CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN 2 CẦU LIÊN TỤC BTCT DƯL CÓ CHIỀU CAO DẦM KHÔNG THAY ĐỔI

Thuyt minh ỏn tt nghip
ng

Khoa xõy dng cu

Chng 2 :

THIT K S B PHNG N II
CU LIấN TC BTCT DL Cể CHIU CAO DM KHễNG THAY I
1. Tớnh toỏn khi lng cỏc hng mc cụng trỡnh:
- Khi lng cỏc hng mc ch tớnh vi ẵ mt ct ngang
1.1 Tớnh toỏn khi lng kt cu nhp:
S kt cu nhp l cu liờn tc 7 nhp : 75+ 5x90 + 75 (m) thi cụng theo
cụng ngh ỳc y. Mt ct ngang s dng tit din dng hp,bờtụng dm cú cng
28 ngy fc ( mu hỡnh tr) : 50 Mpa, ct thộp d ng lc dựng loi tao cú ng
kớnh 12,7 mm
S kt cu theo phng ngang hon ton i xng nờn khi lng ch tớnh
cho ẵ MCN
phự hp vi cụng ngh thi cụng ỳc y nờn em chn mt ct ngang dm
khụng thay i trong sut chiu di nhp.
C th mt ct ngang dm cú cu to nh sau:
M
T Cế
T NGANG Cệ
U TL 1/50

M
T Cế
T NGANG Cệ

U TL 1/50

25

25

B TNG NHặ
A HA
T MậN DAèY 5 Cm
LẽP PHOèNG NặẽC DAèY 1Cm
LẽP TA
O MUI LUY
N DAèY TB 7 Cm
BAN M
T Cệ
U DAèY 30 Cm

30

30

300

275

40

40

100

900
1450
100

900
1450
100

300

275

275

200

100

40

40

275

30

340

340

40

300

1050

40

300

275

150

30

1050

60

30

30

275

200
200

200

200

2980

- S dng cụng thc trong AutoCad xỏc nh c :
Din tớch mt ct ngang 1 dm hp (khụng tớnh vỏch ngang trờn cỏc tr):
A1 = 11.982(m2)
Din tớch mt vỏch ngn ca dm liờn tc ti v trớ tr:
A2 = 14.76 (m2)
- Tng th tớch bờtụng 1 dm:




Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường

Khoa xây dựng cầu

A = 11.982x. 600 + 8x14.76x2= 7366.32 ( m3 )
( Dầm có 8 vách ngăn, mỗi vách ngăn dày 2 m )
- Khối lượng thép trong 1 dầm chủ: 2.7366.2 = 14732.64 (KN)
- Tổng trọng lượng của 1 dầm chủ:
DC = 7366.32x2,4x9,8 + 14732.64 = 187988.49 (KN)
- Trọng lượng bản thân dầm 1 chủ trên một mét dài:
DC = 187988.49 /600 = 313.31 (KN/m)
1.2 Tính toán khối lượng mố:
Sử dụng mố dạng chữ U cải tiến, bêtông có cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày

( mẫu hình trụ ) f’c = 30 Mpa
1.2.1 Khối lượng mố trái:

200

100

Mố Trái có cấu tạo như hình vẽ :

120

400
- Sử dụng công thức trong AutoCad xác định được :
Diện tích phần bệ mố: 16 (m2)
Diện tích phần , thân mố :9.1(m2)
Diện tích phần tường đầu, mũ mố : 2.7 (m2)
Diện tích phần tường cánh: 76.05 (m2)
Thể tích bêtông mố: 16x29.8+ 9.1x29.8 + 76.05x0,5x2 = 824.03 (m3)
Thể tích bêtông đá tản : 4.1.1.0,25 = 1 (m3 )
Thể tích bêtông mố trái ( kể cả phần đá tảng ) : 825.03 (m3)




Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường
-

Khoa xây dựng cầu

Tổng trọng lượng của mố Trái:
825.03x2,4x9,8 + 825.03x1 = 20229.74 (KN)

1.2.2 Khối lượng mố phải:
Sử dụng mố chữ u cải tiến gần giống với mố trải nhưng có chiều cao thân
mố khác nhau
Mố Phải có cấu tạo như hình vẽ:

200

100

160

- Sử dụng công thức trong AutoCad xác định được :
Diện tích phần bệ mố: 16 (m2)
Diện tích phần thân mố :11.82(m2)
Diện tích phần tường đầu, mũ mố : 2.7 (m2)
Diện tích phần tường cánh: 76.05 (m2)
Thể tích bêtông mố: 16x29.8+ 11.82x29.8 + 76.05x0,5x2 = 905.086 (m3)
Thể tích bêtông đá tản : 4.1.1.0,25 = 1 (m3 )
Thể tích bêtông mố phải ( kể cả phần đá tảng ) : 906.086 (m 3)
-

Tổng trọng lượng của mố phải:
906.086 x2,4x9,8 + 906.086 x1 = 22217.229 (KN)




Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường

Khoa xây dựng cầu

1.3 Tính toán khối lượng trụ: (chỉ tính 1 trụ theo phương ngang)
1.3.1 khối lượng trụ 1:

100

100

100

25

100

Trụ 1 có cấu tạo như hình vẽ:

6430

1500

200

200

200

120

120

2980

120

1000

200

200

120

Thể tích bêtông phần bệ trụ: V1 = 29.8x2x6 = 357.6 (m3)
Thể tích bêtông phần thân trụ: V2 = (9x3+1x1x3.14)x12.86x2 = 775.2 (m3)
Thể tích bêtông phần đá tản: V3 = 2.1.1.0,25 = 0,5 (m3)
Tổng thể tích bêtông trụ 1: V = 357.6+ 775.2 + 0,5 = 1133.3(m3)
Tổng trọng lượng của trụ 1: 1133.3x(2,4x9,8 +1) = 27788.516 (KN)
1.3.2 khối lượng trụ 2:
Do các nhịp có chiều dài gần bằng nhau và để thuận tiện trong việc định hóa
ván khuôn thi công trụ nên chọn các trụ có kích thước giống nhau, Ta có trụ 1,2,3,4
giống nhau, còn trụ 5và 6 giống nhau.
Tổng trọng lượng của trụ 2: 1133.3x(2,4x9,8 +1) = 27788.516 (KN))
1.3.3 khối lượng trụ 3:
Tổng trọng lượng của trụ 3: 1133.3x(2,4x9,8 +1) = 27788.516 (KN)
1.3.4 khối lượng trụ 4:
Tổng trọng lượng của trụ 4: 1133.3x(2,4x9,8 +1) = 27788.516 (KN)

1.3.5 khối lượng trụ 5:
Trụ 5 có chiều cao phần thân trụ: 18.77 (m)
Thể tích bêtông phần thân trụ: V2 = (9x3+1x1x3.14)x18.77x2 = 1131.45 (m3)
Tổng thể tích bêtông trụ 5: V = 357.6 + 1131.45 + 0,5 = 1489.55(m3)
Tổng trọng lượng trụ 5: 1489.55.(2,4.9,8 +1) = 36523.766 (KN)
1.3.6 khối lượng trụ 6:
Tổng trọng lượng trụ 6: 1489.55.(2,4.9,8 +1) = 36523.766 (KN)


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường



Khoa xây dựng cầu

1.4 Tính toán khối lượng các bộ phận trên cầu:
1.5.1 Khối lượng các lớp mặt cầu:
- Lớp BTN dày 5cm: DW1= 0,05. 28. 2,25.9,8 = 30,87 (KN/m)
- Lớp phòng nước dày 1cm: DW2 = 0,01 .28. 1,5.9,8 = 4,12 (KN/m)
→ Trọng lượng các lớp mặt cầu: 30,87 + 4,12 = 34,99 (KN/m)

1.5.2 Trọng lượng lan can, tay vịn, gờ chắn bánh:
- Lan can tay vịn làm bằng ống thép tráng kẽm, lấy Wlctv= 0,4(KN/m).
+Trọng lượng Bêtông phần bệ lan can, tay vịn (tính cho 1 m dài):
0,25.0,3.2,4.9,8 = 1,76 (KN/m)
+Khối lượng cốt thép trung bình lấy trong 1m3 bêtông là 0,60KN. =>Trọng lượng
lan can tay vịn là:
0,4+1,76+0,25.0,3.0,6=2,21(KN/m)

20

=> Trọng lượng của phần chắn bánh:
0,075.2,4.9,8 + 0,075.0,6 = 1,81 (KN)

30

0,5.(0,2 + 0,3).0,3= 0,075 (m3)

30

- Thể tích bêtông của phần gờ chắn bánh:

25

⇒ Tỉnh tải giai đoạn II tính ra phân bố đều:

30

DW =34,99+(2,21.2 + 1,81.4) = 46,65 (KN/m)
2.Tính toán số lượng cọc trong bệ móng mố, trụ :
2.1 Xác định sức chịu tải tính toán của cọc:
- Sử dụng cọc khoan nhồi BTCT fc’ = 30 Mpa đường kính cọc 1,2 (m)
- Sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi được lấy như sau:
Ptt= min{Qr, Pr}
* 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]; (N)
Trong đó:
f'c: Cường độ chụ nén của BT cọc (Mpa); f'c = 30Mpa .

Ap: Diện tích mũi cọc(mm2); Ap = 1130400 mm2.
Ast: Diện tích cốt thép chủ (mm2); dùng 20φ20 : Ast = 6280 mm2
fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420 Mpa
Thay vào ta được:
Pn = 0,85.[0,85.30.(1130400 - 6280) + 420.6280] = 26,6.106 (N) = 26,6 (MN)




Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường

Khoa xây dựng cầu

- Sức kháng dọc trục tính toán:
Pr = φ.Pn; MN
Với : Hệ số sức kháng mũi cọc, φ = 0,75
Pr = 0,75.26,6 = 19,95 (MN)
* Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền:
- Sức kháng mũi danh định: qp=3.qu.Ksp.d
Trong đó:

3+

Ksp =

Sd
D

10 1 + 300

td
Sd

d: Hệ số chiều sâu không thứ nguyên:
d = 1 + 0.4

Hs
≤ 3.4
Ds

qu: Cường độ nén dọc trục trung bình của lõi đá, qu = 30 Mpa
Ksp: Hệ số chịu tải không thứ nguyên
Sd: Khoảng cách các đường nứt, Sd = 300mm
td: Chiều rộng các đường nứt; td =1mm
D : Đường kính cọc; D = 1200mm
Ds: Đường kính hố đá, D =1200mm
Hs: Chiều sâu chôn cọc vào trong hố đá; Hs = 1500 mm
Thay số vào các công thức ta được:d =1,5; Ksp = 0,23
→ qp=3x30x0,23x1,5 = 31.05 Mpa

- Sức kháng dọc trục tính toán:
Qr= ϕqp qp.Ap
ϕ qp : Hệ số sức kháng lấy theo bảng 10.5.5.2; ϕ qp = 0,5
Qr = 0,5x31.05x1,13 = 17.54 (MN)
Sức chịu tải tính toán của cọc:
Ptt = min{Qr, Pr} = 17.54(MN)
2.2 Tính toán áp lực tác dụng lên mố, trụ:
Để xác định phản lực lớn nhất tại đáy bệ mố, bệ trụ em sử dụng chương trình Midas
Civil.

2.2.1 Các bước chính thực hiện trong chương trình:
- Mô hình hóa kết cấu
- Khai báo các làn xe


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường



Khoa xây dựng cầu

- Khai báo các tải trọng theo 22TCN272-05: Xe Tadem+Lan, Xe Tai+ Lan
- Khai báo các lớp xe
- Khai báo các trường hợp tải trọng di động, gán các tải trọng di động vào các làn cho
phù hợp
- Khai báo các truờng hợp tải trọng di động và các tổ hợp tải trọng có xét đến hệ số tải
trọng, hệ số xung kích
- Cụ thể các bước mô hình hóa kết cấu và tổ hợp tải trọng như sau:
2.2.2 Mô hình hóa kết cấu:
- Sơ đồ cầu gồm hai dầm hộp đặt song song nhau trên các trụ tách rời nhau gần như 2
cầu đặt song song nhau nên sẽ chỉ giải bài toán trên 1 hộp.
- Toàn bộ kết cấu cầu liên tục sẽ được mô hình vào trong chương trình gần đúng như
kết cấu thật, mô hình bài toán là mô hình không gian
- Dầm chủ tiết diện hộp không thay đổi theo phương dọc cầu được mô tả trong
chương trình là phần tử Beam. Mặt cắt ngang dẩm chủ được khai báo trong chương
trình với các thông số cụ thể như sau: (Xem hình vẽ)
- Kết cấu trụ gồm mũ trụ, bệ thân trụ, bệ trụ cũng được mô tả bằng phần tử Beam với
các kích thước theo các phương, sự thay đổi tiết diện của mặt cắt mủ trụ hoàn toàn
tưong tự như kết cấu thật:

- Trong chương trình không khai báo các phần tử của mố mà chỉ liên kết đầu dầm với
nền đất bằng các gối nên khi tính phản lực tại bệ mố cần phải cộng thêm trọng lượng
bản thân các mố.
- Liên kết giữa phần đầu dầm phía Mố A và nền đất được mô tả bằng gối cố định
- Liên kết giữa phần đầu dầm phía Mố B và nền đất được mô tả bằng gối di động
- Liên kết trụ và nền đất được mô tả bằng các ngàm cứng
- Để mô tả sự liên kết giữa mũ trụ và dầm chủ ta khai báo ràng buộc chuyển vị thẳng
đứng giữa hai nút: một nút thuộc phần tử mũ trụ và nút thuộc phần tử dầm tại tiết diện
trên trụ
Khai báo MCN dầm chủ với các số liệu cụ thể như sau:


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường



Khoa xây dựng cầu

- Khai báo mặt cắt ngang thân trụ, bệ trụ và đoạn vát với các số liệu cụ thể như hình
sau:


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường



Khoa xây dựng cầu

Kết quả mô tả trong chương trình ta được sơ đồ kết cấu như sau:
SƠ ĐỒ KẾT CẤU HIỂN THỊ Ở DẠNG PHẲNG

SƠ ĐỒ KẾT CẤU HIỆN THỊ DƯỚI DẠNG KHÔNG GIAN

Mặt cắt ngang như sau:

2.2.3Khai báo các làn xe:
- Cầu gồm 6 làn xe chạy rộng 21 (m) và 2 làn người đi bộ rộng (2x2.75m) phân bố
trên 2 hộp đặt cạnh nhau, do đó trên 1 hộp sẽ khai báo 4 làn gồm 3 làn xe chạy và một
làn người đi bộ với các độ lệch tâm như sau:
Tên làn
Làn 1
Làn 2
Làn 3
Làn4

Độ lệch tâm
(m)
4.92
1.42
-2.08
-5.56


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường



Khoa xây dựng cầu

- Làn 1, Làn 2 và làn 3 sẽ chịu hoạt tải xe chạy gồm các trường hợp tải trọng: xe hai
trục + tải trọng làn ( Hoat TandemLan) và xe tải + tải trọng làn (Hoat TruckLan)
- Làn 4 được gán cho tải trọng người đi bộ.
2.2.4 Khai báo xe tiêu chuẩn theo AASHTO-LRFD (22TCN272-05)
- Chọn mã thiết kế AASHTO-LRFD
- Khai báo 2 trường hợp hoạt tải theo AASHTO-LRFD bao gồm:
o HL-93TDM: hoạt tải xe hai trục thiết kế và tải trọng làn
o HL-93 TRK: hoạt tải xe tải thiết kế và tải trọng làn

2.2.5 Khai báo các trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng:
- Tải trọng tác dụng thẳng đứng tính đến đáy bệ trụ, bệ cọc bao gồm:
o

Trọng lượng bản thân dầm, trọng lượng bản thân mố, trụ (tỉnh tải giai đoạn 1)

o

Trọng lượng bản thân các lớp mặt cầu, lan can tay vịn (tỉnh tải giai đoạn 2)


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường
o



Khoa xây dựng cầu

Hoạt tải HL-93, tải trọng người đi bộ

- Các trường hợp tải và hệ số tải trọng kèm theo theo TTGH cường độ:
Stt

Trường hợp Tải
trọng

Mô tả

Hệ số tải
trọng

1

TT1

Tỉnh tải giai đoạn 1

1.25

2

TT2

Tỉnh tải giai đoạn 2

1.5

3

Hoạt Tademlan

4

Hoạt Trucklan

Hoạt tải xe tải và tải trọng làn

1.75

5

Hoạt Nguời

Tải trọng người

1.75

Hoạt tải xe 2 trục và tải trọng
làn

- Các tổ hợp tải trọng được khai báo trong chương trình:

1.75




Thuyết minh đồ án tốt nghiệp

đường

Stt

1

Tên tổ

Hoat1

2

Hoat2

3

Hoatmax

4

TinhMax

5

T+H

6

BaoTH

Loai tổ

Mô tả

hợp

Khoa xây dựng cầu

hợp

1.75(Hoat

Hoạt tải xe tandem,tải trọng làn

ADD

cộng tác dụng với tải trọng người

ADD

tác dụng với tải trọng người
Hoat2

ENVE

Cộng tác dụng của Tỉnh tải giai

ADD

đoạn 1 và tỉnh tải giai đoạn 2

Cộng tác dụng của Tỉnh tải và hoạt

ADD

tải( TinhMax, HoatMax)
Lấy giá trị bất lợi nhất trong 3 tổ
hợp( Movingmax, Tinhmax, T+H)

TandemLan + Hoat
Nguoi)

Hoạt tải xe trục,tải trọng làn cộng
Lấy giá trị bất lợi của Hoat1 và

Công thức

ENVE

1.75(Hoat TruckLan
+ Hoat Nguoi)
Max( Hoat1, Hoat2)
(1,25TT1+
1,5TT2)
Hoatmax+Tinhmax
Max(Hoatmax,
Tinhmax, T+H)

Ghi chú: Hệ số xung kích được khai báo cùng với lúc khai báo tải trọng xe hai trục
và tải trọng xe tải: IM = 25%
- Sau khi khai báo đầy đủ các thông số như Làn xe, Loại xe, Lớp xe, các trường hợp

tải trọng và các tổ hợp tải trọng, chương trình sẽ tự động vẽ các ĐAH, xếp xe lên các
ĐAH sao cho gây ra hiệu ứng bất lợi nhất đúng theo yêu cầu của qui trình thiết kế cầu
AASHTO-LRFD (22TCN272-05).
2.2.6 Kết quả chạy chương trình:
- Sau khi chạy chương trình có được kết quả xếp xe trên ĐAH phản lực gối và giá trị
phản lực gối
KẾT QUẢ PHẢN LỰC TẠI CÁC GỐI
Vị Trí

Giá trị (T)

Mố trái

1471.95

Trụ 1

5686.11

Trụ 2

5627.90

Trụ 3

5636.74

Trụ 4

5636.74

Trụ 5

6179.39


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường



Trụ 6

6237.59

Mố phải

1471.95

Khoa xây dựng cầu

- Giá trị phản lực lớn nhất được lấy trong tổ hợp Bao TH

- Các giá trị phản lực các gối ở hai mố chưa tính dến trọng lượng bản thân của mố và
bệ móng do đó phản lực gối tính toán tại các mố và trụ là:
Ap = A1+1.25x phần thêm vào
Trong đó: 1,25: hệ số tải trọng
0,5: xét khối lượng 1 nửa mố để tính số cọc cần thiết cho 1 dầm.
KẾT QUẢ PHẢN LỰC TẠI CÁC GỐI
Vị Trí

Giá trị (T)
Mố trái
3494.9
Trụ 1
6644.4
Trụ 2
6586.1
Trụ 3
6595
Trụ 4
6595
Trụ 5
7137.6
Trụ 6
7195.8
Mố phải
3693.7
2.3 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc cho mố, trụ cầu:
Công thức tính toán :
n = β.

AP
Ptt

Trong đó : 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.
Lập bảng tính toán như sau :

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường



Khoa xây dựng cầu

Cấu kiện

AP (T)

Ptt (T)

n (cọc)

Chọn (1/2)

Mố trái

3494.9

1754

3.19

6

Trụ 1

6644.4

6.06

8

Trụ 2

6586.1

1754
1754

6.01

8

Trụ 3

6595

1754

6.01

8

Trụ 4

6595

1754

6.01

8

Trụ 5

7137.6

1754

6.51

8

Trụ 6

7195.8

1754

6.56

8

Mố phải

3693.7

1754

3.37

6

Bố trí cọc cho1/2 trụ :
400

400

400

90

100

400

100

200

1490
1
T BÀÒ
NG BÄÚTRÊCOÜ
C

2 MÀÛ

650

100

BÄÚTRÊCOÜ
C CHO MÄÚ

400

100

650

CHO MÄÚ
165

3. Xác định biểu đồ bao momen trong giai đoạn khai thác:
- Tải trọng tác dụng:
+ Tải trọng bản thân dầm DC
+ Tải trọng bản thân các lớp mặt cầu, lan can tay vịn DW
+ Hoạt tải HL-93 và đoàn người 300 kG/cm2
- Các trường hợp tải trọng, tổ hợp tải trọng và hệ số tải trọng được lấy như phần tính
toán phản lực gối. Giá trị biểu đồ bao nội lực được lấy trong tổ hợp Bao
Biểu đồ momen trong giai đoạn khai thác:


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường



Khoa xây dựng cầu

Biểu đồ bao momen trong giai đoạn khai thác

Kết quả giá trị momen tại một số mặt cắt đặc trưng như sau:
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

Mặt Cắt
Mố trái
Giữa nhịp 1
Trụ 1
Giữa nhịp 2

Trụ 2
Giữa nhịp 3
Trụ 3
Giữa nhịp 4
Trụ 4
Giữa nhịp 5
Trụ 5
Giữa nhịp 6
Trụ 6
Giữa nhịp 7
Mố phải

M+max ( T.m)
0
19622.290
472.991
18804.120
697.694
19015.202
753.268
18998.555
753.268
19015.202
697.694
18804.120
472.991
19622.290
0

M-max( T.m)

0
-939.113
-32916.384
-1032.106
-32827.824
-1123.723
-32954.796
-1142.785
-32954.796
-1123.723
-32827.824
-1032.106
-32916.384
-939.113
0


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường



Khoa xây dựng cầu

4.Tính toán cốt thép DƯL cho các phân đoạn dầm:
- Việc tính toán cốt thép DƯL trong các phân đoạn dầm phải đảm bảo những yêu cầu
sau:
+ Số bó thép trong 1 phân đoạn dầm là không thay đổi trong suốt chiều dài phân đoạn
ở từng giai đoạn thi công khai thác. Yêu cầu này đặt ra nhằm đảm bảo sự thuận tiện
nhất trong công nghệ thi công

+ Số bó thép trong phân đoạn chính là số bó cốt thép lớn nhất ở các mặt cắt nằm trong
phạm vi phân đoạn đó.
- Tính toán cốt thép DƯL trong các phân đoạn dầm hiện nay dựa trên hai quan điểm:
Quan điểm 1:
+ Ở giai đoạn thi công, căn cứ vào đường bao nội lực, tính số bó cốt thép DƯL ở các
mặt cắt trên suốt chiều dài dầm sau đó chọn ra số bó cốt thép DƯL cho các phân đoạn
dầm
+ Ở giai đoạn khai thác tìm ra nội lực âm và dương lớn nhất trong từng phân đoạn
dầm sau đó so sánh với nội lực lớn nhất của phân đoạn dầm đó ở giai đoạn thi công:
Nếu nhỏ hơn thì số bó thép khai thác chính là số bó thi công đã dùng, còn nếu lớn hơn
thì phải tính thêm số bó thép cần thiết để chịu tăng thêm khi khai thác.
Quan điểm 2:
+ Cốt thép sau khi thi công, nếu thừa không cần dùng đến thì phải tháo ra còn nếu
thiếu khi khai thác thì phải căng thêm vào
Quan điểm 1 có ưu điểm là công nghệ thi công đơn giản do không phải tháo lắp
chuyển vị trí bó thép nhưng có nhược điểm là sử dụng vật liệu chưa hợp lý, lãng phí
cốt thép. Quan điểm 2 có ưu điểm sử dụng hợp lý về mặt vật liệu nhưng công nghệ thi
công phức tạp
→ Để đơn giản hóa công nghệ thi công nên em chọn tính toán cốt thép DƯL theo

quan điểm 1. Nhưng em lấy gần đúng theo số bó cáp của giai đoạn khai thác sử dụng
-

Sử dụng cáp DƯL với các đặc trưng sau:




Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường

Khoa xây dựng cầu

Loại Cáp DƯL
Diện tích 1 tao

22 tao 12,7 mm

Diện tích 1 bó

2171 mm2

Giới hạn bền fpu

1860 Mpa
1670 Mpa

98,7 mm2

Giới hạn chảy fpy
Môdun đàn hồi

197000 Mpa

+ Công thức tính toán số bó cáp:
- Với bó chịu mômen âm:
a'T
N'T
e'T

h
truûc trung hoaì

yd

+ Ứng suất thớ trên:

 N'
N ' .e'
f tr =  T + T T
Wtr
 A

N 'T ≥

M min
 Wtr
+ e' T

 A

+ Ứng suất thớ dưới:





⇒ n' b ≥

M min

W

 e'T − d
A






Mmin

 M min
 −
≥0
W
tr


M min . A
(Wtr + A.e'T )( f KT . Abo )

 N'
N ' .e'
f d =  T − T T
Wd
 A

N 'T ≤

yT

⇒ n'b ≤

- Bó chịu mômen dương:(tiết diện giữa nhịp)

 M min
 +
≥0
 Wd

M min . A
( A.e'T −Wd )( f KT . Abo )




Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường

Khoa xây dựng cầu

Mmax
yT
h
truûc trung hoaì

yd

eT

NT

aT
+ Ứng suất thớ dưới:
N
N .e
f d =  T + T T
Wd
 A

⇒ NT ≥

 M max
 −
≥0
 Wd

M max
M max . A
⇒ nb ≥
(Wd + A.eT )( f KT . Abo )
 Wd

+ eT 

 A


+ Ứng suất thớ trên:

N
N .e
f tr =  T − T T
Wtr
 A
⇒

NT ≤

M max
W

 eT − tr
A






⇒ nb ≤

 M max
 +
≥0
W
tr


M max . A

( A.eT − Wtr )( f KT . Abo )

Trong đó :
+ N'T: Lực căng trong bó cốt thép dự ứng lực chịu mômen âm.
N'T =n'b .fKT.Abó
+ NT: Lực căng trong bó cốt thép dự ứng lực chịu mômen dương.
NT = nb.fKT.Abó
+ e'T, eT: Khoảng cách từ trục trung hoà đến trọng tâm cốt thép dự ứng lực.
+ A: Diện tích tiết diện bêtông.
+ M: Mômen do tải trọng tác dụng gây ra tại tiết diện tính toán.
+ W: Mômen kháng uốn tiết diện.
+ n'b, nb : Số bó cốt thép cần tính.
+ fKT: Ứng suất cho phép khi căng kéo cốt thép:
fKT = 0,75.fpy=1252,5 Mpa.
+ Abó: Diện tích một bó cáp; fbó = 2171mm2.




Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường

Khoa xây dựng cầu

Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm các bó cáp đến thớ ngoài cùng chịu kéo là
aT = 200 mm, a’T = 125 (mm).
- Tính toán đặc trưng hình học của tiết diện hộp:
Sử dụng chức năng SECTION PROPERTIES trong MIDAS CIVIL ta có đặc
trưng hình học của tiết diện ngang dầm hộp như sau:

Đại
Lượng
H
A

Giá trị

Đơn vị

4
12.405

m
m2

I

32.20

m4

Yt
Yd
Wt

1.659
2.341
16.44

m

m
m3

Wd

13.755

m3

Số bó thép chịu momen âm tại 1 số phân đoạn dầm trong giai đoạn khai thác
Trên trụ 1
Trên trụ 6
Giữa nhịp 4
Tiết diện
Thåï
M (max)
e' T
-

Trãn

Dæåïi

Trãn

Dæåïi

Trãn

Dæåïi

32916.384

32916.384

32916.384

32916.384

1142.785

1142.785

1.875

1.875

1.875

1.875

1.875

1.875


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường
-

M
(max).A
f KT .A b
Số bó tính
Số bó chọn



Khoa xây dựng cầu

408327.744

408327.74
4

408327.744

408327.744

52874.97

52874.97

271.91
n'b>=

271.91
n'b<=

271.91

n'b>=

271.91
n'b<=

271.91
n'b>=

271.91
n'b<=

37.9

158..31

37.9

158..31

1.31

5.50

38

38

4

Sốtại

Bó1Cáp
tính đoạn
toán dầm trong giai đoạn khai thác
Số bó thép chịu momen dương
số phân
+
Tiết
diệntrụ 1 Số Bó Chịu Trên
Tiết diện
Trên
M- trụSố6 Bó Chịu M Giữa nhịp 4
Thåï
Trãn trụ 1 Dæåïi
Dæåïi 4
Trãn
Dæåïi
Trên
38 Trãn
+
472.991
472.991
472.9914 18998.555 18998.555
M (max)
Trên trụ 6 472.991 38
eT
Giữa
1.800nhịp 4 1.800
4 1.800
1.80026
1.800

1.800
A
12.405
12.405
12.405
12.405
12.405
12.405
Ab
2171
2171
2171
2171
2171
2171
f KT
0.125
0.125
0.125
0.125
0.125
0.125
n'b<=
n'b>=
n'b<=
n'b>=
n'b<=
n'b>=
Số bó tính
3.67

0.6
3.67
0.6
147.47
24.07
Số bó chọn
2
2
26
Vì theo suốt chiều dài dầm thì mômen âm và mômen dương không thay đổi nhiều nên
ta chọn số bó cáp trên bố trí sơ bộ cho cả chiều dài dầm.
+ Dự kiến bố trí cốt thép DƯL như sau:




Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường

Khoa xây dựng cầu

275

30

12

20
275

300

340

300

20

40

30

240

240

900

12

- Bố trí cốt thép trong phân đoạn 2 (trên trụ 1):
19x20

20

275

20

340

275

900

5. Kiểm toán các tiết diện đặc biệt của dầm chủ theo mômen ở TTGH cườngđộ:
- Ta quy đổi tiết diện hộp về tiết diện tiết diện chữ I lệch và sử dụng công thức tính
như đối với tiết diện chữ T trong quy trình:

43

275

300

340

300

400

275

1450
30

12

1450
20

240

900

Công thức kiểm toán:
Trong đó:

240

632

57

20

40

30

Mmax ≤ Mr = ϕ.Mn

Mr : Sức kháng uốn tính toán
Mn : Sức kháng uốn danh định
ϕ : Hệ số sức kháng, ϕ = 0,95.

* Xác định vị trí trục trung hòa:
Vị trí trục trung hòa được xác định xuất phát từ phương trình cân bằng hình
chiếu của nội lực lên phương ngang :(Bỏ qua cốt thép thường)
Tổng lực kéo:



Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường

c
Tn = Aps.fpu . 1 − k.
dp


Khoa xây dựng cầu



 + A’ps.fpu . 1 − k . c


d 'p








Tổng lực nén:
Cn = 0,85. β1 .f’c.c.bw + 0,85. β 1 .f’c.(b - bw).hf

→c =

( Aps + A ). f pu
'
ps

Cn = Tn
− 0,85.β1. f c' .(b − bw )h f

Aps A'ps
0,85.β1 f 'c .bw + k . f pu .(
+ ' )
dp
dp

= 1.56 m
Trong đó:
Aps: Diện tích thép DƯL ở phía

dưới (mm2)
A’ps: Diện tích thép DƯL ở phía trên (mm2)
fpu : Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn danh định của thép DƯL (Mpa)
fps : Ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL ở sức kháng uốn danh định (Mpa)
dp: Khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép DƯL ở phía dưới (mm).
d’p: Khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép DƯL ở phía trên (mm)
f'c: Cường độ quy định của BT ở tuổi 28 ngày (Mpa)
hf : Bề dày bản cánh chịu nén (mm)
b: Bề rộng cánh chịu nén (mm)
bw: Chiều dày sườn dầm (mm)

β1 : Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất, với BT có cường độ > 28 Mpa hệ số β1
giảm theo tỉ lệ 0,05 cho từng 7 Mpa vượt quá 28 Mpa:
β1 = 0,85 − 0,05.(

50 − 28
) = 0,69 ≥ 0,65
7

+ c > hf : Trục trung hòa qua sườn dầm
+ c < h f : Trục trung hòa qua cánh dầm và c sẽ được tính theo tiết diện hình
chữ nhật với bw = b

* Sức kháng uốn danh định:
Lấy tổng momen nội lực với trọng tâm vùng nén sườn dầm:(Bỏ qua cốt thép
thường)

a
a
a hf
M n = A ps . f ps (d p − ) + A ps' . f ps .(d ' p − ) + 0,85. f ' c(b − bw ) β 1 .h f ( − )
2
2
2 2
a = β1.c: Chiều dày khối ứng suất tương đương.
Trường hợp trục trung hòa qua cánh thì lấy b = bw
fps : Ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL ở sức kháng uốn danh định (Mpa)




Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường

Khoa xây dựng cầu


c 
f ps = f pu 1 − k

d p 


f py
k = 21,04 −

f pu


Trong đó:
Tiết Diện
Nhịp 4
Trên trụ 1
Trên trụ 6

Aps
0.0564
0.0087
0.0087

A'ps

0.0087
0.0825
0.0825

Tiết Diện
k
a
Nhịp 4
0.28 0.5934
Trên trụ 1 0.28 0.773
Trên trụ 6 0.28 0.773

f 'c
β1
0.69 50.0
0.69 50.0
0.69 50.0
C
0.86
1.12
1.12

b
14.5
6.32
6.32







bw
0.65
0.65
0.65

f'ps
fps
1742.13 1723.10
2806.368 1706.5
2806.368 1706.5

hf
0.43
0.57
0.57

dp
3.8
0.125
0.125

d'p
0.125
3.8
3.8

Mn (T.m)
36476.42

50027.44
50027.44

Kết quả kiểm toán theo TTGH cường độ
Tiết diện
Mtt (T.m)
Mr ( T.m)
Kết Luận
18998.555
Nhịp 4
34652.60
Đạt
32916.384
Trên trụ 1
47526.068
Đạt
32916.384
Trên trụ 6
47526.068
Đạt

6. Tổng hợp khối lượng, tính dự toán phương án cầu liên tục:

Stt
1

TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG P.A CẦU LIÊN TỤC
HẠNG MỤC
Vật Liệu
Đơn Vị

KẾT CẤU NHỊP
Bêtông Kết Cấu Nhịp
m3

Khối Lượng
14732.64


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường

2

DẢI PHÂN CÁCH

3

LAN CAN TAY
VỊN

4

MẶT CẦU

5

TRỤ 1

6

TRỤ 2

7

TRỤ 3

8

TRỤ 4

9

TRỤ 5

10

TRỤ 6

11

MỐ TRÁI

12

MỐ PHẢI

13

CỌC KHOAN
NHỒI

14

BẢN GIẢM TẢI



Khoa xây dựng cầu

Thép DƯL
Cốt thép thường

Tấn
Tấn

736.632
1620.59

Bêtông phần dải phân cách

Tấn

0.181

Cốt thép
Bêtông phần nguời đi
Thép Tay vịn
Cốt thép thường
BTN dày 5 cm
Lớp Phòng nước

Bêtông trụ 1
Cốt thép Trụ 1
Bêtông trụ 2
Cốt thép Trụ 2
Bêtông trụ 3
Cốt thép Trụ 3
Bêtông trụ 4
Cốt thép Trụ 4
Bêtông trụ 5
Cốt thép Trụ 5
Bêtông trụ 6
Cốt thép Trụ 6
Bêtông
Cốt thép
Bêtông
Cốt thép
Bêtông cọc

Tấn
Tấn
Tấn
Tấn
Tấn
m3
m3
Tấn
m3
Tấn
m3
Tấn

m3
Tấn
m3
Tấn
m3
Tấn
m3
Tấn
m3
Tấn
m3

0.0083
105.6
24
27.878
1852.2
247.2
1133.3
124.663
1133.3
124.663
1133.3
124.663
1133.3
124.663
1489.55
163.85
1489.55
163.85

825.03
90.753
906.086
99.669
6556.32

Cốt thép

Tấn

721.195

Bêtông
Cốt thép

m3
Tấn

8
0.82


Thuyết minh đồ án tốt nghiệp
đường



Khoa xây dựng cầu

TỔNG DỰ TOÁN XÂY DỰNG CỦA PHƯƠNG ÁN CẦU LIÊN TỤC

THÀNH TIỀN
STT
HẠNG MỤC CHÍNH
KÝ HIỆU CÁCH TÍNH
(1000đ)
1
CHI PHÍ TRỰC TIẾP
T
VL+NC+M
73572632.71
2
Chi phí vật liệu
VL
41773311.52
3
Chi phí nhân công
NC
8246814.65
4
Chi phí xe máy
M
23552506.54
5
Chiphí chung NC
C
NC*64%
5277961.38
Thu nhập chịu thuế tính
6
TL

(T+C)*60%
47310356.45
trước
7
Giá trị DT sau thuế
Z
T+C+TL
126160950.54
8
Thuế GTGT đầu ra
VAT
Z*5%
6308047.53
9
Giá trị DT sau thuế
GXLL
T+C+TL+VAT
132468998.06
10
Chi phí xây lắp chính
A
138777045.59
11
Chi phí xây lắp phụ
B
B1
12
Kho xưởng láng trại
B1
A*1%

1387770.46
13
Cộng chi phí xây lắp
XL
A+B
140164816.05
14
Chi phí khác
CK
CB+TH+KT
6220877.97
15
Chuẩn bị đầu tư
CB
K1+K2+K3
533512.10
16
Chi phí khảo sát lập DA
K1
88425546
88425.55
17
Lập báo ngiên cứu khả thi
K2
A*0.32%
444086.55
18
Thẩm BCNCKT
K3
1000

19
Thực hiện dầu tư
TH
K4+...+K12
5667365.869
20
Lập thiết kế
K4
17568.9
21
Thẩm định dự toán
K5
A*0.126%
174859.0774
22
Thẩm định Thiết kế KTTC
K6
A*0.13%
180410.1593
23
Lập hồ sơ mời thầu
K7
A*0.385%
534291.6255
24
Thẩm định hồ sơ mời thầu
K8
1000.00
25
Giám sát kỹ thuật

K9
A*0.94%
1304504.23
26
Quản lí công trình
K10
A*2%
2775540.91
27
Bảo hiểm công trình
K11
A*0.475%
659190.97
28
Kiểm định chất lượng
K12
20000.00
29
Kết thúc xây dựng
KT
K15+K16
20000.00
30
Lập hồ sơ hoàn công
K15
15000.00
31
Thẩm tra phê duyệt QT
K16
5000.00

32
CHI PHÍ DỰ PHÒNG
DP
(XL+CK)*10%
14638569.40
33
TỔNG DỰ TOÁN
G
XL+CK+DP
161024263.42