Kết cấu nhịp là một hệ khơng gian phức tạp tính tốn chính xác nội lực các bộ phận của cầu là một việc khó khăn. Phần lớn các phương pháp tính đều dựa trên các giả thiết của mơn Sức bền vật liệu và môn Cơ học kết cấu. Tính tốn thiết kế cầu dầm bê tơng cốt thép là nhiệm vụ xác định nội lực trong kết cấu do các nguyên nhân bên ngoài như tĩnh tải, hoạt tải, động đất, ... và các nguyên nhân bên trong như co ngót, từ biến, ... theo một phương pháp tính gần đúng nhất để từ đó thiết kế kích thước hình học kết cấu đủ để chịu được nội lực đó.
Các phương pháp phân tích kết cấu được chấp nhận trong Tiêu chuẩn quốc gia TCVN11823-2017 dựa trên bộ tiêu chuẩn thiết kế cầu của AASHTO LRFD ban hành năm 2014. Trong tính tốn thiết kế cầu dầm bê tơng cốt thép người ta thường thấy hai nhóm phương pháp tính phổ biến:
- Nhóm 1: Các phương pháp chính xác cao (sử dụng PTHH):
Theo phương pháp này, ta giả thiết xem kết cấu nhịp cầu là tập hợp các phần tử hữu hạn (PTHH) có thể là các phần tử thanh, phần tử tấm, … đươc liên kết với nhau tại các nút hoặc đường biên phần tử. Dựa vào điều kiện cân bằng, liên tục tại liên kết giữa các phần tử sau đó thiết lập các phương trình chính tắc để tìm các ẩn số là các chuyển vị hoặc nội lực trong hệ.
Hiện nay có nhiều phần mềm thương mại như SAP2000, MIDAS, RM, … đã ứng dụng phương pháp PTHH để tính tốn nội lực các kết cấu cầu cho kết quả có độ chính xác cao. Tuy nhiên, mức độ chính xác cịn phụ thuộc vào cách mơ hình hóa kết cấu, sai khác về đặc trưng hình học và đặc tính vật liệu của các phần tử so với thực tế, …
Hoặc để đơn giản hơn có thể mơ hình hóa kết cấu là một hệ thanh có cùng cao độ đặt trên các gối cầu. Bản mặt cầu một cách gần đúng được coi như là một phần của tiết diện dầm dọc và dầm ngang. Cách mơ hình hóa kết cấu này phù hợp với kết cấu cầu dầm, giàn, khung, gần đúng đối với một số loại cầu bản rỗng, và khơng chính xác đối với cầu bản đặc (dạng tấm).
- Nhóm 2: Các phương pháp tính gần đúng (quy về bài tốn đơn giản hơn):
Theo phương pháp này việc phân tích kết cấu nhịp khơng gian có thể được đơn giản hóa thành việc phân tích kết cấu của một dầm đơn lẻ bằng cách đưa vào sử dụng khái niệm về “Hệ số phân bố ngang”. Các bộ phận trong cơng trình cầu được phân tích độc lập để tính tốn theo
các hệ số ảnh hưởng. Phương pháp này đơn giản và hiệu quả cao đối với cầu dầm đơn giản nên được sử dụng phổ biến.
Tùy theo độ lớn của cơng trình, u cầu độ chính xác trong tính tốn mà kỹ sư lựa chọn phương pháp tính tốn thích hợp đảm bảo tiết kiệm về mặt thời gian và kinh phí nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết phục vụ thiết kế.