Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu phương pháp thiết kế cầu máng loại lớn theo sơ đồ không gian bằng phương pháp phần tử hữu hạn

Tiêu chuẩn này đã gap phần quan trọng trong việc dim bảo các mye tiêu tuổi tiêu ở nước ta Hiện nay Bộ NN&PTNT đang chuẩn bị kỹ thuật để xây dựng nhiều hệ thốngtưới có quy mô rất lớn: Hệ

Tác giả cũng xin cảm ơn sự động viên giúp đỡ, chia sẻ, cổ vũ tỉnh thin của

người thân, gia đình và bạn bẻ dé tác giả có thể hoàn than luận van.

Do thời gian và trình độ có hạn nên luận văn không thé tránh được những

thiểu sot nên tác giá rất mong nhận được ý kiến chia sẻ, đồng gop của các thiy cô,

bạn bè đồng nghiệp dé luận văn đáp ứng được những mục tiêu để ra

Hà Nội, ngày - tháng 08 năm 2013

LỜI CAM ĐOAN

'Tên tối là Trần Văn Tuỳnh, tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu

của riêng tôi Những nội dung và kết quả trình bảy trong luận văn là trung thực vả

chưa được ai công bổ trong bắt k công nh khoa học nào

Hà Nội, ngày - tháng 08 năm 2013

“Tác giả luận văn

Trần Văn Tuỳnh

DANH MỤC CÁC HÌNH VE.

DANH MỤC CÁC BANG BIEU

MO DAU

1 TÍNH CAP THIET CUA ĐÈ TÀI 1

II MỤC BICH CUA DE TAL

THỊ, CÁCH TIẾP CAN VA PHƯƠNG PHAP NGHIÊN CUU,

IV KẾT QUÁ DỰ KIÊN ĐẠT ĐƯỢC.

CHƯƠNG 1:TONG QUAN VỀ CAU MANG 41.1 TONG QUAN VE CÂU MANG TRONG HE THONG THUY LOL[14] 41.2 GIỚI THIEU MOT SỐ CAU MANG THỰC TE ĐÃ THIET KE 6 NƯỚC

TA 8

13 GIỚI THIỆU MOT SO CAU MANG THUC TE ĐÃ THIẾT KE Ở NƯỚC

NGOÀI 10

14 KẾT LUẬN CHUONG 1 18CHUONG 2:TIÊU CHUAN VA PHƯƠNG PHAP THIẾT KECAU MÁNG „19.2.1.GIGI THIỆU TIÊU CHUAN THIET KE CAU MANG TRONG NƯỚC 19

2⁄11 Về phạm vi dp dung (10) »

3⁄12 VỀ yêu cầu kỹ thuật chung [10] 9

2.14 Vé tinh toán kết cấu xi măng lưới thép [10] 20 2.1.5 Méts6 nhận xét về tiêu chuẩn 35

2.2:T1NH TOÁN THIẾT KE CÂU MÁNG THEO TIÊU CHUAN NƯỚC

NGOÀI 26

2.2.1 VỀ yêu cầu kỹ thuật chúng: [17] 26

2.2.3 Về tinh toán thủy lực[17]

2.2.4 Về tính toán thiết kế kết cấu cầu máng [17]

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KET CAU CAU MANG

24.1 Nội dung của phương pháp phần từ hữu hạn [5], [11], [15]

24.2 Tính kết edu theo mô hình tương thích (5), [11], [IS]

2.43 Giải hệ phương trình cơ ban, [3], [11], [15].

2.5.PHAN MEM TÍNH TOÁN

2.5.1 Chọn phần mềm tính toán kết cấu cầu máng 4]

2.5.2 Bài toán tim va vỏ [3]{4][16]

26 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

CHƯƠNG 3:UNG DỤNG CHO CAU MANG NGAN TRƯƠI-HÀ TIN

3.1 GIỚI THIỆU CHUNG VE CONG TRÌNH

3.1.1 Giới thiệu chung về hệ thống thủy lợi Ngàn Trươi - Cim Trang [1]3.1.2 Giới thiệu về cầu máng Ngân Troi [1]

32 CÁC PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN KET CAU CÂU MANG NGAN

TRƯƠI.

3.2.1 Mục dich tính toán.

3.2.2 Tiêu chuẩn và phần mm ding tong tính toán

3.2.3 Các chỉ tiêu, thông số dùng trong tính toán.[1] [6] [8], [9]:

3.24 Sơ đỗ kêt cấu, trường hợp tính toán, các lực tae dụng lên cầu mắng

4325 Tính toán kết cấu thân máng theo phương pháp Sức bên ật

liệu2J{I2JI3]

3.2.6 Tinh toán kết cu thân cầu máng theo phương pháp PTHH (ph

‘Sap 2000).|4]

31 32 35

35

38 39

56

60

65

3.2.7 Nhận xét kết qua tinh toán kết cấu cầu máng theo các phương pháp 77

3.3 TÍNH TOÁN KET CẤU CAU MÁNG NGAN TRƯƠI THEO PHƯƠNG.PHAP PTHH CHO CÁC TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN 133.1 So đồ két edu ding để tinh toán 78

33.2 Các trường hợp tinh toán 88

333 Các lực te dung len cu mắng 88

3.3.4 Kết quả tính toán, 90

3.4 KET LUẬN CHƯƠNG 3 94

KẾT LUẬN VÀ KIÊN NG

I NHŨNG TON TẠI TRONG QUA TRÌNH THỰC HIỆN LUẬN VĂN .97

Il NHỮNG KIEN NGHỊ VE HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 97TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHY LUC.

DANH MỤC CÁC HÌNH VEHình 1.1 Kết cấu dẫn nước thời La Mã (hình trên) và hiện nay (hình dưới)

Hin 1.2: Di ích kết cậu cầu mảng La Mã còn ton tại

Tình 1.3: Sợ đỏ mat cắt doc cầu ming

Hin 14- Các dạng mat cắt ngang thin mảng

Hinh 1.5- Các loại edu mang theo vật liệu xây dựng.

"Hình 1.6: Cầu ming Daklo- Lâm Đẳng

Hình I.7: Cầu ming Cũ chỉ ~ TP,Hỗ Chi Minh

-Hình 1.8: Cầu ming Tân Quang — Thừa Thiên Hud

“Hình 19: Vị trí cau máng Magdeburg và song Elbe trên bản đ Đức

“Hình 1.10 Một sổ hình ảnh về cầu ming Magdeburg.

“Hình 1.11 Các yen chuyển nước của dự án "Nam thuỷ Bức điều”

“Hình 1.12 Một số hình ảnh về cau máng Tao Hà

“Hình 1.13 Mặt cit ngang của cầu mảng Tảo Hồ.

“Hình 1.14 Câu mang Minh Hà đang th công

“Hình 1.18 Cén tao ban đấy ở dang bản sườn vũ câu tạo sườn tang cứng

Hinh 2.1: Sơ đỗ tỉnh toán của tiết diện chữ nhật

Hinh 2.2- Sơ do ứng si vác định vị tri trục trung hòa của tiết điện chữ I

Hinh 2.3— Sơ đỗ ứng suất của tiết diện chữ 1

Hinh 2.4:Tiéu chuẩn thiết ké các công trình trên hệ thong kênh của TO.

Hinh 3 5~ Sơ dé phân phát lực cắt không cân hằng

Hình 2.6 — Sơ đồ giải bài todn bằng phương pháp PTHH.

Hình 3.1: Cắt dọc và cắt ngang cau máng

"Hình 3.2- Sơ đồ tinh toán vách mảng.

Hình 3 Biểu dé nội lực vách mắng

Hinh 34- Sơ đồ tính toán diy mắng

Hình 35- Biến đồ Mé men M tại diy mang ( T.m)

"Hình 36- Biên đồ lực cất Q tai đấy máng (1)

"Hình 3.7- Sơ dé tính toán dim chink

"Hình 3.8- Big đồ Mã men M tại dim chính ( Em)

Hình 39- Biên dé lực cắt Q tai dim chính (1)

Hinh 310- Mé men tại ch mắng theo phương vuing góc với đồng chủy (T.m).

"Hình 3.11~ Lực c tại vách mắng theo phương vuông góc với dng chủy (T)

“Hình 3.12~Ứng suất lớn nhất tại vách mảng (Tìm2)

"Hình 313- Mé men tai đấy mắng theo phương vuông góc với ding chay (Tm).

"Hình 311~ Mô men tai đấy mắng theo phương vuông góc với đồng chay (T.m).

"Hình 315~ Lực cat tai diy máng theo phương vuông góc với đồng chay (1).

Hình 3.16-Uing suất lớn nhat tại đáy máng (Tím2)

Hinh 3.17 Mô men tại các dim đỡ.

Hình 321~ Lực cit tại vách mắng theo phương vuông góc với đông chủy (1)

"Hình 322-Ủng suất lớn nhấ tại vách mang (T/m2)

Hinh 323- Mé men tai diy mắng theo phương vung góc với ding chay (Em).

Hinh 324- Mé men tai đấy mắng theo phương vuông góc với đồng chay (T.m).

"Hình 3.25~ Lực cat tại đây mảng theo phương vuông góc với đông chav (T)

“Hình 3.26~Ủng suất lớn nhất tại đầy mắng (Tñm)

"Hình 327 Mô men tại các dim đỡ,

Hinh 3 28- Lực cắt tại cúc dim đỡ,

"Hình 329- Ứng suất lớn nhất tại dam đỡ (Tim2)

Hinh 3.30- Độ võng tại các dam đỡ.

“Hình 331: Cit dọc và cất ngang cầu mang để xuất

Hinh 3.32— Mô men tại vách mắng theo phương vuông góc với dòng chảy (T.m)

Hinh 3.33— Lực cất tại vách mang theo phương vuông gác với ding chảy (T)

“Hình 3.34: Ủng suất lớn nhất tại vách máng (Tim2)

“Hình 3.35— Mã men tại đáy mang theo phương vuông góc với ding chảy (T.m).

Hinh 3.36~ Mô men tai đáy máng theo phương vuông góc với dòng chủy (Tm).

Hình 337~ Lực ct tại đây máng theo phương vuông góc với dng chủy (T)

"Hình 3.38: Ung suất lớn nhất tại đây mắng (Tìm)

"Hình 339- Mỗ men tại các đẫm đỡ,

"Hình 340- Lực cit tại cúc dim đỡ

Hinh 341~ Độ võng tại cúc dầm đỡ.

"Hình 343- Mô men tai cúc đầm chỉnh

"Hình 343- Lực edt tai các dim chỉnh

"Hình 344 Mô men tại các dam phụ và thanh sườn

"Hình 345- Lực cit tai các dm phụ và thanh sườn

"Hình 346~ Sa đồ các lự tác dung lên cầu mảng

"Hình 3.47- Ung suit tước theo phương doc củ móng

"Hình 3.48 Câu to bản đầy và câu tạo sườn tang cứng tong cầu mắng nhịp lớn

“Bằng 3.3 :Béng thing số kệ thui cúc cầu ming 36

“Bằng 3:4 Bang so sin các kế qua tinh trán theo các phương ám 7

"Bảng 3.5 Bảng so sánh các kết qua tinh toán theo các phương án 87Bang 3.6 Bang tổng hợp các lực tác dung lên câu máng cho các trường hợp tính

tần 89

Biing 3.7 Bang tang hop các kế qua tink tin theo các trưởng hep 90

“Bảng 38 Bảng tink tán bố trí thép trên cầu mang, 92

7

7 7

7z 7 7 7 76 76

79

81 81 82

83 83 84 84 85 85 85 86

$6

$6 88

% 95

MỞ DAU

1 TINH CAP THIET CUA DE TAL

Theo Tổng cục Thủy lợi: Bộ Nông Nghiệp & Phát triển Nông Thôn (NN&PTNT) thì hiện nay cả nước có hàng chục nghìn công trình thủy lợi các loại,

trong đó có 904 hệ thống thủy lợi lớn và vừa với quy mô diện ch từ 200ha trở

có hơn 5.000 hỗ chứa các loại với tổng dung tích trữ nước hơn 35,34 tỷ mt kh

có hơn 10.000 trạm bom lớn, có gần 5.000 cổng tưới tiêu lớn, có 5.700km dé sông,

số 3.000km để biển, có 23.000km bở bao ngăn lũ đầu vụ hè thu ở đồng bằng sông

“Cửu Long và hang trăm kilômét kè, có hơn 126.000 km kênh mương Theo thiết kế,

tổng năng lực của các công trình thủy lợi hiện nay cố khả năng tưới cho khoảng 3.4 triệu hée ta đất canh ác, iêu thoát nước cho 1,72 triệu héc ta đất nông nghiệp,

Đồng th

các ngành sản xuất công nghiệp và sinh hoạt

mỗi năm các công tình tủy lợi cũng cắp gin 6 tỷ mét khối nước cho

Bén cạnh các công trình đầu mối thi hệ thống tưới chiếm một vai trò không thé

thiểu để đảm bảo tưới, tiêu với ện ích trên Hệ thống uới ở nước ta chủ yếu được

thiết kế dựa trên tiêu chuẩn TCVN-4118-1985 (Hệ thing kênh tưới = Tiêu chuẩn

thidt kb Tiêu chuẩn này đã gap phần quan trọng trong việc dim bảo các mye tiêu

tuổi tiêu ở nước ta

Hiện nay Bộ NN&PTNT đang chuẩn bị kỹ thuật để xây dựng nhiều hệ thốngtưới có quy mô rất lớn: Hệ thống tưới Cửa Đạt (84.000ha), Ngân Trươi Cẩm Trang{ 32.000ha) có lưu lượng thiết kế lên đến hang vài chục m3/s trong điều kiện địahình, dia chất và dân sinh khả phức tạp, khí áp dung TCVN-#118-1985 trong tht

k gặp một số khó khăn nhất định do tiêu chuẩn ay chưa trình bay cụ thé chỉ tiết

yêu cầu thiết kế cho cá công trình trên kênh, đặc biệt là công nghệ thiết kế hạng mục cầu máng loại lớn nhằm tạo cơ sở khoa học cho việc chọn hình thức cầu máng,

loại lớn, chiều dai nhịp, mặt cắt tính cầu máng vả các vấn để tính toán kết cầu hợp

lầu máng loại lớn theo sơ đồ

in thiếc

Do vay “Nghiên cứu phương pháp thiết

khơng gian bằng phương pháp PTHH ° là tất

I, MỤC ĐÍCH CUA ĐÈTÀI

Trên cơ sở tổng hợp và tham khảo các tả liệu liên quan đến cầu máng trong

ngồi nước, các tả liệu nghiên cứu về các cơng trinh cầu máng, đặc bit là các cầu

máng loại lớn đã được thiết kế trên thé giới, từ đĩ nghiên cứu đề xuất được phương

pháp thiết kế cầu máng loại lớn để cĩ thể ứng dụng cho việc thiết kể các cầu máng.

loại lớn của nước ta hiện nay.

Trong dé tài này sẽ ứng dụng phương pháp phần tử hữu han (PTHH) để nh

tốn cho một số trường hợp để từ đĩ nĩi lên được tính ưu việt và tính chất khác biệt của phương pháp nay với các phương pháp tính tốn khác Đưa ra được các ý kiến ham vĩ ứng dụng các phương pháp tính tốn tong các điều kiện cụ thể khác nhau cho phủ hợp

I CÁCH TIẾP CAN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Điều tra, thống kế và tổng hợp tài liệu nghiên cứu đã cĩ ở trong và ngội nước

cĩ liên quan đến để tài đặc biệt là các cơng trinh nước ngồi đã được thiết kế và ứng

dụng thành cơng

‘Thu thập các tài liệu liên quan và tìm hiểu cơng trình được sử dung để nghiên.

mg dụng phương pháp thiết kể.

Nghiên cứu tiêu chuẩn thiết kế cầu mắng đã cĩ tại Việt Nam

Nghiên cứu tiêu chuẩn thiết kế cầu mắng loại lớn ở nước ngồi

Nghiên cứu cơ sở lý thuyết cĩ liên quan đến để tải, tiếp thụ vả thừa kế các kết

quả nghiên cứu đã cĩ.

Đưa ra phương pháp, mơ hình tính tốn và phần mềm chuyên dụng để tính.tốn phan tich nội lực, ứng suất, biển dang để chọn kết ấu hợp lý

Phân ch, đánh giá kết quả so với các cơng trình đã thiết kể và các để ti

nghiên cứu đã cĩ,

IV KẾT QUÁ DỰ KIÊN ĐẠT DUOC.

Luận văn bước đầu đã giải quyết được bai toán xác định kết cấu hợp lýcho cầu máng loại lớn Sự đóng góp của luận văn về khoa học và thực tiễn thểhiện ở một số điểm sau:

* Về khoa học:

ĐỀ tải này đã làm rõ được phương pháp thiết kế cầu máng loại lớn

Trong để tải đã ứng dụng được phương pháp PTHH để phản tích kết cầu cho

TONG QUAN VỀ CẢU MANG

1.1 TONG QUAN VE CÂU MANG TRONG HE THONG THUY LOL[14]

Trong quá trình phát triển của nhân loại, từ thời cổ đại con người đã sử dụng,nhiều công trình để dẫn nude từ các nguồn nước về cưng cấp cho các thành phổ đồthị trong 46 có một hình loại kết edu dẫn nước được sử dung từ thời cổ đại và vẫncòn tồn tại đến ngày nay đó là cầu máng, đại diện tiêu biểu cho cầu máng thời cổ

đại dé là các cầu máng thời La Mã (hình I.1) nỗi tiếng được xây dựng tir 537 năm

trước công nguyên, vẫn còn tồn tại cho tới ngày nay (hình 1.2)

Hình 1.2: Di tích kết cấu câu máng La Mã còn tổn tai

Ngày nay, trong hệ thống thuỷ lợi và giao thông vận tải đường thuỷ hay cụ thé

hơn là trong các công trình dẫn nước, thi cầu máng là công trình rất quan trọng

trong việc dẫn nước Cầu máng được sử dụng trong các trường hợp khi tuyển dẫnnước di qua các cản trở cin phải vượt qua như sông, suối, thung lũng, đường giaothông, kênh rạch Nó còn được dũng để thay thé đoạn kênh đi qua vũng thắmnước nhiều hoặc để thay thé đoạn kênh đi theo sườn dốc

Cầu mảng có wu điểm là bảo đảm tốt các yêu cầu thuỷ lực do đổ tổn thất cột

nude qua công trình khá nhỏ nên được wu tiên sử dụng trong các trường hợp yêu.

cầu tôn thất cột nước ít

1 Cửa vio: 2 Mé bên; 3 Thân máng, 4 Try do;

5 Khecogin 6 Citara; 7 Kênh

Hình 1.3: Sơ đồ mặt edt doe cầu mang

Cửa vào và cửa ra của cầu máng là đoạn nỗ tiếp thân máng với kênh dẫn nướcthượng, hạ lưu, có tác dụng làm cho đồng cháy vào máng thuận, giảm bot tổn thất

do thu hẹp gây ra và đồng nước ở máng chảy ra không Lim xói lở bờ và day kênh.

Than máng làm nhiệm vụ chuyển nước, mặt cắt ngang có thể có các hình dạng

ảnh chữ nhật, ình thang hoặc hình chữ U Cầu máng cổ thể cổ loại cầu máng

1 khoang hoặc cầu máng nhiều khoang Trong khi xây dựng cầu máng tủy theo từngđiều kiện sử dụng trên cầu mắng còn kết hợp làm đường giao thông (hình 1)

đ) Mang có dang mặt cắt hình chữ nhật gồm nhiều khoang.

$) Cầu mảng kết hợp cầu giao thông bên trên cầu máng

Hình 1.4~ Các dang mat edt ngang thân mang

hình thú

Cầu máng dựa vào giá đ theo nhỉ tủy theo tinh hình cụ thể mà

lựa chọn , có thể chỉ kế bai đầu vào bờ theo hình thức gối ng do Nếu cầu máng đãi

có thé đặt trên giá đỡ theo hình thức dim liên tục hoặc dim công sôn kép (dim mútthừa) Máng có thé đặt trực tp trên giá đỡ hoặc hệ thống dim doe

Vật liệu được ding để xây dựng cầu máng có thẻ là gỗ, gạch đá xây, bê tông.

cốt thấp hoặc xi măng lưới thép Tuy theo vật liệu được ding thi cầu ming đượcphân loại thành các loại như sau: clu máng gỗ, cầu máng bằng gạch đá xây, cầumắng bing bé tông cốt thép hoặc cẫu mắng bing vật liệu xi măng lưới thép (hình

15)

ay ly

©) Cầu máng bằng xi mang lưới thép

"Hình 1.5- Các loại edu măng theo vật lu xây dựng

1.2 GIGI THIỆU MOT SO CAU MANG THUC TE ĐÃ THIẾT KE Ở NƯỚC TA.

Ở nước ta hiện nay, hệ thống thủy lợi và hệ thông giao thông vận tai đường.thủy đã có những bước phát hiển rit quan trọng để góp phin đồng gép cho sự pháttriển của dit nước, Cùng với sự phát triển của các hệ thống thủy lợi đó thì nhiều cầu

máng cũng được xây dưng như cầu ming Daklo, cầu ming Tân Quang,

Dui đây là một số hình ảnh cầu máng được xây dựng ở nước ta

Hình 1.7: Cầu mang Cũ chỉ ~ TP.Hỗ Chi Minh

Các cầu máng đã được xây dụng ở nước ta chủ yếu là các cầu máng loại nhỏ,hiện nay ở nước ta có một số dự án có thé coi như cầu máng loại lớn đang và sẽ xây.

dmg như cầu máng Cửa Đạt, Ngân Troi

13 GIỚI THIỆU MỘT SO CÂU MANG THỰC TẾ ĐÃ THIET KE Ở NƯỚCNGOÀI

Hiện nay, trên thể giới cầu máng đã và dang phát triển mạnh mẽ và đã dạtđược nhiều kết quả to lớn Không những xây dựng các cầu máng loại nhỏ mà còn có

những cầu máng loi lớn đã được xây dựng và trở thành các công trình vi đạ trở thành biểu tượng cho dat nước xây dựng nó.

có khá nhiễ

6 các nước phương Tây và các nước phát tri “cầu mảng loại lớnđược xây dựng, tiêu biểu trong số đó là cầu máng Magdeburg- Đức qua sông Elbe

tại miễn Trung nước Dức nỗi các kênh ‘Mitel’ ở phía Đông và ‘Elbe-Havel! ở

phía Tây, tạo nên tuyển giao thông thủy quan trong từ thủ đô Berlin và miễn Đôngtới các trung tâm công nghiệp lớn bên bở sông Rhein (Rhine) ở miền Tây.Tàu bèkhông phải đi vòng (nit ngắn 12km) và trinh được nhiều khó khăn khác Dự ánkhởi đầu từ những năm 30 của thé ki trước, nhưng do chiến tranh thé giới thứ 2, rồitiếp đỏ nước Đức bị chia cắt, nên phải tạm ngimg cho đến năm 1997, Dự án hoànthành năm 2003 được coi như một trong những biểu tượng của nước Đức thốngnhất

Hình 1.9: Vị trí cầu mắng Magdeburg và sông Elbe trên bản dé Đức

Cầu ming Magdeburg dii 918 m, đài nhất châu Âu, trong đó phần cầu mángchính 228 m bằng thép gồm 3 nhịp với nhịp giữa 106,2 m Máng rộng 34 m và sâu4.25 m, Sử dụng 24 nghin tin thép, 68 nghin m bê tông cốt thép Chi phi dự ấn là

500 triệu Euro, Hai bên cầu máng có hành lang rộng rãi cho người di bộ.

l2

"Hình 1.10 Một số hình ảnh về cầu ming Magdeburg.

Ngày nay, cầu máng loại lớn không chỉ được xây đựng ở cúc nước phát triển

mà nó còn được các nước đang phát triển (tiêu biểu là Trung Quốc) nghiên cứu thiết

kế và xây dựng để phục vụ cho việc phát tiễn hệ thống thủy lợi và hệ thống giaothông vận tải thủy của các đất nước đó,

“rong những năm gần đây tại Trang Quốc, để gi gu inh trạng thiểu nước của các tỉnh phía Bắc ở lưu vực sông Hoàng Hà và Hai Hà cùng với đó là giảm bớt

tỉnh trạng 10 lụt vio mùa 10 của các tinh trong lưu vực sông Trưởng, lang, Trung Quốc đã thục hiện đại dự án chuyển nước từ miỄn Nam lên m n Bắc (Nam thuỷ

Bắc điều ) Để thực hiện đại dự án đó, họ đã và dang xây dựng một số tuyển kênh

với các công trình trên kênh như cầu máng, xi phông hoặc đường him có chiều dai

và khẩu độ lớn với lưu lượng thiết kế lên tới hàng tram m/s

Planned middle route of south-north water diversion canal

Hình 1.11, Các tuyển chuyển nước của dự án “Nam thuỷ Bắc điều”

của Trung Quốc.

"rong số các công tình của dai dự án đồ có các cầu mắng loại lớn có thể kểđến là chu máng Tio Hà và cầu mắng Minh Hà

Cầu máng Tảo Hà, nim ở tinh Hà Bắc, dii 2300m, chia làm 76 nhịp, dạngdim đơn gối lên trụ, mỗi nhịp dải 30m, bé rộng thông thuỷ 18m chia thảnh 3khoang, thành cao 8m, đấy cách mặt đất chỗ lớn nhất 27m, lưu lượng thiết kế125m’, lưu lượng lớn nhất 150mÏ/5 Cầu máng được xây xong và đưa vào sử dụng

từ năm 2001, Dưới đây là một

113).

hình ảnh của cầu máng Tào Hà (hình 1.12 và hình

Hình 1.12 Một số hình ảnh về cầu mảng Tào Hà.

Ngoài clu ming Tào Ha, trong đại dự án nảy cũng dang thi công một cầu

máng dẫn được một lưu lượng lớn hơn cầu máng Tào Hà đó cầu máng Minh Hà,tỉnh Hà Bắc Cầu máng dai 829m, chia lim 16 nhịp, dạng dầm đơn, mỗi nhịp dai40m, mat cắt thông thuỷ chia kim 3 khoang, mỗi khoang rộng 8,3m cao 6,8m, lưulượng thiết kế 230m'/s, lưu lượng lớn nhất 250m /s (hình 1.14),

Đối với hai công trình này, để vượt được nhịp và lâm mặt cắt có khẩu độ lớn

ced hai cầu máng đã áp dụng công nghệ bê tông ứng suất trước đồng thời có một giảipháp kết cầu nhằm tang khả năng chịu uốn theo phương dọc và phương ngang của

cầu máng , và cấu tạo bản day ở dạng bản sườn ( hình 1.15),

14 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Từ các phân tích số liệu, hình ảnh được thu thập, thong ké và trình bay ở trên,

nhận thấy rằng cầu mắng có vai tr vị tí ắt quan trọng trong hệ thống thủy lợi vàmạng lưới giao thông vận tải đường thủy, đặc biệt việc xây dựng các cầu máng loạilớn là rất ed thiết để phục vụ cho sự phát triển của hệ thống thủy lọ và giao thôngvận tải thy ni riêng và ho sự phát tiển của đất nước

Việc nghiên cứu và thiết ké xây dựng cầu máng trên thé giới (các nước phát

tiển và các nước đang phát triển) đã và dang dat được những think tựu lớn khi xây

dụng được cầu ming lớn có thé dồn được lưu lượng 250 mŸs Ở nước ta hiện nay,các cầu ming đã xây dựng his hết là các cầu máng loại vừa và nhỏ Hiện nay, cổmột số hệ thống thủy lợi có quy mô rit lớn: Hệ thống tưới Của Đạt (84 000ha),

Ngân Trươi Cẩm Trang ( 32000ha)

mỦS trong điều kiện địa hình, địa chất và dân sinh khá phức tạp Vì vậy chúng ta

lưu lượng thiết kế lên đến hàng vải chục

phải nghiên cứu đẻ thiết kế xây dựng các cảu máng loại lớn dé có thé đáp ứng được.

nh cầu dẫn nước tưới của các hệ thống thủy lợi đó, đồng thời giải quyết được cácvấn đề địa hình, địa chất và dn sinh khác,

“TIÊU CHUAN VÀ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KECAU MANG

2.1 GIỚI THIỆU TIÊU CHUAN THIẾT KE CAU MANG TRONG NƯỚC

Tiêu chuẩn thiết kế cầu máng trong nước hiện nay đang sử dụng là tiêu chuẩn

“TCVN 9150 : 2012: (Công trinh cầu ming vỏ mỏng xi ming lưới thấp -Yêu cầu

thiết kế Tiêu chuẩn này có 9 chương và 1 phụ lục, bao gdm các nội dung sau diy:

„ thuật ngữ và định nghĩa, ký hiệu và thuật ngữ

phạm vi áp dụng, tà liệu viện dã

it, yêu cầu kỹ thuật chung, cấu tạo cầu máng, tinh toán kết edu xỉ ming lướithép, vật liệu ding cho kết cấu xi măng lưới thép dính toán thiết kế cầu máng ximăng lưới thếp Sau đây, xin được tôm tit một số nội dung chỉnh của Tiêu chun

TCVN 9150 2012 như sau:

3.11 Vềphạm vi áp dung {10}

Tiêu chuẩn này quy định yêu cầu kỹ thuật trong tính toán thiết kế các loại cầu

máng xi ming lưới thép (XMLT) dẫn nước có chiều diy không lớn hơn 35 mm, làm.việc trong môi trường không xâm thực, có nhiệt độ không quá 50°C

2.1.2 VỀ yêu cầu kỹ thuật chung [10]

Cầu máng XMLT và các kết cầu cia chúng phải đảm bảo lâm việc an toàn, ổn

định tong các trường hợp tính toán thế kể Phải đảm bảo về độ bên, độ cứng, độ

dn định, khả năng chống nứt ở tắt cả các giai đoạn từ chế tạo, vận chuyển, lắp ripđến vận hành khai thắc cầu máng Chọn hình dạng và kích thước của edu kiện phảicăn cứ vào tính chất của kết cầu XMLT, khả năng chế tạo hàng loạt, thuận tiện vậnchuyển và lip rip kết cấu Khi thiết kế kết cầu cu móng XMLT lắp ghép phải đặcbiệt chú ý đến công nghệ liên kếc Các mối liên kết và các đầu nổi của các kết cầulắp rip phải thoà man các yêu iu riéng cho từng loại cấu kiện

2.1.3 Ve edu tạo cầu mang [10}

Kết cấu cầu máng gồm các bộ phận chính sau : Cửa vào; Cứa ra; Thân ming;

Các tra đỡ.

+ Kết ấu cửa vào, cửa ra: phải đảm bảo ding chảy vào máng thuận, giảm bớt

tồn thất do mặt cắt ngang bị thu hep gây ra và dòng nước ở máng chảy ra không làm

xóilở bờ và đây kênh hạ lưu.

+ Kết cấu thân máng ; thường dùng kiểu dim đơn có bề rộng nhịp không qua

12 m, Khi cin vượt qua các khẩu độ lớn hơn 12 m cổ thé đăng cầu mắng bê tông

cốt thép ứng suất trước hoặc cầu mắng xi mang lưới thếp ứng suất trước Lựa chọn

hình thức mặt cắt ngang của thân máng phải dựa vào kết quả tính toán thủy lực, vật

liệu làm thân mảng hình thức kết cầu trụ đỡ, đoạn nỗi iếp cửa vào và cửa ra Cầu mắng vỏ trụ mỏng có khả năng chịu lực theo phương dọc lớn hơn theo phương

ngang rit nhiều Để tăng độ cứng theo phương ngang, ting độ én định tổng thé và

én định cục bộ của thin mắng cần bổ trí các thanh giẳng ngang, các sườn gia cườngđọc (còn gọi là tai máng) Tại hai đầu mỗi nhịp ming nên bổ tí tai sườn ngang Chophép bổ trí đường cho người di lại trên mặt cầu máng khi có nhu cầu nhưng các cầu

kiện cầu máng phải được tính toán kiểm tra thêm với tải trọng không ít hơn 250

a Tinh toán cường độ trén tiết diện vuông gốc.

inh toán cường đ

a1 Tiế diện chữ nhật có đặt lưới thp và thép thanh.

Đổi với cầu kiện chịu uốn, sơ đồ tính toán và phương pháp tinh toán tương tựnhư trong kết cầu bê tông cốt thép

Sơ đồ ứng suất làm cơ sở tính toán cho ở hình 2.1

Hình 2.1: Sơ đồ tink toản của tiết điện chữ nhật

ya vào phương trình momen đối với trục di qua trọng tâm vùng chịu nén để

xác định điều kiện về cường độ, quy định theo công thức (2.1)

Ry là cường độ chịu nén tinh toan của vữa xi mang:

bh là bỀ rộng và chiều cao tết din của cấu kiện:

Trong trường hợp cầu kiện chỉ cỏ lưới tp th tri số utd trong các công thức

(2.1) và (12) ấy bằng pur =

a2 Tiết diện chữ I có đặt lưới thép và thép thanh

* Trường hợp tre trung hỏa di qua cánh nén x < he

Sơ dé tính toán mô tả ở hình 2.2:

#4, là hàm lượng cốt thép tương đương của phần cánh chịu nén;

V4, là hàm lượng cốt thép tương đương của phần sườn chịu kéo;

,¿ là hảm lượng cốt thép tương đương của phần cảnh chịu kéo;

b,,h„ là kích thước cánh nền;

sh, là ích thước sườn chịu kéo;

6,,l,_là kích thước cánh chịu kéo;

Khi x < ý cho phép lấy x = 1ý và dua vào phương trinh momen lấy đối với

trọng tâm của phin cảnh nén suy ra điều kiện cường độ, p dụng công thie (24):

Ae }e Hb 4)

* Trưởng hợp trục trung hỏa di qua sưởn: x > /,

Sơ đỗ tính toán xem hình 2.3:

kent st, Ri bh {hE cc, Rutten 6A XR ý

Các công thức trên chỉ được sử dụng khi thỏa man điều kiện x < au Trị số an được xác định bằng thực nghiệm phụ thuộc vào vật liệu Với xi mang PC40, thép nhóm CI, CHÍ có thể lấy a= 0,45

1 1à hệ số biển dạng déo lấy như kết cầu bê tông cốt thép

2; là cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của vữa xi mang.

Wor là médun chồng tồn của tiết điện quy đổi với him lượng cốt thép tương

đương jus

b Tinh toán độ võng

Độ võng tương đối lớn nhất của cầu kiện xi măng lưới thép khi chịu uốn do tải

trọng tiêu chuẩn sinh ra khi chưa bị nứt được xác định theo công thức (2.8)

peed a

trong đó

Bla hệ số phụ thuộc liên kết và dạng tải trong tác dụng lên cấu kiện, Vớidầm đơn chịu tải trọng phân bổ đều f= 5/48

B là độ cứng của dầm xác định như sau

- Khi dim chưa bị nứt: B= EamxJ

- Khi dim bị nút với vết nứt có bê rong không quá 0.05 mm: B= Epos x J

Ea, là môdun đàn hồi của xỉ măng lưới thép tương ứng trường hợp chưa

xuất hiện vết nứt

Eouc là môdun din hồi của xi măng lưới thép tương ứng với trường hợp xuấthiện vết nứt cổ b rộng không quá 0,05 mm

Khi cấu kiện xi măng lưới thép chưa bị nút thi B được xác định theo công thúc

B.=0485Ia lại 29)

trong đó

Bs là mô dun dn hồi ban đầu của vữa xi mang;

Joa Tà mô men quần tính của tết điện quy đổi với him lượng thép tương đương ytd

số tồn tại của tiêu chuẩn nay như sau.

- Tiêu chuẳn này quy định yêu cầu kỹ thuật trong tinh toán thiết kế các loại

cầu ming có chiều diy không lớn hơn 35 mm Đồng thời, tiêu chuẩn nảy chỉ ấp

dụng cho cầu máng xi măng lưới thép là những cầu máng thường chỉ có 1 khoang,

đó là những cầu máng có điện tích mặt cắt ngang dẫn nước thưởng là vừa và nhỏ,

do đó chỉ dẫn được lưu lượng vừa phải Do vậy với những cầu máng loại lớn cóchiều day lớn hon 35 mm, có nhiều khoang và dẫn tới lưu lượng hang trăm m'/s thì

tiêu chuẩn này sẽ không quy định được các yêu cầu kĩ thuật khi tinh toắn

~ Trong tiêu chuin này chưa đề cập đến ede yêu cầu kĩ thuật, phương pháp tínhtoán các cầu máng cố khẩu độ nhịp lớn lớn hơn 12m ) và gồm nhiều khoang (chỉ

448 cập đến cầu máng 1 khoang) Trong tiêu chun chưa để cập đến việc nếu sử dụng

vé

cấu bê tông ứng suất trước thì nhịp cầu mắng cổ thé kếo dài đến mức độ nào

Ngoài ra trong tinh toán độ võng, iêu chuẩn này cũng chưa xét đến ảnh hưởng lực

cắt, từ biển bê tông đến độ võng dim

2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẢU MANG THEO TIÊU CHUAN NƯỚCNGOÀI.

Trên thể giới có nhiều tiêu chun được dùng để thiết kế cầu máng, tại TrungQuốc việc thiết kế cầu máng, người ta sử dụng tiêu chuẩn SL 482-2011 (Tiêu chuẩn.thiết kế cúc công tình trên hệ thống kênh của Trung Quốc) Tiêu chain này có 14chương 45 tiết với 325 điều và 7 phụ lục, bao gồm các nội dung sau diy: Cácnguyên tắc chung, thuật ngữ và ký hiệu, phân loại cấp công trình va tiêu chuẩn.phòng lũ, các quy định cơ bản, và các diễu quy định cụ thể về thiết kế bổ tri tổngthể, hình thức cấu tạo về kết cấu, tinh toán thủy lực, thiết kế kết cấu, xử lý nênmỏng và thiết bị quan trắc an toàn v.v cho 9 loại hạng mục công trinh thường ápdụng trên hệ thống kênh như cầu máng, xi phông, cổng ngằm, cống dẫn nước Tiêu

chun này giành riêng cho các công tinh trên kênh như cầu ming, xỉ phông cổng qua đường, bậc nước, đốc nước (hình 2.4), mới được sửa chữa, bd sung, phát hành

ngày 8-3-2011 và áp dụng từ 8-6-2011, trong đó có mục 5, giành riêng cho kết cấu.

cầu mắng.

" SL

TRELNHKIRIESMIG114801

.'_

Hình 2.4:Tiêu chuẩn thiết ké các công trình trên hệ thông kênh của Trung Quốc.

Trong mục 5 ca tiêu chudn này có các qui định cụ thể ch việc chọn lựa edu

tạo, kích thước, phương pháp tính toán, độ võng, nứt của cầu máng Sau đây, xin

tóm tt một số điểm đăng chi trong mục Š của tiêu chun này như su

2.2.1 VỀ yêu cầu kỹ thuật chung: [17]

Trong điều 5.1.3 qui định "Thiết ké kết cấu BTCT cầu ming và các yêu cầucầu tạo phải tuân theo, ngoài việc phải phù hợp yêu cầu về tinh bên chắc, không cho

nứt (hoặc hạn chế ni) inh dn định, cường độ của kết , còn phải có các qui định

cho các khâu trọng yếu trong thi công như sử dụng phụ gia, đổ bê tông, dỡ vin

khuôn, dưỡng hộ v.v "

22.2 Vé hink thức và edu tạo{17]

2.2.2.1 VỀ chon hình thức nhịp eu ming

Để chọn hình thức nhịp cầu máng trong điều 5.3.4 của tiêu chuẩn SL

482-2011 quy định như sau: " Độ dai nhịp của thân cầu máng kiểu dim đơn bê tông có

thép thường nên lấy từ 8m đến 15m, độ dài của đoạn thân cầu máng kiểu dim hai

từ l§m.

mắt thừa thường nên lễ n 30m Thân cầu ming lớn kết cầu bê tông ứngsuất trước thường nên sử dung dang dim đơn, nhịp dầm thường nên lấy trongkhoảng 25m đến 50m, Với cầu ming cao, điều kiện địa chit không tốt lắm hoặc thi

công khó khăn hi nên chọn giới hạn nhỏ trong các chiề dài nhịp nêu ở trên"

2.2.2.2 Chọn hình thức kết chu cầu ming

Để chọn hình thức kết cầu cầu ming trong điều 33.5 của tiêu chun SL

482-2011 quy định như sau: " Hình thức iu về vòng vom chính xây lát của cầu máng kiểu vòm có các loại như vòm bản, vòm sườn, vom bình hộp v.v edn căn

cứ quy mô cầu mắng, nhịp ving vom, vật liệu xây dựng và phương pháp thi công để

lựa chọn hình thức hợp lý, đồng thời phải phủ hợp các yêu cầu sau đây

~ Khẩu độ vòng vòm chính nên lấy từ 30m đến 40m Tỉ suất an toàn (tỉ lệ giữachigu rong vòng vòm chính với khẩu độ) nên lấy theo các tị số sau đối với vòmbản, vòm sườn 1/6 ~ 1/3, đổi với vòm hộp, vòm giá đỡ 1/10 ~ 1/6, đối với vòm xà

ngang 1/8-1/4

~ Chiều rộng vòng vòm chính nên lấy bằng chiều rộng kết cầu thân máng Tỉ lệ

giữa chiễu rồng vồng vim chính với khẩu độ không nên nhỏ hơn 1/20, đổi với cầu

mắng có khâu độ lớn nhưng lưu lượng nhỏ cũng không nên nhỏ hơn 1/30 Khi khẩu

độ vòm đơn không lớn hơn 40m nên dùng vòng vòm chính mặt cắt đều, khi lớn

hơn 40m thi nên đồng vòng vim chính mặt cắt thay đổi dẫn theo độ cao từ dinh vòm đến chân vòm.

- Tuyến trục vòm của vòng vòm chính nên tiếp cận với tuyến áp lực do tải

trọng gây a trong thôi gin cầu mắng vận hành bình thường, trên mặt cất vòng vòm

không được phát sinh ứng suất kéo và ứng suất nén không đều

~_ Dinh vòm của vòng vòm chính nên hơi thấp hơn hoặc tiếp xúc vời mặt day

thân mắng

~ Vang vòm chính của vim bản có th lẤy mặt cắt ngang kiểu đặc hoặc kiểu

hm ring Chiều diy bản đỉnh, bản diy của vòng vom chính vim bản kiểu rồng không được nhở hơn 8 cm, day bản bụng hai bên không được nhở hơn 9 cm, diện tích rỗng ở bụng hòm nên bằng 50% ~ 70% toàn mặt cắt hòm.

~ Vòng vòm kiểu vim sườn có thể áp dụng kết cầu vòm sườn kiểu phân cách

không bản lẻ, hai hoặc ba bản l, mặt cắt ngang vòm sườn có thể dùng hình chữnhật, hình chữ Ï hoặc hình hộp Chigu diy định vòm ở vòm sườn mặt cắt chữ nhậtnên lấy bing 1/60 ~ 1/40 khẩu độ vòm, lệ giữa độ cao và độ rộng của mặt cắt nên

từ 1/5 ~ 2.5, giữa các sườn vom theo chiều đọc cứ cách một cự ly nhất định, và tạicác vị tr đặt thanh đỡ và đặt khớp nổi trên sườn vòm nên đặt các dim ngang liên

kết cứng với sườn vòm Độ dài cạnh nhỏ nhất của mặt cắt các dầm ngang không, được nhỏ hon 1/15 chiều dai của chúng Khoảng cách giữa các thanh đỡ trên sườn

từ 3 đến 6 m, hoặc lấy bằng 15 lẫn độ rộng sườn vòm

~ Độ vượt vòm bụng của cầu mang kiểu vòm bụng tường ngang, rồng nên vom có thể

bằng 1/15 ~ 1/8 độ vượt của vòng vom chính Khi độ vượi của vòng vòm chính lớn

thì lấy tr số nhỏ Vôm bụng có thể làm vòm đơn trồn hoặc bán tin có độ dày đều

Độ diy vòm bung bing đã xây vita không được nhỏ hơn 30 em, bing bé ông không

urge nhỏ hơn 15 em

~ Cin đặt khe biến đạng đứng giữa 2 đầu kết cấu trên vòm của vòm bụngđặc với đài máng, khi khẩu độ vòng vòm chính lớn cần đặt khe biển dạng hướng

đứng tại vị ti đỉnh vòm, tại bộ phận phía trên của đính trụ máng ở cầu máng kiểu

vom bung đặc cần đặt khe biển dạng hướng đứng Tại 18 bụng tấp giáp giãn cầumáng kiểu bụng ring với dai mé làm vòm ba bản lễ, c

dùng vom ba ban 1é hoặc hai bản lễ Kết cấu phía trên các mặt cắt bản lễ đều nên đặt

khe biển dạng đứng.

- Giữa vòng vòm chính của vim không bản lề với dai trụ cần ding liên kết

cứng, Trên nền đất mềm chưa được xử lý tốt thi không được sử dụng kết cầu vòm.không khớp nổi Việc thiết kế kết cầu khớp nổi trên ving vòm chính vim 3 khớphoặc 2 khớp cần đảm bảo tác dụng của khớp nối.

~ Võng vòm chính của cầu mảng kiểu vòm xây dựng ở vũng giá lạnh, cẩn cổ

tỉ suắt an toàn tương đối lớn và hg số trục vòm tương đối nhỏ, các kiến trúc trên

‘vom và giả pháp cấu tạo cia dip ứng được yêu cầu biến dạng nhiệt tương đối lớn”Trong điều 5.3.6 của tiêu chuẩn SL 482-201 quy định như sau: °C máng

kiểu dầm và khung kiểu dim cần đảm bảo các yêu cầu sau đây.

~ Khung đỡ kiễu dầm nên liy ti suất an toàn bằng 1/10 ~ 1/5, ựly giữa các

khung đỡ từ 4 ~ 6 m.

~ Khung đỡ kiểu dim thường lấy ứ suất an toàn bằng 1/6 ~ 1/3, vị trí cá

thanh đứng cần bổ tí sao cho tỉ số mô men uốn hướng dọc của hân máng giữa các

đoạn gần bằng nhau và khoảng cách giữa chúng không nên nhỏ dưới Sm Tuyếntrục vòm cong trên của khung đỡ kiểu dim hạ nên đăng đường parabon bậc 2 ( hoặc

dàng vòm tuyển gây hoặc khung cong bình hành ), tỉ sudt an toàn cao nên lấy từ 1/10~ us

- Tuyển trục thanh huyển hình vm của vòm khung đỡ ní dang đường

parapol bậc 2 hoặc đường zich vic Khoảng cách giữa các khung đỡ nên bằng 1/15

~ 1/10 chiều đãi nhịp, chiều rộng mặt cắt các thanh vòm khung đỡ nên bằng 20-50

em, chiều cao mặt cắt thanh huyển dưới của khung đỡ kiểu vòm trên nên bằng 1/85

~ 1/70 khẩu độ máng, ti suất độ cứng giữa thanh huyền dưới và thanh huyền trên nên lớn hơn 6 ti suit độ cứng giữa thanh bụng và thanh huyền trên nên nhỏ hơn Ì

Ti it độ cứng của thanh huyền trên và đưới của khung đỡ vòm kiểu vòm kép nên.

lấy từ 3 ~ 4, chiều rộng mặt cắt thanh đứng không được lớn hơn chiều cao mặt cắtthanh huyền dưới Kích thước các tbanh vòm khung đỡ giữa vả dưới có thể tham

khảo các quy định trên

= Giữa các tắm khung đỡ nên dùng thanh liên kết theo phương ngang để liên

kết cứng thành kết cầu hoàn chính.

Trong điều 5.3 7của tiêu chun SL 482-2011 quy định như sau: * Cúc kết cầu

chịu lực phía dưới như khung xếp, mé máng hoặc chân mổ trụ cin phù hợp các quy

đình dưới đây

~ Khi chiều cao khung xếp nhỏ dưới 20 m thi dùng khung đơn, khi cao từ 20đến 35m thi dùng khung kép Khung xếp kiểu chữ A thì nên bổ trí trên một hướngthuận theo hướng cầu máng hoặc theo hướng ngang của cầu máng Phin dưới của

khung xếp phía chịu tác dung dòng nước xöi nên ding trụ đặc kiễu trọng lực (mb trụ kiểu in hợp) hoặc tru trọng lực toàn bộ Ở cầu máng mà nền xử lý bằng nền

cọc thi nên ding giá máng kiểu trụ cọc Tải trọng tic dụng thing đứng trên khung

xếp sẽ tổ hợp vào trung tâm thông qua khung xếp, giữa diy trụ khung xếp và nềnhoặc trụ trọng lực cin được lign kết cổ định, khi có yên cầu đặc biệt có thể liên kết

die đá xây hoặc bé tông, khi có cl

1g bụng bằng bê tông hoặc bê tông cối

ng không được nhỏ dưới

50 em Dưới mũ của trụ rỗng bụng nên đặt một đoạn quá độ bụng đặc Trong trụ ring bụng, cứ cách 2.5 ~ 4.0 m theo chiều cao tùy tỉnh hình phân bổ ứng suit bổ títắm bản hoặc dim ngang bằng bê tông cốt thép dang nằm ngang, hoặc đặt tim bản

cách thing đúng theo hướng đọc

~ Đồi với clu máng kiểu liên vòm đa nhịp cứ cách 3 ~ 5 nhịp đặt một trụ giacường Chiểu day ở đỉnh trụ giữa bằng bê tông ở cầu máng kiểu vom có nhịp vòm 2.dầu đối xứng nên lây bằng 1/25~ /15 nhịp vim, trụ giữa bằng đá xây thì

nh mồ trụ giữa nên lấy bằng 1/20-1/10 nhịp vòm, và không được nhỏ đưới 80 em,

chiều dây

Khi nhịp vòm 2 đầu không đối xứng thi ein phải căn cứ điều kiện chịu lực của nền

và thân trụ để điều chỉnh cao trình vả tỉ suất an toàn của chân vòm (vả đỉnh trụ) &

vom 2 đầu

~ Đối với đài máng cin căn cứ các điều kiện về địa chất và cao độ dai máng

để chọn inh thức kết cấu phủ hợp như loại nhẹ, loại trọng lye, hình chữ Ư,, hình

hòm, hoặc tổ hợp bản cọc v v Việc bố trí phải đảm bảo các yêu edu về ồn định,

sức chịu tai va lún của nền Bai máng loại nhẹ và loại trọng lực có chiều cao không,

nên lớn hơn 5 m, phía lưng thân dai edn bổ trí hệ thống lọc ngược tập trung nước vàcác lỗtiêu nước giảm áp, Dat dip ở lưng đài ein có yêu cầu về hệ số dim nén thiết

kế Trên bề mặt đài cần có biện pháp tiêu thoát và chẳng xói nước mưa.

Trong điều 5.3.8 của tiêu chuẩn SL 482-2011 quy định như sau: " Hình thức

mồ của thân máng kiểu dầm nhánh đơn nên lấy đầu phía cao trình thấp lim m6 cóinh, đầu kia làm mổ di động Đối với thân máng kiểu dầm nhánh đơn nhiều nhị

mồ nên cùng hình thức mồ 6 cổ định ở cầu máng loại vừa vànhỏ nên dùng mồ bản thép phẳng hoặc mé cao su tim, mỗ động nên dùng mồ bản

tuyến hoặc mổ cao su kiểu tắm động Mỗ cổ định ở cầu ming lớn nên

dùng mồ cao su kiểu chậu, mổ động nên ding m6 động cao su ki chậu đơn hướnghoặc nhiều hướng "

2.3.3 Về tinh toán thủy lực [17]

V8 tính toán thủy lực trong điều 54.1 của chuẩn SL 482-2011 quy định như sau: * Nội dung tinh toán thủy lục bao gồm việc chọn độ đạc thân máng,

xác định kích thước mặt cắt thân mang, thông qua tính toán đường mặt nước đẻ xác.

“định cao trình đọc đầy máng, cụ thé cin phủ hợp các quy định sau dij

= Độ đốc đáy máng phải dốc đều (rir cầu máng tháo 10), lu tốc thiết kế trong

mắng nên từ 1.0 ~ 2.5 mis

~ Mặt cắt thân máng phải dim bảo yêu cầu khi tăng lưu lượng dẫn vẫn có đủ

độ vượt cao ở thành máng Độ vượt cao ở máng mặt cắt chữ nhật khi dẫn lưu lượng

thiết kế cần không được nhỏ hơn 1/12 độ sâu nước trong máng cộng thêm 0.05 m, ở

máng mặt cắt chữ U không được nhỏ hơn 1/10 đường kính thân máng Khi dẫn lưu

lượng ting lớn thì độ chênh giữa mực nước trong mắng với đình thin máng không

có thanh ging hoặc với đáy thanh ging ở máng có thanh giảng không được nhỏ

dưới 0.1 m Độ sâu nước trong máng ở đoạn tuyến tim máng lượn cong trên mặtphẳng cần lấy độ sâu nước lớn nhắt trong mắng tại đoạn mắng cong

~ Việc tính toán đường mục nước cần tính trước tổng độ dốc mặt nước trong

máng khi dẫn lưu lượng thiết kế, nếu trị số này bơi nhỏ hơn hoặc bằng trị số chophép theo quy hoạch hệ thống kênh phân cho cầu mắng, căn cứ vào đồ để sơ bộ xácđịnh cao trình đáy máng tai đầu, cuỗi thân máng và diy kênh tại cửa ra của cầumắng Khi dẫn lưu lượng tăng lớn thi tỉ số mực nước dnh khi vào mắng tính toán

tử cao tình day kênh tại cửa ra của cầu máng không được vượt quá 1% ~ 3% độ sâu

nước trong kênh tại trước cần mảng, mặt nước trong máng không được có hiện

tượng hạ thấp hoặc dng cao tương đỗi lớn, nếu không phải tiễn bình tỉnh toán lại

theo các bước trên

~ Cao trình đầy tại iu máng xây dựng ở vùng han đới giá lạnh

nên cao hơn cao trình đây kênh tại đó, hoặc nếu không thì cằn lắp một van xả đáy

tại đầu ra của ming

~ Các công thức tính toán thiết kế vỀ thủy lực xem phụ lục B.L của tiều chuẩn.

~ Xôi lờ chin trụ cầu mắng bao gdm xói lở điễn biển tự nhiên ở lông sông,

xói lờ bình thường và xói cục bộ ở mặt cắt sông dưới ming, các phương pháp và công thức tính toán xem các quy định ở chương 7 JTG C30 - 2002”.

“rong điều 5.4.2 quy định : " Đối với cầu máng quan trong, loại lớn, các vin

để về năng lực din nước, các tốn thất đầu nước, trạng thải bién biến đường mặtnước và các biện pháp phòng chống các hiện trợng gây sóng, xoấy nước, dénh

nước, rơi nước có thể xảy ra rong mắng thì phải được luận chứng thông qua ác thí

nghiệm mô bình thủy công”

Trong điều 54.3 quy định : Khi có các thay đổi về vật liệu sử dụng để mở

tính

rộng, cải tạo thân cầu máng hoặc gia có lòng sông (kênh) dưới cầu máng

toán kiểm tra các trị 8 về hệ số nhám thay đổi"

2.24 Vé tính toán thiết ké kết cầu cầu mảng, [17]

Trong điều 5.5.1 quy định về thiết kể kết cầu cầu máng như sau: " Kết cẩu cầu

mắng cin thôa man các yêu cầu về cường độ, độ cứng, tính én định, độ bn, chống

thân máng bên trên cũng liên kết chịu lự với các kết cầu bên dưới tỉ cn tiền hành phân tích kết cấu theo dạng kết cầu chỉnh thé”.

Trong điều 5.5.3 quy định về các tải trọng tác dụng lên cầu ming ; " Các tải

trọng tác dụng trên cầu máng có thé chia làm 3 loi là tải rong thường xuyên, tải

trọng tam thời và ải trong đặc biệt”

Trong điều 5.5.5 quy định về tổ hợp tải trong như sau : ” Khi thiết kế cn tiến hành tổ hợp các ti trọng có thé đồng thời tác dụng lên cầu máng Đối với cầu máng

quan trong, đặc biệt khi edn thiết phái xem xét các tổ hợp tải trọng bất lợi khác có.

thể có

Trong điều 5.5.6 của iề kếchuẩn SL 482-2011 quy định về tính toán thị

ội dung tính toán kết cấu thân cầu máng kiểu dim chủ yếu cầu máng như sau:

bao gồm: tính toán nị ôi lực trên mặt cắt theo phương dọc và phương ngang, kiểm tra cường độ trên mặt cất ngang và mặt cắt xiên, kiểm tra chống nút (hoặc hạn chế nứt)

và kiểm tra độ võng Phải căn cứ vào hình thức cụ thể của kết cấu để lựa chọn

phương pháp tính toán tương ứng phù hợp với qui định sau

~ Với cầu máng chữ nhật (bao gồm cả chữ U), néu tỷ số giữa nhịp và bé rộng.không nhỏ hơn 4 có thể tính theo lý thuyết dim, nêu tỷ số giữa nhịp và bề rộng nhỏ

hơn 4 phải di

mắng cấp 4,

+ Khi ti sé chi di nhịp với chiều nông thân máng không lớn hơn 5, th cin thiết kế theo cấu kiện chịu uốn sâu Nội lực của cấu kiện chịu uốn sâu nhịp đơn có thể tính theo dim đơn thông thường Nội lực của cầu kiện uốn sâu liên tục, khi tis nhịp nhỏ hơn 2,5 thì nên tính toán theo phương pháp lý luận đàn hồi Khi tỉ số nhịp không nhỏ hơn 2,5 thì nên tính theo dim liên tục thông thường Tinh toán cường đội