ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP TCVN 2017 ( CHI TIẾT ) ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

SỐ LIỆU THIẾT KẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TP.HCM Cộng hòa xã hội chủ nghĩa
Việt Nam
KHOA CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP
I. SỐ LIỆU ĐỒ ÁN
A. Chiều dài dầm
L :
20400 (mm)
B. Bề rộng đường xe chạy
B :
7400 (mm)
C. Bề rộng lề bộ hành
K :
0 (mm)
D. Vật liệu
- Cấp bê tông dầm chính
:
45 (MPa)
- Cấp bê tông các bộ phận khác
:
30 (MPa)
- Thép sinh viên tự chọn.
E. Loại thiết diện dầm chính
:
Chữ I – Căng sau
F. Hoạt tải xe
:
HL93
G. Lan can: Tự chọn

II. YÊU CẦU:
- Thiết kế toàn bộ phần kết cấu thượng tầng.
- Thuyết minh trên giấy A4, 2 mặt.
- Tính toán từng bước rõ ràng, chỉ trình bày dạng bảng khi các
bước tính lặp lại. SV không được sửa số, nếu tính không đạt phải
tính lại. Trước ngày bảo vệ, GV sẽ kiểm tra số liệu tính toán bằng
phần mềm. Nếu phát hiện sửa số sẽ bị cấm bảo vệ.
- Một bản vẽ trên giấy A1. Phải vẽ đúng kích thước và tỉ lệ, các
hình chiếu mặt cắt rõ ràng.
III.
CHÚ Ý:
+ Nộp bài và bảo vệ: Theo lịch học của Phòng Đào tạo

Tp. Hồ Chí Minh 10/2019
Giáo viên hướng dẫn
Tóm tắt
Đồ án bê tông cốt thép thiết kế sàn sườn toàn khối loại bản dầm
bao gồm các chương sau:
CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU THIẾT KẾ
Trang:1


CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ LAN CAN VÀ LỀ BỘ HÀNH
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ DẦM NGANG
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH
Từng chương đã được trình bày rõ ràng về phương pháp tính
toán, cách tiến hành, kết quả và bố trí thép cho từng cấu kiện (có
hình ảnh kèm theo).
Đồ án có một bản vẽ chi tiết cỡ A1 kèm theo.

Trang:2


MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Trang:3


CHƯƠNG 1. SỐ LIỆU THIẾT KẾ
1.1. Số liệu đề bài
Thiết kế dầm chủ: chữ I- căng sau.
Chiều dài nhịp: L = 20400 mm.
Bề rộng lòng đường: B = 7400 mm.
Bề rộng lề bộ hành: K = 0(m).
Bê tông:
- Dầm dọc: 45(MPa).
- Các bộ phận khác: 30(MPa).
Cáp dự ứng lực: φ = 12,7(mm).
Hoạt tải: HL-93.
Lan can, cốt thép thường tự chọn.
1.2. Lựa chọn số liệu thiết kế
Dự định chọn bề rộng lan can : 500 mm
Bề rộng lồng đường :B = 7400 mm
Khổ cầu là : Btc = 500 x 2 +7400 = 8400 mm
Dầm dọc:

- Khoảng cách tim các dầm dọc: S = 1800(mm).
- Số dầm dọc: 8400/1800 = 4,66 khoảng

→

5 dầm chính

- Chiều cao dầm dọc: L/20 = 20400/20 = 1020 mm
mm

→

chọn 1100

- Bề rộng sườn dầm dọc: 150 (mm).(L < 24m)
Bản mặt cầu:
- Chiều dày bản mặt cầu:

Trang:4


h f = S / 10 =

1800

10

= 180 mm

- Chiều dài đoạn công xôn:

B − S × 4 8400 −1800 × 4
Lc = tc
=
= 600 mm

2

2

Dầm ngang:
- Khoảng cách tim các dầm ngang: L1 = 6000(mm).
20400 / 6600 = 3, 09 khoang → 4
- Số dầm ngang:
dầm ngang
- Chiều cao dầm ngang:
2
2
h dn = h dc = × 1020 = 680mm → chon h dn = 890 mm
3
3
+
- Bề rộng dầm ngang: b = 200 (mm).
Lan can: khoảng cách giữa 2 cột lan can 2000(mm).

Trang:5


CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ LAN CAN
2.1. Số liệu tính toán
- Loại lan can: lan can đường ô tô loại tường, cột và thanh kết

hợp.
- Các tham số của lan can: chọn cấp lan can TL-4.
Các tham số thiết kế

Trị số quy định

Ft ngang

240000 (N)

FL dọc

80000 (N)

Fv thẳng đứng hướng xuống

80000 (N)

Lt và LL

1070 (mm)

Lv

5500 (mm)

He (min)

810 (mm)

H chiều cao nhỏ nhất của lan
can

810 (mm)

Bảng 2.1.1.1.a.1.1: Các tham số thiết kế lan can đường ô tô cấp TL-4
Lực Fv và FL không gây nguy hiểm cho lan can ở các cầu thông
thường nên chỉ xét tải trọng Ft.
- Khoảng cách giữa các cột lan can: L = 2000(mm).
-

Thép thanh và cột lan can sử dụng loại M270 có ƒy = 250(MPa).
Thép cho tường lan can: AII (CB300-V) có ƒy = 300 (MPa).
Bê tông tường lan can cấp 30.
Tỷ trọng bê tông cốt thép: γs = 78,5 x 10-6 (N/mm3).

2.2. Thiết kế lan can đường ô tô
2.2.1. Sức kháng của tường với trục thẳng đứng: MwH
Chọn lớp bê tông bảo vệ cốt thép dày 50(mm).
Thép dọc chọn: φ = 14 (mm).
Thép đai chọn: φ = 14(mm) với bước thép a = 150(mm)
Chọn kích thước và bố trí thép cho tường lan can như hình vẽ.
Chia tường thành 3 đoạn để tính toán.

Trang:6


250
150

50

200
300

Ø14

350

800

350

50

50

100 50

100

200

Ø14

Ø14
50

150

250

50

500

Hình 2.2.1.1.a.1: Kích thước và bố trí thép tường lan can
Đoạn (I):
Cốt thép bên trái và bên phải giống nhau nên sức kháng momen
âm và dương là như nhau
Bề rộng tính toán b = 350 (mm).
Cốt thép chịu kéo gồm 2 thanh đường kính 14mm cho mỗi phía.
-As = 153,938 x 2 = 307,8761(mm2).
Chiều cao vùng làm việc: ds = dt = 250 – 50 = 200 (mm).
Chiều cao vùng nén:

a=

As f y
0,85 f c'b

=

307,8761× 300
= 10,34878 mm
0,85 × 30 × 350

f c' = 30 Mpa → β1 = 0,84 → c =

a

β1

=

10, 34878
0,84

= 12, 31997 mm

Trang:7


Hệ số sức kháng:

 200

d

φ = 0, 65 + 0,15  t −1÷= 0, 65 + 0,15 
− 1 ÷= 2,935 > 0,9
c

 12,31997 
Chọn φ = 0.9 để tính toán.

a
10,34878 



→ φ M n1 = φ As f y  d s − ÷= 0,9 × 307,8761× 300 ×  200 −
÷
2
2



=16195180, 23 Nmm
Đoạn (II):
Do độ nghiêng bên phải lớn hơn nên sức kháng momen âm và
dương sẽ tính riêng rồi lấy trung bình
Phần dương ( căng thớ trái):
Bề rộng tính toán b = 350 (mm).
Cốt thép chịu kéo gồm 1 thanh đường kính 14 mm.
As = 153,938 x 1 = 153,938 mm2.
Chiều cao vùng làm việc: ds = dt =

250 + 500
2

- 50 = 325 (mm).

Chiều cao vùng nén:
a=

As f y
0,85 fc'b

=

153, 938 × 300
0,85 × 30 × 350

f c' = 30 Mpa → β1 = 0,84 → c =

= 5,17439 mm.
a

β1

=

5,17439
0,84

= 6,16 mm.

Hệ số sức kháng:

 325 
d

φ = 0, 65 + 0,15  t −1÷= 0, 65 + 0,15 
− 1÷= 8, 41 > 0,9
c

 6,16 
Chọn φ = 0.9 để tính toán.

a

5,17439 


→ φ M n 2 = φ As f y  d s − ÷= 0,9 ×153,938 × 300 ×  325 −
÷
2
2



= 13400527, 24 Nmm
Trang:8


Phần âm ( căng thớ phải):
Bề rộng tính toán b = 350 mm.
Cốt thép chịu kéo gồm 1 thanh đường kính 14mm.
As = 153,938 x 1 = 153,938 mm2.
Chiều cao vùng làm việc: ds = dt = 250 - 50 = 200 mm.
Chiều cao vùng nén:

a=

As f y
'
c

0,85 f b

=

153,938 × 300
= 5,17439 mm
0,85 × 30 × 350

f c' = 30 Mpa → β1 = 0,84 → c =

a

β1

=

5,17439
0,84

= 6,16 mm

Hệ số sức kháng:

 200 
d

φ = 0, 65 + 0,15  t −1÷= 0, 65 + 0,15 
− 1÷= 5,37 > 0,9
6,16
c




Chọn φ = 0.9 để tính toán.

a
5,17439 


→ φ M n 2 = φ As f y  d s − ÷= 0,9 ×153,938 × 300 ×  200 −
÷
2
2



= 8205119,74 Nmm
Sức kháng trung bình của đoạn (II):

→ φ M ntb2 =

13400527, 24 + 8205119, 74
=10802823, 49 Nmm.
2

Đoạn (III):
Bỏ qua thanh thép gần trục trung hòa.
→
Sức kháng uốn âm và dương là như nhau.
Bề rộng tính toán b = 100 mm.
Cốt thép chịu kéo gồm 1 thanh thép đường kính 14mm cho mỗi
phía.
As = 153.938 x 1 = 153.938 mm2.

Chiều cao vùng làm việc: ds = dt = 500 - 50 = 450 mm.
Chiều cao vùng nén:
Trang:9


a=

As f y
0,85 f c'b

=

153,938 × 300
=18,11 mm
0,85 × 30 ×100

f c' = 30 Mpa → β1 = 0,84 → c =

a

β1

=

18,11
0,84

= 21, 55 mm

Hệ số sức kháng:

 450

d

φ = 0, 65 + 0,15  t −1÷= 0,65 + 0,15 
− 1 ÷= 3, 63 > 0,9
c 
 21,55 
Chọn φ = 0.9 để tính toán.

a
18,11 


→ φ M n3 = φ As f y  d s − ÷= 0,9 ×153,938 × 300 ×  450 −
÷
2
2 


=18327111,68 Nmm
Sức kháng tổng cộng của tường với trục thẳng đứng:

M w H = φ M n1 + φ M n 2 + φ M n 3 =16195180, 23 +10802823, 49 +18327111, 68
= 45325115, 4 Nmm.
2.2.2. Sức kháng của tường với trục nằm ngang: Mc
Xét lực va từ bên phải mặt nghiêng
Cốt thép chịu lực là thanh thép đứng đường kính 14mm (A s =
153.9mm2) bố trí cách nhau 100mm.

Diện tích thép chịu kéo trên một đơn vị chiều dài:
As = = 1.539 (mm2/mm)
Tất cả các đoạn tường được tính trên bề rộng b = 1mm.
Đoạn (I):
Diện tích cốt thép chịu kéo
As = 1.539 (mm2/mm).
Chiều cao vùng làm việc:

d s = dt = 250 − 50 +

14 14
+ = 214 mm.
2 2

Chiều cao vùng nén:

Trang:10


a=

As f y
0,85 f c'b

=

1,539 × 300
=18,11 mm
0,85 × 30 ×1

f c' = 30 Mpa → β1 = 0,84 → c =

a

β1

=

18,11
0,84

= 21, 55 mm

Hệ số sức kháng:

 214

d

φ = 0, 65 + 0,15  t −1÷= 0, 65 + 0,15 
− 1 ÷=1,989 > 0,9
c

 21,55 
Chọn φ = 0.9 để tính toán.

a
18,11 



→ φ M c1 = φ As f y  d s − ÷= 0,9 ×1,539 × 300 ×  214 −
÷
2
2 


= 85160,8 Nmm
Đoạn (II):
Diện tích cốt thép chịu kéo
As = 1.539 (mm2/mm).
Chiều cao vùng làm việc:

d s = dt =

250 + 500
14 14
− 50 + + = 339 mm.
2
2 2

Chiều cao vùng nén:

a=

As f y
'
c

0,85 f b

=

1,539 × 300
=18,11 mm
0,85 × 30 ×1

f c' = 30 Mpa → β1 = 0,84 → c =

a

β1

=

18,11
0,84

= 21, 55 mm

Hệ số sức kháng:

 339

d

φ = 0, 65 + 0,15  t −1 ÷= 0, 65 + 0,15 
− 1 ÷= 2,859 > 0,9
c

 21,55 

Chọn φ = 0.9 để tính toán.

Trang:11


a
18,11 


→ φ M c 2 = φ As f y  d s − ÷= 0,9 ×1,539 × 300 ×  339 −
÷
2
2 


=137102, 05 Nmm
Đoạn (III):
Diện tích cốt thép chịu kéo
As = 1.539 (mm2/mm).
Chiều cao vùng làm việc:

d s = dt = 500 − 50 +

14 14
+ = 464 mm.
2 2

Chiều cao vùng nén:

a=

As f y
'
c

0,85 f b

=

1,539 × 300
=18,11 mm
0,85 × 30 ×1

f c' = 30 Mpa → β1 = 0,84 → c =

a

β1

=

18,11
0,84

= 21, 55 mm

Hệ số sức kháng:

 464


d

φ = 0, 65 + 0,15  t −1÷= 0,65 + 0,15 
− 1 ÷= 3, 73 > 0,9
c 
 21,55 
Chọn φ = 0.9 để tính toán.

a
18,11 


→ φ M c 3 = φ As f y  d s − ÷= 0,9 ×1,539 × 300 ×  464 −
÷
2
2 


=189043,3 Nmm
Trị số trung bình sức kháng của tường đối với trục nằm ngang:

Mc =

M c1h1 + M c 2 h2 + M c 3 h3 85160,8 × 350 + 137102, 05 × 350 + 189043, 3 × 100
=
h1 + h2 + h3
350 + 350 + 100

=120870, 41 Nmm / mm
2.2.3. Xác định khả năng chịu lực của thanh và cột lan cang

Xét lực va từ bên phải mặt nghiêng

Trang:12


Cốt thép chịu lực là thanh thép đứng đường kính 14mm (A s =
153.9mm2) bố trí cách nhau 100mm.
Diện tích thép chịu kéo trên một đơn vị chiều dài:
As = = 1.539 (mm2/mm)
Tất cả các đoạn tường được tính trên bề rộng b = 1mm.
Đoạn (I):
Diện tích cốt thép chịu kéo
As = 1.539 (mm2/mm).
Chiều cao vùng làm việc:

d s = dt = 250 − 50 +

14 14
+ = 214 mm.
2 2

Chiều cao vùng nén:

a=

As f y
'
c

0,85 f b

=

1,539 × 300
=18,11 mm
0,85 × 30 ×1

f c' = 30 Mpa → β1 = 0,84 → c =

a

β1

=

18,11
0,84

= 21, 55 mm

Hệ số sức kháng:

 214

d

φ = 0, 65 + 0,15  t −1÷= 0, 65 + 0,15 
− 1 ÷=1,989 > 0,9
c


 21,55 
Chọn φ = 0.9 để tính toán.

a
18,11 


→ φ M c1 = φ As f y  d s − ÷= 0,9 ×1,539 × 300 ×  214 −
÷
2
2 


= 85160,8 Nmm
Đoạn (II):
Diện tích cốt thép chịu kéo
As = 1.539 (mm2/mm).
Chiều cao vùng làm việc:

d s = dt =

250 + 500
14 14
− 50 + + = 339 mm.
2
2 2
Trang:13


Chiều cao vùng nén:

a=

As f y
'
c

0,85 f b

=

1,539 × 300
=18,11 mm
0,85 × 30 ×1

f c' = 30 Mpa → β1 = 0,84 → c =

a

β1

=

18,11
0,84

= 21, 55 mm

Hệ số sức kháng:

 339

d

φ = 0, 65 + 0,15  t −1 ÷= 0, 65 + 0,15 
− 1 ÷= 2,859 > 0,9
c

 21,55 
Chọn φ = 0.9 để tính toán.

a
18,11 


→ φ M c 2 = φ As f y  d s − ÷= 0,9 ×1,539 × 300 ×  339 −
÷
2
2 


=137102, 05 Nmm
Đoạn (III):
Diện tích cốt thép chịu kéo
As = 1.539 (mm2/mm).
Chiều cao vùng làm việc:

d s = dt = 500 − 50 +

14 14

+ = 464 mm.
2 2

Chiều cao vùng nén:

a=

As f y
0,85 f c'b

=

1,539 × 300
=18,11 mm
0,85 × 30 ×1

f c' = 30 Mpa → β1 = 0,84 → c =

a

β1

=

18,11
0,84

= 21, 55 mm

Hệ số sức kháng:

 464

d

φ = 0, 65 + 0,15  t −1÷= 0,65 + 0,15 
− 1 ÷= 3, 73 > 0,9
c 
 21,55 
Chọn φ = 0.9 để tính toán.
Trang:14


a
18,11 


→ φ M c 3 = φ As f y  d s − ÷= 0,9 ×1,539 × 300 ×  464 −
÷
2
2 


=189043,3 Nmm
Trị số trung bình sức kháng của tường đối với trục nằm ngang:

Mc =

M c1h1 + M c 2 h2 + M c 3 h3 85160,8 × 350 + 137102, 05 × 350 + 189043, 3 × 100
=

h1 + h2 + h3
350 + 350 + 100

=120870, 41 Nmm / mm

Cấu tạo lan can

Trang:15


Hình 2.2.3.1.a.1: Tiết diện cột lan can tại mặt cắt ngàm vào
tường
Cột lan can: chiều dài nhịp 20.4 m, bố trí khoảng cách 2 cột lan
can là 2 m vậy mỗi bên cầu gồm 11 cột lan can, 10 cặp thanh liên
kết, 10 cặp tay vịn.
Dựa trên cad để tính thể tích của cột lan can
Chi tiết 1 : V1 = 5324,6681 x 100 =532466,81 mm3
Chi tiết 2 : V2 = (57326,9908 - 2 x6361,7251) x 5 =223017,703
mm

3

Chi tiết 3 : V3 = 100 x 150 x 5 = 75000 mm3
2.2.3.2 Khả năng chịu lực của thanh lan can:
Chọn thanh lan can bằng thép tiết diện hình tròn rỗng với đường
kính ngoài D = 90mm độ dày 4mm.
Khả năng chịu lực của thanh lan can:
MR = φƒyS
Với momen kháng uốn:
4

4
π D 3   d   π × 903   82  
3
S=
1 −  ÷  =
1 −  ÷  = 22250,57 mm
32   D  
32   90  

MR = 0.9 x 250 x 22250,57 = 5006378,25(Nmm)
2.2.3.3 Khả năng chịu lực của cột lan can:

Hình 2.2.3.3.a.1: Tiết diện cột lan can tại mặt cắt ngàm vào
tường
Chọn sức kháng φ = 0.9 để tính toán:
Trang:16


Sức kháng của cột lan can:
Pp =
Trong đó chiều cao cột lan can HR = 800+ 150 +300/2 =
1100(mm).
Momen quán tính của tiết diện :
2
100 × 53 

5 ×1403
5
I=
+2

+  75 − ÷ ×100 × 5 = 6401666, 667 mm 4
12
2

 12


→

Momen kháng uốn của tiết diện:

S=

I
6401666, 667
=
= 85355,5556 mm3
h/2
150 / 2

M P = φ Sf y = 0,9 × 85355,5556 × 250 =19205000 Nmm

PP =

M P 19205000
=
=17459,1 N
HR
1100

2.2.4. Tổ hợp va xe
2.2.4.1 Va xe ở vị trí giữa tường
Chiều dài đoạn tường xuất hiện cơ cấu chảy:

 L  8 H ( M W H ) 1070
 1070  8 × 800 × 45325115, 4
LC = +  t ÷ +
=
+ 
= 2173, 95 mm
÷+
2
MC
2
120870, 41
 2 
2
2

Lt

2

Sức kháng của tường:
RW =
=

2 LC

 8M W H

×

2 LC − Lt 

LC

+

M C LC 
H

÷


 8 × 45325115, 4 120870, 41× 2173, 95 
+
÷= 656915, 5401 N
2 × 2173, 95 − 1070 
2173, 95
800

2 × 2173, 95

×

2.2.4.2 Va vị trí cột lan can
Với LC = 2173.95(mm) nên chỉ có N = 2 nhịp tham gia chịu lực.
Số cột tham gia chịu lực K = 1
Sức kháng kết hợp của thanh và cột lan can:

Trang:17


16M R + PP N 2 L 16 × 5006378, 24 + 17459,1× 22 × 2000
R =
=
= 31713,543N
2NL − L t
2 × 2 × 2000 − 1070
'

Chiết giảm khả năng chịu lực của tường
R W H W − KPP H R 656915,54 × 800 − 1× 17459,1× 1100
=
= 654510,53 N
HW
800

R 'w =

Sức kháng của tường lan can kết hợp cột và thanh:
R = R’w + R’ = 654510,53 + 31713,543 = 686224,073(N)
Chiều cao đặt hợp lực R:
Y=

R 'W H W + R ' H R
654510,53 × 800 + 31713,543 ×1100
=
= 813,864 mm

R
686224, 073


 Lan can đảm bảo điều kiện va xe ở cột lan can.
2.2.4.3 Va vị trí giữa nhịp thanh lan can
Với LC = 2173.95mm nên chỉ có N =3 nhịp tham gia chịu lực
Số cột tham gia chịu lực K = 2
-Sức kháng kết hợp của thanh và cột lan can:
R' =

16M R + (N − 1)(N + 1)P P L 16 × 5006378, 25 + (3 − 1)(3 + 1) ×15741,8 × 2000
=
2NL − L t
2 × 3 × 2000 − 1070
= 32886,336 N

-Chiết giảm khả năng chịu lực của tường lan can:
R 'W =

R W H W − KPP H R 656915,5401× 800 − 2 ×17459,1× 1100
=
= 608903, 0151 N
HW
800

-Sức kháng của tường lan can kết hợp cột và thanh:
R = R’w + R’ = 608903,015+ 32886,336= 641789,351(N)
-Chiều cao đặt hợp lực R:
Y=

R 'W H W + R ' H R 608903, 015 × 800 + 32886,336 ×1100
=
= 815, 3725 mm
R
641789,351


 Lan can đảm bảo điều kiện va xe ở giữa nhịp thanh lan can.

Trang:18


2.2.4.4 Va ở vị trí đầu tường (cột ngoài cùng)
Chiều dài xuất hiện tường chảy:
Lt
 L  H ( M W H ) 1070
 1070  800 × 45325115, 4
+  t÷+
=
+ 
=1300, 65 mm
÷+
2
MC
2
120870, 41
 2 
 2 
2

LC =

2

Sức kháng của tường:
M H M L 
2L C
× W + C C ÷
2L C − L t  L C
H 

RW =
=

2 ×1300, 65
 45325115, 4 120870, 41×1300, 65 
×
+
÷= 393024, 566 N
2 ×1300, 65 −1070  1300, 65
800


Với LC = 1300,65(mm) nên chỉ có N = 1 nhịp tham gia chịu lực
Số cột chịu lực K = 1
Sức kháng kết hợp của thanh và cột lan can:
2M R + N(N + 1)PP L 2 × 5006378, 25 + 1× (1 + 1) ×17459,1× 2000
=
2NL − L t

2 ×1× 2000 − 1070

R' =

= 27252,27(N).
Chiết giảm khả năng chịu lực của tường:
R 'W =

R w H W − KPP H R 393024,566 × 800 − 1× 17459,1× 1100
=
= 369018, 3 N
HW
800

Sức kháng của tường lan can kết hợp cột và thanh:
R = R’w + R’ = 369018,3+27252,27= 396270,57(N)
Chiều cao đặt hợp lực R:
Y=

R 'w H W + R 'H R 369018,3 × 800 + 27252, 27 × 1100
=
= 820, 632 mm
R
396270,57


 Lan can đảm bảo điều kiện va xe ở đầu tường.
2.2.5. Xác định khả năng chống trượt lan cang khỏi bản mặt cầu
Giả định lực Ft phát triển theo góc nghiêng 30° bắt đầu từ L C. Lực
cắt do va chạm xe ở chân tường lan can V CT trở thành lực kéo T trên

một đơn vị chiều dài bản hẫng.

Trang:19


T = VCT =

R
686224, 073
=
=161,143(N / mm)
LC + 2H R − 2tan30°X 2173,95 + 2 ×1100 − 2 × tan30°×100

(X- khoảng cách từ mép lan can đến mặt ngàm; X = 100)
Sức kháng cắt danh định của mặt phẳng tiếp xúc giữa lan can và
bản mặt cầu:
Vn = cAcv + µ(Avƒƒy + Pc)
c – hệ số dính bám ( c = 0.52)
Acv – diện tích bê tông tham gia truyền lực cắt (A cv = bxh=1x500
=500mm2/mm).
Avƒ - diện tích cốt thép chịu cắt; đi qua mặt phẳng cắt 2 thanh φ =
14mm với bước thép a = 100mm (A vƒ = 2×153,9/100 =
3,078mm2/mm).
µ - hệ số ma sát (µ = 0.6×l = 0.6×1 = 0.6; l = 1 với bê tông tỉ
trọng thông thường).
Pc – lực nén tĩnh thường xuyên với mặt cắt
Pc = γAc = 25×10-6×268750 = 6.718(N/mm)
→
Vn = 0,52×500 + 0.6×(3,078×300 + 6,718) = 818.208(N/mm).
Điều kiện:

Vậy lan can đảm bảo khả năng chống trượt.

Trang:20


CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU
3.1. Số liệu thiết kế
3.1.1. Các tham số của bản mặt cầu
- Chiều dày bản mặt cầu :

hf = 180 mm

- Chiều dày lớp bê tông asphalt:

70 mm

- Chiều dày lớp dính bám:

5 mm

- Chiều dày lớp chống thấm :

2 mm

- Bản hẫng:

LC=600 mm

3.1.2. Các tham số đặc trưng của bản mặt cầu
- Bê tông bản mặt cầu cấp 30: ƒ’c = 30 (MPa).

- Thép bản mặt cầu: AII (CB300-V): ƒy = 300(MPa).
- Tỷ trọng bê tông cốt thép: γc = 25×10-6 (N/mm3).
- Tỷ trọng bê tông asphalt: γ = 22.5×10-6 (N/mm3).
- Tỷ trọng lớp dính bám và chống thấm: γ = 15×10-6 (N/mm3).
- Tỷ trọng trung bình lớp phủ:

γ DtbW =

22,5 ×10−6 × 70 + 15 ×10−6 × (5 + 2)
= 21,56 ×10 −6
70 + 5 + 2

- Tỷ trọng thép: γs = 78.5×10-6 (N/mm3).
3.2. Tính toán cho bản hẫng
3.2.1. Tĩnh tải tác dụng lên bản hẫng
Ta tính toán cho dải bản rộng: b = 1(mm).
Tĩnh tải tác dụng lên bản hẫng gồm: trọng lượng bản thân bản
mặt cầu (DC2); trọng lượng của tường và cột lan can (DC 3) và trọng
lượng riêng lớp phủ (DW).
3.2.1.1 Trọng lượng bản thân bản mặt cầu
DC2 = γchƒb = 25×10-6×180×1 = 4.5×10-3(N/mm).
3.2.1.2 Trọng lượng bản thân tường bê tông và cột lan cang
-Tĩnh tải lan can được chia thành các phần như hình 3.1:

Trang:21


P5

P4

P1
P3

P2

Hình 3.2.1.2.a.1: Trọng lượng bản thân lan can truyền xuống bản
mặt cầu.
Để đơn giản và an toàn, ta xem như trọng lượng bản thân lan can
truyền xuống bản hẫng tại vị trí mút đầu thừa.
+ P1 = 800×250×1×25×10-6 = 5(N).
+ P2 = 100×250×1×25×10-6 = 0.625(N).
+ P3 = ×350×250×1×25×10-6 = 1.09375(N).
-Trọng lượng thanh lan can:

π D2
+ P4 =
4

  d 2 
π × 902
1 −  ÷  ×1× γ s =
4
  D  
= 0, 085 N

  82 2 
−6
1 −  ÷  ×1× 78,5 ×10
  90  

- Trọng lượng cột lan can đã tính ở trên:
Chi tiết 1 : V1 = 532466,81 mm3
Chi tiết 2 : V2 = 223017,703 mm3
Chi tiết 3 : V3 = 75000 mm3
→

Trọng lượng của 1 cột lan can là:

+ P5' = ( V1 + V2 + V3 ) × γ s = ( 532466,81 + 223017, 703 + 75000 ) × 78,5 ×10 −6 = 65,193 N

Trang:22


- Số nhịp lan can 20400/2000 =10,2
can thep theo phương dọc cầu.

→ P5 =
→

P5' × nnhip
20400

=

→

10 nhịp

→

Có 11 cột lan

65,193 ×11
= 0, 035 N
20400

Trọng lượng lan can truyền xuống bản mặt cầu là:

DC3 = P1 + P2 + P3 + P4 + P5
= 5 + 0, 625 + 1, 09375 + 0, 085 + 0,035 = 6,839 N
3.2.1.3 Trọng lượng riêng lớp phủ
DW = hDW × b × γ DtbW = 77 ×1× 21,56 ×10 −6 =1, 66 × 10 −3 N / mm
Để đơn giản tính toán và thiên về an toàn ta xem tĩnh tải lan can
truyền xuống bản hẫng ngay tại vị trí mút đầu thừa.

Trang:23


Hình 3.2.1.3.a.1: Sơ đồ tĩnh tải tác dụng lên bản hẫn
3.2.2. Nội lực do tĩnh tải gây ra
- Hệ số điều chỉnh tải trọng:
η = 1, 05
+ Đối với TTGHCĐ:
η = 1, 00
+ Đôi với TTGHSD:
Momen lớn nhất tại ngàm ta có :

DC2 × 6002 4,5 ×10 −3 × 600 2
M DC2 =

=
= 810 Nmm
2
2
M DC3 = DC3 × 600 = 6,839 × 600 = 4103, 4 Nmm

DW ×1002 1, 66 ×10−3 ×1002
M DW =
=
= 8,3 Nmm
2
2
3.2.3. Nội lực do hoạt tải gây ra
3.2.3.1 Do hoạt tải gây ra
Do khoảng các giữa hai dầm chủ là 1800mm < 4600mm nên HL93 tác dụng chỉ có
xe 3 trục.
Thiết kế bản hẫng nên trục xe 3 trục cách mép bó vỉa là 300mm.
Ta có lực phân bố thẳng đúng của bánh xe LL chỉ có b’ 1 = 100mm nằm trên cánh
hẫng:

Trang:24


Hình 3.2.3.1.a.1: Sơ đồ hoạt tải tác dụng lên bản hẫn

b1 = 510 + 2 × hDW = 510 + 2 × 77 = 664 mm
b1' 100
X= =
= 50mm
2 2

SW =1140 + 0,833 X =1140 + 0,833 × 50 =1181, 65mm
LL =

P ×b
145000 ×1
=
= 0, 0924 N / mm
2 × b1 × SW 2 × 664 ×1181, 65

M LL = LL × 2 X × X = 0, 0924 × 2 × 50 × 50 = 462 Nmm
3.2.3.2 Do lực va xe gây ra
TH1: Giả định lực Ft phát triển theo góc nghiêng 30° bắt đầu từ
LC(T1) . Lực cắt do va chạm xe ở chân tường lan can V CT trở thành lực
kéo T trên một đơn vị chiều dài bản hẫng.

Trang:25