ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép

PHẦN 1: THIẾT KẾ SƠ BỘ
CHƯƠNG 1
ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC XÂY DỰNGVÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VƯỢT SÔNG G1
1. 1.Đặc điểm khu vực xây dựng:
1.1.1. Địa chất :
Qua thăm dò địa chất có số liệu khu vực xây dựng cầu có số liệu địa chất như sau:
- Lớp 1: Á sét dẻo dày 6.0(m)
- Lớp 2: Sét nữa cứng 5.0(m)
- Lớp 3: Đá phiến sét phong hóa mạnh dày ∞
- Mặt cắt ngang sông gần như đối xứng nhau.
1.1.2. Thuỷ văn :
- Mực nước cao nhất : 7 (m)
- Mực nước thông thuyền : 4 (m)
- Mực nước thấp nhất : 1.5 (m)
1.1.3. Các tiêu chuẩn kỹ thuật của công trình:
- Cầu vượt sông cấp IV có yêu cầu khẩu độ thông thuyền là >30(m)
- Khẩu độ cầu: Lo = 150 (m)
- Khổ cầu : K = 7 + 1,5x2 (m).
- Tải trọng thiết kế :
+ HL-93
+ PL = 3,0 kN/m2
1.2 . Đề xuất các phương án vượt sông:
1.2.1. Giải pháp chung về kết cấu:
Do sông cấp IV yêu cầu nhịp thông thuyền: LnhịpTT > 32(m)
1.2.2. Đề xuất các phương án vượt sông:
1.2.2.1 Phương án 1: Cầu dầm dầm giản đơn BTCT ứng suất trước (tiết diện chử T)
Nhịp (30m + 30m + 36m + 30m + 30m )
TT
Ta có

L0 = (30x4+36) + 4 . 0,05 – 4 . 1.8 – 2 . 1=147 (m)

Kiểm tra điều kiện:
=> Đạt yêu cầu .
1.2.2.2 Phương án 2: Cầu dầm dầm giản đơn BTCT ứng suất trước (tiết diện chử I)
Nhịp (39m + 39m + 39m + 39m )
tt
Ta có L o = ( 4.39) + 3.0,05 - 3.1,8 – 2.1= 148.75 (m)

Kiểm tra điều kiện:
=> Đạt yêu cầu .
-1-


Đồ án Thiết kế cầu bê tơng cốt thép

CHƯƠNG 2:THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 1
Thiết kế cầu dầm giản đơn BTCT ứng suất trước tiết diện chử T
Nhịp (30m + 30m + 36m + 30m + 30m )
2.1. Tính tốn nhịp 36m:
2.1.1. Mặt cắt ngang :
Cấu tạo mặt cắt ngang như hình vẽ :
MẶT CẮT NGANG CẦU PHƯƠNG ÁN I TL:1/50
1/2 MẶT CẮT I-I

1/2 MẶT CẮT II-II

LỚP BÊ TÔNG NHỰA DÀY 7cm
LỚP BÊ TÔNG B? O VỆ 3cm
LỚP PHÒNG NƯỚC DÀY 0.4cm

LỚP VỮA ĐỆM DÀY 1cm
LỚP BÊ TÔNG BẢN MẶT CẦU DÀY 20cm
250

250

1500

250

2%

200

300

150

200

250

1500

200

100

3500

2%

250

250

150

3500

150

1500

850

250

875

1850

1850

925

925

1850

1850

875

Hình 2.1.1: cấu tạo mặt cắt ngang cầu
- Chiều rộng phần xe chạy 7 (m)
- Chiều rộng phần người đi bộ 2x1,5 (m)
- Bố trí lề người đi bộ ngăn cách mặt đường xe chạy ta dùng gờ chắn bánh xe rộng 25 cm .
- Chiều rộng cột lan can là : 25cm
- Chiều rộng bản mặt cầu xác định :
Bmc = 7 + 2x1,5 + 2x0,25+ 2x0,25 = 11 (m)
2.1.2. Kết cấu nhịp:
2.1.2.1. Tính tốn dầm chủ (6 dầm):
• Chọn số dầm chủ là Nb = 6 dầm, khoảng cách các dầm chủ tính theo cơng thức sau :
S = = 1.8333 m. Chọn: S = 1.85 m
Suy ra : chọn phần cách hẫng:

Sk = 0.875 m .
-2-


Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép
•

Chiều cao dầm chủ được xác định theo tiêu chuẩn 22TCN272-05
Hdc= 0,045L=0,045x36=1,62 m. Chọn 1,7 m
Kích thước dầm chủ được thể hiện ở hình dưới : đơn vị ( mm )
36000

850

850

2100

600

400

1700

2100

200

200

`

1500

250

150

1500

200

200

400

600

400

400

Hình 2.1.2: cấu tạo dầm chủ
• Tính các thông số sơ bộ :

Diện tích mặt cắt ngang giữa dầm :
Agd = 0,75m2
Diện tích mặt cắt ngang tại đầu dầm :
Add= 1,18 m2
Thể tích bê tông tại vị trí 2 đầu dầm :
Vdd= 1,18x2,1x2 = 4.956 m3
Thể tích bê tông hai đoạn vuốt đầu dầm: Vvdd= x 0,85 x 2 = 1,6405m3
Thể tích bê tông tại vị trí giữa dầm :
Vgd= 0,75 x 30.1 = 22.575 m3
=> Tổng thể tích bê tông 1 dầm :
Vd= 4.956 + 1,6405+ 22.575 = 29.1715 m3
Trong dầm chính thì lượng thép chiếm khoảng 210kg/m3
Suy ra : khối lượng cốt thép trong 1 dầm chủ : Gct= 29.1715 x 0,21 = 6,126 T
- Thể tích của thép trong dầm : Vct= 6,126 / 7,85 = 0,7804 m3
Suy ra thể tích thực của bêtông : Vbt= 29.1715 -0,7804 = 28,4 m3
- Khối lượng thực của bêtông trong 1 dầm chủ: Gbt= 28,4 x 2,4 = 68.14 T
Suy ra khối lượng 1 dầm chủ : Gdc1= 68.14 +6,126 = 74.266 T
 Khối lượng 6 dầm chủ là : Gdc 6=74.266 x6= 445.596 T=4455.96 KN

2.1.2.2. Trọng lượng mối nối: (5 mối nối+2 phần cánh dầm):
-

- Diện tích 1 mối nối: Amn=0.3x0.2=0.06 m2
- Diện tích phần cánh dầm: Acd=0.1x0.2=0.02 m2
- Thể tích (5 mối nối+ 2 phần cánh dầm): Vmn+cd=0.06x36x5+0.02x36x2 = 12.24 m3
-3-


Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép
- Hàm lượng cốt thép theo thể tích trong mối nối và phần cánh dầm là :khb = 2%
- Thể tích cốt thép trong mối nối và phần cánh dầm: Vc t= 0.02 x 12.24 = 0.2448 m3
- Khối lượng cốt thép trong mối nối : Gct=0.2448 x7.85=1.922 T
- Khối lượng bê tông trong mối nối : Vbt=(12.24 - 0.2448 )x2.4 = 28.79 T
 Khối lượng 5 mối nối :
Gmn=28.79 +1.922= 30.712 T = 307.12 KN
2.1.2.3. Dầm ngang: (5 dầm ngang):
Dầm ngang được bố trí tại vị trí : hai đầu dầm cầu và L/2,L/4
Số lượng dầm ngang : Nn= (Nb - 1) x 5 = 25 dầm
+ Nn : là số dầm ngang

1500

150

900

1250

200

+ Nb : là số dầm chủ

Hình 2.1.3: cấu tạo dầm ngang
• Tính toán thông số sơ bộ :

Các thông số dầm ngang được thể hiện ở hình trên
- Bề dày dầm ngang là 20cm
- Diện tích mặt cắt ngang dầm tại vị trí nhịp dầm : And= 1.9925 m2
- Diện tích mặt cắt ngang dầm tại vị trí đầu dầm : Ađd= 1.875 m2
- Thể tích 1 dầm ngang tại vị đầu dầm : Vđd= 1.875 x 0,2 = 0,375 m3
- Thể tích 1 dầm ngang tại vị nhịp dầm : Vnd= 1.9925 x 0,2 = 0,3985 m3
=> Tổng thể tích dầm ngang : Vdn = 0,3985 x15 + 0,375 x10 = 9.7275 m3
- Hàm lượng cốt thép theo thể tích trong dầm ngang là khb = 2%
- Suy ra : thể tích cốt thép : Vct = khb.Vdn = 0,02x9.7275 = 0,19455 m3
- Khối lượng cốt thép trong dầm ngang: Gct = Vshb.γs=0,19455 x7,85 = 1.5272 T
- Thể tích bê tông trong dầm ngang : Vbt = Vdn–Vct = 9.7275 –0,19455 = 9.533 m3
- Khối lượng bê tông trong dầm ngang : Gbt = Vbt.γc= 9.533 x 2,4 = 22.879 T
-4-


ỏn Thit k cu bờ tụng ct thộp
Khi lng ton b dm ngang l:

Gdn = Gbt+Gct = 22.879 + 1.5272 = 24.406 T = 244.06 KN
2.1.2.4. Lan can tay vn , g chn bỏnh xe:
2.1.2.4.1. Lan can tay vn.
- Dựng g chn bỏnh xe lm dóy phõn cỏch phõn cỏch phn ngi i b vi phn xe
chy nờn ta thit k lan can tay vin theo cõu to.
- Cõu to v kớch thc nh hỡnh v bờn di.

150

2850

150

250

R75

850

R40
THEP ONG DAỉY 2mm
R40
150

250

250

250

350

THEP TRUẽ DAỉY 6mm

Hỡnh 2.1.4: cu to lan can tay vn
+ Vi diờn tớch phn bờ Ab = 0,0625 m2 , liờn tc 2 bờn cu
Vb= 0.0625 x 36 = 2.25 m3

Hm lng ct thộp trong bờ chim kp = 1,5 %
Vct= 2.25 x 0.015 = 0.03375 m3
Khi lng ct thộp v bờ tụng trong bờ (tớnh cho 2 phớa):
Gbờ =( 0.03375 x 7.85 + (2.25-0.03375 )x2.4)=11.17 T
+ Th tớch phn tr :Vt = 0,00268m3 ,cỏc tr cỏch nhau 3m, tng s lng l 13 tr , liờn
tc 2 bờn cu.
Khi lng ct thộp trong tr: Gtr=0.00268 x 2 x 13 x7.85 = 0.547 T
+ Th tớch ct thộp ca lan can l: Vlc =0,00195 x 36 x 2= 0.1404 m3
Khi lng ct thộp trong lan can: Glc=0.1404 x 7.85 =1.102 T
Vy, khi lng ton b lan can, tay vinh l:

Glc-tv = 11.17+ 0.547+ 1.102 = 12.82 T = 128.2 KN
2.1.2.4.2. G chn bỏnh xe.

-5-


150

250

Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép

Hình 2.1.5: cấu tạo gờ chắn bánh xe
+ Diện tích gờ chắn bánh xe: Agc = 0,0575 m2
+ Thể tích gờ chắn bánh xe (tính cho 2 bên phía) : Vgc= 0,0575x36x2=4.14m3
+ Hàm lượng cốt thép theo thể tích trong gờ chắn bánh xe là khb = 2%
+ thể tính cốt thép: Vct=0.02x4.14=0.0828 m3
+ khối lượng cốt thép: Gct=0.0828x7.85=0.65 T
+ khối lượng phần bê tông: Gbt=(4.14-0.0828)x2.4=9.74 T

 Khối lượng gờ chắn bánh xe : Ggc = 9.74+0.65 = 10.39 T = 103.9 KN

2.1.3. Các lớp phủ mặt cầu :
2.1.3.1. Số liệu chọn:
Chiều dày các lớp chọn như sau:
+ lớp đệm có tác dụng tạo phẳng và độ dốc ngang cầu 2% dày trung bình 10mm.
+ lớp phòng nước có bề dày 4 mm.
+ lớp bêtông bảo vệ có bề dày 30 mm.
+ lớp bêtông nhựa dày 70 mm (qui định từ 50-70mm).
Về việc nghiêng tạo độ dốc nước chảy 2% của bản mặt cầu có thể được tiến hành bằng
việc cho chênh gối của các dầm I kê lên trụ hoặc mố mà không cần tạo độ chênh ngay
trên BMC
2.1.3.2. Tính toán các thông số sơ bộ :
Dung trọng của bêtông ximăng là 2,4 T/m3 .
Dung trọng của bêtông nhựa là 2,25 T/m3 .
Dung trọng của cốt thép là 7,85 T/m3 .
2.1.3.3. Tính toán khối lượng bản mặt cầu:
Lớp BTN dày 7cm có khối lượng trên 1m dài là :
DWbtn= 0,07 (7+2x1,5) 2,25 = 1,575 (T/m).
Lớp bê tong bảo vệ dày 3cm có khối lượng trên 1m dài là :
DWbt= 0,03 (7+2x1,5) 2,4= 0.72 (T/m).
Khối lượng lớp phòng nước dày 0.4cm trên 1m dài là :
-6-


Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép
DWpn= 0,004 (7+2x1,5) 1,5= 0,06 (T/m).
Khối lượng lớp đệm tạo độ dốc 2% có chiều dày trung bình 1cm:
DWvd= 0,01 (7+2x1,5) 2,2 = 0.22 (T/m).
Khối lượng các lớp phủ mặt cầu trên 1m dài:

DW= 1,575 +0.72+ 0,06 + 0.22 = 2.575 (T/m).
 Khối lượng các lớp phủ mặt cầu cho 1 nhịp dài 36m:

Glớp phủ= 2.575 36 = 92.7 (T) = 927 KN
Bảng tổng hợp khối lượng kết cấu nhịp và lớp phủ mặt cầu nhịp 36m:
Hạng mục
Khối lượng (KN)
Lớp phủ mặt cầu
927
Dầm chính
4455.96
Dầm ngang
244.06
Lan can-tay vịn
128.2
Gờ chắn bánh xe
103.9
mối nối + cánh dầm dư
307.12

2.2. Tính toán nhịp 30m.
2.2.1. Mặt cắt ngang :
Cấu tạo mặt cắt ngang như hình vẽ :
MẶT CẮT NGANG CẦU PHƯƠNG ÁN I TL:1/50

-7-


Đồ án Thiết kế cầu bê tơng cốt thép
1/2 MẶT CẮT I-I

1/2 MẶT CẮT II-II

LỚP BÊ TÔNG NHỰA DÀY 7cm
LỚP BÊ TÔNG B? O VỆ 3cm
LỚP PHÒNG NƯỚC DÀY 0.4cm
LỚP VỮA ĐỆM DÀY 1cm
LỚP BÊ TÔNG BẢN MẶT CẦU DÀY 20cm
250

250

1500

250

2%

300

100

200

200

150

200

250

1500

3500

2%

250

250

150

3500

150

1500

850

250

875

1850

1850

925

925

1850

1850

875

Hình 2.2.1: cấu tạo mặt cắt ngang cầu
- Chiều rộng phần người đi bộ 2x1,5 (m)
- Bố trí lề người đi bộ ngăn cách mặt đường xe chạy ta dùng gờ chắn bánh xe rộng 25 cm
- Chiều rộng cột lan can là : 25cm
- Chiều rộng bản mặt cầu xác định :
Bmc = 7 + 2x1,5 + 2x0,25+ 2x0,25 = 11 (m)
2.2.2. Kết cấu nhịp.
2.2.2.1. Tính tốn dầm chủ (5 dầm).
• Chọn số dầm chủ là Nb = 5 dầm, khoảng cách các dầm chủ tính theo cơng thức sau :
S = = 1.8333 m. Chọn: S = 1.85 m
Suy ra : chọn phần cách hẫng: Sk = 0.875 m .
• Chiều cao dầm chủ được xác định theo tiêu chuẩn 22TCN272-05
Hdc= 0,045L=0,045x30=1,35 m. Chọn 1,7 m
Kích thước dầm chủ được thể hiện ở hình dưới : đơn vị ( mm )

`

850

30000

850

2100
1700

2100

-8-


200

200

Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép

1500

250

150

1500

200

200

400

600

400

400

600

400

Hình 2.2.2: cấu tạo dầm chủ
• Tính các thông số sơ bộ :

- Diện tích mặt cắt ngang giữa dầm :

Agd = 0,75m2

- Diện tích mặt cắt ngang tại đầu dầm :

Add= 1,18 m2

- Thể tích bê tông tại vị trí 2 đầu dầm :

Vdd= 1,18x2,1x2 = 4.956 m3

- Thể tích bê tông hai đoạn vuốt đầu dầm : Vvdd= x 0,85 x 2 = 1,6405m3
- Thể tích bê tông tại vị trí giữa dầm :

Vgd= 0,75 x 24.1 = 18.075 m3

=> Tổng thể tích bê tông 1 dầm :

Vd= 4.956 + 1,6405+ 18.075 = 24.672 m3

Trong dầm chính thì lượng thép chiếm khoảng 210kg/m3
Suy ra : khối lượng thép trong 1 dầm chủ : Gct= 24.672 x 0,21 = 5.18 T
- Thể tích của thép trong dầm : Vct= 5.18 / 7,85 = 0,66 m3
Suy ra thể tích thực của bêtông : Vbt= 24.672 -0,66 = 24.012 m3
- Khối lượng thực của bêtông trong 1 dầm chủ: Gbt= 24.012 x 2,4 = 57.63 T
Suy ra khối lượng 1 dầm chủ : Gdc= 57.63 + 5.18 = 62.81 T
 Khối lượng 6 dầm chủ là : Gdc =62.81 x6= 376.86 T= 3768.6 KN

2.2.2.2. Trọng lượng mối nối: (5 mối nối+2 phần cánh dầm).
- Diện tích 1 mối nối: Amn=0.3x0.2=0.06 m2
- Diện tích phần cánh dầm: Acd=0.1x0.2=0.02 m2
- Thể tích (5 mối nối+ 2 phần cánh dầm): Vmn+cd=0.06x30x5+0.02x30x2 = 10.2 m3
- Hàm lượng cốt thép theo thể tích trong mối nối và phần cánh dầm là :khb = 2%
- Thể tích cốt thép trong mối nối và phần cánh dầm: Vc t= 0.02 x 10.2

= 0.204 m3

- Khối lượng cốt thép trong mối nối : Gct=0.204x7.85=1.601 T
-9-


Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép
- Khối lượng bê tông trong mối nối : Vbt=(10.2 - 0.204 )x2.4 = 23.99 T
 Khối lượng 5 mối nối và 2 phần cánh dầm :

Gmn=23.99 +1.601 = 25.591 T = 255.91 KN
2.2.2.3. Dầm ngang: (5 dầm ngang)
Dầm ngang được bố trí tại vị trí : hai đầu dầm cầu và L/2,L/4
Số lượng dầm ngang : Nn= (Nb - 1) x 5 = 25 dầm
+ Nn : là số dầm ngang

1500

150

900

1250

200

+ Nb : là số dầm chủ

Hình 2.2.3: cấu tạo dầm ngang
• Tính toán thông số sơ bộ :

Các thông số dầm ngang được thể hiện ở hình trên
- Bề dày dầm ngang là 20cm
- Diện tích mặt cắt ngang dầm tại vị trí nhịp dầm : And =1.9925 m2
- Diện tích mặt cắt ngang dầm tại vị trí đầu dầm : Ađd =1.875 m2
- Thể tích 1 dầm ngang tại vị đầu dầm : Vđd =1.875 x 0,2 = 0,375 m3
- Thể tích 1 dầm ngang tại vị nhịp dầm : Vnd =1.9925 x 0,2 = 0,3985 m3
=> Tổng thể tích dầm ngang : Vdn = 0,3985 x15 + 0,375 x10 = 9.7275 m3
- Hàm lượng cốt thép theo thể tích trong dầm ngang là khb = 2%
- Suy ra : thể tích cốt thép : Vct = khb.Vdn = 0,02x9.7275 = 0,19455 m3

- Khối lượng cốt thép trong dầm ngang: Gct = Vshb.γs=0,19455 x7,85 = 1.5272 T
- Thể tích bê tông trong dầm ngang : Vbt = Vdn–Vct = 9.7275 –0,19455 = 9.533 m3
- Khối lượng bê tông trong dầm ngang : Gbt = Vbt.γc= 9.533 x 2,4 = 22.879 T
-10-


ỏn Thit k cu bờ tụng ct thộp
Khi lng ton b dm ngang l:

Gdn = Gbt+Gct = 22.879 + 1.5272 = 24.406 T = 244.06 KN
2.2.2.4. Lan can tay vn , g chn bỏnh xe.
2.2.2.4.1. Lan can tay vn.
- Dựng g chn bỏnh xe lm dóy phõn cỏch phõn cỏch phn ngi i b vi phn xe
chy nờn ta thit k lan can tay vin theo cõu to.
- Cõu to v kớch thc nh hỡnh v bờn di.

2850

150

250

850

R75
THEP TRUẽ DAỉY 6mm
R40
THEP ONG DAỉY 2mm
R40
150

250

250

250

350

150

Hỡnh 2.2.4: cu to lan can tay vn
+ Vi diờn tớch phn bờ Ab = 0,0625 m2 , liờn tc 2 bờn cu
Vb= 0.0625 x 30 = 1.875 m3
Hm lng ct thộp trong bờ chim kp = 1,5 %
Vct= 1.875 x 0.015 = 0.02813 m3
Khi lng ct thộp v bờ tụng trong bờ (tớnh cho 2 phớa):
Gbờ =( 0.02813 x 7.85 + (1.875-0.02813 )x2.4)x2=9.306 T
+ Th tớch phn tr :Vt = 0,00268m3 ,cỏc tr cỏch nhau 3m, tng s lng l 11 tr , liờn
tc 2 bờn cu.
Khi lng ct thộp trong tr: Gtr=0.00268 x 2 x 11 x7.85 = 0.463 T
+ Th tớch ct thộp ca lan can l: Vlc =0,00195 x 30 x 2= 0.117 m3
Khi lng ct thộp trong lan can: Glc=0.117 x 7.85 =0.918 T
Vy, khi lng ton b lan can, tay vinh l:

Glc-tv = 9.306 + 0.463+ 0.918 = 10.687 T = 106.87 KN
2.2.2.4.2.G chn bỏnh xe.

-11-

150

250

Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép

Hình 2.2.5: cấu tạo gờ chắn bánh xe
+ Diện tích gờ chắn bánh xe: Agc = 0,0575 m2
+ Thể tích gờ chắn bánh xe (tính cho 2 bên phía) : Vgc= 0,0575x30x2=3.45 m3
+ Hàm lượng cốt thép theo thể tích trong gờ chắn bánh xe là khb = 2%
+ Thể tính cốt thép: Vct=0.02x3.45 =0.069 m3
+ khối lượng cốt thép: Gct=0.069x7.85=0.542 T
+ khối lượng phần bê tông: Gbt=(3.45 -0.069)x2.4=8.114 T
 Khối lượng gờ chắn bánh xe : Ggc = 8.114 + 0.542 = 8.656 T = 86.56 KN

2.2.3. Các lớp phủ mặt cầu :
2.2.3.1. Số liệu chọn:
Chiều dày các lớp chọn như sau:
+lớp đệm có tác dụng tạo phẳng và độ dốc ngang cầu 2% dày trung bình 10mm.
+ lớp phòng nước có bề dày 4 mm.
+ lớp bêtông bảo vệ có bề dày 30 mm.
+lớp bêtông nhựa dày 70 mm (qui định từ 50-70mm).
Về việc nghiêng tạo độ dốc nước chảy 2% của bản mặt cầu có thể được tiến hành bằng việc
cho chênh gối của các dầm I kê lên trụ hoặc mố mà không cần tạo độ chênh ngay trên BMC
2.2.3.2. Tính toán các thông số sơ bộ :
Dung trọng của bêtông ximăng là 2,4 T/m3 .
Dung trọng của bêtông nhựa là 2,25 T/m3 .
Dung trọng của cốt thép là 7,85 T/m3 .
2.2.3.3. Tính toán khối lượng bản mặt cầu:

Lớp BTN dày 7cm có khối lượng trên 1m dài là :
DWbtn= 0,07 (7+2x1,5) 2,25 = 1,575 (T/m).
Lớp bê tong bảo vệ dày 3cm có khối lượng trên 1m dài là :
DWbt= 0,03 (7+2x1,5) 2,4= 0.72 (T/m).

-12-


Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép
Khối lượng lớp phòng nước dày 0.4cm trên 1m dài là :
DWpn= 0,004 (7+2x1,5) 1,5= 0,06 (T/m).
Khối lượng lớp đệm tạo độ dốc 2% có chiều dày trung bình 1cm:
DWvd= 0,01 (7+2x1,5) 2,2 = 0.22 (T/m).
Khối lượng các lớp phủ mặt cầu trên 1m dài:
DW= 1,575 +0.72+ 0,06 + 0.22 = 2.575 (T/m).
 Khối lượng các lớp phủ mặt cầu cho 1 nhịp dài 36m:

Glớp phủ = 2.575 30 = 77.25 (T) = 772.5 KN
Bảng tổng hợp khối lượng kết cấu nhịp và lớp phủ mặt cầu nhịp 30m:
Hạng mục
Khối lượng (KN)
Lớp phủ mặt cầu
772.5
Dầm chính
3768.6
Dầm ngang
244.06
Lan can-tay vịn
106.87
Gờ chắn bánh xe

86.56
mối nối + cánh dầm dư
255.91

2.3. Tính toán mố , trụ cầu :
2.3.1. Mố cầu(2 mố) :
2.3.1.1. Mố A :
• Chọn loại mố chữ U tường mỏng (đơn vị ghi mm)
Mố có kích thước như hình vẽ:

-13-


2700

500

200

200

1000

200

2500

1100

500

1400
5400

150
1100

1500

900

2000

1
1:

3700

750 250

Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép

Hình 2.3.1: cấu tạo mố chử U tường mỏng(mố A)
• Tính khối lượng mố :

- Phần tường đỉnh :
Vtd = 15.768 m3
- tường thân:
Vtt = 30.8 m3
- Phần tường cánh:

Vtc = 15.555x2x0.4=12.444 m3
- Phần đá tảng kê gối:
Vdt= 0.2x0.9x0.9x6 = 0,972 m3
- Phần bệ mố :
Vbệ = 2x1.8x1.5x0.9+1.5x3.6x11.5 = 66.96 m3
- Bản giảm tải :
Vbgt = (2.5x0,2x1) x10= 5 m3
- Phần xà mũ:
Vxm = 0.5x1.05x1 1= 5.775 m3
- Tổng thể tích toàn bộ mố:V = ∑Vi = 135.719 m3
Theo thống kê thì hàm lượng cốt thép trong mố khoảng 80kg/m3
-14-


Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép
Từ đó ta có:
- Khối lượng thép trông mồ : Gct = 135.719 x 0,08 = 10.858 T
- Thể tích của cốt thép trông mố:Vct = 10.858/7,85 = 1.384 m3
- Thể tích BT trong mố:Vbt = Vmố-Vct = 135.719 -1.384 = 134.335 m3
- Khối lượng BT trong mố:Gbt = Vbt.γc = 134.335 x 2,4 = 322.404 T
 Khối lượng tổng cộng mố:
Gmố = Gct + Gbt = 322.404 +10.858 =333.262 T = 3332.62 KN

200

1000

200

3700

1:
1

200

500

150
1100

900
1100

500

1400

1500

2000

2700

2500

750 250

2.3.1.2. Mố B :
• Chọn loại mố chữ U tường mỏng (đơn vị ghi mm)

4600

Hình 2.3.1: cấu tạo mố chử U tường mỏng(mố B)
• Tính khối lượng mố :

- Phần tường đỉnh :
- tường thân:
- Phần tường cánh:
- Phần đá tảng kê gối:
- Phần bệ mố :

Vtd = 15.768 m3
Vtt = 30.8 m3
Vtc =( 3.1x4.7-0.5x3.7x1.5)x2x0.4=9.436 m3
Vdt= 0.2x0.9x0.9x6 = 0,972 m3
Vbệ = 2x1x1.5x0.9+1.5x3.6x11.5 = 64.8 m3

-15-


Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép
- Bản giảm tải :
Vbgt = (2.5x0,2x1) x10= 5 m3
-Phần xà mũ:
Vxm = 0.5x1.05x1 1= 5.775 m3
-Tổng thể tích toàn bộ mố:V = ∑Vi = 130.551 m3
Theo thống kê thì hàm lượng cốt thép trong mố khoảng 80kg/m3
Từ đó ta có:
- Khối lượng thép trông mồ : Gct = 130.551 x 0,08 = 10.444 T

- Thể tích của cốt thép trông mố:Vct = 10.444/7,85 = 1.33 m3
- Thể tích BT trong mố:Vbt = Vmố-Vct = 130.551-1.33 = 129.221 m3
- Khối lượng BT trong mố:Gbt = Vbt.γc = 129.221 x 2,4 = 310.13 T
 Khối lượng tổng cộng mố:
Gmố = Gct + Gbt = 310.13 +10.444 =320.574 T = 3205.74 KN

200

2.3.2. Trụ cầu:( 4 trụ).
2.3.2.1.Cấu tạo trụ.

800

700

900

2200

2000

h

1800

1400

2000

900

900

900

900

8800

1600

1400

7000

Hình 2.3.1: cấu tạo trụ cầu(chiều cao h tính từ đỉnh bệ tới đỉnh phần xà mũ trụ)
Cấu tạo tất cả trụ tương tự nhau, chỉ khác chiều cao thân trụ.
Trụ 1 có H1=7.8m, trụ 2 có H2=10.5m, trụ 3 có H3=11.7m, trụ 4 có H4=8.5m.
2.3.2.2.Tính toán khối lượng trụ.
- Phần bệ trụ: V1 = 4.6x1.6x8.8= 64.768 m3
- Phần xà mũ trụ: V2 = 1.5x2.2x11-0.5x0.8x2x2.2x2 = 32.78 m3
- Phần đá kê gối:V3 = (0.5x0.9x0.2).6 x2= 1,08 m3
- Phần thân trụ: V4=(h-1.5)x1.8x5.2+ (h-1.5)x3.14x0.92 =
• trụ P1:

m3

V4 = 5.2x1.8x(7.8-1.5)+3.14x0.92x(7.8-1.5) = 74.99 m3
-16-

Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép
=> Tổng cộng thể tích trụ:Vp1 = ∑Vi = 173.618 m3
- Ta có theo thống kê thì khối lượng thép trong trụ chiếm 80kg/m 3
Suy ra : khối lượng cốt thép trong trụ : Gct = 0,08x173.618 = 13.89 T
- Thể tích thép trong trụ : Vct=13.89 /7,85= 1.77 m3
- Thể tích BT trong trụ: Vbt = 173.618 – 1.77 = 171.848 m3
- Khối lượng BT trong trụ:Gbt = Vbt.γc = 171.848 x 2,4= 412.44 T
 Tổng khối lượng trụ: Gp1 = Gct + Gbt = 412.44 +13.89 =426.33 T = 4263.3 KN
• trụ P2:

V4 = 5.2x1.8x(10.5-1.5)+3.14x0.92x(10.5-1.5) = 107.13 m3

=> Tổng cộng thể tích trụ:Vp2 = ∑Vi = 205.758 m3
- Ta có theo thống kê thì khối lượng thép trong trụ chiếm 80kg/m3
Suy ra : khối lượng cốt thép trong trụ : Gct = 0,08x205.758

= 16.461 T

- Thể tích thép trong trụ : Vct=16.461 /7,85= 2.097 m3
- Thể tích BT trong trụ: Vbt = 205.758 – 2.097 = 203.661 m3
- Khối lượng BT trong trụ:Gbt = Vbt.γc = 203.661 x 2,4= 488.79 T
 Tổng khối lượng trụ:

Gp2 = Gct + Gbt = 488.79 +16.461 =505.251 T = 5052.51 KN
• trụ P3:
V4 = 5.2x1.8x(11.7-1.5)+3.14x0.92x(11.7-1.5) = 121.415 m3
=> Tổng cộng thể tích trụ:Vp3 = ∑Vi = 220.043 m3
- Ta có theo thống kê thì khối lượng thép trong trụ chiếm 80kg/m3
Suy ra : khối lượng cốt thép trong trụ : Gct = 0,08x220.043

= 17.603 T

- Thể tích thép trong trụ : Vct=17.603 /7,85= 2.242 m3
- Thể tích BT trong trụ: Vbt = 220.043 – 2.242 = 217.801 m3
- Khối lượng BT trong trụ:Gbt = Vbt.γc = 217.801 x 2,4= 522.722 T
 Tổng khối lượng trụ:

Gp3 = Gct + Gbt = 522.722 +17.603 =540.325 T = 5403.25 KN
• trụ P4:
V4 = 5.2x1.8x(8.5-1.5)+3.14x0.92x(8.5-1.5) = 83.324 m3
=> Tổng cộng thể tích trụ:Vp4 = ∑Vi = 181.952 m3
- Ta có theo thống kê thì khối lượng thép trong trụ chiếm 80kg/m3
Suy ra : khối lượng cốt thép trong trụ : Gct = 0,08x181.952

= 14.556 T

-17-


Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép
- Thể tích thép trong trụ : Vct=14.556 /7,85= 1.854 m3
- Thể tích BT trong trụ: Vbt = 181.952– 1.854 = 180.098 m3
- Khối lượng BT trong trụ:Gbt = Vbt.γc = 180.098 x 2,4= 432.235 T
 Tổng khối lượng trụ:

Gp4 = Gct + Gbt = 432.235 +14.556 =446.791 T = 4467.91 KN
Bảng tổng hợp khối lượng kết cấu mố, trụ:
Hạng mục
Khối lượng (KN)

Mố A
3332.62
Mố B
3205.74
Trụ P1
4263.30
Trụ P2
5052.51
Trụ P3
5403.25
Trụ P4
4467.91
2.4. Tính toán số lượng cọc trong mố và trụ cầu:
2.4.1. Tính toán áp lực tác dụng lên mố A:
2.4.1. 1.Tổng áp lực tác dụng lên mố:
Tổng áp lực tác dụng lên mố bao gồm:
Rmốap = RTT+RHT
2.4.1.2. Tĩnh tải tác dụng lên mố:
Các tải trọng tác dụng lên mố:
RTT = Rbt+Rkcn
Trong đó :

Rbt - trọng lượng bản thân của mố.

Rbt = 1,25xGmố= 1.25x 3332.62= 4165.78 kN.
Rkcn – tĩnh tải ở kết cấu nhịp phần trên tác dụng lên mố.
Rkcn = η.(γmaxDC DC + γmaxDW DW).ω
Với: DC - tĩnh tải bản thân của kết cấu nhịp bao gồm
DC= (Gdc+Gdn+Gmn+Glc-tv +Ggc)/30
DC = (3768.6+244.06+255.91+106.87+86.56 )/30=

148.733 kN/m.

DW – tĩnh tải bản thân của các lớp phủ mặt cầu: DW = 25.75 KN/m.

-18-


Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép
Suy ra:

Rkcn = (1,25x148.733 + 1,5x25.75 ) x14.6= 3278.31 kN

 RTT = 4165.78 +3278.31 =7444.09 KN

2.4.1.3.Hoạt tải tác dụng lên mố:
Lần lượt chất tải lên nhịp 30m theo sơ đồ bên dưới, ta tính được hoạt tải tác dụng lên mố cầu.
Ta có chiều dài tính toán của nhịp: Ltt = Lnhip – 2a = 30 – 2.0,4 = 29.2 m.
• Trường hợp hoạt tải là xe ba trục:

Hình 2.4.1.1: Đường ảnh hưởng áp lực tại mố(xe 3 trục)
- Hoạt tải do xe tải 3 trục thiết kế với tải trọng làn và đoàn người :
R3TCĐ1 = η[γLL mLL.n { (1+IM) xΣPi yi +PL ω}+ γPL.2T.PL. ω]
Trong đó:
+ η=0,95 Hệ số điều chỉnh tải trọng
+ mLL = 1: Số làn xe.
+ n = 2: Số làn xe.
+ (1+IM)=(1+0,25) Hệ số xung kích.
+ γLL, γPL=1,75 Hệ số tải trọng
+ PiTải trọng trục xe

+ Yi Tung độ đường ảnh hưởng tại Pi
+ ω Diện tích đường ảnh hưởng
+ PL tải trọng người đi
+ PLTải trọng làn xe
+ T Chiều rộng người đi

-19-


Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép
R3TCĐ1 =0,95[1,75 1x2 { (1+0,25) x(145x(1+0,8527)+35x0,7055)+9,3 14,6}+
1,75x2x1,5x3x14,6]= 1889.09 (KN).
• Trường hợp hoạt tải là xe hai trục:

Hình 2.4.1.2: Đường ảnh hưởng áp lực tại mố(xe 2 trục)
R2TCĐ1 = η[γLL mLL.n { (1+IM) xΣPi yi +PL ω}+ γPL.2T.PL. ω]
R2TCĐ1 =0,95[1,75 1x2 { (1+0,25) x110x(1+0,959))+9,3 14,6}+ 1,75x2x1,5x3x 14,6]=
= 1565.55(KN).
So sánh hai loại hoạt tải ta có:R3TCĐ1>R2TCĐ1 Hoạt tải HL-93 xe ba trục bất lợi hơn
RHT =1889.09 (KN).
 Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên mố tính đến đáy đài:
Rapmố=7444.09 +1889.09 = 9333.18 (KN).
2.4.2. Tính toán áp lực tác dụng lên mố B:
Mố B và mố A có hoạt tải và trọng lương kết cấu nhịp giống nhau.chỉ khác phần trọng lượng
bản thân giữa 2 mố.
2.4.2. 1.Tổng áp lực tác dụng lên mố:
Rmốap = RTT+RHT
2.4.2.2. Tĩnh tải tác dụng lên mố:
Các tải trọng tác dụng lên mố:
RTT = Rbt+Rkcn

Trong đó :

Rbt - trọng lượng bản thân của mố.

Rbt = 1,25xGmố= 1.25x 3205.74= 4007.18 kN.
-20-


Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép
Rkcn=3278.31 Kn
 RTT =4007.18+3278.31=7285.49 KN

2.4.2.3. Hoạt tải tác dụng lên mố:
RHT =1889.09 (KN).
 Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên mố tính đến đáy đài:
Rapmố=7285.49 +1889.09 = 9174.58 (KN).
2.4.3. Tính toán áp lực tác dụng lên trụ cầu:
2.4.3.1. Tải trọng tác dụng lên trụ
Tổng áp lực tác dụng lên trụ bao gồm :
RTrụap = RTT+RHT
2.4.3.2. Tĩnh tải tác dụng lên trụ:
Tỉnh tải tác dụng lên trụ bao gồm
RTT = Rbt + Rkcn
Trong đó : +Rbt - trọng lượng bản thân của trụ.
Rbt = 1,25.GTrụ (KN)
+Rkcn – trọng lượng kết cấu nhịp phần trên tác dụng lên trụ
Rkcn =ω.η. (1,25DC + 1,5DW)nhịp ngắn+ ω. η.(1,25DC + 1,5DW)nhịp dài
ωnhịp ngắn=14.6 m2; ωnhịp dài=17.6 m2
Bảng tổng hợp tỉnh tải tác dụng lên trụ:
Tên

trụ
Trụ 1
Trụ 2
Trụ 3
Trụ 4

G
(KN)
4263.30
5052.51
5403.25
4467.91

Rbt
(KN)
5329.13
6315.64
6754.06
5584.89

Rkcn(KN)
nhịp ngắn
3278.31
3278.31
3278.31
3278.31

Rkcn(KN)
nhịp dài
3881.55

3881.55
-

Rkcn
(KN)
6556.62
7159.86
7159.86
6556.62

RTT
(KN)
11885.75
13475.50
13913.92
12141.51

2.4.3.3. Hoạt tải tác dụng lên trụ:
2.4.3.3.1.Tính cho trụ p2 và trụ p3(nhịp ngắn 30m và nhịp dài 36m)

-21-


Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép
• Trường hợp hoạt tải là xe ba trục.

Hình 2.4.2.1: Đường ảnh hưởng áp lực tại trụ(xe 3 trục)
+ Lần lượt chất tải lên 2 nhịp 30m và 36m theo sơ đồ bên dưới, ta tính được hoạt tải tác
dụng lên trụ cầu.
+ Ta có chiều dài tính toán của nhịp: Ltt1 = Lnhip – 2a = 30 – 2.0,4 = 29,2 m.

Ltt2 = Lnhip – 2a = 36 – 2.0,4 = 35,2 m.
+ Hoạt tải do xe tải 3 trục thiết kế với tải trọng làn và đoàn người :
R3TCĐ1 = η[γLL mLL.n { (1+IM) xΣPi yi +PL ω}+ γPL.2T.PL. ω]
Trong đó:
+ η =0,95 Hệ số điều chỉnh tải trọng
+ m = 1: Hệ số làn xe.
+ n = 2: Số làn xe.
+ (1+IM)=(1+0,25) Hệ số xung kích.
+ γLL, γPL=1,75 Hệ số tải trọng
+ Pi:Tải trọng trục xe
+ Yi :Tung độ đường ảnh hưởng tại Pi
+ ω :Diện tích đường ảnh hưởng: ω=32.2m2
+ PL: tải trọng người đi
+ PL :Tải trọng làn xe
+ T :Chiều rộng người đi
R3TCĐ1 =0,95[1,75 1x2 { (1+0,25) x(145x(1+0,8778)+35x0,8527)+9,3 32.2}+
1,75x2x1,5x3x 32,2]= 2733. 21 (KN).

• Trường hợp hoạt tải là xe hai trục:

-22-


Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép

Hình 2.4.2.2: Đường ảnh hưởng áp lực tại trụ(xe 2 trục)
R2TCĐ1 = η[γLL mLL.n { (1+IM) xΣPi yi +PL ω}+ γPL mPL.2T.PL. ω]
R2TCĐ1 =0,95[1,75 1x2 { (1+0,25) x(110x(1+0,966))+9,3 32,2}+ 1,75 1x2x1,5x3x 32,2]=
= 2594.375 (KN).
• Giá trị RT do 90% của hai xe tải thiết kế tác dụng tại trụ T.

Hình 2.4.2.3: Đường ảnh hưởng áp lực tại trụ(2 xe tải thiết kế)
R90%CĐ1 = η[0,9xγLL.mLL.n { (1+IM) .ΣPi yi +PL.ω}+ γPL.mPL.2T.PL.ω]
=0.95[0.9x1.75x1x2x{(1+0.25)x(145x(0.8527+1+0.4517+0.3295)+35x(0.7055+0.5739))
+9.3x32.2}+1.75x1x2x1.5x3x32.2]=2974.03 kN
 Hoạt tải tác dụng lên trụ p2 và trụ p3:

RHT=max(R3TCD1; R2TCD1; R90%CD1)= R90%CD1 = 2974.03 kN
2.4.3.3.2.Tính cho trụ p1 và trụ p4 (2 nhịp mổi nhịp 30m)
• Trường hợp hoạt tải là xe ba trục:

-23-


Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép
Hình 2.4.2.4: Đường ảnh hưởng áp lực tại trụ(xe 3 trục)
+ Lần lượt chất tải lên 2 nhịp 30m và 30m theo sơ đồ bên dưới, ta tính được hoạt tải tác
dụng lên trụ cầu.
+ Ta có chiều dài tính toán của nhịp: Ltt = Lnhip – 2a = 30 – 2.0,4 = 29,2 m.
+ Hoạt tải do xe tải 3 trục thiết kế với tải trọng làn và đoàn người :
R3TCĐ1 = η[γLL mLL.n { (1+IM) xΣPi yi +PL ω}+ γPL.2T.PL. ω]
Trong đó:
+ η =0,95 Hệ số điều chỉnh tải trọng
+ m = 1: Hệ số làn xe.
+ n = 2: Số làn xe.
+(1+IM)=(1+0,25) Hệ số xung kích.
+ γLL, γPL=1,75 Hệ số tải trọng
+Pi:Tải trọng trục xe
+Yi :Tung độ đường ảnh hưởng tại Pi
+ω :Diện tích đường ảnh hưởng: ω=32.2m2

+ PL: tải trọng người đi
+PL :Tải trọng làn xe
+T :Chiều rộng người đi
R3TCĐ1 =0,95[1,75 1x2 { (1+0,25) x(145x(1+0,8527)+35x0,8527)+9,3 29.2}+ 1,75x2x1,5x3x
29,2]= 2580.42 (KN).
• Trường hợp hoạt tải là xe hai trục:

Hình 2.4.2.5: Đường ảnh hưởng áp lực tại trụ(xe 2 trục)
R2TCĐ1 = η[γLL mLL.n { (1+IM) xΣPi yi +PL ω}+ γPL mPL.2T.PL. ω]
R2TCĐ1 =0,95[1,75 1x2 { (1+0,25) x(110x(1+0,959))+9,3 29,2}+ 1,75 1x2x1,5x3x 29,2]=
= 2235.47 (KN).

-24-


Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép

• Giá trị RT do 90% của haixe tải thiết kế tác dụng tại trụ T.

Hình 2.4.2.6: Đường ảnh hưởng áp lực tại trụ(2 xe tải thiết kế)
R90%CĐ1 = η[0,9xγLL.mLL.n { (1+IM) .ΣPi yi +PL.ω}+ γPL.mPL.2T.PL.ω]
=0.95[0.9x1.75x1x2x{(1+0.25)x(145x(0.8527+1+0.339+0.1918)+35x(0.7055+0.4863))
+9.3x29.2}+1.75x1x2x1.5x3x29.2]=2698.37 kN
• Hoạt tải tác dụng lên trụ P1 VÀ P4:

RHT=max(R3TCD1; R2TCD1; R90%CD1)= R90%CD1 = 2698.37 kN

Bảng tổng hợp tải trọng tác dụng xuông mố và trụ cầu;
mố,trụ

RTT
(KN)

RHT
(KN)

RAP
(KN)

Mố A
Mố B
Trụ 1
Trụ 2
Trụ 3
Trụ 4

7444.09
7285.49
11885.75
13475.50
13913.92
12141.51

1889.09
1889.09
2698.37
2974.03
2974.03
2698.37

9333.18
9174.58
14584.12
16449.53
16887.95
14839.88

2.4.4. Tính số lượng cọc trong bệ móng mố, trụ:
Theo số liệu khảo sát địa chất thì tính chất của các lớp địa chất ở dưới lòng sông được cho
như sau:
- Lớp 1: Á sét dẻo dày 6.0(m)
- Lớp 2: Sét nữa cứng 5.0(m)
- Lớp 3: Đá phiến sét phong hóa mạnh dày ∞
-25-