BAO VE DO AN cầu THÉP 10 06

MỤC LỤC:
MỞ ĐẦU : GIỚI THIỆU NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP ...................... 8
PHẦN A: THIẾT KẾ SƠ BỘ (50%) ...............................................................................9
CHƯƠNG 1 : LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DẦM CHỦ ................................................... 10
1. Phương án 1 : DẦM THÉP LIÊN HỢP BMC ...................................................... 10
1.1 Sơ bộ chọn dạng mặt cắt ngang (MCN) và tiết diện dầm ................................... 10
1.1.1 Cơ sở tính toán.............................................................................................. 10
1.1.2 Chọn dạng mặt cắt ngang và chiều dài tính toán ......................................... 10
1.1.2.1. Chiều dài nhịp tính toán ....................................................................... 10
1.1.2.2. Số lượng dầm chủ ................................................................................. 10
1.1.2.3. Chọn kiểu dầm chủ ............................................................................... 10
1.1.2.4. Bố trí dầm chủ trên mặt cắt ngang ....................................................... 11
1.1.2.5. Các lớp phủ mặt cầu ............................................................................. 11
1.1.2.6. Chiều dày bản mặt cầu ......................................................................... 11
1.1.3 Sơ bộ chọn tiết diện dầm .............................................................................. 11
1.1.3.1 Chọn chiều cao dầm chủ........................................................................ 11
1.1.3.2. Kiểm tra tính cân xứng ......................................................................... 12
1.1.3.3. Phân tích đàn hồi hay quá đàn hồi ........................................................ 12
1.1.3.4. Chọn tiết diện dầm chủ ........................................................................ 12
1.2 Tính các thông số sơ bộ dầm thép liên hợp bản mặt cầu..................................... 13
1.2.1 Khối lượng bản mặt cầu ............................................................................... 13
1.2.2 Khối lượng lan can tay vịn, gờ chắn bánh xe, lề người đi bộ ...................... 13
1.2.2.1 Lan can tay vịn ...................................................................................... 13
1.2.2.2 Gờ chắn bánh xe .................................................................................... 14
1.2.2.3 Lề người đi bộ ....................................................................................... 14
1.2.3 Khối lượng các lớp mặt cầu.......................................................................... 14
1.2.4. Khối lượng dầm chủ .................................................................................... 14
1.3 Tĩnh tải tác dụng lên dầm .................................................................................... 15
1.4 Mố và Trụ cầu...................................................................................................... 15
1.4.1 Mố cầu .......................................................................................................... 15
1.4.2 Trụ cầu .............................................................................................................. 16

1.4.2.1 Trụ T1 ........................................................................................................ 16
1.4.2.2 Trụ T2 ........................................................................................................ 17
1.5 tính toán số lượng cọc trong mố và trụ cầu ......................................................... 18
1.5.1 Tính toán áp lực tác dụng lên mố và trụ cầu ................................................ 18
1.5.1.1 Tải trọng tác dụng lên mố cầu ............................................................... 18
1.5.1.1.1 Tĩnh tải tác dụng lên mố ............................................................................ 18
1.5.1.1.2. Hoạt tải tác dụng lên mố ........................................................................... 19

1.5.1.2 Tải trọng tác dụng lên trụ cầu ................................................................ 20
1.5.1.2.1 Tĩnh tải tác dụng lên trụ ............................................................................. 20
1.5.1.2.2 Hoạt tải tác dụng lên trụ ............................................................................ 20

1.5.2 Tính số lượng cọc trong bệ móng mố, trụ .................................................... 21
1.5.2.1 Tính toán sức chịu tải tính toán của cọc ................................................ 22
1.5.2.1.1 Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu ...................................................... 22
1.5.2.1.2 Sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo đất nền............................................ 22
1.5.2.1.3 Bố trí cọc trong bệ mố, trụ......................................................................... 24

Trang 1/89


1.6. Thống kê khối lượng .......................................................................................... 25
2. PHƯƠNG ÁN 2 : CẦU DÀN THÉP .................................................................... 25
2.1. Sơ đồ dàn ............................................................................................................ 25
2.3. Chọn sơ bộ các bộ phận kết cấu ......................................................................... 26
2.3.1. Bản mặt cầu và lớp phủ mặt cầu: ................................................................ 26
2.3.2. Dầm dọc ....................................................................................................... 26
2.3.3. Dầm ngang................................................................................................... 26
2.3.4. Liên kết dọc trên và dọc dưới của hai dàn chủ ........................................... 27
2.3.5. Chọn sơ bộ tiết diện của các thanh dàn chủ ................................................ 27

2.3.6. Mố cầu ......................................................................................................... 28
2.4. Nội lực trong dàn chủ do hoạt tải ....................................................................... 29
2.4.1 Tính toán hệ số phân phối ngang cho dàn chủ ............................................. 29
2.4.2. Tính toán mô men do hoạt tải gây ra ........................................................... 31
2.4.3. Tính toán sơ bộ trọng lượng dàn chủ........................................................... 32
2.5. xác định áp lực và tính cọc ................................................................................. 33
2.5.1. Tải trọng tác dụng lên mố cầu ..................................................................... 33
2.5.2. Tĩnh tải tác dụng lên mố .............................................................................. 33
2.5.4 Hoạt tải tác dụng lên mố............................................................................... 34
2.5.5. Bố trí cọc trong bệ mố, trụ........................................................................... 35
2.5.6. Thống kê khối lượng ................................................................................... 36
CHƯƠNG 2 :TÍNH TOÁN NỘI LỰC CỦA DẦM CHỦ ............................................37
2.1. Số liệu đầu vào ................................................................................................... 37
2.1.1. Các yếu tố mặt cắt ngang và đặc tính cơ học của vật liệu ........................... 37
2.1.2 Chọn tổ hợp tải trọng tác dụng ..................................................................... 37
2.1.2.1. TTGH cường độ: .................................................................................. 37
2.1.2.2. Trạng thái giới hạn về mặt sử dụng ...................................................... 37
2.1.2.3. Trạng thái giới hạn mỏi và đứt gãy: ..................................................... 38
2.2 Tính toán .............................................................................................................. 38
2.2.1. Các đặc trưng của tiết diện dầm thép .......................................................... 38
2.2.1.1. Xét dầm liên hợp với bản bêtông cốt thép có các giai đoạn: ............... 38
2.2.1.2. Xác định chiều rộng có hiệu của bản mặt cầu: ..................................... 38
2.2.1.2.1. Đối với dầm trong: ................................................................................... 38
2.2.1.2.2.Đối với dầm ngoài: .................................................................................... 38

2.2.2. Xác định đặc trưng hình học của tiết diện dầm thép ................................... 39
2.2.2.1. Tiết diện dầm thép ................................................................................ 39
2.2.2.2. Tiết diện dầm liên hợp dài hạn 3n=24 .................................................. 40
2.2.2.3. Tiết diện dầm liên hợp ngắn hạn n=8 ................................................... 40
2.2. Chọn số lượng làn xe .......................................................................................... 40

2.3. Hệ số phân bố ngang .......................................................................................... 40
2.3.1.Hệ số phân bố hoạt tải đối với Momen ........................................................ 41
2.3.2.Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt: ......................................................... 42
2.3.4. Hệ số phân bố tải trọng người đi ................................................................. 43
2.4. Tính nội lực do tĩnh tải ....................................................................................... 43
2.4.1. Các thành phần tĩnh tải ................................................................................ 43
2.4.2. phương pháp xác định nội lực ..................................................................... 43
2.4.3.Vẽ đ.a.h nội lực và xếp tải lên đ.a.h tại các tiết diện đặc trưng.................... 44
2.4.3.1. Đường ảnh hưởng mômen .................................................................... 44
Trang 2/89


2.4.4. Đối với dầm trong........................................................................................ 46
2.4.5.đối với dầm biên ........................................................................................... 49
2.4.6. TTGH mỏi dầm trong. ................................................................................. 51
3.1.Xác định các ứng suất trong các giai đoạn .......................................................... 53
3.1.1.Giai đoạn dầm thép chưa liên hợp với bản bê tông ...................................... 53
3.1.2.Giai đoạn tiết diện liên hợp dài hạn.............................................................. 53
3.1.3.Giai đoạn tiết diện liên hợp ngắn hạn ........................................................... 54
3.1.4.Ứng suất tổng cộng trong giai đoạn ......................................................... 54
3.2.Sức kháng của tiết diện ........................................................................................ 54
3.2.1.Mômen chảy ................................................................................................. 54
3.2.1.Xác định trục trung hòa dẻo của tiết diện liên hợp....................................... 55
3.2.1.1.Xác định các lực dẻo ............................................................................. 55
3.2.1.2.Xác định vị trí trục trung hòa dẻo.......................................................... 55
3.2.1.3.Mô men dẻo tiết diện liên hợp ............................................................... 55
3.2.1.4.Chiều cao chịu nén của vách ..................................................................... 56
3.2.1.4.1. Chiều cao chịu nén của vách khi làm việc đàn hồi ........................... 56
3.2.1.4.1. Chiều cao chịu nén của vách khi chảy hoàn toàn .............................. 56
3.2.1.5. Sức kháng cắt........................................................................................ 56

PHẦN B: THIẾT KẾ KỸ THUẬT (50%) ....................................................................58
CHƯƠNG 4: KIỂM TRA MẤT ỔN ĐỊNH CỤC BỘ VÀ TỔNG THỂ ...................... 59
4.1.Kiểm tra mất ổn định cục bộ ........................................................................... 59
4.1.1Mất ổn định thẳng đứng của vách ............................................................. 59
4.1.2.Mất ổn định của vách do uốn ................................................................... 59
4.1.3.Kiếm tra mất ổn định cục bộ bản biên chịu nén ....................................... 59
4.2.Kiểm tra mất ổn định tổng thể ......................................................................... 59
4.3.Kiểm tra trạng thái giới hạn ................................................................................. 60
4.3.1.Kiểm tra về thi công ..................................................................................... 60
4.3.1.1.Kiểm tra chảy bản biên trên................................................................... 60
4.3.1.2.Kiểm tra sức kháng uốn ......................................................................... 60
4.3.1.3.Kiểm tra mất ổn định vách do uốn ........................................................ 60
4.3.1.4.Kiểm tra chảy bản biên dưới ................................................................. 61
4.3.2.Trạng thái giới hạn sử dụng .......................................................................... 61
4.3.2.1.Kiểm tra biến dạng thường xuyên ............................................................. 61
4.3.2.2.Kiểm tra độ võng đàn hồi ...................................................................... 61
4.3.3.Trạng thái giới hạn về mỏi. .......................................................................... 62
4.3.3.1.Kiểm tra trạng thái giới hạn mỏi tại tiết diện giữa nhịp ........................ 62
4.3.3.2.Kiểm tra trạng thái giới hạn mỏi đối với vách tại tiết diện gối ............. 63
4.4.4.Trạng thái giới hạn về cường độ................................................................... 63
4.4.4.1.Kiểm tra sức kháng uốn ......................................................................... 63
4.4.4.2.Kiểm tra sức kháng cắt .......................................................................... 63
4.4.4.2.Kiểm tra tính dẻo dai trong bản bê tông ................................................ 63
4.4.4.3.Kiểm tra ứng suất trong bản bê tông ..................................................... 63
4.5.Tính khả thi của kết cấu....................................................................................... 64
4.5.1.Chiều dày các bộ phận.................................................................................. 64
4.5.2.Cắt bớt bản biên ............................................................................................ 64
4.6.Thiết kế sườn tăng cường .................................................................................... 64
4.6.1.Thiết kế sường tăng cường ngang trung gian ............................................... 65
Trang 3/89

4.6.1.1.Độ mảnh ................................................................................................ 65
4.6.1.2.Độ cứng ................................................................................................. 65
4.6.1.3.Kiểm tra cường độ ..................................................................................... 66
4.6.2.Thiết kế sườn tăng cường gối ....................................................................... 67
4.6.2.1.Kiểm tra độ mảnh ...................................................................................... 67
4.6.2.2.Sức kháng của gối.................................................................................. 67
4.6.2.3.Sức kháng nén dọc trục ......................................................................... 68
4.6.2.4.Sườn tăng cường dọc ............................................................................. 68
5.1. Tính toán sức kháng của mối hàn góc(TCN 6.13.2.3.4) .................................... 69
5.1.1.Mối hàn góc chịu kéo và nén ........................................................................ 69
5.1.2.Mối hàn góc chịu cắt .................................................................................... 69
5.2.Tính toán mối hàn góc trong tiết diện dầm chủ ( TCN 6.13.3.4) ........................ 69
5.2.1.Cấu tạo mối hàn góc ..................................................................................... 69
5.2.2.Kích thước các mối hàn góc (TCN 6.13.3.4) ............................................... 69
5.2.3. Tính toán nội lực trong đường hàn góc: ...................................................... 70
CHƯƠNG 6 : THIẾT KẾ MỐI NỐI DẦM CHỦ .........................................................73
6.1.Thiết kế mối nối bu lông: .................................................................................... 73
6.1.1.Các yêu cầu về bố trí bu lông: ...................................................................... 73
6.1.2.Số lượng bu lông tối thiểu: ........................................................................... 73
6.1.3.Khoảng cách bu lông: ................................................................................... 73
6.2.Sức kháng tính toán của bu lông: ........................................................................ 73
6.2.1.Sức kháng trượt tính toán của bu lông: ........................................................ 73
6.2.2.Sức kháng cắt của bu lông: ........................................................................... 74
6.2.3.Sức kháng ép mặt tại lỗ bu lông: .................................................................. 74
6.3.Kiểm tra theo trạng thái giới hạn thi công: .......................................................... 75
6.3.1 kiểm tra trạng thái thi công của bu lông mối nối bản biên trên.................... 75
6.3.2.Kiểm tra trạng thái thi công của bu lông mối nối bản biên dưới: ................ 76
6.3.3.Kiểm tra trạng thái thi công của bu lông mối nối vách: ............................... 76

6.3.4.Kiểm tra theo trạng thái giới hạn sử dụng: ................................................... 78
6.3.4.1.Kiểm tra bu lông mối nối bản biên trên theo TTGHSD: ....................... 79
6.3.4.2.Kiểm tra bu lông mối nối bản biên dưới theo TTGHSD:...................... 79
6.3.5.Kiểm tra theo TTGHCĐ: .............................................................................. 79
6.3.5.1.Lực thiết kế theo TTGH CĐ:................................................................. 79
6.3.5.2.Kiểm tra bu lông mối nối bản biên trên theo TTGH CĐ: ..................... 80
6.3.5.3.Kiểm tra bu lông mối nối bản biên dưới theo TTGH CĐ: .................... 80
6.3.5.4.Kiểm tra bu lông mối nối vách theo TTGH CĐ .................................... 80
6.3.5.5.Kiểm tra bản nối biên trên theo TTGHCĐ: ........................................... 82
6.3.5.6.Kiểm tra bản nối biên dưới theo TTGH CĐ: ........................................ 82
6.3.5.7.Kiểm tra bản nối vách theo TTGHCĐ: ................................................. 83
CHƯƠNG 7 :THIẾT KẾ HỆ NEO LIÊN KẾT ............................................................85
7.1.Tổng quan về neo chồng trượt ............................................................................. 85
7.2.Tính toán neo chịu cắt ......................................................................................... 85
7.3.Trạng thái giới hạn mỏi của neo hình nấm .......................................................... 85
7.3.1.Sự làm việc của neo theo trạng thái giới hạn cường độ ............................... 87
7.3.2.Lực cắt nằm ngang danh định Vh ................................................................. 87
7.3.4.Khoảng cách các neo .................................................................................... 88

Trang 4/89


DANH MỤC BẢNG BIỂU:
Bảng 1.1: Trọng lượng mố. .......................................................................................... 15
Bảng 1.2: Trọng lượng trụ T1. ..................................................................................... 17
Bảng 1.3: Trọng lượng trụ T2. ..................................................................................... 17
Bảng 1.4: Tổng hợp khối lượng kết cấu mố trụ. ...........................................................18
Bảng 1.5: Kết quả tính toán áp lực lên trụ cầu. .............................................................21
Bảng 1.6: sức kháng thân cọc ........................................................................................22
Bảng 1.7:sức kháng mũi cọc..........................................................................................23

Bảng 1.8.: tính toán chọn số cọc....................................................................................23
Bảng 1.9: Thống kê khối lượng toàn cầu. ..................................................................... 25
Bảng 2.1 :Sơ đồ kết cấu nhịp ......................................................................................... 26
Bảng 2.2: kích thước dầm ngang. ................................................................................. 27
Bảng 2.3: Trọng lượng mố. .......................................................................................... 29
Bảng 2.4: Tung độ Đah tại gối khi xét hoạt tải tải thiết kế và đoàn người. ................. 31
Bảng 2.5: Hệ số phân phối ngang của dàn chủ. ...........................................................31
Bảng 2.6: Mô men do hoạt tải xe ba trục và người gây ra tại các tiết diện dàn chủ. ....31
Bảng 2.7:Mô men do hoạt tải xe hai trục và người gây ra tại các tiết diện dàn chủ. ....32
Bảng 2.8: Trọng lượng dàn chủ. ....................................................................................33
Bảng 2.9: Thống kê khối lượng toàn cầu. ..................................................................... 36
Bảng 2.1: Đặt trưng hình học của tiết diện chưa liên hợp. ............................................39
Bảng 2.2: Đặt trưng hình học của tiết diện liên hợp dài hạn. ........................................ 40
Bảng 2.3: Đặt trưng hình học của tiết diện ngắn hạn. ................................................... 40
Bảng 2.4: Tỉnh tải của dầm............................................................................................43
Bảng 2.5 : Tung độ đường ảnh hưởng. .......................................................................... 45
Bảng 2.6: Diện tích đ.a.h momen và lực cắt các mặt cắt. ............................................. 45
Bảng 2.7: Mômen do tỉnh tải hoạt tải gây ra theo TTGHCD1. ...................................46
Bảng 2.8 : Mômen do tỉnh tải hoạt tải gây ra theo TTGHSD. .....................................47
Bảng 2.9: Lực cắt do tỉnh tải hoạt tải GĐ2 gây ra theo TTGHCD1. ..........................48
Bảng 2.10: Lực cắt do tỉnh tải hoạt tải GĐ2 gây ra theo TTGHSD. ........................... 48
Bảng 2.11: Mômen do tỉnh tải hoạt tải gây ra theo TTGHCD1. .................................49
Bảng 2.12: Mômen do tỉnh tải hoạt tải gây ra theo TTGHSD. .................................... 50
Bảng 2.13: Lực cắt do tỉnh tải hoạt tải gây ra theo TTGHCD1. ..................................50
Bảng 2.14: Lực cắt do tỉnh tải hoạt tải gây ra theo TTGHSD. ....................................50
Bảng 2.15: Tổng nội lực 2 giai đoạn. ............................................................................ 52
Bảng 3.2: Mô men có hệ số tại vị trí giữa nhịp (kN.m) dầm trong. ..............................53
Bảng 3.3: Ứng suất uốn trong dầm chưa liên hợp. ........................................................53
Bảng 3.4: Ứng suất uốn trong dầm liên hợp dài hạn. .................................................... 53
Bảng 3.5: Ứng suất uốn trong dầm liên hợp ngắn hạn. .................................................54

Bảng 3.6: Ứng suất tổng cộng. ......................................................................................54
Bảng 3.7: kết quả tính toán lực dẻo trong dầm thép. .....................................................55
Bảng 3.8: Momen dẻo của tiết diện liên hợp Mp. .........................................................55
Bảng 3.9: Mô men khi không có hệ số tại vị trí giữa nhịp (kN.m). .............................. 56
Bảng 3.10: Ứng suất của bản biên trên của dầm thép (Mpa). .......................................56
Bảng 3.11: Ứng suất của bản biên dưới của dầm thép (Mpa). ...................................... 56
Bảng 4.1: Tính toán và kiểm tra mất ổn định tổng thể của bảng biên chịu nén . ..........60
Bảng 4.2: Ứng suất uốn trong quá trình thi công. .........................................................60
Trang 5/89


Bảng 4.3: Tính hệ số phân phối độ võng. ...................................................................... 61
Bảng 4.4: Tính toán tải trọng trục. ................................................................................ 62
Bảng 4.5: Tính toán tải trọng trục. ................................................................................ 62
Bảng 4.6: Tổng hợp momen và lực cắt mỏi ở Ltt/2. .....................................................63
Bảng 5.1: Lực cắt trong 1 đơn vị chiều dài đường hàn đối với biên trên......................71
Bảng 5.2: Lực cắt trong 1 đơn vị chiều dài đường hàn đối với biên dưới. ...................71
Bảng 6.1:Kết quả tính toán sức kháng trượt của bu lông. .............................................74
Bảng 6.2: Kết quả tính toán sức kháng cắt có hệ số của bu lông. ................................. 74
Bảng 6.3: Tính toán sức kháng ép mặt. ......................................................................... 75
Bảng 6.4:Mô men ở trạng thái giới hạn sử dụng tại vị trí mố nối (kN.m). ................... 78
Bảng 6.5: Ứng suất của bản biên trên của dầm thép (Mpa). ......................................... 78
Bảng 6.6: Ứng suất của bản biên dưới của dầm thép (Mpa). ........................................78
Bảng 6.7:Mô men ở trạng thái CĐ1 tại vị trí mố nối (kN.m)........................................79
Bảng 6.8: Ứng suất của bản biên trên của dầm thép (Mpa). ......................................... 79
Bảng 6.8: Ứng suất của bản biên dưới của dầm thép (Mpa). ........................................79
Bảng 7.1:Khoảng cách giữa các trục xe phần dương và phần âm.................................86
Bảng 7.2:Tung độ đường ảnh hưởng phần dương và phần âm. ....................................87
Bảng 7.3: Biên độ lực cắt do xe tải mỏi(kN).................................................................87

Trang 6/89


DANH MỤC HÌNH ẢNH:
Hình 1.1. Sơ đồ bố trí chung mặt cắt ngang cầu. ..........................................................11
Hình 1.2. Cấu tạo mặt cắt ngang dầm chủ. ....................................................................12
Hình 1.3. Lan can tay vịn. ............................................................................................. 13
Hình 1.4. Gờ chắn bánh xe và lề người đi bộ. ...............................................................14
Hình 1.7. Trụ T1. ........................................................................................................... 16
Hình 1.8. Trụ T2. ........................................................................................................... 17
Hình 1.9. Đường ảnh hưởng xe tải trọng bản thân tại mố. ............................................ 18
Hình 1.10. Đường ảnh hưởng xe 3 trục, 2 trục tại mố. .................................................19
Hình 1.11. Đường ảnh hưởng xe 3 trục, 2 trục,2 xe 3 trục cách nhau 15m tại trụ ........ 20
Hình 1.12. bố trí cọc trong mố M1-M2. .......................................................................24
Hình 1.13. Bố trí cọc trong trụ T1-T2. ..........................................................................24
Hình 2.1. Sơ đồ dàn chủ. ..............................................................................................25
Hình 2.2. Mặt cắt ngang dầm thép tổ hợp hàn .............................................................26
Hình 2.3 . Hệ liên kết dọc dưới. ....................................................................................27
Hình 2.4. Hệ dầm mặt cầu, hệ liên kết dọc trên và dưới. .............................................. 27
Hình 2.5.Mặt bên mố. .................................................................................................... 28
Hình 2.6. Mặt bằng mố. .................................................................................................29
Hình 2.7. Mặt cắt ngang tại tim dàn chủ. ...................................................................... 30
Hình 2.8. Mặt cắt ngang tại tim dàn chủ. ...................................................................... 30
Hình 2.9. Đường ảnh hưởng mô men do hoạt tải gây ra trên dàn chủ. .........................31
Hình 2.10. Đường ảnh hưởng xe tải trọng bản thân tại mố. ..........................................34
Hình 2.11. Đường ảnh hưởng xe 3,2 trục tại mố........................................................... 35
Hình 2.1: Đặt trưng hình học của tiết diện ....................................................................39
Hình 2.2. Đường ảnh hưởng phản lực dầm biên. .......................................................... 42
Hình 2.3. Đường ảnh hưởng momen tại tiết diện x. ......................................................44
Hình 2.4. Đường ảnh hưởng lực cắt tại tiết diện x. .......................................................44

Hình 3.2. Các lực dẻo tiết diện chịu uốn. ...................................................................... 55
Hình 4.1. Đường ảnh hưởng Ltt/2. ................................................................................ 61
Hình 4.2. Bố trí sườn tăng cường theo phương dọc dầm. .............................................64
Hình 4.3. Sườn tăng cường đứng trung gian đầu tiên. .................................................. 65
Hình 4.4. Đường ảnh hưởng lực cắt cách gối 1.85 m. ..................................................66
Hình 4.5. Sườn tăng cường đứng tại gối. ...................................................................... 67
Hình 6.1. bố trí bu lông cho mối nối bản biên trên. ...................................................... 75
Hình 6.2. bố trí bu lông cho mối nối bản biên dưới. ..................................................... 76
Hình 6.3. Bố trí bu lông mối nối vách ........................................................................... 76
Hình 7.1. Đường ảnh hưởng lực cắt. ............................................................................. 86
Hình 7.2. Bố trí neo liên kết theo phương ngang cầu....................................................88
Hình 7.3. Bố trí neo liên kết theo phương dọc cầu tại đầu nhịp. ...................................88

Trang 7/89


MỞ ĐẦU :
GIỚI THIỆU NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
1. SỐ LIỆU THIẾT KẾ
Thiết kế cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép.
- Ltt = 36.2 m
- Khổ cầu: 7.5+2x1.25 m
- Tải trọng thiết kế
+ Hoạt tải 0.65HL93
+ Tải trọng người: 3 kN/m2
2. NỘI DUNG THIẾT KẾ
A .Thiết kế sơ bộ:
- Lựa chọn tiết diện dầm chủ.
- Tính toán nội lực dầm chủ.
- Các giai đoạn ứng suất.

B. Thiết kế kỹ thuật:
- Kiểm tra mất ổn định cục bộ và tổng thể.
- Thiết kế liên kết giữa các bộ phận trong tiết diện dầm chủ
- Thiết kế mối nối dầm chủ.
- Thiết kế hệ neo liên kết.
3. TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
- Áp dụng tiêu chuẩn ngành: 22TCN 272-05.
- Áp dụng tiêu chuẩn AASHTO LRFD Bridge Design Specifications.

Trang 8/89


PHẦN A:
THIẾT KẾ SƠ BỘ (50%)

Trang 9/89


CHƯƠNG 1 : LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DẦM CHỦ
1. Phương án 1 : DẦM THÉP LIÊN HỢP BMC
1.1 Sơ bộ chọn dạng mặt cắt ngang (MCN) và tiết diện dầm
1.1.1 Cơ sở tính toán
Thiết kế dầm thép chịu uốn theo:
-

Trạng thái giới hạn (TTGH) về cường độ.

-

TTGH sử dụng để kiểm tra độ võng.

-

TTGH mỏi và nứt gãy cho các chi tiết.

-

Yêu cầu mỏi cho vách.

-

Tính khả thi của cấu tạo.

1.1.2 Chọn dạng mặt cắt ngang và chiều dài tính toán
1.1.2.1. Chiều dài nhịp tính toán
Chiều dài tính toán cầu dầm giản đơn 1 nhịp: Ltt = 36.2 m
1.1.2.2. Số lượng dầm chủ
Các thông số thiết kế gồm:
- Chiều rộng phần xe chạy: B1 = 7.5 m
- Chiều rộng phần người đi bộ: B2 = 1.25 m
- Chiều rộng cột lan can: B3 = 25 cm
- Chọn dạng bố trí người đi bộ khác mức với phần xe chạy, chiều rộng gờ chắn
bánh xe B4 = 25 cm và không tính vào chiều rộng toàn cầu
- Chiều rộng toàn cầu được xác định theo công thức:
B = B1 + 2B2 + 2B3 = 7.5 + 2 x 1.25 + 2.x 0.25 = 10.5 m
- Số lượng dầm chủ: Nb = 6
- Khoảng cách S giữa các dầm chủ: S = B/Nb = 10.5/5 = 2.1 m
- Khoảng cách Sk: Sk = S/2 = 2.1/2 = 1.05 m.
1.1.2.3. Chọn kiểu dầm chủ
- Chọn kiểu dầm thép tổ hợp chữ I. Thép sử dụng là thép công trình cấp 345

- Cường độ chảy Fy = 345 Mpa.
- Cường độ chịu kéo Fu = 485 MPa.
- Mô đun đàn hồi của thép thường Es = 200000 Mpa.
- Bêtông sử dụng cho bản mặt cầu là bêtông có fc’ = 30 MPa.
- Thép đường hàn là thép cơ bản A36/M270 cấp 345.

Trang 10/89


1.1.2.4. Bố trí dầm chủ trên mặt cắt ngang
MẶT CẮT NGANG CẦU TL : 1/25
10500
1250

1450

250

1.0 %

3750

3750

ỐN G THOÁT NƯỚC MẶT
CẦU D60

BÊ TÔNG NHỰA

D = 70 mm

LỚP PHÒN G NƯỚC
BẢN MẶT CẦU
2.0%

D = 4 mm
D = 200 mm

250

1.0%

200

1850

2.0%

1250

1050

2100

2100

2100

2100

Hình 1.1. Sơ đồ bố trí chung mặt cắt ngang cầu.
1.1.2.5. Các lớp phủ mặt cầu
Các lớp mặt cầu được chọn như sau:
- Lớp phủ asphan: 7 cm
- Lớp phòng nước: 0,5 cm
1.1.2.6. Chiều dày bản mặt cầu
Các u cầu về cấu tạo bản mặt cầu:
- Chiều dày tối thiểu của bản mặt cầu BTCT được quy định ở điều {9.7.1.1} là
175mm (khơng kể lớp hao mòn).
- Khi chọn chiều dày bản phải cộng thêm lớp hao mòn 15mm.
- Đối với bảng hẫng của dầm ngồi cùng do phải thiết kế chịu tải trọng va chạm rào
chắn nên chiều dày bản phải tăng lên 25mm (chiều dày tối thiểu ở mút hẫng là
200mm) theo quy định ở điều {13.8.5.3.1}.
Chọn chiều dày bản mặt cầu ts = 200mm.
1.1.3 Sơ bộ chọn tiết diện dầm
1.1.3.1 Chọn chiều cao dầm chủ
Đối với dầm đơn giản lấy d >=0.04L =>d >=0.04x36.2>=1.45 m
 chọn d= 1.55 (m).

Vậy chọn chiều cao dầm chủ d =1.55(m).
- Ta có chiều cao sườn dầm: D 0.95d = 0.95x1.55= 1.473 (m). Chọn D = 1.5 m.
D

1 .5

- Bản biên b f  6  6  0.25(m)  250(mm)
Chọn bản biên trên có: btf = 300 (mm), bản biên dưới có bbf = 350 (mm)
Trang 11/89

1050

300

t tf  24  12.5(mm)
t tf  20(mm)

 12  t f 
Chọn t bf  30(mm )
2t f
24
t  350  14.6(mm)

 bf
24
bf

bf

Chiều dày vách: Từ điều kiện
t
20
t f  1,1.t w  tw  f .  t w 
 18,18mm.
Chọn tw = 16 mm.
1,1
1,1
1.1.3.2. Kiểm tra tính cân xứng
Tính cân xứng của vách được kiểm tra theo công thức 3.50
0,1 

I yc
I yt

 10

Trong đó:
Iyc - mô men quán tính của bản biên chịu nén tiết diện thép đối với trục thẳng đứng
của mặt phẳng vách . Iyc = 45 mm4
Iyt - mô men quán tính của bản biên chịu kéo tiết diện thép đối với trục thẳng đứng
của mặt phẳng vách. Iyt = 107.19 mm4
Suy ra: Iyc /Iyt=0.42
Giới hạn này đảm bảo cho việc tính toán ổn định xoắn ngang là có hiệu quả
1.1.3.3. Phân tích đàn hồi hay quá đàn hồi
Sẽ tính theo đàn hồi. Vì nhịp đơn giản nên không có sự phân phối lại mômen.
1.1.3.4. Chọn tiết diện dầm chủ
Chiều cao dầm thép liên hợp: 1,55 m.
Bản cánh trên, rộng: 0,3m, dày: 0,02 m.
Bản cánh dưới, rộng: 0,35m, dày: 0,03 m.
300

75 150

300

150 75

16

1550

1500
30

1850

20 100 200

Bản bụng dày: 0,016 m.

350

Hình 1.2. Cấu tạo mặt cắt ngang dầm chủ.
Trang 12/89


1.2 Tính các thông số sơ bộ dầm thép liên hợp bản mặt cầu
1.2.1 Khối lượng bản mặt cầu
- Khối lượng BMC trên 1m dài dầm chủ:
Bản mặt cầu = (10.5x0,2+((0.6+0.4)/2)x5x0.1) x 10 x2.4= 56,4 KN/m
=> khối lượng thép bmc = 1.128 kN/m
=> Khối lượng BMC = 57.53 kN/m
1.2.2 Khối lượng lan can tay vịn, gờ chắn bánh xe, lề người đi bộ
1.2.2.1 Lan can tay vịn
2000
150

325

325

350

350

75

R 35

70
R30
250

R30

300

425
350

300

50

350

425

100

150
250

250

Hình 1.3. Lan can tay vịn.
Phi thép R35 d=3mm As=0.00063 m2 x1
Phi thép R30 d=3mm As=0.00053 m2 x2
Vì ta dùng gờ chắn bánh xe để phân cách phần người đi bộ với phần xe chạy, ta
thiết kế lan can tay vịn nên ta không cần tính lực va đập của xe vào. Cấu tạo và kích
thước như hình vẽ bên dưới. (đơn vị mm)
+ Với diện tích phần bệ Ab = 0.0875 m2 , liên tục ở 2 bên cầu
+ Thể tích bê tông phần bể trụ: =0.0875 x 37 x 2 = 6.475 m3
+ Diện tích phần trụ :At = 0.198-0.0014=0.197 m2 , các trụ cách nhau 2 m, tổng số
lượng là 20 trụ
+ Thể tích trụ thép phần trụ : =0.197 x0.15 x 20 x 2 = 1.182 m3
Phần lan can tay vịn có dài 37 m
+ Diện tích phần lan can tay vịn As = 0.00063 + 0.00053x2 = 0.00169 m2 , liên tục
ở 2 bên cầu
+ Thể tích thép lan can tay vịn = 0.00169 x 37 x2 = 0.125 m3
+ Vậy, khối lượng toàn bộ lan can là: Gp = (0.125+1.182) x 7.85= 10.26 T

Trang 13/89


1.2.2.2 Gờ chắn bánh xe

250

100

1250
1200

950

250

Hình 1.4. Gờ chắn bánh xe và lề người đi bộ.
+ Diện tích gờ chắn bánh xe: Agcb = 0.25 x 0.25 = 0.0635 m2
+Thể tích gờ chắn bánh xe : Vgcb = 0.0625 x 37 x 2= 5.55m3
+Thể tích thép gờ chắn bánh xe : V= 5.55 x 1.5%=0.08 m3
+Trọng lượng thép gờ chắn bánh xe: 0.08/7.85=0.01 T
+Khối lượng bê tông gờ chắn bánh xe : 5.47 x 2.4 = 13.32 T
1.2.2.3 Lề người đi bộ
- Thể tích của bt: 0.1225×2x 37 = 5.46 m3
- Lượng cốt thép trung bình trong 1m3 thể tích bê tông là 2 (KN/m3).
- Trọng lượng cốt thép trongbt : 5.46×2=10.92 KN
- Thể tích cốt thép trong bt : 10.92/(7.85x10) =0.139 m3
-Thể tích bê tông trong bt : 5.46 - 0.139=5.321 m3
-Trọng lượng bê tông trong tấm bt : 5.321 ×2.4=12.77T
-Tổng trọng lượng tấm bt : 0.139 x 7.85 + 12.77 = 13.86 T
1.2.3 Khối lượng các lớp mặt cầu
- Trọng lượng dải đều của lớp phủ:
+ Lớp BTN dày 7cm có khối lượng trên 1m dài là :
DW1= 0.07  7.5  2.25  10 = 11.82 (kN/m).
+ Khối lượng lớp phòng nước dày 0.5cm trên 1m dài là :
DW2= 0.005  7.5  1.5  10= 0,57(kN/m).
+ Khối lượng các lớp phủ mặt cầu trên 1m dài:
DW= 11.82+0.57 = 12.38 (kN/m).

+ Khối lượng các lớp phủ mặt cầu cho 1 nhịp dài 37 m:
DW= 12.38  37= 458.15 (kN).
Vậy trọng lượng lớp phủ mặt cầu cho 1m dầm chủ là:
DW=458.15/(37  5)= 2.48 kN/1mdc
1.2.4. Khối lượng dầm chủ
DC DC  ANC   ct  0.0405  78.5  3.18 (kN / m)
- Trọng lượng của hệ liên kết ngang chiếm 12% trọng lượng của dầm chủ
DClkn = 0.12 x 3.18 = 0.382 kN
Trang 14/89


 DC1 (dầm chủ, hệ liên kết ngang, bản mặt cầu) trên 1m dầm chủ
DC1= 3.18+ 0.382+57.3/5=15.02 kN/m
1.3 Tĩnh tải tác dụng lên dầm
Tĩnh tải tác dụng lên 1m dầm chủ bao gồm :
DC= DC1+ DCLC+DCGCBX+TĐ
DC1 = 15.02 (kN/m).
DCLC=(10,26×10)/(5×37) =0,56(kN/m).
DCGCBX+TĐ=(13,32+13,86)×10/(5×37)=1,47(kN/m).
DC= 17.05 (kN/1m dc).
DW= 2.48 (kN/1m dc).
1.4 Mố và Trụ cầu
1.4.1 Mố cầu
- Do tính chất đối xứng nên mố trái và mố phải có cấu tạo giống nhau.
- Cấu tạo mố như hình vẽ dưới đây:
500

1670

2230

300

300

750 250

4270

300

2760

3200

1670

2000

1000

2600

1400

1000

6000

Hình 1.5.mặt bên mố.

1050
9500

2100

50

850

6500
3600
2400

900
11800

1000 900 500 300 2300 1000
6000

500 650

670

650 500

Hình 1.6. mặt bằng mố.
Bảng 1.1: Trọng lượng mố.
Trang 15/89

STT

1
2
3
4
5
6
7
8

Tên cấu kiện
Tường cánh
Tường cánh
Tường cánh
Thân mố
Tường đỉnh
Tường đỉnh
Bệ móng
Bản qúa độ
Đá kê
Đá kê gối
Tổng

Dài

Rộng

Cao

(m)

(m)

(m)

4.27
3.44
2.76
1.4
0.5
0.45
6
3
0.4
0.85

0.5
0.5
0.5
10.5
10.5
10.5
11.8
1.4
1.4
0.9

1
1.67

2.6
3.2
2.74
0.3
2
0.2
0.3
0.1

sl
2
2
2
1
1
1
1
3
3
5

TRỌNG LƯỢNG CỦA MỐ

Thể
tích
(m3)

H
lượng
thép

T
lượng
thép

T
lượng
bêtông

(kN/m3) (kN)
4.27
1
4.27
5.7448
1
5.74
7.176
1
7.18
47.04
1
47.04
17.81
1
17.81
1.4175
1
1.42
141.6
1

141.6
2.52
1
2.52
0.504
1
0.5
0.3825
1.2
0.46
228.465
10.2
228.54
5940.2

(kN)
106.75
143.62
179.4
1176
445.25
35.438
3540
63
12.6
9.5625
5711.6
594.0T

1.4.2 Trụ cầu

1.4.2.1 Trụ T1
10500

900
720 480

200

720

480

150

2200
1000

2700

3500

800

6420

6420

800

1800

2000

2000

5100

6000

9000

Hình 1.7. Trụ T1.

Trang 16/89


STT
1
2
3
4
5
6
8

Tên cấu
kiện

Bảng 1.2: Trọng lượng trụ T1.
Thể

Dài Rộng Cao
tích
sl
(m)
(m)
(m)
(m3)

H
lượng
thép

T
T
lượng lượng
thép bêtông

(kN/m3) (kN)
Bệ trụ
6
9
2
1
108
0.8
86.4
Thân trụ
3.5
1.8
6.42 1 40.446

0.8
32.36
Thân trụ tròn 0.81 3.142 6.42 2
32.67
0.8
26.14
Xà mũ trụ
2.2
10.5
0.48 1 11.088
0.8
8.87
Xà mũ trụ
2.2
7.8
0.72 1 12.3552
0.8
9.88
Đá kê gối
0.9
1
0.15 5
0.675
1.2
0.81
Tổng
205.24
5.2
164.46
TRỌNG LƯỢNG CỦA MỐ

5295.5

(kN)
2700
1011.2
816.95
277.2
308.88
16.875
5131.1
529.5T

1.4.2.2 Trụ T2
10500

900
720 480

200

720

480

150

2200
1000

2700

2000

6000

1
2
3
4
5
6
8

Tên cấu
kiện

800

5100

2000

1800

STT

3500

7250

7250

800

9000

Hình 1.8. Trụ T2.
Bảng 1.3: Trọng lượng trụ T2.
Thể
Dài Rộng Cao
H lượng
tích
(m)
(m)
(m) sl
(m3)
thép

Bệ trụ
6
9
2
1
Thân trụ
3.5
1.8
7.25 1
Thân trụ tròn 0.81 3.142 7.25 2
Xà mũ trụ
2.2

10.5
0.48 1
Xà mũ trụ
2.2
7.8
0.72 1
Đá kê gối
0.9
1
0.15 5
Tổng
TRỌNG LƯỢNG CỦA MỐ

(kN/m3)
108
0.8
45.675
0.8
36.9
0.8
11.088
0.8
12.35
0.8
0.675
1.2
214.69
5.2

T

lượng
thép

T
lượng
bêtông

(kN)
86.4
36.54
29.52
8.87
9.88
0.81
172.02
5539.4

(kN)
2700
1141.9
922.57
277.2
308.88
16.875
5367.4
553.9T

Trang 17/89

Bảng 1.4: Tổng hợp khối lượng kết cấu mố trụ.
Hạng mục

Khối lượng (T)

Mố M1, M2

594 x 2 = 1188

Trụ T1

529.5

Trụ T2

553.9

1.5 tính toán số lượng cọc trong mố và trụ cầu
1.5.1 Tính toán áp lực tác dụng lên mố và trụ cầu
1.5.1.1 Tải trọng tác dụng lên mố cầu
Ở đây hai mố ở hai đầu cầu có chiều cao và tải trọng tác động như nhau, nên ta chỉ
tính cho một mố còn mố kia tương tự.
Rap = RTT+RHT
1.5.1.1.1 Tĩnh tải tác dụng lên mố
Các tải trọng tác dụng lên mố:
RTT = Rbt+Rkcn
Trong đó :

Rbt - trọng lượng bản thân của mố.
Rbt = 1.25 x 5940 = 7425 kN.

Sơ đồ tính :
36 20 0

DW
DC
1.0

Ð ah .R
 = 1 8.1

m2

Hình 1.9. Đường ảnh hưởng xe tải trọng bản thân tại mố.
Rkcn – tĩnh tải ở kết cấu nhịp phần trên tác dụng lên mố.
R kcn = ( DC DC +  Dw DW) .
MAX

MAX

Trong đó
+  =0,95 Hệ số điều chỉnh tải trọng.
Trang 18/89


+ Diện tích đường ảnh hưởng.
DC - trọng lượng bản thân của kết cấu nhịp bao gồm
DC=74.63 kN/m.
DW – tĩnh tải bản thân của các lớp phủ mặt cầu
DW = 12.38 kN/m.

Suy ra:

Rkcn = 0.95(1.25x 74.63 + 1.5x12.38)x 18.1 = 1923.4 kN

1.5.1.1.2. Hoạt tải tác dụng lên mố
Lần lượt chất tải lên nhịp 37 m theo sơ đồ bên dưới, ta tính được hoạt tải tác dụng lên
mố cầu .
Pht – áp lực do hoạt tải ở phần trên tác dụng lên mố.
Ta có chiều dài tính toán của nhịp: Ltt = Lnhip – 2a = 37 – 2x0.4 = 36.2 m.
- Hoạt tải do xe tải 3 trục, 3 trục thiết kế với tải trọng làn và đoàn người:
Sơ đồ tính
36200

4300
145
KN

4300

PL
PL

35
KN

110
KN
145
KN 110
KN

1200

0.762

0.881

1.0
0.967

Ðah.R A

Hình 1.10. Đường ảnh hưởng xe 3 trục, 2 trục tại mố.
R3TCĐ1 = [γLL  m  n  { (1+IM)  ΣPi yi +PL  }+ γPL  2T  PL  ]
Trong đó:
+  =0,95 Hệ số điều chỉnh tải trọng
+ m = 1: Hệ số làn xe.
+ n = 2: Số làn xe.
+(1+IM)=1,25 Hệ số xung kích.
+ γLL, γPL=1,75 Hệ số tải trọng
+Pi Tải trọng trục xe
Trang 19/89


+Yi Tung độ đường ảnh hưởng tại Pi
+ Diện tích đường ảnh hưởng
+ PL tải trọng người đi: PL= 3,0 KN/m2.
+PL Tải trọng làn xe
+T Chiều rộng người đi
R3TCĐ1 =0.95[1.75  1x2  { 1.25 x0.65x(145x1+145x0.881+35x0.762)+9.3x18.1}+

1.75x2x1.25x3x18.1]= 1594.27 (KN).
R2TCĐ1 = [γLL  m  n  { (1+IM) xΣPi yi +PL  }+ γPL  2T  PL  ]
R2TCĐ1 =0.95[1.75  1x2  { 1.25 x0.65x(110x1+110x0.967)+9.3x18.1}+ 1.75 
2x1.25x3x18.1]= 1219.46 (KN).
S.sánh hai loại hoạt tải ta có: R3TCĐ1>R2TCĐ1Hoạt tải 0.65HL-93 xe 3 trục bất lợi hơn
1.5.1.2 Tải trọng tác dụng lên trụ cầu
Tổng áp lực tác dụng lên trụ bao gồm :RTrụap = RTT+RHT
1.5.1.2.1 Tĩnh tải tác dụng lên trụ
Tỉnh tải tác dụng lên trụ bao gồm RTT = Rbt + Rkcn
Trong đó : Rbt - trọng lượng bản thân của trụ. Rbt = 1.25.GTrụ
Rkcn = 0.95(1.25x 74.63 + 1.5x12.38)x 36.2 = 3846.8 kN
1.5.1.2.2 Hoạt tải tác dụng lên trụ
Sơ đồ tính
36200

36200
15000

35
KN

145
KN

145
KN

4300 4300

35

KN

145
KN

145
KN

4300 4300

145
KN 110
KN
35
KN

110
KN

1200
145
KN

4300

PL
PL

4300

0.762

0.984
1.0
0.984
0.881

0.881

0.586

0.467

0.348

Ðah.R T

Hình 1.11. Đường ảnh hưởng xe 3 trục, 2 trục,2 xe 3 trục cách nhau 15m tại trụ
.-Hoạt tải do xe tải 3 trục thiết kế với tải trọng làn và đoàn người :

Trang 20/89


R3TCĐ1 = [γLL  m  n  { (1+IM)  ΣPi yi +PL  }+ γPL  2T  PL  ]
R3TCĐ1 =0,95[1,75  1  2  { 1.25  0.65  (35x0.881+145x1+145x0.881)+9.3  36.2}+
1.75  2  1.25  3  36.2]= 2390.9 (KN).
R2TCĐ1 = [γLL  m  n  { (1+IM)  ΣPi yi +PL  }+ γPL  2T  PL  ]
R2TCĐ1 =0.95[1.75  1x2  { 1.25  0.65  (110  0.984+110  0.984)+9.3  36.2}+ 1.75

 2  1.25  3  36.2]= 2155.6 (KN).

Trường hợp hoạt tải là 2 xe tải thiết kế:
Giá trị RT do 90% của hai xe tải thiết kế tác dụng tại trụ :
R2xeCĐ1 = [0,9  γLL  m  n  { (1+IM)  ΣPi yi +PL  }+ γPL  2T  PL  ]
=0.95[0.9  1.75  1  2  { 1.25  0.65(35  0.762+145  0.881+145  1+145 
0.348+145  0.467+35  0.586)+9.3  36.2}+ 1.75  2  1.25  3  36.2] =2524 (KN).
So sánh hai loại hoạt tải ta có: R2xeCĐ1> R3TCĐ1>R2TCĐ1Hoạt tải 0.65HL-93 của xe tải 3
trục thiết kế tác dụng tại trụ bất lợi hơn.
Bảng 1.5: Kết quả tính toán áp lực lên trụ cầu.
STT

Cấu kiện

Áp lực bản
thân Rbt (KN)

Áp lực

Áp lực

do kcn Rkcn

do hoạt tải Rht

(KN)

(KN)

Tổng áp lực Rap
(KN)

1

Mố M1

7425

1923.4

1594.27

10831.56

2

Mố M2

7425

1923.4

1594.27

10831.56

3

Trụ T1

6359.63

3846.8

2524

12990.2

4

Trụ T2

6586.25

3846.8

2524

13295.07

1.5.2 Tính số lượng cọc trong bệ móng mố, trụ
Theo số liệu khảo sát địa chất thì tính chất của các lớp địa chất ở dưới lòng sông
được cho như sau:
+ lớp 1: Cát mịn trạng thái chặc vừa dày 4.0 m
+ lớp 2: Cát pha sét dày 4.0 m
+ lớp 3: Cát hạt trung
Ta chọn cọc ở đây là cọc khoan nhồi.

Trang 21/89


1.5.2.1 Tính toán sức chịu tải tính toán của cọc

1.5.2.1.1 Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu
Pvl= 0.85*[0.85*f'c  (Ap-Ast) +fy*Ast]; (N)
Trong đó:
f'c: Cường độ chịu nén của BT cọc (MPa); f'c = 30MPa .
Ap: Diện tích cọc (m2); Ap = 0.785 m2
Ast: Diện tích cốt thép chủ (mm2); dùng 20  =25mm: Ast = 0.01 m2
fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (MPa); fy = 420MPa
Thay vào ta được:
Pvl = 0.85*[0.85*30*103*(1.1304 – 0.01) + 420*103*0.01] = 20368 (kN)
- Sức kháng theo vật liệu tính toán:
Pvltt = *Pvl = 0.75*20368 = 15276 (kN)
1.5.2.1.2 Sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo đất nền
- Sức kháng của cọc khoan nhồi trong đất rời: (tham khảo bảng 10.8.3.4.2-1)
+ Sức kháng thân cọc được xác định như sau:
Q s    qsi q qsi  Aqsi

Sức kháng thành bên đơn vị danh định (MPa) cho cọc khoan nhồi trong đất rời điều
kiện tải trọng không thoát nước có thể được ước tính bằng cách sử dụng số nhát búa
SPT, với N ≤ 53 ta có: qs = 0.0028×Nx103
với 53N: Số búa SPT chưa hiệu chỉnh (búa/300mm)
Hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc qs= 0.70 x v
+ qs :Hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc lấy qs= 0.63
Bệ đặt cách mặt đất 2m ta có kết quả tính như sau: giả thuyết cọc dài 22 m
Bảng 1.6: sức kháng thân cọc
Li
N
Qs
Asi
Qs

STT
TÊN
li(m)
(m)
(búa/300mm) (kN/m2) (m2)
(kN)
4
2
30
84
6.28
332.34
1
CÁT CHẶT VỪA
4
4
25
70
12.57
554.34
2
CÁT PHA SÉT
16
60
168
43.98 4654.84
3
CÁT HẠT TRUNG
+ Sức kháng mũi cọc được xác định như sau:
Q p   qp  q p  A p

1
2

1
4

Diện tích xung quanh mũi cọc A p   . .( D  Db ). l m2 . .( D  Db ) 2
Đường kính mũi cọc D = 1m
Đường kính mũi cọc Db = 0.5 x D=0.5 m
Lm chiều dài mũi cọc =1m
Trang 22/89


với : N ≤ 60 thì: qp = 0.064×Nx103
60 ≤ N thì qp = 3.8 x103
N: Số búa SPT chưa hiệu chỉnh (búa/300mm)

Hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc qs= 0.70 x v
+ qp :Hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc lấy qp= 0.41
Bảng 1.7:sức kháng mũi cọc.
2.42871
Ap
m2
115
N
búa/300
3800
qp
kN/m2

3783.93
Qp=
kN
Sức chịu tải của cọc theo đất nền
Fs=1,5 : hệ số an toàn đối với ma sát xung quanh cọc.
Fm=2,5 :hệ số an toàn đối với sức chống mũi.
[Pdn] =

Qs Qm

= 4207.919 ( kN)
Fs Fm

Sức chịu tải của cọc: min(Pvl;Pdn)= 4207.919 ( kN)
Tính toán số lượng cọc
n=β*(Rap/Ptt)
. Rap Áp lực tác dụng lên mố, trụ
. Ptt Sức chịu tải của cọc
Bảng 1.8.: tính toán chọn số cọc.
Cấu kiện
Mố M1
Mố M2
Trụ T1
Trụ T2

áp lực
10831.56
10831.56
12990.2
13295.07

β
2
2
1.5
1.5

n
5.1
5.1
4.63
4.7

chọn
5
5
5
5

Trang 23/89


1.5.2.1.3 Bố trí cọc trong bệ mố, trụ

465

4400

1500

1500

4400

0

00

1500

3000

R5

6000

1500

Hình 1.12. bố trí cọc trong mố M1-M2.
9000
6000

1500

1500

3000
6000

00

R5

1500

1500

Hình 1.13. Bố trí cọc trong trụ T1-T2.

Trang 24/89


1.6. Thống kê khối lượng
Bảng 1.9: Thống kê khối lượng toàn cầu.
Thể tích
STT

Tên cấu kiện
(m3)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

12
13
14

Dầm Thép
22.48
hệ Lk
Mố số 1
228.4648
Trụ số 1
205.2422568
Trụ số 2
214.69599
Mố số 2
228.4648
Lớp phủ mặt cầu
73.29
Lan can- tay vịn
0.375
GCBX
0.249
Cọc khoan nhồi
812.1
Bản quá độ
5.04
Đá kê bản quá độ
1.008
Đá kê gối
1.1475
BMC

260.85
Tổng
2053.41

Trọng
lượng thép
(kN)
1763.91
0.32
228.54
164.46
172.02
228.54
307.8
0.1
637.4985
5.04
1
1.38
125.21
3635.82

Trọng
lượng
bêtông
(kN)
5711.62
5131.06
5367.40
5711.62

1374.18
133.20
19490.40
126
25.2
28.6875
6260.4
49359.77

2. PHƯƠNG ÁN 2 : CẦU DÀN THÉP
2.1. Sơ đồ dàn
Chọn sơ dồ dàn Warren có thanh đứng chiều cao không đổi.
Chiều cao giàn chủ:

1 1 
h      Ltt  21  10.5(m) chọn h = 11,5 m.
 5 10 

Chiều dài khoang dàn: chọn d = 10.5 m.
Góc nghiêng giữa với thanh ngang: α = 47,6º nằm trong khoảng (40º÷60º).
Sơ đồ dàn như hình 1.1:

15
41
2,

11500

57

60°
47,

10500

10500

10500

10500

10500

Hình 2.1. Sơ đồ dàn chủ.
Trang 25/89