thiết kế tổ chức thi công cầu H qua sông K tuyến quốc lộ từ tỉnh X đến tỉnh Y

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (768.65 KB, 119 trang )

Lời nói đầu

Trong thời kỳ đổi mới cùng với sự đổi mới của đất nớc, ngành giao
thông vận tải là một ngành đợc quan tâm đầu t nhiều vì nó tạo điều kiện và
thúc đẩy kinh tế đất nớc . Thực tế hiện nay rất cần những ngời kỹ s có chuyên
môn vững vàng để xây dựng những công trình cầu, đờng có chất lợng cao, góp
phần phát triển cơ sở hạ tầng của đất nớc.
Góp phần vào thực hiện nhiệm vụ lớn lao đó, tôi đợc giao nhiệm vụ
thiết kế và tổ chức thi công cầu H qua sông K trên tuyến quốc lộ từ tỉnh X đến
tỉnh Y. Tôi đã hoàn thành đồ án gồm những phần sau:
- Chơng mở đầu: giới thiệu chung.
- Chơng I: Thiết kế sơ bộ.
- Chơng II: Thiết kế kỹ thuật.
- Chơng III: Tổ chức thi công.
Sau thời gian học tập ở trờng, bằng sự nỗ lực của bản thân cộng với sự
chỉ bảo tận tình của các thầy, cô giáo trong Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự nói
chung, các thầy, cô giáo trong bộ môn Cầu Đờng Sân Bay nói riêng đến
nay em đã tích luỹ đợc nhiều kiến thức bổ ích cần thiết trang bị cho ngời kỹ s
cầu đờng.
Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự nỗ lực và học hỏi trong 5 năm học, là
sự đánh giá, tổng kết các kiến thức đã học của mỗi sinh viên. Em đã hoàn
thành nhiệm vụ của mình thực hiện xong Đồ án tốt nghiệp.
Do điều kiện thời gian và trình độ còn nhiều hạn chế, nên đồ án không
tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận đợc sự đóng góp ý kiến và sự chỉ
bảo của các thầy cô giáo. Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 13 tháng 4 năm 2007
SINH VIÊN
Nguyễn Đức Đĩnh
mục lục
Nội dung
Chơng mở đầu: Giới thiệu chung.

1.1. Nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp.
1.2. Các điều kiện tự nhiên của khu vực xây dựng.
1.2.1. Địa hình, địa mạo.

Trang
5_7
5
5
5_6

1

1.2.2. Địa chất, địa chất thuỷ văn.
1.2.3. Các yếu tố khí tợng.
1.2.4. Khả năng sử dụng vật liệu tại chỗ.
1.3. Khái quát về tình hình kinh tế-xã hội của khu vực xây dựng.
1.4. Nhận xét và kiến nghị.
Chơng I: Thiết kế sơ bộ.
I. Dự kiến phơng án thiết kế.
1.1. Phơng án I.
1.2. Phơng án II.
A. Thiết kế sơ bộ phơng án I.
I. Giới thiệu chung.
II. Tính toán thiết kế bản mặt cầu.
2.1. Xác định nội lực bản mặt cầu.
2.1.1. Xác định tĩnh tải bản thân bản mặt cầu.
2.1.2. Xác định hoạt tải tác dụng lên bản mặt cầu.
2.1.2.1. Tính mô men tiêu chuẩn.
2.1.2.2. Tính mô men tính toán.

2.1.2.3. Tính lực cắt.
III. Tính dầm.
3.1. Xác định các đặc trng hình học của tiết diện dầm
không kể cốt thép.
3.1.1. Đặc trng hình học của tiết diện nguyên khối không kể
cốt thép DƯL.
3.1.2. Đắc trng hình học của tiết diện liên hợp không kể
cốt thép DƯL.
3.2. Xác định hệ số phân bố ngang cho dầm,
3.2.1. Xác định hệ số phân bó ngang cho giữa dầm.
3.2.2. Xác định hệ số phân bố ngang cho đầu dầm.
3.3. Xác định tĩnh tải giai đoạn I và II.
3.3.1. Tĩnh tải giai đoạn I.
3.3.2. Tĩnh tải giai đoạn II.
3.3.2.1. Tĩnh tải giai đoạn II tại giữa nhịp.
3.3.2.2. Tĩnh tải giai đoạn II tại gối.
3.4. Xác định nội lực trong dầm chính.
3.5. Lựa chọn và bố trí cốt thép dự ứng lực.
3.6. Tính cng độ của tiết diện thẳng góc với trục dầm theo
mô men uốn trong giai đoạn sử dụng.

6
6
6
6
7
7
7_8
8_10
11

11_15
11
11
12
12
13
14
16_30
16
16
17
17
17
20
21
21
21
21
21
21
27
30

2

B. Thiết kế sơ bộ phơng án II.
I. Giới thiệu chung về phơng án.
1.1. Sơ đồ bố trí chung cầu.
1.2. Mô tả tóm tắt kết cấu phần trên.

1.2.1. Chiều cao dàn chủ.
1.2.2. Khoảng cách tim hai dàn chủ.
1.2.3. Chiều dài khoang dàn.
1.2.4. Góc nghiêng của thanh xiên với phơng ngang:
1.2.5. Tiết diện các thanh dàn chủ.
1.2.5.1. Cấu tạo thanh biên trên và biên dới.
1.2.5.2. Cấu tạo thanh cổng cầu.
1.2.5.3. Cấu tạo các thanh khác trong dàn.
1.2.6. Cấu tạo hệ dầm mặt cầu.
1.3. Mô tả tóm tắt kết cấu phần dới.
1.4. Mặt cầu và các công trình phụ khác.
II. Nội dung tính toán.
2.1. Tĩnh tải của cầu.
2.1.1. Trọng lợng bản thân các cấu kiện cầu.
2.1.1.1. Trọng lợng các thanh dàn chủ.
2.1.1.2. Trọng lợng của hệ dầm mặt cầu.
2.2. Tính hệ mặt cầu.
2.2.1. Tính dầm dọc.
2.2.1.1. Tính hệ số phân bố ngang cho dầm dọc.
2.2.1.2. Nội lực dầm dọc.
2.2.1.3. Kiểm toán dầm dọc.
2.2.2. Tính dầm ngang.
2.2.2.1. Tĩnh tải tác dụng xuống dầm ngang.
2.2.2.2. Hoạt tải tác dụng xuống dầm ngang.
2.2.2.3. Kiểm toán ứng suất pháp.
2.2.2.4. Kiểm toán ứng suất tiếp.
2.2.3. Tính toán nội lực dàn chính.
2.2.3.1. Tĩnh tải tác dụng lên dàn chủ.
2.2.3.2. Xác định đờng ảnh hởng các thanh.
2.2.3.3. Nội lực tác dụng lên thanh dàn.

2.2.3.4. Tính toán kiểm tra tiết diện cho thanh biên dới
chịu kéo.
2.2.3.5. Tính toán kiểm tra tiết diện cho thanh biên

31_35
31
31
31
31
31
32
32
32
32
33
34
34
34
34_54
35_37
35
35
36
37_54
37_42
37
39
42
43_45
43

44
45
45
46_54
46
48
49
52
53

3

trên
chịu nén.
2.2.3.6. Tính toán kiểm tra tiết diện cho thanh xiên vừa
chịu kéo vừa chịu nén.
53
C. Lựa chọn thiết kế mố cầu.
I. Giới thiệu chung.
II. Tính toán mố.
2.1. Kích thớc chung mố.
2.2. Tải trọng tác dụng đến đáy móng.
2.3. Nội lực do tĩnh tải bản thân mố và đất trong lòng mố.
2.4. Nội lực do hoạt tải trên nhịp gây ra.
2.5. Tổng hợp nội lực tác dụng đến đáy móng của mố
2.6. Xác định sức chịu tải của cọc.
2.7. Xác định số lợng cọc cần thiết.
D. So sánh và lựa chọn phơng án thiết kế.
1. Phơng án 1.

a, Tính năng khai thác.
b. Sự tơng tác của công trình với mối trờng xung quanh.
c. Tuổi thọ công trình, khả năng bảo dỡng-sửa chữa tăng
Cờng, khôi phục.
d. Công nghệ thi công.
e Giá thành xây dựng.
2. Phơng án II.
a, Tính năng khai thác.
b. Sự tơng tác của công trình với mối trờng xung quanh.
c. Tuổi thọ công trình, khả năng bảo dỡng-sửa chữa tăng
cờng, khôi phục.
d. Công nghệ thi công.
e Giá thành xây dựng.
3. Kết luận.
Chơng II: Thiết kế kỹ thuật.
I. Giới thiệu chung.
II. Tính toán thiết kế bản mặt cầu.
2.1. Xác định nội lực bản mặt cầu.
2.1.1. Xác định tĩnh tải bản thân bản mặt cầu.
2.1.2. Xác định hoạt tải tác dụng lên bản mặt cầu.

54_60
54
55_60
55
55
56
57
58
59

60
61_63
61
61
61
61
61
61
62
62
62
62
62
62
62
63
65_70
65
66
67

4

2.1.2.1. Tính mô men tiêu chuẩn.
2.1.2.2. Tính mô men tính toán.
2.1.2.3. Tính lực cắt.
2.2. Lựa chọn và bố trí cốt thép trong bản mặt cầu.
2.3. Kiểm tra khả năng chịu mô men và lực cắt của cốt thép
đã bố trí.

III. Tính dầm.
3.1. Xác định các đặc trng hình học của tiết diện dầm không
kể cốt thép.
3.1.1. Đặc trng hình học của tiết diện nguyên khối không
kể
cốt thép DƯL.
3.1.2. Đặc trng hình học của tiết diện liên hợp không kể
cốt
DƯL.
3.2. Xác định hệ số phân bố ngang cho dầm.
3.2.1. Xác định hệ số phân bó ngang cho giữa dầm.
3.2.2. Xác định hệ số phân bố ngang cho đầu dầm.
3.3. Xác định tĩnh tải giai đoạn I và II.
3.3.1. Tĩnh tải giai đoạn I.
3.3.2. Tĩnh tải giai đoạn II.
3.3.2.1. Tĩnh tải giai đoạn II tại giữa nhịp.
3.3.2.2. Tĩnh tải giai đoạn II tại gối.
3.4. Xác định nội lực trong dầm chính.
3.5. Lựa chọn và bố trí cốt thép dự ứng lực.
3.6. Tính cờng độ của tiết diện thẳng góc với trục dầm theo
mô men uốn trong giai đoạn sử dụng.
3.7. Tính toán về ổn định chống nứt theo ứng suất pháp.
3.7.1 Xác định các đặc trng hình học của tiết diện dầm.
3.7.2. Sự hao ứng suất trong cốt thép.
3.7.2.1. ứng suất hao do ma sát gây ra.
3.7.2.2. Mất mát ứng suất do trùng ứng suất của cốt
thép.
3.7.2.3. ứng suất hao do neo và bê tông dới neo biến
dạng
cũng nh các khe nối bị ép xít lại.

3.7.2.4. Mất mát ứng suất do giảm ứng suất do bê tông
bị
nén đàn hồi.

67
67
68
69
70
71_103
71
71
72
72_75
72
75
76
76
76
76
76
76_81
81
84
85
85
87
87
87
87

88

5

3.7.2.5. Xác định các tổn hao do bê tông co ngót với từ
biến.
88
4. Kiểm toán chống nứt theo ứng suất pháp.
89_91
4.1. Kiểm toán 1: Chống nứt thớ dới trong siai đoạn khai
thác.
89
4.2. Kiểm toán 2: Duyệt ứng suất thớ trên mặt cắt giữa
nhịp
90
trong giai đoạn sử dụng.
4.3. Kiểm toán 3: Duyệt chống nứt trong giai đoạn chế
tạo.
91
4.4. Kiểm toán 4: Chống xuất hiện vết nứt dọc trong giai
đoạn
91
chế tạo tại mặt cắt giữa nhịp.
5. Tính toán về cờng độ theo ứng suất tiếp và ứng suất nén
chủ.
92_99
Tính toán về độ bền chống vết nứt nghiêng theo ứng suất kéo chủ.
5.1. Tính toán về cờng độ theo tác dụng của ứng suất tiếp.
92

5.2. Tính duyệt tại mặt cắt gần gối dới tác dụng của ứng suất
94
nén chủ và kéo chủ.
6. Kiểm tra ứng suất cốt thép trong giai đoạn sử dụng tính tại tiết
99
diện giữa nhịp (tính với tổn hao tối thiểu).
7. Kiểm tra cờng độ của tiết diện nghiêng trong giai đoạn
100
khai thác.
8. Tính cờng độ và độ ổn định của dầm trong giai đoạn căng 101_103
cốt thép .
8.1. Xác định độ lệch tâm của tiết diện do nội lực cốt thép gây
ra và trọng tâm của tiết diện.
101
8.2. Kiểm toán về cờng độ của dầm làm việc trong giai đoạn
căng kéo
102
9. Kiểm toán độ võng tại giữa dầm.
103_104
9.1. Độ võng do hoạt tải.
103
9.2. Độ võng do tĩnh tải.
103
VI. Thiết kế dầm ngang.
105_123
1. Xác định nội lực trong dầm ngang.
105_114
1.1. Nội lực do tỉ trọng cục bộ.
105
1.2. Xác định áp lực của các tải trọng lên dầm ngang.

107
1.3. Xác định nội lực trong dầm ngang do tải trọng cục bộ. 108
1.4. Nội lực trong dầm ngang khi dầm ngang làm việc cùng 111
kết cấu nhịp
1.4.1. Tung độ dah M2.
112

6

1.4.2 Tung độ dah M2-3.
1.4.3. Tung độ dah M3.
1.4.4. Tung độ dah Q2.
1.4.5. Tung độ dah Q2-3.
1.4.6. Tung độ dah Q3.
2. Xác định các tải trọng tiêu chuẩn.
3. Xác định nội lực do tĩnh tải và hoạt tải gây ra.
4. Chọn tiết diện và kiểm tra khả năng chịu lực của dầm ngang.
Chơng III: Tổ chức thi công.
1. Tổ chức công trờng xây dựng.
2. Công nghệ thi công.

113
113
113
114
114
115
116
116

125
125
125

Chơng mở đầu: Giới thiệu chung
1.1. Nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp.

- Thiết kế kĩ thuật và thiết kế tổ chức thi công cho cầu H trên Km 102 + 540
vợt sông nối hai tỉnh X và Y.
- Với các số liệu đầu vào:
Cầu có 2 làn xe chạy rộng 8m và có 2 làn đờng ngời đi bộ rộng 1.5m.
Thiết kế kĩ thuật với xe tải H30 + XB80 + Ngời
1.2. Các điều kiện tự nhiên của khu vực xây dựng.
1.2.1. Địa hình, địa mạo:
Cầu vợt sông dự kiến đợc xây dựng nămg tại km 102 +540 trên đờng
nốihai tỉnh X và Y. Hiện tại phạm vi dự kiến xây cầu là các thửa ruộng canh
tác và khu vực san lấp mặt bằng của khu công nghịêp. Cầu vợt sông này sẽ
xây dựng có tim là tim tuyến mới tại đây. Xung quanh phạm vi khảo sát là khu

7

dân c, khu ruộng canh tác Nhìn chung địa hình khu vực khảo sát đơn giản,
phân cắt, biến đổi ít.
Khu vực khảo sát gồm nhiều loại đất đá có nguồn gốc khác nhau nh:
đất sét, đất sét pha, cát, cát lẫn sỏi sạn hay cát pha có nguồn gốc trầm tích. Đất
sét, sét pha lẫn dăm sạn hay chứa dăm sạn và đất cát nguồn gốc tàn tích hay sờn tích. Đá thờng gặp ở đây là đá cát kết, bột kết, sét kết có cấu tạo phân lớp.
Đá ở đây đợc phân bố dới các lớp trầm tích, tàn tích và phong hóa rất phức
tạp. Địa mạo khu vực khảo sát chủ yếu là dạng địa mạo xâm thực bóc mòn và
tích tụ.

1.2.2. Địa chất, địa chất thủy văn:
Nớc dới đất khu vực khảo sát chủ yếu đợc phân bố trong các tầng đất
cát phong hoá, tầng dăm tảng phong hoá sót hay trong đá nứt nẻ. Tại thời
điểm khảo sát, mực nớc dới đất xác định đợc ở các lỗ khoan nằm cách mặt
đất từ 2.3m 3.3m, cao độ thay đổi từ 9.1m 9.22m. Nớc dới đất trong
phạm vi khảo sát (giới hạn khoan) không thực sự phong phú vì các tầng đất
chứa nớc không dày.
1.2.3. Các yếu tố khí tợng:
Nói chung là về yếu tố khí tợng nh: nắng, ma, gió, nhiệt độ, độ ẩm.
Tại khu vực dự kiến xây dựng công trình là rất thuận lợi: gió nhẹ, nắng, ít ma,
độ ẩm cao giữ ở mức ổn định.
Nhiệt độ trung bình: 22,2 oC
Mùa ma từ tháng 5 đến tháng 10.
Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau.
Độ ẩm trung bình năm: 83%~86%.
1.2.4. Khả năng sử dụng vật liệu tại chỗ:
Công trình xây dựng nằm trên đoạn Quốc lộ lớn nên khả năng vận
chuyển vật liệu là thuận lợi. Mặc dù vậy công trình có thể sử dụng vật liệu tại
chỗ đợc, vì ở gần đó có nhiều điểm cung ứng vật liệu phục vụ cho công trình.
1.3. Khái quát về tình hình kinh tế xã hội của khu vực xây dựng:
Đây là Tỉnh mới đợc tách ra nhng do là Tỉnh trung tâm gần với Thủ đô
Hà nội nên tốc độ phát triển kính tế cũng nh trình độ dân trí ở đây là cao, với
cơ sở hạ tầng rất tốt thuận tiên cho giao thông liên tỉnh.
1.4. Nhận xét và kiến nghị:
Theo tài liệu khảo sát địa chất công trình phạm vi nghiên cứu và qui mô
công trình dự kiến xây dựng, tôi có nhận xét và kiến nghị sau:
+ Nhận xét:

8

1 - Điều kiện địa chất công trình phạm vi khảo sát khá đơn giản, trong
cấu trúc đất nền không gặp đất yếu, các lớp đất đá biến đổi nhiều nhng phân
bố khá phổ biến.
2 Có thể sử dụng lớp đất số 6a hay 6b làm tầng chịu lực cho công
trình cầu tại đây nhng tốt nhất là lớp 6b.
+ Kiến nghị:
1 Với đặc điểm địa chất công trình ở đây và qui mô công trình dự
kiến xây dựng, nên sử dụng giải pháp móng cọc khoan nhồi cho công trình
cầu.
2 Khi sử dụng giải pháp móng cọc khoan nhồi nên dùng lớp số 6b
làm tầng đất tựa mũi cọc, ngàm mũi cọc sâu vào trong đá ít nhất 2m.
Chơng I: thiết kế sơ bộ.
I.Dự kiến phơng án thiết kế.
1.1. Phơng án I.
- Cầu gồm 5 nhịp giản đơn ƯST chữ I căng sau.
Ltc= 4x36 + 7,8x2 + 0.15x2 + 0,1x4 =196,3 m
- Khổ cầu:
B= 2x4 + 2x1.7 = 11,4 m
- Mặt cắt dọc cầu:nh hình vẽ 1.
- Trụ thiết kế là trụ thân hẹp, móng cọc đài cao, cọc khoan nhồi D= 1
m.
- Mố chữ U, dạng móng cọc đài cao, sử dụng cọc khoan nhồi D= 1 m.
- Bê tông sử dụng cho mố, trụ, dầm là bê tông mác 400.
- Bê tông sử dụng cho phần mặt cầu là bê tông mác 300.
- Thép sử dụng là thép thờng có gờ AII
1.2. Phơng án II:
- Cầu gồm có 3 nhịp giản đơn.
- L = 2x24(m)+80(m)+6x0.05(m) = 168,9(m); hai nhịp hai đầu cầu là
nhịp giản đơn dầm BTCT DƯL dạng I nhịp 36(m); nhịp giữa là kết cấu giàn

thép nhịp 80(m); hai phần đuôi mố là 2x7.8(m).
- Tổng chiều dài toàn cầu là 168,9(m).
- Khổ cầu: B = 0.3 + 1.5 + 0.3 + 10.2 + 0.3 + 1.5 + 0.3 (m).
- Trụ lựa chọn thiết kế là trụ thân hẹp, đầu tròn móng cọc đài cao, dùng
cọc khoan nhồi D=100cm.
- Mố dạng chữ U, dùng móng cọc đài cao, cọc khoan nhồi D=100cm.
- Bê tông sử dụng cho dầm, mố, trụ là bê tông Mác M400.
- Bê tông cho phần bản là bê tông Mác M300.

9

- Phần giàn thép gồm 8 khoang, bề rộng mỗi khoang b = 10(m), chiều
cao giàn các khoang h = 7(m).
- Mặt cắt dọc cầu: nh hình vẽ 2.

10

0.0

0.0
-3,53

-5,53

-5,53

5 Cäc khoan nhåi
D 1.2m, Ldk=24m

5 Cäc khoan nhåi
D 1.2m, Ldk=24m
6 Cäc khoan nhåi
D 1.2m, Ldk=27m

6b

3,0 4,0
H1 9 10

10,0

11 T1

8,37

10,0
12

10,0
13

3,5 4,2
14 15 T2 16

10,0

6,5
17

13,5
18

3,8 2,7 6,5
7,0
19 T3 20
H2
21

10,0

1,310

0,451

-0,359

-2,195

-3,137

-4,024

-5,230
-4,890

-5,659

-6,388

-32,53

-6,174

-4,013

-3,549

-2,374

-1,265

0,094
-0,281

0,912

1,314

1,612
9,0

8

-4,601
2,3 -4,912

9,0

1,6

Mo

1,866

1,895

-32,53

Cao ®é tù nhiªn (m)

26,3

-27,53

-27,53

-1,427

26,3

6 Cäc khoan nhåi
D 1.2m, Ldk=27m

-1,929

6a

Kho¶ng c¸ch lÎ

Tªn cäc

8 Cäc khoan nhåi
D 1.2m, Ldk=26m

-0,809

8 Cäc khoan nhåi
D 1.2m, Ldk=26m

5b

-3,53

3,5 6,5
6,5 3,5 6,5
7,0
22 23
T4
24 25
26
27

2,120

1
2
3

13,0

M1

H×nh vÏ: I.1

11

Tªn cäc

9,0
7

3,0 4,0
H1

9

10,0
10

11 T1

8,37

10,0
12

10,0
13

3,5
14

15

4,2 2,3
T2 16

10,0

6,5
17

13,5
18

3,8 2,7
19

T3 20

6,5

7,0
H2

10,0
21

3,5

22

6,5
23

6,5
T4

3,5
24

6,5
25

7,0
26

2,120

1,310

0,451

-0,359

-0,809

-1,427

-1,929

-2,195

-3,137

-4,024

-4,890

-5,230

-5,659

-6,388

-6,174

-4,601
-4,912

-4,013

-3,549

-2,374

-1,265

0,912

1,314

1,612
9,0

8

0,094
1,6 -0,281

Kho¶ng c¸ch lÎ

1,866

1,895

Cao ®é tù nhiªn (m)

13,0
27

28

H×nh vÏ I.2.

12

A. thiết kế sơ bộ phơng án I.
I.Giới thiệu chung.

- Cầu thiết kế là cầu nhịp giản đơn, dầm BTCT ƯST dạng chữ I; gồm 5
nhịp, 2 mố, 4 trụ. Trong đó có 4 nhịp 24m và 1 nhịp 33m.
- Bê tông cốt thép sử dụng là mác M400.
- Cáp căng tạo dự ứng lực là cáp bó 12 tao 12.7 (mm).
- Mặt cắt ngang cầu:
1/2 Mặt cắt ngang đầu nhịp

1/2 Mặt cắt ngang đầu giữa nhịp

20 cm

Hình vẽ:I.3
II. Tính toán thiết kế bản mặt cầu.
Bản mặt cầu thiết kế, làm việc theo bản kê hai cạnh theo nhịp thẳng góc
với hớng xe chạy.
2.1. Xác định nội lực bản mặt cầu.
2.1.1. Xác định tĩnh tải bản thân bản mặt cầu.
Tĩnh tải bản mặt cầu tính cho 1 (m2) rộng của bản.
Trọng lợng phân bố bản mặt cầu:
g1c = 0.2*2.5 = 0.5 (T/m2)
Trọng lợng phân bố của phần lớp phủ mặt
cầu trên 1m2.
g2c = 0.33 (T/m2)

b2

P/2

b1
P1

b1
lb

a1

b1
lb = 2.3m

a

Tĩnh tải tiêu chuẩn trên 1m2 bản mặt cầu:
gc = g1c + g2c = 0.83(T/m2)
Tĩnh tải tính toán trên 1m 2 bản mặt
cầu:
gt = 1.1*g1c + 1.5*g2c = 1.1*0.5 +
1.5*0.33 = 1.045 (T/m2)
Tính trên 1m rộng bản, tĩnh tải tính
toán của bản mặt cầu là: 1.045 (T/m)
2.1.2. Xác định hoạt tải tác dụng lên bản
mặt cầu.
Để dơn giản trong tính toán ta coi
bản làm việc nh dầm giản đơn kê trên hai
gối là hai dầm dọc.

gc

13

2.1.2.1. Tính mô men tiêu chuẩn.
a, Trờng hợp 1: Đặt một bánh xe lên mặt cầu, sơ đồ tính toán nh hình vẽ sau:
(Hình 4.1.2)
* Với Xe H 30.
Chiều rộng làm việc của bản đợc xác định:
a = a1 + lb/3
= 0.2 + 2.3/3 = 0.97 (m)
(a< 2/3lb = 1.53)
Chiều dài làm việc của bản đợc xác định:
b1 = b2 + 2h
= 0.6 + 2*0.13 = 0.86 (m)
Hoạt tải phân bố trên 1m2 bản mặt cầu là: P1
Hình I.4.
P
P1 =
2 * b1 * a
P1 = 7.19 (T/m2)
với P = 12(T)
Mô men do tĩnh tải và hoạt tải xe H30 tác dụng lên bản mặt cầu:
g *l2
p *b
b
MoH = c b + nb * (1 + à ) * 1 1 (l b 1 )
8
4
2
2
= 0.83 * 2.3 + 1.4 *1.3 * 7.19 * 0.86 * (2.3 0.86 ) = 5.81 (Tm)
8
4

2
* Với Xe XB80
Chiều rộng làm việc của bản đợc xác định:
a = a1 + lb/3
= 0.2 + 2.3/3 = 0.97 (m)
(a< 2/3lb = 1.53)
Chiều dài làm việc của bản đợc xác định:
b1 = b2 + 2h
= 0.8 + 2*0.13 = 1.06 (m)
Hoạt tải phân bố trên 1m2 bản mặt cầu là: P1
P
P1 =
2 * b1 * a
P1 = 9.73m2) với P = 20(T)
Mô men do tĩnh tải và hoạt tải xe XB tác dụng lên bản mặt cầu:
MoXB =

g c * lb2
p *b
b
+ n XB * 1 1 (l b 1 )
8
4
2

a

2
= 0.83 * 2.3 + 1.1 * 9.73 *1.06 (2.3 1.06 )
8

4
2
= 5.57 (Tm)
b, Trờng hợp 2: Đặt hai bánh xe lên
b2 c =1.1m b2
mặt cầu, sơ đồ tính toán nh hình vẽ sau:
(Hình 4.1.3)
Trờng hợp này chỉ tính cho xe
b1
b1
H30.
lb = 2.3m
Chiều rộng làm việc của bản đợc
xác định:
a = a1 + lb/3 = 0.2 + 2.3/3 = 0.97
(m)
P/2
P/2
a < 1.6 (m)

P2

b1 + c

14
gc

Chiều dìa làm việc của bản đợc xác định:
b1 = c + b1 = 1.1 + 0.6 + 2*0.13 = 1.96 (m)

hoạt tải phân bố trên 1m2 bản mặt cầu là: P2

p
b'1 *a
P2 = 6.31 (T/m)
với P = 12(T)
Mô men do tĩnh tải và hoạt tải xe H30 tác dụng lên bản mặt cầu: MoH
Hình I.5
P2 =

MoH =

g c * lb2
p * b'1
b'
+ n H (1 + à ) 2
(lb 1 )
8
4
2

2
= 0.83 * 2.3 + 1.4 *1.3 * 6.31 *1.96 (2.3 1.96 ) = 7.98 (Tm)
8
4
2
Bảng tổng hợp nội lực tiêu chuẩn:
Các trờng hợp đặt tải Trờng hợp 1 bánh xe Trờng hợp 2 bánh xe
Xe H30
Xe XB

Xe H30
(Tm)
(Tm)
(Tm)
Mô men tiêu chuẩn
5.81
5.57
7.98

Nội
lực
Max
7.98

2.1.2.2. Tính mô men tính toán:
* Xác định các hệ số 3:
Theo Polivanov ta xác định các hệ số sau:
Hệ số n (tỉ số giữa độ cứng trụ của bản với độ cứng xoắn của dầm đỡ
bản).

với

D * lb3
n = 0.001
G * Iĩ
E * hb
D=
;
12(1 v 2 )

G=

E
2(1 v )

1 bi
0.63)hi4
3 hi

Ixoắn = (

bi ; hi kích thớc của dầm đã qui đổi thành hình chữ nhật.
Thay giá trị ta đợc:
Ixoắn = 1957842.33 (cm4)
Suy ra n:
n = 18.01
Tra bảng 18 tr 104 Polivanov ta đợc hệ số tính toán.
Tại dầm giữa Tại dầm biên Tại giữa nhịp
bản
-0.8
-0.8
-0.25
3 Min
Max
0.25
0.5
15

Bảng tổng hợp mô men tác dụng lên bản mặt cầu.

Mô men tiêu
Mô men tính toán
chuẩn (Tm)
(Tm)
Tại giữa nhịp
7.98
3.99
Tại gối
7.98
-6.38
2.1.2.3. Tính lực cắt:
Tính toán lực cắt do tải trọng tính toán gây ra cho các tiết diện đầu và
cuối vút tơng ứng là tiết diện I-I và II-II.
Lực cắt tính toán do tĩnh tải và hoạt tải gây ra:
Q = Qt+Qh = gt* (lb/2 xo) + nh(1+)*P/2*yx/ax
Với yx và ax tơng ứng là tung độ đờng ảnh hởng lực cắt và chiều rộng làm
việc ứng với tải trọng riêng biệt, phụ thuộc vào tiết diện đang xét.
* Tiết diện II-II
x = 0.43 m
x = 1.1+0.43 = 1.53 m
yx = (2.3-0.43)/2.3 = 0.81
yx = (2.3-1.53)/2.3 = 0.33
ax = ao + 2x = 0.2+2*0.13+2*0.43 = 1.32 m
ax = ao +2x = 0.2+2*0.13+2*1.53 = 3.52 m
Thay các giá trị vào ta đợc
I
II
lực cắt tính toán tại gối:

2.3

+ 1.4*1.3
2

Hình I.6.

2.3
Q = 1.045*
+ 1.4*1.3*
2

lb = 2.3m

II

x'
1

ax''

45

ax'

12 0.81 0.33
* (
+
)
2 1.06 3.26
= 10.65 (T)
* Tiết diện I I

xo = 20 (cm)
x = 0.63 m
x = 1.73 m
yx = (2.3-0.63)/2.3 = 0.73
yx = (2.3-1.73)/2.3 = 0.25
ax = ao + 2x
= 0.2+2*0.13+2*0.63
= 1.72 m
ax = ao +2x
= 0.2+2*0.13+2*1.73
= 3.92 m
Thay các giá trị ta đợc lực cắt
tính toán tại gối:

I

ao=a1

Q = 1.045*

x''
P

P

P

P

xo

ĐAH Q II - II

yx''

yx'

yx'

yx''

ĐAH Q I - I

(lb-xo)/lb

12 0.73 0.25
(
+
) = 6.53 (T)
2 1.72 3.92

Bảng tổng hợp lực cắt tác dụng lên bản mặt cầu.

16

Tại tiết diện I-I
Tại tiết diện II-II

Lực cắt tiêu chuẩn

(T)
6.15
3.88

Lực cắt tính toán
(T)
6.53
10.65

III. Tính dầm.
3.1. Xác định các đặc trng hình học của tiết diện dầm không kể cốt thép
800
100

600

100
110 150 100

150 100

100
150 100

600

150 100

100

800

37
300

1450

1413

200

200

600

250

250

200

200

1700

1700

300

600

Mặt cắt ngang đầu dầm
Mặt cắt ngang giữa nhịp
3.1.1. Đặc trng hình học của tiết diện nguyên khối không kể cốt DƯL.
- Kích thớc tính đổi bản cánh trên:
b2= 80 cm; h2= (2F1 + F2)/b2= (11.30+1800)/80= 26,625 cm
- Kích thớc tính đổi bản cánh dới:
b2= 70 cm; h2= (2F4 + F5)/b4= (20.20+60.25)/60= 32 cm
- Diện tích tính đổi tơng đơng:
Ftđ= 80.26,625 + 60.32 + 20.111,375= 6083,22 cm2
- Mô men tĩnh của Ftđ so với trục đi qua đáy tiết diện:
17

Stđ=
từ trục
chính
diện:

F ì y
i

ci

= 554043,13 cm2

Ftđ(cm2) Stđ(cm3)
yItđ(cm)
Itđ(cm4)
6083,22 554043,13

91,1 13627377,21

Khoảng cách
quán tính
tới đáy tiết

yItđ= Stđ/Ftđ= 91,1 cm

- Mô men quán tính của tiết diện qui đổi:

3

3

3

Itđ= bt t t + bt t t (h y td t t ) 2 + bw t w + bw t w ( hw y td + t d ) 2 + bd t d + bw t w ( y td t d ) 2

12

12

2

12

2

Bảng 3.1: Bảng đặc trng hình học tiết diện tơng (không cốt thép).
3.1.2. Đặc trng hình học của tiết diện liên hợp không kể cốt DƯL.

- Kích thớc phần bản: b1= 250 cm: h1=20 cm.
- Diện tích tiết diện liên hợp:
Flh= Fb + Ftd= Ftd + bbhb
- Mô men tĩnh của tiết diện liên hợp so với đáy tiết diện liên hợp:
Slh= Std + Sb= Std + bbhb(h - hb/2)
- Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện liên hợp tới đáy dầm:
yIId=

S lh
Flh

- Khoảng cách giữa hai trục là:
c= yIId yId
- Mô men quán tính của tiết diện liên hợp với trục qua trọng tâm của mặt
cắt dầm dọc:
Ilh= Itđ + c2Flh + Ib
Bảng 3.2: đặc trng hình học của tiết diện liên hợp(không tính thép)
Flh(cm2)
Slh(cm3)
yIId(cm)
c(cm)
Ilh(cm4)
11083,22
1454043
131,2
40,1
23578304
3.2. Xác định hệ số phân bố ngang cho dầm.
3.2.1. Xác định hệ số phân bố ngang cho giữa dầm.
- Hệ số phụ thuộc tỷ số độ cứng dầm chính và kết cấu ngang:

18

d3
=
6 EI ' p
Trong đó:
I - độ cứng ngang của kết cấu ngang trên một mét dài kết
cấu nhịp: I= In/a.
In Mô men quán tính của dầm ngang
a khoảng cách giữa các dầm ngang.

p - độ võng của dầm chính do tải trọng p= 1 t/m dài phân
bố theo chiều dài dầm chính, không kể tới sự phân bố đàn hồi
của kết cấu ngang gây ra.

5l 4
p =
384 E d I lh
Suy ra:

12,8d 3 aI lh
= 0,008>0.005
=
l4In

Do đó ta tính hệ số phân bố ngang theo phơng
dầm liên tục trên các gối đàn hồi:

Bảng 3.3: tung độ dah các dầm tra bảng 1(polivanov)
i
Roip
R1ip
R2ip
0
0,6068
0,392
0,1856
1
0,392
0,3058 0,2064
2
0,1856
0,2064
0,217
3
-0,00016
0,101
0,2064
4
-0,1872
-0,00016 0,1856
- Tung độ dah tại đầu mút thừa:
Rnkp= Rno p + (dk/d).RnoM
Rnkp= Rn4p + (dk/d) Rn4M
Trong đó:
Rno p phản lực của gối n do tải trọng p= 1 đứng trên gối biên
gây ra .
Rn4M phản lực của gối n do mô men đặt tại gối biên gây ra.

d và dk chiều dài mút thừa và khoảng cách giữa các dầm chính .

19

i
Rik
Rik

Bảng 3.4. tung độ đờng ảnh hởng tại mút thừa k và k:
0
1
2
3
4
0,66676
0,415016
0,179328
-0,02995 -0,23766
-0,2375
-0,02995
0,0,17933
0,415
0,6667
11400

1500

1500

dah Ro

-0,03

dah R1

0,101

0,2064

0,3058

0,392

0,415016

-0,00016

0,082

0,1856

0,2393
0,227

0,392
0,3178

0,5214
0,452

0,4367

0,6068

0,6497

0,6668

0,6852

H30

1,9

1,1

-0,2376

XB

0,5
1,9

4
-0,2237

2,7

3

-0,1872

0,65

2

-0,11224

1

-0,00016

0

0,1793

0,1856

0,2064

0,217

0,2064

0,1856

0,1973

dah R2

Bảng 3.5: hệ số phân bố ngang tính cho dầm biên giữa nhịp.
n

H30

XB
20

0,862
0,5399
0,338
3.2.2. Xác định hệ số phân bố ngang đầu dầm.
Tại gối do dầm kê trên gối nên không có chuyển vị, vì vậy ta tính hệ số
phân bố ngang theo phơng pháp đòn bẩy nh sau.
11400
1500

1500

0

1
0,65

2
2,7

3

XB

0,5
1,9

4

1,9

1,1

H30

1

dah Ro

0,271
0,204

1

0,623

0,333
0,542
0,607

0,333
0,292

0,375

dah R1

dah R2
1

Ta tính hệ số phân bố ngang cho dầm 1:
Bảng 3.6: hệ số phân bố ngang tính cho dầm biên tại gối.
n
H30
XB
0,27
0,6845
0,439
3.3. Xác định tĩnh tải giai đoạn I và II.
3.3.1. Tĩnh tải giai đoạn I.
- Trọng lợng bản thân dầm trên một mét sài cầu:
g1d= Ftd.bt= 0,6083.2,5= 1,52 T/m

21

3.3.2. Tĩnh tải giai đoạn II.
- Trọng lợng lan can: glc= 0,3 T/m
- Trọng lợng lớp phủ: glp= 0,225 T/m2
- Trọng lợng phần bộ hành: gbh= 0,15 t/m2
- Trọng lợng gờ chắn: gg= 0,14 T/m
3.3.2.1. Tĩnh tải giai đoạn II tại giữa nhịp .

Chất tải lên dah Ro:
g2= glc.ylc + glplp + gbhbh + gg.yg
g2= 0,68 t/m
3.3.2.2. Tĩnh tải giai đoạn II tại gối .
Chất tải lên dah R1:
g2= glc.ylc + glplp + gbhbh + gg.yg
= 0,3.0,333 + 0,225.5 + 0,15.0,264 + 0,14.0,333
= 1,31 T/m
3.4. Xác định nội lực trong dầm chính.
- Ta kí hiệu Sc và S là nội lực bất kỳ M hoặc Q do tải trọng tiêu chuẩn và
tải trọng tính toán gây ra, thì các trị số của nộilực sẽ là:
- Khi tiết diện làm việc trong giai đoạn 1:
SIc= Sc1t= g1. w
SI= St= 1,1.g1. w
- Khi tiết diện làm trong giai đoạn 2 và khi dầm có xếp tải trọng H30 và
ngời đi bộ:
SIIc= Stc2 + Soc + Snc = g2. w + o.o.ktđw + n.0,4w
SII= St + So + Sn = 1,5. SIc2 + 1,4(1 + ) Soc + 1,4. Snc
- Khi tiết diện làm việc trong giai đoạn hai và xếp tải xe đặc biệt XB:
SIIc= Stc2 + SXBc= g2. w + XB.ktđw
SII= St + SXB= 1,5Stc2 + 1,1SXBc
Trong đó:
g1- tĩnh tải tiêu chuẩn trong giai đoạn 1, gồm tất cả các thành phần
của kết cấu nhịp, trừ mặt đờng xe chạy và đờng ngời đi.
g2- tĩnh tải tiêu chuẩn trong giai đoạn 2, gồm tất cả các thành phần
của kết cấu nhịp thêm vào mặt đờng xe chạy và đờng ngời đi.
1,1 và 1,5 hệ số vợt tải.

22

Sc1t và Stc2- nội lực do tĩnh tải tiêu chuẩn gây ra khi tiết diện làm việc
trong giai đoạn 1 và giai đoạn 2.
St, St- tĩnh tải tính toán gây ra trong giai đoạn 1 và 2.
ktd tải trọng tơng đơng của xe H30 hoặc xe XB.
chiều dài phần đặt lực của dah.
XB hệ số phân bố ngang của xe đặc biệt.
o - hệ số phân bố ngang của xe H30.
n hệ số phân bố ngang của ngời.
(1 + ) hệ số xung kích của xe
1,4 và 1,1 hệ số vợt tải của xe H30 và XB.
Sc và S nội lực do tải trọng tiêu chuẩn và tính toán gây ra.
dah nội lực dầm ngang:
dah M 0,5L
= 154,88

1

= 17,6

8,8
35,2 m

dah M 0,25L
= 116,2

dahQ
0.25L

=1,1

0,75

= 9,9

23

St
St

Bảng 3.7.nội lực do tĩnh tải gây ra trong dầm dọc
Diện tích dah
Sct

w

Sc1t= g1. w

Stc2= g2. w

S ct

St= 1,1. Sc1t

St= 1,5. Sc2t

Tại M
gối

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Q

-

-

17,6

26,75

23,1

49,85

29,42
5

34,65

65,9
25

-

116,2

176,6

79,01

255,6
1

194,2
6

118,5
15

312,
77

9,9

8,8

13,38

5,984

19,36
4

14,78
1

8,976

23,7
57

-

-

154,8
8

235,4

105,3
2

340,7
2

258,9
4

157,9
8

416,
92

-

-

-

-

-

-

-

-

-

w1

w2

Nội lực

Tại M
0,2
5L
Q -1,1

Tại M
giữ
a
nhị Q
p

Bảng 3.8.nội lực do hoạt tải H30 và ngời gây ra trong dầm dọc
Do H30
Do đoàn ngời

24

-

-

-