ĐỒ ÁN CẦU THÉP LIÊN HỢP TCVN 11823 ( BẢN VẺ THUYETS MINH)

ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG.....................................................................................5
1.1. SỐ LIỆU THIẾT KẾ:..................................................................................................5
1.2. VẬT LIỆU...................................................................................................................5
1.3. THIẾT KẾ MẶT CẮT NGANG CẦU:.......................................................................5
1.3.1. Chọn số lượng dầm n, khoảng cách dầm S, chiều dài cánh hẫng LC:....................5
1.3.2. Thiết kế độ dốc ngang cầu, cấu tạo các lớp mặt cầu :...........................................5
1.3.3. Thiết kế thoát nước mặt cầu:.................................................................................6
1.4. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC DẦM :............................................................................6
1.4.1. Chiều dài dầm tính toán :......................................................................................6
1.4.2. Chiều cao dầm :....................................................................................................6
1.4.3. Kích thước tiết diện ngang :..................................................................................7
1.5. THIẾT KẾ CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN CỦA DẦM CHÍNH:....................................8
1.5.1. Sườn Tăng Cường, hệ liên kết ngang:..................................................................8
Neo chống cắt:................................................................................................................ 8
1.5.2. Mối nối dầm chính:...............................................................................................9
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH, BẢN MẶT CẦU.............................10
2.1. LAN CAN:................................................................................................................10
2.2. LỀ BỘ HÀNH:..........................................................................................................11
2.3. BẢN MẶT CẦU:......................................................................................................12
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ DẦM CHÍNH..............................................................................13
3.1. ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC :.....................................................................................13
3.1.1. GIAI ĐOẠN CHƯA LIÊN HỢP:.......................................................................13
3.1.2. ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC GIAI ĐOẠN 2(GIAI ĐOẠN LIÊN HỢP):.............14
3.2. TẢI TRỌNG – HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG:............................................................19
3.2.1. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU:...............................................................19
3.2.2. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG:..........................................................22

3.3. NỘI LỰC – TỔ HỢP NỘI LỰC THEO CÁC TTGH................................................32
3.3.1. KIỂM TRA DẦM CHỦ TẠI CÁC MẶT CẮT SAU:.........................................32
3.3.2. BẢNG TỔNG HỢP NỘI LỰC...........................................................................45
3.4. KIỂM TOÁN CÁC ĐIỀU KIỆN CẤU TẠO DẦM THÉP........................................51
SVTH: NHO TIẾN

1


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO

3.4.1. Kiểm tra tỉ lệ cấu tạo chung................................................................................51
3.4.2. Kiểm tra độ mảnh bản bụng................................................................................52
3.4.3. Kiểm tra yêu cầu bốc xếp...................................................................................52
3.5. KIỂM TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC Ở GIAI ĐOẠN 1.......................................53
3.5.1. Tính toán các tham số kiểm toán........................................................................53
3.5.2. Phân loại tiết diện chịu uốn.................................................................................54
3.5.3. Kiểm tra sức kháng uốn của dầm không liên hợp...............................................56
3.6. KIỂM TOÁN DẦM THÉP LIÊN HỢP THEO CÁC TTGH.....................................57
3.6.1. Tính toán các tham số kiểm toán........................................................................57
3.6.2. Kiểm toán ở TTGH Cường Độ 1........................................................................65
3.6.3. Kiểm toán ở TTGH Sử Dụng..............................................................................68
3.6.4. Thiết kế độ vồng ngược cấu tạo,kiểm tra độ võng:.............................................69
3.6.5. Kiểm toán ở TTGH Mỏi.....................................................................................72
CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA CẦU DẦM THÉP...................................78
4.1. THIẾT KẾ NEO CHỐNG CẮT................................................................................78
4.1.1. Sơ bộ cấu tạo và bố trí........................................................................................78
4.1.2. Sức kháng của neo..............................................................................................78

4.1.3. Thiết kế neo ở TTGH Mỏi..................................................................................79
4.1.4. Kiểm toán neo ở TTGH Cường độ.....................................................................80
4.2. THIẾT KẾ SƯỜN TĂNG CƯỜNG..........................................................................81
4.2.1. Sơ bộ cấu tạo và bố trí........................................................................................81
4.2.2. Kiểm toán sườn tăng cường đứng trung gian......................................................82
4.2.3. Kiểm toán sườn tăng cường đứng gối.................................................................84
4.3. THIẾT KẾ MỐI NỐI.................................................................................................86
4.3.1. Sơ bộ cấu tạo và bố trí........................................................................................86
4.3.2. Thiết kế mối nối bản cánh trên...........................................................................86
4.3.3. Thiết kế mối nối bản cánh dưới..........................................................................88
4.3.4. Thiết kế mối nối bản bụng..................................................................................89
4.4. THIẾT KẾ HỆ LIÊN KẾT NGANG.........................................................................94
4.4.1. Sơ bộ cấu tạo và bố trí........................................................................................94
4.4.2. Thiết kế dầm ngang............................................................................................94

SVTH: NHO TIẾN

2


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO

4.4.3. Thiết kế hệ liên kết khung ngang........................................................................97
4.5. THIẾT KẾ MỐI HÀN SƯỜN DẦM VÀ CÁNH DẦM..........................................100
4.5.1. Mối nối hàn góc chịu kéo và nén:.....................................................................100
4.5.2. Mối nối hàn góc chịu cắt:.................................................................................101

SVTH: NHO TIẾN

3


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. SỐ LIỆU THIẾT KẾ:
Thiết kế một kết cấu nhịp giản đơn, dầm thép liên hợp bản BTCT với các số liệu đầu vào
sau :
+ Chiều dài tính toán
: Ltt=28m
+ Bề rộng phần xe chạy
: B= 9.5m
+ Bề rộng lề bộ hành
: K=2x1.25m
+ Tải trọng thiết kế
: 0.5HL93
1.2. VẬT LIỆU
-Thép làm dầm chủ : Thép tấm M270 cấp 250 có cường độ chảy Fy=250MPa.
-Thép làm hệ liên kết ngang (dầm ngang và khung ngang), sườn tăng cường : M270 cấp 250
có cường độ chảy Fy=250MPa.
-Thép bản mặt cầu, lề bộ hành :
+ Thép đai :
CI có Fy=240MPa.
+ Thép chịu lực, cấu tạo :
CII có Fy=280MPa.
-Thép làm thanh lan can, cột lan can :

M270 cấp 250 có cường độ chảy
Fy=250MPa.
�
-Bê tông bản mặt cầu, lan can, lề bộ hành :
C30 có f C  28 MPa

 S  7.85 �105 N / mm3

-Trọng lượng riêng của thép :

 C  2.5 �10 5 N / mm3
-Trọng lượng riêng của bê tông có cốt thép :
1.3. THIẾT KẾ MẶT CẮT NGANG CẦU:
1.3.1. Chọn số lượng dầm n, khoảng cách dầm S, chiều dài cánh hẫng LC:
Bề rộng toàn cầu: Btc=9500 + 2 x 1250+ 2 x 250 = 12500 mm
Btc  (n  1) S  2 Lc �
�
� Btc
1
Lc � S
�
2
�

nS

Ta có:
Khoảng cách giữa các dầm chính: S = 1.6-2.2m
Chọn số dầm chính là 6, khoảng cách giữa các dầm là S = 2200 mm, chiều dài bản hẫng
LC = 750 mm.

1.3.2. Thiết kế độ dốc ngang cầu, cấu tạo các lớp mặt cầu :
Độ dốc ngang thiết kế : 2%.
Tạo dốc bằng thay đổi chiều cao đá kê gối : Là dùng đá kê gối có chiều cao tăng dần để tạo
độ dốc ngang của mặt đường sau khi hoàn thiện. Chiều cao tối thiểu của gối là 150 mm.

SVTH: NHO TIẾN

4


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO

Chiều cao gối thiết kế:
+ Gối 1 : 150 mm.
+ Gối 2 : 150 + S x 2%=194 mm
+ Gối 3 : 194 + S x 2%=238 mm
+ Gối 4 : 238+ S x 2%=282 mm
Các gối còn lại : Đối xứng
1.3.3. Thiết kế thoát nước mặt cầu:
Đường kính ống: D≥100mm. Diện tích ống thoát nước được tính trên cơ sở 1m 2 mặt cầu
tương ứng với ít nhất 1 cm2 ống thoát nước. Khoảng cách ống tối đa 15m, chiều dài ống
vượt qua đáy dầm 100mm.
Diện tích mặt cầu S = L x Btc=28.6 x 12.5 = 357.5m 2 vậy cần bố trí ít nhất 357.5 cm 2 =
35750mm2 ống thoát nước.
A1ong 

 �1002
 7854mm2

4

Số ống cần thiết :
n

35750
 4.6
7854

Vậy ta chọn 6 ống, bố trí đối xứng 2 bên mỗi bên 3 ống ,khoảng cách ống là 9m.

Hình 1.1: Mặt cắt ngang cầu

SVTH: NHO TIẾN

5


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO

1.4. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC DẦM :
1.4.1. Chiều dài dầm tính toán :
Chọn khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối là : a=0.3 m.
Chiều dài dầm tính toán : Ltt = 28 m
1.4.2. Chiều cao dầm :
Chiều cao dầm được chọn từ chiều cao tối thiểu trong quy trình và theo kinh nghiệm thiết
kế:

�
�
d  0.033L  0.033 �28000  924 mm
�
�H �0.04L  0.04 �28000  1120 mm
�
1
1
1
1
�H 
L � L  28000 � 28000  1120 �1400 mm  
20
25
20
� 25
Vậy chọn chiều cao dầm thép:
d=1100 mm.
Chiều cao dầm liên hợp:
H= 1400 mm
1.4.3. Kích thước tiết diện ngang :

Hình 1.2: Tiết diện dầm liên hợp
Chiều cao phần vút :
Chiều dày bản bê tông :
Chiều dày sườn dầm :
Chiều rộng cánh trên :
SVTH: NHO TIẾN

hV=100mm

tS=200 mm
tW=12 mm
bC=350 mm
6


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO

Chiều dày cánh trên :
tC=25 mm
Chiều rộng cánh dưới :
bf=420 mm
Chiều dày cánh dưới :
tf=45 mm
1.5. THIẾT KẾ CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN CỦA DẦM CHÍNH:
1.5.1. Sườn Tăng Cường, hệ liên kết ngang:

Hình 1.3: Bố trí STC và hệ liên kết ngang
Chỉ bố trí sườn tăng cường đứng, không bố trí sườn tăng cường dọc.
Bố trí 2 sườn tăng cường đứng gối tại đầu mỗi dầm, khoảng cách 200 mm.
Bố trí sườn tăng cường đứng trung gian khoảng cách 1.400 mm, riêng tại đoạn đầu dầm (từ
đầu đến hệ khung ngang đầu tiên) thì bố trí cách khoảng 1000 mm.
Tại sườn tăng cường đứng gối đầu tiên, bố trí hệ dầm ngang bằng thép cán chữ I, loại dầm
cánh rộng W760 x 196.
Tại các sườn tăng cường đứng cách khoảng 2.8m thì bố trí hệ khung ngang bằng thép L100
x 100 x 10 (cho cả thanh xiên và thanh ngang).
Bề dày của tất cả các sườn tăng cường là 14mm, kích thước còn lại xem hình vẽ.

SVTH: NHO TIẾN

7


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO

Neo chống cắt:

Hình 1.4: Bố trí neo chống cắt
Thiết kế loại neo hình nấm với các số liệu sau :
Đường kính đinh: dS = 20 mm
Chiều cao:
h = 230 mm
Thiết kế 2 hàng neo với khoảng cách giữa tim của neo
mép bản cánh trên là 75 mm, khoảng cách 2 hàng neo là 200 mm
1.5.2. Mối nối dầm chính:
Mối nối sử dụng bulông cường độ cao.
Số lượng mối nối là 2 , đặt đối xứng nhau qua tim cầu, cách đầu dầm 10,500mm

SVTH: NHO TIẾN

đến

8


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH, BẢN MẶT CẦU
Ở phần này chỉ thiết kế cấu tạo và bố trí thép, tính tĩnh tải, không tính toán nội lực và tính
toán cốt thép.
2.1. LAN CAN:

Hình 2.1: Cấu tạo thanh và cột lan can
Cột lan can: chiều dài nhịp 28.6 m, bố trí khoảng cách 2 cột lan can là 2 m vậy mỗi bên cầu
gồm 15 cột lan can, 14 cặp thanh liên kết, 14 cặp tay vịn.
Một cột lan can được tạo bởi 3 tấm thép:
T1 100 x 1,740 x 5
T2 140 x 740 x 5
T3 100 x 150 x 5
Thể tích các tấm thép là:
Thể tích tấm thép T1: VT1 = 100 x 1,740 x 5 =870,000 mm3
Thể tích tấm thép T2: VT2 = 140 x 740 x 5 =518,000 mm3
Thể tích tấm thép T3: VT3 = 100 x 150 x 5 = 75,000 mm3

Vcot lancan  870, 000  518, 000  75, 000  1, 463, 000 mm3


Vlienket  2 � �(902  822 ) �100  216,142 mm3
4
Thanh liên kết:
SVTH: NHO TIẾN

9

ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO


Vtayvin  2 � �(802  702 ) �2000  4,712,389 mm3
4
Tay vịn:
Tổng trọnglượng lan can trên toàn cầu:
DC   s �(Vcot lancan  Vlienket  Vtayvin )
 7.85 �105 �(1, 463,000 �15  216,142 �14  4,712,389 �14)  7139 N

Tính trên 1mm theo phương dọc cầu:

Plancan 

7139
 0.25 N / mm
28600

2.2. LỀ BỘ HÀNH:

Hình 2.2: Lề bộ hành
Lề bộ hành: (tính trên 1mm theo phương dọc cầu)

V1  1�650 �250  162,500 mm3
V2  1 �150 �183  27, 450 mm3
V3  1 �140 �1100  155, 400 mm3
V4  1�300 �140  42,000 mm3

V5  1�60 �160  9,600 mm3

P1  V1 � c  162,500 �2.5 �105  4.063 N
P2  V2 � c  27, 450 �2.5 �105  0, 69 N
P3  V3 � c  155, 400 �2.5 �105  3.885 N

SVTH: NHO TIẾN

10


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO

P4  V4 � c  42,000 �2.5 �105  1.05 N
P5  V5 � c  9,600 �2.5 �10 5  0, 24 N

Vậy:
DC3  P LanCan  P1  P2  P3  10.177 N

Vị trí đặt DC3: Xác định bằng cách cân bằng momen tại điểm A
P lancan �x lancan  P1 �x1  P2 �x2  P3 �x3  P4 �x4  P5 �x5
x' 
DC3
0.25 �125  4.063 �125  0.69 �325  3.885 �850  1.05 �1430  0.24 �1330
 561.199mm
10.177
Vậy DC3 cách mép trái 1 đoạn bằng 561 mm


Chọn và bố trí cốt thép trong bản mặt cầu như hình sau:
Thép dùng cho lề bộ hành là thép CII có Fy=280 MPa.
Bê tông sử dụng có F’c=28 MPa.

Hình 2.3: Bố trí thép lề bộ hành
2.3. BẢN MẶT CẦU:
Bản mặt cầu sẽ được tính toán theo 2 sơ đồ: Bản congxon và bản loại dầm. Trong đó phần
bản loại dầm đơn giản được xây dựng từ sơ đồ dầm liên tục do đó sau khi tính toán dầm đơn
giản xong phải nhân với hệ số kể đến tính liên tục của bản mặt cầu.

SVTH: NHO TIẾN

11


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS PHAN QUỐC BẢO

Cốt thép dùng trong bản mặt cầu là thép CII có cường độ F y=280 MPa, bê tông dùng cho
bản mặt cầu là loại bê tông có cường độ chịu nén f’c=28 MPa
Do trong phạm vi hẹp của đồ án môn học nên ta bố trí cốt thép trong bản mặt cầu theo yêu
cầu cấu tạo như hình dưới.

Hình 2.4: Bố trí thép bản mặt cầu.

SVTH: NHO TIẾN

12

ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS Phan Quốc Bảo

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ DẦM CHÍNH
3.1. ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC :
3.1.1. GIAI ĐOẠN CHƯA LIÊN HỢP:

Hình 3.1: Đặc trưng hình học của dầm
Diện tích mặt cắt ngang phần dầm thép:
As  bc .tc  D.tw  b f .t f
 350 �25  1030 �12  420 �45  40,010 mm 2

Moment tĩnh của dầm thép đối với trục X-X:

t �
�
t
� D�
K X  X  �Ai �ycX,i X  bc �tc �c  D �tw ��
tc  � b f �t f ��
tc  D  f �
2
2�
� 2�
�
25
1030

45 �
�
�
�
 350 �25 �  1030 �12 ��
 25 � 420 �45 ��
25  1030  �
2
2 �
�2
�
�
 27,148,525 mm3
Khoảng cách từ trục trung hoà đến các mép dầm :
K
27,148,525
s ,t
YNC
 c  X X 
 678.54 mm
As
40,010
s ,b
s ,t
YNC
 d  YNC
 1100  678.54  421.46 mm

SVTH: NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY
13

MSSV:1551090059


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS Phan Quốc Bảo

Xác định moment quán tính:
I NC

2
s ,b
3
s ,t
3
bc �tc3
� s ,t tc � t w �( y NC  tc ) tw �(YNC  t f )

 bc �tc ��
YNC  �

12
2�
3
3
�



b f �t 3f
12

2

t �
� s ,b
 b f �t f ��
YNC  t f  f �
2�
�
2

350 �253
25 � 12 �(678.54  25) 3
�

 350 �25 ��
678.54  �
12
2 �
3
�
2

12 �(421.46  45)3 420 �453
45 �
�



 420 �45 ��
421.46  �
3
12
2 �
�
 8, 223, 478,538.98mm 4
Momen kháng uốn đối với thớ trên t/d dầm thép:
s ,t
S NC


I NC 8, 223, 478,538.98

 12,119,371.8 mm3
s ,t
YNC
678.54

Momen kháng uốn đối với thớ dưới t/d dầm thép:
s ,b
S NC


I NC 8, 223, 478,538.98

 19,511,883,78 mm3
s ,b
YNC
421.46

Momen tĩnh của tiết diện dầm thép đối với trục trung hoà:
c
S NC
 tw

 D Y

s ,t
NC

 tc 

2

2

t �
�
s ,t
 bf t f �
d  YNC
 f �
2�
�

 1030  678.54  20 
 12 �
2

2

45 �
�
 420 �45 ��
1100  678.54  �
2 �
�

 8,390,676.79 mm3
3.1.2. ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC GIAI ĐOẠN 2(GIAI ĐOẠN LIÊN HỢP):
Bề rộng có hiệu dầm trong Bi và dầm ngoài Be:
Dầm trong:
Bi  S  2200mm
Dầm biên:
Be 

Bi
S
2

hang



2200
 750  1850mm
2

3.1.2.1. Đặc trung hình học dầm trong:

3.1.2.1.1Giai đoạn liên hợp ngắn hạn (ST):
Bố trí cốt thép trong bản mặt cầu là 14a200 và bê tông bản mặt cầu có cường độ
f’c=28MPa

SVTH: NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY
14

MSSV:1551090059


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS Phan Quốc Bảo


Act  11� � 142  142   3,386.64 mm 2
4
Diện tích cốt thép dọc bản:
Trong đó: n là số thanh thép trong đoạn Bi
Diện tích phần bản bê tông quy đổi về thép:
Ac 2200 �200  350 �100  100 2

 66,630 mm 2
n
7.297

Ac td 

n

EB
200,000

 7.279
ED 0.0017 �K1 �w c2 �f c'0.33

Trong đó:
Khoảng cách từ trọng tâm bản bê tông (tính phần vt) đến mép trên dầm thép:
t
2
� t �
�1
�
Bi ×t s × �t h + s �
+bc ×t h × h +2× � ×t h2 × ×t h �
2
3
�2
�
� 2�
c''=
Bi ×t s +t h ×(b c +t h )
200 �
100
2
�
�1
�
2200×200× �
100+

+350×100×
+2× � ×100 2 × ×100 �
�
2 �
2
3
�
�2
� 186.43 mm
=
2200×200+100×(350+100)
Diện tích mặt cắt ngang dầm:
Ad  As  Act  Ac cd  40,010  3,386.64  66,630  110,026.67 mm 2

Momen tĩnh của diện tích t/d liên hợp lấy đối với trục TH1:

t �
� s ,t
s ,t
KTH 1  Act ��
YNC  th  s � Actd �(YNC
 c '')
2�
�
200 �
�
3
 3,386.64 ��
678.54  100 
� 66,630 �(678.54  186.43)  60, 608, 275.75 mm

2 �
�

Khoảng cách từ trục TH1 đến trục TH2

c�


KTH 1 60,608, 275.75

 550.850 mm
Ad
110,026.76

Khoảng cách từ trục trung hoà đến các mép dầm :
Mép trên dầm thép :
s ,t
YSTs ,t  YNC
 c�
 678.54  550.85  127.69 mm

Mép d

ưới dầm thép :
s ,b
YSTs ,b  YNC
 c�
 421.46  550.85  972.31 mm

Mép d

ưới bản bê tông:
YSTc ,b  YSTs ,t  127.69mm

Mép trên bản bê tông:
YSTc ,t  YSTs ,t  th  ts  127.69  100  200  427.69 mm

SVTH: NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY
15

MSSV:1551090059


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS Phan Quốc Bảo

Momen quán tính của tiết diện liên hợp : IST
1
IST  I NC  c '2 �A s  ��(Ici  a ci2 �A ci )  A ct �a ct2
n
2
�2200 �2003 �
�
1
200 �
 8223478538.982  550.852 �40010 
��
�
127.69  100 

�2200 �200 �
�
�
7.279 �
2 �
�
� 12
�
2
2
�350 �1003 �
� 1
�100 �1003 �
�
1
100 �
2
� 1

��
�
127.69 
�
350
�
100

�
2
�


127.69

�
100
�
�
100
�
100
�
�
�
�
�
�
� 7.279
� 36
�
7.279 �
12
2
3
2
�
�
�
�
�
�

�
�
2

200 �
�
4
3386.64 ��
127.69  100 
�= 27,628,513,723.52 mm
2 �
�

Momen kháng uốn của tiết diện liên hợp : SST
s ,t
S ST


I ST 27,628,513,723.52

 216,371,788.89 mm3
s ,t
YST
127.69

s ,b
S ST


I ST 27,628,513,723.52


 28, 415,334.33 mm3
s ,b
YST
972.31

Momen kháng uốn đối với mép trên và mép dưới bản bê tông :
c,t
S ST
n

I ST
27,628,513,723.52

7.279
�
 470, 218,970.27 mm3
s ,t
YST
427.69

c,b
S ST
n

I ST
27,628,513,723.52
 7.279 �
 1,574,970, 251.34 mm3
s ,b

YST
972.31

Momen tĩnh của tiết diện liên hợp ngắn hạn đối với trục trung hoà:
c
S ST
 tw

 D Y

s ,t
NC

 tc  c ' 

2

2

t
�
�
s ,t
 bf t f �
d  YNC
 f  c '�
2
�
�

 1,030  678.54  25  550.85 
 12 �
2

2

45
�
�
 420 �45 ��
1,100  678.54   550.85 �
2
�
�

 23,110,832.02 mm3
3.1.2.1.2Giai đoạn liên hợp dài hạn (LT):
Trong đó: n là số thanh thép trong đoạn Bi
Diện tích phầnbản bê tông quy đổi về thép:
A c-td =

A c Bi ×t s +t h ×(b c +t h ) 2200×200+100×(350+100)
=
=
= 22, 210 mm 2
3×n
3×n
3×7.279

Trong đó: n là hệ số quy đổi bê tông bản mặt cầu về thép, phụ thuộc vào cường

độ của bê tông làm bản mặt cầu.
Diện tích mặt cắt ngang dầm liên hợp : Ad
SVTH: NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY
16

MSSV:1551090059


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS Phan Quốc Bảo

A d =A s +A ct +A c-cd = 40010+3386.64+22210=65606.65 mm 2

Momen tĩnh của diện tích t/d liên hợp lấy đối với trục TH1:
t �
� s,t
s,t
K TH1  A ct ��
YNC  t h  s � A c td �(YNC
 c '')
2�
�
200 �
�
 3386.64 ��
678.54  100 
� 22210 �(678.54  186.43)
2 �
�

 22,186, 291.06 mm 3
Khoảng cách từ trục TH1 đến TH2:

c '' 

KTH 1 22,186, 291.06

 338.17 mm
Ad
65606.65

Khoảng cách từ trục trung hoà đến các mép dầm :
Mép trên dầm thép:
s ,t
YLTs ,t  YNC
 c�
 678.54  338.17  340.37 mm

Mép dưới dầm thép:
s ,b
YLTs ,b  YNC
 c�
 678.54  338.17  759.63 mm

Mép dưới bản bê tông:
YLTc ,b  YLTs ,t  340.37 mm

Mép trên bản bê tông:
YLTc ,t  YLTs ,b  ts  th  100  200  340.37  640.37 mm

Momen quán tính của tiết diện liên hợp : ILT

1
��( I ci  aci2 �Aci )  Act �act2
3 �n
2
�2200 �2003 �
�
1
200 �
2
 8,223,478,538,98  338.17 �40010 
��
 �340.37  100 
�2200 �200 �
�
�
3 �7.279 �
2 �
�
� 12
�
2
2
�350 �1003 �
�
�100 �1003
�
1
100 �

1
�2
� 1

��
 �340.37 
�
350
�
100

�
2
�

340.37
�

�
100
� �100 �100 �
�
�
�
�
�
� 3 �7.279
� 36
�
3 �7.279 �

2 �
�
�3
� 2
� 12
�
�
�

I LT  I NC  c '2 �As 

2

200 �
�
4
3386.64 ��340.37  100 
� 20,060,336,167.35 mm
2 �
�

Momen kháng uốn đối với mép trên và mép dưới t/d dầm thép:

Ss,tLT =

I LT 20,060,336,167.35
=
=58,936,851.57 mm 3
s,t
y LT

340.37

Ss,b
LT =

I LT 20,060,336,176.35
=
= 26, 408,035.71mm3
s,b
YLT
759.63

Momen kháng uốn đối với mép trên và mép dưới bản bê tông :
SVTH: NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY
17

MSSV:1551090059


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS Phan Quốc Bảo

Sc,t
LT =3.n.

IST
20,060,336,176.35
=3×7.279×
=684,069,461.23 mm3

c,t
YLT
759.63

Sc,b
LT =3.n.

IST
20,060,336,176.35
=3×7.279×
=1,287,004,027.64 mm 3
c,b
YLT
340.37

Momen tĩnh của tiết diện liên hợp dài hạn đối với trục trung hoà:
c
S LT
 tw

 D Y

s ,t
NC

 tc  c ''
2

2

t
�
�
s ,t
 bf t f �
d  YNC
 f  c '' �
2
�
�

 1,030  678.54  25  338.17 
 12 �
2

2

45
�
�
 420 �45 ��
1,100  678.54   338.17 �
2
�
�

 16,995,933.22 mm3
*Bảng 1: Đặc trưng hình học của dầm trong và dầm biên

Đơn

Đặc trưng
vị
Diện tích tiết diện
Momen kháng
uốn thớ dưới dầm
Momen kháng
uốn thớ trên dầm
Momen kháng
uốn tại mép dưới
Momen kháng
uốn tại mép trên
Momen quán tính
của tiêt diện

mm
2

mm
3

mm
3

DẦM GiỮA (DẦM TRONG)
Tiết diện dầm
Tiết diện dầm liên hợp
thép
Chưa liên hợp
Ngắn hạn (ST)
Dài hạn (LT)

(NC)
40,010.000
65,606.650
110,026.670
19,511,883.780

28,415,334.330

26,408,035.710

12,119,371.800

216,371,788.890

58,936,851.570

1,574,970,251.340

1,287,004,027.640

470,218,970.270

684,069,461.230

27,628,513,723.52
0

20,060,336,167.35
0

mm
3

mm
3

mm
4

8,223,478,538.98
3

SVTH: NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY
18

MSSV:1551090059


ĐAMH TK CẦU THÉP

Đơn
Đặc trưng
vị
Diện tích tiết diện
Momen kháng
uốn thớ dưới dầm
Momen kháng
uốn thớ trên dầm
Momen kháng
uốn tại mép dưới

Momen kháng
uốn tại mép trên
Momen quán tính
của tiêt diện

mm
2

mm
3

mm
3

GVHD: TS Phan Quốc Bảo
DẦM BIÊN (DẦM NGOÀI)
Tiết diện dầm
Tiết diện dầm liên hợp
thép
Chưa liên hợp
Ngắn hạn (ST)
Dài hạn (LT)
(NC)
40,010.000
62,093.200
100,102.090
19,511,883.780

28,117,169.330

26,013,873.620

12,119,371.800

164,971,145.460

51,128,685.780

1,200,824,967.800

1,116,497,111.450

417,984,578.520

617,273,435.060

26,425,078,079.61
0

18,965,674,704.44
0

mm
3

mm
3

mm
4

8,223,478,538.98
3

3.2. TẢI TRỌNG – HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG:
3.2.1. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU:
3.2.1.1. Tĩnh Tải:
Gồm các tĩnh tải: DC1, DC2, DC3, DW.
Trọng lượng bản thân dầm thép:

P1 

As �Ltd 40010 �28600
�7.85 �105  3.21N / mm
Ltt
28000

Neo :
P2= 0.5 N/mm
Mối nối: (tạm thời): P3= 0.5 N/mm

SVTH: NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY
19

MSSV:1551090059


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS Phan Quốc Bảo

Hình 3.1: STC gối

Hình 3.2: STC đứng trung gian

Hình 3.3. STC tại liên kết ngang
SVTH: NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY
20

MSSV:1551090059


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS Phan Quốc Bảo

Sườn tăng cường:
Sườn tăng cường giữa: hình 3.2
Một dầm có:
10x 2 = 20 sườn tăng cường giữa
Khoảng cách các sườn:
do = 2,800 mm
Khối lượng một sườn tăng cường:
g s1  100 �970 �14 �7.85 �105  106.603 N
Sườn tăng cường gối:hình 3.1
Một dầm có:
4 x 2 = 8 sườn tăng cường gối
Khoảng cách các sườn:
200 mm
g s 2  169.796 N

Khối lượng một sườn:
Sườn tăng cường tại liên kết ngang: hình 3.3
Một dầm có:
9 x 2 = 18 sườn tăng cường
Khoảng cách các hệ liên kết ngang: Lb = 2,800 mm
Khối lượng một sườn tăng cường: g s 3  226.39 N
Liên kết khung ngang:có 18 liên kết khung ngang trên mỗi dầm
Khoảng cách giữa các liên kết ngang 2,800 mm.
Dùng thép L 100 x 100 x 10 (cho cả thanh xiên và thanh ngang)

Trọng lượng mỗi mét dài : g LK  0.168 N / mm
Thanh ngang dài:
2,138 mm
Thanh xiên dài:
774 mm
Mỗi liên kết ngang có: 2 thanh LK ngang, 2 thanh LK xiên.
Liên kết ngang ở đầu dầm:
Dầm ngang W760x196 dài 2138 m có khối lượng:
g=A x 2138 x7,85.10-5 =25,100 x 2138 x 7,85.10-5=4212.608 N
Sườn tăng cường tại giữa dầm ngang để đặt kích trong quá trình thay gối sau
này: Có 4 sườn tăng cường g = 4 x 71.787= 287.147N

 g �(2138 �2  774 �2)  �18  4 g damngang  4 g STC tren dam ngang �
1 �
P4  �� lk
�
2 �
L
�
0.168

��(2138
�� 2 774 2)  18 4 4212.608 4 287.147
1  �
 ��
� 1.623 N / mm
2 �
28600
�
Sườn tăng cường:
g �24  g s 2 �8  g s 3 �22
P5  s1
37100
106.603 �20  169.796 �8  226.39 �18

 0.265 N / mm
28600
=>DC =P + P +P +P +P = 3.21  0.5  0.5+1.623  0.265  5.735 N / mm
1

1

2

3

4

5

Trọng lượng bản thân bản mặt cầu:

Diện tích bản mặt cầu: Abmc=Btc.ts=12,500 x 200=2,500,000 mm2
SVTH: NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY
21

MSSV:1551090059


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS Phan Quốc Bảo

Diện tích bản vút:
�
�
2.h 2 �
2 �1002 �
2
Avut  n ��
bc .th  v � 5 ��
350 �100 
� 225,000 mm
2 �
2
�
�
�

=>DC2 = (Abmc+Avút).bt = (2,500,000+225,000) x 2,5x10-5
= 69.25 N/mm (toàn cầu)
Trọng lượng lan can – lề bộ hành (đã tính ở trên):

DC3 = 10.177 N/mm (toàn cầu)
Tĩnh tải lớp phủ DW:

DW  hDW �B �g DW  75 �9500 �2.3 �10-5  16.388 N / mm (toàn cầu)
3.2.1.2. Hoạt Tải:
Hoạt tải tác dụng lên dầm gồm có: 0.5HL93 + Tải trọng người đi
Tải trọng xe 0.5HL93 gồm có:
Tải trọng xe 3 trục và tải trọng làn
Tải trọng xe 2 trục và tải trọng làn
Xe 3 trục:
Trục trước: P3 = 17,500 N
Trục sau:
P1 = P2 = 72,500 N
Xe 2 trục:
P1 = P2 = 55,000 N
Tải trọng làn:
Wlàn = 9.3 N/mm
Tải trọng người đi: WPL = 3.10-3xB bộ hành= 3.10-3 x 1250= 3.8 N/mm
3.2.2. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG:
Khi bê tông bản mặt cầu chưa đủ cường độ thì tĩnh tải DC2 chia đều cho các dầm
chính do đó hệ số phân bố tải trọng theo phương ngang của tĩnh tải DC2 được xác định
như sau:
g

1 1
  0.167
n 6

3.2.2.1. Phương pháp đòn bẫy:
3.2.2.1.1Dầm Biên:

SVTH: NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY
22

MSSV:1551090059


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS Phan Quốc Bảo

Hình 3.4.Đường ảnh hưởng dầm biên theo phương pháp đòn bẫy
0.386
mg SE  1, 2 �
 0.232
2
Hoạt tải xe 3 trục và xe 2 trục :

Hoạt tải làn:
m
�� LANE
3,000
1.2 �0.659 �1450

 0.191
3,000 �2

mg SE 
mg SE

Hoạt tải người đi bộ:
1
1
1, 250 �(1.227  0.659)
mg SE 
�� PL 
�
 0.943
BPL
1, 250
2

DW:
DC3:
DC2:

g SE 

0.659 �1250 �0.5
 0.05
9500

g  1.086

g SE 

(1.341  1) �750 �0.5  0.5 ��
1 2200
 0.158
12500

3.2.2.1.2Dầm Trong
SVTH: NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY
23

MSSV:1551090059


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS Phan Quốc Bảo

Xét cho dầm 3:

Hình 3.5.Đường ảnh hưởng dầm 3 theo phương pháp đòn bẫy
Hoạt tải xe 3 trục và xe 2 trục :
0.727
mg SI  1, 2 �
 0.436
2
1 làn:
0.727  0.727
mg SI  1,0 �
 0.727
2
2 làn:

Hoạt tải làn:
1 làn :

mg SI 

m
1.2 � (0.318  1) �1500 �
�� LANE 
��2 �
� 0.791
3,000
3,000 �
2
�

(chú ý : xếp 1 làn thì tải trọng làn xếp vào giữa đường ảnh hưởng)
2 làn:
DW:

mg SI 
g DW 

m
1.0
2 �2200 �1
�� LANE 
�
 0.733
3,000
3,000
2

2 ��

1 2200
 0.232
2 �9500

SVTH: NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY
24

MSSV:1551090059


ĐAMH TK CẦU THÉP

GVHD: TS Phan Quốc Bảo

DC2  0.176
Xét cho dầm 2:

Hình 3.6.Đường ảnh hưởng dầm 2 thep pp đòn bẫy
Hoạt tải xe 3 trục và xe 2 trục :
0.641  0.568
mg SI  1, 2 �
 0.7254
2
1 làn:
0.641  0.568
mg SI  1�
 0.605
2
2 làn :

Hoạt tải làn:
1 làn xe:
mg SI 

m
1
(1  0.341) �1450  (1  0.295) �1550
�� LANE 
�
 0.66
3,000
3,000
2

2 làn xe:
mg SI 

m
1
(1  0.341) �1450  (1  0.295) �1550
�� LANE 
�
 0.66
3,000
3,000
2

Hoạt tải người đi bộ: g  0 ( Không đặt hoạt tải người đi bộ vì g<0)
DW: g  0.218
DC3: g  0.086

SVTH: NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY
25

MSSV:1551090059