- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB PA Cầu dây
văng -
Trờng Đại học giao thông vận tải hà Nội
Khoa công trình
bộ môn cầu hầm
----------------------------
Đồ án tốt nghiệp
thiết kế cầu dây văng
Giáo viên hớng dẫn : CHU VIếT BìNH
Giáo viên đọc duyệt : Nguyễn đại việt
Sinh viên thực hiện : Hồ XUÂN NAM
Lớp : Cầu - Đờng bộ A K41
Trờng : ĐH Giao thông vận tải Hà Nội.
Hà Nội : Tháng 5 - 2005
- hồ xuân nam - - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41-
1
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB PA Cầu dây
văng -
Lời nói đầu
*
* *
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 cô 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 : Chu Viết Bình.
Do thời gian tiến hành làm Đồ án và trình độ lý thuyết cũng nh các kinh

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
- hå xu©n nam - - Líp CÇu §êng Bé A K41-
3
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB PA Cầu dây
văng -
NHận xét của giáo viên đọc duyệt
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
.....................................
- hồ xuân nam - - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41-
4
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB PA Cầu dây
văng -
Mục lục
Tên mục Nội dung thiết kế Trang
Nhận xét của giáo viên hớng dẫn
2
Nhận xét của giáo viên đọc duyệt 3
Tổng quan
6
Phần I Thiết kế sơ bộ Các phơng án
8
Chơng I Phơng án sơ bộ I :
Cầu dây văng
8
Chơng II Phơng án sơ bộ I :
Cầu liên tục đúc hẫng
36
Chơng III Phơng án sơ bộ I :

+) Lớp 2 : Lớp sét màu xám đen, nâu,nâu vàng.Trạng thái cứng đến nửa cứng
+) Lớp 3a : Cát hạt trung màu nâu đỏ,vàng,vàng nâu đôi chỗ lẫn thạch anh,kết cấu
chặt vừa
+) Lớp 3b : Lớp sét màu xám đen.Trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng
+) Lớp 3c : Lớp sét màu nâu vàng.Trạng thái dẻo cứng
+) Lớp 3d : Lớp sét màu vàng.Trạng thái dẻo mềm
+) Lớp 3e : Lớp cát lẫn ít sét màu xám.Trạng thái dẻo mềm
II Các ph ơng án và ph ơng pháp xây dựng
II.1 Quy trình thiết kế và các nguyên tắc chung
II.1.1 Quy trình thiết kế
- Quy trình thiết kế : Quy trình thiết kế đờng ôtô 4054-98
- Quy trình thiết kế cầu cống : 22TCN 272 01 (Bộ GTVT)
II.1.2 Các nguyên tắc thiết kế
- Công trình đợc thiết kế vĩnh cửu , có kết cấu thanh thoát phù hợp vơi squy mô của
tuyến đờng.
- Đáp ứng đợc yêu cầ quy hoạch , phân tích tơng lai của tuyến đờng.
- Thời gian thi công ngắn.
- Thuận tiện cho công tác duy tu bảo dỡng
- Giá thành xây dựng thấp.
II.2 Các thông số kĩ thuật cơ bản.
II.2.1 Quy mô xây dựng
- Cầu đợc thiết kế vĩnh cửu với tuổi thọ >100 năm.
II.2.2 Tải trọng thiết kế
- Sử dụng cấp tải trọng theo quy trình thiết kế cầu : 22TCN 272 - 2001
- hồ xuân nam - - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41-
6
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB PA Cầu dây
văng -
+) Hoạt tải thiết kế : HL93
- Xe tải thiết kế : P = 325 KN

- Độ dốc dọc cầu : i = 3%
III Các ph ơng án cầu và so sánh lựa chọn .
III.1 Nguyên tắc lựa chọn phơng án cầu
- Đáp ứng yêu cầu thông thuyền
- Giảm tối thiểu các trụ giữa sông
- Sơ đồ nhịp cầu chính xét đến việc ứng dụng công nghệ mới nhng có u tiên việc tận
dụng thiết bị công nghệ thi công quen thuộc đã sử dụng trong nớc.
- Đảm bảo tính khả thi trong quá trình thi công.
- Đạt hiệu quả kinh tế cao , giá thành rẻ.
- hồ xuân nam - - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41-
7
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB PA Cầu dây
văng -
Phần I : Thiết kế sơ bộ các Phơng án cầu
Chơng I : Phơng án sơ bộ I
Thiết kế Cầu dây văng
I Giới thiệu chung về ph ơng án
I.1 Tiêu chuẩn thiết kế
- Quy trình thiết kế : 22TCN 272 01 Bộ Giao thông vân tải
- Tải trọng thiết kế : HL93 , đoàn Ngời bộ hành 300 Kg/m
2
I.2 sơ đồ kết cấu
I.2.1 Kết cấu phần trên
- Sơ đồ bố trí chung toàn cầu 3x33+90+187+90+2x33
- Kết cấu cầu không đối xứng gồm 5 nhịp dẫn 33 m và hệ cầu dây văng ba nhịp .
- Chiều cao cột tháp dự tính : 53.05 m tính từ đỉnh bệ tháp
- Mặt cắt ngang dầm có chiều cao không đổi dạng TT .
- Chiều dài một khoang sơ bộ chọn 8 m .
- Số lợng dây cho một cột tháp 22 dây
- Các dầm ngang đợc bố trí trên suốt chiều dài dầm dọc với khoảng cách 4m một

- Chiều dài khoang dầm giữa nhịp chính d
g
=(0,7-0,8)d = 7 m
- Chiều dài khoang dầm cạnh tháp d
t
= (1,1-1,2)d = 10 m
II.2 hình dạng và chiều cao dầm cứng
Theo thống kê các cầu dây văng trên thế giới và trong nớc đã và đang xây
dựng, tỉ số chiều cao dầm chủ
h
l
=
1
100
ữ
1
300
.
Vậy sơ bộ ban đầu chọn dầm chủ có mặt cắt ngang gồm hai chữ T có kích thứơc nh
hình vẽ .
II.3 Lựa chọn các thiết bị phụ cho cầu dây văng
Hiện nay, các tao cáp đơn đợc sử dụng rộng rãi cho kết cấu BTCT Ư.S.T và
cầu dây văng vì các tao đơn dễ vận chuyển, dễ lắp đặt và thích hợp với hệ neo thông
dụng nhất hiện nay là neo kẹp.
Sử dụng loại tao đơn gồm 7 sợi thép 5 đờng kính ngoài 15,2 mm. Đồng thời
sử dụng dây văng đợc tổ hợp từ các tao thép giảm đợc độ giãn của dây ( do độ võng
của trọng lợng bản thân gây ra khi chịu tác dụng của hoạt tải ).
- hồ xuân nam - - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41-
9
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB PA Cầu dây

= 53.05 m
+) Chiều cao từ bệ tháp đến đáy dầm : h
ct
= 10.30 m
+) Chiều cao từ tai neo đến dây văng thấp nhất : h
tt
= 24.14 m
+) Chiều cao bố trí dây văng : h
dv
=18 m
+) Khoảng cách từ điểm neo dây trên cùng đến đỉnh tháp : h
dt
= 2.5m
1 - Bảng tính toán góc nghiêng dây văng nhịp biên :
- hồ xuân nam - - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41-
10
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB PA Cầu dây
văng -
Dây văng nhịp biên
Dây x h i (độ)
S1 10 24.14 67.50
S2 18 26.75 56.06
S3 26 28.25 47.37
S4 34 29.75 41.19
S5 42 31.25 36.65
S6 50 32.75 33.22
S7 58 34.25 30.56
S8 66 35.75 28.44
S9 74 37.25 26.72
S10 82 38.75 25.29

dn
+ DC
td
- Tính trọng lợng dầm chủ: DC
dc
Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị
Chiều cao dầm T H 183 cm
Bề rộng mặt cầu Bcau 1600 cm
Chiều rộng bản cánh dầm chủ bc 602 cm
Bề rộng sờn dầm bs 122 cm
Chiều dày bản cánh (bản mặt cầu) hc 25 cm
Chiều dày bản cánh tính đổi hc' 31.71 cm
Diện tích mặt cắt thực của dầm chủ A 43826 cm
2
Trọng lợng dầm chủ dải đều DC
dc
109.57
KN /m
- Tính trọng lợng dầm ngang và tai đeo dây văng: DC
dc
, DC
td
Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Giá trịĐơn vị
Chiều cao dầm ngang hdn 158 cm
Chiều dày dầm ngang dn 30 cm
Chiều dài dầm ngang Ldn 416 cm
Trọng lợng 1 dầm ngang Pdn 49.3 KN
Số dầm ngang trên toàn cầu ndn 94 dầm
Khoảng cách giữa các dầm ngang adn 400 cm
Chiều cao tai đeo htd 80

td
= 109,57+12,1+ 2 = 123,67 KN/m
- Tĩnh tải giai đoạn I tính toán :
DC
I
TT
= .DC
I
TC
= 1,25 . 123,67 = 154,57 KN/m
2 - Tính tĩnh tải giai đoạn II
- Tĩnh tải giai đoạn II gồm có các bộ phận sau :
+) Trọng lợng gờ chắn bánh
+) Trọng lợng phần chân lan can
+) Trọng lợng lan can tay vịn
+) Trọng lợng lớp phủ mặt cầu
+) Trọng lợng phần lề Ngời đi bộ
DW
II
TC
= DW
gc
+ DW
clc
+ DW
lc+tv
+ DW
ng
- Tính trọng lợng lớp phủ mặt cầu
Tên gọi các đại lợng

KN/m
- hồ xuân nam - - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41-
12
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB PA Cầu dây
văng -
2- Tính trọng lợng cột lan can và tay vịn
Trọng lợng 1 ống thép tròn lan can Polc 237.49 KN
Trọng lợng dải đều phần ống thép polc 1.294 m
Trọng lợng 1 thép bản lan can Ptb 0.0407 KN/m
Trọng lợng dải đều phần thép bản ptb 1.356 KN/m
Trọng lợng dải đều lan can Pot
2.65
KN/m
3- Tính trọng lợng gờ chắn bánh
Chiều rộng chân gờ Bg 25 cm
Chiều rộng đỉnh gờ Hg 25 cm
Trọng lợng dải đều của gờ chắn bánh DW
g
1.41
KN/m
4 - Tính trọng lợng lề ngời đi bộ
Bề rộng lề ngời đi bộ Ble 150 cm
Chiều dày trung bình lề ngời đi bộ Hle 10 cm
Trọng lợng lề ngời đi bộ DW
NG
3.45
KN/m
- Tính tĩnh tãi giai đoạn II
+) Tính tải giai đoạn II tiêu chuẩn
DW

TC
= 155,3 KN/m
- Tĩnh tải tính toán giai đoạn I : DC
TC
I
= 154,57 KN/m
- Tĩnh tải tính toán giai đoạn II : DW
TC
II
= 36,24 KN/m
- Tĩnh tải tính toán tổng cộng : D
TT
= 190,81 KN/m
II.5.2 Tính hoạt tải
1 - Hoạt tải xe tính toán theo quy trình 22TCN 272 - 01
- Hoạt tải xe HL 93 lấy theo quy trình 22TCN 272 01 . Tuỳ thuộc vào dạng
ĐAH mà xếp tải sao cho đạt đợc hiệu bất lợi nhất.
+) Hệ số điều chỉnh tải trọng :
i
= 1
+) Hệ số tải trọng của hoạt tải :
i
= 1,75
+) Hệ số xung kích 1+IM/100 = 1+25/100 = 1,25
2 - Tính hệ số phân bố ngang
- Nguyên tắc tính hệ số phân bố ngang.
- hồ xuân nam - - Lớp Cầu Đờng Bộ A K41-
13
- Đồ án tốt nghiệp - - TKSB PA Cầu dây
văng -

L
=
)021,0308,0363,0692,0747,0076,1.(3.
2
1
.
2
1
++++
=2,352
+) Tải trọng Ngời : g
NG
=
)191,1356,1.(5,1.
2
1
.
2
1
+
=0,856
II.6 Tính toán nội lực và chọn tiêt diện dây văng
II.6.1 Chọn loại cáp làm dây văng
- Sử dụng loại cáp CĐC loại bó xoắn 7 sợi của hãng VSL có các chỉ tiêu nh sau :
+) Đờng kính danh định : 15,2 mm
+) Giới hạn chảy : f
py
= 1670 Mpa
+) Giới hạn bền : f
pu