×
= × Ω = × =
∑
Hoạt tải người đi bộ:
0g =
( Không đặt hoạt tải người đi bộ vì g<0)
DW:
1 1,750 (0.125 1) 2,000 1
0.265
7,500 2
g
× + + ×
= × =
DC3:
0.276g = −
TẢI TRỌNG
DC2 DC3 DW TRUCK LANE PL
BIÊN
1 0.200 1.276 0.102 0.345 0.306 1.125
TRONG 3 0.200 0.000 0.267 0.813 0.750 0.000
2 0.200 -0.276 0.265 0.660 0.750 0.000
T.KẾ 3 0.200 0.000 0.267 0.813 0.750 0.000
Từ kết quả tính cho dầm 2 và dầm 3, chọn dầm số 3 là dầm đại diện cho
các dầm trong vì có hệ số phân bố ngang lớn hơn, kết quả nội lực sẽ lớn hơn.
II.2.2.2.Phương pháp dầm đơn: Chỉ tính cho HL93
II.2.2.2.1.Dầm Trong:
 Điều kiện áp dụng phương pháp dầm đơn:
1,100 ≤ S=2,000≤ 4,900
110 ≤ t
s

=200 ≤ 300 => Thỏa mãn
6,000 ≤ L=29,400 ≤ 73,000
N
b
=5 ≥ 4
 Hệ số phân bố cho moment:
Một làn chất tải:
0.1
0.4 0.3
3
. 0.06
4300
g
SI
momen
s
K
S S
m g
L Lt
 
   
= +
 ÷
 ÷  ÷
   
 

Trong đó:
g

K
: Tham số độ cứng dọc.
2
(I )
g NC g
K n A e= × + ×

Mô đun đàn hồi BMC xác đònh như sau:
1.5
0.043 ' 0.043 2,400 30 27691.466
D c c
E g f MPa= × × = × × =
Dầm chủ làm bằng thép có
200000 MPa
B
E =

Vậy:
200,000
7.222
27,691.466
B
D
E
n
E
= = =
,
200
765 100 965

2 2
s t
s
g NC h
t
e Y t mm= + + = + + =
2 4
7.222 (9,829,751,541 44,100 965 ) 368,191,704,309
g
K mm= × + + =
SVTH: Trang 23
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
Vậy:
0.4 0.3 0.1
3
2,000 2,000 368,191,704,309
0.06 0.404
4,300 29,400 29,400 200
SI
moment
mg
     
= + × × =
 ÷  ÷  ÷
×
     
Hai hay nhiều làn chất tải:
0.6 0.2 0.1
3
2,000 2,000 368,191,704,309

0.075 0.564
2,900 29,400 29,400 200
MI
moment
mg
     
= + × × =
 ÷  ÷  ÷
×
     
 Hệ số phân bố cho lực cắt:
Một làn chất tải:
2,000
0.36 0.36 0.623
7,600 7,600
SI
luccat
S
mg = + = + =
Hai hay nhiều làn chất tải:
2 2
2,000 2,000
0.2 - 0.2 - 0.721
3,600 10,700 3,600 10,700
MI
luccat
S S
mg
   
= + = + =

 ÷  ÷
   
MI
luccat
g
: Hệ số phân bố lực cắt cho dầm trong trường hợp xếp >1 làn xe trên
cầu.
II.2.2.2.2.Dầm Biên:
 Một làn chất tải: (PP đòn bẩy)
Hoạt tải xe 3 trục và xe 2 trục :
0.575
1,2 0.345
2
SE
mg = × =
Hoạt tải làn:
1.2 1
1,750 0.875 0.306
3,000 3,000 2
SE
LANE
m
mg
 
= × Ω = × × =
 ÷
 
∑
(Hệ số phân bố ngang cho Momen và lực cắt cùng giá trò)
 Hai hay nhiều làn chất tải:

Vì de = - 250 thỏa điều kiện áp dụng PP dầm đơn, vậy không cần thiết tính
hệ số phân bố ngang cho tải trọng HL93 với các phương pháp khác như nén lệch
tâm, gối tựa đàn hồi, nên ta có :
Hệ số phân bố cho momen:
.g . .g
ME MI
momen momen
m e m=

Trong đó:
e: Hệ số điều chỉnh (
e 1
≥
)
-250
0.77 0.77 0.681
2,800 2,800
e
d
e = + = + =
Ta có e = 0.681 <1. Vậy chọn e = 1
Vậy:
1 0.564 0.564
ME MI
momen momen
mg e mg= × = × =
SVTH: Trang 24
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ
Tính hệ số phân bố cho lực cắt:
Hệ số điều chỉnh :

250
0.6 0.6 0.517
2,800 2,800
e
d
e
−
= + = + =
Vậy:
0.517 0.721 0.372
ME MI
luccat luccat
mg e mg= × = × =
TẢI TRỌNG DC2 DC3 DW TRUCK LANE PL
BIÊN
M - - - 0.564 0.564 -
V - - - 0.372 0.372 -
TRONG
M - - - 0.564 0.564 -
V - - - 0.721 0.721 -
II.2.2.3.Phương pháp nén lệch tâm:
II.2.2.3.1.Hệ Số mềm α :
3
6 '
p
S
I
α
=
× ×∆

Khi tính mặt cắt ở giữa nhòp giản đơn ta có:
4
3
4
5 . 12.8
284 '
tt
p
tt
P L S I
a
EI L I
∆ = => =
S=2,000 mm, I=32,824,122,752 mm
4
=
'
n
b
I
I
L
Khoảng cách liên kết ngang là: L
b
=3,000 mm
Tính In:
SVTH: Trang 25