Giáo trình cầu bê tông

CHƢƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Khái niệm chung cầu bê tông cốt thép 1.1.1 Sơ lược lịch sử phát triển cầu bê tông cốt thép Ngay từ ngành sản xuất thép đời, ngƣời ta nghĩ đến việc đặt cốt thép bê tông để tận dụng khả loại vật liệu Năm 1850, ngƣời Pháp Lămbô làm thuyền BTCT Đến năm 1861 ông Kyanê, ngƣời Pháp khác, làm kết cấu mái che, vịm, ống cống dựa ngun tắc bê tơng chịu lực với cốt thép Tuy đến năm 1875 cầu BTCT đƣợc xây dựng Pháp theo đồ án Kỹ sƣ Mônlê, cầu có dạng vịm dài 16m, rộng 4m cho ngƣời Kết cấu nhịp vòm đƣợc ngàm chặt hai chân vòm vào mố nặng BTCT Trong năm đó, cầu BTCT khơng đƣợc phát triển rộng thiếu sở lý thuyết tính toán số liệu nghiên cứu thử nghiệm chịu lực kết cấu BTCT Đến năm 1884 thí nghiệm Vaixơ Bacsinge đƣợc thực nƣớc Đức nhằm xác định cƣờng độ, độ chịu lửa BTCT, dính bám cốt thép với bê tơng v.v Tiếp theo thí nghiệm Kenen phƣơng pháp tính tốn BTCT ông đề lần năm 1896 Cịn nƣớc Nga từ năm (18911896) có thí nghiệm bản, dầm, vịm Beleliuxki Năm 1892 kỹ sƣ Enkxơbicơ ngƣời Pháp đề xuất hệ thống kết cấu có sƣờn BTCT phƣơng pháp thi cơng kết cấu BTCT tồn khối khơng có dầm thép đỡ nhƣ trƣớc Ơng khơng dùng BTCT để làm dầm mà cịn làm cột, móng tƣờng chắn, cọc v.v Sau sáng kiến này, coi từ cuối kỷ 19 bắt đầu giai đoạn phát triển rộng rãi kết cấu BTCT áp dụng phƣơng pháp tính tốn theo lý thuyết ứng suất cho phép Sang đầu kỷ 20 cầu BTCT đƣợc phát triển ngang hàng với cầu thép, gỗ Trong giai đoạn đầu, cầu BTCT thƣờng có dạng kết cấu dầm vịm Đến trƣớc đại chiến giới I (1914 - 1918) phần lớn cầu BTCT thuộc hệ thống dầm đơn giản, dầm liên tục cầu khung với kết cấu có sƣờn, độ nhịp đến 30m, cá biệt đến 40m Dần dần, nhịp cầu BTCT dài đƣợc xây dựng, đặc biệt vào năm 1930 Có thể kể số cầu tiếng Cầu qua sông Maxcơva, năm 1935, dạng nhịp vòm dài 116m cho xe lửa, cầu Stốckhôm (Thụy Điển) với nhịp dài 181m, cầu Eooe (Pháp) có nhịp, nhịp dài 186m, cầu Esla (Tây Ban Nha) có nhịp cầu nhịp dài 205m Từ sau chiến tranh giới II, cầu BTCT dự ứng lực bắt đầu phát triển rộng rãi châu Âu Thực ý định tạo dự ứng lực kéo cho cốt thép đƣợc đề từ năm 1896 Măngđen (ngƣời áo) Dơdecxơn (ngƣời Mỹ) Nhƣng thử nghiệm lúc 35 đầu thất bại họ dùng loại cốt thép có cƣờng độ thấp (khoảng 600kG/cm2), dù có tạo đƣợc dự ứng suất kéo mát hết Mãi đến năm 1928 Kỹ sƣ Freyssinet (ngƣời Pháp) đề xuất đƣợc sở lý thuyết thực nghiệm ban đầu cho kết cấu BTCT dự ứng lực Ông chứng minh phải dùng bê tông mác cao cốt thép cƣờng độ cao, trị số dự ứng suất kéo cốt thép phải lớn 4000 kG/cm2, đồng thời phải xét đến mát dự ứng suất cốt thép co ngót từ biến bê tơng Công phục hồi phát triển kinh tế châu Âu sau chiến tranh giới II thúc đẩy khoa học kỹ thuật xây dựng cầu lên bƣớc mới: Sử dụng kết cấu lắp ghép kết cấu dự ứng lực đa dạng Số lƣợng cầu BTCT chiếm tỷ lệ đáng kể số cầu xây dựng Nhiều dạng sơ đồ kết cấu phƣơng pháp thi công khác đƣợc sáng chế áp dụng rộng rãi khắp giới Việc lựa chọn áp dụng sơ đồ hay áp dụng phƣơng pháp thi công thƣờng vào việc so sánh, xét tổng hợp nhiều yếu tố nhƣ: Các điều kiện địa lý, địa hình, địa chất, khí hậu, trình độ cơng nghiệp xây dựng, nhiều yếu tố kinh tế xã hội khác, thể đặc điểm riêng nƣớc, kinh tế Trƣớc đây, kết cấu BTCT dự ứng lực chƣa phát triển kết cấu vịm có lực đẩy ngang vào mố trụ kiểu cầu chủ yếu để vƣợt qua nhịp dài Tuy nhiên, phù hợp với số loại địa hình, địa chất tốt Ngày kỹ thuật xây dựng cầu BTCT dự ứng lực đạt tới mức hồn thiện nên cầu vịm đƣợc xây dựng Hầu hết nhịp cầu BTCT dài từ 21m đến 200m kết cấu dự ứng lực có cấu tạo đa dạng hợp lý Kết cấu BTCT dự ứng lực đƣợc dùng kết cấu nhịp cầu mà mố trụ cần thiết Cùng với phƣơng pháp thi công đúc chỗ đà giáo lắp hẫng, lắp ghép nguyên dài, phƣơng pháp đúc hẫng, đúc đẩy,đúc đà giáo di động để thi công dạng cầu hệ khung liên tục, dầm liên tục nhịp lớn phát triển khắp giới Đôi phƣơng pháp chở đƣợc áp dụng Để đạt hiệu kinh tế cao giảm thời gian thiết kế, thi cơng, đồ án điển hình hố đồ án thống hoá đƣợc áp dụng rộng rãi khắp giới, đặc biệt hệ thống nhịp dầm giản đơn Hiện có khuynh hƣớng dùng bó cáp thép lớn cƣờng độ cao cho cầu lớn Nói chung cáp có sức kéo cỡ 200 đƣợc dùng rộng rãi Tại Việt Nam chia q trình phát triển cầu BTCT thành giai đoạn tƣơng ứng với giai đoạn lịch sử đấu tranh giành độc lập, giữ nƣớc xây dựng đất nƣớc 1.1.1.1 Thời kỳ trước cách mạng tháng Vào thời kỳ này, có nhiều cầu thuộc hệ thống nhịp bản, dầm giản đơn, dầm hẫng, vòm BTCT thƣờng với nhịp đến 20m đƣợc xây dựng tuyến đƣờng sắt đƣờng Ví dụ tuyến đƣờng sắt Hà Nội - TP Hồ Chí Minh có khoảng 600 cầu BTCT nhịp từ đến 11m xây dựng từ 1927 - 1932, đến tận dụng 36 đƣợc sau gia cố sửa chữa nhiều đợt Trên tuyến đƣờng ô tô Nam nhiều cầu dầm hẫng, cầu vòm chạy dƣới thuộc loại đƣợc khai thác, miền Bắc hầu hết cầu BTCT Pháp xây dựng bị phá hoại bom Mỹ 1.1.1.2 Thời kỳ sau Cách mạng tháng 8-1945 đến năm 1954 Đây thời kỳ kháng chiến chống Pháp nên hầu nhƣ cầu BTCT đƣợc xây dựng 1.1.1.3 Thời kỳ từ 1954 đến 1975 Trong thời kỳ nƣớc ta bị chia làm hai miền phát triển cầu BTCT theo hai hƣớng khác Ở miền Bắc sau 1954 nhiều cầu BTCT thƣờng thuộc hệ bản, dầm giản đơn, dầm hẫng đúc bê tông chỗ đƣợc xây dựng Các đề tài ứng dụng BTCT dự ứng lực xây dựng cầu lần Đại học Giao thông tiến hành năm 1961: Một số cầu giản đơn BTCT dự ứng lực đƣợc xây dựng nhƣ cầu Phủ lỗ, cầu Cửa tiền, cầu Tràng Thƣa, cầu Bía (cầu dầm hẫng có chốt giữa), theo đồ án Việt Nam Các đồ án điển hình cầu mố nhẹ, dầm giản đơn lắp ghép mặt cắt chữ T có dầm ngang khơng có dầm ngang với nhịp - - - - 12 - 15 - 21 m đƣợc Viện Thiết kế Giao thông thiết kế đƣợc áp dụng rộng rãi tuyến đƣờng ô tô Trong trình 10 năm xây dựng cầu Thăng Long, hệ thống cầu dẫn gồm khoảng km cầu đƣờng sắt km cầu ô tô dầm BTCT dự ứng lực kéo trƣớc kéo sau đƣợc xây dựng với công nghệ Liên Xơ (cũ) Qua ngành cơng nghiệp xây dựng cầu BTCT dự ứng lực nƣớc ta tiến bƣớc Ở miền Nam số loại đồ án định hình cầu BTCT dự ứng lực theo tiêu chuẩn Mỹ AASHTO đƣợc sản xuất lắp ghép rộng rãi tuyến đƣờng trục độ nhịp dầm xấp xỉ 12 - 18 – 25 m Kết cấu dầm BTCT dự ứng lực kéo trƣớc với loại cáp xoắn sợi, d = 12,7 mm Các dầm T đƣợc lắp ghép theo phƣơng ngang cầu cáp thép dự ứng lực kéo sau loại nói Dạng kết cấu đƣợc lắp ghép nguyên dài cần cẩu cỡ 40 - 60 tấn, bánh xích 1.1.1.4 Thời kỳ từ 1975 đến 1992 Đây thời kỳ đất nƣớc thống nhƣng chƣa có kiện Liên Xơ sụp đổ Mỹ phong toả kinh tế nƣớc ta Ở miền Bắc có trung tâm chế tạo dầm dự ứng lực nhịp đến 33 m Hà Nội, TP Vinh Ở miền Nam việc sản xuất dầm dự ứng lực theo mẫu AASHO cũ Mỹ xƣởng dầm Châu Thới gần TP Hồ Chí Minh Chúng ta tự thiết kế thi công đƣợc số cầu khung T dầm đeo thuộc hệ tĩnh định có nhịp dài xấp xỉ 60 - 70m (cầu Rào, cầu Niệm, cầu An Dƣơng, v.v ) với cốt thép dự ứng lực dạng bó 24 sợi  5mm 1.1.1.5 Thời kỳ 1992 đến Đây thời kỳ mà quan hệ đối ngoại rộng mở công nghệ tiên tiến giới đƣợc chuyển giao vào nƣớc ta Các dự án lớn cải tạo Quốc lộ 1, dự 37 án cầu Phú Lƣơng (hệ dầm liên tục), cầu Bình, cầu Gianh, cầu Nơng Tiến v.v khởi cơng hồn thành với công nghệ đúc hẫng đại Đến cuối năm 2006 có khoảng 60 cầu thuộc hệ thống nhịp liên tục đƣợc đúc hẫng thành công Công nghệ đúc đẩy đƣợc áp dụng thi công cầu Mẹt (Bắc Giang), Hiền-Lƣơng., Quán-hầu, Sảo-Phong, Hà-nha Công nghệ đúc đà giáo di đông đƣợc áp dụng cho phần cầu dẫn cầu Thanh-trì (Hà nội), cầu Bãi Cháy (Quảng ninh) Công nghệ đúc hẫng dầm cứng cầu dây văng-dầm cứng BTCT áp dụng thành công cầu Mỹ thuận (Tiền Giang),cầu Bãi Cháy (Quảng ninh-2006) Công nghệ lắp hẫng cầu dây văng-dầm cứng BTCT áp dụng thành cơng cầu Kiền (Hải-Phịng-2003) 1.1.2 Đặc điểm cầu BTCT 1.1.2.1 Vật liệu: - Làm BTCT  Sử dụng vật liệu địa phƣơng, cát, đá, XM chủ yếu - Thép & BT làm việc: Thép chịu kéo chủ yếu, có chịu nén 1.1.2.2 Ưu điểm: Sử dụng vật liệu rẻ tiền so với sử dụng thép Độ bền cao: - Sử dụng đƣợc lâu năm - Cƣờng độ bê tông tăng theo thời gian - Ít chịu ảnh hƣởng mơi trƣờng, chịu lửa, khơng mục, khơng gỉ, bị ăn mịn Có độ cứng lớn, bị ảnh hƣởng xung kích hoạt tải, tiếng ồn nhỏ, dao động Có thể đúc kết cấu thành hình dáng thoả mãn yêu cầu kiến trúc, mỹ thuật Tính tồn khối (kết cấu nhịp đúc chỗ) tốt Chi phí tu bảo dƣỡng thấp 1.1.2.3 Nhược điểm Trọng lƣợng thân lớn, cấu tạo nặng nề, vận chuyển lao lắp khó khăn (khơng vƣợt đƣợc kỷ lục nhịp cầu thép) Bê tông chịu kéo dễ bị nứt: Nhất BTCT thƣờng hay bị nứt làm gỉ cốt thép làm hạn chế phạm vi sử dụng Thi công phức tạp: Chất lƣợng bị ảnh hƣởng phƣơng pháp thi công, thời tiết; thêm vật liệu làm ván khuôn Khó kiểm tra chất lƣợng cơng trình 1.1.3 Về Quy trình, tiêu chuẩn cho thiết kế thi cơng, nghiệm thu Quy trình thiết kế cầu 22TCN 18-79, thƣờng đƣợc gọi tắt Quy trình 1979 để thiết kế cầu Bộ Giao thông ban hành năm 1979 đƣợc biên soạn dựa vào nội dung Quy trình năm 1962, 1967 Liên Xơ (cũ) Quy trình cầu đƣờng sắt 1958 Trung Quốc Nội dung Quy trình 1979 so với điều kiện nƣớc ta có nhiều chỗ lạc hậu thiếu Đối với dự án cầu đƣợc thiết kế từ năm 38 2005, Bộ GTVT quy định bỏ Quy trình 1979 mà thay Tiêu chuẩn 22TCN 27205 thiết kế cầu ơ-tơ, ngồi ra, cầu đặc biệt cần phải tham khảo thêm Tiêu chuẩn nƣớc nhƣ Nga, Mỹ, Nhật, Auxtrailia Pháp Tuy nhiên thiết kế cầu đƣờng sắt, vào thời điểm nay, năm 2006, thảo Tiêu chuẩn đƣợc biên soạn nên mặt pháp lý, phải thiết kế theo Quy trình cũ năm 1979 Tiêu chuẩn thiết kế cầu mang ký hiệu 22TCN 272-05 Tiêu chuẩn đại dựa nội dung Tiêu chuẩn AASHTO LRFD năm 1998 Vì góp phần đẩy nhanh q trình hội nhập kinh tế Việt nam với nƣớc ASEAN khu vƣc Nhiều nội dung Tiêu chuẩn chƣa quen thuộc với kỹ sƣ nên cần nhiều năm để tìm hiểu áp dụng dần 1.1.4 Phương hướng phát triển Nghiên cứu sử dụng vật liệu mới: Bê tông chất lƣợng cao (High Performance Concrete-HPC) Thép chất lƣợng cao (High Performance Steel - HPS), fiberreinforced polymer (FRP) Kết cấu mới, kết cấu tối ƣu Nghiên cứu phƣơng pháp tính tốn truyền thống để tính tốn cho kết cấu phƣơng pháp tính tốn Áp dụng mạnh mẽ công nghệ thông tin: Thiết kế tối ƣu, tự động hoá thiết kế Nghiên cứu, áp dụng cơng nghệ thi cơng tiên tiến Định hình hố (Dầm, mố, trụ), cơng nghiệp hố sản xuất giới hố thi cơng 1.2 Phân loại cầu Bê tông cốt thép phạm vi áp dụng 1.2.1 Phân loại cầu bê tơng cốt thép Các cầu BTCT đƣợc phân loại theo tiêu chuẩn khác Sau số phân loại thông dụng: 1.2.1.1 Phân loại theo vị trí cầu: Tuỳ theo loại chƣớng ngại cần phải vƣợt qua mà gọi là: - Cầu qua sông, suối; - Cầu vƣợt đƣờng; - Cầu cạn; - Cầu có trụ cao để vƣợt qua thung lũng, hẻm núi 1.2.1.2 Phân loại theo tải trọng qua cầu: - Cầu đƣờng ô tô; - Cầu đƣờng sắt; - Cầu thành phố; - Cầu bộ; - Cầu chung đƣờng sắt, đƣờng ô tô; - Cầu máng dẫn nƣớc; - Cầu dành cho đƣờng ống dẫn nƣớc, hay dẫn dầu, dẫn khí đốt 39 1.2.1.3 Phân loại theo cao độ tương đối mặt xe chạy: - Cầu chạy trên; - Cầu chạy dƣới; - Cầu chạy 1.2.1.4 Phân loại theo sơ đồ tĩnh học giai đoạn khai thác kết cấu chịu lực chính: Hình 1- Các sơ đồ tĩnh học dầm giản đơn, dầm liên tục, dầm hẫng có dầm đeo biểu đồ Moomen tương ứng tĩnh tải - Cầu dầm: dầm giản đơn, dầm liên tục, dầm hẫng (hình 1) - Cầu khung: khung T có dầm đeo, khung T có chốt, khung T liên tục nhiều nhịp, khung chân xiên khung kiểu cống v.v (hình 2) - Cầu vịm (hình 3); - Cầu giàn; - Cầu có kết cấu liên hợp: + Cầu dầm – vòm; + Cầu giàn – vòm; + Cầu dầm - dây (cầu treo dây xiên - dầm cứng BTCT) (hình 4) 1.2.1.5 Phân loại theo hình dạng mặt cắt ngang kết cấu chịu lực chính: - Kết cấu nhịp bản; - Kết cấu nhịp có sƣờn; - Kết cấu nhịp mặt cắt hình hộp 1.2.1.6 Phân loại theo phương pháp thi công kết cấu nhịp: - Với nhịp nhỏ trung bình (L < 25m với cầu nhịp Lcầu < 100m với cầu nhiều nhịp) + Cầu đúc chỗ + Cầu lắp ghép toàn nhịp + Cầu nửa lắp ghép (sƣờn dầm lắp ghép, phần đúc chỗ) - Với cầu BTCT có nhịp lớn: 40 + Cầu đúc chỗ đà giáo cố định; + Cầu đúc chỗ với đà giáo di động; + Cầu thi công theo phƣơng pháp hẫng; + Cầu thi công theo phƣơng pháp đẩy; + Cầu thi công theo phƣơng pháp đặc biệt (quay chở nổi) Hình 1- Một số sơ đồ cầu khung a) Cầu khung liên tục; b) Khung T: dầm đeo; c, d, e, g) Một số dạng mặt cắt ngang nhịp Hình 1- Hình 2b Cầu khung 41 Hình 1- Hình 3a: Một số sơ đồ cầu vịm Cột vịm ; Vịm chính; Phần xe chạy; Thanh treo Vòm cứng; Dầm mềm; Vòm mềm; Dầm cứng a) Thanh treo xiên; b) Cầu vòm chạy giữa; c) Vòm cứng - dầm mềm d) Vòm mềm - dầm cứng; e) Cầu vịm chạy dƣới có treo xiên Hình 1- Hình 3b Cầu vịm chạy 42 Hình 1- Hình 3c Cầu vịm chạy (đang thi cơng) Hình 1- Hình Một số sơ đồ cầu dây xiên - dầm cứng eDây xiên; Cột tháp; Dầm cứng; Dầm ngang khung cột tháp để giữ dầm cứng 43 Ví dụ sơ đồ cầu Saint-JEAN-DE-Maurienne có nhịp biên ngắn, khoảng 1/3 chiều dài nhịp Nhịp dầm đeo thƣờng có mặt cắt ngang hình chữ T ghép với sƣờn bố trí trùng với vị trí sƣờn mặt cắt hình hộp cơng-xon hình chiếu mặt cắt ngang nhịp Hệ thống có yếu điểm tƣơng tự cƣa hệ thống cơng-xon có chốt có nhiều khe biến dạng Hơn thi công phải dùng hai loại thiết bị khác nhau: loại cho thi công phần công-xon loại khác cho thi cơng nhịp đeo 9.5.4.3 Hệ thống có công-xon đƣợc nối cứng với thành hệ liên tục Các công-xon hệ thống sau thi công hẫng xong đuợc đổ bê tơng chỗ nối lắp thêm đốt gọi đốt hợp long Tại phải đặt cáp dự ứng lực để bảo đảm nối cứng công-xon thành hệ liên tục thống vững Do ƣu điểm vững mà từ năm 1961 đa số cầu đúc hẫng châu Âu thuộc hệ thống liên tục Các biến dạng thẳng đứng hệ liên tục nhỏ so với hệ thống có chốt hệ thống có dầm đeo Nhờ xe chạy qua cầu êm thuận Có nhiều phƣơng pháp để thi công đốt hợp long nối đầu công-xon với nhƣ hình 9-34: - Nếu hai đầu cơng-xon đƣợc đổ bê tơng đồng thời nối hai thiết bị đúc hẫng di động lại để thi công đốt hợp long (hình 9-34,a) - Nếu hai đầu cơng-xon đƣợc thi cơng khơng lúc đặt thiết bị đúc hẫng di động lên đầu mút công-xon thi cơng sau (hình 9-34,b) Cũng làm đốt nối dài từ vài chục cm đến khoảng hai mét tùy theo kích thƣớc loại kích thủy lực dùng để kéo căng cáp dự ứng lực đốt nối Tính chất liên tục kết cấu nhịp đƣợc bảo đảm nhờ cáp dự ứng lực kéo căng sau bê tông đốt hợp long hóa cứng đủ cƣờng độ Các cáp đặt đáy hộp gây phản lực bổ sung kết cấu siêu tĩnh mà cần phải xét kỹ lúc tính tốn kết cấu nhịp Các mô men uốn bổ sung biến đổi nhiệt độ, từ biến lớn lúc thi cơng đốt hợp long có chênh lệch nhiều nhiệt độ phần nắp hộp phần đáy hộp đầu mút công-xon Trong suốt q trình hóa cứng bê tơng đốt hợp long đốt phải đƣợc giữ chặt khung đặc biệt Hệ thống siêu tĩnh dƣới tác động trọng lƣợng thân kết cấu côngxon dự ứng lực Độ siêu tĩnh cao hệ thống có chốt Kết cấu liên tục địi hỏi phải bố trí gối cho bảo đản chuyển vị dọc tự kết cấu nhịp mà không gây mô men uốn lớn trụ Muốn cần lợi dụng độ mảnh sẵn có trụ nhờ dùng gối kiểu cao su-thép gối trƣợt 114 a) b) c) d) Hình 9.34: Các cách nối cơng-xon a- Đổ bê tông đốt hợp long sau nối cứng thiết bị đúc hẫng; b- Đổ bê tông đốt hợp long dùng thiết bị đúc hẫng; c- Đổ bê tông đốt hợp long ván khuôn đặc biệt; d- Đổ bê tông đốt hợp long kết cấu nhịp lắp hẫng Đối với cầu lớn có nhiều nhịp nên làm vài nhịp theo sơ đồ có chốt có dầm đeo để bảo đảm chuyển vị nằm ngang tự hệ thống Các khe biến dạng thƣờng đặt cách 300 - 600 mét Không nên đặt khe biến dạng nhịp mà nên đặt chúng điểm có mơ men uốn (nghĩa khoảng 1/4 nhịp để giảm độ biến dạng) Các tính tốn cầu Oleron (Pháp) cho thấy dƣới tải trọng thƣờng xuyên biến dạng thẳng đứng giảm theo tỷ lệ từ đến 1, chuyển vị góc giảm từ 15 đến Các tỷ số tƣơng tự hoạt tải 2,2 đến 3,3 đến 9.5.5 Đặt kết cấu nhịp lên gối cầu Sau thi cơng xong tồn nhịp sơ đồ cầu nằm gối đỡ tạm thời Để đặt kết cấu nhịp lên gối thức cần phải dùng kích nâng hạ có lực lớn Có cách làm đơn giản phá dỡ dần gối tạm thời để kết cấu nhịp hạ xuống đè lên gối vĩnh cửu 115 Vấn đề tính tốn cao độ đặt cho gối có xét mối tƣơng quan cao độ gối quan trọng gây ứng lực phụ gối lún đơí với sơ đồ kết cấu siêu tĩnh Bài toán phải đƣợc giải từ lúc thiết kế nhƣng phải giải lại vào thời điểm chuẩn bị hạ dầm lên gối 9.5.6 Chọn chiều dài nhịp cầu nhiều nhịp 9.5.6.1 Chọn nhịp dài Nói chung, nên cố gắng chọn sơ đồ có nhịp dài trừ hai nhịp biên Nhƣ giảm đƣợc chi phí thiết kế, thi cơng, dùng lại đƣợc nhiều lần thiết bị ván khuôn Chiều dài nhịp biên nên lấy lớn nửa chiều dài nhịp sơng Ví dụ, cầu có nhịp đƣợc đúc bê tông chỗ, xét theo quan điểm phân bố hợp lý mơ men kết cấu tỷ số chiều dài nhịp biên với chiều dài nhịp nên 0.75 - 0.80 Tuy nhiên, phải xét đến quan điểm khác kết cấu đúc hẫng, ví dụ: phải xét đến trình tự tác dụng trọng lƣợng thân, hình dạng đƣờng trục cáp dự ứng lực kết cấu hiệu ứng siêu tĩnh chúng, phƣơng pháp thi công nốt đoạn đầu mút sát mố kết cấu nhịp Nhìn chung, kinh nghiệm nhiều nƣớc cho thấy nên áp dụng tỷ số 0.65 - 0.70 Nếu chọn chiều dài nhịp nhƣ mố khơng có phản lực âm bất lợi Khi nhịp biên dài nửa nhịp cạnh nên sau đúc hẫng đối xứng phải đúc nốt đoạn ngắn sát mố nhịp biên đà giáo trụ tạm Ngƣợc lại, cố tình chọn nhịp biên dài xấp xỉ nửa nhịp cạnh việc thi cơng đúc hẫng đối xứng dễ dàng nhƣng phải có giải pháp cấu tạo đặc biệt để dằn đầu kết cấu nhịp xuống, tránh xuất phản lực âm Nhƣ rõ ràng tốn Trên thực tế, cầu thƣờng có nhịp biên dài thêm hay đốt so với nửa nhịp cạnh đƣợc đúc hẫng khơng dùng đến đà giáo tạm thời mà dùng đối trọng để đảm bảo ổn định lúc đúc hẫng Khi sơ đồ tĩnh học kết cấu nhịp dầm liên tục mà nhịp biên lại đƣợc hợp long trƣớc hợp long nhịp trọng lƣợng đốt bổ sung đƣợc đúc hẫng cân tác dụng lên mố Khi phần kết cấu nhịp hình vẽ 2-36b kết cấu tĩnh định Ngƣợc lại, nhịp biên đƣợc hợp long sau hợp long nhịp cạnh phải dùng kích đặt trụ hay mố để điều chỉnh cao độ đáy dầm mà đặt gối mố cho theo đồ án 9.5.6.2 Trƣờng hợp nhịp có chiều dài khác Nếu điều kiện thơng thuyền điều kiện cục mà bắt buộc phải làm nhịp sông dài (bằng L) nhịp gần bờ cần làm ngắn (bằng l) để hạ thấp giá thành cơng trình cần bố trí nhịp với chiều dài chuyển tiếp hai đoạn cầu nói (dài ) Khi nên lấy nhƣ sau: 116   (L + l)/2 Đối với cầu có nhịp dài khơng thay đổi cách hài hịa việc thi cơng đúc hẫng phải kèm theo biện pháp sau: a Thay đổi chiều dài đốt nhịp kết cấu cách điều chỉnh kích thƣớc ván khuôn b Thay đổi độ dài đốt trụ kết cấu nhịp nhờ kiểu cấu tạo ván khuôn đặc biệt c Đúc bê tông chỗ nhiều đốt đầu công-xon ngắn sau hợp long với phần kết cấu nhịp làm xong trƣớc Ví dụ cầu Givors qua sơng Rhơne cầu Gennevilliers qua sơng Seine có nhịp ngắn mà hai nhịp bên cạnh lại dài Việc thi công đúc hẫng cầu đòi hỏi phải làm nhịp dài hai bên nhịp ngắn theo đợt Sơ đồ thi công nhƣ bắt buộc phải đặt phần cánh hẫng tựa lên gối giản đơn giai đoạn thi công thứ hai để tránh truyền mô men uốn lớn vào trụ 9.3 MỘT SỐ VẤN ĐỀ KỸ THUẬT CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐÚC ĐẨY 9.3.1 Phân nhịp cầu Trong trình đƣợc lao dọc, dầm BTCT không ngừng biến đổi sơ đồ chịu lực, nghĩa nội lực dầm không ngừng biến đổi, trị số nhịp dài định nội lực lớn dầm Khi mặt cắt phải vƣợt qua nhịp lớn cầu nội lực lớn mặt cắt độ dài nhịp định Bởi cách phân nhịp cho cầu cách hợp lý kinh tế làm cho nhịp dài Trong trƣờng hợp phải vƣợt độ đặc biệt lớn, bố trí trụ tạm để giai đoạn thi cơng lao dọc dầm phải vƣợt qua nhịp với chiều dài gần Tại nhịp sát với bãi đúc dầm đầu bờ phạm vi (1, - 1, 5) Lmax nên bố trí 2-4 nhịp có độ tƣơng đối nhỏ để mơmen dầm phải chịu tăng dần từ phía bờ phía ngồi sơng Biện pháp thực sau: - Lợi dụng độ nhỏ nhịp cầu dẫn - Bố trí trụ tạm Mục đích biện pháp là: - Đảm bảo cho dầm thăng bằng, ổn định - Không để cuối dầm phát sinh góc quay, đảm bảo chỗ khe tiếp giáp nối bê tơng khơng phát sinh gãy góc - Trong q trình kích đẩy, đoạn dầm đúc qua vài độ nhỏ, mô men phải chịu tăng dần từ nhỏ đến lớn, tăng dần số lƣợng bó cáp dự ứng lực, tránh đƣợc việc phải căng kéo lúc nhiều bó cáp dự ứng lực lúc tuổi 117 bê tơng đốt dầm cịn ngày, giảm bớt ảnh hƣởng bất lợi từ biến, giảm đƣợc số lƣợng căng kéo đầu nối bó cáp dự ứng lực 9.3.2 Phân đoạn đúc thân dầm - Khi lựa chọn cách phân đoạn, phải tránh bố trí khe nối đốt vào vị trí có trị số mơmen lớn Mmax - Tránh vị trí Mmax nhƣng phải đồng thời xét đến tình trạng chịu lực giai đoạn thi cơng tình trạng sau lao dầm xong, mà chủ yếu xét đến tình kích đẩy - Trong trƣờng hợp điều kiện thi công cho phép (năng lực cung cấp bê tông, thời gian đúc liền mạch), để đẩy nhanh tiến độ thi cơng, đoạn dầm nên có độ dài lớn chút tốt - Nói chung theo kinh nghiệm, đoạn đúc sẵn lên 1/3 - 1/4 chiều di nhp Chiều dài đốt L/2 Nhịp L Khe nối thi công đặt cách gối L/4 L/2 L/4 Nhịp L Các đốt cuối dài 0.3 L Nhịp L Nhịp biên 0.8L Hỡnh 9.5: S phõn on để đúc bê tông dầm đúc đẩy 9.3.3 Mặt cắt ngang dầm đúc - đẩy Dạng mặt cắt hình hộp có thành nghiêng thƣờng đƣợc dùng lý sau: - Có vẻ đẹp kiến trúc dạng lƣu tuyến xét mặt khí động học - Giảm bớt đƣợc kích thƣớc trụ mố tạo vẻ đẹp thốt, giảm sức cản dịng nƣớc trụ mố - Đủ đảm bảo bề rộng phần xe chạy thông thƣờng (từ 7m đến 11, 5m) - Thuận tiện bố trí thiết bị bệ, kích, ụ trƣợt, mũi dẫn, v.v phục vụ thi công đúc đẩy dọc Độ nghiêng thành hộp đƣợc lựa chọn vào điều kiện cụ thể điều kiện thi cơng Ngồi ra, chiều rộng đáy hộp đƣợc chọn có xét đến khổ phần xe chạy, độ lớn mơ men xoắn, hình dạng kết cấu mũ trụ, điều kiện đặt gối cầu Nói chung có xu hƣớng giảm chiều rộng đáy hộp Chiều cao dầm hộp đƣợc chọn tuỳ theo chiều cao kiến trúc cho phép cầu tƣơng ứng điều kiện bố trí tổng thể cầu, yêu cầu bố trí thiết bị thơng tin lịng hộp dầm, u cầu vẻ đẹp kiến trúc Nói chung chiều cao dầm nên đƣợc lấy khơng đổi, nhiên dùng loại dầm có chiều cao thay đổi, nhƣng mức độ thay đổi không nên lớn, phức tạp dẫn tới nhiều khó khăn tính tốn Trong trƣờng hợp trụ cầu cao chiều cao kiến trúc h đƣợc coi hợp lý 1/17 trị số nhịp dài Nếu trụ cầu khơng cao để tạo vẻ đẹp nên lấy h = 1/20 trị số nhịp dài 118 Chỗ mặt cắt gẫy góc nên bố trí vách nối độ, phận vách đỡ bố trí bó thép, cần ý đến cƣờng độ nách đỡ phía dƣới (điểm tác dụng lực kích đẩy) Nếu mặt cầu rộng, dầm nặng, nên chia thành hai dầm hộp riêng rẽ, hộp đƣợc thi công lao đẩy lần lƣợt riêng rẽ Cuối thi công mặt cầu chỗ nối hai hộp dầm nói (nói chung mặt cầu rộng 8-10 mét, chia làm hai hộp kích đẩy riêng rẽ) Vách ngăn ngang : đoạn dầm bố trí vách ngăn ngang, riêng chỗ đặt gối tựa cua kết cấu nhịp, vách ngăn ngang phải chịu phản lực gối lớn nên cần phải dày chút (có thể đến 80 cm), cịn cách vách ngăn thơng thƣờng cần dày 25cm đƣợc Trên vách ngăn thƣờng bố trí lỗ rộng đủ ngƣời đi, để luồn dây cáp điện, ống dẫn khí, ống dẫn nƣớc v.v Do yêu cầu bố trí bó cốt thép dự ứng lực, cần phải bố trí cƣa với kích thƣớc đảm bảo đủ chịu lực cắt yêu cầu đỡ kích căng kéo Phía trƣớc cƣa, có lực kéo căng kéo dự ứng lực gây ra, cần bố trí dày đặc cốt thép để tăng cƣờng Cũng cần xét tới việc bố trí rãnh cƣa, lỗ để cốt thép qua vách ngăn hộp, cần thiết cho việc căng kéo bó cốt thép dự ứng lực tạm Các vách ngăn hai hộp bố trí chỗ với vách ngăn hộp, liên kết trong- thành tƣờng liên tục, nhƣng cần tăng thêm cốt thép thƣờng để tăng cƣờng độ cứng chống xoắn Vỉa hè đặt nắp hộp đặt sau nhơ hẫng nắp hộp Hình dạng kích thƣớc bao ngồi mặt cắt ngang đƣợc giữ nguyên theo dọc chiều dài kết cấu nhịp để thuận tiện cho thi công đúc - đẩy Ngƣợc lại, hình dạng, kích thƣớc đƣờng bao lịng hộp thay đổi dọc theo chiều dài kết cấu nhịp để tăng giảm chiều dày, đáy, sƣờn hộp, nắp hộp cho phù hợp với tình trạng chịu tải kết cấu nhịp nhƣ yêu cầu cấu tạo mấu neo, ụ đỡ, kích 2400 555 710 538 1347 1347 170 150 200 850 4000 710 555 1800 850 40 0 40 3300 1110 2000 40 375 375 180 2160 538 500 150200 4000 2160 500 2400 170 1800 8000 2000 1110 3300 40 Hình 9.6, a: Mặt cắt ngang điển hình dầm đúc đẩy nhịp 35 m 119 10000 500 500 1280 9000 1.5% 180 1.5% 2800 918 2530 918 250 3602 350 260 350 2650 4700 2650 Hình 9.6, b: Mặt cắt ngang điển hình dầm đúc đẩy nhịp 42,5 m 180 748 50 180 748 180 800 520 1600 300 220 30 220 30 2100 300 343 550 220 487 620 30 2100 400 400 2250 2247 300 200 800 50 180 520 300 200 2247 487 220 550 343 1600 30 620 2250 Hình 9.6, c: Mặt cắt ngang điển hình dầm đúc đẩy nhịp 49 m 9.3.4 Cấu tạo khối dầm đúc - đẩy Nói chung khối dầm lúc đúc đẩy dọc thƣờng có dạng mặt cắt chế tạo hoàn chỉnh Tuy số cầu đặc biệt có mặt cắt hở hình lịng máng phần toàn chiều dài kết cấu nhịp thời kỳ đúc đẩy dọc, sau đẩy xong đúc phần nắp hộp lại, nhằm làm giảm trọng lƣợng thân kết cấu nhịp lao dọc Cách bố trí cốt thép dự ứng lực (đặt hở rãnh hay đặt ống kín chừa sẵn, đặt thẳng hay đặt cong) cấu tạo mẫu neo, hộp nối neo ảnh hƣởng tới việc chọn cấu tạo khối hộp dầm Nhiều cầu đặt cáp dự ứng lực thẳng rãnh hở, có ụ neo thép đƣợc liên kết chặt vào bề mặt đáy hộp, nắp hộp thành hộp Nhiều cầu khác có cốt thép dự ứng lực ngồi, nằm bên ngồi bề mặt bê tơng khối hộp nhƣng đƣợc bảo vệ ống polyêtylen mật độ cao đƣợc bơm vữa 120 lấp lòng ống sau căng cốt thép, có dùng ụ neo BTCT đƣợc liên kết vào hộp dầm nhờ bu lông cƣờng độ cao xuyên qua thành hộp Chiều dầy thành hộp đƣợc lấy khoảng 25-40cm, đốt dầm trụ phải có chiều dày thành lớn đốt khác Chiều dày đáy 18-25cm, riêng vị trí đặt ụ neo cần có chiều dày đến 30cm Bản nắp hộp dày trung bình 12 - 24cm Cốt thép thƣờng hộp dầm đƣợc bố trí cho đủ chịu đƣợc tác động lực làm uốn uốn thành dầm mặt phẳng chúng nhƣ chịu lực cắt dầm hộp Các lực xuất làm việc khơng gian tồn kết cấu nhịp dƣới hoạt tải thẳng đứng, dầm hộp thƣờng bị xoắn hoạt tải đặt lệch tâm Riêng chỗ đặt mẫu neo cịn phải bố trí cốt thép thƣờng theo yêu cầu chịu ứng suất cục lớn dự ứng lực gây Khi đặt cốt thép dự ứng lực thẳng nằm nắp hộp đáy hộp để tránh xuất vết nứt thành hộp ứng suất kéo chủ, cần phải dự kiến tăng chiều dày thành hộp số đoạn dầm cần thiết tăng số lƣợng cốt đai thƣờng bố trí cốt đai dự ứng lực Cáp dự ứng lực đƣợc đặt ống thép nhăn lƣợn sóng mềm, ống đƣợc đặt ván khuôn dầm từ trƣớc lúc đổ bê tông đúc dầm, nhƣ cốt thép đƣợc bảo vệ chống rỉ tốt Đối với cầu rộng có hai hộp cạnh để tạo đƣợc dộ dốc ngang mặt cầu, dùng hộp có thành cao khác đáy hộp nằm ngang Tuy nhiên bố trí cốt thép dự ứng lực dọc phức tạp Do ngƣời ta thƣờng làm khối hộp có chiều cao thành giống tạo độ dốc ngang mặt cầu cách tạo độ cao khác bệ kê gối khác Nhƣ trình đẩy dọc giữ cho đáy đáy nằm ngang, nhƣng sau lao dọc xong dùng kích để làm nghiêng ngang tồn dầm nhằm đạt độ dốc ngang chừng 2% bề mặt phần xe chạy Trong q trình thi cơng đúc-đẩy, ngƣời ta thƣờng sử dụng ván khuôn đúc cho đoạn dầm với chiều dài khoảng nửa chiều dài nhịp cầu để tiết kiệm Khe nối đốt dầm thƣờng bố trí khoảng 1/4 nhịp hợp lý mặt trạng thái ứng suất thuận tiện cho việc cấu tạo dầm Chiều dài nhịp biên nên lấy không dài 0, 75 chiều dài nhịp giữa, nhƣ để vƣợt qua nhịp biên cần chừng chiều dài đốt rƣỡi dầm, cịn để vƣợt qua nhịp khác cần hai đốt dầm Nếu chọn chiều dài đốt dài làm tăng thêm trọng lƣợng thiết bị để đổ bê tông đốt dầm phải làm bệ chuẩn bị dài Còn chọn chiều dài đốt q ngắn nhịp điệu thi cơng bị chậm lại 9.4 NGUYÊN TẮC BỐ TRÍ CÁP DỰ ỨNG LỰC TRONG KẾT CẤU NHỊP ĐƯỢC ĐÚC ĐẨY Do đặc điểm trình lao đẩy dọc dầm BTCT, mặt cắt dầm lúc đẩy dọc xuất mô men uốn khác dấu trị số so với mô men mặt 121 cắt giai đoạn khác thác cầu Vì cần có cốt thép dự ứng lực để phục vụ cho giai đoạn thi công đẩy dọc Đến giai đoạn khai thác cầu số cốt thép trở lên thừa có hại Và cần phải tháo bỏ chúng sau thi công đẩy dọc xong Nhƣ cần có ụ neo ống chứa cốt thép dự ứng lực phù hợp với điều kiện tháo - lắp cốt thép dự ứng lực mấu neo chúng, sau lao dọc xong phải đặt thêm số cốt thép dự ứng lực đoạn dầm đảm bảo khả chịu lực dầm khai thác cầu Trong cơng nghệ đúc đẩy nƣớc Nga có xu hƣớng dùng số bó cáp dự ứng lực di chuyển vị trí tuỳ theo thời điểm thi cơng (lắp thêm vào tháo bỏ ra) Các nƣớc khác dùng giải pháp nhƣ Để đơn giản cấu tạo, nhiều cầu có cốt thép dự ứng lực đặt thẳng nắp hộp đáy hộp dầm, đến ụ neo cốt thép đƣợc uốn nghiêng 1:7 mặt phẳng đứng để đến vị trí đặt kích kéo căng Tại vị trí ụ neo cần đặt vài tầng lƣới thép hàn để chịu ứng suất cục Bề mặt tì mấu neo lên ụ neo phải có thép dầy 20 mm đƣợc đúc gắn với bê tơng hộp Bản có kht lỗ để luồn cáp dự ứng lực qua 60 125 12@250 400 150 11@250 12@250 125 60 145 45 250 250 150 400 45 45 45 45 45 470 2040 11@250 145 22@125 6500/2 22@125 6500/2 Hình 9.7: Bố trí cốt thép thường mặt cắt ngang dầm đúc đẩy Trên hình ví dụ cấu tạo ụ neo lồi đúc sẵn BTCT Bán kính cong ống chứa cốt thép ụ neo 4m, bề mặt thép đệm đƣợc đặt nghiêng để thuận tiện đặt mấu neo kích kéo căng cố thép Các dạng cốt thép dự ứng lực đại số hãng nƣớc ngồi có đầu tƣ xây dựng cầu Việt Nam đƣợc nêu Phụ lục tham khảo, Tập Giáo trình Các ụ neo dù thép hay BTCT nên đảm bảo cho cốt thép song song hợp lý Để chống gỉ tạm thời cho cốt thép dự ứng lực lúc thi cơng quét lên chúng hỗn hợp polime bê tông Tốt nên dùng loại cốt thép mạ kẽm chống gỉ Các cốt thép đặt ống chôn sẵn ống chơn sẵn lịng bê tơng đƣợc chống gỉ tốt 122 Các cốt thép phục vụ thi công đƣợc đặt ống thẳng Các cốt thép vĩnh cửu đƣợc chia làm hai nhóm: 1- Nhóm cốt thép đƣợc đặt thẳng từ trƣớc lúc lao đẩy dọc kết cấu nhịp 2- Nhóm cốt thép đƣợc đặt sau kết thúc lao đẩy dọc, chúng có dạng đƣờng cong Hình 9.8: So sánh sơ đồ đặt cáp dự ứng lực dầm liên tục đúc đà giáo dầm liên tục đúc đẩy a, b- Dầm liên tục lắp ghép đúc đà giáo; c- Dầm liên tục đúc đẩy 1- Khối lắp ghép đốt đúc chỗ; 2- Cáp dự ứng lực; 3- Bản nắp hộp Nhƣ tính tốn dự ứng lực giai đoạn đẩy dọc xét lực nén dọc dầm Neo C¸p d- l S- ên dÇm Hình 9.9: Sơ đồ cấu tạo ụ neo cáp dự ứng lực bề mặt đáy hộp Một ví dụ điển hình cho cầu thi công đúc - đẩy cầu Boivre Pháp, cốt thép dự ứng lực dọc đƣợc kéo căng đến 170 tấn, nằm đƣợc neo bên lịng hộp Có ba nhóm cốt thép: - Cốt thép vĩnh cửu đƣợc kéo căng bơm vữa từ trƣớc lúc lao đẩy dọc dầm - Cốt thép vĩnh cửu đƣợc kéo căng sau kết thúc lao đẩy dọc dầm - Cốt thép tạm thời, đƣợc căng từ trƣớc lúc lao đẩy dọc đƣợc tháo bớt số tỏ khơng cần thiết giai đoạn khai thác cầu 123 Khối lƣợng sợi thép cƣờng độ cao 55 cốt thép vĩnh cửu 25 cốt thép tạm thời Các cốt thép dự ứng lực ngang nắp hộp đƣợc kéo căng từ phía đặt neo cố định sẵn phía đối diện Trong thành hộp đoạn dầm gần trụ có đặt cốt thép dự ứng lực làm cốt đai dự ứng lực Một ví dụ khác dạng kết cấu nhịp đƣợc tạo dự ứng lực theo ba trục cầu SEMORIL (nƣớc Italia), cốt thép dự ứng lực dọc đƣợc neo vào ụ neo lồi thành hộp Các cốt thép cầu đƣợc kéo căng theo ba giai đoạn là: - Trƣớc lao đẩy dọc - Sau lao đẩy dọc nhƣng trƣớc đổ bê tông làm liền khối mối nối nắp hộp phần kết cấu nhịp hình lịng máng - Sau làm liền khối mối nối nói Đối với giai đoạn tạo dự ứng lực thứ nhất, đặt cáp dự ứng tạm thời (phục vụ thi công) cáp vĩnh cửu cho tất chúng gây nén tâm vào mặt cắt ngang hình lịng máng với lực nén đủ lớn Sau lao đẩy dọc xong, nắp hộp lắp ghép đƣợc đặt vào vị trí thiết kế bắt đầu giai đoạn tạo dự ứng lực thứ tháo cáp tạm thời đặt thêm cáp vĩnh cửu bổ sung vào chỗ cần thiết Giai đoạn tạo dự ứng lực thứ gồm việc kéo căng cáp sau mối nối đạt đến cƣờng độ tính tốn Hiện số nƣớc nhƣ Đức, Pháp, có nhiều cầu thi công mà không tháo bỏ cáp dự ứng lực tạm thời để đỡ tốn công để làm tăng thêm tính chất đàn hồi BTCT độ tin cậy phải chịu ứng lực ngẫu nhiên, đặc biệt lún mố trụ gây Nếu làm trụ tạm giảm nhiều trị số ứng lực lúc thi cơng, chí cầu Inh (nƣớc Áo) cho đặt cốt thép thƣờng mác thép 50 để chịu dự ứng lực thi cơng Các ứng suất kéo bê tơng lúc khơng lớn 15kG/cm2 9.5 ĐÚC BÊ TÔNG CÁC ĐỐT DẦM CHO CẦU ĐÚC - ĐẨY Đối với cầu thi công đức - đẩy nƣớc thƣờng đổ bê tông theo chu kỳ tuần lễ, cụ thể hỗn hợp bê tông đƣợc đổ vào ngày thứ sáu để có hai ngày cuối tuần cho bê tơng hố cứng điều kiện có gia nhiệt nƣớc Theo chu kỳ thƣờng chế tạo 20-30m dầm (coi đốt) Hỗn hợp bê tông đƣợc đổ theo hai giai đoạn: trƣớc tiên đúc đáy hộp, sau đúc nốt phần cịn lại mặt cắt dầm Ván khn ngồi thƣờng gồm hai khối cứng, quay đƣợc quanh chốt bên dƣới Ván khuôn đƣợc ghép từ phần thành bên phần đổ đáy nắp hộp, chúng đƣợc đặt lần lƣợt vào vị trí thiết kế Sau đó, phần đổ đáy nắp hộp đƣợc 124 liên kết cho dỡ ván khn hạ thấp xuống đƣợc, cho phần thành bên đƣợc rút khỏi lòng hộp Để dỡ điều chỉnh phần ván khn lịng hộp phải dùng tăng-đơ hay kích thuỷ lực Cấu tạo ván khn phải đảm bảo đƣợc thay đổi chiều dày thành hộp dầm đáy dọc theo chiều dài kết cấu nhịp Các vách ngăn ngang vách ngăn mặt cắt gối dầm thƣờng đƣợc đổ bê tông cuối đốt kết cấu nhịp Để rõ hơn, lấy ví dụ đổ bê tơng kết cấu nhịp cầu Boivre Pháp Bãi đúc đƣợc bố trí phía trái, đƣờng đầu cầu phía sau mố trái cầu (hình) Sàn để đổ bê tơng có sƣờn đơn giản dày 0, 15m nằm đất đầm chặt Để trƣợt dầm phạm vi bão đúc bê tông phải đúc ụ trƣợt nhƣ hình vẽ Tải trọng từ kết cấu nhịp đè lên ụ trƣợt không lớn 500 T Chiều dài toàn bãi đúc, bao gồm đoạn dầm đƣợc lao đầu tiên, dài 66m (gấp đôi nhịp dài nhất) Chiều dài đƣợc chọn theo điều kiện ổn định lật nửa dầm lúc thi công lao hẫng nhịp Hình 9.10: Bãi đúc kết cấu nhịp cầu Boivre 1- Đoạn dầm đổ bê tông; 2- Ván khuôn để đổ bê tơng dầm; 3- Kích đẩy; 4- Mố trượt; 5- Ụ trượt; 6- Nền đường đắp; 7- Bàn trượt; 8- Kích đế nâng kết cấu nhịp; 9- Thanh kéo, nối với kích đẩy Hình 9.11: Các giai đoạn đúc bê tông kết cấu nhịp I- Đúc đáy thành hộp; II- Đúc nắp hộp 125 Kết cấu nhịp đƣợc đổ bê tông lao dọc theo đốt dài 43m Mỗi đốt đƣợc đổ bê tông theo phân đốt ngắn (hình 9-11) phân đốt dài 21, 5m; đúc đáy hộp thành hộp, sau đúc nắp hộp Trình tự nhƣ làm đơn giản ván khuôn thuận tiện tổ chức dây chuyền đổ bê tông đốt dầm 9.6 TRÌNH TỰ TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU NHỊP ĐÚC ĐẨY Các bƣớc thiết kế gồm có : - Lựa chọn sơ đồ nhịp, dạng kích thƣớc mặt cắt ngang cầu, phân đoạn đúc lần lƣợt dầm vào kinh nghiệm tài liệu tham khảo, đồ án thực trƣớc - Xác định phƣơng pháp đúc phân đoạn, phƣơng pháp đẩy, thiết bị đẩy bƣớc thi công đúc - đẩy dầm - Xác định sơ đồ cấu tạo bố trí bệ chuẩn bị, trụ tạm, mũi dẫn, trụ tháp tạm dây treo xiên tạm (nếu có) - Xác định sơ đồ tĩnh học kết cấu nhịp thay đổi qua bƣớc thi cơng đúc-đẩy - Tính tốn nội lực dầm, nội lực mũi dẫn, phản lực gối đỡ phát sinh trình đúc-đẩy Vẽ hình bao nội lực giai đoạn thi cơng - Tính tốn số lƣợng cốt thép cần thiết mặt cắt đặc trƣng dầm giai đoạn thi cơng - Tính tốn nội lực dầm, phản lực gối đỡ phát sinh trình khai thác cầu dƣới tổ hợp tĩnh tải hoạt tải Vẽ hình bao nội lực giai đoạn khai thác cầu - Tính tốn số lƣợng cốt thép cần thiết mặt cắt đặc trƣng dầm giai đoạn khai thác - Kết hợp kết tính tốn cốt thép giai đoạn thi cơng giai đoạn khai thác để bố trí hợp lý cốt thép dự ứng lực - Tính duyệt mặt cắt đặc trƣng theo trạng thái giới hạn giai đoạn thi công nhƣ giai đoạn khai thác cầu Hiệu chỉnh kích thƣớc mặt cắt bố trí cốt thép thƣờng nhƣ cốt thép dự ứng lực - Tính toán mũi dẫn mối nối mũi dẫn vào đầu dầm - Tính tốn lực đẩy, chọn thiết bị đẩy - Tính tốn thiết kế bệ chuẩn bị trị số kết tính tốn phản lực gối : đặc biệt ý phần tính tốn độ lún khơng - Tính tốn chọn loại gối trƣợt bố trí chúng bệ chuẩn bị nhƣ mố trụ 126 Hình 9.12 : Các sơ đồ để tính tốn nội lực thi cơng dầm đúc đẩy 127 Tài liệu tham khảo [1] Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN 18-79, Bộ Giao thông vận tải [2] Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272-01 [3] PGS.TS Nguyễn Viết Trung, TS Hồng Hà Cầu Bê tơng cốt thép nhịp giản đơn, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội 2003 [4] PGS.TS Nguyễn Viết Trung, Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép đại theo Tiêu chuẩn ACI, NXB Giao thông vận tải, 2000 [5] Sổ tay thiết kế cầu BTCT viện Bê tông Mỹ (bản tiếng Anh) [6] Các sáng chế cầu pháp, 1991 (bản tiếng Pháp) [7] Một số đồ án cầu: Cầu Bình, Cầu Non Nƣớc, Cầu Phù Đổng, Cầu Mẹt, Cầu Gianh, Cầu Ông Lớn… [8] Hội Cầu đƣờng Việt Nam Tài liệu Hội thảo KHCN Công nghệ xây dựng kết cấu nhịp cầu Bê tông dự ứng lực độ lớn, Hà Nội 1993 128 ... 25m với cầu nhịp Lcầu < 100m với cầu nhiều nhịp) + Cầu đúc chỗ + Cầu lắp ghép toàn nhịp + Cầu nửa lắp ghép (sƣờn dầm lắp ghép, phần đúc chỗ) - Với cầu BTCT có nhịp lớn: 40 + Cầu đúc chỗ đà giáo. .. gọi là: - Cầu qua sông, suối; - Cầu vƣợt đƣờng; - Cầu cạn; - Cầu có trụ cao để vƣợt qua thung lũng, hẻm núi 1.2.1.2 Phân loại theo tải trọng qua cầu: - Cầu đƣờng ô tô; - Cầu đƣờng sắt; - Cầu thành... ĐẦU 1.1 Khái niệm chung cầu bê tông cốt thép 1.1.1 Sơ lược lịch sử phát triển cầu bê tông cốt thép Ngay từ ngành sản xuất thép đời, ngƣời ta nghĩ đến việc đặt cốt thép bê tông để tận dụng khả loại