n Tt Nghip B mụn Cu Hm
Lời nói đầu
Bớc vào thời kỳ đổi mới đất nớc ta đang trong quá trình xây dựng cơ sở vật
chất hạ tầng kỹ thuật. Giao thông vận tải là một nghành đợc quan tâm đầu t nhiều vì
đây là huyết mạch của nền kinh tế đất nớc, là nền tảng tạo điều kiện cho các nghành
khác phát triển. Thực tế cho thấy hiện nay lĩnh vực này rất cần những kỹ s có trình
độ chuyên môn vững chắc để có thể nắm bắt và cập nhật đợc những công nghệ tiên
tiến hiện đại của thế giới để có thể xây dựng nên những công trình cầu mới, hiện đại,
có chất lợng và tính thẩm mỹ cao góp phần vào công cuộc xây dựng đất nớc trong
thời đại mở cửa.
Sau thời gian học tập tại trờng ĐHGTVT bằng sự nỗ lực của bản thân cùng với
sự chỉ bảo dạy dỗ tận tình của các thầy cô trong trờng ĐHGTVT nói chung và các
thầy cố trong Khoa Công trình nói riêng em đã tích luỹ đợc nhiều kiến thức bổ ích
trang bị cho công việc của một kỹ s tơng lai.
Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự cố gắng trong suốt 5 năm học tập và tìm hiểu
kiến thức tại trờng, 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 đợc 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 Giáo : Chu Viết Bình
Do thời gian tiến hành làm Đồ án và trình độ lý thuyết cũng nh các kinh
nghiệm thực tế còn hạn chế, 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 nh kiến thức chuyên môn của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!
Nghệ An, năm 2011
SV: Nguyễn Tuấn Dũng
Nguyn Tun Dng Cu ng B K43A - NA
1
Đồ Án Tốt Nghiệp Bộ môn Cầu Hầm
NhËn xÐt cña gi¸o viªn h íng dÉn
..................................................................................................................................

..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..........................................................................
Hà Nội, ngày......tháng .....năm 2010
Nguyn Tun Dng Cu ng B K43A - NA
3
n Tt Nghip B mụn Cu Hm
giới thiệu chung
I. Mục đích và ý nghĩa của công trình cầu.
Trong các ngành kinh tế của đất nớc thì giao thông vận tải chiếm một vị trí hết
sức quan trọng. Sự phát triển của nền kinh tế xã hội cần có mạng lới giao thông
hiện đại và đồng bộ. Với tình hình hiện nay, nhiều trung tâm kinh tế - văn hoá lớn
đợc mở ra, việc giao lu kinh tế, văn hoá giữa các vùng từ thành phố đến nông
thôn, từ đồng bằng lên miền núi v.v... vì thế mà yêu cầu về giao thông vận tải
ngày càng trở nên cần thiết.
Với nớc ta, mạng lới giao thông vận tải đang từng bớc đợc hoàn thiện và đóng
một vai trò rất quan trọng, trong đó giao thông đờng bộ là một bộ phận rất cần thiết
và không thể thiếu đợc. Chính vì vậy mà mạng lới đờng ô-tô đang từng bớc đợc quy
hoạch, cải tạo nâng cấp các tuyến đờng cũ, xây dựng thêm các tuyến mới.
Trên những tuyến đờng giao thông nối liền các vùng kinh tế hay khu dân c thờng
gặp phải nhiều sông suối. Tại những điểm đó cần phải có biện pháp làm cầu qua
sông để đảm bảo chỉ tiêu kinh tiêu kinh tế của tuyến đờng.
Công trình cầu không những chỉ là công trình để đảm bảo giao thông mà còn là
một công trình kiến trúc thể hiện về trình độ kỹ thuật cũng nh mỹ thuật.
II. Các nguyên tắc chọn ph ơng án cầu .
Việc chọn phơng án cầu dựa trên 3 nguyên tắc cơ bản sau:
II.1. Đảm bảo kỹ thuật .

Lớp 4: Đá gốc
1.2 Thuỷ văn.
Theo số liệu khảo sát điều tra cho thấy :
MNCN: 95.38m
MNTT: 90.38m
MNTN: 88.90m
Dòng chảy ổn định, tốc độ chảy không lớn do đó hạn chế gây ra hiện tợng xói
lở, bồi lắng tại giữa sông và 2 bên bờ.
Chơng I
Phơng án sơ bộ I
Cầu dầm BTCT DƯL l = 33m
Nguyn Tun Dng Cu ng B K43A - NA
5
n Tt Nghip B mụn Cu Hm
I. giới thiệu phơng án
+ Tiêu chuẩn kỹ thuật
- Khổ cầu: G = 6 + 2x1.5 + 2x0.5 m
- Tiêu chuẩn thiết kế: 22 TCN 272-05 của Bộ GTVT.
- Sông thông thuyền Btt = 20m; Htt = 3.0m
+ Tải trọng thiết kế.
- HL93
- Ngời 4.1(kN/m)
2
+ Đặc điểm địa chất.
- Qua số liệu thăm dò tại lỗ khoan ở khu vực xây dựng cầu địa chất có cấu tạo
nh sau:
Lớp 1: Lớp cát sẫm
Lớp 2: Lớp cát sẫm lẫn cuội to
Lớp 3: Lớp sét lẫn dăm sạn
Lớp 4: Đá gốc

thủ công, đổ bêtông tại chỗ.
Thi công kết cấu nhịp lao lắp bằng giá 3 chân.
Nguyn Tun Dng Cu ng B K43A - NA
7
n Tt Nghip B mụn Cu Hm
b. bài thiết kế.
i. chọn sơ bộ kết cấu nhịp.
1.Chiều dài tính toán:
Chiều dài tính toán của dầm cầu giản đơn là :

tt
L
=L-2a
Trong đó a là khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối, với dầm 33m thì chọn
a=0,4m

tt
L
=33-2.0,4=32,2 m
2.Số lợng và khoảng cách các dầm chủ:
a.Xác định chiều rộng toàn cầu :

1 2 3 4
2 2 2B B B B B= + + +
Trong đó
1
B
: chiều rộng phần xe chạy(m)
1
B

2,5m
Chiều rộng cánh hẫng
k
S
nên lấy
2
k
S
S =
Số lợng dầm chủ nên chọn là số chẵn do số dầm lẻ thì dầm chính giữa thờng
không phát huy hết tác dụng trên cơ sở đó ta chọn S=2,5 m;
k
S
=1,25m và
b
N
=4
dầm.
Nguyn Tun Dng Cu ng B K43A - NA
8
n Tt Nghip B mụn Cu Hm
3x2500=7500 1250
Lớp phòng nước, dày 0.4 cm
Bản mặt cầu BTCT 30MPa, dày 20cm
Bản ván khuôn, dày 8cm
1/2 Mặt cắt ngang cầu tại trụ
Bê tông asphalt dày 4cm
2%
2%
1250

4.Thiết kế dầm chủ:
Chiều cao dầm chủ quy định tại bảng 2.5.26.3.1 quy trinh:
Chiều cao tối thiểu bao gồm cả bản mặt cầu đối với dầm I đúc sẵn dự ứng lực giản
đơn là 0,045L=0,045.33=1,485m
Vậy chọn chiều cao dầm chủ là H=1,650m
Mặt cắt ngang
Mặt cắt ngang
m
k
J
H
a
b
c
d
f
e
n
m
H
k
J
f
e
d
a
n
Chiều cao bầu dới a = 25cm
Chiều cao vút dới b =20cm
Chiều cao sừơn c = 89 cm

Nguyn Tun Dng Cu ng B K43A - NA
10
n Tt Nghip B mụn Cu Hm
ii. tính toán hệ số phân bố ngang.
1. Hệ số phân bố cho momen.
a. Hệ số phân bô hoạt tải đối với mô men trong các dầm giữa:
Với số dầm chủ

4 dầm thì hệ số phân bô ngang với các dầm giữa tính theo công
thức:
Khi cầu thiết kế một làn chịu tải :
0,1
0,4 0,3
1
2
0,06
4300
g
s
K
S S
g
L Lt


= +
ữ
ữ ữ



=200<300mm
g
K
: là hệ số tính theo công thức
( )
2
.
g g
K n I A e= +
Với n: tỉ số giữa mô đun đàn hồi bê tông làm bản mặt và bê tông làm
dầm n=1
g
e
: là khoảng cách từ trọng tâm bản mặt đến trọng tâm dầm
( ) ( )
0,20
1,65 0,8267 0,7333
2 2
f
g c
h
e H Y m= = =
I: mô men quán tính chống uốn của tiết diện dầm chủ không kê bản mặt
A: là diện tích mặt cắt ngang của phần dầm chủ không tính bản mặt
I=0,2136
4
m
;A=0,6373
3
m

0,1
0,6 0,2
12
2
3
2500 2500 0,5563.10
0,075
2900 32200
32200. 180
g


= +
ữ
ữ ữ
ữ


=0,566
Hệ số phân bố mô men cho dầm giữa lấy hệ số lớn hơn trong 2 giá trị trên
mg
g
=0,566
b. Hệ số phân bô hoạt tải với mô men dầm biên:
Thiết kế một làn chịu tải: dung phơng pháp đòn bẩy:
Nguyn Tun Dng Cu ng B K43A - NA
11
n Tt Nghip B mụn Cu Hm
190110
350 cm

1 4 5
1 1
1,2. . 1,2. 0 0,34 0,204
2 2
HL
g y y= + = + =
Với tải trọng ngời đi
( )
1 1 2
1
1,2. . .1 1,266
2.1
PL
g y y= + =
Với tải trọng làn thiên vê an toàn coi tải trọng làn theo phơng ngang cầu là một tải
trọng tập trung thì
1 3
1,2 1
. . .1,25 0,165
3 2
Lan
g y= =
Thiết kế nhiều làn chịu tải thì
2
. 0,77
2800
e
mb mg
d
g g

y4
y3
y2
y1
65
50
100
25 60
180
350 cm
110 190
II. tính toán nội lực dầm chủ.
1. Xác định tải trọng th ờng xuyên.
a. Tĩnh tải tại dầm chủ:
Xét đoạn dầm từ đầu dầm đến mặt cắt thay đổi tiết diện gồm 2 đầu
( ) ( )
2
1 1 .2
2
o
dc c o
A A
DC A a x

+

= + + Trong dố


Xét đoạn dầm còn lại :lấy diện tích tiết diện là
2
0,6373A m=
Trọng lợng đoạn dầm:
Coi tĩnh tải của dầm chủ là tải trọng rải đều trên suốt chiều dài dầm.
3 3
7,308 46,523
.10 1,672.10 /
32,2
do d
dc
DC DC
DC Kg m
L
+
+
= = =
b.Tĩnh tải bản mặt cầu:
Đối với dầm giữa:
. .
bmg c f
DC S h

=
=2500.2,5.0,18=0,855.10
3
/Kg m
Đốivớidầmbiên:
2,5

6
. .
vk c
DC S j H

=
=2500(2,5-0,65).0,08=250 Kg/m
Bản mặt cầu
Ván khuôn lắp ghép bằng
bêtông cốt thép để
đổ bản mặt cầu.
e.Tĩnh tải lan can gờ chắn:
Lan can ngoài phần thép
15 /
t
DC Kg m=
Phần bê tông
4 4
.
bt c B
DC B h

=
=375Kg/m
Tổng tĩnh tải lan can
lc
DC
=
390Kg/m
Gờ chắn bánh

. .
p
DW t t S

= +
=332,88Kg/m(S=2,5m)
-Các tịên ích khác chiếu sáng thông tin:
ti
DW =
5Kg/m
Tổng:
1p ti
DW DW DW= + =
332,88+5=337,88Kg/m
-Phân bố tĩnh tải lan can gờ chắn và các tiện ích công cộng
Cho dầm biên: dùng đờng ảnh hởng phản lực gối
B4/2
1y
1b
0
S
Sk
DC
IC
DW
Nguyn Tun Dng Cu ng B K43A - NA
14
n Tt Nghip B mụn Cu Hm
4
0,5

b k ti
b
DW
S
DW S B B DC
S
DW Kg m

= + + = + +
ữ ữ

=
Cho dầm dọc giữa
0; 337,88 /
lcg g
DC DW DW Kg m= = =
h./Tổng cộng tĩnh tải tác dụng lên các dầm dọc chủ:
Đối với dầm giữa
-Giai đoạn cha liên hợp:
3
1,672.10 /
dc
DC Kg m=
-Giai đoạn khai thác: mặt cắt liên hợp với bản mặt cầu
g dc bmg dn lcg vk
DC DC DC DC DC DC= + + + + =
1672+855+152,45 + 0 +250=2929,45Kg/m
g
DW
=337,88Kg/m


b.Xe 2 trục thiết kế
1,2m
Xe hai trục thiết kế (Tandem)
c.Tải trọng làn
3m
9,3kN/m q làn
phân bố hết bề rộng làn 9,3KN/m trên suốt chiều dài toàn càu trên bề rộng 3m
3.Đ ờng ảnh h ởng mômen lực cắt tại các mặt cắt đặc tr ng
a/.Các mặt cắt đặc tr ng :gồm có 5 mặt cắt :
-Mặt cắt gối
-Mặt cắt cách gối 0,72H=1,138m
-Mặt cắt thay dổi tiết diện
-Mặt cắt L/4
-Mặt cắt L/2
0
1
2
3
4
0
1,32
1,5
8,05
16,1
mc
x
x
x x
x

M tt
L x x

=
Diện tích đờng ảnh hởng lực cắt:
Dơng
( )
2
1
2
Vd
L x
L


=
âm
2
1 .
2
Va
x
L

=
V Vd Va

= +
Từ đó ta tính đợc nh sau
x

dc
b
DC dc M
M DC g

=
vói
dc
DC
=1,672.10
3
Kg/m
-Giai đoạn mặt cắt liên hợp:
. .
b
DC b M
M DC g

=
vói
b
DC
=3623,87Kg/m

. .
b
b
DW b M
M DW g



=
vói
g
DW
=337,88Kg/m
Nguyn Tun Dng Cu ng B K43A - NA
17
n Tt Nghip B mụn Cu Hm
b.Lực cắt do tĩnh tải:
Dầm biên: cha liên hợp:
. .
dc
b
DC dc V
V DC g

=
Liên hợp:
. .
. .
b
b
DC b V
DW b V
V DC g
V DW g






Kết quả tính toán nội lực tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ
mômen Dầm biên dầm giữa
x
b
DCDC
M
DCb
M
DWb
M
g
DCDC
M
DCg
M
DWg
M
0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
1.320 334.292 724.541 46.537 334.292 585.701 67.554
1.500 377.663 818.543 52.575 377.663 661.690 76.319
8.050 1594.367 3455.609 221.953 1594.367 2793.432 322.192
16.100 2125.823 4607.479 295.937 2125.823 3724.576 429.589
lc cắt Dầm biên dầm giữa
x
b
DCDC
V
DCb

Đảh Mk
y1 y2
y3
y4
q làn
Truờng hợp 1
y'1
Đảh Mk
1,2m
4,3m 4,3m
Xe hai trục thiết kế (Tandem)
Xe tải thiết kế (Truck)
y'5
y'2
y'3
y'4
q làn
Truờng hợp 2
và xếp tải theo hiệu ứng ƠLE
y'1
Đảh Mk
1,2m
4,3m 4,3m
Xe hai trục thiết kế (Tandem)
Xe tải thiết kế (Truck)
y'5
y'2
y'3
y'4
q làn

n Tt Nghip B mụn Cu Hm
'
3
y
0.000 1.090 1.230 4.963 5.900
'
4
y
0.000 0.000 0.000 2.813 5.900
'
5
y
0.000 1.241 1.402 5.888 7.750
Trờng
hợp 3
''
1
y
0.000 0.978 1.144 5.813 7.900
''
2
y
0.000 1.229 1.388 5.813 7.600
''
3
y
0.000 1.250 1.413 6.415 11.786
''
4
y

dem
M y y
= +
( )
5
' '
tan 2 2
110
dem
M y y= +
( )
tan tan 1 tan 2
,
dem dem dem
M max M M
=
Mô men hoạt tải tác dụng bất lợi nhất ta lấy giá trị max tại các mặt cắt trên
trong cả 2 trờng hợp xe tải thiết kế và xe 2 trục thiết kế
( )
tan
max ,
xetk truch dem
M M M
=
mômen x 0.000 1.320 1.500 8.050 16.100
Xe tải
thiết kế
1
Truck
M

max
Xetk
M
0.000 373.515 421.724 1731.063 2811.019
Nguyn Tun Dng Cu ng B K43A - NA
20
n Tt Nghip B mụn Cu Hm
Mômen gây ra do tải trọng làn
TảI trọng làn rải đều suất chiều dài cầu và có độ lớn q=9,3KN/m
Mômen do tải trọng làn gây ra tại các mặt cắt đặc trng xác định bằng phơng pháp đ-
ờng ảnh hởng nhân giá trị của tải trọng làn với diện tích đờng ảnh hởng
.
lan lan M
M q

=
x 0.000 1.320 1.500 8.050 16.100
M

0.000 17.674 23.025 97.204 129.605
M
làn
0.000 164.368 214.133 903.997 1205.327
Mô men do tải trọng ngời đi bộ gây ra ở dầm biên
Coi nh dầm biên chịu toàn bộ tải trọng ngời đi PL=300Kg/m
2
3
. . .
PL M
M PL g B

0,165
mblan
g
=
;
1,266
mbPL
g =
Tại mặt cắt dầm giữa IM=25%
( )
. 1 . .
LLg mg xetk mg lan
M g IM M g M
= + +
Trong đó hệ số phân bố hoạt tải với mômen của dầm giữa
0,566
mg
g
=
x 0.000 1.320 1.500 8.050 16.100
M
xetk
0.000 373.515 421.724 1731.063 2811.019
M
làn
0.000 164.368 214.133 903.997 1205.327
M
PL
0.000 52.015 67.763 286.071 381.428
M

trucK
V y y y
= + +
( )
2
tan 1
110
dem
M y y
= +
( )
tan
max ,
xetk truch dem
V V V
=
Lực cắt gây ra do tải trọng làn
Lực cắt do tảI trọng làn gây ra tại các mặt cắt xác định bằng phơng pháp đờng ảnh h-
ởng giá trị của
lan
q
với diện tích đờng ảnh hởng phần dơng tại các mặt cắt
.
lan lan Vd
V q

=
Lực cắt do tảI trọng ngời đI gây ra ở dầm biên: coi nh dầm biên chịu toàn bộ
tảI trọng ngời đI PL=410Kg/m
2


16.1 14.8071 14.63494 9.05625 4.025
lan
V
149.73 137.706 136.1049 84.22313 37.4325
PL
V
47.3823 43.5772 43.07062 26.65254 11.84558
Tổ hợp lực cắt do hoạt tải ( đã nhân hệ số phân bố ngang)
Nguyn Tun Dng Cu ng B K43A - NA
22
n Tt Nghip B mụn Cu Hm
Dầm biên
( )
. 1 . . .
LLb vbHL xetk vlan lan vbPL PLx
V g IM V g V g V
= + + +
Dầm giữa
( )
. 1 . .
LLg vg xetk vg lanx
V g IM V g V
= + +
IM=25%;
0,696
vg
g =
;
0,204

Trạng thái giới hạn cờng độ I.
( )
1
. 1,75. 1,25. 1,5.
ucd g LLg DCg DWg
M M M M

= + +
( )
1
. 1,75. 1,25. 1,5.
ucd g LLg DCg DWg
V V V V

= + +
Trạng thái giới hạn cờng độ II
( )
2
. 0. 1, 25. 1,5.
ucd g LLg DCg DWg
M M M M

= + +
( )
2
. 0. 1, 25. 1,5.
ucd g LLg DCg DWg
V V V V

= + +

. 0,5. 1,25. 1,5.
udbg LLg DCg DWg
M M M M

= + +
( )
. 0,5. 1, 25. 1,5.
udbg LLg DCg DWg
V V V V

= + +
b. Tổ hợp cho dầm biên
Trạng thái giới hạn cờng độ I.
( )
1
. 1,75. 1,25. 1,5.
ucd b LLb DCb DWb
M M M M

= + +
( )
1
. 1,75. 1, 25. 1,5.
ucd b LLb DCb DWb
V V V V

= + +
Trạng thái giới hạn cờng độ II
( )
2

Tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông
( )
. 1. 1. 1.
usdb LLb DCb DWb
M M M M
η
= + +
( )
. 1. 1. 1.
usdb LLb DCb DWb
V V V V
η
= + +
Tr¹ng th¸i giíi h¹n ®Æc biÖt
( )
. 0,5. 1,25. 1,5.
udbb LLb DCb DWb
M M M M
η
= + +
( )
. 0,5. 1,25. 1,5.
udbb LLb DCb DWb
V V V V
η
= + +
Nguyễn Tuấn Dũng Cầu Đường Bộ K43A - NA
24
Đồ Án Tốt Nghiệp Bộ môn Cầu Hầm
DÇm gi÷a

X 0.000 1.320 1.500 8.050 16.100
DC
M
0.000 724.541 818.543 3455.609 4607.479
DW
M
0.000 46.537 52.575 221.953 295.937
LL
M
0.000 188.218 228.659 952.747 1398.576
DC
V
572.358 525.431 519.032 286.179 0.000
DW
V
36.762 33.748 33.337 18.381 0.000
LL
V
160.245 150.046 148.678 102.474 55.289
TTGH M 0.000 1370.105 1577.303 6635.735 9083.300
V 1103.570 1018.493 1006.932 592.856 101.594
TTGH M 0.000 1024.256 1157.142 4885.063 6513.417
V 809.120 742.782 733.736 404.560 0.000
TTGH M 0.000 1291.054 1481.266 6235.581 8495.898
V 1036.268 955.473 944.487 549.817 78.372
TTGH M 0.000 1007.260 1154.765 4861.824 6617.091
V 807.833 744.687 736.100 427.386 58.053
TTGH M 0.000 1123.070 1277.188 5385.255 7247.669
V 893.249 821.557 811.792 458.359 29.027
III. Bè TRÝ CèT THÐP Dù øNG LùC.