chương 5 thiết kế kỹ thuật mố cầu tà nẩu

Chương 5: Thiết kế kỹ thuật mố cầu

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KỸ THUẬT MỐ CẦU NÀ TẬU
5.1. Kích thước hình học của kết cấu
5.1.1. Kích thước thiết kế mố
mÆt c¾t i - i

II

III

II

III
1/2 Æt c¾t ii - ii

g1

g3

g2

1/2 Æt c¾t iii - iii

g4

I

GVHD : ĐÀO ĐẮC LÝ

SVTH : NGUYỄN VĂN TUÂN

Page 1


Chng 5: Thit k k thut m cu
5.1.1.1.

Cỏc kớch thc c bn

Tờn gi cỏc kớch thc

Ký hiu

Giỏ tr

n v

Chiu cao m

hmo

682

cm

Chiu rng m

bmo

800

cm

Loi gi

Gi

Cao su

f

0.5

Chiu cao tng nh

htd

258

cm

B dy tng nh

dtd

50.0

cm

Chiu cao tng thõn

htt

424

cm

B dy tng thõn

dtt

150

cm

Chiu di tng cỏnh

ltc

600

cm

Chiu cao uụi tng cỏnh

h1c

235

cm

Chiu di tit din chõn tng cỏnh

lcc

310

cm

B dy cỏnh

dtc

50.0

cm

Chiu di bn quỏ

lqd

560

cm

Chiu dy bn quỏ

dqd

30.0

cm

Chiu rng bn quỏ

bqd

1200

cm

Chiu cao b múng

hm

200

cm

Chiu di b múng

lm

610

cm

B rng b múng

bm

800

cm

H s ma sỏt gi vi bờ tụng

5.2.

Xỏc nh ti trng tỏc dng lờn m

5.2.1. Nguyờn tc chung khi tớnh toỏn m
5.2.1.1. Cỏc ti trng tỏc dng lờn m
- Mố ở trên mực nớc thông thuyền và hầu nh không ngập nớc nên không tính tải trọng
va xô tầu bè và cũng không tính tải trọng gió. Đất đắp sau mố sử dụng đất tốt đầm chặt
có = 18 kN/m3 . = 350.
- Nên tải trọng tác dụng lên mố gồm :
1
2

Trọng lợng bản thân mố
Phản lực thẳng đứng do trọng lợng KCN

GVHD : O C Lí

SVTH : NGUYN VN TUN
Page 2


Chng 5: Thit k k thut m cu
3

4
5
6
7

Phản lực thẳng đứng do hoạt tải đứng trên KCN
Lực hãm dọc cầu
Ma sát gối cầu
áp lực của đất sau mố
Phản lực truyền xuống từ bản quá độ

5.2.1.2. Cỏc mt ct cn kim toỏn vi m
- Mặt cắt I-I : Mặt cắt bệ móng mố
- Mặt cắt II-II : mặt cắt chân tờng đỉnh
- Mặt cắt III-III : mặt cắt chân tờng thân
- Mặt cắt IV-IV : mặt cắt chân tờng cánh

1
III

III

2
3

II

II

IV

IV

IV

IV

4
I

I

5.2.2 . Xác định các tải trọng thẳng đứng tác dụng lên mố
5.2.2.1. Xác định tải trọng do trọng lơng bản thân của mố
- Bảng tổng hợp tải trọng do trọng lợng bản thân mố
Mặt cắt I - I
Mặt cắt II - II
Tên các
Gtc
bộ phận
e1
M1
e2
M2
(kN)
của mố
(m)
(kN.m)
(m)
(kN.m)

Tờng thân
Tờng đỉnh
Tờng
cánh
+) Khối 1

1272
258

0.800
0.150

1017.6
38.7

0.000
0.3

0.00
77.4

0.000
0.000

0.00
0.00

Mặt cắt IV - IV
M4
e4

(kN.m
(m)
)
0.000
0.00
0.000
0.00

85.18

-383.31

0.000

0.00

0.000

0.00

0.000

0.00

+) Khối 2

152.43

-612.15

0.000

0.00

0.000

0.00

2.888

353.72

+) Khối 3
Tờng cánh
Bệ móng
mố
Bản quá
độ
Gờ kê bản
quá độ
Đất đắp
sau mố
+) Khối 1

264.66
484.27

-4.50
4.016
-1.5

-396.99
-1392.45

0.000

0.00
0.00

0.000

0.00
0.00

2.888

454.78
808.50

0.00

0.000
1.200
1.200

0.00

0.00

0.000

0.00

-540.00

0.000
0.400
0.400

-180.00

0.000

0.00

-6.00

0.000

0.00

-6440.17

0.000

0.00

0.000

0.00

0.000

0.00

-9831.89

0.000

0.00

0.000

0.00

0.000

0.00

+) Khối 2

2440.0
292.32
15.00
1431.1
5
2448.1
8

0.000

0.500
0.500
-4.5
4.016

-146.16
-7.50

GVHD : O C Lí

-18.00

Mặt cắt III - III
e3
(m)

M3
(kN.m)

SVTH : NGUYN VN TUN
Page 3


Chng 5: Thit k k thut m cu
+) Khối 3
Đất đắp
sau mố

4446.3
3

8325.6
6

-1.5

-6669.49
22941.5
5

0.000

0.00
0.00

0.000

0.00

0.000

0.00

5.2.2.2. Xỏc nh ti trng do tnh ti v hot ti trờn kt cu nhp
- Chiều dài nhịp tính toán : L = 33 m
- Sơ đồ xếp tải trên nhịp dẫn nh sau :

+) Tổng diện tích ĐAH : S = 16
+) Diện tích ĐAH dơng: S+ = 16
+) Diện tích ĐAH âm: S- = 0
- Tĩnh tải kết cấu nhịp đợc tính cho toàn bộ cầu

+) Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn I : DCTC = 21.42 (kN/m)
+) Tĩnh tải tính toán giai đoạn I :DCTT = 1.25x 21.42= 26.775 (kN/m)
+) Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn II : DWTC = 10.121 (kN/m)
+) Tĩnh tải tĩnh tải giai đoạn II :DWTT = 1.5x 10.121= 15.18(kN/m)
- Hoạt tải trên kết cấu nhịp đợc tính cho cả 2 làn
+) Tải trọng Ngời : qNG = 2x6 = 12 (kN/m)
+) Tải trọng làn : qLan = 2x9.3 = 18.6 (kN/m)
+) Xe tải thiết kế : PXT = 2x 325 = 650 (kN)
+) Xe 2 trục thiết kế : PXT = 2x 220 = 440 (kN)
- Xếp xe tải thiết kế và xe 2 trục thiết kế lên ĐAH phản lực gối ta có
+) Tung độ ĐAH khi xếp xe tải
GVHD : O C Lí

SVTH : NGUYN VN TUN
Page 4

0.00
0.00


Chng 5: Thit k k thut m cu
P (kN) 145
145
35
Pi.Yi
Y
1.000
0.890
0.779 301.29
+) Tung độ ĐAH khi xếp xe 2 trục

P (kN)
- Bảng tính toán áp lực Y
mố

110
1.00

110
0.969

Tờn cỏc i lng
áp lực thẳng đứng do tải trọng làn
áp lực thẳng đứng do tải trọng Ngời
áp lực thẳng đứng do xe tải
áp lực thẳng đứng do xe 2 trục
Tổ hợp 1 : Xe tải + Làn + Ngời
Tổ hợp 1 : Xe tải + Làn + Ngời
Phản lực lớn nhất do hoạt tải trên KCN
(xếp trên 2 làn)
áp lực thẳng đứng do tĩnh tải giai đoạn I
áp lực thẳng đứng do tĩnh tải giai đoạn II
Tổng áp lực do tĩnh tải và hoạt tải trên KCN
Cánh tay đòn với mặt cắt I -I
Cánh tay đòn với mặt cắt II -II
Cánh tay đòn với mặt cắt III III
Cánh tay đòn với mặt cắt IV IV

Pi.Yi
216.62

từ KCN truyền xuống

Plan
PNg
PXT
P2T
P1
P2
Pht

Tiêu
chuẩn
184.86
117.00
301.29
216.62
1206.31
1036.95
1206.31

Tính
toán
323.51
204.75
659.08
473.85
2374.68
2004.20
2374.68

Đơn
vị
kN
kN
kN
kN
kN
kN
kN

PttI
PttII
PKCN
e1
e2
e3
e4

2929.67
789.95
4925.92
0.650
-0.050
0.000
0.000

3662.09
1184.92
7221.68
0.650

-0.050
0.000
0.000

kN
kN
kN
m
m
m
m

5.2.2.3. Xỏc nh ti trng do hot ti trờn bn quỏ
- Chiều dài bản quá độ : Lqd = 5.6 (m) . Bề rộng bản quá độ

: Bqd = 8 (m)

Xe 2 tr?c
1200
110KN

110KN
Xe t?i

4300N

4300
145KN

145KN

35KN

1
5600

- Vẽ ĐAH phản lực gối trên bản quá độ tại vị trí vai kê
+) Tổng diện tích ĐAH : S = 2.8
+) Diện tích ĐAH dơng : S+ = 2.8
+) Diện tích ĐAH âm : S- = 0
- Xếp xe tải và xe 2 trục thiết kế lên ĐAH phản lực gối ta có
+) Tung độ ĐAH khi xếp xe tải
P (kN)
145
145
Y
0.140
1.000
+) Tung độ ĐAH khi xếp xe 2 trục

35
0.000

GVHD : O C Lí

Pi.Yi
165.30

SVTH : NGUYN VN TUN
Page 5

Chng 5: Thit k k thut m cu
P (kN)
Y

110
0.760

110
1.000

Pi.Yi
193.60

- Bảng tính toán áp lực truyền lên vai kê khi hoạt tải trên bản quá độ
Tên đại lợng

Tải trọng

áp lực thẳng đứng do tải trọng làn
áp lực thẳng đứng do tải trọng Ngời
áp lực thẳng đứng do xe tải
áp lực thẳng đứng do xe 2 trục
Tổ hợp : Xe tải + Làn + Ngời
Tổ hợp : Xe 2 trục + Làn + Ngời
Tổng áp lực do hoạt tải trên bản qua độ
(2 làn)
Cánh tay đòn với mặt cắt I -I
Cánh tay đòn với mặt cắt II -II

Cánh tay đòn với mặt cắt III -III
Cánh tay đòn với mặt cắt IV -IV

Plan
PNg
PXT
P2T
P1
P2
Pht bqd
e1
e2
e3
e4

Tiêu
chuẩn
23.70
15.00
165.30
193.60
408.00
464.60
464.60
-0.500
-1.200
-0.400
0.800

Tính

toán
41.48
26.25
361.59
423.50
858.64
982.45
982.45
-0.500
-1.200
-0.400
0.800

Đơn
vị
kN
kN
kN
kN
kN
kN
kN
m
m
m
m

5.2.3. Xỏc nh cỏc ti trng nm ngang tỏc dng lờn m
5.2.3.1.Tớnh toỏn ỏp lc t tỏc dng lờn m
a. Các công thức tính toán áp lực đất

.H 2
EH =
.K .B
2

- Công thức tính áp lực đất tĩnh

Trong đó :
+) K = Ka (hệ số áp lực đất chủ động ) nếu là tờng chắn công xon
+) K = KO (hệ số áp lực đất tĩnh ) nếu là tờng chắn trọng lực.

K O = 1 sin
- Công thức tính hệ số áp lực đất :
+) Tính hệ số áp lực đất tĩnh KO
2


sin( + ). sin( )
r = 1 +

sin( ). sin(
+2 ( )+ )

sin

Ka =

+) Tính hệ số áp lực đất chủ động Ka
r. sin 2 . sin( )

Trong đó :
+) : Góc ma sát giữa đất đắp và tờng : = 24o
+) : Góc giữa phơng đất đắp với phơng ngang : = 2o
+) : Gócgiữa phơng đất đắp với phơng thẳng đứng : = 90o
+) : Góc nội ma sát của đất đắp : = 35o
+) : Góc nội ma sát của đất đắp nhỏ nhất : = 30o
+) : Góc nội ma sát của đất đắp lớn nhất : = 40o
LS = K a .heq . .H .B
- Công thức tính áp lực đất do hoạt tải sau mố
Trong đó :
+) H : Chiều cao tờng chắn chịu áp lực đất.
GVHD : O C Lí

SVTH : NGUYN VN TUN
Page 6


Chng 5: Thit k k thut m cu
+) B : Bề rộng tờng chắn chịu áp lực đất.
+) K : Hệ số áp lực đất chủ động
+) : Trọng lợng riêng của đất.
+) heq : Chiều cao lớp đất tơng đơng của hoạt tải .
- Chiều cao lớp đất tơng đơng của hoạt tải xác định theo chiều cao tờng chắn :
Chiều cao tờng chắn
Chiều cao lớp đất tơng đơng
H (mm)
heq (mm)
1700

1500
3000
1200
6000
760
610

9000
b. Bảng các hệ số tính toán áp lực đất.
Tên gọi các đại lợng
Kí hiệu Giá trị Đơn vị
24
độ
Góc ma sát giữa đất và tờng

2
độ
Góc giữa mặt đất với phơng ngang

90
độ
Góc giữa lng tờng với phơng ngang

35
độ
Góc ma sát có hiệu của đất đắp
1
2.942
Hệ số
r1

0.250
Hệ số áp lực đất chủ động (=35 độ)
Ka1
30
độ
Góc ma sát nhỏ nhất
2
2.706
Hệ số
r2
0.303
Hệ số áp lực đất chủ động (=30 độ)
Ka2
40
độ
Góc ma sát lớn nhất

3.163
Hệ số
3
0.203
Hệ số áp lực đất chủ động (=40 độ)
Ka3

4240

LS
EH

2000

0.5H
0.4H

H

2580

c. Tính áp lực đất tại mặt cắt đáy móng (mặt cắt I-I)
- Sơ đồ tính áp lực đất mặt cắt đáy móng :

- Bảng tính áp lực đất tại mặt cắt đáy móng :
H
m
Giá trị 8.82
Kí hiệu
độ
Kí hiệu

B
m
7.0

heq
m
0.619

r

Ka

độ
24
EH
kN

GVHD : O C Lí


độ
2
eEH
m


độ
90
LS
kN

eLS
m

VS
kN

eVS
m

SVTH : NGUYN VN TUN
Page 7


Chng 5: Thit k k thut m cu
Giá trị

35
30
40

2.942
2.706
3.163

0.250 1223.86 3.528
0.303 1483.33 3.528
0.203 993.78 3.528

171.78
208.20
139.49

4.41
4.41
4.41

5.38 -1.625
5.38 -1.625
5.38 -1.625

4240
2580
6820

LS
EH

2000

0.5H
0.4H

H

d. Tính áp lực đất tại mặt cắt chân tờng thân (mặt cắt II-II)
- Sơ đồ tính áp lực đất mặt cắt chân tờng thân :

- Bảng kết quả tính áp lực đất mặt cắt chân tờng thân .
H
B
m
m
Giá trị 6.82 7.0
Kí hiệu
độ
r
Giá trị 35 2.942
30 2.706
40 3.163

Kí hiệu

heq
m
0.719
Ka
0.250
0.303
0.203


độ
24
EH
kN
731.75
886.88
594.18


độ
2
eEH
m
2.728
2.728
2.728


độ

90
LS
kN
154.29
187.00
125.28

eLS
m
3.41
3.41
3.41

VS
kN
0.00
0.00
0.00

eVS
m
0.000
0.000
0.000

VS
kN
0.00

eVS

m
0.000

2580

EH

2000

4240

6820

H
0.5H
0.4H

e. Bảng tính toán áp lực đất tại mặt cắt chân tờng đỉnh (mặt cắt III-III)
- Sơ đồ tính áp lực đất mặt cắt chân tờng đỉnh :

- Bảng kết quả tính áp lực đất tại mặt cắt chân tờng đỉnh
H
B
m
m
Giá trị 2.58 7.00
Kí hiệu
độ
r
Giá trị 35 2.942

Kí hiệu

heq
m
1.34
Ka
0.250




độ
độ
độ
24
2
90
EH
eEH
LS
kN
m
kN
104.72 1.0324 108.78

GVHD : O C Lí

eLS
m
1.29

SVTH : NGUYN VN TUN
Page 8


Chng 5: Thit k k thut m cu
30 2.706 0.303 126.92 1.032 131.84 1.29
0.00 0.000
40 3.163 0.203 85.03 1.032 88.33
1.29
0.00 0.000
f. Bảng tính toán áp lực đất tại mặt cắt chân tờng cánh (mặt cắt IV-IV)
- Để tính đợc áp lực đất tác dụng lên tờng cánh thì ta chia tờng cánh thành 3 khối sau
đó tính áp lực đất tác dụng lên tờng cánh của từng khối:

2

1

3

6820

1800

5875

3100

- Bảng kết quả tính áp lực đất tại mặt chân tờng cánh :

Kí hiệu
độ
độ
độ
độ
r
Giá trị
24
0
90
35
3.01
H
B
heq
EH
Kí hiệu
Khối
m
m
m
kN
Giá trị
1
6.82
3.1

0.719 316.28
2
1.8
3.9
1.600 27.71
3
3.1
3.9
1.267 82.21

Ka
0.244
eEH
m
0.569
4.025
3.442

LS
kN
66.68
49.27
67.20

eLS
m
0.569
4.025
3.442

5.2.3.2. Tớnh ti trng do lc hóm xe
- Lực hãm xe đợc lấy bằng 25% trọng lợng các trục xe tải hay xe 2 trục thiết kế trên tất
cả các làn xe chạy cùng một chiều.
- Lực hãm xe đợc đặt theo phơng dọc cầu , điểm đặt cách mặt đờng xe chạy 1.8 m.
- Do thiết kế trên mố đặt gối di động nên lực hãm xe theo phơng dọc cầu là :
BR = 0 T
5.2.3.3. Tớnh ti trng do lc ma sỏt gi cu
- Lực ma sát gối cầu phải đợc xác định trên cơ sở của giá trị cực đại của hệ số ma sát
giữa các mặt trợt . Lực ma sát FR đợc xác định theo công thức sau :
FR = fmax. N
Trong đó :
+) fmax : là hệ số ma sát giữa bê tông với gối di động cao su : fmax = 0,5.

Kí
hiệu

Tên gọi các đại lợng
GVHD : O C Lí

Giá trị

Đơn
vị

SVTH : NGUYN VN TUN
Page 9


Chng 5: Thit k k thut m cu
Hệ số ma sát gối với bê tông

fmax

0.5

Tổng áp lực do KCN truyền xuống mố

PKCN

7221.68

kN

Lực ma sát gối cầu

FR

3610.84

kN

Cánh tay đòn với mặt cắt I -I

e1

6.050

m

Cánh tay đòn với mặt cắt II -II

e2

4.050

m

Cánh tay đòn với mặt cắt III -III

e3

0

m

Cánh tay đòn với mặt cắt IV -IV

e4

0

m

5.2.3.4.Tớnh ti trng do ỏp lc giú tỏc dng lờn m
a.Tính áp lực gió ngang
- Tải trọng gió ngang phải đợc lấy theo chiều tác dụng nằm ngang và đặt trọng tâm tại
trọng tâm của các phần diện tích chắn gió .

PD = 0,0006.V 2 . At .Cd 1,8. At
- Công thức tính áp lực gió ngang :

Trong đó :
+) V : Tốc độ gió thiết kế
V = VB.S
+) VB : Tốc độ gió cơ bản trong 3 giây với chu kì xuất hiện 100 năm thích hợp
với vùng tính gió tại vị trí cầu đang nghiên cứu xây dựng .
Ta giả thiết công trình đợc xây dựng tại khu vực IV (tra bảng) ta có :
VB = 59 m/s
+) S : Hệ số điều chỉnh áp lực gió : S = 1.09 .
+) At : Diện tích cấu kiện chắn gió ngang .
+) Cd : Hệ số cản gió phụ thuộc vào tỷ số b/d .
+) b : Chiều rộng toàn bộ của cầu giữa các bề mặt lan can : b = 13 m
+) d : Chiều cao KCPT bao gồm cả lan can đặc nếu có : d = 3.28 m
=> Tỉ số b / d = 13 / 3.28 = 3.96 => Tra bảng ta có : Cd = 1.3
- Ta phải tính áp lực gió ngang tác dụng lên mố và lên KCN.
Tên gọi các đại lợng
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
Vùng
Vùng thiết kế công trình
IV
VB
m/s
Tốc độ gió ứng với vùng thiết kế
59.00
S
Hệ số điều chỉnh áp lực gió
1.09
V
m/s

Tốc độ gió tính toán
64.31
Cd
Tốc độ gió xét thêm
25.00
Cd
Hệ số cản gió
1.30
- Bảng tính toán áp lực gió ngang tác dụng lên công trình :
Vùng
VB
V
Vtk
Kí hiệu
S
Cd
TK
m/s
m/s
m/s
Giá trị
IV
59.00
1.09
64.31 25.00
1.30
At
PD Vtk PD V25
e1x
e2x

e3x
e4x
m2
kN
kN
m
m
m
m
Mố
33.882 109.30 16.52 5.000 0.000 0.000 3.000
KCN 78.000 125.81 19.01 6.050 4.050 0.000 0.000
GVHD : O C Lí

SVTH : NGUYN VN TUN
Page 10


Chng 5: Thit k k thut m cu
b.Tính áp lực gió dọc.
- Đối với mố trụ có kết cấu phần trên là giàn hay các dạng kết cấu có bề mặt chắn gió
là đáng kể thì ta sẽ phải xét đến áp lực gió dọc . Tuy nhiên do ở đây ta thiết kế mố cho
kết cấu nhịp cầu dẫn giản đơn L = 33 m do đó diện tích chắn gió là không đáng kể vì
vậy trong trờng hợp này ta có áp lực gió dọc bằng 0.
c. Tính áp lực gió thẳng đứng PV
- p lực gió thẳng đứng đợc đặt vào trọng tâm của tiết diện thích hợp.
PV = 0.00045.V 2 . Av
- Công thức tính áp lực gió thẳng đứng :
Trong đó :
+) V : Tốc độ gió thiết kế ứng với vùng xây dựng công trình.

+) AV : Diện tích bề mặt chắn gió .
- Do áp lực gió tác dụng thẳng đứng lên bề mặt mố là không đáng kể do đó ở đây ta chỉ
tính áp lực gió tác dụng thẳng đứng lên KCN và truyền xuống mố .
- Bảng tính toán áp lực gió thẳng đứng tác dụng lên KCN :
Tên gọi các đại lợng
Kí hiệu Giá trị Đơn vị
64.31
Tốc độ gió thiết kế
V
m/s
520.00
Diện tích KCN chịu áp lực gió
Av
m2
483.89
áp lực gió thẳng đứng tác dụng lên mố
Pv
kN
0.650
Cánh tay đòn với mặt cắt I -I
e1y
m
-0.050
Cánh tay đòn với mặt cắt II -II
e2y
m
0.000
Cánh tay đòn với mặt cắt III -III
e3y
m

0.000
Cánh tay đòn với mặt cắt IV -IV
e4y
m
d. Tính áp lực gió tác dụng lên xe cộ : WL
- áp lực gió tác dụng lên xe cộ chỉ đợc xét đến trong tổ hợp tải trọng theo TTGH cờng
độ III .
- áp lực gió tác dụng lên xe cộ đợc lấy bằng 1.5 kN/m2 , tác dụng theo hớng nằm ngang
, ngang với tim dọc của kết cấu và đặt cách mặt đờng 1.8 m.
- áp lực gió tác dụng lên xe cộ đợc lấy bằng 0.75 kN/m2 , tác dụng theo hớng nằm
ngang , dọc với tim dọc của kết cấu và đặt cách mặt đờng 1.8 m.

- Bảng tính toán áp lực gió tác dụng lên xe cộ :
hg
S
Vtk
V
qgd
qgn
Kí hiệu Vùng VB
m kN/m2 kN/m2
TK
m/s
m/s
m/s
Cd
Giá trị
IV
59.00 1.09 64.31 25.00 1.30
1.80 0.75 1.50

h xe L xe
b xe
WLd WLn
e1
e2
e3
e4
Kí hiệu
m
m
m
kN
kN
m
m
m
m
Giá trị 2.50 14.50 2.00
0.0
54.38
9.80
7.80 0.00 0.00
e. Tính tải trọng do áp lực nớc tác dụng lên mố.
Do mố nằm cao hơn MNCN nên không tính tải trọng do áp lực nớc.
5.3. Tng hp ti trng ti cỏc mt ct.
5.3.1. Bng h s ti trng theo cỏc trng thỏi gii hn cng
5.3.1.1. Bng h s ti trng theo cỏc trng thỏi gii hn
Tổ hợp
DC
LL

WA WS WL FR
TU
GVHD : O C Lí

TG

SE

SVTH : NGUYN VN TUN
Page 11


Chng 5: Thit k k thut m cu

tải trọng

Trạng thái GH
Cờng độ I
Cờng độ II
Cờng độ III
Đặc biệt
Sử dụng
Mỏi chỉ có LL
, IM và CE

DD
DW
EH
EV
ES

1.00
0

IM
CE
BR
PL
LS
EL
1.75
0.00
1.35
0.50
1.00
0.75

CR
SR
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00

0.00

1.40
0.40
0.00
0.30
0.00

0.00
0.00
1.00
0.00
1.00
0.00

1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00

5.3.1.2 - Bảng các hệ số tải trọng cho tĩnh tải :
Loại tải trọng
Kí hiệu
Cấu kiện và thiết bị phụ
Kéo xuống (xét ma sát âm)
Lớp phủ mặt cầu và các tiện ích
áp lực ngang của đất
+) Chủ động
+) Nghỉ
Các ứng suất lắp giáp bị hãm

áp lực đất thẳng đứng
+) ổn định tổng thể
+) Kết cấu tờng chắn
+) Kết cấu vùi cứng
+) Khung cứng
+) KC vùi mềm
+) Cống hộp thép mềm
Tải trọng chất thêm

DC
DD
DW
EH
EL
EV

ES

GVHD : O C Lí

0.5/1.2
0.5/1.2
0.5/1.2
0.00
1/1.20
0.00

TG
TG
TG

0.00
TG
0.00

SE
SE
SE
0.00
SE
0.00

Hệ số tải trọng
Lớn nhất Nhỏ nhất
1.25
0.90
1.80
0.45
1.50
0.65
1.50
1.35
1.00

0.90
0.90
1.00

1.35
1.35
1.30

1.35
1.95
1.50
1.50

N/A
1.00
0.90
0.90
0.90
0.90
0.75

SVTH : NGUYN VN TUN
Page 12


Chương 5: Thiết kế kỹ thuật mố cầu

5.3.2.Tæng hîp néi lùc t¹i mÆt c¾t ®¸y mãng ( mÆt c¾t I - I)
a. B¶ng tæng hîp néi lùc tiªu chuÈn .

GVHD : ĐÀO ĐẮC LÝ

SVTH : NGUYỄN VĂN TUÂN
Page 13


Chương 5: Thiết kế kỹ thuật mố cầu

b - B¶ng tæng hîp néi lùc t¹i mÆt c¾t I-I theo c¸c tr¹ng th¸i giíi h¹n cêng ®é

5.3.3.Tæng hîp néi lùc t¹i mÆt c¾t ch©n têng th©n ( mÆt c¾t II -II )
a. B¶ng tæng hîp néi lùc tiªu chuÈn .

GVHD : ĐÀO ĐẮC LÝ

SVTH : NGUYỄN VĂN TUÂN
Page 14


Chương 5: Thiết kế kỹ thuật mố cầu

b - B¶ng tæng hîp néi lùc t¹i mÆt c¾t II-II theo c¸c TTGH cêng ®é

5.3.4.Tæng hîp néi lùc t¹i mÆt c¾t ch©n têng ®Ønh ( mÆt c¾t III - III )
a. B¶ng tæng hîp néi lùc tiªu chuÈn .

GVHD : ĐÀO ĐẮC LÝ

SVTH : NGUYỄN VĂN TUÂN
Page 15


Chương 5: Thiết kế kỹ thuật mố cầu

b - B¶ng tæng hîp néi lùc t¹i mÆt c¾t III-III theo c¸c TTGH cêng ®é

5.3.5. Tổng hợp nội lực tại mặt cắt chân tường cánh ( mặt cắt IV- IV)
a. B¶ng tæng hîp néi lùc tiªu chuÈn .

GVHD : ĐÀO ĐẮC LÝ

SVTH : NGUYỄN VĂN TUÂN
Page 16


Chng 5: Thit k k thut m cu

b - Bảng tổng hợp nội lực tại mặt cắt IV-IV theo các TTGH cờng độ

5.4. Tổng hợp tải trọng bất lợi theo TTGHCĐ I
5.4.1. Nguyên tắc tổng hợp tải trọng bất lợi
- Khi tổ hợp tải trọng bất lợi ra phía sông thì các tải trọng đợc tính nh sau :
+) Các tải trọng gây ra mômen hớng ra phía sông sẽ đợc lấy với hệ số tải trọng max .
+) Các tải trọng gây ra mômen hớng về phía đờng sẽ đợc lấy với hệ số tải trọng min.
GVHD : O C Lí

SVTH : NGUYN VN TUN
Page 17


Chng 5: Thit k k thut m cu
+) áp lực chủ động ngang của đất và áp lực đất ngang do hoạt tải sau mố đợc tính với
góc ma sát trong = 30O để gây ra hiệu ứng bất lợi nhất .
+) Hoạt tải có tính đến hệ số xung kích IM
+) Lực hãm và lực ma sát đợc tính cho trờng hợp hớng ra phía sông .
+) áp lực ngang của nớc đợc tính với chiều cao ngập thấp nhất
- Khi tổ hợp tải trọng bất lợi về phía đờng thì các tải trọng đợc tính nh sau :
+) Các tải trọng gây ra mômen hớng ra phía sông sẽ đợc lấy với hệ số tải trọng min .

+) Các tải trọng gây ra mômen hớng về phía đờng sẽ đợc lấy với hệ số tải trọng max.
+) áp lực chủ động ngang của đất và áp lực đất ngang do hoạt tải sau mố đợc tính với
góc ma sát trong = 40O để gây ra hiệu ứng bất lợi nhất .
+) Hoạt tải không tính đến hệ số xung kích IM
+) Lực hãm và lực ma sát đợc tính cho trờng hợp hớng về phía đờng .
+) áp lực ngang của nớc đợc tính với chiều cao ngập cao nhất

5.4.2. Ti trng bt li ti mt ct ỏy b ( mt ct I- I)
a. Tổ hợp tải trọng bất lợi ra phía sông ( Tổ hợp I-a)

GVHD : O C Lí

SVTH : NGUYN VN TUN
Page 18


Chương 5: Thiết kế kỹ thuật mố cầu

b. Tæ hîp t¶i träng bÊt lîi vÒ phÝa ®êng ( Tæ hîp I-b)

GVHD : ĐÀO ĐẮC LÝ

SVTH : NGUYỄN VĂN TUÂN
Page 19


Chương 5: Thiết kế kỹ thuật mố cầu

5.4.3. Tải trọng bất lợi tại măt cắt chân tường thân ( mặt cắt II- II)
a. Tæ hîp t¶i träng bÊt lîi ra phÝa s«ng ( Tæ hîp I-a)

GVHD : ĐÀO ĐẮC LÝ

SVTH : NGUYỄN VĂN TUÂN
Page 20


Chương 5: Thiết kế kỹ thuật mố cầu

b. Tæ hîp t¶i träng bÊt lîi vÒ phÝa ®êng ( Tæ hîp I-b)

GVHD : ĐÀO ĐẮC LÝ

SVTH : NGUYỄN VĂN TUÂN
Page 21


Chương 5: Thiết kế kỹ thuật mố cầu

5.4.4. Tải trọng bất lợi tại măt cắt chân tường đỉnh( mặt cắt III- III)
a. Tæ hîp t¶i träng bÊt lîi ra phÝa s«ng ( Tæ hîp I-a)

GVHD : ĐÀO ĐẮC LÝ

SVTH : NGUYỄN VĂN TUÂN
Page 22


Chng 5: Thit k k thut m cu

b. Tổ hợp tải trọng bất lợi về phía đờng ( Tổ hợp I-b)

5.5. Tính toán và bố trí cốt thép tại các mặt cắt .
5.5.1. Nguyờn tc tớnh v b trớ ct thộp
5.5.1.1. Nguyờn tc chung
- Cốt thép đối với các mặt cắt I-I , II-II , III-III đợc tính và bố trí để đảm bảo chịu đợc
tổ hợp tải trọng theo TTGH cờng độ I với 2 tổ hợp bất lợi :
GVHD : O C Lí

SVTH : NGUYN VN TUN
Page 23


Chng 5: Thit k k thut m cu
+) Tổ hợp Ia bất lợi ra phía sông .
+) Tổ hợp Ib bất lợi về phía đờng .
- Đối với mặt cắt IV-IV thì ta chỉ bố trí cốt thép chịu tải trọng theo phơng ngang cầu.
5.5.1.2. Cụng thc kim tra iu kin lm vic ca mt ct
- Do các mặt cắt chịu nén uốn đồng thời theo 2 phơng do đó trớc khi tính toán và bố trí
cốt thép thì ta phải kiểm tra điều kiện làm việc của mặt cắt để áp dụng các đúng các
công thức kiểm toán.
+) Nếu lực nén dọc trục Pu > 0,1..fc.Ag thì ta kiểm toán theo công thức :
1
1
1
1
=
+

Prxy Prx Pry .PO

Với : PO = 0,85.fc.(Ag-Ast) + Asr.fy
+) Nếu lực nén dọc trục Pu < 0,1..fc.Ag thì ta kiểm toán theo công thức :
M ux M uy
+
1,0
M rx M ry
Trong đó :
+) : Hệ số sức kháng với cấu kiện chịu nén dọc trục , = 0,75
+) Pu : Lực nén tính toán trong mặt cắt dầm chủ
+) Ag : Diện tích nguyên của mặt cắt .
+) Mux : Mômen uốn tính toán tác dụng theo phơng x
+) Muy : Mômen uốn tính toán tác dụng theo phơng y
+) Mrx : Mômen uốn tính toán đơn trục theo phơng x
+) Mry : Mômen uốn tính toán đơn trục theo phơng y
+) Prx : Sức kháng nén tính toán theo phơng x (khi chỉ xét độ lệch tâm ey)
+) Pry : Sức kháng nén tính toán theo phơng y (khi chỉ xét độ lệch tâm ex)
+) Prxy : Sức kháng nén tính toán theo 2 phơng .
5.5.1.3. Tớnh toỏn v b trớ ct thộp chu mụ men un.
- Cốt thép tại các mặt cắt đợc bố trí theo cấu tạo sau đó kiểm tra khả năng chịu lực của
mặt cắt . Nếu không đạt thì ta phải bố trí lại cốt thép .
- Xác định chiều cao vùng chịu nén theo công thức của mặt cắt chữ nhật ta có :
a=

AS . fY AS '. fY
0,85 . fC .b

cm

- Xác định chiều cao vùng chịu nén thực : c =

a
1

cm

c
< 0,42
dS

- Kiểm tra hàm lợng thép tối đa :
- Tính mômen kháng uốn danh định của mặt cắt theo công thức của mặt cắt chữ nhật
a
a
M n = Aá S . fY .( d S ) AáS '. fY .( d S ' )
2
2

- Mômen kháng uốn tính toán của mặt cắt :
GVHD : O C Lí

T.m
SVTH : NGUYN VN TUN

Page 24


Chng 5: Thit k k thut m cu
Mr = .Mn
Với : Hệ số sức kháng , với kết cấu BTCT không DƯL lấy : = 0,9
- Công thức kiểm tra hàm lợng thép tối thiểu

+) Kiểm tra theo cờng độ :

Mr
> 1,33
TT
M max
'

Pmin 0,03

fc
fy

+) Kiểm tra hàm lợng thép :
Trong đó :
+) fc : Cờng độ chịu nén của bê tông tuổi 28 ngày ,
fc = 30 Mpa .
+) fy : Giới hạn bền của thép : fy = 420 Mpa
+) pmin : hàm lợng cốt thép chịu kéo bố trí .
pmin =

AS á
Ag

Với : AS : Diện tích cốt thép chịu kéo bố trí .
Ag : Tiết diện nguyên của mặt cắt.
5.5.1.4. Kim toỏn kh nng chu ct ca mt ct
- Công thức kiểm toán :

Vu .Vn
Trong đó:
f S f sa =

Z
0,6. f y = 24.2(kN / cm 2 )
1/ 3
( d c . A)

+) : Hệ số sức kháng cắt đợc xác định
theo quy định trong bảng 5.5.2.2-1,
= 0.9 (với kết cấu BTCT thông thờng)
+) Vn : Sức kháng cắt danh định đợc xác định theo quy định của điều 5.8.3.2.
Vn1 = Vc + Vs + Vp
Vn = min
'
Vn2 = 0.25f c b v d v + Vp

Với:
Vc = 0.083 f c' b v d v

+)
Vs =

A v f y d v ( cotg + cotg ) sin
s

+)
5

Vp = A s tr . f p . sin i
i =1

+)
+) dv : chiều cao chịu cắt có hiệu đợc xác định trong điều 5.8.2.7 ,
Lấy dv = 0,72. h
GVHD : O C Lí

SVTH : NGUYN VN TUN
Page 25