ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO
Lời nói đầu
*
* *
Sau thời gian học tập tại trường ĐHGTVT TP HCM bằng sự nỗ lực của bản
thân cùng với sự chỉ bảo dạy dỗ tận tình của các thầy cô trong trường ĐHGTVT
TP HCM nói chung và các thầy cô trong Khoa Công trình nói riêng em đã tích luỹ
được nhiều kiến thức bổ ích trang bò 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 - Đường , đặc
biệt là sự giúp đỡ trực tiếp của thầy: Phan Quốc Bảo
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 chuyêân của mình.
Em xin chân thành cảm ơn !
TP Hồ Chí Minh, Ngày 22 tháng 04 năm 2009
Sinh viên: Bùi Anh Dũng
SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

Giáo viên đọc duyệt
SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO
TỔNG QUAN
*
* *
1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG CẦU
1.1. Đặc điểm về đòa hình- thủy văn

w
= 1.95 T/m
3
.
+Chùy tiêu chuẩn (SPT) : N = 15
+Lực dính : c = 0.348 (KG/cm
2
)
+Góc ma sát trong : ϕ = 16
0
23’.
Lớp 3 : đất sét pha cát màu vàng nâu, trạng thái rất rắn
Chiều dày lớp : h
3
= 2 m .
Các chỉ tiêu cơ lý :
+Trọng lượng thể tích : γ
w
= 1.97 T/m
3
.
+Chùy tiêu chuẩn (SPT) : N = 18
+Lực dính : c = 0.342 (KG/cm
2
) ,
+Góc ma sát trong : ϕ = 17
0
28’

.

+Chùy tiêu chuẩn (SPT) : N = 76
+Lực dính : c = 0 (KG/cm
2
)
+Góc ma sát trong : ϕ = 31
0.
46’.
2. QUY TRÌNH QUY PHẠM VÀ CÁC NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ
2.1. Quy trình thiết kế và nguyên tắc chung
2.1.1. Quy trình thiết kế
-Quy trình thiết kế cầu cống : 22 TCN 272 – 05
-Quy phạm thiết kế cầu dây văng trên đường ôtô JTJ 027-86 của Trung Quốc
-Quy trình thiết kế móng cọc TCXD : 205-1998
2.1.2. Các nguyên tắc thiết kế
- Công trình được thiết kế vónh cửu , có kết cấu thanh thót phù hợp với quy mô của
tuyến đường.
- Đáp ứng được yêu cầu quy hoạch , phân tích tương lai của tuyến đường.
- Thời gian thi công ngắn.
- Thuận tiện cho công tác duy tu bảo dưỡng
- Giá thành xây dựng thấp.
2.2. Các thông số kó thuật cơ bản
2.2.1. Quy mô xây dựng
-Cầu được thiết kế vónh cửu với tuổi thọ > 100 năm
2.2.2. Tải trọng thiết kế
-Sử dụng cấp tải trọng thiết kế cầu theo quy trình 22 TCN 272 – 05
+Hoạt tải thiết kế HL 93
- Xe 3 trục thiết ke á: P
1
=35KN, P
2

2.2.5. Trắc dọc cầu
-Độ dốc dọc cầu là 1.6 %
-Cầu nằm trên đường cong tròn bán kính R=2500m
3. CÁC PHƯƠNG ÁN CẦU SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN
Nguyên tắc lựa chọn phương án cầu:
- Đáp ứng yêu cầu thông thuyền
- Giảm tối thiểu các trụ giữa sông
- Sơ đồ nhòp cầu chính xét đến việc ứng dụng công nghệ mới nhưng có ưu tiên
việc tận dụng thiết bò công nghệ thi công quen thuộc đã sử dụng trong nước.
- Đảm bảo tính khả thi trong quá trình thi công.
-Đạt hiệu quả kinh tế cao, giá thành rẻ
SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO
PHẦN I
THIẾT KẾ CƠ SỞ
CHƯƠNG 1 PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ
CẦU LIÊN TỤC ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG
SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO
1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN
1.1. Tiêu chuẩn thiết kế
-Quy trình thiết kế cầu cống 22 TCN 272 – 05 Bộ giao thông vận tải
-Tải trọng thiết kế: HL 93
- Xe 3 trục thiết ke á: P
1
=35KN, P
2
=145KN, P
3
=145KN

c
γ
= 25 (kN/m3).
+) Ec = 0.043
1.5 '
c c
fγ
= 35000 (MPa).
2- Cốt thép DƯL của hãng VSL theo tiêu chuẩn ASTM - grade 270 có các chỉ tiêu
sau:
+) Diện tích một tao A
str
= 1680 mm
2
+) Cường độ cực hạn: f
pu
= 1860 MPa
+) Độ chùng sau 1000h ở 200C là 2.5%
SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO
3- Neo: Sử dụng loại neo VSL
4- Cốt thép thường: Sử dụng loại cốt thép có gờ với các chỉ tiêu:
+) f
s
= 300 (MPa).
+) E
s
= 200000 (MPa).
+) f
y

đúc trên trụ)
+) Đốt hợp long nhòp giữa : d
hl
= 1.5m, đốt hợp long nhòp biên :d
hl
= 1.5m
+) Chiều dài đoạn đúc trên đà giáo : d
đg
= 18.5 m
- Sơ đồ phân chia đốt dầm
SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO
2.1.2. Xác đònh phương trình cao độ đáy dầm
Cao độ đáy dầm thay đổi theo phương trình Parabol: y =x
2
+ bx + c
2
2
h
(H h) x
y h
l
− ×
= +
Trong đó:
- y : Là chiều cao dầm tại mặt cắt cách mặt cắt giữa nhòp một khoảng x.
- H : Là chiều cao dầm tại mặt cắt trên gối.
- h : Là chiều cao dầm tại mặt cắt giữa nhòp.
- l
h

+ 0.3
2.1.4. Xác đònh cao độ mặt dầm chủ
Mặt dầm chủ được thiết kế với độ dốc 1.6 %, với bán kính cong R=2500m
2.1.5. Tính tóan đặt trưng hình học mặt cắt của tiết diện
Để tính toán đặc trưng hình học ta có thể sử dụng công thức tổng quát như sau để
tính:
+ Diện tích mặt cắt :
F = 1/2 x ∑ ( x
i
-x
i+1
) x (y
i
+y
i+1
).
+ Tọa độ trọng tâm mặt cắt :
y
c
= 1/6 x Fx ∑ (x
i
-x
i+1
) x (y
i
2
+y
i
.y
i+1

+ Mômen quán tính đối với trục trung hòa :
J
th
= J
x
- y
c
2
x F.
Số liệu tính toán đặc trưng hình học của mặt cắt thay đổi được tính trong Midas
- Kích thước mặt cắt ngang:
Mặt cắt tại đốt K0
Mặt cắt tại đốt hợp long
- Trên cơ sơ các phương trình đường cong đáy dầm và đường cong thay đổi
chiều dày bản đáy lập được ở trên xác đònh được các kích thước cơ bản của
từng mặt cắt dầm
- Đặc trưng hình học lấy từ chương trình MiDas 7.01
- Tónh tải giai đoạn I
Trọng lượng các đốt tính theo công thức: DC
1
= V × γ
γ: Trọng lượng riêng của bê tông cốt thép = 2.5 T/m3
V: Thể tích khối đúc.
(Chiều cao dầm thay đổi theo đường cong parabol nhưng để tính toán đơn
giản ta giả thiết trong mỗi đoạn phân bố đều và có giá trò theo trò số trung
bình của 2 tiết diện giữa đốt.)
SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO
- Tỉnh tải giai đoạn 2
Bao gồm: Lớp phủ phần xe chạy, lan can tay vòn

(-)
GOI1 DC CE CLL
V =1.25×V +1.25×V +1.75×V
Biểu đồ momen và lực cắt được tính bằng Midas 7.01 như sau :
Biểu đồ momen
Biểu đồ lực cắt
Giá trò nội lực tại vò trí trụ sau khi tổ hợp
(-)
GOI1 DC CE CLL
M =1.25×M +1.25×M +1.75×M -6.17704E+11 Nmm=
(-)
GOI1 DC CE CLL
V =1.25×V +1.25×V +1.75×V 25433881.64 N=
SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO
* Sơ đồ tính toán 2
Là sơ đồ sau khi tháo dở ván khuôn nhòp biên sau khi đã căng cáp họp long
biên và giải phóng liên kết tại trụ kê dầm lên gối ,xe đúc chưa kòp dở xuống . Lúc
này tải trọng tác dụng lên bao gồm :
DC
bt
: Tải trọng bản thân khối đúc trên đà giáo và khối hợp long biên.
Với khối đặc tại gối thì DC
1
=528.22N/mm
Với khối rỗng tại hợp long biên thì DC
2
= 240.53N/mm
CLL : Hoạt tải thi công phân bố trên chiều dài toàn bộ khối đà giáo và khối
hợp long biện . CLL = 6.816 N/mm

(+)
DAGIAO DC CE CLL
V =1.25×V +1.25×V +1.75×V -189058710.2N=
*Sơ đồ tính toán 3
Là sơ đồ khi hợp long giữa nhưng khối bê tông chưa đủ cường độ. Lúc này
tải trọng tác dụng lên bao gồm :
DC
bt
: Tải trọng bản thân khối hợp long giữa.
SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO
DC
bt
= 240.53×1000 = 240530 N (chia đôi trọng lượng cho 2 phần kết
cấu)
M
DC
= DC
bt
× 500 = 240530 × 500 = 120266354 Nmm (có momen do
trọng lượng lệch tâm của khối hợp long giữa ).
CLL : Hoạt tải thi công phân bố trên chiều dài toàn bộ khối hợp long giữa ta
qui về tại vò trí cuối đốt 15.
CLL = 6.816 N/mm ×1000 =6816 N
M
CLL
= CLL × 500 = 6816 × 500 = 3408000 Nmm
CE : Tải trọng của xe đúc chưa dở xuống.
CE = 1200000/2 = 600000 N
M

Tổ hợp tải trọng được thực hiện như sau:
(+)
GOI4 CE CLL
M =1.25×M +1.75×M
(+)
GOI4 CE CLL
V =1.25×V +1.75×V
(-)
GIUA4 CE CLL
M =1.25×M +1.75×M
(-)
GIUA4 CE CLL
V =1.25×V +1.75×V
Biểu đồ momen và lực cắt được tính bằng Midas 7.01 như sau :
Biểu đồ momen
Biểu đồ lực cắt
Giá trò nội lực tại vò trí sau khi tổ hợp
(+)
GOI4 CE CLL
M =1.25×M +1.75×M 25107195316 Nmm=
(+)
GOI4 CE CLL
V =1.25×V +1.75×V 1406040 Nmm=
(-)
GIUA CE CLL
M =1.25×M +1.75×M -33427940684 Nmm=
(-)
GIUA CE CLL
V =1.25×V +1.75×V -761928 N=
* Sơ đồ tính toán 5

Tính mối nối bản mặt cầu IM=75%
Tính cho các cấu kiện khác :
trạng thái mỏi và đứt gãy IM=15%
trạng thái giới hạn khác IM=25%
Hệ số làn xe :
SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO
Khi xếp tải 1 làn xe : m=1.2
Khi xếp tải 2 làn xe : m=1
Khi xếp tải 3 làn xe : m=0.85
Khi xếp tải >3 làn xe : m=0.65
Tổ hợp tải trọng được thực hiện như sau:
(+)
GOI4 CE CLL
M =1.25×M +1.75×M
(+)
GOI4 CE CLL
V =1.25×V +1.75×V
(-)
GIUA4 CE CLL
M =1.25×M +1.75×M
(-)
GIUA4 CE CLL
V =1.25×V +1.75×V
Giá trò nội lực tại vò trí sau khi tổ hợp
(+)
GOI4 CE CLL
M =1.25×M +1.75×M 25107195316 Nmm=
(+)
GOI4 CE CLL

Chiều dày bệ cọc h
2
=3m
Khoảng cách từ MNTT đến đỉnh bệ h
n
= 6.522m
Đường kính bo tròn của trụ b
1
= 1.5m
Bề rộng HCN của trụ theo phương ngang cầu b
2
=6.2m
Bề rộng bệ theo phương dọc cầu b
3
= 13.2 m
Bề rộng thân trụ theo phương phương dọc cầu b
4
= 3 m
Bề rộng bệ theo phương dọc cầu b
5
= 10m
3.2. Tải trọng tác dụng
3.2.1. Tải trọng bản thân
Bệ trụ
DC
b
= γxh
2
xb
3

4
KN
3.2.2. Lực đẩy nổi ứng với MNTT
Lực đẩy nổi lên thân trụ WA = γ
n
xh
n
(πxb
1
2
+b
2
xb
4
) = 231.017 KN
3.2.3. Phản lực tại gối lên thân trụ
Phản lực gối do tỉnh tải phần 1 R
1
= 2627 (T)
Phản lực gối do tónh tải phần 2 R
2
= 251 (T)
Phản lực gối lớn nhất do hoạt tải R
LL
= 314 (T)
Tổng tải trọng tác dụng
N =1.25DC
1
–WA +1.25R
1

Tính sức kháng mũi cọc:
Q
p
= q
p
xA
p
= 4.3x1.767 = 7.598x10
3
KN
Tính sức kháng thành bên cọc:
Q
s
= q
s
xA
s
= 8.35x10
3
KN
Sức chòu tải của cọc theo đất nền:
R qp p qs s
Q Q Q
ϕ ϕ
= +
= 12673 (KN)
Sức chòu tải tính toán của cọc:
Q = min(Q
vl
, Q

Bệ mố 4025.00
Tường thân 968.59
Tường đầu 280.31
Mẩu đỡ bản quá độ 15.75
Tường cánh ( phần thân) 109.35
Tường cánh ( phần đuôi) 208.77
Đá kê gối 30.01
Tổng cộng (P
1
) 5645.66
Trọng lượng đất dắp lên mố
P
2
= 1796 KN
Tải trọng hoạt tải
Lấy kết quả xếp 3 làn xe đúng tâm từ MiDas R
LL
=314 KN
Tổng lực tác dụng
N =1.25(DC
1
+ P
1
+P
2
) +1.5R
2
+1.75R
ll
= 14634.012 (KN)

= 0.057x32x1.767 = 2.827x10
3
KN
Tính sức kháng thành bên cọc:
Q
s
= q
s
xA
s
= 4.45x10
3
KN
Sức chòu tải của cọc theo đất nền:
R qp p qs s
Q Q Q
ϕ ϕ
= +
= 7215.35 (KN)
SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO
Sức chòu tải tính toán của cọc:
Q = min(Q
vl
, Q
R
) = 7215.35 (KN)
Tính toán sơ bộ số cọc theo công thức:
Gravity
N

Bước 4: đóng cọc ván thép
- Dùng cần cẩu lắp đặt khung chống
- Dùng búa rung hạ cọc ván thép quanh khung chống tới cao độ TK
SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO
- Đào đất trong khung vây và hạ khung chống tới cao độ TK
- Liên kết khung chống với cọc ván thép để tiết tục đào đất tới cao độ TK
Bước 5: thi công bệ trụ
- Đập đầu cọc, vệ sinh hố móng
- Đổ bêtông lót
- Lắp đặt cốt thép, ván khuôn, thanh chống bệ trụ
- Đổ bê tông bệ trụ bằng vòi bơm bêtông
Bước 6: Thi công thân trụ
- Lắp đặt ván khuôn thân trụ, thanh chống, liên kết
- Đổ bê tông chia làm 3 đợt, đổ bêtong bằng vòi bơm bêtong
- Khi bêtong đạt cường độ tháo dỡ ván khuôn, nhổ cọc ván thép và các thiết
bò phụ tạm
5.2. Thi công mố
Bước 1: tạo mặt bằng thi công
- San ủi mặt bằng thi công mố
- Đònh vò tim bệ mố móng mố
- Vận chuyển vật tư, vật liệu đến công trường
Bước 2: thi công cọc
- Lắp đặt đưa máy khoan vào vò trí
- Khoan tạo lỗ cọc
- Lắp đặt ống dẫn, đặt lồng thép tiến hành đổ bê tông cọc khoan nhồi
Bước 3: đào hố móng
- Đào đất hố móng bằng máy xúc kết hợp thủ công
- Đào rãnh, hố tụ nước , hút cạn nước trong hố móng
- Đập đầu cọc, vệ sinh đầu cọc

- Di chuyển xe đúc vào vò trí và đònh vò xe đúc
- Điều chỉnh cao độ và độ lệch tâm theo phương ngang
- Lắp ván khuôn, cốt thép
- Đổ bêtong
- Khi bêtong đạt cường độ tiến hành căng cáp DƯL thớ dưới
Bước 4: Hoàn thiện
- Thi công lan can, lớp phủ, thoát nước, chiếu sáng
- Hoàn thiện toàn bộ cầu
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ
SVTH: BÙI ANH DŨNG Trang 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PHAN QUỐC BẢO
CẦU VÒM ỐNGTHÉP NHỒI BÊTÔNG
1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN
1.1. Tiêu chuẩn thiết kế
- Hiện nay chưa có quy trình thiết kế riêng cho cầu vòm thép nhồi bêtông, vì
vậy trong phạm vi đồ án này, sử dụng các tiêu chuẩn khác như ASSHTO
LRFD, tiêu chuẩn châu u Eurocode 4 1994 (EC4), và tiêu chuẩn CECS 28
-90 (Trung Quốc).
− Cầu thiết kế theo dạng vónh cửu
− Thiết kế theo 22TCN272 – 05
− Tần suất lũ thiết kế 1 %
− Chương trình tính toán MIDAS/Civil 7.01
− Kết cấu nhòp chính : Dầm cứng – vòm mềm
1.2. Sơ đồ kết cấu
1.2.1. Kết cấu phần trên
-Sơ đồ bố trí chung toàn cầu : 2@33+96+2@33
Nhòp dẫn : dầm I 33 m căng trước
Nhòp chính : vòm ống thép nhồi bêtông có chiều dài 96m
Chiều cao đường tên : 19.2 m
Bề rộng phần xe chạy : 3x3.5 m