BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU
Nguyễn Văn B - 1 - Cầu Anh - K46
PHẦN I
SỐ LIỆU CHUNG
Nhiệm vụ :
+Thiết kế trụ số: T2
+Thiết kế dựa theo tiêu chuẩn 22TCN-272-05
Các thông số cho như sau:
-Mặt cắt ngang KCN (định hình)
+Chiều dài nhịp:l
nhịp
=L
1
= L
2
= L
3
=L
4
=L
5
=33, 0 m, h=1. 8 m , tiết diện I.
+ Chiều dài nhịp tính toán:L
tt
=34. 4m
+Khổ cầu:9,2+ 2x1.15
-Chiều cao các kết cấu bên trên
+Lớp phủ mặt cầu: 10 cm
+Bản: 20 cm
+Gối: * Gối cố định: 310 x460 x56 (mm)-Gối cao su bản thép
*Gối di động: 410 x460 x80 (mm)-Gối cao su bản thép

 Kiểm toán nứt
V. Bản vẽ trụ cầu BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU
Nguyễn Văn B - 4 - Cầu Anh - K46

I. Chọn cấu tạo kết cấu nhịp-Cấu tạo trụ:
I. 1 Chọn cấu tạo kết cấu nhịp:
Căn cứ số liệu về khổ cầu, chiều dài nhịp chọn kết cấu nhịp như sau :
Mặt cắt ngang gồm 5 dầm chủ dạng chữ I đặt cách nhau 2, 30m. Toàn nhịp có 5 dầm
ngang bố trí theo cấu tạo, mặt cầu bằng bê tông cốt thép đúc tại chỗ dầy 20 cm, phía trên
là lớp phủ mặt cầu bằng bê tông át phan dày trung bình 10 cm. Cấu tạo lề người đi kiểu
đồng mức. Lan can, tay vịn bằng bê tông cồt thép.
BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU
Nguyễn Văn B - 5 - Cầu Anh - K46
Cấu tạo dầm chủ: Mặt cắt giữa nhịp
c
900
d
120
e
130
f
100

m
200
n
650
Trọng lượng dầm chủ: P
5dc
=5*(A*L)*g
bt
=5*0. 71975*35*24. 53=3089, 7 kN
I. 2 Chọn cấu tạo trụ:
Trụ thiết kế kiểu trụ thân hẹp cao 6. 8 m, móng trụ là móng nông. Kính thước của trụ,
kết cấu nhịp, cũng như bố trí tổng thể trình bày trên hình vẽ.
I. 2. 1. Xác định kích thước mũ trụ:
' ''
00
min
bb
B =b3 +b2'+b2''+ + + 2*(15 20)+2*b1
22

A
min
= (n-1)*a
2

đúc sẵn
b
e

S
s

BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU
Nguyễn Văn B - 6 - Cầu Anh - K46
Trong đó :
A
min
, B
min
: chiều rộng và chiều dài tối thiểu của mũ trụ ;
( n-1) : số khoảng cách giữa tim các dầm chủ ;
b’
0
, b’’
0
: kích thước thớt gối theo phương dọc cầu ;
a
0
: kích thước thớt gối theo phương ngang cầu
15 - 20 cm :khoảng cách nhỏ nhất từ mép thớt gối đến mép bệ kê gối;
b
2
,
và b
2

=31 cm (gối cố định)
b
1
=25 cm (Vì L=35 m) n=5 dầm
a
2
=240cm a
0
=46 cm
a
1
=30cm (gối phẳng) b’’
0
= 41 cm(gối di động)
a
0
= 46 cmDo đó :
B
min
= 5. 495 +2*30+41/2+31/2+2*15+2*25= 181. 495 cm =>chọn B=250 cm
A
min
= 240*(5-1) + 46+2*15+2*30 = 1096 cm =>chọn A=1140 cm
BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU
Nguyễn Văn B - 7 - Cầu Anh - K46
I. 2. 2. Lựa chọn kích thước thân trụ và bệ móng: Căn cứ vào qui trình ta lựa chọn
kích thước thân trụ và bệ móng như hình vẽ :

6

BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU
Nguyễn Văn B - 8 - Cầu Anh - K46
A
1
=52000 mm
2

A
2
=102000 mm
2
A
3
=57750 mm
2
A
4
=17800 mm
2
A
5
=85000 mm

m
Chiều dày 3 dầm ở giữa nhịp
0. 2
m
Vậy P
5dn
= 276. 87744 kN

1. 2. Trọng lượng lớp phủ và tiện ích:
P
bản mc
=h
b
*B
tc
*L*g
bt
=0. 18*13*35*24. 53= 2009 kN
P
lớp phủ
=

h
lp
*B
xc
*L*g
lp
=0. 07*12*35*21. 58= 634, 452 kN


bt
+ 5*V
đá kêbêntrái
*g
bt

=5*(0. 76*0. 61*0. 2)*24. 53 + *(0. 76*0. 61*0. 2)*24. 53
=22. 74 kN
- Mũ trụ:
a
mt
=
11, 4
m
b
mt
=
2. 5
m
h
mt
=
1. 2
M
V
mt
=
11, 88
m
3

b
m
=
6
M
h
m
=
2
M
V=
108
m
3

P
móng
=
2649, 24
kN

Vậy trọng lượng trụ tại đỉnh trụ : P= 2483. 48 kN
trọng lượng trụ tại chân trụ: P= 5132. 73 kN
BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU
Nguyễn Văn B - 10 - Cầu Anh - K46
II. 2. Hoạt tải:



5
0. 439
145. 0
127. 29

6
0. 314
145. 0
91. 047

W
L
= 9. 3
KN/m
145
KN
145
KN
35
KN
145
KN
145

4.
3
m
1
.

2

m

7

BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU
Nguyễn Văn B - 11 - Cầu Anh - K46
Xe hai trục
7
0. 965
110
212. 33

3
1
110
220
Tải trọng làn
WL
34. 4
9. 3
639. 84
Tổng cộng

3. 2. Trường hợp người đi trên cả 2 lề nhịp phải (trái):
Tải trọng tiêu chuẩn người đi bộ: q= 3 kN/m
Bề rộng người đi bộ B
nd
= 1. 5 m
Phản lực gối do người đi bộ: PL
t
=0 kN
PL
p
=103, 2 kN
3. 3. Trường hợp người đi trên 1 lề cả 2 nhịp (xếp lệch tâm):
BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU
Nguyễn Văn B - 13 - Cầu Anh - K46 Tải trọng tiêu chuẩn người đi bộ: q= 3 kN/m
Bề rộng người đi bộ B
nd
= 1. 5 m
Phản lực gối do người đi bộ: PL
t
=51. 6 kN
PL
p
=51. 6 kN
Mô men ngang cầu do tải trọng người xếp lệch tâm gây ra: e= 5. 25 m
M=270, 9 kN/m
II. 4. Lực hãm xe
Lực hãm xe bằng 25% tổng trọng lượng các trục xe tải hay xe 2 trục thiết kế của tất cả

1. 838
Chiều cao dầm và bề dày lớp phủ nhịp phải

h
g

1. 838
Chiều cao toàn bộ kết cấu trên nhịp trái

h
s

2. 65
Chiều cao toàn bộ kết cấu trên nhịp phải h
s

2. 65
Chiều cao gối cầu và đá kê gối h
b

0. 250
Chiều cao xà mũ

6, 8
Chiều cao bệ trụ

h
2. 000
Bề rộng xà mũ

b
h

11. 4
Bề rộng thân trụ

b
c

7
Chiều sâu dòng chảy
2
*A
t
*C
d
>1. 8A
t
(kN)
V:tốc độ gió thiết kế
C
d
:hệ số cản
A
t
:diện tích k/c hay cấu kiện phải tính gió ngang trạng thái ko co hoạt tải tác dụng
Tải trọng gió ngang tác dụng lên KCN V=38 m/s
A
t
=185, 5 m
27,3
65,2
12
d
b
Tra bảng có C
d
=1. 42


C
d
=1
P
D
= 11, 78 kN
1. 8A
t
=24, 48 kN
BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU
Nguyễn Văn B - 16 - Cầu Anh - K46
Vậy WS3=24, 48 kN Đặt cách đáy móng 5. 4 m
Đặt cách đỉnh móng 3. 4 m

6. 2. Tải trọng gió tác động lên xe cộ (WL)
Tải trọng gió ngang
Tải trọng gió ngang tác dụng lên xe cộ = 1. 5 kN/m
Điểm đặt lực cách mặt đường h = 1. 8 m
WL = 49. 5 kN
Cách đáy móng 13. 638 m
Cách đỉnh móng 11. 638 m
Tải trọng gió ngang dọc cầu
Tái trọng gió ngang tác dụng lên xe cộ = 0. 75 kN/m
Điểm đặt lực cách mặt đường h = 1. 8 m
WL = 24. 75 kN
Cách đáy móng 13, 638 m
Cách đỉnh móng 11, 638 m
6. 3. Lực gió thẳng đứng V
P

BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU
Nguyễn Văn B - 18 - Cầu Anh - K46
Bảng 1: Lực gió theo phương ngang cầu

Ngang đáy móng Ngang đỉnh móng

TT
Ngang
Tay đòn

TT
Ngang
Tay đòn
WS1
228. 22
11. 328

WS1
228. 22
9,
328
WS2
5, 4
9, 4

WS2
5, 4

Tay đòn

TT
Dọc
Tay đòn
WS1
57. 055
11. 328

WS1
57.
055
9,
328
WS2
1. 35
9, 4

WS2
1. 35
7, 4
WS3
12. 375
5. 4

WS3
12.
375
3. 4
Tổng

móng
= 108 m
3

Tại đỉnh móng WA
1
= - 94, 02 kN
Tổng thể tích V = 117, 58 m
3

Tại đáy móng WA
2
= - 1153, 51N
Lực do dòng chảy v=1. 5 m/s
Áp lực dòng chảy tác dụng theo phương dọc trụ
P=5. 14*10
-4
*C
0
*V
2
=5. 14*10
-4
*0. 7*1. 5
2
=8. 10
-4
MPa
Diện tích phần trụ chịu áp lực dòng chảy A=2. 1=2 m
2

Ngang cầu
Qy
Z1
Mx
Qy
Z2
My
cấu kiện và thiết bị
phụ DC

DC
5367.
3
Lớp phủ và tiện ích
DW

DW
634.
453
áp lực dòng chảy P
Dọc cầu

3. 2
2. 5
8
Ngang cầu

Gió trên hoạt tải WL
Dọc cầu
WL

24.
75
11.
363
281.
23
333.
9
11.
328
3782.
42
Với
V=25m/s

333.
9
11.
328
3782.
42
Gió tác động lên
KCPD
Với V thiết
kế
WS

24.

5. 4
7. 4
39. 96
BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU
Nguyễn Văn B - 21 - Cầu Anh - K46
Gió dọc WS
Gió tác động lên
KCPT
Với V thiết
kế
WS

Gió tác động lên lan
can
Với V thiết
kế
WS

57.
06
9. 328
532.
21
Với
V=25m/s

Lực hãm xe

BR

162.

BR,
CE,
PL
WS
WL
WA
Qy
Mx
Qx
My
kN
kN. m
kN
kN. m
Sử
dụng

1
1
1
0. 3
1
1
7606. 84
211. 68
2311. 00
158. 634
1734. 1519
Cường
độ

1
9827. 67
254. 40
2579. 14
85. 878
953. 02962

BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU
Nguyễn Văn B - 22 - Cầu Anh - K46
III. 1. Các tổ hợp và hệ số tổ hợp tại m/c đáy móng
tải trọng

hệ số
N
Dọc cầu
Ngang cầu
Qy
Z1
Mx
Qy
Z2
My
cấu kiện và thiết
bị phụ DC

DC
8016. 53

lực đẩy nổi B

WA
-1153. 5
áp lực dòng chảy
P
Dọc cầu

9. 6
1. 5
14. 4
Ngang cầu

Gió tác động lên
KCPT
Với V thiết kế
WS

333. 9
13. 328
4450. 2192
Với V=25m/s

333. 9
13. 328
4450. 2192
Gió tác động lên
KCPD
Với V thiết kế
WS


Gió dọc WS
Gió tác động lên
KCPT
Với V thiết kế
WS

Với V=25m/s

Gió tác động lên

lan can
Với V=25m/s

Lực hãm xe

BR

162. 5
13. 363
2171. 5
Lực ly tâm

CE
Sử dụng

1
1
1
0.
3
1
1
9196. 59
218.
08
2741.
18
158.
634
2065.
03
Cường
độ
I
1.
25
1.
5
1.
75 1

5
1.
35
0.
1
1
1
11708. 91
260.
80
3038.
44
85.
878
1138.
39

BỘ MÔN CẦU HẦM BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU
Nguyễn Văn B - 24 - Cầu Anh - K46
V. Kiểm toán mặt cắt đỉnh móng
IV. 1. Tính duyệt mặt cắt thân trụ
-Diện tích mặt cắt thân trụ A
g
=13, 1416 m
2

Trụ 2 đầu tròn, chuyển thành tiết diện chữ nhật tương đương có chiều dài
b=
57.6
2

I
10469. 71
287. 58
2593. 08
-
-
II
7660. 80
102. 29
80. 89
509. 292
5467. 8557
III
9827. 67
254. 40
2579. 14
85. 878
953. 02962
1. Tính toán cấu kiện chịu nén
Tổ hợp để kiểm tra là Cường độ 1 N= 10469, 71 kN
Kiểm tra điều kiện uốn theo 2 chiều
Nếu
gcu
AfP 1.0
'
thì kiểm tra theo điều kiện:

0
1111
PPPP

g
=0. 1*0. 75*28*13, 1415*10
3
=27597 kN
P
u
=10469, 71 kN Vậy P
u
<0. 1f’
c
A
g

Vậy kiểm tra theo điều kiện:

0,1
ry
uy
rx
ux
M
M
M
M

rx
M
: Sức kháng uốn tính toán đơn trục của mặt cắt theo trục X
ry
M

39. 674
11663.
9
1. 971
2