ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VĂN HOÀNG DUY LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
TỔNG QUAN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VĂN HOÀNG DUY LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45 PHẦN I
THIẾT KẾ SƠ BỘ
CÁC PHƯƠNG ÁN CẦU
PHẦN III
THIẾT KẾ TỔ CHỨC
THI CÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VĂN HOÀNG DUY LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
MỤC LỤC

Trang
LỜI MỞ ĐẦU
TỔNG QUAN 1
PHẦN I. THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN CẦU
CHƯƠNG 1. PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ I
CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCTDƯL ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG 4
1.1 Tổng quan về công nghệ đúc hẫng cân bằng 4
1.2 Giới thiệu chung về phương án 5
1.3 Tính toán kết cấu nhịp 7

CHƯƠNG 5. GIỚI THIỆU CHUNG 182
5.1 Tổng quan về công nghệ thi công bằng phương pháp đúc hẫng cân bằng 182
5.2 Giới thiệu chung về phương án 183
CHƯƠNG 6. TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC 185
6.1 Lựa chọn các kích thước cầu 185
6.2 Tính đặc trưng hình học của dầm chủ 185
CHƯƠNG 7. TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG CÁC GIAI ĐOẠN 189
7.1 Tĩnh tải giai đoạn 1 (DC) 189
7.2 Tĩnh tải giai đoạn 2 (DW) 189
7.3 Nội lực tác dụng lên kết cấu nhịp 191
CHƯƠNG 8. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP 214
8.1 Tính lượng cốt thép trong giai đoạn thi công 214
8.2 Tính và bố trí cốt thép DƯL trong giai đoạn khai thác 221
CHƯƠNG 9. KIỂM TOÁN KẾT CẤU NHỊP 227
9.1 Kiểm toán giai đoạn thi công 227
9.2 Kiểm toán giai đoạn sử dụng 238
CHƯƠNG 10. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU 256
10.1 Thiết kế cấu tạo bản mặt cầu 256
10.2 Tính toán nội lực 257
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VĂN HOÀNG DUY LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
10.3 Tính toán cốt thép và kiểm toán 263
CHƯƠNG 11. TÍNH TOÁN TRỤ CẦU 272
11.1 Kích thước cơ bản của trụ 272
11.2 Các loại tải trọng tác dụng lên trụ 272
11.3 Tổ hợp tải trọng 280
11.4 Kiểm toán các tiết diện với các tổ hợp tải trọng 280
CHƯƠNG 12. TÍNH TOÁN MỐ CẦU 294

chung và các thầy cô trong Khoa Công trình nói riêng em đã tích luỹ được nhiều kiến
thức bổ ích trang bị cho công việc của một kỹ sư tương lai.
Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự cố gắng trong suốt 5 năm học tập và tìm hiểu
kiến thức tại trường, đó là sự đánh giá tổng kết công tác học tập trong suốt thời gian qua
của mỗi sinh viên. Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp này em đã được sự giúp đỡ
nhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Cầu – Hầm, đặc biệt là sự giúp đỡ trực tiếp
của thầy: Cao Văn Giao
Do thời gian tiến hành làm Đồ án và trình độ lý thuyết cũng như các kinh nghiệm
thực tế còn có hạn nên trong tập Đồ án này chắc chắn sẽ không tránh khỏi nhứng thiếu
sót. Em xin kính mong các thầy cô trong bộ môn chỉ bảo để em có thể hoàn thiện hơn
Đồ án cũng như kiến thức chuyên môn của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!

TP.Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2010 Sinh viên: Văn Hoàng Duy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VĂN HOÀNG DUY LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN VĂN HOÀNG DUY LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT
Bộ môn Cầu – Hầm ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ VĂN HOÀNG DUY -1- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN TẠI KHU VỰC XÂY DỰNG CẦU
1.1.1 ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐỊA HÌNH – THUỶ VĂN
- Chế độ thuỷ văn ít thay đổi:
+ MNCN : +1.59 m
+ MNTT : -2.27 m
+ MNTN : -6.14 m
1.1.2 ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐỊA CHẤT
- Đã tiến hành khoan tại 4 lỗ khoan ở vị trí xây dựng cầu dự kiến và có kết quả
chiều dày tính theo mét như sau:
Lớp địa chất/Lỗ khoan


- Sử dụng cấp tải trọng theo quy trình thiết kế cầu: 22TCN 272-05
+ Hoạt tải thiết kế : HL93
Xe tải thiết kế : P = 325 KN
Xe 2 trục thiết kế : P = 220 KN
Tải trọng làn thiết kế : q = 9.3 KN/m
+ Tải trọng Người : 3 KN/m
2

- Hệ số tải trọng:
+ Tĩnh tải giai đoạn 1 : g
1
= 1.25
+ Tĩnh tải giai đoạn 2 : g
2
= 1.5
+ Hoạt tải : g
1
= 1.75
- Hệ số động (hệ số xung kích): IM = 1+ 25/100 = 1.25
c) Khổ cầu thiết kế
- Mặt cắt ngang thiết kế cho 2 làn xe.
- Mặt cắt ngang khổ : K = 8.0 m+2x1.5 m
+ Phần xe chạy : B
xe
= 8.0 m
+ Phần lề bộ hành : B
lề
= 2x1.5m
+ Phần lan can : B
lc


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ VĂN HOÀNG DUY -4- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
CHƯƠNG 1. PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ I
CẦU DẦM LIÊN TỤC BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC
THI CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU BTCTDƯL BẰNG
PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BĂNG
Phương pháp đúc hẫng là quá trình xây dựng kết cấu nhịp dầm từng đốt theo sơ đồ
hẫng cho tới khi nối liền thành các kết cấu hoàn chỉnh. Có thể thi công hẫng từ trụ đối
xứng ra 2 phía hoặc hẫng dần từ bờ ra. Phương pháp này có thể áp dụng thích hợp để thi
công các kết cấu liên tục, cầu dầm hẫng, cầu khung hoặc cầu dây xiên dầm cứng BTCT.
Nội dung cơ bản của phương pháp đúc hẫng:
- Khi thi công theo phương pháp đúc hẫng, kết cấu nhịp BTCT được đúc trên đà
giáo di động theo từng đốt nối liền nhau đối xứng qua trụ cầu. Cốt thép thường của các

có thể thi công trong điều kiện sông sâu, thông thuyền hay xây dựng các cầu vượt trong
thành phố, các khu công nghiệp mà không cho phép đình trệ sản xuất hay giao thông
dưới công trình

1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN
1.2.1 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
- Quy trình thiết kế: 22TCN272 –05 Bộ Giao thông vân tải
- Tải trọng thiết kế:
+ Hoạt tải : HL93
+ Người đi : 3 kN/m
2

1.2.2 SƠ ĐỒ KẾT CẤU
- Sơ đồ cầu: 65 + 100 + 65 m
- Chiều dài toàn cầu Lc = 241.4m, khổ cầu 8 + 2x1.5 m
1.2.2.1 Kết cấu phần trên
- Dầm khung liên tục BTCTDƯL 3 nhịp (65 + 100 + 65) tiết diện hình hộp, vách
đứng, chiều cao dầm thay đổi H= 7m trên trụ đến H=2.5m tại giữa nhịp và đầu dầm, bề
rộng đáy dầm hộp B=5m.
- Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol đảm bảo phù hợp yêu cầu chịu lực
và mỹ quan kiến trúc.
- Mặt cắt hộp dạng thành đứng:
+ Chiều dày bản nắp: t
b
= 30 cm
+ Chiều dày bản đáy: tại mặt cắt gối là 100 cm, tại mặt cắt giữa nhịp là 30 cm
+ Chiều dày phần cánh hẫng: h
c
= 25 cm
+ Chiều dày sườn dầm: tại trụ t

+ Độ chùng sau 1000h ở 200C là 2.5%
c) Neo: Sử dụng loại neo EC-5-31, EC-5-22 và EC-5-12
d) Cốt thép thường: Sử dụng loại cốt thép có gờ với các chỉ tiêu:
+ f
y
= 420 MPa
+ E = 200000 MPa

- Trắc dọc cầu theo bán kính R = 3000 m, trong phạm vi 230m, tiếp theo dốc 2%
về phía 2 mố và đường đầu cầu, độ dốc ngang cầu i
n
= 2%
- Mặt cầu bê tông Asphan 7cm, dưới là lớp phòng nước 4mm.
- Gối cầu, khe co giãn bằng cao su, lan can bằng thép, thoát nước và chiếu sáng
theo quy định hiện hành.
1.2.2.2 Kết cấu phần dưới
a) Cấu tạo trụ cầu
- Trụ cầu dùng loại trụ thân đặc bằng BTCT đổ bê tông tại chỗ bê tông có
f’
c
=40Mpa
- Trụ T
1
, T
2
: được đặt trên móng cọc khoan nhồi: D = 150 cm
- Phương án móng: Móng cọc đài thấp
b) Cấu tạo mố cầu
- Mố cầu dùng loại mố U-BTCT, đổ tại chỗ mác bê tông chế tạo có f’
c

+ Trong phương án này chọn L
ng
= 100 m
+ Lấy: L
nb
= 65 m
Sơ đồ bố trí chung kết cấu nhịp:
65m 100m 65m

- Xác định kích thước mặt cắt ngang: Dựa vào các công thức kinh nghiệm ta chọn
mắt cắt ngang như hình vẽ:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ VĂN HOÀNG DUY -8- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
450
1500250 250 4000
600250
1500 2502504000
2500 1000
250
300
300
1000
600
300
350
1200
2500
500

4x4m 2m
2.5m
6m
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

+ Nhịp biên:
K0
12m
6m
12m
9x3m
4x4m2m
1
2
3
4
5
6

2
+ 47.b
0 = a.94
2
+ 94.b
- Từ hai phương trình trên ta tính được:
a = -0.00158
b=0.149
Vậy phương trình có dạng: y = -0.00158x
2
+ 0.149x
1.3.2.3 Xác định phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm
- Tính toán tương tự ta có phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm như sau (Với
gốc toạ độ chọn tại mặt trên của đáy dầm tại vị trí K0):
y = -0.00127x
2
+0.119x
1.3.2.4 Xác định cao độ mặt dầm chủ
- Mặt cầu nằm trên đường cong đứng bán kính R = 3000 m
1.3.2.5 Xác định các kích thước cơ bản và đặc trưng hình học của mặt cắt tiết
diện: Sau khi khai báo mặt cắt thay đổi trong MiDas xong, ta tính được kích thước của
các mặt cắt như sau:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ VĂN HOÀNG DUY -10- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
BI1
BI1-2
BI3
BI3-2

HI1
0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30
HI2
0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45
HI3
4.00 3.654 3.330 3.029 2.751 2.496 2.263 2.054
HI4
0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
HI5
1.00 0.913 0.833 0.758 0.688 0.624 0.567 0.514
BI1
1.90 1.917 1.935 1.952 1.970 1.987 2.005 2.022
BI1-2
1.20 1.231 1.263 1.294 1.326 1.357 1.388 1.420
BI3
1.90 1.917 1.935 1.952 1.970 1.987 2.005 2.022
BI3-2
1.20 1.231 1.263 1.294 1.326 1.357 1.388 1.420
MC 8 MC 9 MC 10

MC 11

MC 12

MC 13

MC 14

HO1
0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25

BI1
2.040 2.057 2.074 2.098 2.121 2.144 2.15
BI1-2
1.451 1.483 1.514 1.556 1.598 1.640 1.65
BI3
2.040 2.057 2.074 2.098 2.121 2.144 2.15
BI3-2
1.451 1.483 1.514 1.556 1.598 1.640 1.85
- Bảng tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt đầm chủ
Số hiệu
mc
Toạ độ x
m
Cao độ đáy
dầm y (cm)
Cao đ
ộ bản
đáy y (cm)

Diện tích
(cm
2
)
Mô men quán tính
J
y
(cm
4
) J
x


4.04E+09

6 21 242.893 294.271 70591.78

2.01E+09

3.54E+09

7 24 266.184 312.891 67764.85

1.63E+09

3.02E+09

8 27 286.623 329.227 65258.41

1.35E+09

2.6E+09
9 30 304.210 343.280 63060.56

1.13E+09

2.26E+09

10 33 318.945 355.050 61159.42

9.62E+08


VĂN HOÀNG DUY -12- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
1.3.3 TÍNH TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN I VÀ GIAI ĐOẠN II
1.3.3.1 Tính tĩnh tải giai đoạn I
Tĩnh tải giai đoạn I (DC) chính là trọng lượng của bản thân kết cấu. Khi sử dụng
chương trình phân tích kết cấu bằng MiDas ta khai báo ngay được loại tải trọng này.
1.3.3.2 Tính tĩnh tải giai đoạn II
- Tĩnh tải giai đoạn II gồm có các bộ phận sau:
+ Trọng lượng phần chân lan can
+ Trọng lượng cột lan can, tay vịn
+ Trọng lượng lớp phủ mặt cầu
Tổng: DW
II
TC
= DW
mc
+ DW
clc
+ DW
lc+tv

a) Tính trọng lượng lớp phủ mặt cầu
Lớp phủ mặt cầu dày 7.4 cm bao gồm: Lớp bê tông asphan dày 7cm và lớp phòng
nước dày 0.4 cm
+ Lớp bê tông Asphalt:
DW
asphalt
= 8x0.007x22.5 = 12.6 (KN/m)
+ Lớp phòng nước:
DW
pn


Giá trị

Đơn vị

Trọng lượng 1 cột lan can P
clc
0.027 KN
Khoảng cách bố trí cột lan can A
clc
2 m
Trọng lượng dải đều của cột lan can P
clc
0.135 KN/m
Trọng lượng dải đều phần tay vịn P
tv
0.7 KN/m
Trọng lượng dải đều lan can và tay vịn

P
lc+tv
0.835 KN/m
- Tính tĩnh tải giai đoạn II
+ Tính tải giai đoạn II tiêu chuẩn
DW
II
TC
= DW
mc
+ DW

Các giai đoạn thi công bất lợi nhất:
Sơ đồ 1: Giai đoạn đúc hẫng đối xứng đốt dầm cuối cùng trước khi hợp long
P
M
P
M

Hình 1.3.4.1-1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SƠ BỘ VĂN HOÀNG DUY -14- LỚP CẦU ĐƯỜNG BỘ K45
Sơ đồ 2: Giai đoạn hợp long nhịp biên bên trái và bên phải
P
M

Hình 1.3.4.1-2
Sơ đồ 3: Giai đoạn hợp long đốt giữa nhịp
P
M

Hình 1 3.4.1-3
- Tính tải trọng bê tông ướt và tải trọng xe đúc:
+ Tải trọng xe đúc:
Giả thiết ta đang thi công đốt K4 ta tính quy đổi tải trọng xe đúc về nút K3. Tải
trọng xe đúc ta quy đổi thành F
z
và M
y
như hình vẽ sau: