Chơng VIII
Tính toán bản mặt cầu dầm ngang.
*
* *
Phần 1 : Tính toán bản mặt cầu
I kích th ớc hình học của mặt cắt dầm chủ
I.1 Kích thớc mặt cắt ngang cầu
I.2 Cấu tạo bản mặt cầu
- Bề rộng bản mặt cầu : B = 16 m . Theo giải pháp kết cấu ngang thì đối với
kết cấu mặt cầu có bề rộng 12 < B < 16 m thì phải thiết kế DƯL ngang bản
mặt cầu .
- Chiều dày bản mặt cầu : h
b
= 25 cm.
- Chiều dài nhịp tính toán bản mặt cầu : L = 1080 cm.
- Chiều dài phần cánh hẫng : h
hang
= 260 cm.
I.3 Cấu tạo các lớp kết cấu áo đờng
- Lớp bê tông Atphalt : 5 cm.
- Lớp bê tông bảo vệ : 3 cm
- Lớp chống thấm : 3 cm.
- Lớp bê tông mui luyện : 1,03 cm
- Chiều dày trung bình lớp phủ mặt cầu : h
mc
= 12,03 cm.
I.4 Nguyên tắc tính toán bản mặt cầu.
- Sử dụng phơng pháp phân tích gần đúng để thiết kế bản mặt cầu BTCT liền
khối đúc tại chỗ . (Điều 4.6.2.1.6).
- Tiết diện tính toán bản mặt cầu : Khi tính toán thiết kế thì ta tính cho mặt cắt
bản có bề rộng b = 100 cm.

YPSqM ..
+=
iiiii
YPSqQ ..
+=
Trong đó :
+) M
i
: Mômen tại tiết diện i.
+) Q
i
: Lực cắt tại tiết diện i.
+) q : Tĩnh tải phân bố ngang cầu trên dải rộng 1m.
+) S
i :
Diện tích ĐAH nội lực.
+) y
i
: Tung độ ĐAH tại vị trí đặt lực tập trung.
II.2.2 - Công thức tính nội lực do hoạt tải
- Bản mặt cầu đợc phân tích theo phơng pháp dải gần đúng đợc quy định trong
điều 4.6.2.1.Với dải phân tích là ngang và có chiều dài nhịp tính toán
L=91200 mm > 4600 mm . Do đó bản đợc thiết kế với tải trọng xe tải và tải
trọng làn thiết kế
+) Tải trọng 1 bánh xe là P = 72.5 KN.
+) Tải trọng làn : q
làn
= 9,3 KN phân bố đều trên chiều rộng b = 3000
mm . Do đó theo phơng ngang cầu thì tải trọng làn tơng ứng với tải trọng dải
đều q

i
q
b
Y
PS

..
Trong đó :
+) S
i
: Nội lực cần tính toán tại mặt cắt i.
+) P : Tải trọng 1 bánh xe.
+) b : Chiều rộng dải bánh tơng đơng.
+) Y
i
: Tung độ ĐAH tại vị trí đặt bánh xe.
+) q
i
: Tải trọng làn thiết kế.
+)
i
: Diện tích ĐAH nội lực .
II.3 tính toán nội lực bản mặt cầu
II.3.1 - Các số liệu tính toán
- Chiều dài nhịp tính toán bản mặt cầu : L
b
= 1080 cm
- Chiều dài phần cánh hẫng : L
h
=260 cm

= 1,406 KN
- Tải trọng bánh xe : P
banh
= 72,5 KN.
- Tải trọng làn : q
lan
= 9,3/3 = 3,1 KN/m
II.3.2 - Tính toán giá trị mômen giữa nhịp bản Mg
- Sơ đồ tính : Khi tính toán mômen giữa nhịp bản thì để tạo nên hiệu ứng bất
lợi nhất ta xếp tải nh sau :
qlan= 3.1 KN/m
P =72.5KN
DC = 6.25 KN/m
P =72.5KN P =72.5KN P =72.5KN P =72.5KNP =72.5KN
DW = 2.77 KN/m
Sơ đồ tính toán mômen giữa nhịp bản
- Bảng kết quả tính toán giá trị Mg
Tên gọi các đại lợng Kí hiệu
Tải
trọng
Tung
độ
Y
Diện
tích

Mg tc
KN.m
Mg tt
KN.m

Plcn=3KN
DC = 6.25 KN/m
qle = 2.3KN/m
Sơ đồ tính toán mômen cánh hẫng
- Bảng kết quả tính toán giá trị mômen gối Mo
Tên gọi các đại lợng
Kí
hiệu
Tải
trọng
Tung
độ
Y
Diện
tích

Mg tc
KN.m
Mg tt
KN.m
a - Tính Mo do tĩnh tải

Do tĩnh tải dải đều của bản DCtc 6.25 5.92 36.98 46.23
3.24
1.74
Do phần chân lan can ngoài Plcn 3 3.34 10.02 15.03
3.34
1.64
Do phần chân lan can trong Plct 1.25 1.64 2.05 3.08
Do gờ chắn bánh Pg 1.406 0.84 1.18 1.77

KN
Qp tt
KN
a - Tính Qphai do tĩnh tải
Do tĩnh tải dải đều của bản DCtc 6.25 5.21 32.55 40.69
Do lớp phủ mặt cầu DWtc 2.77
4.61
12.77 19.15
Do lớp phủ lề Ngời đi bộ

qle 2.30 0.41 0.94 1.41
Do phần chân lan can ngoài Plcn 3 0.366 1.098 1.647
0.366
0.18
Do phần chân lan can trong Plct 1.25 0.18 0.225 0.338
Do gờ chắn bánh Pg 1.406 0.127 0.179 0.268
Tổng lực cắt Qphai do tĩnh tải Qp tt 47.907 63.72
b - Tính Qphai do hoạt tải
1 - Nội lực bản do xe tải LL
1
0.803
0.671
0.474
0.342
0.145
b 3.5
0.103
0.774
0.747
0.418

Qtr tc
KN
Qtr tt
KN
a - Tính Mg do tĩnh tải

Do tĩnh tải dải đều của bản DCtc 6.25 3.44 21.5 26.88
Do lớp phủ mặt cầu DWtc 2.77 0 0.00 0.00
Do lớp phủ lề Ngời đi bộ 1.00
1.00
Do phần chân lan can ngoài Plcn 3 1.00 3 4.5
Do lan can tay vịn Ptv 0.265 1.00 0.53 0.795
Do phần chân lan can trong Plct 1.25 1.00 1.25 1.875
Do gờ chắn bánh Pg 1.406 0 0.00 0.00
Tổng lực cắt Qtrai do tĩnh tải Qtr tt 29.73 39.23
b - Tính Mg do hoạt tải
Qtr ht
Nội lực do tải trọng ngời qNg 3 1.00 1.5 4.5 7.875
1.00
c - Tổng hợp lực cắt Qtrai
Qtr (T) 34.23 47.11
III Tổ hợp tải trọng tính toán bản mặt cầu
- Sau khi tính toán đợc nội lực do các thành phần tải trọng thì ta tiến hành tổ
hợp các giá trị nội lực theo các trạng thái cờng độ tơng ứng.
- Đối với bản mặt cầu chỉ cần kiểm toán cờng độ mặt cắt và kiểm toán chống
nứt bản do đó nội lực tại các mặt cắt sẽ đợ tổ hợp theo 2 trạng thái cờng độ là :
+) Trạng thái cờng độ 1 : Kiểm toán cờng độ bản (sử dụng tải trọng tính
toán với các hệ số tải trọng đợc quy định theo bảng 3.43.1-1)
+) Trạng thái giới hạn sử dụng : Kiểm toán chống nứt bản (sử dụng tải
trọng tiêu chuẩn , các hệ số tải trọng đợc lấy bằng 1).

=<==
h
h
c
do đó mômen giữa nhịp bản đợc
nhân với hệ số điều chỉnh = 0,5.
+) Mômen gối đợc nhân với hệ số điều chỉnh = 0,7.
+) Mg
TC
= 0,5.210,34 = 105,17 KN.m, Mg
TT
= 0,5. 328,4= 164,2 KN.m
+) Mo
TC
= 0,7. 71,35 = 49,95 KN.m, Mo
TT
= 0,7. 100,59 = 70,41
KN.m
IV Tính toán và bố trí cốt thép bản mặt cầu
IV.1 vật liệu chế tạo dầm.
1 Bê tông chế tạo dầm :
- Mác bê tông : M500
- Trọng lợng riêng của bê tông :
bt
= 2,5 T/m
3
- Mô đun đàn hồi : E
c
= 38000 Mpa
- Cờng độ chịu nén : f

= 1860 Mpa
- Mô đun đàn hồi : E
PS
= 197000 Mpa
- Hệ số ma sát thành ống ghen : à = 0.2
- ứng suất trong thép khi kích : f
PL
= 1488 Mpa
- Hệ số ma sát lắc trên 1 mô men bó cáp : K = 6,6.10
-7
(mm
-1
)
- Chiều dài tụt neo :
L
= 10 mm = 1 cm
3 Thép th ờng chế tạo dầm.
- Giới hạn chảy của thép : f
y
= 420 Mpa
- Mô đun đàn hồi của thép : E
S
= 200000 Mpa
4 Các thiết bị chế tạo khác .
1- Neo : Sử dụng neo HVM 15-12 của công ty HVM Trung Quốc .
2- Kích : Sử dụng kích của Mỹ mang nhãn hiệu EnerpacPEM204ED101C
IV.2 Bố trí cốt thép chịu mômen
II.2.1 - Nguyên tắc bố trí thép bản mặt cầu
- Theo tính toán ta có :