bộ Giáo dục & đào tạo
trờng đại học giao thông vận tải
đồ án tốt nghiệp

ngành : Xây dựng cầu đờng
mã số : .
chuyên ngành: tự động hoá thiết kế cầu đờng
mã số :
Sinh viên: nguyễn minh hoàng
Lớp : tự động hoá thiết kế cầu đờng k40
Gv hớng dẫn : nguyễn đình phơng

hà nội 5 - 2004
nhận xét của giáo viên hớng dẫn
1. Nội dung và chất lợng của đồ án:
- Phần thuyết minh, tính toán: - Phần bản vẽ: 2. kết luận:
- u điểm:4. kết luận:
- u điểm: - Khuyết điểm: Đánh giá chung:

Điểm: /10
Xếp loại: Trung bình TB khá Khá Giỏi Xuất sắc
Hà nội, ngày tháng 05 năm 2004
Giáo viên đọc duyệt
Lời nói đầu
Sau năm năm đợc học tập, rèn luyện dời mái trờng đại học GTVT nhờ có sự
dậy dỗ tận tình của các thầy cô giáo em đã học hỏi thêm rất nhiều kiến thức mới
rất cần thiết để sau này em trở thành 1 kỹ s công trình . Với những kiến thức đã đ-
ợc học tập sau năm năm học chúng em đợc giao nhiệm vụ làm Đồ án tốt nghiệp
nhằm mục đích trớc hết là củng cố lại vốn kiến thức đã học tìm hiểu thêm những

- Phần chuyên đề:
………………………………………………………………………………
…T
………………………………………………………………………………
CÁC THÔNG TIN CHỦ YẾU ĐỂ THIẾT KẾ:
…………………………………………………………………………………
… !"#$!%#&'
………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………….
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:
Giáo viên hướng dẫn : ()*+
Thời gian thực hiện: 13 tuần lễ, bắt đầu từ ngày 9/2/2004.đến
ngày.10/5/2004
T/L Hiệu trưởng Ngày .9 / .2 / 2004 Đã giao nhiệm vụ
TKTN
Chủ nhiệm khoa Trưởng Bộ môn Giáo viên hướng dẫn
Công trình TĐH TKCĐ
Phần i phơng án sơ bộ
chơng i - phơng án sơ bộ I
cầu dầm liên tục liên hợp thép - BTCT
I-Giới thiệu phơng án
-Cầu gồm 8 nhịp: 2x33+49 + 70 + 49+3x33 m
-Chiều dài cầu: L = 333 m
-Khổ cầu: B = 8 + 2x2+2x0,5 m
-Phần kết cấu nhịp chính: Dầm liên hợp thép bê tông cốt thép liên tục 3 nhịp
49+70+49m thi công bằng phơng pháp lao kéo dọc. Dầm thép có mặt cắt cao 2,4 m
không đổi trên suốt chiều dài nhịp, cấu tạo mặt cắt ngang gồm 4 dầm liên hợp,
khoảng cách giữa các dầm là 3m. Thép chế tạo kết cấu nhịp dùng thép bản lắp ghép
là thép hợp kim thấp CT3, bê tông bản mặt cầu dùng mác 400. Các liên kết ngang

80
700x20
800x40
40
1250/2
$,&-
30
1/2 mặt cắt gối
80
70
800/2
25
200
340x3=1020
1
7
.
8
.
&
2
4
0
2
8
5
1
6
0
1.2.#

45%%
678+
9:9;7)
3

.0.
$0$
.

<


=
$0$
.
0>>


0>

!
0>>
?
@
A

0>
6



d
+ h
s
.t
s
(h
s
/2 + t
1
+ t
2
)
-Khoảng cách từ mép dới dầm thép đến trọng tâm tiết diện dầm thép:
y
d
= S
t
/F
t
-Khoảng cách từ mép trên dầm thép đến trọng tâm tiết diện dầm thép:
y
t
= h
d
- y
t
d
-Mô men quán tính của tiết diện đối với trục trung hoà giai đoạn I:
J
t

.h
s
3
/12
+ h
s
.t
s
(h
s
/2 + t
1
+ t
2
y
t
d
)
-Diện tích bản bê tông: F
b
= b.h
b
+ 2(b
2
+ b
v
).h
v
/2
-Diện tích tính đổi của tiết diện giai đoạn II:

v
(2h
v
/3 + y
t
)]/n
-Khoảng cách từ trọng tâm dầm thép đến trọng tâm tiết diện liên hợp:
z = S
x1-x1
/F
td
-Khoảng cách từ mép dới dầm thép đến trọng tâm tiết diện liên hợp:
y
t
d
= y
d
+ z
-Khoảng cách từ mép trên bản bê tông đến trọng tâm tiết diện liên hợp:
y
b
t
= y
t
z + h
v
+ h
b
-Khoảng cách từ mép dới bản thép đến trọng tâm tiết diện liên hợp:
y

z + h
v
+ h
b
/2)
2
+ h
v
.b
2
(h
v
/2 + y
t
z)
2
+
b
2
h
v
3
/12 + 2.b
v
.h
v
3
/36 + 2.h
v
.b

/2
z

= S
x1-x1

/F
td

Và chỉ cần thay giá trị z bằng z

trong công thức (*) để tính mô men quán tính
của tiết diện trong trờng hợp này.
*Mô men tĩnh của tiết diện dầm thép tại các thớ đối với trục trung hoà giai
đoạn I:
-Điểm A:
S
I
A
= b
1.
t
1
(y
d
t
1
/2 t
2
) + b

/2 t
2
) + b
2
.t
2
(y
t
t
2
/2)
+ t
s
(y
t
z t
1
- t
2
)[z + (y
t
t
z t
1
t
2
)/2]
-Điểm C:
S
I

/2)
+ t
s
(y
d
t
1
t
2
)[z + (y
d
t
1
t
2
)/2]
S
II
B
= b
1
.t
1
(y
d
+ z t
1
/2 t
2
) + t

0>
0>
A

0>
0>
B#
2#
3


3
%3CDEFG%HF


.
#
%3CIFG%HF
0>>


0>>
2.8
2.2
.
J
2
,
B
.


%3CIF %3CDEF
.12#
2#0.


!

1

$
2
,
B
B#0.,B
.
L
#
.,B
B#0.,B
2#0.,.
.
L
#
.
J
#
.,B
J.&
J#K2#KJ#

(cm
2
)
Z (cm_ 73,45 94,31 50,79 66,80
y
b
t
(cm) 89,34 114,21
y
b
d
(cm) 64,34 57,73
y
t
d
(cm) 193,45 198,96
J
td

(cm
4
)
30367106 30422693 22718981 24812918
Bảng tính mô men tĩnh của tiết diện dầm tại gối (mặt cắt 10-10) tại các thớ đối
với trục trung hoà giai đoạn I và II nh sau: (không xét từ biến)
Vị trí thớ S
x
(cm
3
)

43
=

++
=

n
q
T/m
Trọng lợng sờn tăng cờng:
Để đảm bảo ổn định cục bộ cho sờn dầm ta cấu tạo các sờn tăng cờng. Theo quy trình 1979, vì chiều cao sờn dầm lớn hơn 50 lần bề dày của
nó nên cần bố trí cả sờn tăng cờng đứng và sờn tăng cờng ngang.
-Bố trí các sờn tăng cờng đứng cách nhau 3m, tại gối cách nhau 2 hoặc 2,25m
Kích thớc sờn tăng cờng đứng chọn là: +Tại gối : 2270x300x30
+ Còn lại: 2270x300x20
Toàn cầu có 450 sờn kích thớc 2270x300x20 và 32 sờn kích thớc
2270x300x30.
-Các sờn tăng cờng ngang bố trí cách mép cánh chịu nén lần lợt là: 60cm; giữa
sờn dầm và đối xứng bên cánh chịu kéo
Kích thớc của sờn tăng cờng ngang chọn là: 250x12
-Trọng lợng sờn tăng cờng đứng:
q
đ
= (450.2,27.0,3.0,02 + 32.2,27.0,3.0,03).7,85/(168.4) = 0,0792 T/m
-Trọng lợng sờn tăng cờng ngang:
q
n
= 3.0,25.0,012.7,85 = 0,0707 T/m
Sờn tăng cờng đứng không hàn trực tiếp vào cánh chịu nén mà ta dùng bản
đệm bằng thép. Kích thớc của bản đệm :300x30x20

$
&
.#
.
&
L#
M
#
-Tổng tĩnh tải giai đoạn I cha xét đến trọng lợng bản mặt cầu và gờ chắn
( tĩnh tải dầm-phần thép):
mTq
TC
Id
/2169,1
=
-Tổng tĩnh tải của bản mặt cầu và gờ chắn bánh:
mTq
TC
Ib
/8562,2
=
Hệ số vợt tải là 1,1 hoặc 0,9 tuỳ vào trờng hợp tính toán nên ta chỉ xét
trong tính toán cụ thể.
Tĩnh tải giai đoạn II:
Trọng lợng lớp phủ mặt cầu:
-Lớp bê tông atphan dày trung bình 5cm, trọng lợng riêng = 2,3 T/m
3
q
a
= 2,3.0,05.12,5 = 1,4375T/m

cách nhau 3m, giữa 2 cột có thêm các thanh thép liên kết các ống thép làm tay
vịn. Tay vịn cũng là các ống thép đờng kính ngoài bằng 10cm, dày 4mm; phía
dới dùng ống thép nhỏ hơn với d = 8cm, dày 3mm.
Tính gần đúng ta có tĩnh tải của lan can: q
lc
TC
= 2.2.3,14.[(0,1
2
0,092
2
)+
+(0,08
2
0,074
2
)].7,85/4.4 = 0,0152 T/m
Hệ số vợt tải lấy bằng 1,1: q
lc
TT
= 0,0167 T/m
Tổng trọng lợng rải đều giai đoạn II:
mTq
mTqq
mTq
TT
II
TTTT
II
TC
II

#
,
$
.
$NO
$N$
$NO
340
50
P+9Q0F RFS%5%3C;TF7+FF9UV
#
,
&
M
155
$
,
L
M
#
,
M
#

65
L#
340 340 155
.N2
#
,

= ( 0,60 + 0,05)/2 = 0,325

XB80
= 0,56/2 = 0,28

Ngời
= 1,04
b).Đối với các mặt cắt khác:
Xác định hệ số độ cứng ngang của kết cấu nhịp (hệ số ) để xác định phơng
pháp tính toán hệ số phân bố ngang:
Ta có:
P
IE
d

=
6
'
3

; Trong đó:
d Khoảng cách giữa 2 dầm dọc chủ; d = 3,4m = 340cm
E Mô đun đàn hồi của vật liệu làm dầm ngang; E = 2,1.10
6
kG/cm
2
I

- Độ cứng rải dọc cầu của dầm ngang; I


n
Diện tích mặt cắt ngang 1 liên kết ngang; F
n
= 28,9 cm
2
c Khoảng cách từ trọng tâm các liên kết ngang tới trọng tâm của
chúng: c = h
n
z
o
;
với z
o
khoảng cách từ trọng tâm của 1 liên kết ngang tới mép ngoài
cánh (xem hình vẽ): z
o
= 3,53cm
h
n
khoảng cách giữa các liên kết ngang nh hình vẽ: h
n
= 180cm
Suy ra: I = 4.422 + 4.28,9.(180/2 3,53)
2
= 866036 cm
4
Vậy ta có:
00089,0
51,5.
600

gối ( lên mặt cầu) nh hình vẽ ta có:

$&& JL#
$##
L#
T1&N.&
*
JL# JL# $&&
.N2
M&
&#
$NO$NO
$N$
.##
T1.N.&
T1$NJ#

a
1
= 10,2m; a
2
= 3,4m
Suy ra a
i
2
= 10,2
2
+ 3,4
2
= 115,6

3-Tính toán nội lực tại các mặt cắt dầm:
Theo yêu cầu tính toán sơ bộ thì ta chỉ phải tính nội lực tại 2 mặt cắt sau:
-Mặt cắt gối đỉnh trụ
-Mặt cặt cắt giữa nhịp chính
Do các hệ số tính toán của tải trọng không bằng nhau ở các mặt cắt khác
nhau nên nội lực tính toán ta phải tổ hợp bằng tay (thủ công). Riêng phần nội
lực tính toán do tĩnh tải thì ta phải dùng đờng ảnh hởng tính diện tích sau đó
nhân với tải trọng rải đều tơng ứng (vì các hệ số tải trọng khi xếp tải lên đờng
ảnh mang dấu trái ngợc là khác nhau ( n = 1,1 hoặc 0,9 )
3.1.Tính mô men tại mặt cắt giữa nhịp
a-Vẽ đờng ảnh hởng mô men tại mặt cắt giữa nhịp:
b-Mô men do tĩnh tải giai đoạn I:
*Khi cha xét đến tĩnh tải bản mặt cầu và gờ chắn (do tĩnh tải dầm):
-Mô men tiêu chuẩn:
M
Id
TC
= 1,2169.240,2697 = 292,38 T.m
-Mô men tính toán:
M
Id
TT
= 1,1.1,2169.334,796 - 0,9.1,2169.47,50.2 = 344,11 Tm
*Mô men do tĩnh tải bản mặt cầu và gờ chắn:
-Mô men tiêu chuẩn:
M
Ib
TC
= 2,8562.240,2697 = 686,26 Tm
-Mô men tính toán:

H30.
-Hệ số xung kích của H30:
1 + à = 1 + 15/(37,5 + 70) = 1,1395
Mô men tính toán lớn nhất do hoạt tải H30 gây ra tại mặt cắt giữa nhịp:
M
H30
TT
= 1,4.1,1395.383,92 = 612,47 Tm.
*Do hoạt tải XB80:
Xếp hoạt tải XB80 lên đờng ảnh hởng mô men mặt cắt giữa nhịp đợc vị trí bất lợi
nhất.
Theo sơ đồ xếp tải trực tiếp ta có:
M
XB80
TC
= = 20.( 2.10,970 + 11,534 + 10,407 ).0,449 = 394,04 Tm
( 0,449 là hệ số phân bố ngang của XB80)
M
XB80
TT
= 1,1.394,04 = 433,44 Tm
Bảng tính mô men do hoạt tải tiêu chuẩn tại mặt cắt giữa nhịp (T.m)
H30 Ngời XB80
max min max min max min
385,39 -106,77 143,12 -39,49 393,35 -52,51

Bảng tính mô men tính toán do hoạt tải tại mặt cắt giữa nhịp (T.m)
H30 Ngời XB80
Max min max min max min
614,81 -170,33 260,36 -55,29 432,68 -57,76

d-Mô men do hoạt tải:
*Xếp tải trực tiếp:
-Do hoạt tải H30:
Xếp hoạt tải H30 lên đờng ảnh hởng M phần dơng tại mặt cắt giữa nhịp ta có:
Vậy ta có mô men tiêu chuẩn lớn nhất do hoạt tải H30 gây ra tại mặt cắt đỉnh trụ:
M
H30
TC
= - 0,9.1,11. 721,46 = - 720,73 Tm
ở đây 0,9 và 1,11 tơng ứng là hệ số làn xe và hệ số phân bố ngang của hoạt tải H30
của dầm ngoài tại mặt cắt gối.
-Hệ số xung kích của H30:
1 + à = 1 + 15/(37,5 + 119) = 1,0958
Mô men tính toán lớn nhất do hoạt tải H30 gây ra tại mặt cắt đỉnh trụ:
M
H30
TT
= -1,4.1,0958.720,73 = - 1105,69 Tm.
-Do hoạt tải XB80:
Xếp hoạt tải XB80 lên đờng ảnh hởng mô men mặt cắt đỉnh trụ đợc vị trí bất lợi
nhất. Ta có:
M
XB80
TC
= - 20.( 6,425 + 6,426 + 6,427 + 6,373 ).0,78 = - 400,14 Tm
( 0,78 là hệ số phân bố ngang của XB80 dầm ngoài tại gối)
M
XB80
TT
= -1,1.400,14 = - 560,20 Tm

.
8,5
1
.
1
cmkGy
Jn
b
t
td
TT
II
t
bII
==

=


Ta thấy [
bII
t
] < 0,2.R
ub

= 0,2.190 = 38 kG/cm
2

Nh vậy ta không xét ứng suất do từ biến sinh ra trong tổ hợp này.
+ ứng suất mép trên bản bê tông do tải trọng khai thác:



[
b
t
] < R
ub

= 190 kG/cm
2
(Đạt)
Trong đó: M
II
TT
, M
H30+Ng
TT
- Mô men tính toán do tĩnh tải giai đoạn II và mô
men khống chế do hoạt tải H30 và Ngời tại mặt cắt giữa nhịp. (M
h
TT
=
1434,41Kg/cm2)
+ ứng suất mép dới bản (vút)bê tông:
2
5
/32,7729,66.
25997879
10).41,143440,324(
.

+
= 31,46.
25997879
10).41,143440,324(
12,114.
11006392
10.95,1093
.
55
t
t
td
TT
h
TT
II
t
t
TT
I
t
t
y
J
MM
y
J
M



td
TT
h
TT
II
d
t
TT
I
d
t
y
J
MM
y
J
M


= 2060,37 kG/cm
2
< R
t
= 2800 kG/cm
2
(Đạt )
Kiểm toán ứng suất tiếp tại mặt cắt gối:
Cần phải kiểm tra tại 3 điểm:
Điểm A-Thớ đi qua trục trung hoà trong giai đoạn I
Điểm B-Thớ nằm trên trục trung hoà giai đoạn II

J
SQ
=
; J
t
= 11006392 cm
4


.
.
t
B
xI
TT
I
B
I
J
SQ
=


.
.
t
C
xI
TT
I

xII
TT
II
B
II
J
SQ
=


.
.
td
C
xII
TT
II
C
II
J
SQ
=
; Trong đó:
Q
II
TT
Lực cắt tính toán do tĩnh tải giai đoạn II và hoạt tải. Vì lực cắt do
hoạt tải H30 + Ngời khống chế nên Q
II
TT

TT
Giai đoạn I 181,27 196,12
Giai đoạn II 169,74 194,87

Kết quả tính ứng suất tiếp tại các điểm trên mặt cắt dầm:
(kG/cm
2
)
A

B

C
TR PH TR PH TR PH
Giai đoạn I 184,91 200,06 172,28 186,40 182,44 197,38
Giai đoạn II 150,97 173,32 157,77 181,14 156,08 179,18
Tổng hợp 335,88 373,38 330,05 367,54 338,52 376,56
Vậy ta có:
max
=
C
PH
= 376,56 kG/cm
2
Cờng độ tính toán về cắt:
Rc = c'.0,6.Ro
Ro = 2700(kG/m
2
)


- lấy giá trị lớn hơn trong 2 giá trị Q
TR
và Q
PH
trong bảng tính
ở mục 4.2.3
Suy ra:
2
33
/35,327
4.250
10.87,194
4.212
10.12,196
cmkG
tb
=+=

125,115,1
35,327
56,376
'
max
=<==
c
tb


Rc=1x0,6x2700 = 1620(kG/cm
2

2
5
100
50 50
1100
2
0
0
900
R
1
0
0
1. Xác định tải trọng thẳng đứng tác dụng lên trụ
Do trọng lợng bản thân trụ: Bao gồm:
-Đá kê gối: 4 khối với kích thớc 120x120x20
P
đk
= 4.1,2.1,2.0,2.2,5 = 2,28 T
-Xà mũ và thân trụ:
V = 1,5.12,5.2 0,5.1,75.2 + 6,25.7.2 + 3,14.1
2
.6,25 = 142,87 m
3
P
XT
= 142,87.2,5 = 357,18 T
-Bệ trụ:
V = 12.2,5.5 0,5.1,5.12 0,5.0,5.5 = 139,75 m
3