THUYẾT MINH mố TRỤ cầu

THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU
PHẦN

I: THIẾT KẾ MỐ CẦU

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH:
Thuyết minh nhiệm vụ thiết kế kĩ thuật và thiết kế thi công cầu được bao gồm
các số liệu sau:
- Cầu bắc qua sông Trường Giang thuộc địa phận tỉnh Quảng Nam. Công trình
cầu nằm trên tuyến đường 616 nối liền với thành phố Tam Kỳ có nhiều tiềm năng
trong chiến lược phát triển kinh tế của tỉnh. Với tổng chiều dài L = 96m, nằm trên
tuyến đường huyết mạch quan trọng của tỉnh Quảng Nam nối liền thành phố với các
vùng đồng bằng .
- Kết cấu nhịp:
+ Loại cầu: Cầu dầm giản đơn BTCT.
+ Chiều dài nhịp: 32m.
+ Số lượng nhịp: 3 nhịp.
+ Mặt cắt ngang: Tiết diện chữ T.
+ Sử dụng BTCT.
- Kết cấu hạ bộ:
+ Kiểu Mố: Mố chữ tường mỏng.
+ Kiểu Móng: Móng cọc đổ tại chổ - cọc đóng D300
- Địa chất:
+ Lớp 1: Sét dẻo dày 1m.
+ Lớp 2: Cát mịn dày 2m.
+ Lớp 3: Cát chặt.
- Thủy văn:
+ Các loại mực nước:
MNCN = +31.42m;
MNTT = +29.2m;

MNTN = +24.2m;
-Điều kiện dân cư, văn hóa, xã hội:
Công trình cầu gần trung tâm thành phố nên dân tới đây sinh sống tăng đáng kể
trong một vài năm gần đây, mật độ dân số tương đối cao, phân bố dân cư đồng
đều.Dân cư sống bằng nhiều nghề nghiệp rất đa dạng như buôn bán, kinh doanh các
dịch vụ du lịch.Bên cạnh đó có một phần nhỏ sống nhờ vào nông nghiệp.


THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU
- Điều kiện cung cấp nguyên vật liệu, nhân công:
+ Vật liệu đá: vật liệu đá được khai thác tại mỏ gần khu vực xây dựng
cầu. Đá được vận chuyển đến vị trí thi công bằng đường bộ một cách thuận tiện.Đá ở
đây đảm bảo cường độ và kích cỡ để phục vụ tốt cho việc xây dựng cầu.
+ Vật liệu cát: cát dùng để xây dựng được khai thác gần vị trí thi công,
đảm bảo độ sạch, cường độ và số lượng.
+ Vật liệu thép: sử dụng các loại thép trong nước như thép Thái Nguyên,
… hoặc các loại thép liên doanh như thép Việt-Nhật, Việt-Úc…Nguồn thép được lấy
tại các đại lý lớn ở các khu vực lân cận.
+ Xi măng: hiện nay các nhà máy xi măng đều được xây dựng ở các tỉnh
thành luôn đáp ứng nhu cầu phục vụ xây dựng.Vì vậy, vấn đề cung cấp xi măng cho
các công trình xây dựng rất thuận lợi, luôn đảm bảo chất lượng và số lượng mà yêu
cầu công trình đặt ra.
+ Thiết bị và công nghệ thi công: để hòa nhập với sự phát triển của xã hội
cũng như sự cạnh tranh theo cơ chế thị trường thời mở cửa, các công ty xây dựng công
trình giao thông đều mạnh dạn cơ giới hóa thi công, trang bị cho mình máy móc thiết
bị và công nghệ thi công hiện đại nhất đáp ứng các yêu cầu xây dựng công trình cầu.
+ Nhân lực và máy móc thi công: hiện nay trong tỉnh có nhiều công ty xây
dựng cầu đường có kinh nghiệm trong thi công. Về biên chế tổ chức thi công các đội
xây dựng cầu khá hoàn chỉnh và đồng bộ. Cán bộ có trình độ tổ chức và quản lí, nắm
vững về kỹ thuật, công nhân có tay nghề cao, có ý thức trách nhiệm cao. Các đội thi

công được trang bị máy móc thiết bị tương đối đầy đủ.
Kết luận: Nhìn chung về vật liệu xây dựng, nhân lực, máy móc thiết bị thi
công, tình hình an ninh tại địa phương khá thuận lợi cho việc thi công đảm bảo tiến độ
đã đề ra.


THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU
CHƯƠNG II: TỔ HỢP NỘI LỰC
I.1:Số liệu chung và kích thước cấu tạo.
I.1.1: Kích thước chung của mố:
- Mố tính toán: Mố M1.
- Loại cầu: Bê tông cốt thép.
- Loại dầm: Chữ T.
- Tiêu chuẩn thiết kế: LRFD 2012.
Bảng 1.1 : Các số liệu kết cấu phần trên.
Hạng mục
• Số lượng dầm
• Chiều dài dầm
• Chiều dài nhịp tính toán
• Bề rộng mặt cầu
• Khổ cầu
• Số làn xe
• Hệ số làn xe
• Lực xung kích

Kí hiệu
N
L
Ls
B

K
n
m
IM

• Trọng lượng riêng của bê tông
c

• Số lượng dầm ngang
• Bề rộng dầm ngang
• Chiều dày lớp tạo dốc trung bình
• Chiều cao gối cầu
• Số gối cầu

ndn
bdn
t
hg
ng

Giá trị
6
32
31.4
13.5
10.5
3
0.85
0,25
24 (f’c �34MPa )

22,5+0,045f’c
(34< f’c<103 MPa)
30
0,2
0,09
0,1
6

Đơn vị
Dầm
m
m
m
m
Làn

kN/m3
Dầm
m
m
m
Chiếc


THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU
Bảng 1.2: Số liệu đặc trưng dầm Chữ T dài 32m
-Chiều dài dầm Chữ T
- Chiều dài đoạn đầu dầm L0
- Chiều dài đoạn vút đầu dầm L1
- Chiều dài đoạn dầm còn lại L

- Diện tích dầm ngang đầu dầm Fdn
- Diện tích dầm ngang giữa dầm Fgn
- Diện tích mặt cắt ngang dầu dầm chủ Fdc
- Diện tích mặt cắt ngang giữa dầm chủ Fgc

32 m
1.5 m
1m
29.5 m
2.52m2
2.56m2
1.32 m2
0.92 m2

I.2: Xác định tải trọng tác dụng lên mố.
I.2.1: Tĩnh tải:
Theo số liệu đồ án “Thiết Kế Cầu Bê Tông” có bảng thống kê tĩnh tải tác dụng:
I.2.1.1: Tĩnh tãi (DC) lớp phủ (DW) : Kết cấu phần trên.
Bảng 1.3: Tính toán kết cấu phần trên
• 6 Dầm chữ T
• Bản mặt cầu
• Dầm ngang
• Lan can tay vịn
• Phần người đi bộ
• Tổng tĩnh tãi DCkcn
• Trọng lượng lớp phũ DW

4656
2649.6
389.76

314.24
256
8265.6
2151.36
10416.9
Tổng cộng
6
 Xét một nữa tải trọng kết cấu nhịp tác dụng lên mố cầu.

kN
kN
kN
kN
kN
kN
kN
kN

 DCkcn =8265.6x0.5=4132.8 kN
 DW = 2151.36x0.5=1075.68 kN
Ta có eDC=eDW=0.95 m
MDC,yA-A =4132x0.95= 3926.17 kN.m
MDWA-A =1075.68x0.95=1021.9 kN.m
Ta có eDC=eDW=0.05 m
MDC,yB-B =4132x0.05= 206.64 kN.m
MDWB-B =1075.68x0.05=53.8 kN.m

I.2.1.2: Tĩnh tải do trọng lượng bản thân mố: Kết cấu phần dưới
- Loại mố: Mố tường bằng bê tông cốt thép M300 đặt trên nền móng cọc đóng.

THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU
Kích thước hình học của mố:
4800
750

300

300

300

5600

500

2350

700
500

600

2400

500

1000

1000

1500

2300

2700

4500

b8

a11
a12

b3

b12 b13

b4

b11b10

b7

a9

b9

Hình 1a: kích thước hình học của mố

a13

a7

b5

a10

b2

b6

a5

a3

a2

500

b1

a4

a1

Hình 1b: kích thước các bộ phận của mố


THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU

Bảng 1.4: Số liệu kích thước hình học theo phương dọc cầu
Ký
STT
Tên kích thước
hiệu
1
a1
Chiều rộng bệ mố (dọc cầu)
2
a2
Bề rộng tường cánh (phần dưới)
3
a3
Bề dày tường thân
Khoảng cách từ mếp ngoài thân đến mép ngoài bệ
4
a4
(Phía trước)
5
a5
Bề rộng tường cánh (phần đuôi )
6
a6
Bề rộng tường cánh (toàn bộ)
7
a7
Bề rộng xà mũ
8
a8
Bề dày tường đỉnh

9
a9
Kích thước phần đỡ bản giảm tải
10 Khoảng cách từ tim gối đến mép ngoài tường thân
a10
11 Kích thước đá kê gối theo phương dọc cầu
a11
12 Bề rộng gối
a12
12 Chiều cao bệ mố
b1
13 Kích thước tường cánh ( Phương đứng )
b2
14 Kích thước tường cánh ( Phương đứng )
b3
15 Kích thước tường cánh ( Phương đứng )
b4
16 Chiều cao mố (từ đáy bệ đến đỉnh tường đỉnh )
b5
17 Chiều cao tường thân
b6
18 Chiều cao tường đỉnh
b7
19 Chiều cao gối cầu
b8
Chiều cao từ đỉnh mấu đỡ bản giảm tải đến đỉnh tường
20
b9
cánh
21 Kích thước mấu đỡ bản quá độ

b10
22 Kích thước vác mấu đỡ bản giảm tải theo phương đứng b11
23 Chiều cao xà mũ
b12
24 Chiều cao đá kê gối
b13

Đơn
vị
m
m
m

Giá
trị
4.5
2.4
0.6

m

1.0

m
m
m
m
m
m
m

m
m
m
m
m
m
m
m
m

2.7
4.8
1.05
0.3
0.3
0.3
0.7
0.5
1.0
1.5
2.35
0.75
5.6
2.3
1.8
0.1

m

0.5

m
m
m
m

0.3
0.2
0.5
0.2


THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU
Bảng 1.5: Kích thước theo phương ngang cầu
STT
1
2
3
4
5
6

Tên kích thước
Bề dày tường cánh
Chiều rộng bệ mố (phương ngang
cầu )
Bề rộng mố (phương ngang cầu)
Bề rộng gối cầu
Bề rộng đá kê gối
Chiều dày của gân đỡ tường trước

Ký
hiệu
c1

Đơn vị

Giá trị

m

0.4

c2

m

14.5

c3
c4
c5
C6

m
m
m
m

14.5

0.5
0.7
0.25

 Tĩnh tải do trọng lượng bản thân mố:
Tĩnh tải tiêu chuẩn gây ra bởi trọng lượng bản thân mố được tính như sau:
P = V .  c (kN).
i

i

Trong đó:
Vi : Thể tích các bộ phận kết cấu (m3).
 c : Trọng lượng riêng của bê tông cấp 30 Mpa:  c = 24 kN/m3
ST
T

1
2
3
4
5

6

7

Tên kết
cấu

Tường
thân
Xà Mũ
Đá kê
gối
Tường
đỉnh
Mấu đỡ
bản quá
độ
Tường
cánh
phần
đuôi
Tường
cánh
phần
thân

c

Thể tích Vi (m3)
Diễn toán

Vtth= a3.b6.c2=0.6×2.3×14.5
Vxm=a7.b12.c3=1.05×0.5×14.5
Vđkg=ng.a11.b13.c5=6×0.7×0.2×0.7
Vtđ=a8.b7.c3=0.3×1.8×14.5
Vmđ=a9.(b10+ b10 + b11)/2.(c3-2c1)
= 0.3×(0.3+0.3+0.2)/2×(14.5-2×0.5)

Vtcd=2.(0,5.a5.b3.c1+a5.b4.c1)
=2.(0.5×2.7×2.35×0.5 +
0.5×0.75×0.5)
Vtct=2.(b2+b3+b4).a2.c1
=2×(1.5+2.35+0.75)×2.4×0.5

Kết
quả

Trọng
(kN/m3) lượng
P = V . c
i

i

(kN)

20.01

24

480.24

7.61

24

182.64

0.59

24

14.16

7.83

24

187.92

24
1.62

38.88
24

3.55

85.2
24

11.04

264.96


THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU
8

9

10

Bệ mố
Gân
tăng
cường
sau
tường
Gối cầu
(6 gối)

Vbm=a1.b1.c2=4.5×1×14.5
Vbm=[{(a8+a2)xb6/2}xc6]x4=

69.75
3.12

24
24

1674

74.88

Gối cao su bản thép GCS 12089 khối
lượng 31,6 kg

1.896

Tổng

3004.8

 Nội lực do trọng lượng bản thân mố:
Các lực tác dụng lên mố gây ra bởi trọng lượng bản thân sẽ sinh ra mô men, lực
dọc, lực cắt tại tiết diện tính toán .
- Mô men tại tiết diện tính toán:
Mi = Pi.ei
Trong đó :
Pi: Các lực gây ra mô men tại tiết diện tính toán (kN).
ei: Độ lệch tâm của điểm đặt lực so với trục trung hòa của mặt cắt cần tính toán.
Qui ước dấu mô men: Mô men dương khi hướng ngược chiều kim đồng hồ.
Ta tính toán tại các mặt cắt có sự thay đổi đột ngột về tiết diện và bất lợi nhất về
khả năng chịu lực.
E

D

C

C

E
B

D

A

B
A

Hình 1.2 Mặt cắt đặc trưng:
 Xét mặt cắt A-A (Mặt cắt đáy bệ mố)
- Độ lệch tâm ei của Pi so với trục trung hòa của mặt cắt A - A


THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU
+ Bệ mố:
ebm = 0 (m)
+ Tường thân:
etth=
+ Tường đỉnh:
etđ=
+ Mấu đỡ bản quá độ:
emđ=
+ Xà mũ:
exm=
+ Gân tăng cường:
egđ=
+ Đá kê gối:
Eđkg=
+ Gối cầu:
egc = eđkg = 0.95 (m).
+ Tường cánh (phần thân):
etth=
+ Tường cánh (phần đuôi):
etcd=

Bảng 1.6: Nội lực cho tiết diện A-A do trọng lượng bản thân
( xét đến dấu mô men )
STT
1

Kết cấu
Tường thân P1

Tiết diện A-A
M(KN.m
P(KN )
e(m)
)
480.24
0.95
456.228


THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Xà mũ P2
Đá kê gối P3
Tường đỉnh P4
Mấu đỡ bản quá độ P5
Tường cánh (Phần đuôi) P6
Tường cánh (Phần thân) P7
Bệ mố P8
Gân tăng cường
Gối cầu P9
Tổng cộng

182.64
14.16
187.92
38.88
85.2
264.96
1674
74.88
1,896
3004.776

0.1
0.95
0.4
0.1
-3.37
-0.55
0
-1.25

1.25

18.264
13.452
75.168
3.888
-287.124
-145.728
0
-93.6
2.37
42.92

 Xét mặt cắt B- B :
- Độ lệch tâm ei của Pi so với trục trung hòa của mặt cắt B - B
+ Tường thân:
etth = 0 (m).
+ Tường đỉnh:
etđ=
+Mấu đỡ bản quá độ:
emđ=
+ Gân tăng cường:
egđt=
+ Xà mũ:
Exm=
+ Đá kê gối:
Eđkg=
+ Gối cầu:Egc = Eđkg = 0,35 (m).

Bảng 1.7: Nội lực cho tiết diện B – B do trọng lượng bản thân

( xét đến dấu mô men )
STT
1
2
3
4

Kết cấu
Tường thân P1
Xà mũ P2
Đá kê gối P3
Tường đỉnh P4

Tiết diện B-B
P(KN )
e(m)
M(KN.m)
480.24
0
0
182.64
0.225
41.094
14.16
0.35
4.96
187.92
-0.15
-28.188

THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU
5
6
7

Mấu đỡ bản quá độ P5
Gân tăng cường
Gối cầu P9
Tổng cộng

38.88
74.98
1.896
980.72

-0.45
-1.15
0.3

-17.5
-86.227
0.57
-85.3

 Xét mặt cắt C- C:
- Độ lệch tâm ei của Pi so với trục trung hòa của mặt cắt C – C:
+ Tường đỉnh: etđ = 0 (m).
+ Mấu đỡ bản quá độ:
emđ=

Bảng 1.8:Nội lực cho tiết diện C-C do trọng lượng bản thân
Tiết diện C-C
STT
Kết cấu
P(KN )
e(m)
M(KN.m)
1
0,00
0,00
Tường đỉnh
187.02
2
-0,3
-11.664
Mấu đỡ bản quá độ
38.88
-11.664
Tổng cộng
225.9
I.2.2: Hoạt tải xe ô-tô (LL) và tải trọng người (PL):
RLL=

m.n . �
( kN )
 1  IM  .�Pi . yi  9,3.WL �
�
�

RPL= 2.T .PL.WL (kN)

THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU

Hình 1.3: Đường ảnh hưởng phản lực tại mố cầu:
Hình 1.2: Đường ảnh hưởng phản lực tại mố cầu:
Diện tích đường ảnh hưởng WL=0,5.1.31,4=15,4
 Phản lực do LL gây ra được tính cho trường hợp xếp xe trên cả 3 làn. (gây
bất lợi cho R)
Bảng 1.9 Kết quả tính toán phản lực do hoạt tải xe TH1.
Loại xe L
Đơn vị m

Tải trọng trục
yi
Pi.yi
∑Pi.yi
max∑Pi.yi
kN
(m)
(kN.m)
(kN.m)
(kN.m)
145
1,0
145
xe 3
145
0,863
125.135

295.545
trục
32
35
0,726
25.41
295.545
110
1,0
110
xe 2
215.82
trục
110
0,962
105.82
-Tổ hợp xe 2 trục và tải trọng làn
RHL1= 0.85x3.[1.25x215.82+15.7x9.3] =1060.25 (kN)
-Tổ hợp xe 3 trục và tải trọng làn:
RHL1= 0.85x3.[1.25x295.545+15.7x9.3] =1314.37 (kN)
Hoạt tải chỉ tác dụng lên mặt cắt A-A
-Cánh tay đòn đối với mặt cắt A-A: eA,y=+0,95; eA,x=0
MHL1,y=RHL1.eAy=1060.25x0.95=1007.24 (kN.m)
MHL2,y=RHL2.eAy=1314.37x0.95=1248.6 (kN.m)
-Cánh tay đòn đối với mặt cắt B-B, eBy=0.05; eBx=0
MHL1,y=RHL1.eBy=1060.25x0.05=53.01 (kN.m)
MHL2,y=RHL2.eBy=1314.37x0.05=65.72 (kN.m)
Vậy tải trong hoạt tải lớn nhất gây ra: RHL2=1314.37 (kN) và MHL2,y=1248.6 (kN.m)
 Phản lực do LL gây ra được tính cho trường hợp xếp xe trên cả 2 làn. (gây
bất lợi cho R)

-Tổ hợp xe 2 trục và tải trọng làn
RHL1= 1x2[1.25x215.82+15.7x9.3] =831.57 (kN)


THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU
-Tổ hợp xe 3 trục và tải trọng làn:
RHL1= 1x2[1.25x295.545+15.7x9.3] =1030.88 (kN)
Hoạt tải chỉ tác dụng lên mặt cắt A-A
-Cánh tay đòn đối với mặt cắt A-A: eA,y=+0,95; eA,x=3.5
MHL1,y=RHL1,y.eA,y=831.57x0.95=790 (kN.m)
MHL2,y=RHL2,y.eA,y=1030.88x0.95=979.4 (kN.m)
MHL1,x=RHL1,x.eA,x=831.57x3.5=2910.5 (kN.m)
MHL2,x=RHL2,y.eA,x=1030.88x3.5=3608.1 (kN.m)
-Cánh tay đòn đối với mặt cắt B-B: eBy=0.05 ; , eBx=3.5
MHL1,y=RHL1,y.eB,y=831.57x0.05=41.58 (kN.m)
MHL2,y=RHL2,y.eB,y=1030.88x0.05=51.53 (kN.m)
MHL1,x=RHL1,x.eB,x=831.57x3.5=2910.5 (kN.m)
MHL2,x=RHL2,y.eB,x=1030.88x3.5=3608.1 (kN.m)
Phản lực do LL gây ra được tính cho trường hợp xếp xe trên 1 làn. (gây bất lợi
cho Mx)
-Tổ hợp xe 2 trục và tải trọng làn
RHL1= 1.2x1[1.25x215.82+15.7x9.3] =498.942 (kN)
-Tổ hợp xe 3 trục và tải trọng làn:
RHL1= 1.2x1[1.25x295.545+15.7x9.3] = 618.53 (kN)
Hoạt tải chỉ tác dụng lên mặt cắt A-A
-Cánh tay đòn đối với mặt cắt A-A: eA,y=+0,95; eA,x=3.5
MHL1,y=RHL1,y.eA,y=498.942x0.95=474 (kN.m)
MHL2,y=RHL2,y.eA,y=618.53x0.95=587.6 (kN.m)
MHL1,x=RHL1,x.eA,x=498.942x3.5=1746.3 (kN.m)
MHL2,x=RHL2,y.eA,x=618.53x3.5=2164.8(kN.m)

-Cánh tay đòn đối với mặt cắt B-B, eBy=0.05; eBx=3.5
MHL1,y=RHL1,y.eB,y=498.942x0.05=24.95 (kN.m)
MHL2,y=RHL2,y.eB,y=618.53x0.05=30.93 (kN.m)
MHL1,x=RHL1,x.eB,x=498.942x3.5=1746.3 (kN.m)
MHL2,x=RHL2,y.eB,x=618.53x3.5=2164.8(kN.m)
Bảng 1.10: Nội lực do hoạt tải gây ra tại các mặt cắt:
Mặt cắt A-A
Mặt cắt B-B
Tải
trọng
PA,z(kN) MA,y(Nm) MA,x(Nm) PB,z (kN) MB,y(kN.m) MB,x(kN.m)
LL
1314.37
1248.6
0
1314.37
67.72
0
(3làn)
LL
1030.88
979.4
3608.5
1030.88
51.53
3608.5
(2 làn)
LL
618.53
587.6

2164.8
618.53
30.93
2164.8
(1 làn)


THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU
Phản lực do PL gây ra trên hai lề:
RPL= 2.T .PL.WL (kN)
Trong đó: T: Bề rộng lề bộ hành T=1.5 m
PL: Tải trọng người PL=4kN/m2
RPL=2x1.5x4x15.7=188.4 (kN)
- Cánh tay đòn đối với mặt cắt A-A: eA,y= +0.95; eA,x=0.
MPL,y=188.4x0.95=178.98 (kN.m)
- Cánh tay đòn đối với mặt cắt B-B: eB,y= +0.05; eB,x=0.
MPL,y=188.4x0.05=9.42(kN.m)
Phản lực do PL gây ra trên một lề:
RPL= 1.T .PL.WL (kN)
Trong đó: T: Bề rộng lề bộ hành T=1.5 m
PL: Tải trọng người PL=4kN/m2
RPL=1x1.5x4x15.7=94.2 (kN)
- Cánh tay đòn đối với mặt cắt A-A: eA,y = +0.95m; eA,x = 6m
[eA,x=14.5/2-(0,5+1.5/2)=6m)]
- Cánh tay đòn đối với mặt cắt A-A: eA,y = +0.95 m; eA,x =6m
MHL,y A-A= RHL x eA,y= 94.2x0.95=89.49 (kN.m)
MHL,x A-A= RHL x eA,x= 94.2x6=565.2 (kN.m)
- Cánh tay đòn đối với mặt cắt B-B: eB,y = +0.05 m; eB,x =6m
MHL,y B-B= RHL x eB,y= 94.2x0.05=4.71 (kN.m)
MHL,x B-B= RHL x eB,x= 94.2x6=565.2 (kN.m)

I.2.3: Lực hãm xe BR
- Lực hãm xe được lấy bằng 25% trọng lượng các trục xe tải hay xe 2 trục thiết kế
trên tất cả các làn xe chạy cùng một chiều.
- Lực hãm xe đặt theo phương dọc cầu, điểm đặt cách mặt đường xe chạy 1,8m
-Do thiết kế trên mố đặt gối di động nên lực hãm xe theo phương dọc cầu BR=0.
I.2.4: Lực ma sát (FR)
- Lực ma sát gối cầu phải được xác định trên cơ sở của giá trị cực đại của hệ số ma sát
giữa các mặt trượt. Lực ma sát FR được xác định theo công thức sau:
FR=fmax.N
Trong đó:
+ fmax: là hệ số ma sát giữa bê tông với gối cao su di động: fmax=0,3
+ N: Tổng áp lực lớn nhất do tĩnh tải và hoạt tải trên KCN truyền xuống mố
(không xét xung kích)
Ta có N=10416.96.0,5+1.2.[(145+125,135+25.41)+15,7.9,3]+2.1.4.15.7=5863.95(kN)
Vậy ta có FR= 0,3x5863.95=1759.185 (kN)
-Cánh tay đòn đối với các mặt cắt:
+ Với mặt cắt A-A: eAy=b1+b6+b12+b13+b8= 1+2.3+0.5+0.2+0.1=4.1(m).
=> MAy=1759.185x4.1=7212.66 (kN.m)
+ Với mặt cắt B-B: eAy=b6+b12+b13+b8= 2.3+0.5+0.2+0.1=3.1(m).
=> MAy=1759.185x3.1=5453.5 (kN.m)


THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU
I.2.5: Lực li tâm (CE)
- Lực li tâm được lấy bằng tích số của các trọng lượng trục của xe tải hay xe hai trục
CE=CW
với hệ số C lấy như sau.
C

4

v2
�
3 g �R

Trong đó : v là tốc độ thiết kế
+ g: gia tốc trọng trường
+ W: trọng lượng xe
+ R: bán kính cong làn xe
Đặt cách mặt xe chạy 1,8m. Vì R= vô cùng nên CE=0
I.2.6: Tải trọng gió (WS, WL)
I.2.6.1: Tải trọng gió tác dụng lên công trình WS
a)Áp lực gió theo phương ngang cầu:
- Lực gió PD nằm ngang đặt tại trọng tâm diện tích hứng gió At
V
Z
V 2
VDZ  2, 5 �V0 � 10 ln( )
PD  PB � DZ At
VB
Z0
25600 với

Với PB= áp lực gió cơ bản (MPa) tra bảng.
Các thông số cơ bản:
- Địa điểm xây dựng cầu: Vùng thoáng-> V0=13,2km/h; Z0=70mm
- Vận tốc gió: VDZ= 160km/h vì z <10000mm
Xét cho mặt cắt A-A
* Áp lực gió lên KCN:
+ Chiều cao lan can:1,2m; chiều cao dầm chủ: 1,4+0,2=1,6m, chiều dài dầm: 32 m
Diện tích chắn gió của KCN: At=32x2.8/2=44.8 (m2)

Z=3.1+1.2+1.6 =5.9 (m)<10m nên VDZ= 160km/h
PD,1,y=0,0024x1602/25600x103x44.8=107.52(kN)
MD,1,x= PD1.ePD1,x
ePD1,xA-A =1+2.3+0,5+0,2+0,1+2.8/2= 5.5(m)
ePD1,xB-B =2.3+0,5+0,2+0,1+2.8/2= 4.5(m)
MD,1,y=0
Xét cho mặt cắt B-B xem như không có lực gió tác dụng
Bảng 1.11: Áp lực gió theo phương ngang tác dụng lên các mặt cắt.
Mặt cắt A-A
Mặt cắt B-B
Tải
trọng P1,y(kN)
M1,y(Nm)
M1,x(Nm)
P2,y(kN) M2,y(kN.m) M2,x(kN.m)
Pv
107.52
0
591.36
107.52
0
483.84
b)Áp lực gió theo phương dọc cầu:
- Đối với mố trụ có kết cấu phần trên là giàn hay các dạng kết cấu có bề chắn gió đáng
kể thì ta sẽ xét đến lực gió dọc. Tuy nhiên do ở đây thiết kế mố cho kết cấu nhịp cầu
giản đơn L=32 m do đó diện tích chắn gió không đáng kể. Vì vậy trường hợp này ta có
lực gió bằng 0.


THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU

c)Áp lực gió thẳng đứng( theo tiêu chuẩn LRFD 2012)
-Pv tác dụng tại ¼ bề rộng ngang cầu B về phía đón gió:
Pv=(9,6.10-4MPa).B.L
Với L: chiều dài chắn gió
-Pv=9.6x10-4x14.5x32x103= 445.44(kN)
Xét cho mặt cắt A-Avà B-B
MPV,x=Pv.ePD,x=445.44x3=1336.32 (kN.m)
MPV,y=Pv.ePD,y
MPV,yA-A=Pv.ePD,yA-A=1336.32 x 0.95=1269.5 (kN.m)
MPV,yB-B=Pv.ePD,yB-B=1336.32x 0,05=66.82 (kN.m)
Mặt cắt C-C; không gây tác dụng
Tải
trọng
Pv

Bảng 1.12: Áp lực gió theo phương thẳng đứng
Mặt cắt A-A
Mặt cắt B-B
P1,z(kN)
M1,y(Nm)
M1,x(Nm)
P2,z(kN) M2,y(kN.m) M2,x(kN.m)
445.44
1269.5
1336.32
445.44
66.82
1336.32
3

I.2.6.2: Áp lực gió lên hoạt tải: (tiêu chuẩn LRFD 2012)
-Chỉ tính theo phương ngang cầu
- Lực phân bố 1,46kN/m, đặt trên mặt cầu 1,8m.
- Chiều dài chắn gió: 32/2m
=> WLy=1.46x32/2=23.36 (kN)
Chỉ xét cho mặt cắt A-A
MWL,x=WL.eWL,x=23.36.(1+2.3+0,5+0,2+0,1+1,4+0,2+1,8)=175.2 (KN.m)
Chỉ xét cho mặt cắt B-B
MWL,x=WL.eWL,x=23.36.(2.3+0,5+0,2+0,1+1,4+0,2+1,8)=151.84 (KN.m)
Tải
trọng
WL

P1,y(kN)
23.36

Bảng 1.13: Áp lực gió lên hoạt tải
Mặt cắt A-A
Mặt cắt B-B
M1,y(Nm)
M1,x(Nm)
P2,y(kN) M2,y(kN.m) M2,x(kN.m)
0
175.2
23.36
0
151.84


THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU

I.2.7: Áp lực đất.
I.2.7.1: Tính áp lực đất tại mặt cắt đỉnh bệ mố: (mặt cắt A-A)

mp

H=
5.6 m

LS

H/3

H/2

EH

A

A

Hình: 1.3 Sơ đồ tính áp lực đất lên mặt cắt B-B
Áp lực ngang của đất đắp tác dụng lên tường mố tính theo công thức:
 .H 2
.K .B
EH= 2
(kN/m)
Trong đó:
+  : dung trọng của đất đắp  =18kN/m
+ EH: hợp lực của áp lực đất tĩnh.
+  : Trọng lượng riêng của đất đắp (kN/m3)

+ H: chiều cao tường chắn (m)
+ K: hệ số áp lực đất
- Tường trọng lực: K=K0
- Tường công xon: K=Ka
Hệ số áp lực đất chủ động Ka:
sin 2 (   ' )

2
Ka .sin  .sin(   )
2

� sin( '   ) �sin( '   ) �
�
1
�
sin(



)

sin(



)
�
�
�
�

Trong đó:
+  : Góc ma sát giữa đất đắp và tường:  =240
+  : Góc giữa phương đắp đất với phương ngang: 00
+  : Góc giữa phương đắp đất với phương thẳng đứng:900
'
+  : Góc nội ma sát của đất đắp:  =350
Ta có:
2

� sin(35  24) �sin(35  0) �
�
1
�
� sin(90  24)  sin(90  0) �=2,27


THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU


sin 2 (90  35)
2, 27.sin 2 90.sin(90  24) =0,32

=> Ka
Áp lực chủ động:
 .H 2
.K a .B
- EH= 2
=18x5.62/2x0.32x14.5=1309.6(kN)
MEH,y=EH.eEH,y=1039.6x5.6/3=2444.59(kN.m)

- Áp lực ngang do hoạt tải:
Với chiều cao mố :5.6<6 m => heq=0,807m

- Áp lực do hoạt tải chất thêm:  P = ka.  .heq=0.32x18x0.807=4.65 (kN/m2)
LS=  .H.B=4.65x5.6x14.5=376.77(kN)
MLS,y=LS.eLS,y=376.77x5.6/2=1054.96 (kN.m)
I.2.7.2: Tính áp lực đất tại mặt cắt đỉnh bệ mố: (mặt cắt B-B)

4600

mp

LS

H/3

EH

B

B

Hình 1.5 : sơ đồ tính áp lực đất mặt cắt B-B
Áp lực chủ động:
 .H 2
.K a .B
- EH= 2
=18 x 4,62/2 x 0,32 x 14.5=833.64 (kN)

MEH,yB-B=EH.eEH,yB-B=833.64x4.6/3 = 1278.25 (kN.m)

- Áp lực ngang do hoạt tải:
Với chiều cao tường thân và tường đỉnh: 4.6 m => heq=0,94 m
- Áp lực do hoạt tải chất thêm:  P = ka.  .heq=0.32 x 18 x 0.94=5.41 (kN/m2)
LS=  p.H.B=5.41 x 4.6 x 14.5=360.847 (kN)
MLS,y=LS.eLS,y=360.847 ×4.6/2=829.95 (kN.m)


THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU
I.2.7.2: Tính áp lực đất tại mặt cắt chân tường đỉnh: (mặt cắt C-C)

mp

C

H/2

C

H/3

EH

LS

Hình:1.4 Sơ đồ tính áp lực đất lên mặt cắt C-C

Áp lực chủ động:
 .H 2

.K a .B

- EH= 2
=18x1.82/2x0.32x14.5=135.3(kN)
MEH,y=EH.eEH,y=135.3x1.8/3=81.18(kN.m)
- Áp lực ngang do hoạt tải:
Với chiều cao mố :1.8<6 m => heq=1.58m

- Áp lực do hoạt tải chất thêm:  P = ka.  .heq=0.32x18x1.58=9.1 (kN/m2)
LS=  p.H.B=9.1x1.8x14.5=237.51(kN)
MLS,y=LS.eLS,y=237.51x1.8/2=213.76 (kN.m)
I.2.7.3: Xét áp lực đất lên tường cánh:
I.2.7.3.1: Xét mặt cắt D – D:
Bảng 1.14: Tổng hợp các hệ số áp lực đất đắp.
Kí

 (0)  ' (0)
hiệ  (0)
Ka
0
()
u
Giá
24
0
90
35
0,32
trị

THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU
4.8m

D

B1=2.1m

B2=2.7m
2700

mp

H2=
1.925m

2
3450

EH

1

mp
LS

H1=
4.6m

LS
EH

D

Hình:1.5: Sơ đồ tính áp lực đất lên mặt cắt D-D
Bảng 1.15: Áp lực đất tác dụng lên mặt cắt D-D
Kí
hiệu
Giá trị

Khối

H
(m)

B
(m)

Heq
(m)

EH
(kN)

eEH
(m)

MEH
(kN.m)

LS

(kN)

eLS
(m)

MLS
(kN.m)

1

4.6

2.1

0.94

127.97

1.05

134.37

52.26

1.05

54.873

2

1.925

2.7

1.54

28.81

3.45

99.39

44.37

3.45

154.32

I.2.7.3.2: Xét mặt cắt E – E:
4.8m
B2=2.7m

E

2
1350

1

E

mp
H2=1.925 m

B1=2.1m

EH

LS


THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU

Bảng 1.16: Áp lực đất tác dụng lên mặt cắt E-E
Kí
hiệu

H
(m)

B
(m)

Heq
(m)

EH
(kN)

eEH

(m)

MEH
(kN.m)

LS
(kN)

eLS
(m)

MLS
(kN.m)

Giá
trị

1.925

2.7

1.54

28.81

1.35

39.89

46.1

1.35

62.235

I.2.8: Lực do nhiệt độ thay đổi đều TU
- Lực dọc TU:
U   .L   .(T ).L
TU  G .A.

U
hrt

Trong đó:  : hệ số dãn nở nhiệt độ.
T : chênh lệch nhiệt thớ trên và dưới dầm.
A: diện tích gối
G: mô đun đàn hồi cắt của gối.
hrt: chiều cao gối.
- Giả định nhiệt độ T1=23o, T2=30; hệ số dãn nở nhiệt  = 1,08.10-5
- Gối cao su: Mô đun cắt G=100KPa; diện tích gối: 0.5x0.2=0.1(m2); chiều cao
gối:0,1m
- Chiều dài dãn nở: L=31.2/2=15.7 m
=> Chuyển vị ngang: U =1.08x10-5x20x15.7=3.391x10-3(m)
=> Lực nằm ngang TU=1000x0.1x3.391x10-3/0.1x6=20.34(kN)
Xét cho mặt cắt A-A
=>MTU,y=TU.eTU,y=20.34x( 1+2.3+0.5+0.2+0.1)=83.4 (kN.m)
Xét cho mặt cắt B-B
=>MTU,y=TU.eTU,y=20.34x( 2.3+0.5+0.2+0.1)=63.05 (kN.m)

THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU
I.2.9: Áp lực thẳng đứng do tự trọng đất đắp EV

2600

4600

G

A

A

Hình:1.9: Sơ đồ tính áp lực thẳng đứng đất lên mặt cắt A-A

Gđ = Vđ x  = (2,6 x 4.6 x 13.5) x 18 = 2906.3 (kN)
EV =Gđ x eđA-A = 2906.3 x (4.5/2 – 2,6/2) = 2761(kN.
I.3: TỔNG HỢP TẢI TRỌNG LÊN CÁC MẶT CẮT:

Bảng: 1.17 Tải trọng xét đến mặt cắt A-A
Tên tải trọng

Kí hiệu

Tĩnh tải nhịp
Lớp phủ

DCKCN
DWKCN

Tĩnh tải mố

DC

Hoạt tải vả tải
trọng làn
Tải trọng người
Lực ma sát
Tải trọng gió
ngang cầu
Tải trọng gió
thẳng đứng
Tải trọng gió
lên hoạt tải

LL3 làn
LL2 làn
LL1 làn
PL2 làn
PL1làn
FR

�V

WL

x

�H

y

(kN)

�M

x

�M

y

(kN.m)
3926.7
1021.9

4132.8
1075.68
3004.77
6
1314.37
1030.68
618.53
188.4
94.2

42.92
0
3608.1
2164.8

565.2
1759.185

WS
Pv

�H

107.52
445.44

591.36
1336.32

23.36

1248.6
979.4
587.6
178.98
28.26
7212.66

175.2

423.17


THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU
Áp lực ngang

của đất đắp
Áp lực thẳng
đứng của đất
đắp
Áp lực ngang
do hoạt tải
Áp lực do nhiệt
độ thay đổi đều
TU

EH

1309.6

1309.6

LS

436.84

1054.96

TU

25.41

-83.4

EV

2761

Bảng: 1.18 Tải trọng xét đến mặt cắt B-B
Tên tải trọng

Kí hiệu

Tĩnh tải nhịp
Lớp phủ
Tĩnh tải mố

DCKCN
DWKCN
DC
LL3 làn
LL2 làn
LL1 làn
PL2 làn
PL1làn
FR

Hoạt tải vả tải
trọng làn
Tải trọng người
Lực ma sát
Tải trọng gió
ngang cầu
Tải trọng gió
thẳng đứng
Tải trọng gió

lên hoạt tải
Áp lực ngang
của đất đắp
Áp lực ngang
do hoạt tải
Áp lực do nhiệt
độ thay đổi đều
TU

�V

�H

x

y

(kN)

�M

x

1759.185
107.52
445.44

y

483.84

1336.32

WL

�M

(kN.m)
206.64
53.8
-85.3
0
65.72
3608.1
51.53
2164.8
30.93
9.42
565.2
4.71
5453.5

4132.8
1075.68
980.72
1314.37
1030.68
618.53
188.4
94.2

WS
Pv

�H

23.36

22.272

151.84

EH

883.4

833.64

LS

360.85

829.95

TU

25.41

-63.05

THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU

Bảng: 1.19 Tải trọng xét đến mặt cắt C-C
Tên tải trọng

Kí hiệu

�V

Tĩnh tải mố
Áp lực ngang
của đất đắp
Áp lực ngang do
hoạt tải

DC

225.9

�H

�H

x

y

�M

(kN)

�M

x

(kN.m)
-11.664

EH

135.3

81.18

LS

237.51

213.76

Bảng: 1.20 Tải trọng xét đến mặt cắt D-D
Tên tải trọng

Kí hiệu

Tĩnh tải tường
cánh

Khối 1:
DCtc1

Khối 2:
DCtc2

Áp lực ngang
Khối1:EH1
của đất đắp
lên tường
Khối 2:
cánh
EH2
Áp lực ngang Khối 1: LS1
do hoạt tải lên
Khối 2: LS2
tường cánh
Tổng

�V

�H

x

�H

y

�M

(kN)

x

Kí hiệu

Tĩnh tải tường
Khối 2:
cánh
DCtc2
Áp lực ngang
của đất đắp
Khối2:EH2
lên tường
cánh
Áp lực ngang
do hoạt tải lên Khối 2: LS2
tường cánh
Tổng

�M

y

(kN.m)

264.96

-278.208

85.2

-293.94
134.3
127.97
28.81

99.39

52.26

54.873

44.37

154.32

350.16

-572.148

Bảng: 1.21 Tải trọng xét đến mặt cắt E-E
Tên tải trọng

y

�V

�H

x

�H

y

(kN)

�M

x

y

(kN.m)

85.2

85.2

�M

-115.02
28.81

38.89

41.6

62.235
-115.02

THUYẾT MINH: MỐ TRỤ CẦU
I.4: Tổ hợp tải trọng.
I.4.1: Xét mặt cắt A-A:
I.4.1.1: Tổ hợp tải trọng theo TTGH CĐ1:
- Là tổ hợp tải trọng cơ bản liên quan xe cộ khai thác thông thường mà không xét
đến gió
Bảng 1.22: hệ số tải trọng TTGH CĐ 1
DC
DD
DW
EH
EV
ES
EL
PS
CR
SH

LL
IM
CE
BR
PL
LS

T
G

Tĩnh tải

nhịp
Lớp phủ
Tĩnh tải
mố
Hoạt tải
và tải
trọng làn
Tải trọng
người
Lực ma
sát
Tải trọng
gió
Áp lực
ngang

WL

E
Q

FR TU
SE
BL IC


1,0 0,5/1,
Strengh
T
T


1,75 1,0
1
2
G
G
1,25/0,9DCKCN + 1,5/0,65 DWKCN +1,5/0,9EH+ 1,25/0,9 DC +1,75 HL93
+1,75PL+1,75LS +1FR+0,5TU
Bảng 1.23: Tổ hợp tải trọng TTGH CĐ1, xếp1 làn xe
Tên tải
trọng

WA

W
S

v
Kí hiệu

Hx

Hy

(kN)

Mx

My
(kN.m)

CT

CV

-

-

Hệ số
tải
trọng

DCKCN

4132.8

3926.17

0,900

DWKCN

1075.68

1021.9

0,650

DC

3004.776

42.92

0,900

LL1 làn

618.53

587.6

1,750

PL

94.2

28.26

1,750

7212.66

1,000

FR
WS
Pv

WL
EH

2164.8

1759.183
107.52
445.44
23.36
1039.6

591.36
1336.32
175.2

423.17
2444.59

0
0
0
0,900