Đồ Án Thiết Kế Cầu Bê Tông Cốt Thép Dul Dầm T26 Căng Trước (Kèm Bản Vẽ Cad)

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (433.98 KB, 46 trang )

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

thiết kế môn học

cầu bê tông cốt thép
a. các số liệu ban đầu.
Chiu di nhp

: L = 26 (m).

Kh cu

: K = 7 + 2 ì 1,5 (m)

Ti trng thit k

: HL93.
Ti trng ngi i b: 300 (KG/m2).

Dng kt cu nhp

: Cu dm.

Dng mt ct

: Ch T.

Vt liu kt cu

: BTCT d ng lc.

Cụng ngh ch to

: Cng trc.

Cp bờ tụng

: Grade 30.

Loi ct thộp DL

: Tao 12,7.

Ct thng

: T chn.

Neo

: T chn.

Quy trỡnh thit k

: 22 TCN 272 05.

Cỏc c trng vt liu
* Bê tông

Phần bê tông đúc sẵn
Khi không có các số liệu chính xác hơn, mô đun đàn hồi, E c, của các loại bê
tông có tỷ trọng trong khoảng từ 1440 đến 2500 kg/m3, có thể lấy nh sau :

Ec = 0,043 y

1,5
c

fc

lớp cầu đờng sắt k43
1

(5.4.2.4-1)

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

trong đó :
yc
=
fc
=

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

tỷ trọng của bê tông (kg/m3)

cờng độ quy định của bê tông (MPa)

T trng ca bê tông (Khi tinh Ec)
yc=2400 kg/m3
Tỷ trong của bê tông
yc=2500 kg/m3 =24.525kN/m3
Cng chu nén quy nh 28 ngy tui
f'c= 30Mpa
Cng ộ khi ct tao thep
34 MPa
Cng chu keo khi un fr
Đối với bê tông có tỷ trọng thông thờng fr=0,63 fc fr=3.45065Mpa
Mô un n hi Ec = 0,043 y1,5c fc Ec=27691.47
Hệ số poison :
Trừ trờng hợp có xác định bằng thí nghiệm vật lý, hệ số Poisson có thể lấy
bằng 0.2.
Phần bê tông đổ tại công trờng
Cờng độ chịu nén quy định ở 28 ngày tuổi
f'c= 28Mpa
Cng chu keo khi un
fr= fr=0,63 fc fr=3.333647 Mpa
Mô un n hi
Ec = 0,043 y 1,5c fc Ec =26752.3
* Thép cờng độ cao
Sử dụng tao thép 12,7mm thép có độ trùng dão thấp theo tiêu chuẩn AASHTO M203M
(ASTM A416M) Grade 270
Cờng độ chịu kéo
fpu=1860 Mpa
( tra trong Bảng 5.4.4.1-1 - Tính chất của tao cáp thép và thép thanh dự ứng lực)
Cấp của thép

Grade 270
Giới hạn chảy của cốt thép DƯL fpy=1860.0,9=1674 Mpa
(Giới hạn chảy fpy (MPa) 85% của fpungoại trừ 90% của fpu với tao cáp tự chùng thấp).
Mô đun đàn hồi cáp :
Đối với tao thép : Ep = 197 000 Mpa
Đờng kính tao cáp
12.7 mm
Diện tích một tao cáp
98.7 mm2
* Cốt thép thờng
Giới hạn chảy
fpy=420 Mpa
Mô dun đàn hồi
Es=200000 Mpa
b. bài thiết kế.
i. chọn sơ bộ kết cấu nhịp.
1. Lựa chọn dạng mặt cắt và kích thớc mặt cắt ngang cầu:
Chiều dài tính toán cầu dầm giản đơn một nhịp: Ltính toán = L- 2a
a là khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối, với chiều dài nhịp 26m nên lấy
a=30ữ40cm ở đây ta lấy a=30cm. Vậy Ltính toán =26-2.0,3=25,4m.
Chiều rộng toàn cầu có thể đợc xác định theo công thức:
B=B1 +2.B3+2.B2+2.B4
Trong đó:
lớp cầu đờng sắt k43
2

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

B1 là chiều rộng phần xe chạy =7m( 2 làn xe).
B3 là chiều rộng phần ngời đi bộ =1,5m.
Ta bố trí phần lề ngời đi bộ cùng mức với phần xe chạy, ta chọn dùng gờ phân cách
rộng B2 =25cm.
Chiều rộng cột lan can là B4=25cm.
Vậy B=7+2.1,5+2.0,25+2.0,25=11m=11000mm.
Ta chọn số dầm chủ là Nb=5 dầm.
Từ đó có đợc khoảng cách S giữa các dầm chủ S=2300mm.
Bố trí dầm ngang tại các vị trí ở gối cầu, 1/4 nhịp (tính toán) và giữa nhịp.
Chiều rộng mối nối: 500 (mm).
2. Thiết kế dầm chủ:
Điều kiện chọn tiết diện ( theo điều 5.14.1.2.2.)
Chiều dày của bất kỳ phần nào của nhịp dầm bê tông đúc sẵn không đợc nhỏ hơn :
Bản cánh trên
50 mm
Sờn dầm, không kéo sau
125 mm
Sờn dầm, kéo sau
165 mm
Bản cánh dới
125 mm
Dầm chủ là dầm chữ T bằng bê tông cốt thép dự ứng lực.
+ Chiều cao dầm chủ: h = (

1
1
ữ ) L = 1,18 ữ 1,44 (m).

18 22

Chọn: h = 1,3 (m) = 1300 (mm).
Kiểm tra điều kiện về chiều cao kết cấu nhịp tối thiểu(Bảng 2.5.2.6.3-1 - Chiều
cao tối thiểu thông thờng dùng cho các kết cấu phần trên có chiều cao không đổi)
Yêu cầu: hmin 0.045L=0,045.25400=1143mm, thoả mãn.
+ Chiều rộng bản cánh: b = 1800 (mm).
+ Chiều dày bản cánh : hf = 200 (mm).
+ Chiều dày sờn dầm: Chọn: bw =20(cm) = 200 (mm).
+ Kích thớc bầu dầm:
- Chiều cao bầu : hS = 300 (mm).
- Chiều rộng bầu: BS = 600 (mm).
- Chiều cao vút cánh dầm : hvf= 200 mm
- Chiều rộng vút cánh dầm : bvf=200 mm
- Chiều cao vút bầu dầm
hvbf= 200 mm
- Chiều rộng vút bầu dầm bvbf= 200 mm
ta có bảng sau:
tham số
kí hiệu
trị số
đơn vị
Chiều dài nhịp
L
26
m
lớp cầu đờng sắt k43
3

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

Khẩu độ nhịp tính
toán
Tải trọng HL93
Tổng bề rộng cầu
Mặt xe chạy
Gờ chắn xe
Lề ngời đi
Lan can

Ltt

25,4

m

B
B1
B2
B3
B4

11
7
0,25

1,5
0,25

m
m
m
m
m

3. Cấu tạo dầm ngang.
+ Chiều rộng dầm ngang: Bn = 2140 mm
+ Chiều cao dầm ngang: n = 600 (mm).
+ Khoảng cách giữa các dầm ngang: 6350 (mm).
+Chiều dày dầm ngang: tn = 200 mm
+Diện tích dầm ngang : A=2140x600=1284000mm2
+Thể tích dầm ngang : V=0.2568.108=0,2568 m3
4. Xác định bề rộng bản cánh hữu hiệu:
4.1 Đối với dầm giữa:
Bề rộng bản cánh hữu hiệu có thể lấy giá trị nhỏ nhất của :
1/ 4 chiều dài nhịp =

25400
= 6350mm
4

12 lần độ dày trung bình của bản cộng với số lớn nhất của bề dày bản bụng dầm hoặc 1/2
bề rộng bản cánh trên của dầm
200
= 3300mm
1800 / 2

=12.200+max

Khoảng cách trung bình giữa các dầm kề nhau(=2300mm)
Vậy bề rộng bản cánh hữu hiệu bi= 2300mm.
4.2 Đối với dầm biên:
Bề rộng cánh dầm hữu hiệu có thể đợc lấy bằng 1/2 bề rộng hữu hiệu của dầm kề
trong(2300/2=1150) cộng trị số nhỏ nhất của
+ 1/8 chiều dài nhịp hữu hiệu(=

25400
= 3175 mm)
8

+ 6 lần chiều dày trung bình của bản cộng với số lớn hơn giữa 1/2 độ dày bản
bụng hoặc 1/4 bề rộng bản cánh trên của dầm chính
200 / 2
=1650 mm
1800 / 4

=6.200+max

+ Bề rộng phần hẫng( =900 mm) ->be=900+1650=2550 mm
lớp cầu đờng sắt k43
4

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

ii. tính toán hệ số phân bố ngang.
1. Hệ số phân bố cho momen.
a. Phân bố hoạt tải theo làn đối với momen trong các dầm giữa.
Với dầm bê tông chữ T hệ số phân bố ngang đợc tính theo công thức dới đây:
(Bảng 4.6.2.2.2a-1- Phân bố hoạt tải theo làn đối với mô men trong các dầm giữa)
Phạm vi áp dụng:
1100 S 4900
110 ts 300
6000 L 73000
Nb 4
Cầu thiết kế có:
S = 2300 (mm)
tS = 200 (mm)
L = 25400 (mm)
Nb = 5 (dầm)
Thoả mãn điều kiện áp dụng các công thức:

+ Khi một làn thiết kế chịu tải:
0, 4
0, 3
S S Kg
g = 0,06 +
. .
3
4300 L ( L.t S )

0 ,1

+ Khi hai (hoặc hơn hai làn) thiết kế chịu tải:
0,6
0, 2
S S Kg
g = 0,075 +
. .
3
2900 L ( L.t S )

Khi thiết kế sơ bộ lấy:

Kg
( L.t S ) 3

0,1

= 1.

Thay số ta có:
+ Một làn thiết kế chịu tải:
0, 4

0,3

2300 2300
g = 0,06 +
.
.1 = 0.4388
4300 25400

lớp cầu đờng sắt k43
5

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

+ Hai làn thiết kế chịu tải:
0, 6

g m2

0, 2

2300 2300
= 0,075 +
.
.1 = 0,6132
2900 25400

Chọn giá trị lớn nhất trong 2 giá trị trên

gben trong = gm2 = 0,6132
b. Phân bố hoạt tải làn đối với momen trong dầm biên.
*) 1 làn chịu tải
Dùng phơng pháp đòn bẩy
+ Hệ số phân bố cho tải trọng ngời đi:

1,283

1
0,630
650

250

850

1200

250

gM_SE_People=(1.283+0.63)/2*1500/1000=1,4348
+Hệ số phân bố cho tải trọng làn:

1
0,261
650

250

850

250

600

600

gM_SE_Lane =1,2*0.261/2*0.6=0,094
+Hệ số phân bố cho xe tải và xe hai trục thiết kế

1
0,261
250

650

850

250

m.gM_SE_Veh =1,2*1/2*0.261=0,1566
*) Nhiều làn chịu tải:

600

lớp cầu đờng sắt k43
6

600

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

bộ môn công trình gt tp

thiết kế môn học cầu bê tông

m.gM_SE=g.mM_SI*e
e=0,77+de/2800 trong đó de=900
Không áp dụng đợc công thức trên nên ta dùng phơng pháp đòn bẩy các giá trị dùng nh
trờng hợp một làn.
Hệ số phân bố cho tải trọng ngời đi: gM_ME_People=1,4348
Hệ số phân bố cho tải trọng làn: m.gM_ME_Lane=0,0783
Hệ số phân bố cho xe tải và xe hai trục thiết kế: m.gM_ME_Veh=0,1305
Chọn giá trị:
gM_ME_People=1,4348
gM_SE_Lane =0,094
m.gM_SE_Veh =0,1566
2. Hệ số phân bố cho lực cắt.
a. Phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt trong các dầm giữa.
(Bảng 4.6.2.3a-1- Phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt trong dầm giữa).
Điều kiện áp dụng:
1100 S 4900.
6000 L 73000.
110 ts 300
Nb 4.
Ta có: S = 2300 (mm).
L = 25400 (mm).
ts =200mm.
Nb = 5
Đảm bảo điều kiện áp dụng các công thức trên.

+ Một làn thiết kế chịu tải:

g = 0,36 +

S
.
7600

+ Hai hoặc hơn 2 làn thiết kế chịu tải:

S
S
g = 0,2 +

3600 10700

2,0

.

Thay số tính toán ta có:

+ Một làn thiết kế chịu tải:
lớp cầu đờng sắt k43
7

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

g Q1 = 0,36 +

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

2300
= 0,6626
7600

+ Hai làn thiết kế chịu tải:
2

gQ 2

2300 2300
= 0,2 +

= 0,7927
3600 10700

Chọn giá trị lớn nhất trong 2 giá trị trên gben trong = 0,7927

b. Phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt trong các dầm biên.
*) 1 làn chịu tải:
áp dụng qui tắc đòn bẩy
Hệ số phân bố cho tải trọng ngời đi: gM_ME_People=1,4348
Hệ số phân bố cho tải trọng làn: m.gM_ME_Lane=0,094
Hệ số phân bố cho xe tải và xe hai trục thiết kế: m.gM_ME_Veh=0,1566
*) 2 hay nhiều làn chịu tải:
áp dụng qui tắc đòn bẩy
Hệ số phân bố cho tải trọng ngời đi: gM_ME_People=1,4348
Hệ số phân bố cho tải trọng làn: m.gM_ME_Lane=0,0783

Hệ số phân bố cho xe tải và xe hai trục thiết kế: m.gM_ME_Veh=0,1305
Chọn giá trị
gM_ME_People=1,4348
m.gM_ME_Lane=0,094
m.gM_ME_Veh=0,1566

ii. tính toán nội lực dầm chủ.
1. Xác định tải trọng thờng xuyên.
a. Tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi kết cấu (DC).
*tính cho dầm trong
+ Dầm dọc chủ:
- Diện tích tiết diện:
Aco = h f .b f + B S .hS + bw (h h f hS ) + 2.( Fvutcanh + Fvutsuon )
Aco = 0,2.1,8+ 0,6.0,3 + 0,2(1,3 0,2 0,30) +2.
(0,5*0.22+0,5*0,22)
Aco = 0,780m2.
Trọng lợng bản thân dầm chủ:
lớp cầu đờng sắt k43
8

DCl = BT . Aco .

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

DCIg = 24,525x0.780x 1 = 19,130(KN/m).

+ Dầm ngang:
Trọng lợng dầm ngang
Trọng lợng một dầm ngang
Wcross=Vn* Yc=0.2568*24,525=6,298 KN
Trọng lợng rải đều do dầm ngang
DCICross=5*6,298/(25400/1000)=1,240KN/m
Trọng lợng mối nối phần cánh T :
DCICon =(500/1000)*(200/1000)*24.525=2,453 KN/m
Tổng tải trọng: DCi== DCIg + DCICross + DCICon = 22,822(KN/m).
b. Tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng (DW).
Trng lng riêng BTAsphalt mt cu (=2250kg/3) yAtphan= 22.073 KN/m3
Trng lng riêng lp phòng nc
+ Lớp phòng nớc dày 10 (cm):
q1 =

yphòng nớc= 15KN/m3

10.230
.15 = 0.345 (KN/m).
1000

+Lớp bê tông ximăng bảo vệ 40 mm
q2=0.04*2.3*24.525=2. 256 KN/m
+ Lớp bê tông Asfan dày 5 (cm):
q3 =

50.2300
* 20.073 = 2.538 (KN/m).
1000

+Lớp mui luyện dày trung bình 20 mm
q4= (20*2300/100)*24.525 =1.128 (KN/m)
Tổng trọng lợng lớp phủ mặt cầu:
DWi = q1 + q2 + q3 + q4 = 6. 268 (KN/m).
* Đối với dầm biên
Tải trọng DC
Trong lợng bản thân dầm chủ
19,130 KN/m
Trọng lợng dầm ngang ( chỉ chịu 1/2 so với dầm trong)
0,620 KN/m
Trọng lợng mối nối phần cánh T
1,226 KN/m
Trọng lợng lan can
6 KN/m
Trọng lợng gờ chắn bánh
1,5KN/m
DCe = 28,476 KN/m

Tải trọng DW
lớp cầu đờng sắt k43
9

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

+ Lớp phòng nớc dày 10 (cm):

q1 =

10.230
.15 = 0.345 (KN/m).
1000

+Lớp bê tông ximăng bảo vệ 40 mm
q2=0.04*2.3*24.525=2. 256 KN/m
+ Lớp bê tông Asfan dày 5 (cm):
q3 =

50.2300
* 20.073 = 2.538 (KN/m).
1000

+Lớp mui luyện dày trung bình 20 mm
q4= (20*2300/100)*24.525 =1.128 (KN/m)
Tổng trọng lợng lớp phủ mặt cầu:
DWi = q1 + q2 + q3 + q4 = 6. 268 (KN/m
3. Xác định nội lực dầm chủ do hoạt tải ở các mặt cắt đặc trng.
Ta tiến hành tính toán tại các mặt cắt: Ltt/2, Ltt/4, Ltt/3, Cách gối 1.5 m , gối.
3.1. Xác định nội lực tính toán tại mặt cắt giữa dầm.
a. Do tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi kết cấu (DC)
22,822
6,35
0,5
0,5

M
Tại mặt

cắt L/2
Q

Ta có:

M = [(6,35.25,4/2).22,822] = 1840,461 (KN.m).
Q = 0 (KN).
b. Do tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng (DW).
6,268
6,35
0,5
0,5

Ta có:
M = [(6,35.25,4/2).6.268] = 505,466 (KN.m).
Q = 0 (KN).
c. Do hoạt tải:
+ Do xe tải thiết kế (xe 3 trục):
lớp cầu đờng sắt k43
10

M
Tại mặt
cắt L/2
Q

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

4,3m

35KN

4,3m

145KN

145KN

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

0,186

0,5

35KN

4,2

4,3m

0,343

145KN

6,35

4,3m

145KN

4,2

Đ.a.h M

Đ.a.h Q

0,5

Ta có:

M = [6,35.145 + 4,2(145 + 35)] . 0,6132 = 1028,252(KN.m).
Q = [145.0,5 + 145.0,343 + 35.0,186]. 0,7927 = 83,076(KN).
+ Do xe 2 trục:
110KN

110KN

1,2m

6,35

5,84

Đ.a.h M

0,46

110KN

110KN

1,2m

Đ.a.h Q

0,5
0,5

Ta có:

M = [6,35.110 + 110.5,84] . 0,6132 = 822,24 (KN.m).
Q = [110.0,5 + 110.0,46] .0,6626 = 69,97(KN).
+ Do tải trọng làn:
9,3 KN/m

6,35
lớp cầu đờng sắt k43
11

Đ.a.h M

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

9,3 KN/m

0,5
0,5

Đ.a.h Q

Ta có:

M = [6,35. 25,4/2. 9,3]. 0,6132 = 459,899 (KN.m).
Q = 0 (KN).
+ Do tải trọng bộ hành (PL):
Ta có:
M = [6,35. 25,4/2. 3.1,5]. 0,6132= 362,903 (KN.m).
Q = 0 (KN).
+ Do lực xung kích động lực của xe (IM):
- Do xe 3 trục:
MIM = 25%M3T = 0,25* 1028,252= 257,063 (KN.m).
QIM = 25%Q3T = 0,25*85,31 = 20,769 (KN).
- Do xe 2 trục:
MIM = 25%M2T = 0,25. 822,24 = 205,56 (KN.m).
QIM = 25%Q2T = 0,25. 69,97 = 17,49 (KN).
3.2. Xác định nội lực tính toán tại mặt cắt Ltt/3.
a. Do tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi kết cấu (DC):
22,822 kN/m

5,64

Đ.a.h M

0,67

Đ.a.h Q
0,33

1
M = [( 5,64.25,4 ).22,822] = 1635,966(KN.m).
2
Q = [(0,67. 16,93/2 0,33. 8,467/2).22,822] = 96,612 (KN).
b. Do tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng (DW)
Ta có:

6,268 kN/m

5,64

Đ.a.h M

0,67

Đ.a.h Q
0,33

lớp cầu đờng sắt k43
12

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

Ta có:

M = [(

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

1
5,64.25,4 ).6,268]= 449,303(KN.m).
2

Q = [(0,67. 16,93/2 0,33. 8,467/2).6,268] = 26,534(KN).

35KN

4,3m

Đ.a.h M

0,33

0,63

0,50

5,27

5,64
0,67

2,78

145KN

4,3m

4,21

145KN

1,1m

110KN

110KN

c. Do hoạt tải:

Đ.a.h Q

0,33

+ Do xe tải thiết kế (xe 3 trục):
Ta có:
M = [2,78.35 + 145(4,21 + 5,64)].0,6132 = 935,976 (KN.m).
Q = [145.0,67 + 145.0,50 + 35.0,33].0,7927 = 142,896(KN).
+ Do xe 2 trục
Ta có:
M = [5,64.110 + 110. 5,27].0,6132 = 734,48 (KN.m).

Q = [110. 0,67 + 110. 0,63].0,7927= 112,143(KN).
+ Do tải trọng làn:

5,64

9,3 KN/m

lớp cầu đờng sắt k43
13

Đ.a.h M

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

9,3 KN/m

0,67

Đ.a.h Q
0,33

Ta có:

M = [5,64 . 25,4/2. 9,3].0,6132 = 408,826(KN.m).
Q = [0,67. 16,93/2. 9,3].0,7927 = 39,37 (KN).

+ Do tải trọng bộ hành (PL):
Ta có:
M = [5,64. 25,4/2. 3.1,5].1,4348= 462,822 (KN.m).
Q = [0,67. 16,93/2. 3.1,5].1,4348= 27.332 (KN).
+ Do lực xung kích động lực của xe (IM):
- Do xe 3 trục:
MIM = 25%M3T = 0,25. 935,976 = 233,994 (KN.m).
QIM = 25%Q3T = 0,25. 142,896 = 35,724 (KN).
- Do xe 2 trục:
MIM = 25%M2T = 0,25. 734,48 = 183,62 (KN.m).
QIM = 25%Q2T = 0,25. 112,143 = 28,04 (KN).
3.3. Xác định nội lực tính toán tại mặt cắt Ltt/4.
a. Do tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi kết cấu (DC):
22,822 kN/m

4,7625

Đ.a.h M

0,75

Đ.a.h Q
0,25

1
4,7625.25,4 ).22,822] = 1380,346(KN.m).
2
Q = [(0,75. 19,05/2 0,25. 6,35/2). 22,822] = 144,9182 (KN).
b. Do tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng (DW).
Ta có:

M = [(

lớp cầu đờng sắt k43
14

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

6,268 kN/m

4,7625

Đ.a.h M

0,75

Đ.a.h Q
0,25

1
M = [( 4,7625.25,4 ).6,268] = 379,099(KN.m).
2
Q = [(0,75. 19,05/2 0,25. 6,35/2).6,628] = 39,80 (KN).
c. Do hoạt tải:
+ Do xe tải thiết kế (xe 3 trục):

35KN

Đ.a.h M

0,71

0,75

0,41

0,58

4,4875

4,7625

4,3m

2,6125

145KN

4,3m

3,6875

145KN

1,1m

110KN

110KN

Ta có:

Đ.a.h Q

0,25

Ta có:

M = [2,6125.35 + 145(3,6875 + 4 ,7625)].0,6132= 807,447(KN.m).
Q = [145.0,75 + 145.0,58 + 35.0,41]. 0,7927= 164,365 (KN).
+ Do xe 2 trục:
Ta có:
M = [4,7625.110 + 110. 4,4875].0,6132 = 734,477 (KN.m).
Q = [110. 0,75 + 110. 0,71].0,7927 = 126,676(KN).
+ Do tải trọng làn:
9,3 KN/m

4,7625

Đ.a.h M

lớp cầu đờng sắt k43
15

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

9,3 KN/m

0,75

Đ.a.h Q
0,25

Ta có:

M = [4,7625. 25,4/2. 9,3] .0,6132= 344,92 (KN.m).
Q = [0,75. 19,05/2. 9,3].0,7927= 46,812 (KN).
+ Do tải trọng bộ hành (PL):
Ta có:
M = [4,7625. 25,4/2. 3.1,5].1,4348 = 390,506 (KN.m).
Q = [0,75. 19,05/2. 3].1,4348 = 40,998 (KN).
+ Do lực xung kích động lực của xe (IM):
- Do xe 3 trục:
MIM = 25%M3T = 0,25. 807,447= 201,861 (KN.m).
QIM = 25%Q3T = 0,25. 164,365 = 41,09 (KN).
- Do xe 2 trục:
MIM = 25%M2T = 0,25. 734,477 = 183,62 (KN.m).
QIM = 25%Q2T = 0,25. 126,676= 31,669 (KN).
3.4. Xác định nội lực tính toán tại mặt cắt cách gối 1,5 m.
a. Do tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi kết cấu (DC):

22,822 kN/m

Đ.a.h M
1,411

0,941
Đ.a.h Q
0,059

1
M = [( 1,411.25,4 ).22,822] = 409,080(KN.m).
2
Q = [(1/2.0,941. 23,9 1/2.0.059. 1,5). 22,822] = 255,604 (KN).
b. Do tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng (DW).
Ta có:

lớp cầu đờng sắt k43
16

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
6,268 kN/m

Đ.a.h M
1,411

0,941
Đ.a.h Q
0,059

0,772

35KN
0,903

Đ.a.h M

0,602

145KN

0,894

0,941

4,3m

1,157

4,3m

1,411
1,340

145KN

1,1m

110KN

110KN

1
M = [( 1,411.25,4 ).6,268] = 112,350(KN.m).
2
Q = [(1/2.0,941.23,9 1/2.0,059. 1,5).6, 268] = 70,199(KN).
c. Do hoạt tải:
+ Do xe tải thiết kế (xe 3 trục):

Đ.a.h Q

0,059

Ta có:

M = [0,903.35 + 145(1,157 + 1,411)].0,6132 = 274,819(KN.m).
Q = [145.0,941 + 145.0,772 + 35.0,602]. 0,7927 = 213,557 (KN).
+ Do xe 2 trục:
Ta có:
M = [1,411.110 + 110. 0,894].0,6132 = 185,63(KN.m).
Q = [110. 0,941 + 110. 0,894].0,7927 = 159,98 (KN).
+ Do tải trọng làn:
9 kN/m

Đ.a.h M
1,411

lớp cầu đờng sắt k43
17

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông
9 kN/m

0,941
Đ.a.h Q
0,059

Ta có:

M=[1,411.25,4/2.9,3].0,6132=102,229(KN.m).
Q = [0,941. 23,9/2. 9,3].0,7927 = 82,566 (KN).
+ Do tải trọng bộ hành (PL):
Ta có:
M = [1,411. 25,4/2. 3.1,5] .1,4348= 115,731 (KN.m).
Q = [0,941. 23,9/2. 3].1,4348 = 72,311 (KN).
+ Do lực xung kích động lực của xe (IM):
- Do xe 3 trục:
MIM = 25%M3T = 0,25. 274,819= 68,70 (KN.m).
QIM = 25%Q3T = 0,25. 213,557= 53,39 (KN).
- Do xe 2 trục:
MIM = 25%M2T = 0,25. 185,63= 46,41 (KN.m).

QIM = 25%Q2T = 0,25. 159,98 = 39,99(KN).
3.5. Xác định nội lực tính toán tại mặt cắt gối.
a. Do tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi kết cấu (DC)
22,822 kN/m

Đ.a.h M

1

Đ.a.h Q

Ta có:

M = 0 (KN.m).
Q = [(1. 25,4/2).22,822] = 289,836 (KN).
b. Do tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng (DW).
6,268 kN/m

Đ.a.h M

1

Ta có:

Đ.a.h Q

M = 0 (KN.m).
lớp cầu đờng sắt k43
18

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

4,3m

35KN

4,3m

145KN

145KN

Q = [(1. 25,4/2).6,268] = 79,60 (KN)
c. Do hoạt tải:
+ Do xe tải thiết kế (xe 3 trục):

1

Đ.a.h Q

1,1m

110KN

M = 0 (KN.m).

Q = [145. 1 + 145. 0,866 + 35. 0,733].0,7927 = 228,77 (KN).
+ Do xe 2 trục:
110KN

Ta có:

0,733

0,866

Đ.a.h M

1

Ta có:

0,963

Đ.a.h M

Đ.a.h Q

M = 0 (KN.m).
Q = [110. 1 + 110. 0,963].0,7927 = 170,27(KN).

+ Do tải trọng làn
9,3 kN/m

Đ.a.h M

1

Đ.a.h Q

Ta có:

M = 0 (KN.m).
Q = [1. 25,4/2. 9,3].0,7927= 93,624 (KN).
+ Do tải trọng bộ hành (PL):
Ta có:
M = 0 (KN.m).
Q = [1. 25,4. 3.1,5].1,4348 = 81,996(KN).
+ Do lực xung kích động lực của xe (IM):
- Do xe 3 trục:
MIM = 25%M3T = 0 (KN.m).
lớp cầu đờng sắt k43
19

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

QIM = 25%Q3T = 0,25. 228,77= 57,193 (KN).
- Do xe 2 trục:
MIM = 25%M2T = 0 (KN.m).
QIM = 25%Q2T = 0,25. 170,27= 42,57 (KN).
Bảng tổng hợp nội lực do hoạt tải:

Do Mô men:
Mômen KNm
Mặt cắt
L/2
L/3
L/4
1.5m
Dầm trong
1,488.182
1,344.802
1,152.394
350.048
Dầm biên
919.368
824.230
701.100
210.499
Do lực cắt:
Lực cắt
Mặt cắt
L/2
L/3
L/4
1.5m
Dầm trong
83.076
209.828
211.177
296.123
Dầm biên

23.579
66.319
87.136
134.835

Gi
0.000
0.000
Gi
322.394
149.587

Bảng tổng hợp nội lực do tảI trọng thờng xuyên:
Do mômen:
Mômen KNm

Dầm trong
Dầm biên

Mt ct

L/2

L/3

L/4

1.5m

Aah

DCi
DWi
Aah
DCe
DWe

80.645
1,840.461
505.466
80.645
2,296.417
505.466

71.684
1,635.966
449.303
71.684
2,041.260
449.303

60.484
1,380.346
379.099
60.484
1,722.313
379.099

17.925
409.080
112.350

17.925
510.426
112.350

Gi
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000

Do lực cắt:
Lực cắt KN

Dầm trong
Dầm biên

Mt ct

L/2

L/3

L/4

1.5m

Gi

Aah
DCi
DWi
Aah
DCe
DWe

0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000

4.233
96.612
26.534
4.233
120.547
26.534

6.350
144.918
39.800
6.350
180.820
39.800

11.200
255.604

70.199
11.200
318.927
70.199

12.700
289.836
79.601
12.700
361.641
79.601

Bảng tổng hợp tảI trọng và hệ số tảI trọng:
TTGH

DC

Hệ số tảI trọng
DW

lớp cầu đờng sắt k43
20

LL, IM, PL

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

Cờng độ I

Cờng độ II
Cờng độ III
Sử dụng

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

1.25
1.25
1.25
1

1.5
1.5
1.5
1

1.75
1.35
1

Bảng tổng hợp hệ số điều chỉnh tảI trọng:
Hệ số điều chỉnh tải trọng:

= D . R . I

D : Hệ số xét đến tính dẻo của kết cấu.
R : Hệ số xét đến tính d của kết cấu.
I : Hệ số liên quan đến tầm quan trọng khi khai thác.

Ta có thể áp dụng:
D = 0,95;

R = 0,95;

I = 1,05.

= 0,95.0,95.1,05 0,95 .
Thoả mãn điều kiện:
TTGH
Cờng độ
Sử dụng

hD
1
1

0,95.

hR
1
1

Hệ số

Bảng tổng hợp nội lực trong dầm tại các mặt cắt điển hình:
Bảng tổng hợp nội lực dầm trong:
Mômen:
Mômen KNm
Mặt cắt

L/2
L/3
L/4
DCi
1,840.461
1,635.966
1,380.346
DWi
505.466
449.303
379.099
LLi + IMi
1,488.182
1,344.802
1,152.394
Cờng độ I
5,663.093
5,072.316
4,310.771
Cờng độ II
3,058.775
2,718.911
2,294.082
Cờng độ III
5,067.820
4,534.395
3,849.813
Sử dụng
3,834.109
3,430.071

2,911.839

Lực cắt:
Lực cắt KN
lớp cầu đờng sắt k43
21

hI
1
-

h
1
1

1.5m
409.080
112.350
350.048
1,292.460
679.875
1,152.440
871.478

Gi
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000

0.000
0.000

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

Mặt cắt

L/2

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

L/3

L/4

1.5m

Gi

DCi

0.000

96.612

144.918

255.604

289.836

DWi

0.000

26.534

39.800

70.199

79.601

LLi + IMi

83.076

209.828

211.177

296.123

322.394

Cờng độ I

145.383

527.765

610.408

943.018

1,045.887

Cờng độ II

0.000

160.566

240.848

424.804

481.697

Cờng độ III

112.152

443.834

525.937

824.569

916.929

Sử dụng

83.076

332.974

395.896

621.926

691.832

Bảng tổng hợp nội lực dầm biên
Mômen:
Mômen KNm
Mặt cắt

L/2

L/3

L/4

1.5m

Gi

DCi

2,296.417

2,041.260

1,722.313

510.426

0.000

DWi

505.466

449.303

379.099

112.350

0.000

919.368

824.230

701.100

210.499

0.000

Cờng độ I

5,237.615

4,667.932

3,948.465

1,174.931

0.000

Cờng độ II

3,628.720

3,225.529

2,721.540

806.557

0.000

Cờng độ III

4,869.867

4,338.240

3,668.025

1,090.731

0.000

Sử dụng

3,721.251

3,314.793

2,802.512

833.275

0.000

1.5m
318.927
70.199
134.835
739.919
503.958
685.985

523.961

Gi
361.641
79.601
149.587
833.230
571.452
773.395
590.829

LLe +IMe+PLe

Lực cắt:
Lực cắt KN
Mặt cắt
DCi
DWi
LLi + IMi
Cờng độ I
Cờng độ II
Cờng độ III
Sử dụng

L/2
0.000
0.000
23.579
41.263
0.000

31.831
23.579

L/3
120.547
26.534
66.319
306.542
190.484
280.014
213.399

L/4
180.820
39.800
87.136
438.214
285.726
403.360
307.757

III. Bố TRí CốT THéP Dự ứNG LựC.
Tao thép 7 si DL không sơn phủ, có kh ng suất cho bê tông d ng lc
Bảng toạ độ cốt thép DƯL do bố trí
K/c t tim dm

13000

12000

10000

8000

lớp cầu đờng sắt k43
22

6000

4000

2000

0

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

Nhúm ct thộp s 1
Nhúm ct thộp s 2
Nhúm ct thộp s 3
Nhúm ct thộp s 4
Nhúm ct thộp s 5
Nhúm ct thộp s 6
Nhúm ct thộp s7
Nhúm ct thộp s 8
Nhúm ct thộp s 9
Nhúm ct thộp s 10

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

1100

1018.5

855.93

693.33

530.73

368.13

360

360

1040

958.53

795.93

633.33

470.73

308.13

300

300

980

898.53

735.93

573.33

410.73

248.13

240

240

920

800.65

561.94

323.23

180

180

180

180

860

740.65

501.94

263.23

120

120

120

120

800

680.65

441.94

203.23

60

60

60

60

240

240

240

240

240

240

240

240

180

180

180

180

180

180

180

180

120

120

120

120

120

120

120

120

60

60

60

60

60

60

60

60

Bảng toạ độ cốt thép DƯL do bố trí

Mt ct

Cỏch gi
1,5m

Gi

K/c t tim dm
Nhúm ct thộp s
1
Nhúm ct thộp s
2
Nhúm ct thộp s
3
Nhúm ct thộp s

4
Nhúm ct thộp s
5
Nhúm ct thộp s
6
Nhúm ct thộp
s7
Nhúm ct thộp s
8
Nhúm ct thộp s
9
Nhúm ct thộp s
10

Ltt/4

12700

11200

6350

Ltt/3
4233.3
3

1075.60

953.63

559.23

387.11

360

1015.60

893.63

499.23

327.11

300

955.60

833.63

439.23

267.11

240

884.19

705.16

180

180

180

824.19

645.16

120

120

120

764.19

585.16

60

60

60

240

240

240

240

240

180

180

180

180

180

120

120

120

120

120

60

60

60

60

60

Trọng tâm của nhóm cốt thép tại các mặt cắt
Mặt cắt giữa nhịp
1

2

360

2

2

300

3

2

240

lớp cầu đờng sắt k43
23

Ltt/2

0

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

4

2

180

5

2

120

6

2

60

7

6

240

8

6

180

9

6

120

10

6

60

Cng

36
ypb=

176.842

Mặt cắt dầu nhịp
1

2

1100

2

2

1040

3

2

980

4

2

740

5

2

740

6

2

740

7

6

240

8

6

180

9

6

120

10

6

60

Cng

36
ypb=

391.579

Mặt cắt gối
1

2

1075.60

2

2

1015.60

3

2

955.60

4

2

884.19

5

2

824.19

6

2

764.19

lớp cầu đờng sắt k43
24

Trờng đại học giao thông vận tải
Khoa công trình

bộ môn công trình gt tp
thiết kế môn học cầu bê tông

7

6

240

8