®å ¸n tèt nghiÖp

1 PhÇn I
Giíi thiÖu chung đồ án tốt nghiệp

2

Ch/ơng i
Đánh giá các đặc điểm địa hình, địa chất


3

Ch/ơng ii
Đánh giá các đặc điểm thuỷ văn
2.1. Đặc điểm thuỷ văn :
Mức n-ớc cao nhất Hcn = +66,3 m.
Mực n-ớc thấp nhất Htn = +58.58 m.
Sông thông thuyền cây trôi. Khổ thông thuyền cấp I m (80x10)
Vào mùa khô mực n-ớc thấp thuận lợi cho việc triển khai thi công công
trình.
®å ¸n tèt nghiÖp

4
7m có chiều dày thay đổi từ 0.8 ữ 0.25 m tại đỉnh trụ đến giữa nhịp, bản trên
rộng 14.5 m có chiều dày không thay đổi 0.25m, s-ờn dầm dày 0.3 m.
Theo dọc cầu, dầm đ-ợc chia thành các đốt đúc hẫng chiều dài đốt từ 3
ữ 4.5 m, đúc bằng xe treo, riêng hai đầu trụ T2 và T7 có hai đoạn dầm 15m
đúc trên đà giáo.

1.2.2. Kết cấu phần d;ới
Toàn cầu có 8 trụ và hai mố
Các trụ T1,T8 và mố đều dùng 6 cọc khoan nhồi đ-ờng kính 1m. Các
trụ T2, T3, T6, T7, dùng 8 cọc khoan nhồi D = 1.0m . Còn lại trụ T4, T5
dùng 8 cọc khoan đ-ờng kính 1.5m . Chọn sử dụng mố chữ U bê tông cốt
thép.

1.2.3. Mặt cầu và các công trình phụ khác
đồ án tốt nghiệp

6

Lớp phủ mặt cầu xe chạy dày 100 mm. Bao gồm phòng n-ớc 10 mm
lớp bê tông nhựa 50 mm, lớp bê tông bảo vệ 30mm, lớp tạo dốc dày trung
bình 10mm
Mặt cầu có độ dốc ngang 2.0 %
Hệ thống thoát n-ớc dùng ống bố trí dọc cầu để thoát xuống gầm cầu
Toàn cầu có 6 khe co giãn tại các mố, trụ dẫn và cuối nhịp liên tục
Gối cầu dùng gối chậu cao su
Trên trụ T4 bố trí gối cố định
Lan can trên cầu dùng lan can thép.
Hệ thống cột đèn bố trí theo hai thành biên cầu cự ly dự kiến 30 m/cột
đèn.



7

1.4. Nội dung tính toán nhịp chính
Trong b-ớc thiết kế ph-ơng án sơ bộ, yêu cầu tính toán kết cấu nhịp
trong giai đoạn khai thác với hai mặt cắt.
Mặt cắt giữa nhịp.
Mặt cắt đỉnh trụ.
Tính một mố, một trụ, kiểm toán tại mặt cắt đỉnh bệ và mặt cắt đáy bệ,
sơ bộ tính và bố trí cọc.
1.4.1. Chọn các kích th;ớc hình học
Trong cầu dầm hộp BTCT liên tục chiều dài nhịp biên th-ờng lấy
khoảng (0.6 0.8) chiều dài nhịp chính, để đảm bảo đ-ờng bao mô men
đ-ợc hài hoà.
Với chiều dài nhịp chính 102 m, Lc = 102 m ta chọn chiều dài nhịp biên
Lb = 61.2 ữ 81.6 m là hợp lý với cầu liên tục 3 nhịp đúc hẫng.
Trong ph-ơng án cầu này là 5 nhịp liên tục đúc hẫng để đảm bảo đ-ờng
bao mô men đ-ợc hài hoà ta chọn các nhịp nh- sau
Chọn Lb1 = 58 (m).
Chọn Lb2 = 45 (m).
Dựa vào các công thức kinh nghiệm mối quan hệ giữa các thông số nh-
chiều dài nhịp, chiều cao hộp, chiều dày nắp hộp, bản đáy ta chọn mặt cắt
ngang kết cấu nhịp nh- hình vẽ:

20
L
15
L
H
box

2
).(

Trong đó
y : là chiều cao dầm tại mặt cắt cách mặt cắt giữa nhịp một
khoảng x.
H : là chiều cao dầm tại mặt cắt trên gối.
h : là chiều cao dầm tại mặt cắt giữa nhịp.
lh : là chiều dài đoạn cánh hẫng có chiều cao thay đổi.
1.4.2.2. Ph;ơng trình thay đổi chiều dày bản đáy
Thay đổi theo ph-ơng trình Parabolla: y = x
2
+ bx + c
h
l
).xh-(H
y
2
d
2
dd
+=
đồ án tốt nghiệp

9

Trong đó:
y : là chiều dày bản đáy tại mặt cắt cách mặt cắt giữa nhịp một
khoảng x.
H

K10K11K12K13
HL2
hl1
K1

đồ án tốt nghiệp

10

trụ T4,T5
K20
K21
K23K22 K24 K25 K26K27K28K29K30
HL3
K02K19

1.4.2.4. Đặc tr;ng hình học tiết diện:
Sơ đồ cầu liên tục 5 nhịp đúc hẫng đối xứng qua tim cầu, các đốt đúc
đối xứng, ta đánh số thứ tự các đốt đúc nh- hình vẽ , tính cho 1/2 cầu ta có
đặc tr-ng hình học các mặt cắt
Bảng: Các đặc tr;ng hình học của tiết diện
Tên đốt

Chiều dài
đốt
(m)
Chiều cao
MC
(m)


K29 4.50 2.66 9.67 0.23 14.34
K30 4.50 2.55 9.41 0.22 12.63
HL 2.00 2.50 9.28 0.21 11.83

1.4.3 - Tính toán nội lực mặt cắt đỉnh trụ trong thi công và khai thác
Cầu thi công theo ph-ơng pháp đúc hẫng cân bằng đối xứng, nên trong
từng b-ớc thi công kết cấu sẽ làm việc theo các sơ đồ khác nhau thay đổi liên
tục , ở đây ta thiết kế sơ bộ do đó ta chỉ tính một tr-ờng hợp đại diện nh- sau
Khi thi công thì ta đúc đồng thời trên trụ T3, T4 và tiến hành đúc luôn
đoạn trên đà giáo. Sau khi đúc hết phần cánh hẫng của trụ T3 thì tiến hành
hợp long nhịp 58m và nhịp 45m với đoạn trên đà giáo sau đó đúc tiếp các đốt
còn lại của nhịp 102m và hợp long.
1.4.3.1 Nội lực mặt cắt đỉnh trụ T4 ,T5 trong giai đoạn hợp long nhịp
chính
Tải trọng tác dụng gồm
- Tải trọng 1/2 đốt hợp long coi là tải trọng tập trung đặt ở đầu cánh
hẫng P1/2Hl = 22.272 KN
- Tải trọng thi công rải đều Ptc = 0.024 T/m2 = 3.48 KN/m
- Tải trọng xe đúc đặt cách đầu cánh hẫng 1m Pxđ = 800 KN
- Tĩnh tải rải đều của các đốt đúc DC
Do thiết kế sơ bộ nên ta xếp tải đơn giản nh- hình vẽ và tính mô men tại
trụ nh- công son
Theo 22TCN272 01 thì tải trọng thi công lấy hệ số v-ợt tải là 1.5
đồ án tốt nghiệp

12

P1/2hl
Pxd


= 1.5 x M
tc
= 1636.99 KNm
+ Do trọng l-ợng các đốt đúc ta lập bảng tính Tên đốt

L(m)

X (m)

Pi(KN)

M
tc
(KNm)M
tt
(KNm)

K02 6.00 3.00 2564.64

7693.92 11540.88

K20 3.00 7.50 1180.08

8850.60 13275.90


42101.10 63151.65

K29 4.50 43.25 1044.36

45168.57 67752.86

K30 4.50 47.75 1016.28

48523.37 72791.06

Tổng 335478.80

503218.10đồ án tốt nghiệp

13Vậy ta có tổng mô men tại mặt cắt đỉnh trụ là
M
tc
= 380120.13 KNm
M
tt
= 570180.195 KNm
1.4.3.2 Nội lực tại mặt cắt đỉnh trụ trong giai đoạn khai thác
Trong giai đoạn này tải trọng tác dụng lên kết cấu nhịp bao gồm

tc
mc
= 18.247 KN/m
DW
tt
mc
= 31.932 KN/m
Ta lấy DW
tc
lc
= 1.0 KN/m
DW
tt
lc
= 1.5 KN/m
+> Trọng l-ợng gờ chắn bánh
Gờ chắn bánh bố trí thể hiện nh- mặt cắt ngang
DW
tc
gc
= 6.0 KN/m
DW
tt
gc
= 9.0 KN/m
Trọng l-ợng rải đều của lan can, gờ chắn
DW
tc
gclc,
= 7.0 KN/m

Hoạt tải ở đây bao gồm
HL93
Ng-ời
+> Hệ số phân bố ngang
Với tr-ờng hợp mặt cắt ngang của kết cấu nhịp có một hộp khoảng cách
giữa hai s-ờn hộp lớn nên ta tính hệ số phân bố ngang theo ph-ơng pháp đòn
bẩy. Mặt cắt ngang một hộp đ-ờng ảnh h-ởng phản lực lên hộp sẽ có tung độ
không đổi bằng 1, ta có thể xác định dễ dàng hệ số phân bố ngang
Hệ số phân bố ngang đối với tải trọng ng-ời
g
ng
= 3
Hệ số phân bố ngang đối với tải trọng làn
g
lan
= 6
Hệ số phân bố ngang đối với xe hai trục thiết kế
g
trucxe2
= 2
Hệ số phân bố ngang đối với xe tải thiết kế
g
xetaitk
= 2
1.4.3.2.3 Lực xung kích
- Không áp dụng cho tải trọng làn và tải trọng bộ hành
- Lực xung kích cho xe tải thiết kế và xe hai trục thiết kế = 1 + IM/100

Trạng thái giới hạn Công thức Giá trị
TTGH mỏi và giòn 1 + IM/100 1.15

M
tt
DVV
= 1.5 x 16723.53 = 25085.29 KNm
đồ án tốt nghiệp

16

Mô men do tải trọng bộ hành

M
tc
ng
= 3 x 9 x 662.3976 = 17884.74 KNm
M
tt
ng
= 31298.29 KNm

Mô men do tải trọng làn

M
tc
lan
= 6 x 9.3 x 662.3976 = 36961.79 KNm
M
tt
lan
= 64683.13 KNm
Mô men do tải trọng xe tải thiết kế thiết kế ( Struck)

tr-ớc xe này cách bánh sau xe kia 15m tổ hợp với 90% tải trọng làn thiết kế
khoảng cách giữa các trục 145KN của mỗi xe tải phải lấy bằng 4.3m
Mô men do tĩnh tải DW
Hệ số v-ợt tải 1.5
M
tc
DVV
= 25.247 x 791.9695 = 19994.854 KNm
M
tt
DVV
= 1.5 x 19994.854 = 29992.281 KNm
Mô men do tải trọng bộ hành

M
tc
ng
= 3 x 9 x 791.9695 = 21383.18 KNm
M
tt
ng
= 37420.56 KNm
Mô men do tải trọng làn

M
tc
lan
= 6 x 9.3 x 791.9695 = 44191.898 KNm
M
tt


đồ án tốt nghiệp

18

1.4.4 Xác định l;ợng cốt thép dự ứng lực và tính duyệt mô men mặt cắt

1
: Hệ số chuyển đổi hình khối ứng suất,
1
= 0.8 theo 5.7.2.2.
+) f
pu
: C-ờng độ chịu kéo quy định của thép DƯL, f
pu
= 1860 MPa.
)
2
.(
)
22
).(.( 85,0
'
1
a
df
h
a
bbhfM
A
pps
f
Wfctt
ps


=


- Giả thiết :
+) Chiều cao bố trí thép DƯL là : a
t
= 20 (cm) => d
P
= 650 20 =
630 (cm)
+) Lấy c = 0,42 d
P
= 0,42 . 630 = 264.6 (cm)
+) Ta có : a = 0,8. c = 0,8 . 264.6 = 211.68 (cm)

- Bảng tính toán diện tích cốt thép DƯL cần thiết tại mặt cắt đỉnh trụ :
Tên gọi các đại l-ợng Kí hiệu

Giá trị Đơn vị

Tổng giá trị mô men tại mặt cắt đỉnh trụ

Mtt 570180.19

KN.m

Hệ số quy đổi hình khối

1

0.8
Cờng độ chịu nén của bê tông fc' 4 KN/cm2

pu
py








=








=
p
pups
d
c
k - 1f f
đồ án tốt nghiệp

20

* Xác định l-ợng cốt thép cần thiết cho mặt cắt đỉnh trụ trong giai đoạn khai

Tên gọi các đại l-ợng Kí hiệu

Giá trị Đơn vị

Tổng giá trị mô men tại mặt cắt đỉnh trụ

Mtt 124793.79

KN.m

Hệ số quy đổi hình khối

1

0.8
Cờng độ chịu nén của bê tông fc' 4 KN/cm2

Chiều cao mặt cắt h 250 cm
đồ án tốt nghiệp

21

Chiều cao bố trí cốt thép at 20 cm
Chiều cao có hiệu mặt cắt dp 230 cm
Bề rộng bản cánh chịu nén b 1450 cm
Chiều dày bản cánh chịu nén hf 26.9 cm
Bề dày bản bong bw 60 cm
Chiều cao vùng chịu nén c 96.6 cm
Chiều dày khối ƯS t-ơng đ-ơng a 77.28 cm
ứng suất trung bình trong thép DƯL fps 160.379











+






=
2
h
-
2
a
hb-b0.85f
2
a
- df A-
2
a
-df A

= 9043.2 mm
2
.
f
y
: Giới hạn chảy quy định của cốt thép th-ờng, f
y
= 420 MPa.
d
s
: Khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt
thép không có DƯL.
A
s
: Diện tích cốt thép chịu nén chọn
20 thanh đ-ờng kính 24mm,
A
s
= 9043.2 mm
2
.
f
y
: Giới hạn chảy quy định của cốt thép chịu nén, f
y
= 420 MPa.
d
s
: Khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép
chịu nén, d

: Giới hạn chảy của thép DƯL, f
py
= 85%f
pu
= 1581 MPa.
c : Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà với
giả thiết là thép DƯL đã bị chảy dẻo.

p
pu
psw1
'
c
fw
'
c1
'
y
'
ápups
d
f
kA b0.85f
)hb.(b.f0.85 fAAs.fyfA
c
+
+
=



py








=

* Duyệt mô men mặt cắt đỉnh trụ trong giai đoạn thi công:
Giá trị Aps = 540 cm2
Thay các giá trị vào các công thức ta có :
k = 0.38
c = 436.2 (mm).
a = 348.96 (mm).
f
ps
= 1751.12 (MPa).
Mn = 593911.9 (KNm).
Mr =

Mn


= 1.00 hệ số sức kháng
Vậy Mr = 593911.9 > Mtt = 570180.95 (KNm). => Đạt

đồ án tốt nghiệp

Mr =

Mn


= 1.00 hệ số sức kháng
Vậy Mr = 13779.004 > Mtt = 124793.79 (KNm). => Đạt

đồ án tốt nghiệp

24

1.5. Tính trụ T4
Cấu tạo trụ
1.5.1 Tải trọng tác dụng.
1.5.1.1. Trọng l;ợng bản thân
Trọng l-ợng bản thân trụ do các thành phần cấu tạo nên trụ gồm:
Với tải trọng này hệ số v-ợt tải n = 1.25

Hệ số tải trọng ở đây là n = 1.25
Ptt = 4476.15 KN
1.5.1.3 Phản lực tác dụng lên trụ do lớp phủ mặt cầu và các tiện ích công
cộng
Ta xác định bằng cách xếp tải trực tiếp lên đ-ờng ảnh h-ởng
Đ-ờng ảnh h-ởng có đ-ợc bằng cách sử dụng ch-ơng trình Sap200
Đ-ờng ảnh h-ởng phản lực gối
Các thông số của đ;ờng ảnh h;ởng
Tổng S = 90.02061
Tổng S+ = 95.43269
Tổng S - = 5.41207
Xếp tải trực tiếp lên ta có
Hệ số v-ợt tải n = 1.5
Ptc = 25.247 x 90.02061 = 2272.75 KN
Ptt = 3409.13 KN
1.5.1.4 Phản lực tác dụng lên trụ do hoạt tải
Theo quy định 22TCN272 01 phản lực tác dụng lên trụ đ-ợc tổ hợp từ
90% hiệu ứng của hai xe tải thiết kế đặt cách nhau 15m Với 90% hiệu ứng
của tải trọng làn và tải trọng bộ hành
Hệ số v-ợt tải ở đây n = 1.75
+> Do tải trọng làn
Plan = 9.3 x 95.43269 x 1.75 x 6 = 9319.002 KN
+> Do tải trọng bộ hành
Png = 9 x 95.43269 x 1.75 x 3 = 4509.195 KN
+> Do xe tải thiết kế