Thiết kế cầu dầm giản đơnbtct thờng

gVHD: THS:ON PHM TUYN

Chơng 1: Các kích thớc cơ bản của cầu
1.1 - Các yếu tố nhịp cầu:

-

- Chiều cao dầm:1,1m
- Chiều dày cánh dầm: 0,18m
- Chiều dài dầm: 18 m
- Chiều dài tính toán dầm: 17,4m
- Vút trên: 150x150mm
- Vút dới: 100x100m
- Rộng bầu dầm: 400mm
- Cao bầu dầm: 200mm
- Rộng sờn: 200mm
- Sau khi quy đổi vút trên và vút dới về sờn rộng sờn dầm: 279mm
- Rộng cánh dầm giữa là: 1.2m
- Rộng cánh dầm biên là: 1.8m
- Dầm ngang: 0.72x0.3m
- Bố trí 5 dầm dọc với khoảng cách các dầm là 1.8m; dầm ngang lần lợt đợc bố trí ở đầu
dầm, cuối dầm và ở vị trí giữa dầm dọc
Bố trí 5 dầm dọc với khoảng cách các dầm là 1.8m; dầm ngang lần lợt đợc bố trí ở đầu
dầm, cuối dầm và ở vị trí giữa dầm dọc
Cao độ mực nớc cao nhất(MNCN) là 6,5m,

-

Cao độ mực nớc thấp nhất(MNTN) là:1,0m.

lớp: XDD51-Đc1

Trang:1
MSV:41331


Thiết kế cầu dầm giản đơnbtct thờng

gVHD: THS:ON PHM TUYN

bdake
0,5
ì2
ì2
=>Lo=Lnhịptinhtoan-(a.2+ 2
)+0,25=17,4-(0,2.2+ 2
)+0,25=16,75m

-

a:là khoảng cách mép ngoài đá kê đến mép ngoài của mũ trụ(mố) theo phơng dọc cầu
Các yếu tố nhịp cầu đợc thể hiện trên hình vẽ:

Hình 1:Mặt cắt dọc cầu
1-Kết cấu nhịp,2-Trụ cầu,3- Mố cầu,4 móng cầu

Hình2: Mặt cắt ngang cầu
1.2 cấu tạo lớp phủ mặt cầu
1.2.1 Mt cu ụtụ
Mt cu ụ tụ l b phn tip xỳc trc tip vi bỏnh xe ca hot ti nờn phi ỏp ng

+ To ra mt ng ờm thun, hn ch lc xung kớch truyn xung bn mt cu v
SVTH: mai hữu phớc
lớp: XDD51-Đc1

Trang:3
MSV:41331


Thiết kế cầu dầm giản đơnbtct thờng

gVHD: THS:ON PHM TUYN

hn ch ting n.
+ Giỏ thnh r hn mt ng bờ tụng xi mng.
+ Tui th thp (khong 10 ữ 20 nm) v nhanh b hao mũn, do ú tng chi phớ duy
tu bo dng.

Chơng 2: tính toán kết cấu nhịp
2.1 Tớnh toỏn bn mt cu
2.1.1 - Xác định nội lực trong bản mặt cầu:
SVTH: mai hữu phớc
lớp: XDD51-Đc1

Trang:4
MSV:41331


Thiết kế cầu dầm giản đơnbtct thờng

gVHD: THS:ON PHM TUYN



Thiết kế cầu dầm giản đơnbtct thờng

gVHD: THS:ON PHM TUYN

Hình 5: Tải trọng DW

Hình6: Tải trọng lan can

Hình7: Biểu đồ bao momen TTSD

Hình8: Biểu đồ bao momen TTCD

Hình 9:Biểu đồ bao lực cắt TTSD

Hình 10:Biểu đồ bao lực cắt TTCD
b)Mô hình bản mặt cầu theo dầm 2 đầu ngàm.

SVTH: mai hữu phớc
lớp: XDD51-Đc1

Trang:6
MSV:41331


Thiết kế cầu dầm giản đơnbtct thờng

gVHD: THS:ON PHM TUYN


2.1.2 -Tính toán cốt thép cho bản mặt cầu.(bn cánh dm ch T)
2.1.2.1 - Tính với mômen lớn nhất ở mặt cầu:
M+max= 3,39 T.m
Chiều cao của bản hb = 18 cm.
Chọn vật liệu bê tông B20 có Rb = 115 kg/cm2, Rbt = 9kg/cm2, cốt thép nhóm AII có Rs
= 2800kg/cm2.
Lớp bê tông bảo vệ a = 3cm, dự tính dùng cốt thép 16.

SVTH: mai hữu phớc
lớp: XDD51-Đc1

Trang:8
MSV:41331


Thiết kế cầu dầm giản đơnbtct thờng

Chiều cao làm việc của bản:

ho = h a

gVHD: THS:ON PHM TUYN

d
2

Trong đó:
a: chiều dày lớp bê tông bảo vệ.
d: đờng kính cốt thép chịu lực.
ho = 18 3 0,8 = 14,2 cm

Vậy sảy ra phá hoại dẻo
m = (1 0,5 ) = 0,172.(1 0,5.0,172) = 1,57cm

Mômen mà tiết diện chịu đợc:
M gh = m .Rb .b.h02 = 115.100.14, 2 2.0,157 = 3,64T .m

Nhận thấy M = 3,39T.m

- Bê tông thi công = 24 KN / m , f c = 30 MPa .

SVTH: mai hữu phớc
lớp: XDD51-Đc1

Trang:10
MSV:41331


Thiết kế cầu dầm giản đơnbtct thờng

gVHD: THS:ON PHM TUYN

Hình20:Sơ đồ tính dầm cầu

Hình21:Tải trọng DW
SVTH: mai hữu phớc
lớp: XDD51-Đc1

Trang:11
MSV:41331


Thiết kế cầu dầm giản đơnbtct thờng

gVHD: THS:ON PHM TUYN

Hình22: Tải trọng TTlan

Hình23:Sơ đồ gán làn

líp: XDD51-§c1

Trang:14
MSV:41331


Thiết kế cầu dầm giản đơnbtct thờng

gVHD: THS:ON PHM TUYN

Hình28:Biểu đồ bao lực cắt TTCD

+Giá trị momen lớn nhất của dầm chủ: 887,02 KN.m
+Giá trị lực cắt lớn nhất của dầm chủ: 305,20 KN
2.2.2 - Tính toán thiết kế dầm chủ:
2.2.2.1 - Tính cốt thép
SVTH: mai hữu phớc
lớp: XDD51-Đc1

Trang:15
MSV:41331


Thiết kế cầu dầm giản đơnbtct thờng

gVHD: THS:ON PHM TUYN
2

Chọn vật liệu bê tông B20 có Rb = 115kg/cm , Rbt = 9 kg/cm2 cốt thép nhóm AII có Rs
= 2800kg/cm2.

.ho .Rs 0,97.105.2800

Chọn 425và 420 có As = 32,19cm2
2.2.2.2 - Kiểm tra chiều rộng sờn dầm:
Chiều rộng sờn dầm lấy gần đúng bằng:
b = 0,15.1,5 = 15,75 cm
Chiều rộng cần thiết lấy theo tiêu chuẩn về khoảng cách giữa các thanh và khoảng
cách tới măt bê tông :
b> 2.4,0 + n.d + co = 2.4+ 2.2,5+ 4 =17 cm
Nh vậy chiều rộng sờn dầm đã chọn b = 20 cm là thoả mãn điều kiện.
2.2.2.3 - Kiểm tra tiết diện diện của sờn dọc:
Do trục trung hoà đi qua cánh dầm nên tính toán tiết diện coi nh tiết diện chữ nhật
( bcxh = 1200x1100cm ).
=

Rs .Fs
2800.32,19
=
= 0, 0622
Rb .b f .h0 115.120.105

m = (1 0,5 ) = 0, 0622(1 0, 0622) = 0, 0603

Mômen phá hoại của tiết diện:

SVTH: mai hữu phớc
lớp: XDD51-Đc1

Trang:16
MSV:41331

Q2
305202
= 58, 67 kG
2
2
q d = 8Rbt .b.h0 = 8.9.20.105

Chọn đờng kính cốt đai 10 f d =0,785 cm
Khoảng cách tính toán cốt đai

Ut =

Rad .n. f d 2250.2.0, 785
= 60, 2cm
qd
58, 67
=

Khoảng cách cực đại của 2 cốt đai:
1,5.Rb .b.h02 1,5.9.20.1052
= 97,53cm
Q
umax =
= 30520

Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo
h \ 3 = 36, 67
u
mm = uct
300

Hình29: Cốt thép dầm chủ ngoài

Hình 30:Cốt thép dầm trong

2.3. Tớnh, v hỡnh bao vt liu
SVTH: mai hữu phớc
lớp: XDD51-Đc1

Trang:18
MSV:41331


Thiết kế cầu dầm giản đơnbtct thờng

gVHD: THS:ON PHM TUYN

a. Tớnh kh nng chu lc
+Tớnh ti gia nhp , mụmen dng b trớ ct thộp 4 25+4 20, din tớch
As=32,19cm2.
Ly lp bờtụng bo v l 20mm,
a1 = 32,5mm, As1=19,64 cm2
a2 = 85mm, As2=6,28 cm2
a3 =135mm, As3=6,28 cm2
= > a=63mm
ho= h a =1100 - 63=1037(mm)
=

Rs As
Rbb f ho


1037
0,08
0,96 897,28
4 25+4 20- As=3219
Ct2 20cũn 4 25 v 2
1037 0,066 0,967 739,29
20As=2633
Chn W=20 =400mm. im ct thc t cỏch gia nhp mt on =400+2360 =

2760(mm).

SVTH: mai hữu phớc
lớp: XDD51-Đc1

Trang:19
MSV:41331


Thiết kế cầu dầm giản đơnbtct thờng

gVHD: THS:ON PHM TUYN

Hỡnh 31: Hỡnh bao vt liu dm ch
7 .Kiểm tra tính chống nứt:
Bề rộng khe nứt của cấu kiện chịu uốn đợc tính toán theo công thức:
an = k .c.

a
(70 20 p ) 3 d
Ea


Ea 2,1.10 6
2a '
'
n=
=
= 7, 78
T = '(1 ) ' =
Eb 2, 7.105
h0 ;
2 ;

'=

(bc' b)hc' + (n / ) Fa'
bh0

: hệ số đàn hồi của bêtông vùng nén,với tải ngắn hạn =0,45

với tải dài hạn =0,15

SVTH: mai hữu phớc
lớp: XDD51-Đc1

Trang:20
MSV:41331


Thiết kế cầu dầm giản đơnbtct thờng



2a ' 2.5
=
= 0, 095
h0 105

T = 1, 405(1

=

0, 095
) = 1,34
2

x
1
=
= 0, 044
h0 1,8 + 1 + 5(0, 268 + 1,34)
10.0, 0055.7, 78

0, 095.1, 405 + 0, 0442
Z1 = 1
94 .105 = 100, 094cm
2(1, 405 + 0,044)


Mc
8870000
a =

bh0
20.150

T = 1, 471(1

0, 095
) = 1, 401
2
;

SVTH: mai hữu phớc
lớp: XDD51-Đc1

=

x
1
=
= 0, 043
h0 1,8 + 1 + 5(0, 22 + 1, 401)
10.0, 0055.7, 78

Trang:21
MSV:41331


Thiết kế cầu dầm giản đơnbtct thờng

gVHD: THS:ON PHM TUYN


1 - Mũ trụ : là bộ phận trực tiếp chịu áp lực từ kết cấu nhịp truyền xuống nên đ ợc làm
bằng BTCT mác 300. Kết cấu nhịp tựa trên mũ trụ thông qua gối cầu. Tại vị trí kê gối
trên mũ trụ cấu tạo đá tảng bằng BT có chiều cao 20 cm và đặt các lới thép chịu lực cục
SVTH: mai hữu phớc
lớp: XDD51-Đc1

Trang:22
MSV:41331


Thiết kế cầu dầm giản đơnbtct thờng

gVHD: THS:ON PHM TUYN

bộ đờng kính =8 với mắt lới là 6 cm . Mặt trên mũ trụ cấu tạo độ dốc thoát nớc là 1 :
10 và bề mặt đợc láng vữa ximăng.
2 -Thân trụ : có nhiệm vụ phân bố áp lực xuống móng đồng thời chịu các lực nằm
ngang theo phơng dọc cầu và ngang cầu. Thân trụ đợc xây bằng BT toàn khối, tiết diện
đặc. Hình dạng mặt cắt ngang trụ fải đảm bảo ít cản trở dòng chảy, tránh tạo thành các
dòng xoáy gần trụ và giảm mức độ xói lở đáy sông. Ngoài ra thân trụ còn phải chịu đợc
các lực va chạm của vật trôi hoặc tàu bè.Mặt cắt ngang trụ chọn là có dạng hình bán
nguyệt.
3 -Bệ trụ : có nhiệm vụ truyền tải trọng từ thân trụ xuống nền đất qua kết cấu móng, nó
đợc xây bằng vật liệu BT toàn khối .
Tính toán trụ đặc thân hẹp với các kích thớc sơ bộ nh sau:
2.kích thớc trụ cầu
+Chiều rộng tối thiểu của mũ trụ theo phơng dọc cầu:

Bmin


gVHD: THS:ON PHM TUYN

- a:Là khoảng cách mép đá kê đến mép mũ trụ,a xác định theo quy trình,a min=(15 ữ 20

)cm.chọn a=20 cm

Hình33: Sơ dồ kích thớc bề rộng mũ trụ theo phơng dọc cầu
Bmin = 5 + 30 + 30 +

50 50
+ + 2.15 + 2.20 = 185cm
2 2

Vậy chọn bề rộng mũ trụ theo phơng dọc cầu là B=2m+Chiều dài tối thiểu của mũ
trụ theo phơng ngang cầu:
A = (n 1)a2 + a0 + 2.(15 ữ 20) + 2a1

Hình34: Sơ dồ kích thớc chiều dài mũ trụ theo phơng ngang cầu
Trong đó:
n:là số dầm chủ theo phơng ngang cầu n=5 dầm
a2 :khoảng cách các tim của dầm chủ theo phơng ngang cầu .a2=1,8 m
a1 :là khoảng cách từ mép đá kê đến mép mũ trụ,a 1=40 cm
SVTH: mai hữu phớc
lớp: XDD51-Đc1

Trang:24
MSV:41331


Thiết kế cầu dầm giản đơnbtct thờng

Chiều dày lớp phủ mặt cầu:0,14m

-

Cao độ mặt trên của bệ móng (đài cọc) =0,5m
=>Hkt=hdầm +chiều dày lớp phủ=1,1+0,14=1,24m
Trong đó:Hkt:là chiều cao kiến trúc-tính từ đáy dầm đến mặt đờng xe chạy.
=>Hc=Hkt+Hkc+(MNCN-MNTN)=1,24+1+(6,1-0,6)=7,74m
-nhịp tính toán Lo:là khoảng cách của mép ngoài trụ đến mép ngoài mố tính theo mực nớc cao nhất(MNCN)
dựa vào kích thớc hình học của cầu ta xác định đợc
bdake
0,5
ì2
ì2
=>Lo=Lnhịptinhtoan-(a.2+ 2
)+0,25=11,4-(0,2.2+ 2
)+0,25=10,75m

Trụ cột đợc chọn có mũ trụ là dầm côngxôn vát cạnh ở hai bên.
-Chiều cao thân trụ
Có cao độ của đáy kết cấu nhịp là 7,1m
= >cao độ của mép dới xã mũ trụ=7,1-hđk-hgối-Hmũtru=7,1- 0,2 0,1 1,5=5,3m
Vậy chiều cao thân trụ =5,3 cao độ của đỉnh bệ= 5,3 0,5 =4,8m
Bệ trụ chọn 4x9x2m
Các kích thớc còn lại chọn theo công thức kinh nghiệm ta đc kích thớc của trụ nh sau:

SVTH: mai hữu phớc
lớp: XDD51-Đc1

Trang:25