Phân tích lựa chọn tiết diện hợp lý của cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép bị khống chế về chiều cao

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
------------------------------------

NGUYỄN KHÁNH VI

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN TIẾT DIỆN HỢP LÝ CỦA
CẦU DẦM THÉP LIÊN HỢP VỚI BẢN BÊ TÔNG
CỐT THÉP BỊ KHỐNG CHẾ VỀ CHIỀU CAO
Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình giao thông
Mã số: 60.58.02.05

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

Đà Nẵng - Năm 2017


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN XUÂN TOẢN

Phản biện 1: TS NGUYỄN VĂN MỸ

Phản biện 2: PGS.TS LÊ THỊ BÍCH THỦY

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật Xây dựng Công trình giao thông họp tại
Trường Đại học Bách khoa vào ngày 15 tháng 10 năm 2017

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
 Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách
khoa
 Thư viện Khoa Môi trường, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) là vùng đất rộng lớn và
là hạ nguồn của hệ thống sông Mekong nằm ở phía Nam của Việt
Nam. Một đặc điểm nổi bật của vùng ĐBSCL là bị chia cắt bởi hệ
thống sông ngòi, kênh rạch chằng chịt. Việc đi lại giữa các xã, đặc
biệt là vùng sâu, vùng xa gặp nhiều khó khăn. Phương thức giao
thông vận tải chủ yếu vẫn là đường thủy, sử dụng thuyền, ghe nhỏ.
Do vậy hệ thống giao thông đường bộ và đường thủy cần phải đầu tư
xây dựng và phát triển mạnh trong tương lai gần. Các công trình cầu
vượt hệ thống sông và kênh rạch rất nhiều. Phần lớn các cầu trong
khu vực bị khống chế về chiều cao do bị giới hạn bởi cao độ gầm cầu
để đảm bảo giao thông đường thủy và bị khống chế bởi cao độ đất
đắp hai bên đầu cầu vì địa chất yếu.Vì vậy cầu dầm thép là một loại
cầu có khả năng đáp ứng được yêu cầu trên, đảm bảo khổ thông
thuyền, đáp ứng được kết cấu thượng tầng nhẹ phù hợp với nền đất
yếu vùng ĐBSCL. Cho tới nay cầu thép là loại cầu được sử dụng
rộng rãi nhất cho các cầu nhịp trung và nhịp lớn do tính chất ưu việt
của vật liệu thép. Đặc biệt ngày nay thép còn được thêm vào các
thành phần kim loại quý khác để tạo ra những loại thép hợp kim có
tính năng rất tốt, đặc biệt các chỉ tiêu cơ học rất cao và có khả năng
chống gỉ tốt.

Tuy nhiên với địa hình cần phải khống chế về chiều cao kiến
trúc, chiều cao dầm, đảm bảo thông thủy dưới cầu thì đề tài “Phân
tích lựa chọn tiết diện hợp lý của cầu dầm thép liên hợp với bản bê
tông cốt thép bị khống chế về chiều cao” là rất cần thiết với vùng
ĐBSCL.
2. Mục đích nghiên cứu
Đề tài “Phân tích lựa chọn tiết diện hợp lý của cầu dầm thép
liên hợp với bản bêtông cốt thép bị khống chế về chiều cao” có ý


2
nghĩa khoa học và thực tiễn nhất định có thể áp dụng ở một số địa
phương của vùng ĐBSCL.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép bị khống chế
về chiều cao.
4. Phương pháp nghiên cứu
Vận dụng các cơ sở lý thuyết tính toán, TCVN và các phần
mềm ứng dụng từ đó đưa ra phân tích xác định tiết diện hợp lý của
cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép theo trạng thái giới
hạn cường độ 1.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Để giải quyết nhu cầu xây dựng cầu giao thông như đã đề cập
ở trên, một nghiên cứu về giải pháp cầu dầm thép với kết cấu và vật
liệu tốt, đảm bảo chi phí bằng hoặc thấp hơn phương án cầu bê tông
hiện tại là rất có ý nghĩa đối với khu vực ĐBSCL.
Đặc biệt là về địa hình, địa chất cần phải đáp ứng các yêu cầu
sau:
- Có thể thi công dễ dàng và nhanh chóng.
- Có thể sử dụng trong trường hợp tĩnh không và chiều dài

nhịp lớn mà không cần trụ cầu.
- Chi phí cho 1 mét chiều dài cầu là hợp lý.
- Chi phí duy tu bảo dưỡng là nhỏ nhất khi sử dụng trong điều
kiện khí hậu nhiệt đới.
6. Bố cục luận văn


3
Chương 1 – SƠ LƯỢC VỀ CẦU DẦM THÉP, ĐỊA HÌNH - ĐỊA
CHẤT VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG Ở VÙNG ĐỒNG BẰNG
SÔNG CỬU LONG
1.1. Sơ lược về cầu dầm thép
Cầu dầm thép bao gồm kết cấu nhịp đơn giản 1 nhịp hoặc
nhiều nhịp, liên tục và mút thừa nhiều nhịp có tiết diện chữ I, H, Π,
hình hộp... (Hình1.1, 1.2, 1.3).

Hình 1.1. Cầu Rạch Cỏ

Hình 1.2. Cầu Nắm Hin Boun


4

Hình 1.3. Cầu Phong Hòa
1.2. Sơ lược về điều kiện địa hình, địa chất ở Đồng Bằng Sông
Cửu Long
1.2.1. Đặc điểm địa chất Đồng Bằng Sông Cửu Long
1.2.1.1. Cấu trúc địa chất
1.2.1.2. Đặc điểm đất yếu ĐBSCL
1.2.1.3. Sự phân bố đất yếu ở ĐBSCL

1.2.1.4. Đặc trưng cơ lý của đất bùn ở một số tỉnh ĐBSCL
1.3. Khả năng ứng dụng cầu dầm thép vùng Đồng Bằng Sông
Cửu Long

a)


5

b)
Hình 1.6 (a;b): Kiểm tra gia công chế tác dầm

Hình 1.7: Cầu Xẻo Bèo – Tỉnh Đồng Tháp
 Kết luận
Khả năng ứng dụng cầu dầm thép trong xây dựng cầu ở
ĐBSCL là hoàn toàn khả thi bởi nhu cầu phát triển hạ tầng giao


6
thông ở khu vực này là rất lớn, cầu thép có nhiều ưu điểm phù hợp
với đặc thù của vùng. Bên cạnh đó, trình độ gia công chế tác ngày
càng được nâng cao, các công ty có những sản phẩm là thế mạnh của
mình và trong tương lai gần giá nguyên vật liệu sẽ giảm là những
điều kiện thuận lợi để thúc đẩy sự phổ cập của cầu dầm thép trong
ngành xây dựng cầu ở ĐBSCL.
Do đó đề tài “ Phân tích lựa chọn tiết diện hợp lý của cầu
dầm thép liên hợp với bản bêtông cốt thép bị khống chế về chiều
cao ” có ý nghĩa khoa học và thực tiễn nhất định có thể áp dụng ở
một số địa phương của vùng ĐBSCL.

7
Chương 2 - CẤU TẠO VÀ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CẦU
DẦM THÉP LIÊN HỢP VỚI BẢN BÊ TÔNG CỐT THÉP
2.1. Cấu tạo dầm thép liên hợp
2.1.1. Cấu tạo chung cầu dầm thép liên hợp
2.1.2. Các bộ phận chính trong dầm liên hợp
2.1.2.1. Bản bê tông
2.1.2.2. Dầm thép
2.1.2.3. Neo liên kết
2.2. Lý thuyết tính toán cầu dầm thép liên hợp
2.2.1. Nguyên tắc thiết kế
Các trạng thái giới hạn dùng trong thiết kế kết cấu đều thực
hiện theo nguyên tắc là hiệu ứng do tải trọng gây ra trong kết cấu
không được vượt quá sức kháng kết cấu. Nguyên tắc này được thể
hiện trong công thức dưới đây:

 . .Q
i

i

i

  .Rn

Trong đó: Qi - hiệu ứng do tải trọng tác dụng lên kết cấu; có
thể là mô men, lực cắt, lực dọc, độ võng, góc xoay, ứng suất, ....

 i - hệ số tải trọng

Rn - sức kháng danh định của kết cấu

 - hệ số sức kháng
 I - hệ số tải trọng
2.2.2. Xác định nội lực dầm chủ
2.2.2.1. Tải trọng tác dụng
a) Tĩnh tải
b) Hoạt tải
2.2.3. Tiết diện chữ  chịu uốn
2.2.3.1. Xác định sức kháng uốn trong tiết diện chữ 
2.2.3.2. Trục trung hòa dẻo của tiết diện liên hợp


8
2.2.3.3. Sự làm việc mất ổn định vách do uốn
AASHTO LRFD 2005 còn quy định giới hạn kích thước bản
biên là:
bf
D
 12 ;
b f  ; t f  1.1tw
2t f
6
2.2.3.4. Mô men dẻo của tiết diện liên hợp
2.2.3.5. Phân loại tiết diện và các bộ phận của tiết diện
2.2.3.6. Tính chất ổn định theo tiêu chuẩn AASHTO
2.2.3.7. Mất ổn định cục bộ của vách
2.2.3.8. Sự làm việc mất ổn định vách do uốn
2.2.3.9. Tính chất mất ổn định xoắn ngang (mất ổn định tổng thể)
2.2.3.10. Tính chất phân bố lại mô men

2.2.3.11 Trạng thái giới hạn về cường độ
Trạng thái giới hạn cường độ dùng để kiểm tra sức kháng uốn
và sức kháng cắt. Tiêu chuẩn AASHTO thể hiện các bước để kiểm
tra. Có thể tóm tắt như sau:
- Đối với tiết diện chắc, sức kháng uốn có hệ số được viết dưới
dạng mô men:
Mr   f Mn
(2.36)
trong đó:  f = hệ số sức kháng do uốn

M n  M p = sức kháng danh định của tiết diện chắc
- Sức kháng cắt có hệ số được tính bởi:
Vr  vVn
Trong đó: v = hệ số sức kháng do cắt

Vn = sức kháng cắt danh định
Fyw = cường độ chảy của thép
D = chiều cao của vách
tw = chiều dày của vách
2.2.3.12. Trạng thái giới hạn về sử dụng

(2.38)


9
2.2.3.13. Sức kháng cắt tiết diện chữ 
2.2.4. Neo chống trượt
2.3 Kết luận
Ở chương này học viên đã giới thiệu sơ lược về cấu tạo của
cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép.

Trên cơ sở lý thuyết, nguyên tắc thiết kế cầu dầm thép liên hợp
với bản bê tông cốt thép và áp dụng tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 27205 để tính toán.
Để hiểu rõ hơn về những nội dung trên thì chúng ta sẽ tìm hiểu
tiếp ở chương sau.


10
Chương 3 – TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN TIẾT DIỆN HỢP LÝ
CỦA DẦM THÉP LIÊN HỢP VỚI BẢN BÊ TÔNG CỐT THÉP
3.1. Mở đầu
Trong phạm vi của luận văn này, học viên sẽ nghiên cứu lựa
chọn tiết diện hợp lý cho cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt
thép bị khống chế về chiều cao tương ứng với chiều dài nhịp 34m,
38m, 42m, khổ cầu K=7+2x1 m trên cơ sở tiêu chuẩn thiết kế 22
TCN 272-05.
Trên cơ sở các số liệu và tải trọng cơ bản, học viên xác định
được nội lực mô men và lực cắt lớn nhất do tĩnh tải và hoạt tải gây
ra. Dưới đây là chi tiết về việc xác định nội lực trong kết cấu cầu
dầm thép có nhịp 34m. Với kết cấu nhịp còn lại cũng được xác định
tương tự.
3.2. Xác định nội lực trong kết cấu nhịp L= 34m
3.2.1 Các số liệu cơ bản và tải trọng
+ Tiêu chuẩn thiết kế:
22 TCN 272-05
+ Chiều dài nhịp:
L = 34 m
+ Chiều dài nhịp tính toán:
Ltt = 37,4 m
+ Khổ cầu:
K=7+2x1 m

+ Hoạt tải:
HL93
+ Đoàn người:
3000 N/m2
Mặt cắt ngang cầu gồm 4 dầm thép tiết diện chữ I liên hợp với
bản BTCT như hình (3.1).


11

Hình 3.1. Sơ đồ bố trí chung mặt cắt ngang cầu
Tải trọng của dầm thép và liên kết
DC1=4,8125 kN/m
Tải trọng của bản mặt cầu BTCT
DC2=12,59 kN/m
Tải trọng của lan can và bộ hành
DC3=2,87 kN/m
Tải trọng của các lớp mặt cầu
DW=5,77 kN/m
3.2.2. Hệ số phân bố ngang cho dầm biên
Hệ số phân bố ngang cho momen
0,636
Hệ số phân bố ngang cho lực cắt
0,84
Hệ số phân bố ngang cho người đi 1,22
3.2.3. Nội lực do tĩnh tải trong dầm chủ
a/ Tĩnh tải giai đoạn 1
M 1   . DC .( DC1  DC2 ).  i

V1   . DC .( DC1  DC2 ).  i

b/ Tĩnh tải giai đoạn 2
M 2  [ DC 3 .DC3   DW .DW ].  i
V2  [ DC 3 .DC3   DW .DW ].  i

3.2.4. Nội lực do hoạt tải trong dầm chủ
Giá trị mômen tại các tiết diện dầm khi có kể đến lực xung
kích:


12
M LL   ( LL .mg .(1  IM ) pi . yi   LL .9,3.TTL .mg m LL   PL .gPL .PL.PL )
m
LL

 =1: Hệ số điều chỉnh tải trọng

 LL : Hệ số của hoạt tải xe: Ở TTGHCĐ 1:  LL =  PL =1,75
Ở TTGHSD 2:

 LL =  PL =1,3

Trong đó:
mgLL: hệ số phân bố ngang
Pi: Tải trọng trục xe
yi: tung độ đường ảnh hưởng tương ứng với nơi đặt lực Pi
(1+ IM) = 1,25 hệ số xung kích.
 : diện tích đường ảnh hưởng
gPL hệ số phân bố ngang cho người đi bộ
PL: tải trọng người bộ hành 300daN/m2

3.2.5. Tính toán tổ hợp các nội lực do tĩnh tải và hoạt tải gây ra
Bảng 3.8. Tổng hợp nội lực do hoạt tải và tĩnh tải (Mu)
Trạng thái giới hạn cường độ 1

Trạng thái giới hạn sử dụng

Mặt
M1
M2
Mht
Mu
M1
M2
Mht
Mu
cắt (KN.m) (KN.m) (KN.m) (KN.m) (KN.m) (KN.m) (KN.m) (KN.m)
1/2L 3033.36 1707.16 5573.62 10314.14 2426.69 1204.8 4140.40 7771.89
L/4 2274.25 1279.93 4261.88 7816.06 1819.4 903.295 3165.96 5888.66
3L/8 2843.79 1600.46 5273.88 9718.13 2275.03 1129.51 3917.74 7322.28
Bảng 3.9. Tổng hợp nội lực do hoạt tải và tĩnh tải (Vu)
Trạng thái giới hạn cường độ 1
Trạng thái giới hạn sử dụng
Mặt
cắt

V1
(KN)

V2
(KN)

Vht
(KN)

Vu
(KN)

V1
(KN)

V2
(KN)

Vht
(KN)

Vu
(KN)

Gối 363.277 204.45 881.59 1449.32 290.622 144.29 654.90 1089.81


13
3.3. Nội lực trong kết cấu nhịp L= 38m, L= 42m
Tính toán tương tự như ở phần 3.2 ta xác định được tĩnh tải và
hoạt tải như sau:
3.3.1. Tổ hợp các nội lực do tĩnh tải và hoạt tải gây ra với nhịp L= 38m
Bảng 3.10. Tổng hợp nội lực do hoạt tải và tĩnh tải (Mu)
Trạng thái giới hạn cường độ 1

Trạng thái giới hạn sử dụng

Mặt
M1
M2
Mht
Mu
M1
M2
Mht
Mu
cắt (KN.m) (KN.m) (KN.m) (KN.m) (KN.m) (KN.m) (KN.m) (KN.m)
1/2L

3640

2314

6256

12210

2852

1647

4553.42 9205.42

Bảng 3.11. Tổng hợp nội lực do hoạt tải và tĩnh tải (Vu)
Trạng thái giới hạn cường độ 1 Trạng thái giới hạn sử dụng

Mặt
V1
V2
Vht
Vu
V1
V2
Vht
Vu
cắt (KN) (KN) (KN) (KN) (KN) (KN) (KN) (KN)
Gối

392.4

236

905.5 1533.9 298.1 169.3 684.1 1151.5

3.3.2 Tổ hợp các nội lực do tĩnh tải và hoạt tải gây ra với nhịp L= 42m
Bảng 3.12. Tổng hợp nội lực do hoạt tải và tĩnh tải (Mu)
Trạng thái giới hạn cường độ 1
Trạng thái giới hạn sử dụng
Mặt
M1
M2
Mht
Mu
M1
M2
Mht

Mu
cắt (KN.m) (KN.m) (KN.m) (KN.m) (KN.m) (KN.m) (KN.m) (KN.m)
1/2L 4456.14 3218.2 7178.3 14852.64 3179 2238.5 5533 10920.5

Bảng 3.13. Tổng hợp nội lực do hoạt tải và tĩnh tải (Vu)
Trạng thái giới hạn cường độ 1
Mặt V1
cắt (KN)

V2
(KN)

Vht
(KN)

Vu
(KN)

Trạng thái giới hạn sử dụng
V1
(KN)

V2
Vht
(KN) (KN)

Vu
(KN)

Gối 426.2 278.3 931.11 1635.61 322.04 201.2 710.3 1233.54

3.4. Sức kháng uốn và sức kháng cắt trong dầm theo TTGHCĐ 1
Sức kháng uốn danh định: Mn = Mp
Trong đó mômen dẻo Mp được xác định như sau:


14
Mô men dẻo M p là tổng các mô men của các lực dẻo đối với
trục PNA. Đối với tiết diện chắc, sự mất ổn định tổng thể và mất ổn
định cục bộ không xảy ra nên mô men dẻo được xác định như sau:
MP=∑Pi.yi.
(3.4)
Trong đó : Pi là lực dẻo thứ i ; yi là khoảng cách từ lực dẻo Pi
đến trục trung hòa dẻo PNA.
Bằng cách thay đổi tiết diện dầm với chiều cao tiết diện được
chọn bằng Hmin, ta xác định được MP theo công thức (3.4), và sức
kháng uốn của dầm phải thỏa mản điều kiện (3.5):
Mu ≤  .Mn
(3.5)
Trong đó:
 = 1,0 : hệ số kháng uốn
Mn : Sức kháng uốn danh định. (kN.m)
Mu : Mômen lớn nhất do tải trọng gây ra. (kN.m)
Ngoài ra sức kháng cắt tính toán của dầm phải thỏa mản điều
kiện (3.6):
Vu ≤ V r =
Trong đó:
tăng cường.

 v ×Vn

(3.6)

Vn=Vp là sức kháng cắt danh định của vách không

Vp  0.58  Fyw  D  tw

 v : hệ số sức kháng cắt,  v = 1.0
3.5. Tính toán, lựa chọn tiết diện hợp lý cho kết cấu nhịp L= 34m
- Chọn vật liệu thép cấp 345, giới hạn chảy của thép là Fy =
345 Mpa, mô đun đàn hồi của thép E= 200000 Mpa.
- Chiều cao dầm :
Hmin = 0,033.L = 0,033 .34000 =1122(mm), chọn H =
1125mm.
- Bề dày của vách: tw=14mm
- Thay đổi tiết diện bản biên và xác định Mp theo công thức


15
(3.5) ta có kết quả như (bảng 3.13), trong đó vị trí trục trung hòa dẻo
(PNA) tìm được bằng cách cân bằng các lực dẻo chịu nén với các lực
dẻo chịu kéo.
Bảng 3.13. Sức kháng uốn của dầm thép L=34m
btf
tf
Af
bbf
tbf
Abf
(mm) (mm) (mm2) (mm) (mm) (mm2)

P1
(N)

P2
(N)

Pw
(N)

Tổng P
(N)

Y
(mm)

Mp
(KNm)

300

16

4800

500

18

9000 1656000 3105000 5433750 10194750

168.53

9537.98

300

16

4800

500

20

10000 1656000 3450000 5433750 10539750

170.85

10017.56

300

16

4800

500

22

11000 1656000 3795000 5433750 10884750

173.17

10496.49

300

16

4800

500

24

12000 1656000 4140000 5433750 11229750

175.49

10974.78

300

16

4800

500

26

13000 1656000 4485000 5433750 11574750 177.81345 11452.42

Hình 3.6. Biểu đồ quan hệ giữa diện tích tiết diện và sức kháng uốn
- Trên cơ sở nội lực lớn nhất Mu trong dầm chủ do tĩnh tải và
hoạt tải gây ra đã được xác định trong (bảng 3.11). Tiến hành thay
đổi tiết diện dầm với chiều cao tiết diện được chọn bằng H min, ta xác
định được MP theo công thức (3.4) và lập được biểu đồ quan hệ giữa
sức kháng uốn MP với kích thước của tiết diện. Từ biểu đồ ta xác
định được tiết diện tương ứng với Mu như (bảng 3.14).
Bảng 3.14. Các thông số của dầm thép L=34m
H
tw
btf
tf
Af
bbf
tbf
Abf
(mm) (mm) (mm) (mm) (mm2) (mm) (mm) (mm2)
1125

14

300

16

3600

500

22

Tổng
P(N)

Mp
(KNm)

Mu
(KNm)

11000 10884750 10496.49 10314.14


16
- Kiểm tra sức kháng cắt của dầm chủ:
Lực cắt dẻo: Vp = 0,58.Fyw .D.tw
= 0,58.345.1097.14.10-3= 3073 (kN)
Vì là tiết diện đặc chắc nên Vn=Vp=3073 (kN)
Điều kiện kiểm tra :

Vu <  .Vn
 = 1,0 : Hệ số kháng cắt của tiết diện
Vn = 3073 (kN) : Sức kháng cắt danh định
Vu = 1449.32 (kN) : Lực cắt tại vị trí gối
=> Vu= 1449.32 (kN) < Vn= 3073 (kN) (Đạt)
- Kiểm tra kích thước bản biên:

+ Bản biên trên:
bf
2t f

 12

;

bf 

D
6

;

t f  1,1tw

300
1087
 9,375  12 ; 300 
 181,52 ; 16  1,1.14  15,4
2.16
6
+ Bản biên dưới:
500
1087
 11,36  12 ; 500 
 181,52 ; 22  1,1.14  15,4
2.22
6

=> Kích thước bản biên đạt yêu cầu
- Tiết diện hợp lý của dầm được chọn như sau:


17

Hình 3.7. Tiết diện hợp lý của dầm thép L=34m
3.6. Tính toán, lựa chọn tiết diện hợp lý cho kết cấu nhịp L= 38m
Tương tự như các bước tính toán ở phần 3.5 ta xác định được:
Bảng 3.15. Sức kháng uốn của dầm thép L=38m
btf

tf

Af

300
300
300
300
300

16
16
16
16
16

4800
4800

4800
4800
4800

bbf tbf
500
500
500
500
500

20
22
24
26
28

Abf

P1
(N)

P2
(N)

Pw
(N)

Tổng P
(N)

Y
(mm)

Mp
(KNm)

10000
11000
12000
13000
14000

1656000
1656000
1656000
1656000
1656000

3450000
3795000
4140000
4485000
4830000

6061650
6061650
6061650
6061650
6061650

11167650
11512650
11857650
12202650
12547650

175.07
177.39
179.71
182.03
184.35

11282.60
11804.34
12325.43
12845.88
13365.68


18

Hình 3.8. Biểu đồ quan hệ giữa diện tích tiết diện và sức kháng uốn
Từ biểu đồ ta xác định được tiết diện tương ứng với Mu như
bảng (3.16)
Bảng 3.16. Các thông số của dầm thép L=38m
H
tw
btf
tf

Af
bbf
tbf
Abf
(mm) (mm) (mm) (mm) (mm2) (mm) (mm) (mm2)
1255

14

300

16

48000 500

24

Tổng
P(N)

Mp
Mu
(KNm) (KNm)

12000 11857650 12325.43 12210

- Tiết diện hợp lý của dầm được chọn như sau:

Hình 3.9. Tiết diện hợp lý của dầm thép L= 38m

19
3.7. Tính toán, lựa chọn tiết diện hợp lý cho kết cấu nhịp L= 42m
Tương tự như các bước tính toán ở phần 3.5 ta xác định được:
Bảng 3.17. Sức kháng uốn của dầm thép L=42m
btf
tf
Af
bbf
tbf
Ab
(mm) (mm) (mm2) (mm) (mm) (mm2)

P1
(N)

P2
(N)

Pw
(N)

Tổng P
(N)

Y
(mm)

Mp
(KNm)

300

16

3600

500

24

12000 1242000 4140000 6713700 12440700 184.09 13808.82

300

16

3600

500

26

13000 1242000 4485000 6713700 12785700 186.41 14373.72

300

16

3600

500

28

14000 1242000 4830000 6713700 13130700 188.73 14937.97

300

16

3600

500

30

15000 1242000 5175000 6713700 13544700 191.05 15501.58

300

16

3600

500

32

16000 1242000 5520000 6713700 13889700 193.37 16064.55

Hình 3.10. Biểu đồ quan hệ giữa diện tích tiết diện và sức kháng uốn
Từ biểu đồ ta xác định được tiết diện tương ứng với Mu như
bảng (3.18)
Bảng 3.18. Các thông số của dầm thép L=42m
H
tw
btf
tf
Af
bbf
tbf
Abf
(mm) (mm) (mm) (mm) (mm2) (mm) (mm) (mm2)
1390

14

300

16

48000 500

28

Tổng
P(N)

Mp

(KNm)

Mu
(KNm)

14000 13130700 14937.97 14852.64


20

Hình 3.11. Tiết diện hợp lý của dầm thép L=42m
3.8 Kết luận
Trên cơ sở lý thuyết tính toán cầu dầm thép liên hợp với bản
bê tông cốt thép và áp dụng tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN 272-05. Thì
qua các bước tính toán ở phần 3.2 ta chọn được tiết diện hợp lý của
dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép bị khống chế về chiều cao
dựa trên biểu đồ quan hệ giữa diện tích tiết diện và sức kháng uốn Mp
cho 3 chiều dài nhịp (L=34m ;L=38m; L=42m), như bảng (3.19).
Bảng 3.19. Tổng hợp diện tích tiết diện ứng với Mp và Mu
L
H
tw
btf
tf
Af
bbf
tbf
Abf
2
STT (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm ) (mm) (mm) (mm2)

1
34000 1125 14
300
16 4800 500
22 11000
2
38000 1255 14
300
16 4800 500
24 12000
3
42000 1390 14
300
16 4800 500
28 14000


21
KẾT LUẬN
Qua quá trình thu thập số liệu và triển khai đề tài, học viên tóm
tắt về một số nội dung đã đạt được như sau:
- Học viên đã tìm hiểu về đặc điểm của cầu dầm thép và đặc
điểm địa chất của khu vực ĐBSCL. Qua kết quả thu thập về địa hình,
địa chất của vùng ĐBSCL cho thấy cầu dầm thép liên hợp với bản bê
tông cốt thép có khả năng đáp ứng được nhu cầu phát triển hạ tầng
giao thông của vùng trong tương lai trong trường hợp bị khống chế
về chiều cao. Nền đất đắp ở 2 bên đường đầu cầu bị hạn chế về chiều
cao do phải đắp trên nền đất yếu. Việc lựa chọn được tiết diện hợp lý
của dầm liên hợp với bản bê tông cốt thép trong điều kiện bị khống
chế về chiều cao là cần thiết và mở ra khả năng ứng dụng rộng rãi

loại cầu này trong khu vực.
- Qua việc nghiên cứu cấu tạo và cơ sở lý thuyết, nguyên tắc
thiết kế cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép, học viên đã
ứng dụng vào tính toán và lựa chọn tiết diện hợp lý cầu dầm thép liên
hợp trong trường hợp bị khống chế về chiều cao theo tiêu chuẩn thiết
kế 22TCN 272-05.
- Qua kết quả phân tích tính toán kết cấu cầu liên hợp với chiều
dài nhịp L=34m, L=38m, L=42, học viên đã lựa chọn được các tiết
diện hợp lý của dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép trong
trường hợp bị khống chế về chiều cao theo TTGHCĐ 1 như sau:
STT

Lnh

H

tw

btf

tf

Af

bbf

tbf

Abf

2

(mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm ) (mm) (mm) (mm2)

1

34000 1125

14

300

16

4800

500

22

11000

2

38000 1255

14

300

16

4800

500

24

12000

3

42000 1390

14

300

16

4800

500

28

14s000