Tính chọn phương pháp thi công cầu bê tông cốt thép dự ứng lực
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG
I – 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 khối được liên kết với nhau trước khi đúc bê
tông để đảm bảo tính liền khối và chịu cắt tốt của kết cầu . Sau khi bê
tông đốt dầm đủ cường độ cần thiết thì các đốt dầm này được liên kết với
các đốt đã đúc trước đó nhờ cốt thép DƯL
- Phần cánh hẫng của kết câu nhịp BTCT đã thi công xong phải đảm bảo
đủ khả năng nâng đỡ trọng lượng của các đốt dầm thi công sau đó cùng
với trọng lượng giàn giáo ván khuôn đúc dầm và các thiết bị phục vụ thi
công
ĐINH VĂN NHẠC LỚP CĐ1-K44
123
Tính chọn phương pháp thi công cầu bê tông cốt thép dự ứng lực
- Để đảm bảo ổn định chống lật trong suốt quá trình thi công đúc hẫng phải
đảm bảo tính đối xứng của hai cánh hẫng ( Thi công hẫng từ trụ ra ) hoặc
nhờ trọng lượng bản thân của nhịp sát bờ đã đúc trên đà giáo làm đối
trọng . Đối các sơ đồ cầu khung , đốt dẩm trên đỉnh trụ được liên kết
cứng với thân trụ nhờ các cáp thép DƯL chạy suốt trên chiều cao trụ ,
Với các sơ đồ cầu dầm đốt này cũng được liên kết cứng tạm thời vào trụ
cầu nhờ các gối tạm và các cáp thép hoặc các thanh thép DƯL mà sau

II.2.1 – Kết cấu phần trên
- Một liên dầm liên tục ở giữa , 2 bên là các nhịp dầm giản đơn L=33m
- Dầm khung liên tục BTCTDƯL 3 nhịp ( 75 + 120 + 75 ) tiết diện hình hộp ,
vách nghiêng , chiều cao dầm thay đổi H= 7m trên trụ đến H=3m tại giữa nhịpvà
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 xiên
+) Chiều dày bản nắp : t
b
= 30 (cm)
ĐINH VĂN NHẠC LỚP CĐ1-K44
125
Tính chọn phương pháp thi công cầu bê tông cốt thép dự ứng lực
+) 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
s
= 80 cm , Tại mặt cắt giữa nhịp t
s
= 50
cm
- Vật liệu dùng cho kết cấu nhịp.
1- Bê tông mác có:
+) f’
c
= 40 (MPa).

126
Tính chọn phương pháp thi công cầu bê tông cốt thép dự ứng lực
- Mặt cầu BT 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
- Bản mặt cầu trên nhịp dẫn giản đơn bằng BTCT 15 cm , Lớp phủ mặt cầu
gồm 3 lớp : Lớp bê tông tạo dốc 4cm , lớp phòng nước 0,4cm , Lớp bê tông
asphan 7cm ; độ dốc ngang cầu i
n
= 2%
II.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
cường độ chịu nén f’
c
= 30Mpa
- Trụ T
1
, T
2
, T
3
, T
8
, T
9
: được đặt trên móng cọc đóng : d = 40 cm
- Trụ T
4
, T

nb
= 75 m
Sơ đồ bố trí chung nhịp cầu chính :
7500 120000 7500
- Xác định kích thước mặt cắt ngang : Dựa vào các công thức kinh nghiệm ta
chọn mắt cắt ngang như hình vẽ :
ĐINH VĂN NHẠC LỚP CĐ1-K44
128
Tính chọn phương pháp thi công cầu bê tông cốt thép dự ứng lực
II . TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA DẦM CHỦ .
II.1 – Phân chia đốt dầm
Nguyên tắc chung phân chia đốt dầm :
- Chọn chiều dài đốt K0 trên phần đà giáo mở rộng trụ : Trong phương pháp
đúc hẫng cân bằng , Chiều dài của đốt K0 thường vào khoảng 12-14 m, để có đủ
diện tích mặt bằng cho việc lắp đặt 2 xe đúc đối xứng nhau trên đó mà thi công hai
cánh hẫng đối xứng nhau
- Chọn chiều dài đốt hợp long nhịp chính : Có thể lấy trong khoảng 2-4 m
- Phần còn lại của chiều dài cánh hẫng có thể lấy trong khoảng từ 2,5 – 4 m ,
Theo dọc cầu sẽ có từng nhóm đốt, mỗi nhóm gồm các đốt có chiều dài giống nhau
, Các nhóm khác nhau có chiều dài khác nhau . Chiều dài của đốt được chọn sao
cho tận dụng hết năng lực của thiết bị xe đúc . Ví dụ trọng lượng của xe đúc nên
ĐINH VĂN NHẠC LỚP CĐ1-K44
1800
500 1500
8000
1500 500
1000
400
300
1200

+) Đốt hợp long nhịp biên : d
hl
= 2m
+) Chiều dài đoạn đúc trên đà giáo : d
dg
= 14 m
+) Số đốt ngắn trung gian : n = 4 đốt , chiều dài mỗi đốt : d = 3 m
+) Số đốt trung gian còn lai : n = 10 đốt , chiều dài mỗi đốt d = 4 m
- Sơ đồ phân chia đốt dầm :
+) Nhịp giữa :
K0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
4x3 10x4
2
7
3
14

2
+ bx +c
- Lấy điểm dưới cùng của đốt hợp long làm gốc toạ độ , trục x , y có chiều
như hình vẽ :
- Do đường cong đi qua gốc toạ độ nên c=0 , đồng thời đường cong đi qua 2
điểm A(-58,5;4,0) và B(58,5;4,0) nên có dạng :
4,0 = a.58,5
2
+ 58,5.b
4,0 = a.58,5
2
- 58,5.b
- Từ hai phương trình trên ta tính được :
A = 0,001169
B=0
Vậy phương trình có dạng:
Y = 0,001169.x
2
ĐINH VĂN NHẠC LỚP CĐ1-K44
O(0,0)
O(0,0)
A(58,5;4,0)
Y
B(-58,5;4,0)
131
Tính chọn phương pháp thi công cầu bê tông cốt thép dự ứng lực
II.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 giữa nhịp) :
Y = 0,00108119.x

2
0.527
4 0.536
0.544
1
0.551
6
0.560
8 0.569
HO2-
2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
HO3 6.2 5.453 5.077 4.724 4.392 4.084 3.707 3.369
ĐINH VĂN NHẠC LỚP CĐ1-K44
133
Tính chọn phương pháp thi công cầu bê tông cốt thép dự ứng lực
2 4 9 1 1 8
BO1 2.25
2.254
8
2.257
4 2.26
2.262
6
2.265
2
2.268
7
2.272
2
BO1-

3 2.656
2.696
7
2.737
4
2.791
7
2.845
9
HI1 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
HI2 0.4
0.418
2
0.427
4 0.436
0.444
1
0.451
6
0.460
8 0.469
HI3 4.7
4.126
2
3.837
5 3.566
3.311
6
3.074
4

1
3.043
5
3.060
9
BI1-2 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9
BI3 2
2.086
1 2.133 2.18 2.227
2.273
9
2.336
5
2.399
1
BI3-2 1.3
1.405
2
1.462
6 1.52
1.577
4
1.634
8
1.711
3
1.787
8
MC 8 MC 9
MC

2.119
8 2.1
BO1
2.275
7
2.279
1
2.282
6
2.286
1
2.289
6 2.293
2.296
5 2.30
BO1-
2
2.092
7
2.125
6
2.158
5
2.191
4
2.224
3
2.257
2
2.290

3
0.482
6
0.487
9
0.492
3
0.495
6
0.498
1
0.499
5 0.5
HI3
2.296
9
2.098
8
1.931
1
1.793
9
1.687
2 1.611
1.565
2 1.55
HI4
0.409
3
0.393

8
3.165
2
3.182
6 3.2
BI1-2 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9
BI3
2.461
7
2.524
3 2.587
2.649
6
2.712
2
2.774
8
2.837
4 2.9
BI3-2
1.864
3
1.940
9
2.017
4
2.093
9
2.170
4 2.247

)
Yo
(cm)
J
(cm
4
)
0 0 7
108.4
0 12 5 80 133628 4.41E+07 329.699.86E+09
1 7
6.271
4 95.61 12 5.1492 76.4 122050 3.67E+07 301.067.42E+09
2 10
5.904
8 89.17 12 5.2306 74.9 116440 3.34E+07 286.846.35E+09
3 13 5.56 83.09 12 5.312 73.4 111147 3.04E+07 273.505.43E+09
4 16 5.237 77.39 12 5.3934 71.9 106171 2.77E+07 261.024.65E+09
5 19
4.935
7 72.06 12 5.4748 70.3 101472 2.53E+07 249.363.99E+09
6 23
4.567
9 65.52 12 5.5834 68.3 95759 2.25E+07 235.113.26E+09
7 27
4.238
8 59.65 12 5.6918 66.3 90613 2.01E+07 222.312.68E+09
8 31
3.948
5 54.44 12 5.8004 64.2 86007 1.81E+07 210.942.22E+09

: Chiều cao bầu dầm tính đổi
+) b
d
: Chiều rộng đáy mặt cắt hộp
+) B
s
: Bề rộng của sườn dầm
+) h : Chiều cao của dầm
+) B : Bề rộng đỉnh mặt cắt hộp
ĐINH VĂN NHẠC LỚP CĐ1-K44
137
Tính chọn phương pháp thi công cầu bê tông cốt thép dự ứng lực
ĐINH VĂN NHẠC LỚP CĐ1-K44
138
Tính chọn phương pháp thi công cầu bê tông cốt thép dự ứng lực
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG CÁC GIAI ĐOẠN.
I . TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 1 (DC ):
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 bao ngay được loại tải
trọng này .
II . TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN 2 (DW) :
- 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

clc
30 cm
+) Trọng lượng chân lan can :
DW
clc
= 0,5x0,3x2x24 = 7,2 ( KN/m)
Tên gọi các đại lượng Kí hiệu 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

+ Trọng lượng thiết bị đúc và vật liệu. Xe đúc CE =660 KN đặt cách đầu
mút đốt đúc trước là 0,9 m, n
CE
= 1.25
+ Trọng lượng rải đều của người và thiết bị thi công
CLL = 0.24x12 =2,88 KN/m; n
CLL
= 1.3.
+) Trọng lượng bê tông ướt ( WC )
+) Co ngót , Từ biến
ĐINH VĂN NHẠC LỚP CĐ1-K44
141
Tính chọn phương pháp thi công cầu bê tông cốt thép dự ứng lực
+) Tải trọng gió
- 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 :
+) Trọng lượng bê tông ướt : Khi ta tiến hành đổ bê tông đốt đúc K4 thì
trọng lượng bê tông ướt quy đổi thành lực cắt và mô men tác dụng vào nút K3 như
hình vẽ sau :
Công thức tính :
WC =
wc
L
FF

KN/m
WC
KN
M
y
KN.m
K1 4 24.5 876.4507
5
1314.67
6
K2 4 24.5 836.3822
3
1254.57
3
K3 4 24.5 798.6436
5
1197.96
5
K4 4 24.5 763.0880
3
1144.63
2
K5 3 24.5
966.4319
1932.86
4
K6 3 24.5
913.2228
1826.44
6

3
K14 3 24.5
689.2879
1378.57
6
Phần đà
giáo
14 24.5 2403.47
Hợp Long 2 24.5 343.3528 343.352
8
1.2. Đổ bê tông xong đốt hợp long ở nhịp biên nhưng bê tông chưa đông
cứng :
Khi đó bê tông dẻo còn chưa hóa cứng , trọng lượng của ván khuôn hợp long
, của hỗn hợp bê tông dẻo , của cốt thép hợp long được coi như chia đôi để tác
dụng lên hai sơ đồ hệ thông kết cấu tách biệt nhau , Một là sơ đồ đúc trên đà giáo
phần nhịp biên , Hai là sơ đồ khung cứng T của phần đúc hẫng từ trụ ra nhịp biên
Các tải trọng tác dụng bao gồm :
- Trọng lượng bản thân của đốt hợp long nhịp biên
- Trọng lượng ván khuôn và thiết bị để hợp long nhịp biên
ĐINH VĂN NHẠC LỚP CĐ1-K44
144
Tính chọn phương pháp thi công cầu bê tông cốt thép dự ứng lực
- Tải trọng thi công rải đều
1.3. Hợp lọng xong nhịp biên và bê tông đã hóa cứng :
Nhịp biên có đoạn đúc trên đà giáo cố định dài 14 m . Sau khi đúc hẫng cân
bằng xong ta tiến hành hợp long nhịp biên. Việc tính toán hợp long nhịp biên là rất
phức tạp do trình tự đổ bê tông, căng kéo cáp DƯL, điều chỉnh vị trí khối hợp long
ảnh hưởng rất nhiều đến trình tự và phương pháp tính toán hợp long.
Sơ đồ tính toán :
Hình 3.2. Sơ đồ tải trọng khi hợp long nhịp biên.

+ Tải trọng gió
+ Co ngót, từ biến
+ Hoạt tải xe LL (Design truck + Tandom) + PL + Lane Load.
2 . Tính toán nội lực tác dụng lên kết cấu nhịp giai đoạn thi công :
Mục đích:
Tính ra được nội lực tại các mặt cắt trong từng giai đoạn dưới tác dụng của
tải trọng để từ đố bố trí cốt thép DƯL đảm bảo an toàn cho kết cấu.
Sau đây là nội dung tính toán các giai đoạn thi công kết cấu nhịp liên tục.
ĐINH VĂN NHẠC LỚP CĐ1-K44
147