PhÇn II :
thiÕt kÕ kÜ thuËt Chơng I : Tính toán bản mặt cầu
+Chiều dài tính toán: L = 42m
+Khổ cầu: B=( 8 + 2*1.5 )m


a-Tính toán bản hẫng :
-Xác định chiều dày bản mặt cầu:
Chiều dày bản tối thiểu theo AASHTO là 175(mm)
Với dầm đơn giản :
H
min
=
30
)3000(2.1 S
=
30
)30002080(2.1
=203.2(mm)>175(mm)
Chọn h
s
= 205(mm) làm chiều dày chiu lực của bản mặt cầu,cộng thêm 15(mm) hao mòn
,trọng lợng bản khi tính là 220(mm).
1 -Trọng lợng bản mặt cầu :
W
s
=H
b
x
c
= 220 x 2.4x10
-5
=528 x10
-5
N/mm

0,72
Lớp tạo phẳng
0,03
24
0,72
Tĩnh tải rải đều của lớp phủ tính cho 1mm cầu là:

2,56(KN/m)72,072,012,1W
DW

3 -Trọng lợng lan can :
P
b
=(( 865x180+(450-180)x75+50x255+535x50/2+(450-230)x255/2))x2.4x10
-5

= 5.75N/mm

150
50
270
255
450
75
865
180

cấu tạo lan can
1- Nội lực do tĩnh tải
( Nội lực tính cho dải bản ngang có chiều rộng là 1 mm)

S
xdiện tích thực không có đoạn hẫng xS
=4.80x10
-3
(0.3928)2080=3.58 (N/mm)
M
204
=W
s
x diện tích thực không có đoạn hẫngxS
2

=4.83x10
-3
(0.0772)2080
2
=1337.72(N.mm/mm)
M
300
= W
s
x xdiện tích thực không có đoạn hẫngxS
2

=4.8x10
-3
(-0.1071)2080
2
=-1855.83 (N.mm/mm)
b)Do bản hẫng

)1040 =6.78(N/mm)
M
200
=-W
0
x(diện tích DAH doạn hẫng)
2
L

=5.42x10
-3
(-0.5)1040
2
=-2445.78(N.mm/mm)
M
204
=W
0
(diện tích ĐAHđoạn hẫng) L
2

=5.42x10
-3
(-0.2460)1040
2
=-1203.32(N.mm/mm)
M
300
=W
0

= P
b
x (tung độ đah)
R
200
= P
b
(1+1.270L
1
/S)
=575000x10
-5
x(1+1.127x900/2080)=8.5N/mm
M
200
= P
b
x (tung độ đah)x L
1

M
200-b
=P
b
(-1xL
1
)
=575000x10
-5
x(-1x900)=-4628.75 N mm/mm

)
=575000x10
-5
x(0.27x900)=1249.76 N mm/mm
Nội lực tính cho dải bản trong( nằm giữa 2 sờn dầm )
d) Nội lực do lớp phủ W
DW
Sơ đồ :

25
/75.168 mmNW
DW

Dùng bảng tra với :L2=600mm
Wdw
450
20802080
200 300 400
450
2080 2080 1050
700600500
20801040

R
200
= W
DW
((diện tích đah đoạn hẫng )L
2
+(Diên tích đah không hẫng)S )


=168.75x10
-5
x(-0.5)x600
2
=- 211 N mm/mm
M
204
= W
DW
x[(diện tích đah đoạn hẫng)x
2
2
L
+( diện tích đah không hẫng)x
2
S
]
M
204
= W
DW
[(-0.246)x
2
2
L
+(0.0772)x
2
S
)

S
)
=168.75x10
-5
x[(0.135)x600
2
+(-0.1071)x2080
2
]=- 595.5 N mm/mm
2. Xác định nội lực do hoạt tải :
2.1 Mômen dơng lớn nhất do hoạt tải bánh xe:
*Ti trng: Tớnh theo ti trng trc 145KN, ti trng mi bỏnh xe trờn trc gi thit
bằng nhau và cách nhau 1800mm, xe tải thiết kế được đặt theo phương ngang cầu để gây nội
lực lớn nhất, vậy tim của bánh xe cách lề đường không nhỏ hơn 300mm khi thiết kế bản hẫng
và 600mm tính từ mép làn thiết kế, 3600mm khi thiết kế các bộ phận khác.
Chiều rộng của dải bản trong (mm) chịu tải trọng bánh xe của mặt cầu đổ tại chỗ là:
- Khi tính bản hẫng: 1440 + 0.833X
- Khi tính mômen dương: 660 + 0.55S
- Khi tính mômen âm: 1200 + 0.25S
( X là khoảng cách từ bánh xe đến tim gối)
2.2.1. Tính cho dải bản trong (Tức là dải bản nằm giữa 2 sườn dầm):
* Mômen dương lớn nhất do hoạt tải bánh xe:
+ Với các nhịp bằng nhau (S), mômen dương lớn nhất gần đúng tại vị trí 204 (0.4S của nhịp
B-C):
S = 2080 => S
W
+
= 660 + 0.55S = 660 + 0.55*2080 = 1705m
- Trường hợp 1: Khi xếp 1 làn xe (m = 1.2):
- Sơ đồ:

= 1.2*(0.5100-0.0775)*(72.5*10
3
/1705)= 22.07 kN/m
- Mômen tại vị trí 204:
M
204
= m * (y
1
M
– y
2
M
)*S*(W/ S
W
+
)
= 1.2*(0.2040-0.031)*2080*(72.5*10
3
/1705)
= 16772.38 Nmm =16.77 kNm/m
- Trường hợp 2 : Khi xếp 2 làn xe (m = 1):
- Sơ đồ:
0.4S
y2
y1
W
1800
W
S S
S/2 S/2

= 1*(0.5100-0.0775+0.0214-0.004)*( 72.5*10
3
/1705)
= 19.13 KN/m
- Mômen tại vị trí 204:
M
204
= m * (y
1
v
– y
2
v
+ y
3
v
– y
4
v
)*S*(W/ S
W
+
) =
= 1*(0.2040-0.031+0.0086-0.0016) *2080* ( 72.5*10
3
/1705)
= 14542.52 Nmm/mm = 14.54 kNm/m
So sánh 2 trường hợp trên ta chọn Max{TH1;TH2},
Chọn TH1: R
200

M300 = m * (-y
1M
– y
2M
)*S*(W/ S
W-
)
= 1.2*(-0.1029-0.06815)*2080*(72.5*10
3
/1695)= -16681.16 Nmm
- Trường hợp 2: Khi xếp 2 làn xe (m = 1):
Theo lý thuyết trong sách “Cầu bê tông cốt thép trên đường ôtô” của GS-TS Lê Đình Tâm
rằng: Mômen do xe thứ 2 nhỏ hơn 20%(m = 1)
b. Tính cho bản hẫng (Bản mút thừa):
*Tải trọng: Tải trọng lấy như đối với tính dải bản phía trong, vị trí bánh xe ngoài đặt cách
mép lan can 300mm hay 310mm tính từ tim dầm chủ.
* Mômen âm do hoạt tải trên bản hẫng:
Sơ đồ:

300
y1
S/2
§ah M200
204
405305205 600500400300200
SS
S/2S/2
SS
W
1800

S S
S/2 S/2
S S
200 300 400 500 600205 305 405
206.7
1800
y1 y2

R200 = m*(y
1v
+ y
2v
)*(W/ S
Wo
)
= 1.2*(1.1105+0.27075) * 72.5*10
3
/1306.6
R200= 98.51 kN/m
2.2.2. T hp ni lc (do tnh ti v hot ti) ca bn:
A. Mụmen v lc ct theo TTGH cng 1:
T hp ti trng thng ng cú th tớnh theo cụng thc.

i
Q
i
= [
p
DC+
p

)+
p2
* M
Wdw
+1.75*(1+IM)*M
W
)
Qu = 0.95*(
p2
*( Q
Wo
+ Q
Pb
+ Q
Ws
)+
p2
* Q
Wdw
+1.75*(1+IM)*Q
W
)
Trong ú:
M
Wo
, Q
Wo
là mômen và lực cắt do trọng lượng bản hẫng
M
Pb

+ Nếu nội lực do tĩnh tải và hoạt tải trái dấu thì
p1
= 0.9,
p2
= 0.65
Thay số:
* Q
200
= 0.95*(
p2
*( Q
Wo
+ Q
Pb
+ Q
Ws
)+
p2
* Q
Wdw
+1.75*(1+IM)*Q
W
)
= 0.95*(1.25*(3.58+8.5 + 6.78 )+1.5*2.44+1.75*1.25*98.51)
= 231.96 N/mm = 231.96 KN/m.
* M
200
= 0.95*(
p1
*(M


=0.95*(1.25*(1337.72) +0.9*(- 1203.32 –
2277.35) +1.5*366.49+1.75*1.25*16772.38 )
=33989.92Nmm/mm = 34KNm/m
* M
300
= 0.95*(
p1
*( M
ws
+M
wo
+ M
pb
)+
p2
* M
wdw
+1.75*(1+IM)*M
w
)
=0.95*(1.25*(-1855.83)+0.9*(660.36+1249.76)+1.5*(-595.5)+1.75*1.25*(-16681.16))
= - 36084.77Nmm/mm = - 36.08KNm/m
B .Theo TTGHSD1:
M
u
=M
ws
+


19.2
300
- 36.08
21.39

3. Tính toán _kiểm tra _bố trí hàm lợng cốt thép :
* Ni lc a v tớnh cho 1mm:
- Cng vt liu: - Bờ tụng: f
c
= 50Mpa
- Ct thộp: f
y
= 400Mpa
- Dựng ct thộp ph epụcxy cho bn mt cu v lan can.
Chiu cao cú hiu qu ca bn bờtụng khi un dng v õm khỏc nhau vỡ cỏc lp bo v trờn
v di khỏc nhau.
60
25
15
d
d-ơng
âm
d
200
Chiều cao có hiệu lực của bản mặt cầu

- Lp bo v ( Theo Bng 5.12.3-1):
+ Mt cu bờ tụng trn chu hao mũn: 60mm
+ Bn ỏy ỳc ti ch: 25mm
Gi thit dựng N

330
vi Mu l mụmen theo TTGHC 1, d l chiu cao cú hiu (d
dng
hoc
d
õm
)
Mu =33989.92 Nmm/mm

68.0
152*330
92.33989
As
mm
2
/mm
+ Kiểm tra hàm lợng cốt thép tối đa :

0.35d
'85.0 bf
fA
a
c
ys
+
với b=1mm

52.5 0.35d 6.4
50*85.0
400*68.0

77.36084

330
'
d
Mu
sA
mm
2
/mm
+ Kiểm tra hàm lợng cốt thép tối đa :

0.35d
'85.0
'
bf
fA
a
c
y
s
-
với b=1mm

2.64 0.35d 7.81
50*85.0
400*83.0
-
a
.Đạt yêu cầu.

(d - a /2) = 0.9 x 0.68x 400 x(152 -6.4/2) =36426.24 Nmm/mm
(Với =0.9)
Mn > Mu . Đạt yêu cầu.
b. Theo mô men âm :
Mn =
sA
'
.f
y
(d - a /2) =0.9 x400 x(132 0.83/2) =47370.6 Nmm/mm
Mn > Mu . Đạt yêu cầu.
3.4. Kiểm tra chống nứt :
+ ứng suất kéo f
S
f
Sa
= Z/(d
c.
. A)
1/3
0.6 f
y
= 240 MPa
Trong đó
+Z:thông số bảo vệ nứt = 23000 N/mm
+d
c
khoảng cách từ thớ chịu kéo xa nhất đến tim thanh gần nhất 50 mm
+A : Diện tích có hiệu của bê tông chịu kéo có trọng tâm trùng trọng tâm cốt thép
+ Để tính ứng suất kéo f

= 2400 kg/ m
3

f
c
= 50 MPa E
c
= 35749.53 MPa
E
S
= 200 000 MPa
n= E
S
/ E
c
= 6
a Theo mômen dơng :
A's
As
hf
d'
x
d
dc
b = 1 mm

Ta giả thiết x d

, d
c

S
(d

- x)
2
+ nA
S
(d - x)
2
I
CT
= 33
3
/3 + 6*0.83(45 33)
2
+ 6*0.68(152- 33)
2
I
CT
= 70473 mm
2
/mm
Vậy ta có :
f
S
=
y
I
M
n

0,5 bx
2
= 183.6 -4.08x + 538.56 - 4.98x
Giải phơng trình ta có : x = 30< d=45
I
CT
= 30
3
/3 + 6*0.68(45 - 30)
2
+ 6*0.83(132- 30)
2
I
CT
= 61729.92mm
4
/mm
Vậy ta có :
f
S
=
y
I
M
n
= 6x
92.61729
66.21392
x(132-30) = 212.1 MPa
Kết luận: f

.bố trí với khoang cách nh sau :
40
30
200
16ỉ
14ỉ

Hình 4.17 Bố trí thép trong bản loại dầm 20
2
5
8
9
10
16
16a200
10a200
16a200
14a200
PhÇn III : TÝnh to¸n dÇm chñ tiÕt
diÖn nguyªn c¨ng sau

65.0
1045x208104
1240

2150
650
800
200 80
110
2150
250
650A – TÝnh Néi Lùc
I. TÜnh t¶i cho 1 dÇm
1. TÜnh t¶i giai ®o¹n 1 ( g
1
) Mặt cắt MC105
Diện tích:
A
105
=(0.8*0.28-2*0.075*0.08) + (0.11*0.82*1/2*0.11*0.275) +(0.25*1.21+ 0.65*0.55
-2*1/2 *0.25*0.275) =0.861 m
2

A
100
=(0.8*0.28 2*0.075*0.08)+(0.8*0.0392- 2*1/2*0.0392*0.075)+0.65*1.8308
= 1.43 m
2

b
= (H
b
+ 0.08)*S*
c
=(0.2 +0.08)*1.9*24 =12.768 Kn/m.
2. do dầm ngang :
g
dn
=(H - H
b
- 0.3)*(S - b
n
)*b
n
/l
1
)*
c

=(2.15 - 0.2 - 0.3)x(1.9 - 0.25)x0.25x24/10.6 =1.57 Kn/m
Với b
n
=250mm,l=L-2
l
=42-2x300=41400mm.
l
1
:khoảng cách các dầm ngang :chọn 5 dầm ngang /nhịp l
1

):
1. do cột lan can + bản bộ hành :
g
lb
=( P
1
+ P
2
)*2/n
c
= 2.209 Kn/m
Trong đó P
1
:

trọng l-ợng của lan can
P
2
:

trọng l-ợng của bản bộ hành
n
c
: số dầm chủ
g
lb
= 5.433 *2 /6 =1.811 kn/m
2. do lớp phủ :
-lớp phủ mặt cầu:
+ Bê tông Asphalt dày 5cm trọng,l-ợng riêng là 22,5 KN/m

24
0,72

Tĩnh tải rải đều của lớp phủ tính cho 1mm cầu là:

2,56(KN/m)72,072,012,1g
lp

Tĩnh tải giai đoạn 3: g
3
= g
lb
+
lp
g
=4.371Kn/m
2. Vẽ đah mômen và lực cắt

l
x
w
2
2l
xl
w
2
)(

M
1

M
2

M
3
M
lp

w

w

w

V
1

V
2

V
3

V
lp

100

223.37
28.174
39.85
102
-
-
-
-
161.46
3519.83
2317
292.24
413.34
-1.3
11.67
10.37
226.01
148.81
18.77
26.55
103
-
-
-
-
201.83
4399.9
2896.26
364.5
515.53

4
41500
*
4
1

b= min{(12 t
s
+ b
w
=12x(200-15)+250=22470mm b=1900mm

s=1900mm
Ta xem tiết diện đứơc quy đỏi nh- hình vẽ .
800
200
80
110
1950
250
300
250
650
800
200
80
110
1950
7575
725

2
- b
w
)*h
2

=1950*250 + (725-250)335 + (650-250)*425
=816625 mm
2

S
®
= 1950
2
/2*250* + (725-250)335(1950-335/2) + (650-250)*425
2
/2
= 795077812.5mm
3
Y
d
=
974
g
d
A
S
mm , Y
tr
=h- Y

1
(Y
tr
-h
1
/2)
2
+ (b
2
- b
w
)*h
2
3
/12
+ (b
2
- b
w
)*h
2
(Y
d
- h
2
/2)
2
=1950
3
*250/12 + 1950*250(1950/2 -974)

s
= 200 (mm)
A
lh
= 816625.10
-3
+0.74*(1900*200) =1097825 (mm
2
)
- M« men tÜnh ®èi víi trôc 1-1 :
S
1-1
= n
1
*b
b
*t
s
(Y
tr
- t
s
/2) =0.74*1900*200*(976 -200/2) =246331200 mm
3

-C = S
1-1
/A
lh
=246331200/1097825 =224.38(mm)

Y
ic
= H - Y
bc
=1950 - 1198.38 =751.62mm
Y
tc
= H - Y
bc
=2150 - 1198.38 =951.62 mm
I
c
=0.32 x10
12
+0.817.10
3
* 224.38
2
+0.74[1900*200
3
/12 + 1900*200*(751.62 +200/2)
2

=5.2492063.10
11
mm
4
+ Tính đặc tr-ng hình học tại tiết diện đầu dầm chủ :
A = H *b
-

4
41500
*
4
1

b= min{(12 t
s
+ b
w
=12x(200-15)+250=22470mm b=1900mm

-Mô men quán tính I
g
:
I
g
=H
3
*b
w
/12 + H*b
w
*(H/2 -Y
d
)
2
+ (b
1
- b

11
mm
4

+Tính tiết diện liên hợp :
- A
lh
=n
1
(b * t
s
) + A
Với n
1
=0.74
A
lh
=1292625 +0.74(1900 * 200) = 1573825 mm
2

- Mô men tĩnh đói với trục 1-1 :
S
1-1
= n
1
*b
b
*t
s
*(Y

c
= I
g
+ A*C
2
+n
1
[b
b
*t
s
3
/12 + b
b
*t
s
(Y
ic
+ t
s
/2)
2
]
=4.17.10
11

+ 1292625 * 153.534
2
+ 0.74[(1900 * 200
3


d
E
:Môđun đàn hồi của vật liệu làm bản mặt cầu.

g
I
:Mômen quán tính của dầm không liên hợp

g
e
:khoảng cách giữa trọng tâm dầm và trọng tâm
bản mặt cầu.
e
g
= Y
t
+t
s
/2 =976 + 100 = 1076 mm
A:Diện tích dầm chủ đúc tr-ớc
K
g
= 1.354(3.2172297 x10
11
+ 1076
2
*816625)
=1.71578.10
12

mg
MI
M
=0.075+
1.0
3
2.06.0
)()()
2900
(
s
Lt
Kg
L
SS
=0.568
2.Dầm ngoài :
a.Tr-ờng hợp xếp 1 làn xe (tính theo ph-ơng pháp đòn bẩy):
y
1
= 880/2080=0.42
y
2
= 0