ĐHXD Lã Hoàng Anh5282-49
KHOA CầU ĐƯờng 49CĐ5
Đồ áN CầU THéP
Số liệu thiết kế đầu vào:
Số hiệu :08
Chiều dài nhịp tính toán:L=33,5(m)
Khoảng cách hai tim dầm:S=2,2(m)
Lan can:2ì0,5(m)
Tổng chiều rộng mặt cắt ngang:13,5(m)
PHầN 1:THIếT Kế BảN MặT CầU
I.1 Chiều dày bản:

Ta có h
min
=
)(1653,173
30
30002200
30
3000
mm
S
>=
+
=
+
Vậy ta chọn h
s
=190(mm) làm chiều dày chịu lực của bản mặt
cầu,cộng thêm 15(mm) lớp hao mòn.Trọng lợng bản khi tính toán
là:h

W
s
=
)/(10827,420581,9102400
239
mmN

ì=ììì
I.2.4.Trọng lợng bản hẫng:
Do xét tới ảnh hởng của lực và của xe trên cầu nên thiêt kế bản
hẫng dày thêm 15 (mm) để chịu lực va này.Do đó khi tính với bản
hẫng chiều dày sẽ là 230(mm)
Ta có W
o
=
)/(1042,523081,9102400
239
mmN

ì=ììì
- 2 -
ĐHXD Lã Hoàng Anh5282-49
KHOA CầU ĐƯờng 49CĐ5

I.3 Tính toán nội lực bản mặt cầu:
Tính nội lực cho bản theo phơng pháp dảI bản.tính cho 1(mm)
bản theo phơng dọc cầu.
Sơ đồ tính toán là:Dầm liên tục kê trên gối cứng
I.3.1 Nội lực do tĩnh tải:
I.3.1.a Nội lực do bản chịu lực gây ra:

N/mm
2
s
M
204

Sự phân phối mô men của tĩnh tảI bản mặt cầu
- 3 -
ĐHXD Lã Hoàng Anh5282-49
KHOA CầU ĐƯờng 49CĐ5
R
200
=W
s
ì(Diện tích thực không có đoạn hẫng) ìS

=
)/(17,42200)3928,0(1083,4
3
mmN
=ììì

M
204
= W
s
ì(Diện tích thực không có đoạn hẫng) ìS
2
=
)/(7.18042200)0772,0(1083,4

23
mmNmm
=ììì

Hoặc ta có thể tính M
300
nh sau:
M
300
=
)/(6,2514)2200(
2
)1083,4(
2200
2
3
200
mmNmmR
=ì
ì
ì

I.3.1.b. Nội lực do bản hẫng gây ra:
W=5,42*10
-3
N/mm
2
0
R
200

ì(Diện tích ĐAH đoạn hẫng) ìL
2
=
)/(3,20831250)246,0(1042,5
23
mmNmm
=ììì

Hoặc có thể tính theo công thức:
- 4 -
ĐHXD Lã Hoàng Anh5282-49
KHOA CầU ĐƯờng 49CĐ5
M
204
=
)/(78,2082880)880
2
(
2000
mmNmmR
L
LW
=ì++ìì
M
300
= W
s
ì(Diện tích ĐAH đoạn hẫng) ìL
2
=

)/(2,81251057)1(687,7 mmNmm
=ìì
M
204
= P
b
ì(tung độ ĐAH) ìL
=
)/(8,39971057)492,0(687,7 mmNmm
=ìì
M
300
= P
b
ì(tung độ ĐAH) ìL
=
)/(8,21931057)27,0(687,7 mmNmm
=ìì

I.3.1.d. Nội lực do lớp áo phủ bêtông nhựa dày 75(mm):
Ta có:W
dw
=1,66ì10
-3
(N/mm
2
)
Phần lớp phủ bên ngoàI đoạn hẫng: 1250- 500= 750(mm)
R
200

DW
ì[(diện tích ĐAH đoạn hẫng)ìL
2
+(diện tích ĐAH không hẫng) ìS
2
]
=
)/(875,466]22000772,0750)246,0[(1066,1
223
mmNmm
=ì+ììì

M
300
= W
DW
ì[(diện tích ĐAH đoạn hẫng)ìL
2
+(diện tích ĐAH không hẫng) ìS
2
]
=
)/(43,7342200)1071,0(750)135,0[(1066,1
223
mmNmm
=ì+ììì

I.3.2 Nội lực do hoạt tải:
- 5 -
ĐHXD Lã Hoàng Anh5282-49

KHOA CầU ĐƯờng 49CĐ5
3 làn: m=0,85
I.3.2.a-mô men âm do hoạt tải gây ra trên bản hẫng:
Đặt 1làn chất tảI ta có m=1,2
M
200
=
)/(25841
1515
450105,722,1
3
mmNmm
=
ììì
=25,84(KNm/m)
I.3.2.b.Mô men dơng lớn nhất do hoạt tải
Vì các nhịp bằng nhau nên mômen dơng lớn nhất xuât hiện gần đIểm 0,4 ở
nhịp thứ nhất(vị trí 204)
Cách xếp 1 làn xe:m=1,2
72,5.10
3
72,5.10
3
Nội lực do hoạt tải gây ra :
R
200
=
1870
105,72
)0638,051,0(2,1

72,5.10
3
R
200
=
1870
105,72
)0051,00214,00638,051,0(1
3
ì
ì+ì
=1793 (N/mm)
=17,93 (KN/m)
M
204
=
2200
1870
105,72
)0021,00086,00259,0204,0(1
3
ì
ì
ì+ì
=
)/(75,15)/(3,15745 mKNmmmNmm
=
Vậy trờng hợp 1 làn xe khống chế
I.3.2.c.Mô men âm lớn nhất tại gối trong do hoạt tải
Đặt xe sao cho trục của hai bánh trùng với trục của gối

105,72
)2869,0443,1(2,1
3
200
ì
ì+ì=
R
=
)/(3,99)/(3,99 mKNmmmN
=
I.4 Trạng thái giới hạn cờng độ:
Tổ hợp tải trọng thẳng đứng đợc tính theo công thức sau:


+++=ì
)(75,1( IMLLDWDCQ
ppii

Trong đó lấy =1 ; Hệ số xung kích IM của hoạt tải là:25%
Tĩnh tải DW là trọng lợng lớp phủ 75mm
Tĩnh tải DC là các tĩnh tải còn lại.

)3,9925,1(75,1)95,2(5,1)38,1222,917,4(25,1(1
200
ìì++++ìì=
R

=
)/(51,233)/(51,233 mKNmmN
=

Ta chọn vật liệu thiết kế có đặc trng cờng độ nh sau:
Bê tông: f
c
=30 (Mpa)
Thép : f
Y
=400 (Mpa)
Dùng cốt thép phủ keo epoxy cho cốt thép ở mặt cầu và lan can
Lớp bảo vệ:
_mặt cầu bêtông đổ tại chỗ+hao mòn:60(mm)
_Đáy bê tông đổ tại chỗ: 25(mm)
Giả thiết dùng thép N
0
15 d
b
=16mm:A
b
=200(mm
2
)
)(1572/162515205 mmd
duong
==
)(1372/1660205 mmd
am
==
60,0
137,0
205,0
15,0

ddb
f
f
y
C
ììì=ììì
1
400
30
03,0
'
03,,0
=
)(0025,0
2
mm
mm
d
Trong đó xét cho chiều rộng bản b=1mm
Khoảng cách lớn nhất của cốt thép chủ của bản bằng 1,5 lần chiều dày bản
hoặc bằng 450(mm)
S
max
=min{1,5h
S
; 450}
Ta có 1,5h
s
=1,5ì190=285(mm)
Vậy lấy khoảng cách lớn nhất của thép chủ của bản là 285(mm)

S(min)
Đạt
Chọn thép N
0
15 a250(mm)
Ta có A
S
=0,8(mm
2
/mm)

13085,0
4008,0
'85,0
ìì
ì
=
ìì
ì
=
bf
fA
a
C
yS

)(55,12 mm
=
Kiểm tra độ dẻo dai:


Vậy chọn cốt thép cho mômen dơng ta dùng thép N
0
15 a250(mm)
I.5.2 Cốt thép cho mômen âm:
Do mô men âm ở tiết diện 200 và 300 là khác nhau do đó ta cần bố trí cốt
thép cho mô men âm khác nhau ở phần cánh hẫng trở vào tới giữa nhịp thứ
nhất và phần bên trong.Cốt thép ở những tiết diện trên lần lợt đợc bố tri
theo cốt thép tính toán cho mômen tiết diện 200 và 300.A
s1
A
s2
I.5.2.a Bố trí cốt thép cho tiết diện 200
M
u
=72,68(KNm/m)
Và d=137(mm)

)/(61,1
137330
72680
330
2
mmmm
d
M
A
u

'85,0
ìì
ì
=
ìì
ì
=
bf
fA
a
C
yS

)(66,28 mm
=
Kiểm tra độ dẻo dai:

Đạt
)(95,4913735,035,0 mmda
=ì=ì<

Kiểm tra cờng độ mô men)
2
(.
a
dfAM
ySn

M
A
u
S
=
ì
==

Min A
S
=0,0025d
=0,0025ì137=0,31(mm
2
/mm)
Vậy A
S
>A
S(min)
Đạt
Chọn thép N
0
15 a175(mm)
Ta có A
S
=1,143(mm
2
/mm)

13085,0
400143,1

a
dfAM
ySn
=

)
2
6,12
137(400143,19,0
ììì=

)/(84,52683 mmNmm
=

>
)/(44054 mmNmm
Đạt
Vậy chọn cốt thép cho mômen dơng ta dùng thép N
0
15 a175(mm)
I.6-Kiểm tra nứt
Nứt đợc kiểm tra bằng cách giới hạn ứng suất kéo trong cốt thép dới tác
dụng của tải trọng sử dụng f
S
nhỏ hơn ứng suất keo cho phép f
say
c

để tính ứng suất chịu kéo là:
M=M
DC
+M
DW
+1,25M
LL
I.6.1-Kiểm tra nứt cho tiết diện 204
Mô men tại tiết diện 204 tính theo trạng thái sử dụng:
LL_204Wo_204DW_204b_204WS_204204
25,1 WWWWWM
++++=
1822925,155,39058,399720827,1804
204
ì++=
M
)/(6,18902
204
mmNmmM
=
)/(9,18
204
mKNmM
=
Tiết diện bản bao gồm cốt thép và bê tông đợc đa về tiết diện bê tông tơng
đơng.Diện tích cốt thép đợc chuyển đổi thành diện tích bê tông tơng
Hệ số chuyển đổi:C

4
MpaE
C
ì=

)(102
5
MpaE
S
ì=

2,7
==
C
S
E
E
n

Vậy dùng n=7.
- 15 -
ĐHXD Lã Hoàng Anh5282-49
KHOA CầU ĐƯờng 49CĐ5
Vì lớp bảo vệ tơng đối dày, cốt thép phía trên giả thiết nằm ở phía chịu kéo
của trục trung hoà(trục trung hoà nằm trên cốt thép chịu kéo)

33
157
53
x

=+
ì+ìì=
x
xx
xxx
Vy gi thit úng.
Mô men quán tính của tiết diện chuyển đổi là:

)(')'(
3
2
3
xdnAxdnA
bx
I
SSCR
++=

mmmm /100281
)46,43157(8,07)46,4353(143,17
3
46,43
4
22
3
=
ì+ì+=
ứng suất kéo max của cốt thép

CR



=

3
1
)(
6,0
Ad
Z
f
f
f
C
SA
Y
S33)50,33min(
23000
==
=
mm
C
d
Z

2
11550175332 mmA

x
xx
xxx
Giả thiết đúng.
Mô men quán tính của tiế diện nứt chuyển đổi:

)(')'(
3
2
3
xdnAxdnA
bx
I
SSCR
++=

mmmm /97421
)40155(8,07)4053(714,17
3
40
4
22
3
=
ì+ì+=

Mpay
I
My
nf

=
=
Mpaf
Mpaf
f
SA
Y
S
305
2406,0
Thỏa mãn.
I.6.2 Kiểm tra cốt thép chịu mô men âm.
Kiểm toán với mô men âm ở trạng tháI sử dụng tại vị trí M
200
và M
500
Ta có:

LLDC
D
bWS
MMMMMM



++++=
200200
200
200200200
25,1


33
55
A
s
'
A
s
150
205
x
Giả thiết trục trung hòa nằm ngoài phần cốt thép chịu nén đáy bản.
Cân bằng mô men tĩnh đối với trục trung hòa ta có:

)()'(')1(5,0
2
xdnAdxAnbx
SS
=+
- 18 -
ĐHXD Lã Hoàng Anh5282-49
KHOA CầU ĐƯờng 49CĐ5

4899,47
01,1958988,165,0
)150(714,17)33(08,65,0
)()'(')1(5,0
2
2
2

=
ì
ì=




=
=
<=
Mpaf
MPaf
MPaf
SA
Y
S
269
)(2406,0
)(9,193
Đạt
Kiểm tra nứt cho tiết diện 300.
Giả thiết trục trung hòa nằm trên cốt thép dới.
x>d =33mm
cốt thép đáy bản chịu nén.

339,38
054,12541285,0
)137(143,17)33(08,65,0
)()'(')1(5,0
2

97,172
88,96786
)9,38137(24380
7
=
ì
ì=
- 19 -
ĐHXD Lã Hoàng Anh5282-49
KHOA CầU ĐƯờng 49CĐ5
Đối với cốt thép chịu kéo cho mô men âm tại 300, dùng thanh N
0
15 và 175
đặt cách mặt chịu kéo xa nhất 53mm.
=> d
C MAX
=50mm
=>
2
17500175502 mmA
=ìì=MpafMpaf
fMpaf
SY
YSA
97,1722406,0
6,05,240
)17500050(

=> dùng 67%.
Bố trí
mmmmA
S
/536,08.067,0
2
=ì=
Đối với cốt thép dọc bên dới dùng N
0
10 và 175 có A
S
=0,571mm
2
/mm.
Cốt thép chống co ngót và nhiệt độ
Lợng cốt thép tối thiểu cho mỗi phơng là
Y
g
S
f
A
A 75,0

Trong đó
g
A
là diện tích tiết diện nguyên trên chiều dày toàn phần 205(mm)
- 20 -
ĐHXD Lã Hoàng Anh5282-49
KHOA CầU ĐƯờng 49CĐ5

ĐHXD Lã Hoàng Anh5282-49
KHOA CầU ĐƯờng 49CĐ5
Nội lực dầm chủ
I- Chọn tiết diện
1-Chọn kích thớc các bộ phận của tiết diện:
a-Chiều rộng có hiệu của bản cánh:
a-1-Đối với dầm trong:
Chiều rộng có hiệu của bản cánh là trị số nhỏ nhất của:







+
=
=
S
bt
L
Minb
fs
i
2
1
12
33500
4
1

)(2200 mmb
i
=
a-2-Đối với dầm ngoài:
Chiều rộng có hiệu của cánh bản bằng
i
b
2
1
cộng với giá trị nhỏ nhất
của :
8
1
chiều dài có hiệu của nhịp
6 lần chiều dày trung bình của bản+
f
b
4
1
Chiều rộng phần bản hẫng







=ì+ì=+
==
+=

mm
b
b
i
c
=+=+=
Tỉ số môdun: Với
8;30
'
==
nMPaf
c
Chiều dài tối thiểu của bản táp :
9002
(min)
+=
scp
dL
2-Tiết diện thép thử nghiệm có kích thớc sơ bộ nh hình vẽ(tiết diện
của thép ở giữa nhịp)
Chiều cao sơ bộ của tiết diện:
)(1167
30
33500
30
mm
L
h
==
Chọn

40 mm
=+
Toạ độ trọng tâm của tiết diện n-dầm trong:
400.2020.1160400.20190.275
1190.400.20600.20.116010.400.20)135.(190.275
+++
+++
=
c
y
=180 (mm)
Vậy ta có : mômen quán tính đối với trục x của tiết diện là:
- 23 -
400
20
1200
400
20
20
400
20
20
20
20
300
400
1200
ĐHXD Lã Hoàng Anh5282-49
KHOA CầU ĐƯờng 49CĐ5
12

8
2340
2
mm
n
bc
b
n
===
Tính nh trên ta có

( )
)(1071,2
)(169
!
4102
2
mmI
mm
A
yA
y
n
x
c
ì=
==


b1- Tiết diện 3n- dầm trong

)(5,97
24
2340
3
4102)3(
4
3
mmI
mmy
mm
n
bc
b
n
x
c
n
ì=
=
===

II- Nội lực do hoạt tải
- 24 -
ĐHXD Lã Hoàng Anh5282-49
KHOA CầU ĐƯờng 49CĐ5
1- Hệ số làn xe
Số làn 1 m=1,2
Số làn 2 m=1
Số lan 3 m=0,85
2- Hệ số xung kích: IM

)(735
2
190
40
2
1200
22
4
mm
hs
h
h
e
vutg
=++=++=
Đối với dầm trong ta có:

41010210
1096,601062,78)914507351068,2(8 mmK
I
g
ì=ìì=ì+ìì=
Dầm ngoài:
)(7505001250
1063,62)947757351071,2(8
410210
mmd
mmK
e
I