Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Thiết kế cầu theo 22 TCN 272

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05



Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

LỜI CẢM ƠN

Đất nước đang trong thời kỳ Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá, với mục tiêu đến
năm 2020 cơ bản trở thành một nước công nghiệp hiện đại sánh vai cùng các nước
trong khu vực và hội nhập với quốc tế thì việc xây dựng cơ sở hạ tầng trở nên thiết
yếu nhằm phục vụ cho mục tiêu lâu dài của đất nước. Trong đó ngành giao thông
vận tải là ngành được xem như mũi nhọn quyết định cho các chiến lược phát triển
kinh tế xã hội.
Nhận thức được về tầm quan trọng của vấn đề, là một sinh viên ngành Xây
Dựng Cầu Đường thuộc trường Đại Học Dân lập Duy Tân, trong những năm học đã
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 của mình vào công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước.
Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp với đề tài giả định là thiết kế cầu qua sông
DT14-11, 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 Nguyễn Văn Mỹ
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. Kính mong các thầy
cô giáo trong Khoa Xây Dựng Cầu Đường tạo điều kiện giúp đỡ em khắc phục
những thiếu sót để hoàn thành nhiệm vụ tốt hơn.
Cuối cùng cho phép em được gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến các thầy cô
giáo trong bộ môn Khoa Xây Dựng Cầu Đường, đặc biệt là thầy giáo Th.S Nguyễn

Văn Mỹ đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này.
Đà nẵng, ngày 08 tháng 06 năm
2011
Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Ngô hoài Bắc

SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 1


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05



Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

PHẦN I:

THIẾT KẾ SƠ BỘ
(30%)

SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 2


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

05



Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU QUA SÔNG 308
1.1. QUY HOẠCH TỔNG THỂ XÂY DỰNG PHÁT TRIỂN TỈNH NGHỆ AN:
1.1.1. Vị trí địa lý 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. Mạng lưới giao thông trong khu vực còn rất kém.
1.1.2. Dân số đất đai và định hướng phát triển :
Công trình cầu nằm gần trung tâm thị trấn 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.
Trong vài năm tới nơi đây sẽ trở thành một khu công nghiệp tận dụng vận chuyển
bằng đường thủy và những tiềm năng sẵn có ở đây.
1.2. THỰC TRẠNG, XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN MẠNG LƯỚI GIAO
THÔNG.
1.2.1. Thực trạng giao thông :
Một là cầu qua sông DT14-11 đã được xây dựng từ rất lâu dưới tác động của môi
trường, do đó nó không thể đáp ứng được các yêu cầu cho giao thông với lưu lượng
xe cộ ngày càng tăng.
Hai là tuyến đường hai bên cầu đã được nâng cấp, do đó lưu lượng xe chạy qua
cầu bị hạn chế đáng kể.
1.2.2. 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.
1.3. NHU CẦU VẬN TẢI QUA SÔNG :
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.
1.4. SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG CẦU :
Qua quy hoạch tổng thể xây dựng và phát triển của tỉnh và nhu cầu vận tải qua
sông DT14-11 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.
Cầu DT14-11 nằm trên tuyến quy hoạch mạng lưới giao thông quan trọng của
tỉnh Nghệ An. Nó là cửa ngõ, là mạch máu giao thông quan trọng giữa trung tâm thị
trấn và vùng kinh tế mới, góp phần vào việc giao lưu và phát triển kinh tế, văn hóa
xã hội của tỉnh.
Về kinh tế: Phục vụ vận tải sản phẩm hàng hóa, nguyên vật liệu, vật tư qua lại
giữa hai khu vực, là nơi giao thông hàng hóa trong tỉnh.Việc cần thiết phải xây dựng
SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 3


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05



Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

cầu mới là cần thiết và cấp bách nằm trong quy hoạch phát triển kinh tế chung của
tỉnh.
1.5. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN NƠI XÂY DỰNG CẦU :

1.5.1. 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.
1.5.2. 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 9 đến tháng 1 năm sau. Ngoài ra ở đây còn
chịu ảnh hưởng trực tiếp của gió mùa đông bắc vào những tháng mưa.
1.5.3. 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: 15,5m.
MNTT: 12,5m
MNTN: 9,0m
1.5.4. 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: Sét pha trạng thái rời rạc dày 3,5m
Lớp 2: cát hạt trung trạng thái chặt vừa dày 5m
Lớp 3: Cát lẫn sỏi sạn dày vô cùng.
Với địa chất khu vực như trên, xây dựng cầu ta dùng móng cọc khoan nhồi khoan
xuống dưới lớp cuối cùng khoảng 15m là lớp sét ở trạng thái nữa cứng và tính toán
cọc vừa chống vừa ma sát.
1.5.5. Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu :
Vật liệu đá: 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.
SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 4


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05



Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

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.

1.6. CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT THIẾT KẾ CẦU VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU
.
1.6.1. 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 cữu..
- Tải trọng: đoàn xe HL-93 và đoàn người 400 daN/m2.
- Khổ cầu B = 7,0+ 2 × 1,25 (m)
- Khẩu độ cầu: 280 (m).
- Sông thông thuyền cấp: cấp V
1.6.2. Giải pháp kết cấu :
1.6.2.1. Kết cấu mố trụ:
Kết cấu mố: Mố được thiết kế bằng BTCT có f’c = 30MPa.
Kết cấu trụ: Dùng kết cấu trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c = 30MPa.
Theo địa chất tại khu vực xây dựng cầu ta sử dụng móng cọc khoan nhồi tính toán
theo cọc chống ngàm vào trong đá 1~1,5m.
1.6.2.2. Kết cấu nhịp:
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 dầm Super T 7 nhịp: 7 x 40 = 280m (7x42)
Phương án 2: Cầu giàn thép 4 nhịp: 4 x 68 = 272m
Phương án 3: Cầu dầm thép liên hợp bản BTCT 5 nhịp: 6 x 46 = 276m
Phương án 1: Cầu BTCT ƯST dầm Super T 7 nhịp 40m
Khẩu độ cầu:

∑L

TK
0

∑L

TK

= 7 x 40 + 6 x0,05 − 1,6 x 6 − 2 x1,05 = 268,6m
0

L0

− L0

× 100% =

268,6 − 280
280

× 100% = 4% < 5%

SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 5


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05



Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

Vậy đạt yêu cầu.

Kết cấu nhịp:
- Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu gồm 7 nhịp: 40 x 7(m).
- Dầm giản đơn BTCT ƯST tiết diện Super T có f’c = 40MPa chiều cao dầm
chủ 1,75m.
- Mặt cắt ngang có 5 dầm chủ, khoảng cách giữa các dầm chủ là 2,1 m.
- Chân đế lan can tay vịn và dải phân cách bằng BTCT, phần trên của lan can
tay vịn làm bằng các ống thép tráng kẽm, đáp ứng yêu cầu về mặt mỹ quan.
- Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép.
- Bố trí các lỗ thoát nước Φ =100 bằng ống nhựa PVC
- Các lớp mặt cầu gồm:
+Lớp BTN hạt mịn dày 6cm tạo mui luyện 2%.
+Lớp phòng nước 1,5cm.
- Lề bộ hành cùng mức.
- Chân đế lan can tay vịn và dải phân cách bằng BTCT, phần trên của lan can
tay vịn làm bằng các ống thép tráng kẽm.
Kết cấu mố trụ:
-Kết cấu mố:
Hai mố chữ U bằng BTCT có f’c = 30MPa. Móng mố dùng móng cọc
khoan nhồi bằng BTCT có f’c = 30MPa, chiều dài dự kiến 15m (mố M1 và M2).
Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 300 × 300 × 20cm. Gia cố
1/4 mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày
10cm.
-Kết cấu trụ:
Sáu trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c = 30MPa. Móng
trụ dùng móng cọc khoan nhồi bằng BTCT có f’c = 30MPa, chiều dài dự kiến 15
m (trụ T1, T2, T3, T4, T5, T6).
Phương án 2: Cầu giàn thép 4x68
Khẩu độ cầu:

∑L

TK
0

∑L

TK

= 4 x68 − 3x1,5 − 2 x1 = 266,5m
0

L0

− L0

× 100% =

266,5 − 280
280

× 100% = 4,8%〈5%

Kết cấu mố, trụ:
- Kết cấu mố:
Hai mố chữ U bằng BTCT có f’c=30 MPa. Móng mố dùng móng cọc
khoan nhồi bằng BTCT có f’c=30 MPa, chiều dài dự kiến 15m (mố M1, M2).
SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 6

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05



Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 300 × 300 × 20cm. Gia cố
1/4 mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày
10cm.
- Kết cấu trụ:
Hai trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c = 30 MPa. Móng
trụ dùng móng cọc khoan nhồi bằng BTCT có f’c=30 MPa, chiều dài dự kiến
15m (trụ T1; T2).
Phương án 3: Cầu dầm thép liên hợp 6 nhịp 46m.
Khẩu độ cầu :

∑L
∑L

= 6 x 46 + 5 x0,05 − 5 x1,6 − 2 x1,4 = 265,5m

TK
0

TK

0

L0

− L0

× 100% =

265,5 − 280
280

× 100% = 5%

Vậy đạt yêu cầu.
Kết cấu nhịp:
- Sơ đồ nhịp: Sơ đồ cầu gồm 6 nhịp dầm thép liên hợp bản BTCT: 6 x 42(m).
- Dầm thép liên hợp bản BTCT,dầm thép có tiết diện chữ T chiều cao 1,8m,
bản BTCT chiều dày 35cm có f’c = 40 MPa.
- Mặt cắt ngang có 5 dầm chủ, khoảng cách giữa các dầm chủ là 2,1 m.
- Gối cầu sử dụng gối cao su cốt bản thép.
- Bố trí các lỗ thoát nước Φ = 100 bằng ống nhựa PVC
- Các lớp mặt cầu gồm:
+Lớp BTN hạt mịn dày 6cm tạo mui luyện 2%.
+Lớp phòng nước 1,5cm.
- Lề bộ hành khác mức.
Kết cấu mố trụ:
- Kết cấu mố:
Hai mố chữ U cải tiến bằng BTCT có f’c=30 MPa. Móng mố dùng móng
cọc khoan nhồi bằng BTCT có f’c=30 MPa, chiều dài dự kiến 15m (mố M1,
M2).
Trên tường ngực bố trí bản giảm tải bằng BTCT 300 × 300 × 20cm. Gia cố

1/4 mô đất hình nón bằng đá hộc xây vữa M100 dày 25cm, đệm đá 4x6 dày
10cm.
- Kết cấu trụ:
Bốn trụ sử dụng loại trụ đặc thân hẹp bằng BTCT có f’c=30 MPa. Móng
trụ dùng móng cọc khoan nhồi bằng BTCT có f’c=30 MPa, chiều dài dự kiến 15m
(trụ T1, T2,T3,T4,T5).

SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 7




Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05

Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

CHƯƠNG II:
PHƯƠNG ÁN I. CẦU DẦM GIẢN ĐƠN BTCT TIẾT DIỆN SUPER-T.
2.1.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH.
2.1.1. Tính toán khối lượng kết cấu nhịp:
Kết cấu nhịp: gồm 7 nhịp, mặt cắt ngang gồm 5 dầm Super-T bố trí cách nhau 2,1m:
Chiều dài mỗi nhịp 40m.
Chiều cao dầm chủ 1,75m.
Bản bêtông mặt cầu dày 15cm.
Bê tông dầm có cường độ 28 ngày f’c (mẫu hình trụ): 40 MPa.
Cốt thép DƯL dùng loại tao thép 7 sợi xoắn có đường kính 15,2mm.
Kích thước mặt cắt ngang như hình vẽ:

1/2 mặt cắt ngang III-III
1/2 mặt cắt ngang I-I
25

125

25

4

175

7.5

10

61
10

19 35
2%

7.5

1

89
26
21

80

45
56

10

4

10

1

25

10

10

5
89

LÅÏP PHOÌNG NÆÅÏC
DAÌY1.5cm

80

15

89

2%

2%

25

2%

206

70

70

100

80
105

75

60

206

25

60
19 35

LÅÏP BTN DAÌY 6cm

10
190

700/2

60

700/2

25

120

125

25

120

25

210

210

210

210

105

175

Hình 2.2: Mặt chính diện dầm chủ.
III

3800

II

I

II

I

80
75

125

1091

20

1180

20

1090

125

75

III

Hình 2.3: Mặt cắt dọc dầm chủ.
Diện tích mặt cắt ngang I-I:

A1 = 2,06 × 0,1 + ( 0,89 + 1,015) × 0,5 × 0,625 + (1,015 + 1,215) × 0,5 × 0,075 = 0,895(m 2 )

Diện tích MCN II-II: A2 = A1 + (0,7 + 0,89) × 0,05 × 0,95 = 0,895 + 0,755 = 1,650(m 2 )
Diện tích mặt cắt ngang III-III:
A3 = A2 − (0,89 + 0,612) × 0,5 × 1,14 − (0,612 + 0,452) × 0,5 × 0,3 − 0,452 × 0,05 − 0,89 × 0,05
= 1,650 − 1,072 = 0,578( m 2 )

Trong mỗi dầm ta bố trí 2 vách ngăn đứng, chiều dày của vách ngăn 20cm.
Diện tích vách ngăn đứng:

AVN = ( 0,89 + 0,612) × 0,5 × 1,14 + ( 0,612 + 0,452 ) × 0,5 × 0,35 + 0,5 × 0,452 × 0,05 = 1,054(m 2 )

Thể tích bê tông của 1 dầm chủ:
SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 8



Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05

Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

V = A1 × 0,75 × 2 + A2 × 1,25 × 2 + A3 × 35,4 + AVN × 2 × 0,2 = 25,194(m 3 )

Khối lượng bê tông cho 1 dầm chủ: DC1 = V × 2,5 = 62,985(T ) = 629,85( KN )
Khối lượng bê tông cho 1 nhịp dầm chủ (có 5 dầm chủ):
DC 2 = V × 2,5 × 5 = 314,925(T ) = 3149,25( KN )

Khối lượng bê tông dầm chủ cho cả cầu:
DC dccc = DC 2 × 7 = 2204,475(T ) = 22044,75( KN )

Khối lượng bê tông của bản đệm làm ván khuôn cho 1 nhịp:
DCbđ 1nhip = 0,89 × 0,05 × 35,4 × 5 × 2,5 = 18,5788(T ) = 185,788( KN )

Khối lượng bê tông của bản đệm làm ván khuôn cho cả cầu:
DC bđ = DC bđ 1nhip × 7 = 130,0516(T ) = 1300,516( KN )

Khối lượng bê tông của bản mặt cầu cho 1 nhịp:
DCb1nhip = Vb × 2,5 = 10,5 × 0,15 × 40 × 2,5 = 156,75(T ) = 1567,5( KN )

Khối lượng bê tông của bản mặt cầu cho cả cầu:
DCbcc = DCb1nhip × 7 = 1097,25(T ) = 7680,75( KN )

Khối lượng bê tông cho cả cầu (dầm chủ + bản đệm +bản mặt cầu):

DCbt = DCdccc+ DCbcc + DCbđ = 22044,75+7680,75+1300,516= 31026,016 (KN)
Khối lượng bê tông trên một mét dài cầu chia đều cho 1 dầm chủ:
DCdc =

DCbt
= 2,580(T / m) = 25,80( KN / m) ( T/m )
5 × 40 × 7

⇒ Tổng tĩnh tải giai đoạn 1: DC = 2,580(T/m) = 25,80 (KN/m)
2.1.2. Tính toán khối lượng mố:
Mố là loại mố chữ U BTCT M300, 2 mố có kích thước giống nhau như hình vẽ:

h9 b14

h5

h6

b7

b11
h8
b5

b9

h7

b2

b3 b4

h1

h4

b1

h7
h2

b12

b7

b8

h3

b10

b6

b13

200

75

310

50

80
200

260
50

1000
100

80

140

100

200

200 80

50

30
20
20

210

100

410
150

550

1100

Hình 2.4: Cấu tạo mố chữ U phương án I.



 b10 + b12 
 × h5 + b12 × h4  × b7 × 2(m 3 )
2




Tường cánh: Vtc = h6 × b10 + 


SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

(2.1)

Trang 9

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05



Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

 h8 + h9 
 × b5 × b9 + h3 × b11 × b6 (m 3 )
 2 

Tường ngực : Vtn = 

(2.2)

3
Thân mố: Vtm = h2 × b3 × b6 (m )

(2.3)

Bệ mố: Vbm = b13 × h1 × b6 (m 3 )

(2.4)

Đá tảng: Vđt = 5 × b8 × h7 × b14 (m )
(2.5)
Bảng 2.1: Kích thước của mố.
Các kích thước (m)
b1
b2

b3
b4
b5
b6
b7
b8
b9
b10 b11 b12
0.5
3.1
1.4
1.0
0.2 11.0 0.5
1.0 10.0 4.1
0.3
2.6
b13 b14
h1
h2
h3
h4
h5
h6
h7
h8
h9
5.5 0.75 2.0
2.0
2.0
0.8

2.1
1.0
0.8
0.2 0.35
Từ đó ta có bảng tổng hợp khối lượng của Mố như sau:
Bảng 2.2 : Bảng tính toán khối lượng của Mố.
Tên cấu kiện
Thể tích
Hàm lượng
Trọng lượng Trọng lượng
3
3
STT
(m )
thép (KN/m )
thép (KN)
Bê Tông(KN)
1
Tường cánh
13.22
1
13.22
330.38
2
Tường ngực
7.15
1
7.15
178.75
3

Thân mố
30.80
1
30.80
770.00
4
Bệ mố
121.00
1
121.00
3025.00
5
Đá tảng
3.00
1
3.00
75.00
6
Tổng
175.17
1
175.17
4379.13
Trọng lượng bê tông của 2 mố: DC bt 2 m = 4379,13 × 2 = 8758,26( KN )
Khối lượng cốt thép trung bình lấy trong 1m3 bêtông của mố là 100Kg/m3.
Khối lượng thép trong 2 mố:2 x 175,17 = 350,34 (KN)
2.1.3. Tính khối lượng trụ:
Trụ T1, T2, T3, T4, T5, T6 có kích thướt như hình vẽ dưới đây:
+Thể tích bê tông thân trụ: Vtt = b1 × b6 × h3 + π × R 2 × h3 (m 3 )
(2.6)

+Thể tích bê tông xà mũ trụ:
V xmt = h1 × b5 × b9 + h2 × b5 × b9 − h2 × b9 × b10 (m 3 )
(2.7)
3

+Thể tích bê tông bệ trụ: Vbt = h4 × b3 × b7 (m 3 )
+Thể tích bê tông đá tảng:
(2.9)

SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

(2.8)

Trang 10




Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05
b9
b8 b8

Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 b5
b4

b4

b4

b4

h2 h1

h5

b4

b10

h3

b10

b6

b1

b2 100

h4

100 b2

b7

b3

b1+2.b2
b1

b6

R

Hình 2.5: Cấu tạo trụ đặc phương án I.
Bảng 2.3 : Kích thước của trụ T1, T2, T3, T4, T5, T6:
Tr
ụ

b1

b2

b3

b4

b5

T1

5,4 0,8

9

0,8 11

T2

5,4 0,8

9

0,8 11

T3

5,4 0,8

9

0,8 11

T4

5,4 0,8

9

0,8 11

T5

5,4 0,8

9

0,8 11

T6

5,4 0,8

9

0,8 11

b6
1,
6
1,
6
1,
6
1,
6
1,
6
1,
6

Các kích thước(m)
b1
b7 b8 b9
h1
0

h2

h3

h4

h5

R

4

2

0,8 0,8

4

0,7

2

2

0,75 0,75

4

0,7

2

2

0,75 0,75 9,5

2

0,8 0,8

4

0,7

2

2

0,75 0,75

14

2

0,8 0,8

4

0,7

2

2

0,75 0,75

14

2

0,8 0,8

4

0,7

2

2

0,75 0,75 9,5

2

0,8 0,8

4

0,7

2

2

0,75 0,75

2

0,8 0,8

4

Từ đó ta có bảng tổng hợp khối lượng của các trụ như sau:
Bảng 2.4 : Bảng tính toán khối lượng các trụ T1, T2, T3, T4, T5, T6:
STT Trụ

1

T1

2

T2

3

T3

Thể tích(m3)
Xà
Bệ
Thân
Đá

mũ
tr
trụ
tảng
trụ
ụ
42.598
101.17
1
149.09
4

30
30
30

Khối lượng(T)
Xà
Thân
Đá
mũ
trụ
tảng
trụ
106.49
11.
4.48 72
75
6
2

11.
4.48 72 252.928 75
2
372.73
11.
4.48 72
75
6
2

SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Bệ
trụ
18
0
18
0
18
0

372.696

3726.96

519.128

5191.28

638.936

6389.36

Trang 11


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05
4

T4

5

T5

6

T6

149.09
4
101.17
1
42.598



Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

30

4.48 72

372.73
6

75

30

4.48 72 252.928

75

30

4.48 72

106.49
6

75

Tổng cộng

11.
2
11.
2

11.
2

18
0
18
0
18
0

638.936

6389.36

519.128

5191.28

372.696

3726.96

3061.52
0

30615.20

Khối lượng cốt thép trung bình lấy trong 1m3 bêtông trụ là 100 Kg/m3.

SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 12


Thuyt minh ỏn tt nghip
05



Thit k cu theo 22 TCN 272 -

Bng 2.5 : Bng tớnh toỏn khi lng thộp cỏc tr T1, T2, T3, T4, T5, T6:
Hm lng
Th tớch bờ tụng
Khi lng
Khi lng
STT Tr
thộp
3
(m )
thộp(T)
thộp(KN)
(Kg/m3)
1
T1
149.078
100
14.908
149.08
2

T2
207.651
100
20.765
207.65
3
T3
255.574
100
25.557
255.57
4
T4
255.574
100
25.557
255.57
5
T5
207.651
100
20.765
207.65
6
T6
149.078
100
14.908
149.08
Tng

122.461
1224.61
2.2. TNH TON KHI LNG CC B PHN TRấN CU :
2.2.1. Trng lng cỏc lp mt cu:
Kt cu lp ph mt cu dy 75mm gm: Lp bờ tụng nha 60mm, Lp phũng nc
15mm.
Th tớch lp ph mt cu: VMC = 0,075 x 9,5 x (7x40) = 199,5 ( m3 ).
Trng lng lp ph mt cu trờn mt một di:
DMC =

VMC ì 2,25
= 1,688(T / m) = 16,88( KN / m)
266

2.2.2. Trng lng phn chõn lan can tay vn, lan can, tay vn, ỏ va :
Cu to ca lan can, tay vn, phn chõn lan can tay vn, ỏ va nh hỡnh v:
Lan can bũ
ng theù
p

Tay vở
n bũ
ng ọỳ
ng theù
p

60

200

200

200

200

5

25 19
35

25

25

120

20

20

25

2600

Hỡnh 2.6: Cu to lan can, tay vn phng ỏn I.
-Tay vn c lm bng cỏc ng INOX, ng kớnh 120, b dy 2mm. Trng
lng trờn mt một di ca ng INOX ny l 1 (Kg/m).
Mi on ng INOX di lTV = 2m, s lng ng INOX trờn ton b chiu di cu:
nTV = 560

LTV = 560 x 2 = 1200 ( m ).
Trng lng tay vn bng ng INOX trờn mt một di cu:
DWTV =

LTV ì 10 3 1200 ì 10 3
=
= 0,004(T / m) = 0,04( KN / m)
40 ì 7
40 ì 7

-Lan can lm bng ai thộp dy 2mm, rng 50mm. Din tớch ai thộp:
ALC =0,00513(m2) (o trong AUTOCD)
S lng lan can bng ai thộp trờn ton b chiu di cu: n LC =280. Trng lng
riờng ca thộp ly bng 7,85(T/m3).
Trng lng lan can trờn mt một di cu:
DWLC =

0,00513 ì 0,05 ì 7,85 ì 280
= 0,002(T / m) = 0,02( KN / m)
40 ì 7

- Trng lng phn chõn ca lan can tay vn trờn mt một di cu:
SVTH: Nguyn Ngụ Hoi Bc - Lp T13XC1

Trang 13


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05



Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

 0,25 × 0,3 + 0,35 × 0,2 

= 
 × 40 × 2 × 7 × 25 = 7,25( KN / m)
40 × 7


DWclctv 

- Cứ 7m chừa 1m để thoát nước. Do vậy khối lượng của đá vỉa trên một mét dài cầu
là:
 0,2 + 0,25 
=
 × 0,25 × (7 × 66 + 4) × 25 = 2,46( KN / m)
DWĐV  2 × 40 × 7 

⇒ Tổng tĩnh tải giai đoạn 2:
DW = DWMC +DWTV +DWLC +DWCLCTV +DWĐV = 24,19 (KN/m).
2.3. TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG CỌC TRONG BỆ MÓNG MỐ, TRỤ.
2.3.1. Xác định sức chịu tải tính toán của cọc:
Sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi được lấy như sau:
Ptt= min{Qr, Pr}.
(2.10)
* Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu:
- Sức kháng dọc trục danh định:
Pn= 0,85.[0,85.f′c.(Ap-Ast) +fy.Ast] (MN)

(2.11)
Trong đó:
f′c: Cường độ chụ nén của BT cọc (MPa); f′c = 30 MPa.
Ap: Diện tích mũi cọc(mm2); AP =785398mm2.
Ast: Diện tích cốt thép chủ (mm2); dùng 20φ20 : Ast = 6283 mm2
fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (MPa); fy = 420 MPa
Thay vào ta được:
Pn= 0,85[0,85.30.(785398-6283)+420.6283]=19130 KN
- S ức kháng dọc trục tính toán:
Pr = f.Pn; MN
(2.12)
Với f : Hệ số sức kháng mũi cọc, f = 0,65
Pr =0,65.19130 = 12434,5 KN
* Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền:
- Sức kháng tính toán của các cọc QR có thể tính như sau:
QR = ϕ.Qn = ϕqp.Qp + ϕqs.Qs
(2.13)
+ Qp : Sức kháng mũi cọc Qp= qp.Ap.
qp : Sức kháng đơn vị mũi cọc.
Ap: Diện tích mũi cọc, Ap= 0,785(m2)
+ Qs : Sức kháng thân cọc
+ ϕqp : 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.
+ ϕqs : Hệ số sức kháng đối với sức kháng thân 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.
* Tính sức kháng mũi cọc Qp:
- Đối cọc chịu tải trọng dọc trục trong đất dính , sức kháng đơn vị mũi cọc
danh định của cọc khoan (MPa) có thể tính như sau

SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 14


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05



Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

qp = Nc x Su ≤ 4 MPa
(2.14)
Ở đây : Nc = 6x [ 1+0,2(Z/D)] ≤ 9
+ S = 0,2 :cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình(MPa)
+ D = 1000 - đường kính cọc khoan (mm)
+ Z - độ xuyên của cọc khoan (mm)
Giả thuyết cọc khoan nhồi dài 15m có đường kính D =1m
Có Z/D = 15
Nc = 6x [ 1+0.2x15] = 24 > 9 , lấy N = 9
qp = N x S = 9x0,2 = 1,80 (MPa)
Qp = ϕqp x qp x Ap = 0,65x1,80x0,785 = 918 (KN)
2.3.2. Sức kháng bên thân cọc.
- Sức kháng bên đơn vị danh định (MPa) cho cọc khoan nhồi chịu tải trọng
dưới điều kiện tải trong không thoát nước được xác định theo công thức:
qs = α × Su (TCN 272-05-10.8.3.3.1)
(2.15)
Trong đó :
+ Su : cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình(MPa)

+ α : hệ số dính bám
Cọc khoan nhồi dài 15 m, D = 1m.
Giá trị của Su được xác định từ kết quả thí nghiệm hiện trường hoặc trong phòng thí
nghiệm. Ở đây ta giả sử kết quả thí nghiệm như Bảng 2.6.

Bảng 2.6. Kết quả thí nghiệm Su.
Tên lớp đất
li(m)
Su(MPa)
1,5
0.18
2,0
0.27
Đối với lớp sét pha
rời rạc
1
0.38
Đối với lớp cát hạt
trung chặt vừa.

li
(m)
1,5
2
2
2
2

z (m)
2

4
8
10
12

2
2

0.49
0.54

Bảng 2.7. Bảng tính sức kháng thân cọc.
ϕ
Su(MPa α
)
P(m) qs(KPa)
0.18
0.55
3.14
99.00
0.27
0.49
3.14
132.30
0.38
0.42
3.14
159.60
0.49
0.38

3.14
186.20
0.54
0.35
3.14
189.00

0.65
0.65
0.65
0.65
0.65
Tổng

Qs(KN)
202.06
540.05
651.49
760.07
771.50
5490.29

Vậy QR = ϕ.Qn = ϕqp.Qp + ϕqs.Q = 918+5490,29 = 6408.29(KN)
SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 15


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05



Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

Sức chịu tải tính toán của cọc:
⇒Ptt= min{QR, Pr} = min{6408,29; 12434,5} = 6408,29(KN) = 6,408MN.
2.3.2. Tính toán áp lực tác dụng lên mố, trụ:
2.3.2.1. Áp lực tác dụng lên mố:
- Trọng lượng bản thân mố: DCttmố = DCbtmố.1,25 = 4379,13x1,25 = 5473,913 (KN)
- Trọng lượng kết cấu nhịp, trọng lượng lan can tay vịn, đá vĩa và các lớp mặt cầu
truyền xuống:(tức là trọng lượng của tĩnh tải giai đoạn I và giai đoạn II truyền
xuống)
1
2

G2tt= (1,25 × 5 × DC + 1,5 × DW ) × 40 × .

(2.16)

Trong đó:
DC: Tỉnh tải giai đoạn I tính chia đều cho một dầm chủ trên một mét
dài cầu, DC = 25,80 (KN/m)
DW: Tỉnh tải giai đoạn II trên một mét dài cầu, DW = 24,19 (KN/m).
5: Số lượng dầm chủ.
tt
⇒ G2 = 3753,165 (KN).
- Trọng lượng do hoạt tải:
+ Tải trọng do xe tải thiết kế + tải trọng làn + người gây ra:
3

P1 = n XTTK × n × m × (1 + IM )∑ ( Pi × y i ) + nTTL × n × m × g TTL × ω + n PL × 2 × T × q PL × ω
i =1

Trong đó:
nXTTK: Hệ số vượt tải của xe tải thiết kế, nXTTK = 1,75.
nTTL : Hệ số vượt tải của tải trọng làn, nTTL = 1,75.
nPL : Hệ số vượt tải của tải trọng người, nPL = 1,75.
n
: Số làn xe, n =2; m: Hệ số làn xe, m = 1,0
(1+IM) = 1,25: Hệ số xung kích.
Pi : Tải trọng của trục xe
yi : Tung độ đường ảnh hưởng tương ứng dưới trục bánh xe pi.
ω : Diện tích đường ảnh hưởng, ω = 18,7
T : Bề rộng đường người đi, T = 1,25m.
430

430

0,78

0,89

1

3940

Hình 2.7: Đường ảnh hưởng phản lực tại mố.
Vậy : P1 = 1,75 x 2 x 1 x 1,25 x (145 x 1+145 x 0,8850+35 x 0,7701) +
+ 1,75 x 2 x 1 x 9,3 x 18,7 + 1,75 x 2 x 1,5 x 3 x 18,7 = 2216,928

(KN).
+ Tải trọng do xe hai trục thiết kế + tải trọng làn + người gây ra:
SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 16




Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05

Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

120

0,97

1

3940

Hình 2.8: Đường ảnh hưởng phản lực tại mố.
2

P2 = n HTTK × n × m × (1 + IM )∑ ( Pi × y i ) + nTTL × n × m × g TTL × ω + n PL × 2 × T × q PL × ω
i =1

Trong đó :
nXTTK : Hệ số vượt tải của xe hai trục thiết kế, nXTTK = 1,75

Vậy : P2 = 1,75 x 2 x 1 x 1,25 x (110 x 1+110 x 0,9679) + 1,75 x 2 x 1 x 9,3 x 18,7
+
+ 1,75 x 2 x 1,5 x 3 x 18,7 = 1850,262 (KN).
So sánh ta chọn giá trị của hoạt tải là: P1 = 2216,928 (KN).
Vậy tổng tải trọng tác dụng lên mố cầu là:
APmố = DCttmố + G2tt + P1 = 5473,913+3753,165+2216,928=11444,006(KN)
⇒ APmố = 11444,006 (KN).
2.3.2.2. Áp lực tác dụng lên trụ:
2.3.2.2.1. Áp lực tác dụng lên trụ T1:
- Trọng lượng bản thân trụ T: DC ttT1 = DCbtT1 x 1,25 = 3726,96 x 1,25 =
4658,70(KN)
- Trọng lượng kết cấu nhịp, trọng lượng lan can tay vịn, đá vĩa và các lớp mặt cầu
truyền xuống:(tức là trọng lượng của tĩnh tải giai đoạn I và giai đoạn II truyền
xuống)
G2tt= (1,25 × 5 × DC + 1,5 × DW ) × 40 .
(2.17)
Trong đó:
DC: Tỉnh tải giai đoạn I, DC = 25,80 (KN/m).
DW: Tỉnh tải giai đoạn II trên một mét dài cầu, DW = 24,19 (KN/m).
5: Số lượng dầm chủ.
tt
⇒ G2 = 7506,33(KN).
430

430

0,89

1

0,89

7880

Hình 2.8: Đường ảnh hưởng phản lực tại trụ T1.
- Trọng lượng do hoạt tải:
+ Tải trọng do xe tải thiết kế + tải trọng làn + người gây ra:

SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 17




Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05

Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

120

0,98
1
0,98

7880

3

P1 = n XTTK × n × m × (1 + IM )∑ ( Pi × y i ) + nTTL × n × m × g TTL × ω + n PL × 2 × T × q PL × ω
i =1

Trong đó: Diện tích đường ảnh hưởng, ω = 2 x 18,7 = 37,4.
Vậy : P1 = 1,75 x 2 x 1 x 1,25 x (145 x 1+145 x 0,8850+35 x 0,8850) +
+ 1,75 x 2 x 1 x 9,3 x 37,4 + 1,75 x 2 x 1,5 x 3 x 37,4 = 3137,733
(KN).
+ Tải trọng do xe hai trục thiết kế + tải trọng làn + người gây ra
2

P2 = n HTTK × n × m × (1 + IM )∑ ( Pi × y i ) + nTTL × n × m × g TTL × ω + n PL × 2 × T × q PL × ω
i =1

Vậy : P2 = 1,75 x 2 x 1 x 1,25 x (110 x 1+110 x 0,9679) + 1,75 x 2 x 1 x 9,3 x 37,4
+
+ 1,75 x 2 x 1,5 x 3 x 37,4 = 2753,472 (KN).
So sánh ta chọn giá trị của hoạt tải là: P1 = 3137,733 (KN).
Vậy tổng tải trọng tác dụng lên trụ T1 là:
APT1 = DCttT1 + G2tt + P1 = 4658,7+7506,33+3137,733=15302,763 (KN)
⇒ APT1 = 15302,763 (KN).
2.3.2.2.2. Áp lực tác dụng lên các trụ T2, T3, T4, T5, T6:
Ta đi tính toán tương tự như ở phần 3.2.2.1.
2.3.2.3. Bảng tổng hợp áp lực tác dụng lên mố, trụ :
Bảng 2.8: Bảng tính toán áp lực tác dụng lên mố trụ
Mố M1

DCtt(KN)
1
5418.375

G2tt(KN)
2
3753.165

P1(KN)
3
2216.928

P2(KN)
4
1850.262

Max(P1,P2)
5
2216.928

11444.006

Mố M2

5418.375

3753.165

2216.928

1850.262

2216.928

11444.006

Trụ T1

4658.70

7506.33

3137.733

2753.472

3137.733

17133.163

6489.10

7506.33

3137.733

2753.472

3137.733

18630.763

7986.70

7506.33

3137.733

2753.472

3137.733

18630.763

7986.70

7506.33

3137.733

2753.472

3137.733

17133.163

6489.10

7506.33

3137.733

2753.472

3137.733

15302.763

4658.70

7506.33

3137.733

2753.472

3137.733

11444.006

Thông số

Trụ T2
Trụ T3
Trụ T4
Trụ T5
Trụ T6

Ap(KN)
1+2+5

2.3.3. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc cho mố, trụ cầu:
2.3.3.1. Xác định số lượng cọc:
Công thức tính toán :

n = β.

AP
Ptt

(2.18)

Trong đó:
SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 18




Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05

Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

n: là số lượng cọc tính toán.
β: hệ số kể đến độ lệch tâm của tải trọng, β = 1,6
AP: tổng tải trọng tác dụng lên cọc tính đến đáy bệ móng.
Ptt: sức chịu tải tính toán của cọc.
Bảng 2.9: Bảng tính số cọc mố, trụ phương án I.
STT
Cấu kiện
Ap(KN)
Ptt(KN)

n(cọc)
Chọn(cọc)
1
Mố M1
11444.006
6408.29
5
2.9
6408.29
2
Trụ T6
15302.763
5
3.8
6408.29
3
Trụ T2
17133.163
5
4.3
6408.29
4
Trụ T3
18630.763
6
4.7
6408.29
5
Trụ T4
18630.763

6
4.7
6408.29
6
Trụ T5
17133.163
5
4.3
6408.29
7
Trụ T6
15302.763
5
3.8
6408.29
8
Mố M2
11444.006
5
2.9
2.3.3.2. Bố trí cọc cho mố, trụ cầu:
2.3.3.2.1. Sơ đồ bố trí cọc tại mố:
Hai mố M1 và M2 có sơ đồ bố trí cọc giống nhau được thể hiện trong hình vẽ:
1100
400

400

150

350
100

550

100

150

Hình 2.9: Bố trí cọc tại mố phương án I.
2.3.3.2.2. Sơ đồ bố trí cọc tại trụ:
Các trụ T1, T2, T3, T4, T5, T6 có sơ đồ bố trí cọc giống nhau được thể hiện:
900

400

300

300

150

100 200 100

150

Hình 2.10:Bố trí cọc tại các trụ T1,T2,T5,T6 phương án I.

SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 19




Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05

Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

900

400

300

300

150

100 200 100

150

Hình 2.11:Bố trí cọc tại các trụ T3,T4, phương án I.
2.4. TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA DẦM CHỦ TẠI MẶT
CẮT GIỮA NHỊP:
2.4.1. Bề rộng bản cánh hữu hiệu:
Bề rộng bản cánh hữu hiệu của dầm giữa được lấy là giá trị nhỏ nhất trong 3 giá trị:
+ 1/4 chiều dài nhịp: Bbản1 =

Ltt 39,4
=
= 9,85m
4
4

+ 12 lần bề dày trung bình của bản cộng với giá trị lớn hơn trong 2 giá trị bề
rộng sườn dầm và nữa bề rộng bản trên dầm Super T.



Bbản2 = 12 × 0,15 + max 0,1;

0,64 
 = 2,12m
2 

+ Khoảng cách giữa các dầm: Bbản3 = 2,2m
Vậy bề rộng hữu hiệu của dầm giữa: B = min(Bbản1, Bbản2 , Bbản3) = 2,12m
2.4.2. Tính các đặc trưng hình học:
Mặt cắt giữa nhịp dầm chủ giai đoạn I và giai đoạn II :
216
10

47

10

26

21
70

89

10
10

61

175

56

45

45
56

175

61

216

15

10

190

89

26
21

47

10

70

Hình 2.12: Mặt cắt ngang dầm
Hình 2.13: Mặt cắt ngang dầm
giai đoạn I.
giai đoạn II.
Sử dụng MIDAS Civil 6.3.0 để tính các đặc trưng hình học:+ Giai đoạn I:

SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 20


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05



Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

Hình 2.14: Khai báo tiết diện dầm giai đoạn I
Kết quả tính toán đặc trưng hình học của tiết diện giai đoạn I như sau:

Hình 2.15: Kết quả đặc trưng hình học giai đoạn I.
+ Giai đoạn II:

Hình 2.16: Khai báo tiết diện dầm giai đoạn II.
Kết quả tính toán đặc trưng hình học của tiết diện giai đoạn II như sau:
SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 21


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05



Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

Hình 2.17: Kết quả đặc trưng hình học giai đoạn II
Từ kết quả tính toán trong MIDAS Civil 6.3.0 ta tổng hợp lại thành bảng sau:
Bảng 2.10: Bảng tính toán đặc trưng hình học mặt cắt giữa nhịp.
Mặt cắt
Ký
Mặt cắt
Đơn
Đặc trưng hình học
giai đoạn
hiệu giai đoạn I

vị
II
Diện tích
A
0.651
1.007
m2
Momen quán tính đối
Id
0.256
0.452
m4
với trục trung hòa
Khoảng cách từ trọng tâm
yt
0.855
0.671
m
đến thớ trên dầm
Khoảng cách từ trọng tâm
yd
0.895
1.229
m
đến thớ dưới dầm
Momen chống uốn đối với biên trên
Wt
0.299
0.674
m3

Momen chống uốn đối với biên dưới
Wd
0.286
0.368
m3
Chiều cao dầm
h
1.75
1.90
m
2.5. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CỦA DẦM CHỦ TẠI MẶT CẮT GIỮA NHỊP:
2.5.1. Xác định nội lực do tỉnh tải:
2.5.1.1. Xác định tỉnh tải:
Tỉnh tải bản thân dầm chủ + vách ngăn:
DCdc =

DC1 629,85
=
= 15,746( KN / m) .
40
40

Tỉnh tải của bản đệm làm ván khuôn:
DCbđ =

DCbđ 1nhip
5 × 40

=

185,788
= 0,978( KN / m)
5 × 40

=

1567,5
= 8,25( KN / m)
5 × 40

Tỉnh tải bản mặt cầu:
DCbmc =

DCb1nhip
5 × 40

Tỉnh tải chân lan can tay vịn + đá vỉa + lan can tay vịn
SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 22




Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05
DWcđlctv =

Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

DC clctv + DC đv + DWlc + DWtv 9,77
=
= 1,954( KN / m) .
5
5

Tỉnh tải lớp phủ mặt cầu:
DWlp =

DWMC 16,88
=
= 3,376( KN / m)
5
5

Vậy tổng cộng tỉnh tải tác dụng lên các dầm chủ:
- Dầm giữa: Giai đoạn khai thác: mặt cắt liên hợp
DCg = DCdc + DCbđ + DCbmc = 16,575+0,978+8,25=25,803 (KN/m)
DWg = DWlp =3,376(KN/m) (Vì: đối với dầm giữa thì: DWcđlctv = 0).
- Dầm biên: Giai đoạn khai thác: mặt cắt liên hợp
DCg = DCdc + DCbđ + DCbmc =25,803 (KN/m)
DWg = DWlp + DWcđ + DWlctv = 3,376+1,954=5,33(KN/m)
2.5.1.2. Nội lực do tỉnh tải gây ra:
Đường ảnh hưởng mômen ở giữa nhịp:
37.4m

18.7

9.35

18.7m

Đah ML/2

Hình 2.18: Đường ảnh hưởng mômen giữa nhịp.
Diện tích đường ảnh hưởng: ω = 0,5 × 9,35 × 37,4 = 174,845 .
* Dầm giữa:
Mô men tại vị trí giữa nhịp của dầm giữa: M = DC i × ω ; M = DWi × ω.
Bảng 2.11. Momen tại vị trí giữa nhịp của dầm giữa.
Diên
Tỉnh tải
Momen
Tỉnh tải
Momen
Trường hợp
tích
giai đoạn I
MDCdcg
giai đoạn II
MDWg
tải
(KN/m)
(KN.m)
(KN/m)
(KN.m)
đah (ω)
Giai đoạn
174.845
25.803
4511.526

3.376
649.025
khai thác
39400
1.2m

9.55

9.55
9.85

7.7

7.7

4.3m

4.3m

W=194.05

* Dầm biên:
Bảng 2.12. Momen tại vị trí giữa nhịp của dầm biên.

SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 23




Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05

Trường hợp
tải

Diên
tích
đah (ω)

Tỉnh tải
giai đoạn I
(KN/m)

Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

Momen
MDCdcb
(KN.m)

Tỉnh tải
giai đoạn II
(KN/m)

Momen
MDWg
(KN.m)

Giai đoạn

174.845
25.803
4511.526
5.33
931.924
khai thác
2.5.2. Xác định nội lực do hoạt tải:
2.5.2.1. Xác định hệ số phân bố ngang cho các dầm giữa:(dầm phía trong)
Vì số dầm chủ Nb =53 nên ta dùng công thức để tính hệ số phân bố ngang.
+Hệ số phân bố tải trọng cho mô men uốn:
Khi cầu thiết kế chịu tải cho một làn xe ôtô:
g mg1

 S 
=

 910 

0 , 35

0 , 25

 S .d 
× 2 
 L 

(2.19)

Trong đó:

S: Khoảng cách giữa các dầm, S = 2100mm.
L: Chiều dài nhịp, L = 40000mm.
d: Chiều cao dầm chủ tại tiết diện giữa dầm, d = 1750mm.
Thay số (2.24) ta có: gmg1 = 0,309
Khi cầu thiết kế chịu tải cho hai làn xe ôtô:
g mg 2

 S 
=

 1900 

0, 6

 S .d 
× 2 
 L 

0 ,125

(2.20)

Trong đó :

S: Khoảng cách giữa các dầm, S = 2100mm.
L: Chiều dài nhịp, L = 40000mm.
d: Chiều cao dầm chủ tại tiết diện giữa dầm, d = 1750mm.
Thay số vào (2.25) ta có: gmg2 = 0,521
Vậy ta có hệ số phân bố tải trọng cho momen uốn cho các dầm giữa:
g mg = max( g mg1 , g mg 2 ) = 0,521

Kiểm tra hệ số phân bố thõa mãn qui trình 22TCN 272-05 đối với phạm vi áp dụng:
1800mm ≤ S ≤ 3500mm
6000mm ≤ L ≤ 43000mm
450mm ≤ d ≤ 1700mm
⇒Tất cả đều thoả phạm vi áp dụng. Vậy: gmg= 0,521.
+ Hệ số phân bố tải trọng cho lực cắt:
Khi cầu thiết kế chịu tải cho một làn xe ôtô:
g vg1

 S 
=

 3050 

0,6

d 
× 
 L

0,1

= 0,604.

Khi cầu thiết kế chịu tải cho hai làn xe ôtô:
g vg 2

 S 
=


 2250 

0 ,8

d 
× 
L

0 ,1

= 0,722.

Vậy: gvg = max(gvg1,gvg2) = 0,722.
2.5.2.2. Xác định hệ số phân bố ngang cho dầm biên:
SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 24




Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
05

Thiết kế cầu theo 22 TCN 272 -

+ Hệ số phân bố hoạt tải đối với momen:
Khi một làn thiết kế chịu tải:dùng phương pháp đòn bẩy.

25

150

25

700/2
300
60

180
XTTK (XHTTK)

TTL

110

220
305
155
130

y3

y1

1

y2

y4

70

Hình 2.19: Sơ đồ tính hệ số phân phối ngang dầm biên.
Ta tính được các giá trị:y1 = 1,386; y2 = 0,705; y3 = 0,591; y4 = 0,318.
- Với một làn thiết kế ta lấy hệ số làn: m =1,2.
1
2
= 0,191

Với xe tải thiết kế: g XTTK 1 = 1,2 × × y4 ⇒ g XTTK 1 = 0,191
Với xe hai trục thiết kế: g HTTK 1
Với tải trọng người đi:

 y + y2 
g PL1 = 1,2 ×  1
 × 1,5 = 1,882.
 2 

Với tải trọng làn:
g TTL1 = 0,191

- Khi hai làn thiết kế chịu tải: g mb 2 = g mg × e.
Với: e = 0,97 +

de
8700

de: Khoảng cách giữa tim bản bụng của dầm biên với mép trong của bó

vỉa, lấy giá trị âm nếu ở về phía ngoài của bó vỉa, de = -0,65m = -650mm.



⇒ g mb 2 = 0,591 ×  0,97 −

650 
 = 0,529.
8700 

Kiểm tra hệ số phân bố: Theo qui trình 22TCN 272-05 với phạm vi áp dụng
là:
0mm ≤ de ≤ 1400mm; 1800mm < S ≤ 3500mm
Do vậy không thể áp dụng công thức trên để tính hệ số phân bố hoạt tải cho
momen khi hai làn thiết kế chịu tải.
Vậy: gmbXTTK = 0,191; gmbHTTK = 0,191
gmbPL = 1,882; gmbTTL = 0,191
+ Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt:
Khi một làn thiết kế chịu tải:dùng phương pháp đòn bẩy.
g XTTK 1 = 0,191 ; g HTTK 1 = 0,191
g PL1 = 1,882 ; g TTL1 = 0,461
SVTH: Nguyễn Ngô Hoài Bắc - Lớp T13XC1

Trang 25