THIẾT KẾ CẦU DẦM HỘP

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin cảm ơn Ban lãnh đạo trường ĐH Bách Khoa cùng các Thầy giáo,
Cô giáo trong bộ môn Cầu – Đường đã tạo điều kiện tốt nhất cho em có thể hoàn thành
Luận văn tốt nghiệp. Xin cảm ơn các thầy cô ĐH Bách Khoa nói chung và Bộ môn Cầu
đường nói riêng, những người đã mang lại cho em nền tảng kiến thức, khả năng tư duy,
những bài học quý báu trong suốt hơn 4 năm qua làm hành trang cho em khi em bước
vào nghề.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Lê Bá Khánh đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ
em trong suốt quá trình làm Luận văn tốt nghiệp. Thông qua quá trình hoàn thành luận
văn tốt nghiệp, Thầy đã bổ sung nhiều kiến thức mới và hoàn thiện thêm nhưng kiến thức
đã học được. Thầy cũng đã giúp em nắm bắt được mối liên hệ mật thiết giữa thực tế thi
công và lý thuyết thiết kế để em có thể hoàn thành Luận văn một cách đạt yêu cầu nhất.
Luận văn tốt nghiệp xem như một môn học cuối cùng của sinh viên chúng em. Quá
trình thực hiện luận văn này đã giúp chúng em tổng hợp tất cả kiến thức đã học ở trường
trong suốt 4 năm qua, đồng thời tìm hiểu thêm nhiều kiến thức mới. Đây là thời gian quý
giá để em làm quen với công tác thiết kế, nắm bắt các kiến thức công việc chủ yếu để sử
dụng trong tương lai.
Luận văn này là một công trình nhỏ đầu tay của mỗi sinh viên tự mình phải hoàn thiện
trước khi ra trường. Khi đó đòi hỏi người sinh viên phải nỗ lực không ngừng để học hỏi.
Em hoàn thành luận văn này trước hết nhờ sự chỉ bảo kỹ càng, tận tình của các thầy cô và
sự giúp đỡ nhiệt tình của các bạn.
Mặc dù rất cố gắng trong quá trình thực hiện luận văn nhưng vì kinh nghiệm và quỹ
thời gian hạn chế nên không tránh khỏi sai sót. Em kính mong được sự chỉ dẫn thêm rất
nhiều từ quý thầy cô.
Em xin chân thành cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12/2014
Sinh viên
Trần Minh An


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1.
1.1

GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH..................................................................1

Địa hình, địa chất, thủy văn công trình.................................................................1

1.1.1

Địa hình.........................................................................................................1

1.1.2

Địa chất..........................................................................................................1

1.1.3

Thủy văn........................................................................................................1

1.2

Quy mô, tiêu chuẩn, kỹ thuật công trình...............................................................1

1.3

Phương án kết cấu cầu..........................................................................................2

1.3.1

Trắc dọc cầu...................................................................................................2

1.3.2

Nhịp đúc hẫng................................................................................................2

CHƯƠNG 2.

KIỂM TOÁN LAN CAN........................................................................7

2.1

Giới thiệu.............................................................................................................. 7

2.2

Cấu tạo.................................................................................................................. 7

2.2.1

Loại lan can....................................................................................................7

2.2.2

Vật liệu dùng cho lan can...............................................................................7

2.2.3

Kích thước sơ bộ của lan can.........................................................................7

2.3

Tải trọng và hiệu ứng tải trọng.............................................................................8

2.4

Kiểm toán lan can.................................................................................................9

2.4.1

Kiểm tra sức kháng uốn của tường bê tông và lan can kim loại...................10

2.4.2

Kiểm toán khả năng chống trượt của lan can...............................................15

2.4.3

Kiểm toán bu lông neo.................................................................................18

2.5

Kết luận..............................................................................................................20

CHƯƠNG 3.

THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU.................................................................21

3.1

Giới thiệu............................................................................................................ 21

3.2

Cấu tạo................................................................................................................ 21

3.2.1

Vật liệu........................................................................................................21

3.2.2

Kích thước sơ bộ..........................................................................................22

3.3

Tải trọng và hiệu ứng của tải trọng.....................................................................23

3.3.1

Tĩnh tải và hiệu ứng.....................................................................................23

3.3.2

Hoạt tải và hiệu ứng của hoạt tải..................................................................26

3.3.3

Tổ hợp tải trọng...........................................................................................33

3.3.4

Cốt thép cường độ cao ( sơ bộ)....................................................................34

SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023


MỤC LỤC
3.3.5

Đặc trưng hình học mặt cắt dầm..................................................................34

3.3.6

Tính toán các mất mát ứng suất...................................................................36

3.4

Kiểm toán...........................................................................................................40

3.4.1

Kiểm toán sức kháng uốn.............................................................................40

3.4.2

Kiểm toán điều kiện kháng cắt.....................................................................41

3.4.3

Kiểm toán điều kiện hàm lượng cốt thép.....................................................43

3.4.4

Kiểm toán ứng suất trong bêtông bản mặt cầu.............................................44

3.4.5

Kiểm toán độ võng của bản..........................................................................48

3.5

Kết luận..............................................................................................................51

CHƯƠNG 4.

THIẾT KẾ DẦM CHÍNH.....................................................................53

4.1

Giới thiệu............................................................................................................ 53

4.2

Cấu tạo................................................................................................................ 53

4.2.1

Vật liệu........................................................................................................53

4.2.2

Kích thước sơ bộ..........................................................................................54

4.3

Tải trọng và hiệu ứng của tải trọng.....................................................................56

4.3.1

Sơ lược thi công các đốt dầm.......................................................................56

4.3.2

Diễn biến nội lực trong quá trình đúc hẫng các đốt dầm đến giai đoạn hợp

long biên chưa đông cứng.........................................................................................60
4.3.3

Diễn biến nội lực trong quá trình hợp long..................................................72

4.3.4

Tính toán nội lực trong giai đoạn khai thác..................................................82

4.3.5

Tổng hợp nội lực cả 2 giai đoạn thi công và khai thác.................................93

4.4

Kiểm toán...........................................................................................................95

4.4.1

Cốt thép cường độ cao:................................................................................95

4.4.2

Tính toán lượng cốt thép cần thiết tại từng mặt cắt......................................95

4.4.3

Đặc trưng hình học tiết diện khi tính duyệt ở TTGH cường độ....................97

4.4.4

Tính toán mất mát ứng suất........................................................................103

4.4.5

Kiểm toán theo trạng thái giới han sử dụng:..............................................114

4.4.6

Tính duyệt ở TTGH cường độ I.................................................................121

CHƯƠNG 5.

THIẾT KẾ TRỤ CẦU.........................................................................134

5.1

Giới thiệu..........................................................................................................134

5.2

Cấu tạo.............................................................................................................. 134

5.2.1

Vật liệu......................................................................................................134

SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023


MỤC LỤC
5.2.2
5.3

Kích thước sơ bộ của trụ cầu......................................................................134

Tải trọng và hiệu ứng tải trọng.........................................................................135

5.3.1

Hệ số tải trọng............................................................................................135

5.3.2

Tĩnh tải và hiệu ứng tĩnh tải.......................................................................136

5.3.3

Hoạt tải và hiệu ứng của hoạt tải................................................................137

5.3.4

Lực hãm xe................................................................................................140

5.3.5

Lực ly tâm..................................................................................................141

5.3.6

Tải trọng gió..............................................................................................141

5.3.7

Tải trọng nước WA.....................................................................................148

5.3.8

Lực va tàu (CV).........................................................................................151

5.4

Tổ hợp nội lực..................................................................................................153

5.4.1

Phương pháp tổ hợp nội lực.......................................................................153

5.4.2

Tổ hợp nội lực tại các mặt cắt đáy trụ (đỉnh bệ trụ)...................................155

5.4.3

Tổ hợp nội lực tại các mặt cắt đáy bệ.........................................................160

5.5

Kiểm toán.........................................................................................................161

5.5.1

Quy đổi tiết diện........................................................................................161

5.5.2

Kiểm toán cấu kiện chịu nén......................................................................162

5.5.3

Kiểm toán khả năng kháng cắt theo TTGH CĐ.........................................165

5.5.4

Khống chế vết nứt ở TTGH SD.................................................................168

CHƯƠNG 6.

THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI...........................................170

6.1

Giới thiệu..........................................................................................................170

6.2

Cấu tạo.............................................................................................................. 170

6.2.1

Địa chất......................................................................................................170

6.2.2

Vật liệu......................................................................................................171

6.2.3

Kích thước cơ bản của cọc.........................................................................171

6.3

Tải trọng và hiệu ứng tải trọng.........................................................................174

6.3.1

Tổ hợp nội lực............................................................................................174

6.3.2

Chọn số cọc và bố trí.................................................................................174

6.3.3

Chọn kích thước đài cọc............................................................................174

6.3.4

Bố trí côt thép trong cọc.............................................................................175

6.4

Kiểm toán.........................................................................................................175

6.4.1

Kiểm tra sức chịu tải của cọc.....................................................................175

SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023


MỤC LỤC
6.4.2

Kiểm tra khả năng chịu tải của nền đất dưới mũi cọc................................177

6.4.3

Kiểm tra điều kiện xuyên thủng.................................................................181

6.4.4

Tính toán cốt thép đài cọc..........................................................................182

6.4.5

Kiểm tra cọc chịu uốn................................................................................184

6.4.6

Kiểm tra cọc chịu cắt.................................................................................188

6.5

Kết luận............................................................................................................190
Danh sách hình ảnh

Hình 1.1 Mặt cắt ngang dầm hộp......................................................................................4

Hình 1.2 Xe đúc hẫng kiểu dàn hình thoi của hãng OVM................................................5
Hình 1.3 Đường cong biên dưới dầm................................................................................5
Hình 1.4 Đường cong bản mặt đáy dầm............................................................................6
Hình 2.1 Kích thước của phần tường chắn bê tông...........................................................8
Hình 2.2 Lực va ngang tại giữa nhịp thanh lan can (trái) và tại cột (phải)......................10
Hình 2.3 Cơ chế đường chảy...........................................................................................10
Hình 2.4 Chia nhỏ lan can thành từng phân đoạn............................................................11
Hình 2.5 Cắt dải lan can 1mm để tính Mc.......................................................................12
Hình 2.6 Mặt cắt ngang của thanh lan can kim loại........................................................13
Hình 2.7 Mô hình chịu lực khi va xe vào giữa nhịp thanh lan can..................................13
Hình 2.8 Mô hình chịu lực khi va xe vào cột..................................................................14
Hình 2.9 Giả thiết Rw phát triển với góc nghiêng 450.....................................................15
Hình 2.10 Truyền lực giữa lan can và BMC....................................................................16
Hình 2.11 Mặt cắt tại trụ lan can......................................................................................18
Hình 3.1 Các vị trí cần tính toán nội lực.........................................................................21
Hình 3.2 Mặt cắt ngang dầm hộp....................................................................................22
Hình 3.3 Mô hình hóa bản mặt cầu................................................................................23
Hình 3.4 Biểu đồ momen do trọng lượng bản thân........................................................23
Hình 3.5 Biểu đồ lực cắt do trọng lượng bản thân.........................................................23
Hình 3.6 Biểu đồ momen do lan can..............................................................................24
Hình 3.7 Biểu đồ lực cắt do lan can...............................................................................24
Hình 3.8 Biểu đồ momen do lớp phủ.............................................................................25
Hình 3.9 Biểu đồ lực cắt do lớp phủ..............................................................................25
Hình 3.10 Mô hình hoạt tải trong tính toán....................................................................27
SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023


MỤC LỤC

Hình 3.11 Đường ảnh hưởng moment tại mặt cắt 1-1....................................................28
Hình 3.12 Đường ảnh hưởng moment tại mặt cắt 1-1 và xếp tải 1 làn...........................28
Hình 3.13 Đường ảnh hưởng moment tại mặt cắt 1-1 và xếp tải 2 làn...........................28
Hình 3.14 Đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cắt 1-1......................................................29
Hình 3.15 Đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cắt 1-1 và xếp tải 1 làn.............................29
Hình 3.16 Đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cắt 1-1 và xếp tải 2 làn.............................29
Hình 3.17 Đường ảnh hưởng Moment tại mặt cắt 2-2....................................................30
Hình 3.18 Đường ảnh hưởng Moment tại mặt cắt 2-2 và xếp tải 1 làn..........................30
Hình 3.19 Đường ảnh hưởng moment tại mặt cắt 2-2 và xếp tải 2 làn...........................30
Hình 3.20 Đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cắt 2-2......................................................31
Hình 3.21 Đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cắt 2-2 và xếp tải 1 làn.............................31
Hình 3.22 Đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cắt 2-2 và xếp tải 2 làn.............................31
Hình 3.23 Đường ảnh hưởng Moment tại mặt cắt 3-3....................................................32
Hình 3.24 Đường ảnh hưởng Moment tại mặt cắt 3-3 và xếp tải 1 làn...........................32
Hình 3.25 Đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cắt 3-3......................................................32
Hình 3.26 Đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cắt 3-3 và xếp tải 1 làn.............................33
Hình 3.27 Bố trí cáp DUL ngang trong bản mặt cầu......................................................34
Hình 3.28 Đặt tải xe 1 làn để tính võng tại giữa bản mặt cầu.........................................49
Hình 3.29 Đặt tải làn 1 làn để tính võng tại giữa bản mặt cầu........................................49
Hình 3.30 Đặt tải xe 2 làn để tính võng tại giữa bản mặt cầu.........................................50
Hình 3.31 Đặt tải làn 2 làn để tính võng tại giữa bản mặt cầu........................................50
Hình 3.32 Đặt tải xe 1 làn để tính võng tại bản hẫng.....................................................50
Hình 3.33 Đặt tải làn 1 làn để tính võng tại bản hẫng....................................................51
Hình 3.34 Bố trí thép bản mặt cầu..................................................................................52
Hình 4.1 Mặt cắt ngang dầm hộp....................................................................................54
Hình 4.2 Xe đúc hẫng kiểu dàn hình thoi của Trung Quốc............................................55
Hình 4.3 Phân chia kết cấu nhịp......................................................................................55
Hình 4.4 Tải trọng thi công hẫng trên các đốt dầm.........................................................57
Hình 4.5 Tải trọng trên đốt hợp long biên khi bê tông chưa đông cứng..........................58
Hình 4.6 Tải trọng trên đốt hợp long biên khi bê tông đã đông cứng..............................58

Hình 4.7 Tải trọng khi bê tông đốt hợp long giữa chưa đông cứng.................................59
Hình 4.8 Tải trọng khi bê tông đốt hợp long giữa đã đông cứng.....................................59
SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023


MỤC LỤC
Hình 4.9 Tải trọng khi tháo liên kết tạm ở đỉnh trụ.........................................................59
Hình 4.10 Tải trọng khi dỡ tải thi công...........................................................................60
Hình 4.11 Tải trọng bản thân hệ xe đúc..........................................................................61
Hình 4.12 Tải trọng bản thân hệ xe đúc tác dụng lên đốt K1..........................................62
Hình 4.13 Tải trọng khối bê tông ướt K2 tác dụng lên đốt K1........................................62
Hình 4.14 Biểu đồ momen do trọng lượng bản thân, xe đúc và khối bê tông ướt...........62
Hình 4.15 Biểu đồ lực cắt do trọng lượng bản thân, xe đúc và khối bê tông ướt............63
Hình 4.16 Tải trọng bản thân hệ xe đúc và khối bê tông ướt đốt hợp long biên tác dụng
lên đốt K14...................................................................................................................... 63
Hình 4.17 Biểu đồ momen do trọng lượng bản thân, xe đúc và khối bê tông ướt...........63
Hình 4.18 Biểu đồ lực cắt do trọng lượng bản thân, xe đúc và khối bê tông ướt............63
Hình 4.19 HLB khi bêtong đã đông cứng.......................................................................72
Hình 4.20 Biểu đồ nội lực trong tình huống HLB2.........................................................72
Hình 4.21 Mô hình kết cấu trong giai đoạn hợp long giữa chưa đông cứng....................73
Hình 4.22 Biểu đồ nội lực trong giai đoạn hợp long giữa chưa đông cứng.....................73
Hình 4.23 Tải trọng trong giai đoạn hợp long giữa đã đông cứng...................................73
Hình 4.24 Biểu đồ nội lực trong giai đoạn hợp long giữa đã đông cứng.........................74
Hình 4.25 Mô hình kết cấu trong giai đoạn tháo dỡ liên kết tạm giữa trụ và dầm...........74
Hình 4.26 Biểu đồ nội lực trong giai đoạn tháo dỡ liên kết tạm giữa trụ và dầm............74
Hình 4.27 Mô hình kết cấu trong giai đoạn hoàn thiện và dỡ tải thi công.......................75
Hình 4.28 Biểu đồ nội lực do dở tải trọng thi công.........................................................75
Hình 4.29 Biểu đồ moment Min và Max trong quá trình thi công..................................81

Hình 4.30 Biểu đồ lực cắt Min và Max trong quá trình thi công.....................................81
Hình 4.31 Đặc trưng của xe tải thiết kế...........................................................................82
Hình 4.32 Xếp xe lên đường ảnh hưởng tại vị trí giữa nhịp............................................86
Hình 4.33 Biểu đồ bao nội lực của dầm giai đoạn thi công và khai thác.........................94
Hình 4.34 Tiết diện chữ I quy đổi..................................................................................99
Hình 4.35 Mặt cắt ngang tiết diện giảm yếu..................................................................99
Hình 5.1 Hệ trục toạ độ chung tính toán cho trụ cầu và móng cọc...............................135
Hình 5.2 Đường ảnh hưởng phản lực tại vị trí mặt cắt S0.............................................138
Hình 5.3 Đường ảnh hưởng phản lực tại gối cố định và bố trí 1 xe..............................139
Hình 5.4 Mô hình tải trọng gió trên công trình............................................................145
SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023


MỤC LỤC
Hình 5.5 Quy đổi tiết diện trụ.......................................................................................161
Hình 6.1 Kích thước đài và bố trí cọc trên mặt bằng.....................................................175
Hình 6.2 Sơ đồ bố trí cọc trong FB-Pier.......................................................................176
Hình 6.3 Mô hình tương tác giữa trụ, bệ cọc, cọc và đất nền trong phần mềm FB_Pier 176
Hình 6.4 Tải trọng tác dụng vào đài..............................................................................176
Hình 6.5 Hình biểu diễn móng khối quy ước................................................................178
Hình 6.6 Mô hình xuyên thủng từ trụ xuống đài...........................................................182
Hình 6.7 Sơ đồ tính cốt thép trong đài..........................................................................183
Hình 6.8 Mô hình tiết diện và bố trí thép cọc trong FB-Pier.........................................185
Hình 6.9 Biểu đồ tương tác nén uốn 2 chiều của cọc trong phần mềm FB-Pier, Tổ hợp tải
trọng 2............................................................................................................................ 185
Hình 6.10Mô hình tiết diện và bố trí thép cọc trong FB-Pier.........................................186
Hình 6.11 Biểu đồ tương tác của tiết diện cọc bố trí cốt thép dọc 22Ø30......................186
Hình 6.12 Mô hình tiết diện và bố trí thép cọc trong FB-Pier.......................................187

Hình 6.13 Biểu đồ tương tác của tiết diện cọc bố trí cốt thép dọc 14Ø30.....................187
Danh sách bảng biểu
Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật xe đúc hẫng..........................................................................4
Bảng 2.1 Bảng kích thước của phần tường chắn bê tông..................................................7
Bảng 2.2 Bảng lực thiết kế đối với lan can đường ô tô.....................................................8
Bảng 2.3 Sức kháng uốn của tường bê tông theo cốt thép ngang....................................11
Bảng 2.4 Sức kháng uốn của tường chắn bê tông theo cốt đai.......................................12
Bảng 2.5 Mặt cắt ngang cột lan can................................................................................14
Bảng 2.6 Kiểm tra sức kháng uốn của tổ hợp tường và thanh lan can.............................15
Bảng 5.1 Bảng hệ số tải trọng tính toán........................................................................135
Bảng 5.2 Hệ số tổ hợp tải trọng....................................................................................136
Bảng 5.3 Trọng lượng các thành phần trụ.....................................................................137
Bảng 5.4 Tĩnh tải tại 2 mặt cắt của các thành phần trụ..................................................137
Bảng 5.5 Giá trị hệ số phân bố ngang mỗi gối cầu trên trụ..........................................139
Bảng 5.6 Xếp tải lệch tâm............................................................................................140
Bảng 5.7 Nội lực do hãm xe truyền xuống đáy trụ và đáy bệ.......................................141
Bảng 5.8 Tải trọng gió ngang tác dụng lên kết cấu nhịp..............................................143
Bảng 5.9 Tải trọng gió ngang tác dụng lên gờ chắn.....................................................143
SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023


MỤC LỤC
Bảng 5.10 Tải trọng gió ngang tác dụng lên thân trụ ở MNCN....................................143
Bảng 5.11 Tải trọng gió ngang tác dụng lên thân trụ ở MNTN.....................................144
Bảng 5.12 Tải trọng gió ngang tác dụng lên bệ trụ ở MNTN........................................144
Bảng 5.13 Tải trọng gió dọc tác dụng lên thân trụ ở MNCN........................................146
Bảng 5.14 Tải trọng gió dọc tác dụng lên thân trụ ở MNTN.........................................146
Bảng 5.15 Tải trọng gió dọc tác dụng lên bệ trụ ở MNTN............................................147

Bảng 5.16 Tải trọng gió ngang tác dụng lên xe cộ........................................................147
Bảng 5.17 Tải trọng gió dọc tác dụng lên xe cộ............................................................147
Bảng 5.18 Nội lực tại đáy trụ và đáy bệ do áp lực nước tĩnh ứng với MNCN..............148
Bảng 5.19 Nội lực tại đáy trụ và đáy bệ do áp lực nước tĩnh ứng với MNTN...............148
Bảng 5.20 Nội lực tại đáy trụ và đáy bệ do áp lực đẩy nổi ứng với MNCN..................149
Bảng 5.21 Nội lực tại đáy trụ và đáy bệ do áp lực đẩy nổi ứng với MNTN..................149
Bảng 5.22 Áp lực dòng chảy theo phương dọc trụ ứng với MNCN..............................149
Bảng 5.23 Áp lực dòng chảy theo phương dọc trụ ứng với MNTN..............................150
Bảng 5.24 Áp lực dòng chảy theo phương ngang trụ ứng với MNCN..........................151
Bảng 5.25 Áp lực dòng chảy theo phương ngang trụ ứng với MNCN..........................151
Bảng 5.26 Tải trọng tiêu chuẩn xét tại mặt cắt đáy trụ..................................................155
Bảng 5.27 Nội lực tại mặt cắt đáy trụ tại từng tổ hợp tải trọng.....................................156
Bảng 5.28 Tổ hợp tải trọng tại mặt cắt đáy trụ (đỉnh bệ trụ).........................................160
Bảng 5.29 Tổ hợp tải trọng tại mặt cắt đáy bệ...............................................................160
Bảng 5.30 Quy đổi tiết diện trụ.....................................................................................161
Bảng 5.31 Điều kiện kiểm toán.....................................................................................162
Bảng 5.32 Tính hệ số khuếch đại moment.....................................................................164
Bảng 5.33 Bố trí cốt thép trong trụ................................................................................164
Bảng 5.34 Sức kháng uốn theo phương X.....................................................................164
Bảng 5.35 Sức kháng uốn theo phương Y.....................................................................165
Bảng 5.36 Kiểm toán cột chịu nén lệch tâm theo các tổ hợp tải trọng..........................165
Bảng 5.37 Sức kháng cắt theo phương Y......................................................................166
Bảng 5.38 Sức kháng cắt theo phương X......................................................................167
Bảng 5.39 Kiểm toán khả năng kháng cắt.....................................................................167
Bảng 5.40 Kiểm tra nứt.................................................................................................168
Bảng 6.1 Địa chất tại vị trí đặt móng............................................................................170
SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023

MỤC LỤC
Bảng 6.2 Sức chịu tải của cọc theo chiều sâu (tính từ shalf 1_2_3)..............................172
Bảng 6.3 Tổng hợp các tổ hợp tải trọng tại mặt cắt đáy bệ...........................................174
Bảng 6.4 Bảng bố trí cốt thép cọc khoan nhồi theo chiều sâu.......................................175
Bảng 6.5 Lực tác dụng lên các cọc đơn (tính toán từ FB-Pier).....................................177
Bảng 6.6 Bảng tính góc nội ma sát trung bình và ứng suất do tải trọng bản thân..........178
Bảng 6.7 Bảng tính toán nội lực tiêu chuẩn của móng khối quy ước............................180
Bảng 6.8 Kết quả kiểm tra ổn định dưới nền đáy móng quy ước..................................180
Bảng 6.9 Nội lực đầu cọc..............................................................................................181
Bảng 6.10 Moment do phản lực đầu cọc tác dụng vào đài theo phương cạnh dài..........183
Bảng 6.11 Kích thước tiết diện tính thép........................................................................183
Bảng 6.12 Moment do phản lực đầu cọc tác dụng vào đài theo phương cạnh ngắn......184

SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023


Chương 1: Giới thiệu công trình
CHƯƠNG 1.

-1-

GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

1.1 Địa hình, địa chất, thủy văn công trình
1.1.1 Địa hình
Công trình xây dựng ở vùng hạ lưu có địa hình bằng phẳng, nằm trên trục đường
giao thông quan trọng vượt sông Nhà Bè nối liền với quốc lộ 50 . Đây là đoạn đường

làm mới hoàn toàn, mặt bằng cón trống trải, không có các công trình xây dựng lớn.
1.1.2 Địa chất
Căn cứ vào kết quả khoan khảo sát và thí nghiệm, địa tầng tại khu vực có thể phân làm
các lớp đất chính từ trên xuống dưới như sau:
Lớp
đất
1
2
3
4
5
6

Mô tả
Lớp bùn sét màu
xámcát,
đenmàu vàng
Sét
đốmsét,
xámmàu
trắng,
Cát
xám
trắng
vân
vàng,
Cát hạt
trung
đến
thô,

màu
vàng,
Sét , màu xám
xanh
đốm
nâu,
Cát hạt
nhỏ-trung,
màu xám xanh, kết

Chiề
u dày
0.3
10.7
3.0
34.0
9.0
3.0

Dung
trọng
14.8
20.2
20.2
26.29
20.8
26.39

Dung
trọng

5.81
11.26
10.84
15.62
10.43
15.94

1.1.3 Thủy văn
Mực nước thấp nhất Hmin – 1%

: -3.06 m

Mực nước thông thuyền H – 5%

: +1.50 m

Lực
dính
8
24
14

Góc
ma
5.48

50

24.7
31

3
12.7
7
22.4
5
31.5

SPT
(búa)
1
5--24
30-32
35-51
35-50
50-52

Hệ số
rỗng ε0
2.368
0.651
0.639
0.6-1.22
0.578
0.591.34

Độ
sệt
1.1
6

0.3
9
0.8
4
<0

H 1%: mức nước ứng với tầng suất lũ thiết kế P = 1%
1.2 Quy mô, tiêu chuẩn, kỹ thuật công trình
Qui mô : Cầu vĩnh cửubằng bê tông cốt thép
Tiêu chuẩn : 22 TCN 272-05, hoạt tải xe HL-93 và người
Thông thuyền: sông cấp II
1.3 Phương án kết cấu cầu
1.3.1 Trắc dọc cầu
Bán kính đường cong đứng phụ thuộc vào cao độ đường đầu cầu, khổ thông
thuyền, độ dốc dọc tối đa cho phép… Cầu càng dài thì bán kính đường cong đứng càng
lớn. Trong phạm vi đồ án này, ta xét trên cơ sở của cấp đường và các thông số đã được
giao trong nhiệm vụ thiết kế.



Sông cấp II, khổ thông thuyền của cầu qua sông theo TCVN 5564:2009 (bảng 2) :
B × H = 70m × 9m
Tốc độ thiết kế theo tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054 – 2005: V =
80km/h

SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023

Chương 1: Giới thiệu công trình



-2-

Bán kính đường cong đứng thỏa mãn điều kiện tối thiểu giới hạn thông thường,
theo TCVN 4054 – 2005 (bảng 19) : R = 5000m, thiết kế đường cong Parabol.
Độ dốc dọc của các nhịp dẫn và đường dẫn vào cầu: i= 4% => chiều dài đường

cong lồi là L  R(i1  i2 )  5000 �(0.04  (0.04))  400m
 Tổng chiều dài cầu là 522.7m tính từ 2 mép sau tường mố.
 Sơ đồ chia nhịp : 4 nhịp giản đơn dầm I33 + 3 nhịp liên tục 75m + 108m+75m +
4 nhịp giản đơn dầm I33.
1.3.2 Nhịp đúc hẫng
1.3.2.1 Tiêu chí lựa chọn các kích thước mặt cắt ngang cầu ([1]5.14.2.3.10)




Khổ cầu :
 Dải lan can : 2 × 0.5 = 1m
 Làn dành xe thô sơ : 2x2m
 Phần xe ô tô : 2 × 3.5 = 7m
 Tổng cộng bề rộng cầu là 12m.
Chiều cao dầm tại vị trí trụ
 h1 ≈ ( 1/20÷1/16)Lg= 5400÷ 6750mm
 Hkinh tế =1/18Lg = 6000 mm

([2] trang 84)

 h1 ≥ Hmin = 0.055Lg = 5940mm

([1]2.5.2.6.3)

Với Lg = 108000mm
Do đó chọn : h1 = 6000mm


Chiều cao dầm tại vị trí giữa nhịp h0 :
 h0 ≈ ( 1/60÷1/30)Lg= 1800÷ 3600mm
 Hkinh nghiệm quốc tế =1/50Lg = 2160m

([2] trang 84)

Ở Việt Nam thường không chọn dầm thấp quá 2m vì cần có đủ chỗ cho công nhân ra vào
trong làm việc ([2] trang 84). Do bề rộng cầu không lớn nên để có tính cân xứng ta chọn
chiều cao dầm tại vị trí giữa nhịp : h0= 2200 mm
Bề rộng mặt cầu B = 12m, ta chọn dạng mặt cắt ngang 1 hộp 2 thành hộp.
Khoảng cách giữa tim các sườn dầm : l2 = 6400 mm
Chiều dài cánh hẫng : l1 = 2525 mm < 0.45l2 = 2880 mm

([1]5.14.2.3.10c)

 Phần vút = (0.2÷0.3)l3 = (0.2÷0.3) ×6400 = (1280÷1920)

([3] trang 17)

Chọn 1700 mm


Chiều dày phần cánh hẫng t1 :

t1 ≥200mm, nếu có đặt cáp DUL ngang t1 phải đủ để bố trí mố neo ([1]13.7.3.5.1)
Chọn t1 = 250mm


Chiều dày phần dầm tại vị trí sát thành hộp (nách dầm) t2 :
t2 > 460mm, theo điều kiện bố trí ống gen. Chọn t2 = 550mm

SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023


Chương 1: Giới thiệu công trình


-3-

Chiều dày bản mặt cầu t3 :
�200mm ([1]5.14.2.3.10a)
�
�
t3 �
�l3 / 30  2450 / 30  82mm ([1]5.14.2.3.10a)
�
(1/ 25 �1/ 35)l 2  (1 / 25 �1 / 35) �6400  (256 �182.9)mm ([2]trang101)
�

Chọn t3 = 300mm
Do khoảng cách giữa hai thành hộp L2 =6400mm > 4500mm nên theo điều
[1])5.14.2.3.10a ta phải đặt cáp DUL ngang.


Chọn chiều dày của sườn dầm (thành hộp) t4 :
 350mm
�
t4 �
h1 /10  6000 / 10  600mm
�

([3] trang 17)

>350, để thuận tiện đổ bê tông.
Chọn t4 = 360mm
Thành hộp nghiêng 1 góc α so với phương thẳng đứng, với tanα = 1/5 ([2]trang 89)


Chọn chiều dày bản đáy dầm tại vị trí giữa nhịp t5 :
�l5 / 30  6400 / 30  213mm ([1]5.14.2.3.10a)
�
�
t5 �
 200mm ([1]5.14.2.3.10a)
�
�t4 / 2  550 / 2  225mm ([2]trang103)
�

Chọn chiều dày đáy dầm giữa nhịp là t5 =250mm.

Phải làm đoạn vút để nối bản đáy vào thành hộp một cách êm thuận ([2]trang
103). Phần vút này nghiêng góc 45 0 so với phương ngang, có chiều cao bằng bề dày
thành dầm hộp : hvút =t4 = 550mm


Chọn chiều dày bản đáy dầm tại vị trí trụ nhịp t6 :
t6 =(2÷3)t5 = (500÷750)mm

[3]trang 17

Chọn t6 = 600mm
Độ dốc ngang của bản mặt cầu 2% để thoát nước tự nhiên cho mặt cầu, nhằm làm
giảm chi phí cho lớp phủ dày và giảm tĩnh tải không cần thiết trên bản mặt cầu. Độ dốc
ngang bản mặt cầu được được tạo thành bằng cách tạo nghiêng ván khuôn bản mặt cầu
trong quá trình thi công.

SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023


Chương 1: Giới thiệu công trình

-436000

8775

1650
900

750

1800
7575

5100

3675
3600

6600

1650

750
1650
18000

1800

900

5400

900
7875

2100

10425

Hình 1.1 Mặt cắt ngang dầm hộp
1.3.2.2 Phân chia đốt dầm
Trong điều kiện hiện nay, việc thi công cầu theo phương pháp đúc hẫng cân bằng có
thể được thực hiện với nhiều loại xe đúc khác nhau. Xe đúc hẫng đặt trên hoặc kiểu tự
treo bao gồm bộ ván khuôn leo đảm bảo các yêu cầu sau :



Đảm bảo kích thước hình học và cao độ thiết kế của các đốt dầm
Bộ xe đúc hẫng bao gồm ván khuôn treo và ván khuôn bằng thép liên kết chắc
chắn để đảm bạo chịu lực trong thời gian bê tông hóa cứng.

Ngày nay một số nước đã áp dụng loại xe đúc hẫng có bộ ván khuôn cùng chịu lực
chung với khung đỡ nhằm làm giảm sự xuất hiện các vết nứt tại vị trí tiếp giáp giữa các
đốt dầm do biến dạng gây ra bởi trọng lượng xe đúc vào đốt đúc.
Để đảm bảo các yếu tố nói trên và nhằm phù hợp với điều kiện thi công, chiều rộng
mặt cắt dầm hộp cũng như khả năng cung ứng trang thiết bị cần thiết, ta chọn loại xe đúc
có các chỉ tiêu kỹ thuật như sau:
Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật xe đúc hẫng
Chỉ mục
Độ dài đốt đúc (max)
Chiều rộng dầm hộp (max)
Trọng lượng đốt đúc
Trọng lượng xe đúc
Khả năng chịu moment của xe đúc
Độ lệch tâm của xe đúc
Xuất sứ

SVTH: Trần Minh An

Thông số kỹ thuật
4
15
100
69
3800
2
Trung quốc

Đơn vị
m
m
Tấn
Tấn
kN.m
m

MSSV: 81000023


Chương 1: Giới thiệu công trình

-5-

Hình 1.2 Xe đúc hẫng kiểu dàn hình thoi của hãng OVM
Với xe đúc đã chọn, ta phân chia các đốt đúc hẫng sao cho phát huy hết khả năng
chịu lực của xe như sau:
Đốt trên đỉnh trụ đổ bê tông trên đà giáo mở rộng dài 12m ( đốt K0)
Các đốt đúc hẫng Ki có chiều dài 3x3m + 5x3.5+6x4m

Đốt hợp long giữa và hợp long biên có chiều cao không đổi h = 2. 2m, chiều dài
2m
 Phân đoạn dầm đúc trên đà giáo ở nhịp biên có chiều dài 20m, chiều cao mỗi dầm
bằng với đốt hợp long là 2.2m
1.3.2.3 Đường cong biên dưới dầm




Nhằm phù hợp với biểu đồ moment của dầm chịu tải trọng bản thân trong quá trình
thi công hẫng và làm giảm tĩnh tải bản thân dầm, tạo vẻ đẹp kiến trúc riêng, ta xây dựng
biên dưới dầm có dạng đường cong parabol bậc 2 có phương trình như sau:
y = ax2 + bx + c
Chọn gốc tọa độ tại vị trí mặt trên giữa nhịp cầu như hình vẽ bên dưới. Tọa các
điểm khống chế, có kể đến ảnh hưởng của của đường cong đứng: A(0;2.2), B(52.5; 6) và
C(-52.5; 6). Thay tọa độ các điểm khống chế vào phương trình đường cong đáy dầm, giải
hệ phương trình, ta tìm được các hệ số:
�
(52.5) 2 a  52.5b  c  6 �
a  1.379 �10 3
� 2
�
52.5 a  52.5b  c  6 � �
b0
�
�
�
0 �a  0 �b  c  2.2
c  2.2
�

�

Từ đây phương trình đường cong biên dưới dầm là:
y =(1.379×10-3)x2+ 2.2 (m)

Hình 1.3 Đường cong biên dưới dầm
SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023


Chương 1: Giới thiệu công trình

-6-

1.3.2.4 Đường cong bản mặt đáy
Chọn gốc tọa độ tại vị trí mặt trên giữa nhịp cầu như hình vẽ bên dưới. Tọa các
điểm khống chế, không kể đến ảnh hưởng của đường cong đứng : A(0; 1.95), B(-52.5;
5.3) và C(52.5; 5.3).Thay tọa độ các điểm khống chế vào phương trình đường cong đáy
dầm, giải hệ phương trình, ta tìm được các hệ số:
�
( 52.5)2 a  52.5b  c  5.3 �
a  1.215 �103
� 2
�
52.5 a  52.5b  c  5.3 � �
b0
�
�
�

0 �a  0 �b  c  1.95
c  1.95
�
�

Từ đây phương trình đường cong bản mặt đáy dầm là:
y =(1.215×10-3)x2+ 1.95 (m)

Hình 1.4 Đường cong bản mặt đáy dầm

SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023


Chương 2: Kiểm toán lan can
CHƯƠNG 2.

-7-

KIỂM TOÁN LAN CAN

2.1 Giới thiệu
Lan can là kết cấu bố trí dọc theo lề cầu để bảo vệ cho xe cộ và người đi bộ. Lan
can còn là công trình thẩm mỹ, tạo thành hình thái hài hòa của công trình và cảnh quan
xung quanh.
Mục đích chủ yếu của lan can đường ô tô là phải chặn giữ và chỉnh hướng các xe
cộ đi trên cầu. Khi va chạm, lan can phải chịu được lực xung kích của xe, xe không bị bật
lại luồng giao thông, nhưng xe cũng không thể vượt qua lan can.
2.2 Cấu tạo

2.2.1 Loại lan can
Chọn mức độ thiết kế của lan can là L3 – Mức cấp 3 – được chấp nhận áp dụng
chung cho hầu hết các đường tốc độ cao với hỗn hợp các xe tải và xe tải nặng (mục
13.7.2 trong 22TCN 272-05).
Các bộ phận của lan can thiết kế gồm có: tổ hợp tường phòng hộ bê tông và thanh
lan can kim loại.
2.2.2 Vật liệu dùng cho lan can
Cốt thép
 Loại thép
 Giới hạn chảy

fy = 420 Mpa

 Đường kính cốt thép đai 1

12 mm

 Đường kính cốt thép đai 2

12 mm

 Đường kính cốt thép dọc

14 mm

 Lớp bê tông bảo vệ cốt đai

50 mm

Bê tông

 Cường độ chịu nén của bê tông

f’c = 28 Mpa

2.2.3 Kích thước sơ bộ của lan can
2.2.3.1 Phần tường bê tông
Bảng 2.2 Bảng kích thước của phần tường chắn bê tông
B1
SVTH: Trần Minh An

B2

H1

H2

H3

HW
MSSV: 81000023


Chương 2: Kiểm toán lan can
300

-8-

200

350

310
B2

150

810

B1

H1

A
dai 1
dai 2

H2

S1

B
doc

S5

ts

H3

C

S7

Hình 2.5 Kích thước của phần tường chắn bê tông
Chia phần tường chắn bằng bê tông thành 3 phần A, B, C như hình vẽ.
Khoảng cách giữa các cột lan can L = 2400mm.
Khe biến dạng nhiệt cách nhau 8600mm, bề rộng khe là 20mm.
Giao thông ở Việt Nam trong nhiều trường hợp được kết hợp “đi chung” giữa xe
máy và ô tô do đó chiều cao phải lớn hơn 1370mm ([1], 13.9.2). Để thỏa mãn điều kiện
này, người ta thường lắp thêm “phần lan can kim loại” như ở phần sau.
2.2.3.2 Phần lan can kim loại
Khoảng cách giữa các cột lan can 2000mm.
Kích thước của phần thép được lấy theo các thiết kế định hình.
2.3 Tải trọng và hiệu ứng tải trọng
Lan can phải được thiết kế để chịu được lực va xe như bảng 3
Trong tính toán dưới đây, không xét tác dụng của lực đứng FV và lực dọc FL .
Bảng 2.3 Bảng lực thiết kế đối với lan can đường ô tô
Các lực thiết kế và ký hiệu

Mức độ thiết kế L3

Ft ngang (kN)

240

Ft dọc (kN)

80

Fv thẳng đứng (kN) hướng xuống dưới

80

Lt và LL (mm)

1070

Lv (mm)

5500

He min (mm)

810

Chiều cao lan can nhỏ nhất H (mm)

810

SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023


Chương 2: Kiểm toán lan can

-9-

2.4 Kiểm toán lan can
Các lan can phải được thiết kế thỏa điều kiện :

R �Ft
Y �H e

Trong đó:


R : sức kháng cực hạn (sức kháng danh định) của tổ hợp thanh lan can và tường

phòng hộ.
 Ft : lực va ngang của xe phân bố trên chiều dài L t tại chiều cao He ở phía trên bản
mặt cầu(tải trọng danh định).
 Y : chiều cao hữu hiệu của R về phía trên của bản mặt cầu.
He

: chiều cao lực va ngang của xe phía trên bản mặt cầu.
Sức kháng của từng bộ phận của tổ hợp thanh lan can được xác định theo quy định
trong 22TCN 272-05 theo các điều 13.7.3.4.1 (lan can bê tông) và 13.7.3.4.2 (lan can
dạng cột và dầm).
Sức kháng của tổ hợp tường phòng hộ và thanh lan can phải lấy theo sức kháng
nhỏ hơn được xác định theo 2 phương thức phá hoại sau:
Va tại giữa nhịp thanh lan can

Va tại cột

R  RR  RW

R  PP  RR'  RW'

R H  RW HW
Y R R

R

PP H R  RR' H R  RW' HW
Y
R
R H  PP H R
RW'  W W
HW

Trong đó:
RR : khả năng cực hạn của thanh lan
can trên một nhịp (N)
Rw : khả năng cực hạn của tường theo
quy định điều 13.7.3.4.1 (N)
HW : chiều cao của tường (mm)
HR : chiều cao của thanh lan can
(mm)

SVTH: Trần Minh An

Trong đó:
RR’ : sức kháng cực hạn theo hướng
ngang của thanh lan can qua 2
nhịp (N)
’
RW : khả năng chịu lực của tường bị
giảm do phải chịu tải trọng của
cột và lan can (N)
PP : sức kháng cực hạn theo hướng
ngang của cột (N)

MSSV: 81000023


Chương 2: Kiểm toán lan can

- 10 -

Hình 2.6 Lực va ngang tại giữa nhịp thanh lan can (trái) và tại cột (phải)
2.4.1 Kiểm tra sức kháng uốn của tường bê tông và lan can kim loại
2.4.1.1 Sức kháng uốn của tường bê tông
Có thể dùng phân tích đường chảy và thiết kế cường độ đối với các rào chắn và
tường phòng hộ bằng bê tông cốt thép và bê tông dự ứng lực.

Hình 2.7 Cơ chế đường chảy
a. Sức kháng uốn của tường theo cốt thép nằm ngang MwH
Chiều cao khối ứng suất tương đương :

a

As f y
0.85 f c'b

SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023


Chương 2: Kiểm toán lan can

- 11 -

Momen kháng uốn của từng đoạn tường :
M ni  As f y  de  a / 2 

Momen kháng uốn của tường chắn bê tông :
M w H  �( M ni )

Với Φ = 1 là hệ số sức kháng ở trạng thái giới hạn đặc biệt

Hình 2.8 Chia nhỏ lan can thành từng phân đoạn
Bảng 2.4 Sức kháng uốn của tường bê tông theo cốt thép ngang
Phân
đoạn

b = Hi
(mm)

As
(mm2)

de
(mm)

a
(mm)

1

350

307.88

231

15.523

Φ Mni
(N.mm)
28 866 503.02

2

310

153.94

331

8.763

21 117 182.46

3

150

153.94

431

18.110

27 280 410.68

Mw H =

77 264 096.16

Hw =

810

Sức kháng uốn của tường theo cốt thép đai Mc
Bước cốt đai @ = 200 mm
Sức kháng uốn theo cốt thép đai M c được tính theo chiều rộng b = 1mm dọc theo
chiều dài của lan can.

Diện tích cốt đai :

SVTH: Trần Minh An

As 

Ad
@

MSSV: 81000023

Chương 2: Kiểm toán lan can

- 12 -

Hình 2.9 Cắt dải lan can 1mm để tính Mc
a

Công thức tính toán :

As f y
0.85 f c'b

M ci  As f y  d e  a / 2 

Mc  �
� M ci �H wi  �
�
�/ H w

Bảng 2.5 Sức kháng uốn của tường chắn bê tông theo cốt đai
Phân
đoạn

b
As
(mm) (mm2/mm)

de
(mm)

a
(mm)

Mci
(N.mm/mm)

Hwi

1

1

0.5655

244

9.979

56 766.03

(mm)
350

2

1

0.5655

344

9.979

80 516.47

310

3

1

0.5655

444

9.979

104 266.91

150

Mc =

74 652.16

810

b. Sức kháng danh định của tường đối với tải trọng ngang RW ([1]13.7.3.4.1)
 Đối với va xô trong một phần đoạn tường
2

�M  M w H �
L
�L �
Lc  t  � t � 8 H � b
� 3179.4 mm
2
�2 �
� Mc
�
Rw 

�
M L 2�
2
8M b  8M w H  C C � 586 050 N
�
2 Lc  Lt �
H �

Kiểm toán :
Rw  586kN  Ft  240kN

Trong đó:
 Rw : sức kháng của gờ chắn
 Lt : chiều dài phân bố của lực theo hướng dọc
 Lc : chiều dài tới hạn của kiểu phá hoại theo đường chảy
SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023

Chương 2: Kiểm toán lan can

- 13 -

 Mb : sức kháng uốn phụ thêm của dầm cộng thêm với Mw tại đỉnh tường (Mb=0)
 H = HW : chiều cao của tường chắn bê tông
 Đối với va xô ở đầu tường hoặc mối nối
2

�M  M w H �
Lt
�L �
 � t � H � b
� 1595.5 mm
2
M
�2 �
c
�
�
2
�
M L �
2
Rw 
M b  M w H  C C � 381526 N
�
2 Lc  Lt �

H �
Lc 

Các đại lượng trong công thức tương tự như trên
Kiểm toán :

Rw  381kN  Ft  240kN

HW  810mm  H e min
2.4.1.2 Sức kháng của phần lan can kim loại (22 TCN272-05, điều 13.7.3.4.2)

a. Khi xe va vào giữa nhịp thanh lan can
Chọn thép thanh lan can là thép ống loại M 270M Grade 250 có :
Fy = 250 MPa

Fu = 450 MPa

Khoảng cách giữa các cột lan can L = 2400 mm
Chiều cao của thanh lan can 600mm → HR = 1410 mm
Kích thước thanh lan can: D = 100 mm
d = 90 mm
D
d

Hình 2.10 Mặt cắt ngang của thanh lan can kim loại

Hình 2.11 Mô hình chịu lực khi va xe vào giữa nhịp thanh lan can
Với giá trị Lc = 3179.4 mm, chỉ có 3 nhịp thanh lan can (N=3) và 2 cột tham gia chịu lực
Sức kháng đường chảy của thanh lan can:
SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023


Chương 2: Kiểm toán lan can

D


3

- 14 -

 d 3  Fy

 11291667 N .mm
6
Sức kháng cực hạn của thanh lan can đối với số nhịp lan can là lẻ :
16M p  ( N  1)( N  1) Pp L
RR 
 450349.2 N
2 N �L  Lt
b. Khi xe va vào cột của lan can
Mp

Hình 2.12 Mô hình chịu lực khi va xe vào cột
Với Lc = 3179.4 mm có 2 nhịp lan can (N=2) và 1 cột tham gia chịu lực
Sức kháng cực hạn của thanh lan can đối với số nhịp lan can là chẵn :
RR 

16M p  N 2 Pp L
2 N �L  Lt

 249393 N

Trong đó:
 Pp : sức kháng tải trọng ngang của cột đứng đơn lẻ ở độ cao HR phía trên mặt cầu
�
D �
�t d � D
M p  2 ��
bc tc f y �c  w � tw w f y w � 46848000 N .mm
2
4 �
�2 2 �
�
M
PP  P
H cot

Bảng 2.6 Mặt cắt ngang cột lan can
tc
(mm)

bc
(mm)

tw
(mm)

Dw
(mm)

Hcột
(mm)

Pp
(N)

RR
(N)

8

120

8

144

600

78080

249 393

Trong trường hợp va xô vào cột lan can thì sức kháng của gờ bê tông bị giảm:
Rw' 

Rw H w  Pp H R

Hw

 Va vào một phần tường:
 Va vào đầu tường:

R’w = 450 133 N
R’w = 245 609 N
Kiểm toán sức kháng uốn

SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023


Chương 2: Kiểm toán lan can

- 15 -

2.4.1.3 Kiểm toán sức kháng uốn
Bảng 2.7 Kiểm tra sức kháng uốn của tổ hợp tường và thanh lan can

Trường hợp kiểm
tra tác động va xe

1
2
3
4

Giữa nhịp lan can +

đầu tường hoặc mối
nối
Giữa nhịp lan can +
một phần đoạn
tường
Cột lan can + đầu
tường hoặc mối nối
Cột lan can + một
phần đoạn tường

Sức
kháng
gờ bê
tông

Sức
kháng
cột +
dầm

Sức
kháng
hệ lan
can

Chiều
cao tổ
hợp sức
kháng

Kiểm
tra R
và Y

Rw (kN)

RR (kN)

R (kN)

Y (mm)

381.526

126017

507543

958.973

Thỏa

586.05

126017

712067

916.184

Thỏa

245.609

249393

573081

1153

Thỏa

450.133

249393

777606

1063

Thỏa

2.4.2 Kiểm toán khả năng chống trượt của lan can
2.4.2.1 Điều kiện
T = Vct  Vn
Trong đó :
 Vct: lực cắt tại chân tường do va chạm xe cộ.
 Vn : sức kháng danh định của mặt tiếp xúc.
2.4.2.2 Số liệu

Hình 2.13 Giả thiết Rw phát triển với góc nghiêng 450
SVTH: Trần Minh An

MSSV: 81000023