Câu hỏi bảo vệ đồ án Cầu bê tông cốt thép full

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD : Ths. LÊ VĂN LẠC
Tên SV : LÊ TẤN KIÊN
Lớp

: 17THXD

Đề bài

: 15

Đà Nẵng, tháng 08/2021


THIẾT KẾ DẦM CHỦ BTCT ỨST CHỮ T BẰNG PP CĂNG SAU

Tác giả

LÊ TẤN KIÊN

Giảng viên hướng dẫn
Ths. LÊ VĂN LẠC


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn, khoa đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ em

trong quá trình học tập tại trường trong năm học vừa qua cũng như trong khi thực
hiện đồ án này để em có được những kiến thức cũng như kinh nghiệp quý báu cho
bước đường tương lai sau này.
Đặc biệt gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các giáo viên hướng dẫn đề tài là Thầy Lê Văn
Lạc đã hướng dẫn một cách chi tiết và tận tình để bài báo cáo của em đi đúng hướng
và đạt kết quả tốt nhất trong suốt thời gian qua.



Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

1400

CHƯƠNG I : THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU

Sơ đồ tính bản mặt cầu
Phương án : Thiết kế kỉ thuật nhịp 27,5 m.
+ Thiết kế bản mặt cầu
+ Thiết kế dầm giữa theo phương pháp căng sau.
1. CHIỀU DÀY BẢN MẶT CẦU:
* Nhận xét: Gọi L1 chiều dài tính tốn của nhịp 27,5 m  L1 = 26,9 m
Gọi L2 chiều dài tính tốn của ơ bản theo phương ngang cầu  L2 = 2,3 m
𝐿1 26.9

=

𝐿2

2,3

=11,7 m >>1,5m (theo AASHTO) bản làm việc theo kiểu bản loại dầm. Để tính

tốn bản ta cắt 1m rộng bản theo phương dọc cầu.
Chiều dày tối thiểu của bản BTCT theo AASHTO là 175mm.
Chiều dày tối thiểu đối với bản hẫng là 200 mm
Chọn chiều dày bản là 200 mm.

Trang 1

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

CHƯƠNG II:
THIẾT KẾ DẦM CHỦ BTCT ƯST CHỮ T
L = 27.5M BẰNG PHƯƠNG PHÁP CĂNG SAU.
1. CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ.
Chiều dài toàn dầm : Lnhịp =27,5 m.
Khoảng cách đầu dầm đến tim gối: a = 0,3 m.

Khẩu độ tính tốn : L = Lnhịp – 2a = 27,5– 2×0,3 = 26,9 m.
Tải trọng thiết kế : + Hoạt tải HL 93
+ Tải trọng ngưới đi : 4,1 kN/m2
Bề rộng cầu:
+ Mặt xe chạy: B1 = 9,0 m
+ Lề người đi : B2 = 1,5 m
+ Lan can :
B3 = 0,45 m
+ Vạch sơn phân làn: B4 = 0,3 m
 Tổng bề rộng cầu: B = B1 + 2B2 + 2B3 + 2B4 = 13,5 m
Dạng kết cấu nhịp : Cầu dầm.
Dạng mặt cắt : Chữ T.
Vật liệu kết cấu : Bêtông cốt thép dự ứng lực.
Công nghệ chế tạo : Căng sau.
Quy trình thiết kế: TCVN 11823-2017.
Cấp bêtông dầm chủ : f c' = 45 Mpa.
Tỷ trọng bêtông :  c = 2400 kg/m3.
Tỷ trọng BTCT :  c = 2500 kg/m3.
Loại cốt thép ứng suất trước : Tao thép Tao sợi xoắn đường kính : Dps = 15.2 mm.
Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn : f pu = 1860 Mpa.
Cốt thép thường : G60 có f u = 620 Mpa, f y = 480 Mpa.
Quy trình thiết kế : TCVN 11823- 2017.
2. CHIỀU CAO DẦM TỐI THIỂU.
Tổng chiều dài toàn dầm là 27,5m, 2 đầu dầm kê lên gối mỗi bên là 0,3 m ; chiều
dài nhịp tính tốn là L = 26,9m.
Cầu gồm 6 dầm chữ T , chế tạo bằng BT có f’c = 45 Mpa.
➢ Chọn mặt cắt ngang dầm chủ : như đã chọn trong phần sơ bộ.
Kiểm tra điều kiện chiều cao tối thiếu: (TCN 2.5.2.6.3)
hmin= 0,05.L =0,05* 26,9= 1,345(m)
➢ Chiều rộng bản cánh có hiệu (TCVN 4.6.2.6.1):

Chiều dài nhịp có hiệu L= 26900 mm
Đối với bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu của các dầm giữa có thể lấy giá trị nhỏ
nhất của :
1

+1/4 chiều dài nhịp hữu hiệu = . 26900 = 6725mm
4

Trang 2

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

+12 lần độ dày trung bình của bản cộng với số lớn nhất của bề dày bản bụng
dầm hoặc ½ bề rộng của bản cánh trên của dầm:
12.200 + max(200;0,5.2000) = 3400 mm
+Khoảng cách trung bình của các dầm liền kề nhau: 2300 mm
 Bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu của các dầm giữa là 2300 mm
3. LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ.
3.1. Hệ số sức kháng :
Trạng thái giới hạn cường độ :
 ( TCN 5.5.4.2.1)

• uốn và kéo :
1,00
• cắt và xoắn :
0,90
• nén tại neo :
0,80
Trạng thái giới hạn khác :
1,00
3.2. Các hệ số cho tĩnh tải:
Loại tải trọng
TTGH cường độ 1

TTGH sử dụng

DC

1,25/0,9

1

DW

1,5/0,65

1

+ Hệ số điều chỉnh tải trọng

{1.3.3}

TTGH
cường độ
1,05

TTGH
sử dụng
1,00

TTGH
mỏi
1,00

R

{1.3.4}

1

1,00

1,00

I

{1.3.5}

1,05

1,00

1,00

{1.3.2.1}

0,907

1,00

1,00

Hệ số điều chỉnh

Tiêu chuẩn

D

=

1
 D R I

+ Hệ số tải trọng cho hoạt tải:
- Hệ số xung kích: IM = 0,33
- Hệ số tải trọng:
Loại tải trọng
TTGH cường độ 1

TTGH sử dụng

LL

1,75

1

PL

1,75

1

- Hệ số làn xe:
- Đường 1 làn xe: m = 1,2
- Đường 2 làn xe: m = 1,0
- Đường 3 làn xe: m = 0,85

Trang 3

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

3.3. Hệ số phân bố tải trọng động:

❖ Xác định các thơng số dầm T:
Để thuận lợi cho việc tính tốn các thông số ta đưa tiết diện dầm chủ (phần giữa nhịp)
về tiết diện tính tốn như hình vẽ:

x

Chuyển đổi tiết diện tính tốn
Diện tích tiết diện dầm chủ:
A = b1.h1 + b2 .h2 + bw .(h − h1 − h2 )
= 2300.225+620.300+200.(1400-225-300) = 878500(mm2)
Chọn gốc toạ độ tại điểm chính giữa mép dưới của dầm nên:
Tọa độ trọng tâm của tiết diện: x = 0
–Mô men tĩnh của mặt cắt ngang dầm đối với trục xo :
ℎ1
ℎ2
ℎ − ℎ1 + ℎ2
𝑆𝑥0 = 𝑏1 . ℎ1 . (ℎ − ) + 𝑏2 . ℎ2 . + 𝑏𝑤 . (ℎ − ℎ1 − ℎ2 ). (
)
2
2
2
225
300
1400−225+300
= 2300.225. (1400 − ) + 620.300.
+ 200. (1400 − 225 − 300)(
)
2

2

2

3

= 823243 cm
-Khoảng cách từ đáy dầm đến trọng tâm của dầm :
𝑦𝑏 =

𝑆𝑥0
𝐴

=

823243
8785

= 93,7𝑐𝑚

Momen qn tính đối với trục trung hịa của tiết diện:
𝑏2 . ℎ2 3
ℎ2 2
𝑏1 . ℎ1 3
ℎ1 2
(
+ 𝑏2 . ℎ2 . (𝑦𝑏 − ) ) + (
+ 𝑏1 . ℎ1 . (𝑦𝑡 −
)
12
2

12
2
𝐼=
2
𝑏𝑤 . (ℎ − ℎ1 − ℎ2 )3
ℎ − ℎ1 + ℎ2
+(
+ 𝑏𝑤 . (ℎ − ℎ1 − ℎ2 ). (𝑦𝑏 −
)
12
2
[
]
620.3003

300

2252

2000.2253

(
)
+ 620.300. (937 − )2 ) + (
+ 2300.225. (463 −
12
2
12
2
=[

2]
200.(1400−225−300)3
1400−225+300
)
+(
+ 200. (1400 − 225 − 300). (937 −
12

11

2

4

I = 1,237.10 mm
Tham số độ cứng dọc Kg:
Kg = n.( I + A.eg2 )

Với :

n=

Eb
=1
Es

Trang 4

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

A, I lần lượt là diện tích và momen quán tính của tiết diện dầm chủ (Tiết diện đã quy
đổi).
eg = y t -

h1
225
=463=350,5 mm là khoảng cách giữa trọng tâm của dầm
2
2

chủ với trọng tâm bản mặt cầu
 Kg = 1.(1,237.1011 + 878500.350,52) = 2,31.1011 mm4
3.4. Hệ số phân bố hoạt tải đối với dầm trong :
Khi số dầm chủ lớn hoặc bằng 4 dầm thì dùng cơng thức AASHTO
3.4.1: Đối với momen: (TCN 4.6.2.2.2a-1)

Phạm vi áp dụng:
1100  S  4900
110  t  300

s


6000  Ltt  73000
 N b  4

Khi 1 làn xe chất tải:
MI (1lan )
mg LL
= 0,06 + (

S 0,4 S 0,3 K g 0,1
) .( ) .(
)
4300
Ltt
Ltt .t 3s

2300

2,31.1011

2300

= 0,06 + (
)0,4 . (
)0,3 . (
)0,1 = 0,53
4300
26900
26900.2003
Khi 2 hoặc nhiều hơn 2 làn xe chất tải:

MI (  2lan )
mg LL
= 0,075 + (

S 0,6 S 0,2 K g 0,1
) .( ) .(
)
2900
Ltt
Ltt .t 3s
2300

2300

2,31.1011

= 0,075 + (
)0,6 . (
)0,2 . (
)0,1 = 0,64
2900
26900
26900.2003
Chọn giá trị cực đại làm hệ số phân bố mômen thiết kế của dầm trong.
MI
mgLL = max(mgLLMI(1 làn); mgLLMI(≥2 làn)) = max(0,53; 0,64) = 0,64
3.4.2: Đối với lực cắt:

Phạm vi áp dụng:
1100  S  4900


110  ts  300

6000  Ltt  73000

9
12
4.10  K g  3.10
N  4
 b

Ta có: mgVLL = max(mgVLL(1lan) ; mgVLL(2lan) )
Xét đối với dầm trong:
Khi 1 làn xe chất tải: ( TCN 4.6.2.3a-1)
𝑆
2300
𝑉(1𝑙à𝑛)
𝑚𝑔𝐿𝐿
= 0,36 +
= 0,36 +
= 0,662
7600
7600
Khi 2 hoặc nhiều hơn 2 làn xe chất tải: (TCN 4.6.3.2a-1)
𝑉(≥2𝑙à𝑛)

𝑚𝑔𝐿𝐿

= 0.2 +

𝑆
3600

−(

𝑆
10700

2

) = 0,2 +

2300
3600

−(

2300

10700
𝑉(1𝑙à𝑛)

𝑉
Vậy hệ số phân bố ngang cho lực cắt: 𝑚𝑔𝐿𝐿
= 𝑚𝑎𝑥( 𝑚𝑔𝐿𝐿

2

) = 0,793
𝑉(≥2𝑙à𝑛)

; 𝑚𝑔𝐿𝐿

) = 0,793

Trang 5

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

3.5. Xác định hệ số ngang do hoạt tải đoàn người gây ra.
Đối với dầm trong:
2𝑇
2.1,5
𝑀
𝑔𝑃𝐿
=
=
= 0,5
𝑁𝑑𝑐

6

4. TÍNH NỘI LỰC TRONG DẦM CHỦ.
4.1. Xác định tải trọng:
+ Tỉnh tải: (kN/1m dầm chủ)
DCdc : Trọng lượng bản thân dầm chủ.
DCdn : Trọng lượng dầm ngang.
DCmn : Trọng lượng mối nối dầm.
DClctv : Trọng lượng lan can tay vịn.
DW : Trọng lượng lớp phủ mặt cầu.
+ Hoạt tải: HL93; PL
4.1.1 Tĩnh tải dải đều lên một dầm chủ:
-

Tĩnh tải dải đều lên một dầm chủ bao gồm: tĩnh tải giai đoạn I và tĩnh tải giai đoạn II
+ Tĩnh tải giai đoạn I:
• Trọng lượng bản thân dầm chủ.
• Trọng lượng bêtơng mối nối mặt cầu.
• Trọng lượng dầm ngang.
 Trọng lượng các bộ phận trên được tính cho 1m chiều dài dầm chủ, do đó
ta có thể gọi là tĩnh tải giai đoạn I dải đều.
+ Tĩnh tải giai đoạn II:
• Trọng lượng lớp phủ mặt cầu.
• Trọng lượng lan can (do dầm biên chịu hoàn toàn).
 Trọng lượng các bộ phận trên được tính cho 1m chiều dài dầm chủ, do đó ta có
thể gọi là tĩnh tải giai đoạn II dải đều.

4.1.2 Trọng lượng bản thân dầm:
-

Do mặt cắt dầm chủ có thể thay đởi tiết diện từ mặt cắt gối đến mặt cắt giữa nhịp

nên trọng lượng bản thân dầm chủ được xác định với 2 phần. Chiều dài mặt cắt
thay đổi như sau:

1000

-

Mặt cắt sườn dầm thay đổi tiết diện
Diện tích mặt cắt ngang dầm tại gối: Agối = 1280000 mm2.
+ Chiều dài đoạn dầm có mặt cắt ngang Agối:
x1 = 2*1500 = 3000 mm.
Trang 6

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

Diện tích mặt cắt ngang dầm tại giữa nhịp: A0 = 940000 mm2.
+ Chiều dài đoạn dầm có mặt cắt ngang A0:
x2 = L – x1 – 2 * 1000 = 22400 mm.
Diện tích trung bình mặt cắt ngang dầm tại đạn vát:

-

-

𝐴𝑉 =

𝐴𝑔𝑜𝑖 +𝐴0
2

=

1280000+940000
2

= 1110000 mm2.

+ Chiều dài đoạn dầm có mặt cắt ngang Av: x3 = 2*1000 = 2000 mm.
Diện tích mặt cắt ngang trung bình của tồn dầm:

-

𝐴𝑑 =

𝐴𝑔𝑜𝑖 .𝑥1 +𝐴0 .𝑥2 +𝐴𝑉 .𝑥3
𝐿

=

1280000.3000+940000.22400+1110000.2000
27500

= 997818 mm2.

Trọng lượng dải đề của dầm:
DCdầm = Ad .  c = 997818.10-6.25 = 24,94 KN/m.

-

4.1.3 Trọng lượng dải đều mối nối bêtông mặt cầu:
-

Tổng chiều rộng mối nối theo phương ngang cầu:
Bmn = 5*0,3 = 1,5 m.
Chiều dày của mối nối: t = 0,2 m.
Tĩnh tải do mối nối gây ra trên 1 dầm chủ:

𝐵𝑚𝑛 . 𝑡𝑠 . 𝛾𝑐 1,5.0,2.25
=
= 1,25 𝑚
𝑛𝑑𝑎𝑚
6
4.1.4 Trọng lượng dải đều của dầm ngang:
𝐷𝐶𝑚𝑛 =

-

-

-

-

Trọng lượng của dầm ngang: Do dầm ngang tại mặt cắt gối và mặt cắt giữa
nhịp có bề rộng khác nhau nên trọng lượng của dầm ngang được tính làm 2
phần và coi dầm ngang có tiết diện chữ nhật.
Cấu tạo dầm ngang tại mặt cắt gối:
+ Bề rộng:
bdn = 2200 mm.
+ Chiều cao:
hdn = 1200 mm.
+ Chiều dày:
tdn = 200 mm.
+ Tổng số dầm ngang tại gối:
ng = 2 dầm.
+ Trọng lượng 1 dầm ngang tại gối:
Pg = γc . hdn . bdn . t dn = 25 ∗ 1,2 ∗ 2,2 ∗ 0,2 = 13,2 KN
Cấu tạo dầm ngang tại mặt cắt gữa nhịp:
+ Bề rộng:
bdn = 1680 mm.
+ Chiều cao:
hdn = 1400 mm.
+ Chiều dày:
tdn = 200 mm.
+ Tổng số dầm ngang tại mặt cắt giữa:
ng = 3 dầm.
+ Trọng lượng 1 dầm ngang tại mặt cắt giữa:
Pnh = γc . hdn . bdn . t dn = 25 ∗ 1,4 ∗ 1,68 ∗ 0,2 = 11,76 KN
Trọng lượng dải đều của dầm ngang trên 1m chiều dài dầm trong:
qnh =

2. Pgoi + 3. Pnh 2.13,2 + 3.11,76

=
= 2,24 KN/m
Lnh
27,5
Trang 7

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

4.1.5 Trọng lượng dải đều của lớp phủ mặt cầu:
-

-

Cấu tạo lớp phủ mặt cầu:
+ Lớp mui luyện: = 0.02 ÷ 0.15 m.
+ Lớp phịng nước: = 0,01 m.
+ Bêtơng Asphalt: = 0,05 m.
+ Chiều dày trung bình lớp phủ mặt cầu: hmc = 0,145 m.
+ Trọng lượng riêng trung bình lớp phủ mặt cầu: γa = 23 KN/m3.
Trọng lượng dải đều của lớp phủ mặt cầu:
qmc =

𝛾𝑎 . ℎ𝑚𝑐 . 𝑏𝑚𝑐 23.0,145.12
=
= 6,67 𝐾𝑁/𝑚
𝑛𝑑𝑎𝑚
6

4.1.6 Trọng lượng dải đều của lan can (chỉ dầm biên chịu):
- Cấu tạo lan can cầu:

-

-

Trọng lượng dải đều của lan can, tay vịn có thể lấy sơ bộ:
qlc = 0,1 KN/m.
Trọng lượng dải đều của chân lan can: để thiên về an toàn và tiện cho tính tốn,
trọng lượng dải đều chân lan can được tính:
qclc = 0,75.bclc.hclc. 𝛾𝑐
Trong đó:
+ bclc: Bề rộng chân lan can, bclc = 0,45 m.
+ hclc: Chiều cao chân lan can, hclc = 0,5 m.
+ 0,75: Hệ số tính tốn gần đúng xét đến cấu tạo thực chân
lan can.
Do đó:
qclc = 0,75.bclc.hclc. 𝛾𝑐 = 0,75*0,45*0,5*25= 5,625 KN/m.
Trọng lượng dải đều toàn bộ lan can:
q = qlc + qclc = 0.1 + 5,625 = 5,725 KN/m.
Trang 8

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

- Bảng tổng hợp tinh tải tác dụng lên dầm chủ (lan can do dầm biên chịu toàn bộ)
STT
Hạng mục
Trọng lượng dải đều
(KN/m)
1

Dầm chủ DCdc

24,94

2

Dầm ngang DCdn

2,68

3

Mối nối mặt cầu DCmn

1,25

4

Lớp phủ DWlp

6,67

5

Lan can DWlc

5,725

4.2. Tính tốn nội lực do tĩnh tải:
DW
DC

Sơ đồ tính nội lực do tĩnh tải
– Tính tốn dầm chủ tại 6 mặt cắt :
+ L/2 nhịp: x = 13,45 m
+3L/8 nhịp: x = 10 m
+ L/4 nhịp: x = 6,7 m
+L/8 nhịp: x = 3,3 m
+ Cách 2,25 m: x = 2,25 m
+ Mặt cắt tại gối.
– Phương pháp xác định nội lực: Vẽ đường ảnh hưởng cho các mặt cắt rồi xếp tĩnh
tải rãi đều lên đường ảnh hưởng. Nội lực do tĩnh tải gây ra xác định theo các công thức

sau:
+Mômen : Mu = . p ..g
+Lực cắt : Vu = .g ( p .  ) với mục đích là tạo ra hiệu ứng tải lớn nhất.
Trong đó:
g : tải trọng phân bố đều
 p : hệ số tải trọng

∑  =  –  : diện tích đường ảnh hưởng mơmen tại mặt cắt đang xét
 + : diện tích đường ảnh hưởng lực cắt dương tại mặt cắt đang xét
 − : diện tích đường ảnh hưởng lực cắt âm tại mặt cắt đang xét
 : hệ số điều chỉnh tải trọng, liên quan đến tính dẻo, tính dư và tầm quan trọng khi
khai thác xác định theo TCVN 11823-2017 mục 1.3.2 được xác định theo công thức.
 = D . R . I Với :
+

−

Trang 9

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

 D : hệ số dẻo.
 D = 1 : đối với các bộ phận và liên kết thông thường.
 R : hệ số dư thừa.
 R = 1 : đối với mức dư thừa thông thường.
 I : hệ số quan trọng.
 I = 1 : đối với cầu thiết kế là quan trọng.
Hệ số điều chỉnh tải trọng :  =  D . R . I = 1
–Theo trạng thái giới hạn cường độ 1:
M CĐ1 =   [ DC ( DC1 + DC 2 + DC 3) +  DW DW ]  
V CĐ1 =   [ DC ( DC1 + DC 2 + DC 3) +  DW DW ]  

–Theo trạng thái giới hạn sử dụng:

M SD = ( DC1 + DC 2 + DC 3 + DW )  

V SD = ( DC1 + DC 2 + DC 3 + DW )   

+ Mặt cắt L/2:
Đường ảnh hưởng mômen mặt cắt L/2 nhịp:
Đah mômen và lực cắt tại mặt cắt giữa nhịp

DW
DC

𝜔=

𝑥.(𝐿−𝑥)
2

 = 0

= 90,45

(L − x) 2 (26,9 − 13,45)2
=
= 3,36 m2.
2.26,9
2.L
2
13,452
x
=
= 3,36 m2.
 −V =
2∗
26,9
2.L
–Theo trạng thái giới hạn sử dụng:
+V =

M SD
L /2 =

( DC1+DC2+DC3+DW ) .

= (24,94 + 2,68 + 1,25 + 6,67) × 90,45
= 3214,59 kNm

V SD = ( DC1 + DC 2 + DC 3 + DW )   

= (24,94 + 2,68 + 1,25 + 6,67) × 0
=0
–Theo trạng thái giới hạn cường độ 1:
1
MCD
L / 2 = . 
(  DC .(DC1+DC2+DC3) +  DW .DW )  .
=1 × [1,25 × (24,94 + 2,68 + 1,25) + 1,5 × 6,67] × 90,45
= 4169,07 kNm
Trang 10

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

V CĐ1 =   [ DC ( DC1 + DC 2 + DC 3) +  DW DW ]   

=1 × [1,25 × (24,94 + 2,68 + 1,25) + 1,5 × 6,67] × 0 = 0
+ Mặt cắt 3L/8:

DW
DC

𝑥.(𝐿−𝑥)

𝜔=
2
+ Mặt cắt L/4:

  =3,33

= 84,8

DW
DC

𝑥.(𝐿−𝑥)

𝜔=
2
+ Mặt cắt L/8:

  =6,935

= 67,84

DW
DC

𝜔=

𝑥.(𝐿−𝑥)
2

  =10,1

= 39,57

Tính tốn tương tự với các mặt cắt khác ta có bảng kết quả như sau:
➢ Mơ men:
Vị trí
DC
L/2
28,87
3L/8
28,87
L/4
28,87
L/8
28,87
28,87
2,25

DW
6,67
6,67
6,67
6,67
6,67

 DC
1,25
1,25

1,25
1,25
1,25

 DW
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5


90,45
84,8
67,84
39,57
27,73



1
1
1
1
1

MSD(kNm)
3214,59
3013.79
2411,03

1406,32
985,52

MCĐI(kNm)
4169,07
3908,64
3126,91
1823,88
1278,14
Trang 11

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

Lực cắt:

Vị trí
L/2
3L/8
L/4
L/8
2,25

Gối

yitr
0,5
0,375
0,25
0,125
0,084
0

yiph
0,5
0,625
0,75
0,875
0,916
1

DC
28,87
28,87
28,87
28,87
28,87
28,87

DW
6,67
6,67
6,67

6,67
6,67
6,67



 DC

 DW

1,25
1,25
1,25
1,25
1,25
1,25

1,5
0
1,5 3,33
1,5 6,935
1,5 10,1
1,5 11,2
1,5 13,35



1
1
1

1
1
1

VSD(KN) VCĐI(KN)
0
0
118,34
181,25
246,47
377,47
358,95
549,74
398,05
582,45
474,46
726,64

4.3. Xác định Mômen do hoạt tải gây ra.
Mômen tại các tiết diện do hoạt tải gây ra được tính như sau:
–Theo trạng thái giới hạn cường độ 1:
𝐶Đ1
𝑀
𝑀
𝑀𝑘(𝐿𝐿+𝑃𝐿)
= 𝜂. (𝑚𝑔𝐿𝐿
. 𝛾𝐿𝐿 . [(1 + 𝐼𝑀). ∑ 𝑃𝑖 . 𝑦𝑖 + 9.3𝜔] + 𝑔𝑃𝐿
. 𝛾𝑃𝐿 . 𝑃𝐿. 𝜔)

–Theo trạng thái giới hạn sử dụng:

𝑆𝐷
𝑀 (
𝑀
𝑀𝑘(𝐿𝐿+𝑃𝐿)
= 𝑚𝑔𝐿𝐿
. [ 1 + 𝐼𝑀). ∑ 𝑃𝑖 . 𝑦𝑖 + 9.3𝜔] + 𝑔𝑃𝐿
. 𝑃𝐿. 𝜔

Trong đó :
+ Pi – trọng lượng các trục xe
+ yi – tung độ đường ảnh hưởng
+  –diện tích đường ảnh hưởng.
+ (1 + IM) = 1,33: hệ số xung kích.
M
M
+ mg LL
, g PL
:hệ số phân bố tải trọng đối với mômen.
➢ Đường ảnh hưởng mômen tại mặt cắt giữa nhịp :
1.2m
110

110

4.3m
145

4.3m
145

35
PL
9,3kN/m

Đah mơmen mặt cắt L/2
Bảng tính mơmen do tải trọng trục tác dụng lên tiết diện L/2 của dầm thiết kế:
Loại xe L
Đơn vị m

x
m

Tải trọng trục
yi
kN
(m)
145
6,725
xe 3 trục 26,9 13,45
145
4,575
35
4,575

Pi.yi
(kN.m)

∑Pi.yi
(kN.m)

max∑Pi.yi
(kN.m)

975,125
663,375
160,125

1798,625

1798,625

Trang 12

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



110
110

xe 2 trục

6,725
6,125

Cầu Bê Tông Cốt Thép

739,75
673,75

1413,5

➢ Đường ảnh hưởng mômen tại mặt cắt 3L/8 nhịp :
110

110

4.3m

4.3m
145

145

35

PL
9,3kN/m

Đah mơmen mặt cắt 3L/8
Bảng tính mơmen do tải trọng trục tác dụng lên tiết diện 3L/8 của dầm thiết kế:
Loại xe
Đơn vị

L

m

x
m

Tải trọng trục
kN
145
xe 3 trục
145
26,9 10,0875
35
110
xe 2 trục
110

yi
(m)
6,304
4,692
3,617
6,304
5,859

Pi.yi

∑Pi.yi

max∑Pi.yi

(kN.m)
914,08
680,34
126,595
693,44
644,49

(kN.m)

(kN.m)

1721,015
1721,051
1337,93

➢ Đường ảnh hưởng mômen tại mặt cắt L/4 nhịp
1.2m
110

110

4.3m
145

4.3m
145

35
PL
9,3kN/m

Đah mômen mặt cắt L/4
Trang 13

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

Bảng tính mơmen do tải trọng trục tác dụng lên tiết diện L/4 của dầm thiết kế:
Loại xe
Đơn vị

L
m

x
m

Tải trọng trục
kN
145
xe 3 trục
145

26,9 6,725
35
110
xe 2 trục
110

yi
(m)
5,044
3,972

Pi.yi

∑Pi.yi

max∑Pi.yi

(kN.m)
731,38
575,94

(kN.m)

(kN.m)

2.894
5,044
4,747

101.3

554,84
522,17

1408,62
1408,62
1077,01

➢ Đường ảnh hưởng mômen tại mặt cắt L/8 nhịp:
110

110

4.3m

4.3m
145

145

35
PL

Đah mơmen mặt cắt L/8
Bảng tính mơmen do tải trọng trục tác dụng lên tiết diện L/8 của dầm thiết kế:
Loại xe
Đơn vị

L
m

x
m

Tải trọng trục
kN
145
xe 3 trục
145
26,9 3,362
35
110
xe 2 trục
110

yi
(m)
2,944
2,406
1,868
2,944
2,793

Pi.yi

∑Pi.yi

max∑Pi.yi

(kN.m)
426,88

348,87
65,38
323,84
307,23

(kN.m)

(kN.m)

841,13
841,13
631,07

Trang 14

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

➢ Đường ảnh hưởng mômen tại mặt cắt cách gối 2,25m:
110

110

4.3m

4.3m
145

145

35
PL

Đah mơmen mặt cắt cách gối 2,25m
Bảng tính mơmen do tải trọng trục tác dụng lên tiết diện L/8 của dầm thiết kế:
Loại xe
Đơn vị

L
m

x
m

Tải trọng trục
kN
145
xe 3 trục
145
26,9 2,25
35
110

xe 2 trục
110

yi
(m)
2,062
1,7
1,342
2,062
1,961

Pi.yi

∑Pi.yi

max∑Pi.yi

(kN.m)
299
246,5
46,97
226,82
215,71

(kN.m)

(kN.m)

592,47
592,47

442,53

Bảng tổng hợp tính tốn mơmen :
Mơ men do HL93 + TTL:
Vị Trí
L/2
3L/8
L/4
L/8
2,25

TT PL
Làn
γLL=γPL
KN/m2
1798,625 9,3 4,1 1,75
1721,051 9,3 4,1 1,75
1408,62 9,3 4,1 1,75
841,13 9,3 4,1 1,75
592,47 9,3 4,1 1,75
∑Pi.yi
KN.m

gLL

mg 1+IM η

0,5
0,5
0,5

0,5
0,5

0,64
0,64
0,64
0,64
0,64

1,33
1,33
1,33
1,33
1,33

1
1
1
1
1

ω
(m2)

Msd
(KN.m)

Mcd1
(KN.m)

90,45
84,8
67,84
39,57
27,73

2254,77
2143,53
1709,57
1032,61
726,21

3945,84
3751,17
2991,74
1807,06
1270,86
Trang 15

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

4.4.Lực cắt do hoạt tải gây ra:
Lực cắt tại các tiết diện do hoạt tải gây ra được tính như sau:

–Theo trạng thái giới hạn cường độ 1:
1
+
V
+
 V
Vkcd( LL
+ PL ) = .  mg LL . LL . ( (1 + IM ). PiYi + 9,3. ) + g PL . PL .PL. 
–Theo trạng thái giới hạn sử dụng:

(

)

V
+
VkSD
+ gVPL .PL. +
( LL + PL ) = mg LL . (1 + IM ). PiYi + 9,3.

Trong đó :
+ Pi trọng lượng các trục xe
+ yi tung độ đường ảnh hưởng
+
+  diện tích đường ảnh hưởng dương của lực cắt.
+ (1 + IM) = 1,33: hệ số xung kích.
+ mg VLL(1làn) ; mg VLL( 2làn) : hệ số phân bố tải trọng đối với lực cắt.

➢ Đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cắt giữa nhịp :
1.2m
110

110
4.3m

145

4.3m

145

35

PL
9,3kN/m
-

W =3,738

+

W =3,738

Đ.a.h lực cắt tại mặt cắt giữa nhịp
Bảng tính lực do tải trục tải tác dụng lên tiết diện L/2 của dầm thiết kế
Loại xe
Đơn vị

L
m

x Tải trọng trục
m
kN
145
xe 3 trục
145
26,9 13,45
35
110
xe 2 trục
110

yi
(m)
0,5
0,34
0,18
0,5
0,455

Pi.yi
(kN)
72,5
49,3
6,3
55
50,05

∑Pi.yi
(kN)

max∑Pi.yi
(kN)

128,1
128,1
105,05

Trang 16

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

➢ Đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cắt giữa 3L/8 :
1.2
110

110
4.3

4.3
145

145

35

PL
9,3kN/m

+

W =5,840

Đ.a.h lực cắt tại mặt cắt 3L/8
Bảng tính lực do tải trục tải tác dụng lên tiết diện 3L/8 của dầm thiết kế
Loại xe L
Đơn vị m

x
m

Tải trọng trục
kN
145
xe 3 trục
145
26,9 10,087
35

110
xe 2 trục
110

yi
(m)
0,625
0,465
0,305
0,625
0,580

Pi.yi
(kN)
90,625
67,425
10,67
68,75
63,8

∑Pi.yi
(kN)

max∑Pi.yi
(kN)

168,72
168,72
132,55

➢ Đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cắt L/4 :
1.2
110

110
4.3

4.3
145

145

35

PL
9,3kN/m
-

W =0,934

+

W =8,409

Đ.a.h lực cắt tại mặt cắt L/4

Trang 17

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

Bảng tính lực do tải trục tải tác dụng lên tiết diện L/4 của dầm thiết kế
Loại
L
xe
Đơn vị m
xe 3
trục

x

Tải trọng trục

yi

Pi.yi

∑Pi.yi

max∑Pi.yi

m

kN
145
145
35
110
110

(m)
0,75
0,606
0,462
0,75
0,71

(kN.m)
108,75
87,87
16,17
82,5
78,1

(kN.m)

(kN.m)

26,9 6,725

xe 2
trục

212,79
212,79
160,6

➢ Đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cắt giữa L/8 :
1.2
110

110
4.3

4.3
145

145

35

PL
9,3kN/m
-

W =0,234

+

W =11,446

Đ.a.h lực cắt tại mặt cắt L/8

Bảng tính lực do tải trục tải tác dụng lên tiết diện L/8 của dầm thiết kế
Loại xe L
Đơn vị m

x
m

Tải trọng trục
kN
145
xe 3 trục
145
26,9 3,363
35
110
xe 2 trục
110

yi
(m)
0,875
0,715
0,555
0,875
0,830

Pi.yi
(kN.m)
126,875
103,675

19,43
96,25
91,3

∑Pi.yi
(kN.m)

max∑Pi.yi
(kN.m)

249,98
249,98
187,55

Trang 18

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

➢ Đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cắt cách gối 2.25m :
1.2
110

110
4.3

4.3
145

145

35

PL
9,3kN/m
-

W =0,234

+

W =11,446

Đ.a.h lực cắt tại mặt cắt cách gối 2,25m
Bảng tính lực do tải trục tải tác dụng lên tiết diện cách gối 2,25m của dầm thiết kế
Loại xe L
Đơn vị m

x
m

Tải trọng trục

kN
145
xe 3 trục
145
26,9 2,25
35
110
xe 2 trục
110

yi
(m)
0,92
0,75
0,6
0,92
0,87

Pi.yi
(kN.m)
133,4
108,75
21
101,2
95,7

∑Pi.yi
(kN.m)

max∑Pi.yi

(kN.m)

263,15
263,15
196,9

➢ Đường ảnh hưởng lực cắt tại gối :
1.2
110

110
4.3

4.3
145

145

35

PL
9,3kN/m

+

W =13,45

Đ.a.h lực cắt tại gối

Trang 19

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

Bảng tính lực do tải trục tải tác dụng lên tiết diện tại gối
Loại xe L
Đơn vị m

x
m

xe 3 trục
26,9

0

xe 2 trục

Tải trọng trục
kN
145
145

35
110
110

yi
(m)
1
0,838
0,677
1
0,955

Pi.yi

∑Pi.yi

max∑Pi.yi

(kN.m)

(kN.m)

(kN.m)

145
121,51
23,695
110
105,05

290,205
290,205
215,05

Bảng tổng hợp tính tốn lực cắt:
∑Pi.yi TT làn PL
γLL=γPL gLL mgPL 1+IM η
KN KN/m2 KN/m2
L/2 128,1 9,3
4,1
1,75 0,5 0,793 1,33 1
3L/8 168,72 9,3
4,1
1,75 0,5 0,793 1,33 1
L/4 212,79 9,3
4,1
1,75 0,5 0,793 1,33 1
L/8 249,98 9,3
4,1
1,75 0,5 0,793 1,33 1
2,25m 263,15 9,3
4,1
1,75 0,5 0,793 1,33 1
gối 290,205 9,3
4,1
1,75 0,5 0,793 1,33 1
Vị trí

ω
2

(m )
3,36
5,25
7,565
10,297
11,34
13,45

Vsd
(KN.m)
166,77
227,43
295,72
360,7
384,42
432,84

Vcd1
(KN.m)
291,85
398
517,52
631,22
688,51
757,47

4.5.Tổ hợp nội lực :
–Tổ hợp theo TTGH cường độ I :
1

CD1
+ M kCD1 = M kCD
( DC + DW ) + M k ( LL + PL )
1
CD1
+ VkCD1 = VkCD
( DC + DW ) + Vk ( LL + PL )
-

Tổ hợp theo TTGH sử dụng:
SD
+ M kSD = M kSD
( DC + DW ) + M k ( LL + PL )

SD
+ VkSD = VkSD
( DC + DW ) + Vk ( LL + PL )
Bảng tổ hợp nội lực theo TTGH cường độ I và theo TTGH sử dụng:
Bảng tổng hợp Momen cuối cùng

Vị trí
mặt
cắt

Trạng thái giới hạn sử dụng

Trạng thái giới hạn cường độ I

Msd
(DC+DW)

(KN.m)

Msd
(LL+PL)
(KN.m)

Msd
(KN.m)

Mcd1
(DC+DW)
(KN.m)

Mcd1
(LL+PL)
(KN.m)

Mcd1
(KN.m)

L/2

3214,59

2254,77

5469,36

4169,07

3945,84

8114,91

3L/8

3013,79

2143,53

5157,32

3908,64

3751,17

7659,81

L/4

2411,03

1709,57

4120,6

3126,91

2991,74

6118,65

L/8

1406,32

1032,61

2438,93

1823,88

1807,06

3630,94

2,25m

985,52

726,21

1711,73

1278,14

1270,86

2549
Trang 20

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC


Thuyết Minh Đồ Án Môn Học



Cầu Bê Tông Cốt Thép

Bảng tổng hợp lực cắt cuối cùng
Trạng thái giới hạn sử dụng
Vị trí mặt
Vsd
Vsd
Vsd
cắt
(DC+DW) (LL+PL)
(KN)
(KN)
(KN)
166,77
166,77
L/2
0
227,43
3L/8
118,34

345,77

Trạng thái giới hạn cường độ I
Vcd1
Vcd1
Vcd1
(DC+DW) (LL+PL)
(KN)
(KN)
(KN)
291,85
291,85
0
181,25

398

579,25

517,52
631,22

895

L/4

246,47

295,72

542,19

377,47

L/8

358,95

360,7

719,65

549,74

2,25m

398,05

782,47

582,45

gối

474,46

384,42
432,84

907,3

726,64

688,51
757,47

1180,96
1270,96
1484,11

5.TÍNH VÀ BỐ TRÍ THÉP DỰ ỨNG LỰC.
5.1. Vật liệu dùng trong dầm chủ.
5.1.1. Thép cường độ cao:
Sử dụng tao thép 15,2 mm. Diện tích một tao 140 mm2. Thép có độ chùng dão thấp
theo tiêu chuẩn AASHTO M203M (ASTM A416M) tao thép dự ứng lực khơng sơn
phủ có khử ứng suất cho bê tông dự ứng lực. Cấp 270.
– Cường độ thép theo quy định của thép dự ứng lực:
fpu =1860 MPa
– Giới hạn chảy của thép dự ứng lực:
fpy =0,9  fpu =0,9  1860 =1670 MPa
– Môduyn đàn hồi của thép ứng suất trứơc:
Ep =197000 MPa
– Sử dụng thép có độ chùng thấp : Tiêu chuẩn ASTM A416 cấp 270
– Ứng suất trong thép khi kích:
fpi =0,8  fpu =0,8  1860 =1488 MPa
– Ứng suất trong thép sau các mất mát trong giai đoạn sử dụng:
0,83  fpy =0,83  1670 =1386.1 MPa
– Ứng suất trong thép sau các mất mát trong giai đoạn khai thác:
0,8  fpy =0,8  1670 =1336 MPa
– Chiều dài tụt neo: ∆L =0,002m/1 neo.

5.1.2. Thép thường.
Giới hạn chảy tối thiêu của cốt thép thanh: fy =480 MPa.
Môđuyn đàn hồi: Es =200000 MPa.
5.1.3.Bê tông.
Tỷ trọng của bê tông : γc = 24 kN/m3.
Cường độ chịu nén của bê tông quy định ở tuổi 28 ngày: fc’ = 45 MPa.
Cường độ chịu nén của bê tông lúc bắt đầu đặt tải hoặc tạo ứng suất trước:
fci’ = 0,85fc’ = 0,85.45 = 38,25 MPa.
Môđun đàn hồi của bê tông dầm:
Trang 21

SVTH:LÊ TẤN KIÊN

GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC