THÔNG TIN TÀI LIỆU
Phần II: MỐ TRỤ CẦU Chương 5: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MỐ TRỤ CẦU 5.1 Khái niệm chung mố trụ cầu 5.1.1 Mố cầu 5.1.1.1 Khái niệm mố cầu Mố trụ cầu phận quan trọng cơng trình cầu, có chức đỡ kết cấu nhịp, truyền tải trọng thẳng đứng ngang xuống đất Mố cầu phần tiếp giáp cầu đường, đảm bảo xe chạy êm thuận Mố cầu cịn có tác dụng tường chắn đất đường đầu cầu để đường không bị lún sụt, xói lở Mố cầu có hình dạng khơng đối xứng chịu áp lực phía T- êng cánh T- ờng đỉnh P Mũ mố Nón mố T- êng th©n BƯ mè Hình 5-1 Cấu tạo chung mố cầu Tường đỉnh phận chắn đất sau dầm chủ dầm mặt cầu, có chiều cao tính từ mặt cầu đến mặt kê gối Mũ mố phận để kê gối cầu, chịu áp lực trực tiếp từ kết cấu nhịp truyền xuống Tường thân phận đỡ tường đỉnh mũ mố Tường cánh tường chắn đất chống sụt lở đường theo phương ngang cầu Móng mố phận đỡ tường trước tường thân tường cánh Nón mố cơng trình chống sói lở, lún sụt ta luy đường taị vị trí đầu cầu đồng thời có tác dụng cơng trình dẫn dịng chảy, tuỳ theo độ dốc taluy, vận tốc nước, nón mố đắp đất gia cố cỏ, gia cố đá hộc làm dạng tường chắn 5.1.1.2 Tác dụng mố cầu - Đỡ kết cấu nhịp, truyền tải trọng thẳng đứng ngang xuống đất - Chắn đất đảm bảo ổn định đường đầu cầu - Chuyển tiếp đảm bảo xe chạy an toàn êm thuận từ đường vào cầu 52 - Hướng dòng chống xói lở hai bên bờ sơng đầu cầu Mố cầu có nhiều loại: mố chữ U, mố vùi, mố có tường cánh xiên KÕt cÊu nhÞp Mè Mè Trơ Hình 5-2 Sơ đồ bố trí chung mố trụ cầu 5.1.2 Trụ cầu 5.1.2.1 Khái niệm trụ cầu Trụ cầu phận cơng trình, nằm hai nhịp kề 5.1.2.2 Tác dụng trụ cầu - Đỡ kết cấu nhịp truyền tải trọng xuống móng Trụ cầu có hình dáng đối xứng làm việc theo phương dọc phương ngang cầu - Với trụ xây dựng phạm vi dòng chảy phải đảm bảo mỹ quan phải có hình dạng hợp lí mặt thuỷ động học để nước tốt, đảm bảo an tồn thơng thuyền Bề ngồi trụ có lớp vỏ chống tác động xâm thực dịng chảy, chịu va xơ tàu bè Trụ cầu cầu vượt, cầu cạn phải đảm bảo mỹ quan không gây cản trở giao thơng cầu Trụ cầu có nhiều loại: Trụ cứng, trụ thân cột, trụ thân hẹp 53 > 40cm a) (1-3)m > 40cm b) 10-15cm > 1m c) 0.6-1m Hình 5-2 Sơ đồ số dạng trụ thường gặp a/Trụ đặc thân hẹp b/Trụ đặc thân rộng c/Trụ có đốt đặc, đốt dạng cột Như vậy: Về mặt kinh tế, mố trụ cầu chiếm tỷ lệ đáng kể, đến 50% vốn đầu tư xây dựng cơng trình Mố trụ kết cấu phần dưới, nằm vùng ẩm ướt, dễ bị xâm thực, xói lở, bào mịn việc xây dựng, thay đổi, sửa chữa khó khăn nên thiết kế cần ý cho phù hợp với địa hình, địa chất, điều kiện kỹ thuật khác dự đoán trước phát triển tải trọng Vì vậy, mố trụ cầu phải đảm bảo yêu cầu kinh tế, kỹ thuật, xây dựng khai thác Đảm bảo yêu cầu kinh tế, kỹ thuật nghĩa mố trụ sử dụng vật liệu cách hợp lý, có kích thước chọn cho có trị số nhỏ mà đảm bảo cường độ, độ cứng, độ ổn định khơng bị xói lở, lún, sụt Đảm bảo yêu cầu xây dựng nghĩa sử dụng kết cấu lắp ghép, chế tạo sẵn cơng xưởng, giới hố thi cơng Đảm bảo yêu cầu khai thác: cho phép thoát nước êm thuận cầu, bảo đảm mỹ quan cầu, không cản trở lại cầu cầu vượt, chống bào mòn bề mặt mố trụ 5.2 Phân loại mố trụ cầu - Theo sơ đồ tĩnh học: + Mố trụ cầu dầm + Mố trụ cầu khung + Mố trụ cầu treo 54 + Mố trụ cầu dây văng - Theo độ cứng dọc cầu: + Mố trụ cứng: Có kích thước trọng lượng lớn Mỗi mố trụ có khả chịu tồn tải trọng ngang theo phương dọc cầu từ kết cấu nhịp truyền đến tải trọng ngang áp lực đất gây Loại mố trụ áp dụng cho cầu nhỏ, cầu trung cầu lớn + Mố trụ dẻo: Là mố trụ có độ cứng tương đối nhỏ, đầu KCN khơng chuyển dịch tịnh tiến (trượt lăn xà mũ), kích thước mảnh Trên mố trụ có gối cố định không cần gối Khi chịu lực ngang theo phương dọc cầu toàn kết cấu nhịp trụ làm việc khung (trên khớp – ngàm) lực tác dụng ngang truyền cho trụ theo tỷ lệ độ cứng chúng Loại mố trụ cho phép sử dụng vật liệu hợp lý nên giảm kích thước mố trụ Áp dụng cho cầu nhịp nhỏ chiều cao H < m ltt < 20 m Dùng nơi khơng có thơng thuyền, trơi, đá lăn - Theo vật liệu: + Bê tông, đá xây + BTCT - Theo phương pháp xây dựng: + Toàn khối (đổ chỗ) + Lắp ghép bán lắp ghép 5.3 Vật liệu để xây dựng mố trụ cầu Mố trụ móng tuyệt đại đa số làm bê tơng, bê tơng đá hộc, BTCT, ngồi làm gạch, đá loại vật liệu khác 5.3.1 Bê tông Bê tông loại vật liệu chủ yếu dùng để xây dựng mố trụ Mác bê tông phận chọn sau (mác bê tông theo cường độ chịu nén, với mẫu thử hình lập phương trụ bảo dưỡng 28 ngày điểu kiện tiêu chuẩn), nhửng phận không chịu lực, chẳng hạn bê tơng lấp lịng, có tác dụng loại tải trọng tĩnh, dùng bê tông mác nhỏ 150 Đối với tất phận chịu lực dùng bê tông có mác 200 quy định sau: Mác 400: Dùng cho loại trụ ống vỏ mỏng, cọc bê tông cốt thép ứng suất trước dài 12m Mác 300: Dùng cho loại kết cấu ứng suất trước (kể loại cọc ứng suất trước có chiều dài < 12m); cọc BTCT thường có chiều dài > 7m; Mố trụ lắp ghép bán lắp ghép phạm vi có mực nước thay đổi Mác 200: Dùng cho loại cấu kiện chịu lực khác bê tơng BTCT thường (kể bệ móng cọc BTCT thường có chiều dài < 7m) 5.3.2 Cốt thép Cốt thép phận mố trụ móng thường dùng loại sau: Cốt thép tròn chế tạo lò Mác lị quay phương pháp cán nóng , loại AI, có đường kính từ đến 40 mm Cốt thép có gờ, loại AII đường kính từ 10 đến 40mm loại AIII đường kính từ đến 40mm loại AIV đường kính từ 10 đến 22mm 55 loại AV đường kính từ 10 đến 22mm Cốt thép cường độ cao, dùng cho kết cấu BTCT ứng suất trước, dạng sợi, bó sợi qui định sau: + Cốt thép chủ kết cấu BTCT thường dmin = 12mm + Cốt thép đai cốt thép phân bố dmin = 6mm + Cốt thép ứng suất trước dạng dmin = 12mm + Cốt thép ứng suất trước dạng sợi dmin = 2-3mm + Cốt thép sợi bó sợi cường độ có dmin = -5mm 5.3.3 Đá xây Đá xây mố trụ cầu loại đá tự nhiên ( sa thạch, đá vôi, granit ), chất lượng tốt, khơng bị nứt nẻ, phong hóa, có cường độ lớn 600 kg/cm2, kích thước nhỏ đá hộc 25 cm Những trụ bê tông đá hộc không lớn 20% khối lượng bê tơng tồn khối 5.3.4 Vữa Dùng trụ lắp ghép xây đá vữa xi măng Pooclang, mác vữa ≥ 100 5.4 Xác định kích thước mố trụ cầu 5.4.1 Móng Móng trụ có nhiệm vụ truyền tải trọng từ thân trụ mố xuống đất bên xung quanh Ngoài móng trụ cịn có nhiệm vụ phân bố lực từ thân trụ xuống diện tích rộng để đảm bảo đủ chịu lực cho đất ổn định cho trụ Độ sâu đặt móng cịn phải đảm bảo cho trụ không bị ổn định, nghiêng lệch bị phá hoại xói lở gây Đầu cọc phải ngàm vào bệ hay xà mũ BTCT trị số theo tính tốn đồng thời phải ngập sâu vào bệ đỡ đoạn không nhỏ lần chiều dày thân cọc, với cọc đường kính d 60cm khơng nhỏ 1,2m Với cọc cho cốt thép chôn vào bệ cọc phải ngàm vào bệ (10-15)cm cốt thép nằm bệ 20 lần đường kính cốt thép gờ 40 lần đường kính cốt thép trịn trơn 5.4.1.1 Kích thước Quy định hình 5-3 Để đảm bảo truyền tải trọng đồng xuống cọc chiều dày bệ phải 2m Hình 5-3 Cấu tạo móng trụ 56 a) Móng cọc đóng b) Móng cọc đường kính lớn 5.4.1.2 Cao độ đỉnh móng Phụ thuộc vào điều kiện địa chất, địa hình, kinh nghiệm người thiết kế Nếu móng nơng: Cao độ đỉnh móng phải nằm ngang mặt đất tự nhiên khoảng (0,5-1)m Nếu móng cọc: Bệ thấp: Đáy móng đến đường xói lở phải thoả mãn h hmin (hình 5-4a)( để đất xung quanh móng chịu lực ngang) Bệ cao: Cao độ đáy bệ, cao độ đỉnh móng nằm vị trí (hình 5-4b) Hình 5-4 Cao độ đỉnh móng 5.4.1.3 Cao độ đáy móng Nếu móng nơng: Đáy móng phải nămg đường xói lở 2.5m Nếu móng cọc: Cọc phải cắm vào tầng đất chịu lực 4m 5.4.2 Cao độ đỉnh trụ Cao độ đỉnh trụ định xuất phát từ yêu cầu sau: đáy dầm đỉnh trụ phải cao mực nước cao tính tốn ( MNCN) tối thiểu 0,5m Vị trí đáy kết cấu nhịp xác định từ chiều cao tĩnh không cầu cầu vượt, cầu cạn từ chiều cao tĩnh không thông thuyền với nhịp thơng thuyền có trơi cao độ đáy kết cấu nhịp cao cao độ đỉnh trụ trị số chiều cao gối cầu Đối với cầu vượt qua thung lũng, khe sâu, u cầu khơng cần xói chiều cao cầu, chiều cao trụ xác định từ cao độ tuyến đường qua cầu Trong trường hợp chung, cao độ đỉnh trụ lấy trị số lớn hai cao độ sau: MNCN + h MNTT + htt –hg Trong đó: MNCN: Mực nước cao tính tốn MNTT: Mực nước thông thuyền h: Khoảng cách nhỏ từ MNCN đến đỉnh trụ, sông không thông thuyền h=0,5m htt: Chiều cao nhỏ cho phép khổ thông thuyền hg: Chiều cao gối cầu Trên miền khô cạn, đáy KCN phải cao mặt đất tối thiểu 1m 57 5.4.3 Xác định số kích thước khác Chiều cao tường đỉnh mố h1 xác định tổng chiều cao xây dựng kết cấu nhịp (tính từ đáy dầm mố đến cao độ phần xe chạy), chiều cao gối cầu chiều dày kê gối Chiều cao tường đỉnh mố nặng (ngang với cao độ mũ mố) chọn (0,5-0,6)h1 bề dày phía tường đỉnh khơng nhỏ 0,5m Kích thước tiết diện thân trụ cầu phụ thuộc vào nhiều điều kiện: hình dạng mố trụ, chiều cao mố trụ, trị số tải trọng, vật liệu, … Vì tùy trường hợp cụ thể xác định theo quy trình theo kinh nghiệm thiết kế Theo quy trình, chiều dày xà mũ trụ cọc, mũ trụ dầm mũ loại mố trụ khác, không nhỏ 0,4m để đảm bảo phân bố tải trọng từ kết cấu nhịp đến csc phận khối xây thân trụ Chiều dày tường khối BTCT tiết diện hình hộp rỗng khơng nhỏ 15cm (nếu khối không lấp đầy bê tông) không nhỏ 1/5 chiều cao tiết diện khơng có ngăn ngang Chiều dày thành trụ ống không nhỏ trị số sau: Đường kính ống d(m) Chiều dày t (cm) 0,4 0,6 10 1,2-3 12 4,0-5,0 14 Theo kinh nghiệm thiết kế, chiều dày trụ nặng bê tông bê tông đá hộc, mặt cát đỉnh móng khơng nên nhỏ 1/5-1/6 chiều cao Chiều dày tường trước mố có tường cánh thân mố vùi (tại mặt cắt đỉnh móng) khơng nên nhỏ (0,25-0,4) chiều cao đất đắp Chiều dày tường khối bê tông rỗng không nên nhỏ 25-30cm Tuy nhiên trường hợp riêng, công nghệ chế tạo kết cấu hồn thiện đề nghị thay đổi Ví dụ chế tạo kết cấu BTCT phương pháp li tâm, cường độ bê tông tăng lên đến 1,3 lần so với phương pháp thông thường, độ chặt bê tông tăng lên đáng kể chiều dày tường kết cấu chọn nhỏ đề nghị nêu 58 Chương : CẤU TẠO TRỤ CẦU DẦM 6.1 Cấu tạo phận trụ cầu 6.1.1 Mũ trụ - Chịu tải trọng trực tiếp từ KCN truyền xuống truyền tải trọng qua gối cầu, xuống thân trụ - Mũ trụ làm BTCT, mặt mũ trụ có tạo độ dốc tối thiểu 1:10 phía để nước, bên có đặt bệ kê gối (tấm kê gối) cao chỗ khác để giữ cho gối cầu khô Có lưới cốt thép đặt vị trí kê gối - Tấm kê loại gối di động đặt chìm mũ trụ, gối cầu có chiều cao lớn Trường hợp mũ trụ bố trí hai dãy gối cố định di động có chiều cao khác nhau, cấu tạo BTCT để kê cao gối cố định -Trên mặt bằng, kích thước mũ trụ thường lớn kích thước thân trụ bên khoảng 10cm để tạo gờ đảm bảo cho nước mũ trụ không chảy xuống thấm vào chỗ tiếp giáp mũ trụ thân trụ - Nếu thân trụ tiết diện đặc mũ trụ chịu ép cục bộ, chiều dày mũ trụ không nên nhỏ 40cm phải bố trí lưới thép chịu lực cục vị trí kê gối Lưới cốt thép thép 812, mắt lưới từ 512cm, khoảng cách lưới từ 812cm Mũ trụ có đặt cốt thép cấu tạo 1014, cách khoảng S =1520cm Bê tông mũ trụ mác 250 - Nếu thân trụ hẹp cấu tạo nhiều cột mũ trụ có dạng dầm mút thừa liên tục chịu uốn tác dụng trọng lượng than mũ trụ phản lực gối từ KCN - Trong nhiều trường hợp mũ trụ (và mũ mố) cịn cấu tạo BTCT có chiều cao tới đáy dầm ngang, bố trí hai kê gối, để chống lực đẩy ngang theo phương ngang cầu 6.1.2 Thân trụ -Thân trụ làm nhiệm vụ truyền áp lực từ mũ trụ xuống móng trụ chịu lực ngang theo phương dọc theo phương ngang cầu Mặt cắt ngang thân trụ phạm vi dòng chảy phải có dạng nước tốt Thân trụ phải chịu va chạm vật trơi, nhịp có thơng thuyền cịn phải chịu lực va xơ thuyền bè Tiết diện thân trụ đặc, rỗng - Hình dạng mặt cắt ngang thân trụ phụ thuộc vào điều kiện dịng chảy cầu Kích thước thân trụ tính tốn mà có, phụ thuộc vào vật liệu, chiều cao, dạng thân trụ rộng/hẹp/cột 59 L2 a/ R=B /2 r 0,3m ; c3 0,5B2 cot g B2 b/ c2 r (1 sin ) / sin L2 c1 r / sin 2 r B2 c1 c2 c3 Hình 6-1.Bố trí cốt thép trụ; Cấu tạo tiết diện thân trụ a/Loại phổ biến, đầu trụ lượn tròn b/Loại trụ vát nhọn hai đầu B2-Bề rộng trụ L2-Chiều dài thân trụ R-Bán kính đầu trụ lượn trịn 6.1.3 Móng trụ - Phần tiếp xúc trực tiếp trụ cầu với đất gọi móng trụ Móng trụ có nhiệm vụ truyền tải trọng từ thân trụ xuống đất bên xung quanh Ngồi ra, móng trụ làm nhiệm vụ phân bố lực từ thân trụ xuống diện rộng để đảm bảo đủ chịu lực cho đất đảm bảo ổn định trụ Độ sâu đặt móng cịn phải đảm bảo cho trụ cầu không bị ổn định, nghiêng lệch bị phá hoại xói lở gây - Tùy theo điều kiện thủy văn, địa chất mà móng trụ cầu móng nơng, móng cọc đóng, móng cọc đường kính lớn, móng cọc khoan nhồi, móng giếng chìm, móng giếng chìm ép - Đối với móng cọc, đầu cọc phải ngàm vào bệ móng trị số theo tính tốn đồng thời phải ngập sâu vào bệ đoạn không nhỏ lần chiều dày thân cọc, với cọc đường kính d 60cm khơng nhỏ 1,2m Với cọc cho cốt thép chôn vào bệ cọc phải ngàm vào bệ (1015)cm cốt thép nằm bệ 20 lần đường kính cốt thép gờ 40 lần đường kính cốt thép tròn trơn Để đảm bảo truyền tải trọng đồng xuống cọc chiều dày bệ móng phải 2m Khoảng cách từ hàng cọc ngồi đến mép ngồi bệ móng tối thiểu 25cm a) >25cm >2m 1.5d (2-3.5)m b) >25cm 3:1 d 3 1,2 1,0 0,85 0,65 Hoạt tải cầu Theo chiều dọc cầu đặt môt xe tải tandem làn, trừ trường hợp tính mơmen âm gối dầm liên tục phép xếp hai xe hai nhịp lân cận (Hình 4-2) Tải trọng xếp theo đường ảnh hưởng, tĩnh tải xếp toàn cầu 145KN 145KN 4.3 ñeán 9.0 35KN 4.3m 9.3N/mm a) 110KN 110KN 1.2m 9.3N/mm b) 145KN 145KN 35KN 4.3m 4.3m 145KN 145KN 35KN 15.0m 4.3m 4.3m 9.3N/mm c) Hình 4-2 Nguyên tắc xếp hoạt tải cầu a,b)Tính mơ men dương cầu nhịp ; c)Tính mơ men âm cho cầu liên tục nhiều nhịp Tải trọng người Tải trọng người trền cầu ô tơ (có lề đường dành cho người rộng 600mm) 3x10-3 MPa Đối với cầu dành cho người xe đạp phải thiết kế tải trọng người 4,1x10-3 MPa Khơng tính hệ số xung kích cho tải trọng người Lực xung kích Hệ số áp dụng cho tải trọng tác dụng tĩnh lấy bằng: (1 + IM/100) Lực xung kích không áp dụng cho tải trọng hành tải trọng thiết kế Tác động tĩnh học xe tải hay xe hai trục thiết kế không kể lực ly tâm lực hãm, phải tăng thêm tỷ lệ phần trăm quy định bảng 37 Lực xung kích Bảng 4.4.Lực xung kích IM Kết cấu Mối nốt mặt cầu tất trạng thía giới hạn Tất kết cấu khác: - Trạng thái giới hạn mỏi đứt gãy - Các trạng thái giới hạn khác IM 75% 15% 25% 4.3.5.2 Tải trọng ngang a) Lực ly tâm CE Là lực nằm ngang theo phương ngang cầu, đặt cách mép đường xe chạy 1.8m Lực ly tâm lấy tích số trọng lượng trục xe tải hay xe hai trục với hệ số C lấy sau: v2 (4.4) C gR Trong đó: v = tốc độ thiết kế đường ô tô (m/s); g = gia tốc trọng lực 9,807 (m/s2) R = bán kính cong xe (m) b)Lực hãm xe BR Lực hãm xe truyền xuống tác dụng qua gối truyền xuống kết cấu phần Tất lái xe phải hãm phanh cầu cần thiết Chính thiết kế cần xét đến lực hãm tất xe phải xét đến hệ số xe Lực hãm lấy 25% trọng lượng trục xe tải xe đặc biệt tất xe chạy hướng Lực lãm nằm ngang theo phương dọc cầu cách mặt cầu 1800mm c) Lực va xô tàu thuyền CV Tất cầu vượt qua đường giao thông thuỷ phải thiết kế xét tàu thuyền va với kết cấu phần Lực va đâm thẳng đầu tàu vào trụ phải lấy sau PS = 1,2.105 V DWT (4.5) Trong đó: Ps = lực va tàu tĩnh tương đương (N) DWT = trọng tải tàu (Mg) V = vận tốc va tàu (m/s) Lực va xà lan vào trụ PV= 6.104.aB aB < 100mm = 6.106.aB + 1600.aB aB ≥ 100mm Trong aB chiều dài hư hỏng mũi xà lan (mm) Chú ý Lực va tàu theo phương dọc cầu lấy 50% Lực va tàu thiết kế, theo phương ngang cầu lấy 100% Lực va thiết kế 38 Lực va tàu tính lực tập trung, tác dụng MNTT tính ổn định chống lật chống trượt Trong trường hợp kiểm toán mặt cường độ, coi lực rải theo phương dọc ngang cầu đặt MNTT d) Tải trọng gió WL WS Tốc độ gió thiết kế V phải xác định theo cơng thức (4.6) V=VB.S (m/s) Trong : V B - Tốc độ gió giật giây với chu kì xuất 100 năm thích hợp với vùng tính gió có đặt cầu ( bảng 4.5) S – Hệ số điều chỉnh khu đất chịu gió độ cao mặt cầu (bảng 4.6 ) Bảng 4.5 Các giá trị V B cho vùng tính gió Việt Nam Vùng tính gió theo TCVN 2737-1995 V B (m/s) I 38 II 45 III 53 IV 59 Để tính gió q trình lắp ráp nhân giá trị V B bảng với hệ số 0,85 Bảng 4.6 Các giá trị S Độ cao mặt cầu Khu vực thơng Khu vực rừng ,có Khu vực co nhà mặt đất hay thoáng hay mặt nhà cửa với cối, nhà cửa với đa số mặt nước (m) nước thoáng cao tối đa khỏang 10m nha cao với 10m 10 1,09 1,00 0,81 20 1,14 1,06 0,89 30 1,17 1,10 0,94 40 1,20 1,13 0,98 50 1,21 1,16 1,01 e) Tải trọng gió tác động lên cơng trình WS Tải trọng gió ngang Tải trọng gió ngang PD phải lấy theo chiều tác dụng nằm ngang đặt trọng tâm phần diện tích thích hợp lấy sau (4-7) P D = 0,0006 V A t C d ≥ 1,8 A t (kN) Trong đó: V- Tốc độ gió thiết kế xác định theo phương trình (4-7), (m/s ) A t -Diện tích kết cấu hay cấu kiện phải tính tải trọng gió ngang (m ) C d - Hệ số cản (hình 4.3) (A3.8.1.2.1.1) 39 2.8 hệ số cản hệ số tối thiểu mặt cấu dầm với dầm dầm hộp 2.4 Giới hạn mỏi 2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 10 14 18 22 26 30 tỷ số b/d Hình 4-3 Hệ số cản C d dùng cho kết cấu phần có mặt hứng gió đặc Ghi chú: 1) Các giá trị cho hình dựa giả thiết mặt hứng gió thẳng đứng gió tác dụng ngang 2) Nếu mặt hứng gió xiên so với mặt đứng , hệ số C d giảm 0,5% độ xiên so với mặt đường tối đa giảm 30% 3) Nếu mặt hứng gió có phần đứng phần dốc hai phần dốc nghiêng với góc khác tải trọng gió phai lấy sau: - Hệ số C d tính với chiều cao với tồn kết cấu - Đối với mặt, hệ số giam theo ghi - Tính tải trọng gió tổng cộng cách dùng hệ số cản thích hợp cho diện tương ứng 4) Nếu kết cấu có chiều cao thay đổi , C d lấy tăng % cho độ nghiêng so với phương ngang , nhưnng không 25% 5) Nếu kết cấu phần chịu gió xiên khơng q o C so với phương ngang, C d tăng 15% góc xiên vượt qúa o hệ số cản phải lấy theo thí nghiệm 6) Khi kết cấu có chiều cao thay đổi chịu lực gió xiên , hệ số cản phải nghiên cứu đặc biệt Diện tích kết cấu chắn gió phải diện tích đặc chiếu nên mặt vng góc với hướng gió khơng có hoạt tải , với điều kiện sau Đối với kết cấu phần có lan can đặc , diện tích bao gồm diên tích lan can đặt đầu gió , khơng xét ảnh hưởng lan can cuối gió Đối với kết cấu phần có lan can hở , tải trọng tồn phần tổng tải trọng tác dụng nên kết cấu phần , lan can đầu gió cuối gió tính riêng Khi có hai lan can , xét hail an can có ảnh hưởng lớn phương diện chắn gió Đối với kết cấu nhịp giàn , lực gió tính cho phận riêng đầu cuối gió khơng xét đến che chắn 40 Đối với trụ cầu phải , không xét đến ảnh hưởng che chắn Hệ số cản C d tính theo phương pháp sau: Đối với kết cấu phần , có mặt đặc , mép dốc đứng , khơng có góc vuốt gió đáng kể C d lấy theo hình 4.3 Trong đó: b- Chiều rộng toàn cầu hai mặt lan can (mm) d- Chiều cao kết cấu phần bao gồm lan can đặc có (mm) Đối với kết cấu nhịp giàn , lan can kết cấu phần dưới, lực gió tính cho phận riêng với giá trị C d theo TCVN 2730-1995(bảng 6) theo số liệu khác chủ đầu tư duyệt Đối với kết cấu khác phải xác định C d theo thí nghiệm ống thổi gió Tải trọng gió dọc Đối với trụ , mố ,giàn cầu kết cấu khác có bề mặt chắn gió lớn gió song song với tim cầu phải xét đến lực gió dọc Tải trọng gió dọc tương tự tải trọng gió ngang Đối với kết cấu phần có mắt trước đặc, tải trọng gió lấy 0,25 lần tải trọng gió ngang Tải trọng gió dọc ngang phải tính trường hợp tải trọng riêng rẽ, cần thiết cần kiểm tốn hợp lực theo góc tác dụng thực gió Tải trọng gió thẳng đứng Tải trọng gió thẳng đứng Pv tác dụng vào trọng tâm tiết diện tính theo cơng thức : P v = 0,00045V A v (KN) (4-8) Trong đó: V- Tốc độ gió thiết kế xác định theo phương trình (4-6) A v - Diện tích phẳng mặt cầu hay phận dùng để tính tải trọng gió thẳng đứng (m ) Chỉ tính tải trọng gió thẳng đứng trạng thái giới hạn khơng có gió tác dụng lên xe cộ , hướng gió vng góc với tim cầu Lực gió tác dụng với lực gió ngang Phương trình (2.8) dùng cho góc tác dụng gió nhỏ Nếu lớn lực gió thẳng đứng phải xác định theo thí nghiệm Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ WL Khi tính tổ hợp tải trọng cường độ III, phải xét tải trọng gió tác dụng vào kết cấu xe cộ Tải trọng ngang gió tác dụng vào xe cộ tải trọng phân bố 1,5 KN/m , tác dụng theo hướng nằm ngang đặt 1800mm mặt đường Tải trọng gió dọc lên xe cộ tải trọng phân bố 0,75KN/m tác dụng nằm ngang, dọc theo kết cấu đặt 1800mm mặt đường Phải đặt lực gió ngang dọc lên xe cộ cho trường hợp tải trọng riêng rẽ, cần phải kiểm tóan hợp lực theo góc tác dụng thực gió Mất ổn định khí động a) Tổng quát Hiệu ứng khí động học phải tính tốn thiết kế cầu, phận nhạy cảm với gió Các cầu vàcác phận kết cấu có tỉ lệ dài / rộng 30 lần xem nhạy cảm với gió Phải xét dao động cáp tương tác gió mưa 41 b ) Hiện tượng khí động Cần xét tượng khí động dao động xốy tự kích thích, gió giật, flutter c) Kiểm tra ứng xử động Cầu phận, bao gồm giải pháp thiết kế chống mỏi dao động gió xốy gió giật Cầu cần thiết kế chống dao động fluter gió vận tốc lớn 1,2 lần vận tốc gió tác dụng vào mặt cầu Áp lực đất Áp lực đất giả thiết phân bố tuyến tính tỷ lệ với chiều sâu đất lấy bằng: p k h s gz (x10 9 ) (4.9) Trong đó: p = áp lực đất (MPa) kh = hệ số áp lực ngang đất lấy ko tường không uốn cong hay dịch chuyển (tường trọng lực) , ka tường uốn cong hay dịch chuyển (tường công xon) đủ để đạt tới điều kiện chủ động tối thiểu (4-10) k0 = - sinf Trong đó: f = góc ma sát đất thoát nước ka Sin Sin Sin (4.11) đây: Sin Sin 1 Sin Sin (4.12) Trong đó: = góc ma sát đất đắp tường lấy quy định Bảng (độ) = góc đất đắp với phơng nằm ngang Hình1 ( độ) = góc đất đắp sau tường với phương thẳng đứng Hình1 (độ) = góc nội ma sát hữu hiệu (độ) s = tỷ trọng đất (kg/m3) z =chiều sâu mặt đất (mm) g = số trọng lực (m/s2) Trừ quy định khác đi, tổng tải trọng ngang đất trọng lượng đất lấp phải giả định tác dụng độ cao 0,4H phía đáy tường, H tổng chiều cao tường tính từ mặt đất đến đáy móng Lực động đất Khơng phải tính động đất cho cầu nhịp Nếu cầu nhiều nhịp, tính động đất theo phương pháp sau đây: - Phương pháp tải trọng tĩnh tương đương - Phương pháp phân tích phổ đơn - Phương pháp phân tích phổ đa - Phương pháp lịch sử thời gian Tuỳ theo mức độ quan trọng cầu mà lựa chon phương pháp phân tích thích hợp VD : Cầu quan trọng dùng phương pháp 3,4 Cầu thơng thường dùng phương pháp Công thức 42 C SM 1,2 A.S T 2,5 A (4.13) m Trong đó: A: hệ số gia tốc động đất S: hệ số thực địa Tm: Chu kỳ dao động 2. W Tm 31,623 g.K W: trọng lượng tĩnh KCN + mố (trụ) G: gia tốc trọng trường K: hệ số cứng cầu K P0 L V sm · VS: chuyển vị đỉnh trụ so với vị trí cũa tác dụng lên thân trụ lực rải P0 = 1N/m L: chiều dài nhịp VS max: chuyển vị đàn hồi P0 4.3.6 Tổ hợp tải trọng Tổ hợp tải trọng việc xét đến cấu kiện chịu đồng thời nhiều loại tải trọng khác Trong QT 22TCN 272-01 có TTGH, TTGH có tổ hợp tải trọng riêng: • Trạng thái giới hạn cường độ I: Tổ hợp tải trọng liên quan đến việc sử dụng cho xe tiêu chuẩn cầu khơng xét đến gió • Trạng thái giới hạn cường độ II: Tổ hợp tải trọng liên quan đến cầu chịu gió với vận tốc vượt 25m/s • Trạng thái giới hạn cường độ III: Tổ hợp tải trọng liên quan đến việc sử dụng xe tiêu chuẩn cầu với gió có vận tốc 25m/s • Trạng thái giới hạn đặc biệt: Tổ hợp tải trọng liên quan đến động đất, lực va tầu thuyền xe cộ, đến số tượng thuỷ lực với hoạt tải chiết giảm khác với phần tải trọng xe va xô, CT • Trạng thái giới hạn sử dụng: Tổ hợp tải trọng liên quan đến khai thác bình thường cầu với gió có vận tốc 25m/s với tất tải trọng lấy theo giá trị danh định Dùng để kiểm tra độ võng, bề rộng vết nứt kết cấu bê tông cốt thép bê tông cốt thép dự ứng lực, chảy dẻo kết cấu thép trượt liên kết có nguy trượt tác dụng hoạt tải xe Tổ hợp trọng tải cần dùng để khảo sát ổn định mái dốc • Trạng thái giới hạn mỏi: Tổ hợp tải trọng gây mỏi đứt gẫy liên quan đến hoạt tải xe cộ trùng phục xung kích tác dụng xe tải đơn có cự ly trục quy định Điều 3.6.1.4.1 Chú ý: Khi đưa tải trọng vào tổ hợp tải trọng để tính tốn theo TTGH, người thiết kế cần xem xét lựa chọn thành phần tải trọng tác động theo cấu kiện cụ thể Tùy theo khả đồng thời xảy chúng thực tế Có thể phải nghiên cứu THTT khác theo yêu cầu chủ đầu tư, xét thêm THTT cần thiết 43 Các hệ số đưa vào với loại tải trọng tương ứng dựa nguyên tắc cho tổng ứng lực tính tốn đạt giá trị lớn (cực trị) Các hệ số lấy theo Bảng tra QT (bảng 3- 4-1-1 QT) 4.4 Các lập phương án cầu 4.4.1 Khái niệm chung Việc thiết kế lựa chọn phương án cầu toán tổng thể nhiều mặt: kỹ thuật công nghệ, quy hoạch, môi trường, kinh tế phức tạp Để chọn phương án tốt nhất, người ta phải thành lập nhiều phương án, sau tính toán cụ thể phương án đánh giá chúng Các phương án cầu nêu phải thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật: phù hợp với điều kiện địa hình, địa chất thủy văn, đảm bảo độ bền, độ cứng, tuổi thọ, đồng thời phải thỏa mãn u cầu kinh tế: giá thành cơng trình hạ, thời gian thi cơng nghắn Ngồi lựa chọn phương án cần phải ý đến công nghệ thi công, điều kiện khai thác tu bảo dưỡng, ý nghĩa quốc phòng yêu cầu mỹ quan cơng trình Những điều kiện cho phép kỹ sư, thời gian ngắn, lựa chọn phương án cầu tối ưu thỏa mãn yêu cầu đề 4.4.2 Phân tích tài liệu thiết kế phương án cầu 4.4.2.1 Chọn vị trí cầu Đối với cầu nhỏ (L100m), vị trí tuyến đường phụ thuộc vào vị trí cầu, u cầu thiết kế phải có nhìn tổng quan kỹ thuật, quy hoạch kinh tế chọn cầu - Về mặt kỹ thuật: phải so sánh phương án chọn vị trí cầu theo điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn, thi cơng bố trí cơng trường - Về mặt quy hoạch: phải so sánh phương án vị trí cầu việc phát triển vùng lân cận tương lai (dân dụng cơng nghiệp) vị trí cầu xét theo quan điểm bố trí kiến trúc chung khu vực, vị trí cầu xét theo quan điểm quốc phịng - Về mặt kinh tế: phải so sánh phương án theo giá thành (thi công khai thác), so sánh giá thành vận doanh phương án tuyến vị trí cầu khác gây nên Sau chọn vị trí cầu tốt tiến hành thiết kế phương án cầu ứng với vị trí cách cụ thể Cần lưu ý việc chọn vị trí cầu có liên quan chặt chẽ đến việc chọn phương án kết cấu cầu 4.4.2.2 Mặt cắt dọc tim cầu Nghiên cứu mặt cắt dọc tim cầu cho phép xác định vị trí mố cầu tránh việc đặt trụ vào chỗ sâu nhất, phân bố nhịp thông thuyền, xác định độ dốc dọc cầu (dốc dọc hai chiều dốc chiều) 4.4.2.3 Mặt cắt địa chất dọc tim cầu Căn vào tình hình địa chất dọc đường tim cầu, phải sơ xác định móng cẩu đồng thời xác định phương án kết cấu nhịp (kết cấ tĩnh định hay siêu tĩnh) Ví dụ: trụ cao, địa chất xấu, tình hình thi cơng phức giá thành trụ đắt, nên làm kết cấu nhịp dài Nếu địa chất tốt, tầng đất cứng nằm không sâu, điều kiện thi cơng dễ dàng dùng kết сấu nhịp siêu tĩnh, loại kết cấu nhịp cầu có lực đẩy ngang Cần ý rằng, giá thành mố trụ (kể giá thành thi công chiếm tầm 30% đến 40% giá thành tồn cơng trình cầu) thời gian thi cơng cơng trình nhanh hay chậm chủ yếu tiến độ thi công mố trụ khống chế (vì phải thi 44 cơng nước, nhiều cố xảy ra, phụ thuộc nhiều điều kiện thiên nhiên, mưa lũ tài liệu địa chất khơng đủ) Bảng 4-1 trình bày loại móng thường gặp cơng trình cầu Hiện nước ta xây dựng cầu thường áp dụng loại móng cọc đóng BTCT tiết diện 30 x 30 ~ 45 x 45 (cm) cho cầu dầm nhịp giản đơn, tầng đất chịu lực nằm sâu mặt đất tối đa khoảng 30m ~ 35m Trong cầu nhịp lớn, để giảm số lượng cọc, thường áp dụng cọc ống có đường kính từ ~ l,6m cọc khoan nhồi có đường kính d = ~ 2,5m hạ sâu đất khoảng 60 ~ 70m Ở cầu Cần Thơ (nhịp dây văng) áp dụng cọc khoan nhồi đường kính d = 2,5m, hạ sâu đất đến 95m Các loại móng giếng chìm áp dụng xây dựng cầu nước ta, gần số cầu có nhịp lớn có áp dụng: cầu Thăng Long (sơng Hồng - Hà Nội) năm 1974 - 1976 áp dụng móng giếng chìm hở, đường kính 18m,hạ sâu đất từ 30 đến 40m Cầu dây văng Bãi Cháy (Quảng Ninh, năm 2006) áp dụng móng giếng chìm ép có kích thưốc mặt 19 x 18(m), hạ sâu đất 27,7m, thi cơng móng năm Bảng 4-1 Các loại móng xây dựng cầu 45 4.4.2.4 Các số liệu thủy văn Mực nước thấp (MNTN) cho biết vị trí chỗ lịng sơng nước sâu mùa cạn Phải vào vị trí để bố trí nhịp thơng thuyền theo bề rộng sông Tuy nhiên, sông dễ bị xói lở cần tính đến khả di chuyển vực sâu theo thời gian luồng lạch để tầu bè qua lại phải dịch chuyển theo bề rộng ngang sông Căn vào MNTN ta định cao độ đỉnh trụ lịng sơng Căn vào mực nước thơng thuyền tính tốn (MNTT) chiều cao khổ giới hạn thơng thuyền cầu để thiết kế cao độ đáy kết cấu nhịp Căn vào mực nước cao (MNCN) ta xác định chiều rộng tính tốn độ cầu cao độ đáy kết cấu nhịp 4.4.2.5 Khẩu độ thoát nước chiều dài cầu Từ độ cầu tính theo MNCN định chiều dài tồn L0 cầu đo cao độ mặt đường xe chạy (4.1) L0=L+∑ b+∑ Ln(tr)+ +∑ Ln(ph)+2x(1,0m~0,65m) Trong đó: L – độ cầu cần thiết (m) ∑ b – tổng số chiều dày trụ MNCN (m) Ln(tr) , Ln(ph) – chiều dài nón đất hai đầu cầu chiếu MNCN (m) 0,65-1,0m – Độ vùi sâu nón đất vào mố Chiều dài nón đất phụ thuộc vào độ dốc mái đât Độ dốc lấy sau: phạm vi ngập nước cao 6m lấy từ 1:1 đến 1:1,25, cao lấy từ 1:1,25 đến 1:1,5; phạm vi ngập nước không lấy dốc 1:1,5 4.5 Thành lập phương án cầu 4.5.1 Sự phân chia nhịp cầu bê tông cốt thép cầu thép Sự phân chia nhịp cầu thường vào yêu cầu sau: - Bố trí khổ thông thuyền dưỏi cầu phù hợp với cấp sông cho trước 46 - Bảo đảm kinh tế - Có khả tiêu chuẩn hoá cao phận cầu Như kích thước nhịp quy định xuất phát từ kích thước khổ thơng thuyền, mặt khác, phải phân nhịp cho giá thành kết cấu nhịp trụ mố nhỏ 4.5.1.1.Chiều dài nhịp kinh tế Chiều dài nhịp kinh tế phụ thuộc vào vấn đề lựa chọn loại móng mố trụ cầu, chúng có ảnh hưỏng lớn tối giá thành Chiều dài cịn phụ thuộc vào hệ thống kết cấu nhịp sử dụng Trước có quan niệm cho cầu dầm, nhịp kinh tế gần tương ứng vối trường hợp giá thành trụ giá thành kết cấu nhịp không kể giá thành phần mặt đường xe chạy Đối vối kết cấu vịm chiều dài nhịp kinh tế biểu thị hệ thức lý thuyết đó, trị số nhịp kinh tế thường lấy lớn so với cầu dầm Tuy công thức lý thuyết đánh giá gần chiểu dài nhịp kinh tế Các điều kiện cục làm cho kích thước thay đổi: vị trí chỗ nước sâu theo chiều ngang sơng, địa chất v.v Vì để xác định chiều dài nhịp kinh tế cách có cứ, thiết phải lập số phương án phân chia nhịp tương đối hợp lý so sánh chúng giá thành tiêu kinh tế - kỹ thuật khác, có xét tới điều kiện địa phương 4.5.1.2 Khái niệm cách phân chia nhịp với kết cấu nhịp bê tơng cốt thép khơng có lực đẩy ngang Theo điều kiện địa chất, trụ mố khơng cho phép chịu lực đẩy ngang, dùng hệ thống cầu dầm giản đơn, dầm liên tục cầu khung dầm, vòm dầm Nếu chiều dài nhịp kinh tế lớn nhịp thông thuyền, sơng khơng có thơng thuyền điều kiện phân chia thuận lợi nhất, lúc đổ có khả dùng loại kết cấu nhịp tiêu chuẩn để vượt qua toàn độ cầu Vấn đề tiêu chuẩn hoá tối đa phận có ý nghĩa lớn đối vối cầu nhỏ trung bình xây dựng đồng thời với tuyến đường biểu đồ thi công dây chuyền Nếu kết cấu nhịp mố trụ chuẩn hố có khả thay cho việc chế tạo, bảo quân, chuyển lắp ráp đơn giản Nếu thay đổi số lượng nhịp, thay đổi cách tổ hợp kích thưóc, hệ thơng kết cấu nhịp lập nhiều phương án thoả mãn điều kiện địa phương cho trước So sánh phương án theo tiêu kinh tế - kỹ thuật tìm giải pháp có lợi 4.5.2 Xác định khối lượng vật liệu chủ yếu thiết kế phương án cầu Để so sánh phương án, cần xác "định cách gần khối lượng vật liệu (như bê tông, BTCT, cốt thép, thép cấu tạo ), không cần tính tốn chi tiêt tất phận cầu Khi thiết kế phương án thường biết kích thước cách lấy trị số trung bình số liệu có thực tế Trong tính tốn dùng phổ biến tiêu khối lượng vật liệu thiết kế định hình kết cấu nhịp mố trụ Trường hợp cần thiết tính sơ phận riêng biệt Vì kết cấu nhịp BTCT mơ' trụ cầu có hình dạng đơn giản, việc tính tốn khối lượng khơng khó, kích thước có sẵn xác định qua tính tốn sơ Khối lượng thép kết cấu nhịp thép xác định công thức kinh nghiệm 47 4.6 Đánh giá, so sánh lựa chọn phương án cầu Sau thành lập xong phương án cầu cần tiến hành so sánh để chọn phương án hợp lý nhất, thỏa mãn yêu cầu kinh tế kỹ thuật Cần tiến hành tính tốn số tiêu kinh tế kỹ thuật như: tổng vốn đầu tư xây dựng, thời gian thi công, khối lượng bê tông thép giá thành 1m2 cầu… Khi chọn phương án kết cấu cho cầu thành phố, ven đô gần danh lam thắng cảnh, di tích lịch sử, cần ý đến yêu cầu kiến trúc, mỹ quan Việc lựa chọn phương án phụ thuộc vào công nghệ, lực phương tiện vận chuyển thiết bị thi cơng, trình độ lành nghề nhà thầu… 4.6.1 So sánh theo phương án theo giá thành dự tốn Nếu phương án cần nêu có kết cấu nhịp, mố trụ móng thuộc loại, phương án khác kích thước, tổ hợp loại nhịp lúc cần so sánh giá thành dự toán Như vậy, giả thiết công nghệ thời giant hi công cầu theo phương án hoạc khác 4.6.2 So sánh phương án theo giá thành quy đổi Khi so sánh phương án cầu khác nhiều sơ đồ cấu tạo, vật liệu sử dụng thời gian thi cơng việc đánh giá chung tương quan kinh tế trở nên phức tạp Khi chọn phương án hợp lý việc đánh giá tương quan kinh tế trở nên phức tạp Khi chọn phương án hợp lý cần ý đến giá thành dự tốn mà cịn phải lưu tâm xem xét ảnh hưởng nhân tố khác đến vốn đầu tư như: chi phí lao động, thời giant hi cơng, kinh phí khai thác theo phương án đem so sánh Để tính tốn ảnh hưởng nhân tố này, xác định giá thành quy đổi phương án để so sánh với 4.6.3 So sánh phương án khối lượng vật liệu xây dựng chủ yếu Ngoài so sánh phương án phương diện giá thành, lựa chọn giải pháp tối ưu, người ta xét khối lượng tổng vật liệu xây dựng chủ yếu (BTCT thép) Trong thời kỳ tạm thời khan thép, khốỉ lượng thép ảnh hưởng định đến việc lựa chọn phương án Nếu phương án có khối lượng thép nhất, giá thành qui đổi lại nhỏ nhất, tuỳ theo điều kiện tổng quát cung ứng tổ chức xây dựng mà lựa chọn phương án Trọng lượng thép kết cấu phụ dùng thi công tiêu quan trọng để chọn sơ đồ cầu biện pháp thi công hợp lý Để dựng dàn giáo cơng trình phụ khác, người ta thưịng sử dụng kết cấu chế sẵn nhiên, thực tế xây dựng cho thấy thiết phải dùng thêm số thép ngoại lệ (30%) không chế sẵn Vì vậy, đánh giá phương án theo khối lượng vật liệu, người ta so sánh: Khối lượng bê tông bê tông cốt thép Trọng lượng loại thép (thép cường độ cao, cáp thép, thép hợp kim thấp ) Ngồi ra, có khả nàng tính trọng lượng kết cấu phụ cịn so sánh phương án theo: Khối lượng thép phụ chế tạo sẵn, khối lượng thép phụ không chế sẵn, trọng lượng qui đổi tất loại thép tiêu thụ (bao gồm 30% thép phụ không chế tạo sẵn) Việc xác định trọng lượng thép qui đổi địi hỏi phải tính tốn tỷ mỷ, có liên quan đến thiết kế tổ chức thi cơng theo phương án Vì vậy, thiết kế sơ bộ, 48 người ta so sánh phương án khối lượng vật liệu tổng quát thân cơng trình mà thơi 4.6.4 So sánh phương án vể điểu kiện chế tạo thi công Để giảm bớt khối lượng lao động rút ngắn thời gian xây dựng, chọn phương án cầu nên đặc biệt ý kết cấu có đặc điểm chế tạo thi cơng đơn giản Vì vậy, vấn đề có ý nghĩa quan trọng là: Tiêu chuẩn hoá phận, sử dụng rộng rãi kết cấu lắp ghép, sử dụng hệ thống cầu mà xây dựng không cần dàn giáo trụ tạm, sử dụng hệ thống có kết cấu móng đơn giản Có thể đơn giản hố tăng nhanh tốc độ thi cơng công trường phận kết cấu nhịp bê tông cốt thép thép, mố trụ tiêu chuẩn hố nhiều Vì vậy, người ta thường chọn phương án cấu tạo bảo đấm tiêu chuẩn hố tồn phận, phương án có tổn vật liệu đôi chút Trong cầu vượt qua sông không lớn lắm, cầu qua đường nhịp phần bãi sông cầu lớn, tốt sử dụng kết cấu định hình BTCT, có chiều dài nhịp dưối 40m, lắp ráp cách di chuyển mặt đất, cầu tạm loại nhỏ bắc qua phần long sông ngập nước như: cần trục cổng, cần trục chân đế cần trục tự hành có bánh lốp hay bánh xích Những cần trục để sử dụng xây dựng mố trụ Nếu cầu bắc qua sơng có chiều dài lớn, giá thành cần trục đắt thế, hợp lý dùng giá lao cầu kiểu hẫng di chuyển cao, giá lao đưa nhịp cách lao dọc, không cần trụ tạm hay cầu tạm, lúc lắp dầm, giá lao tựa trụ nhịp lắp Để thi cơng trụ trường hợp phải đùng loại cần trục khác cần trục tự hành cần cẩu Xung quanh trụ sông, người ta làm dàn giáo để dựng giá búa đặt cần cẩu Các khối lấp ghép hỗn hợp bê tơng tươi để đổ phần tồn khối vận chuyển thiết bị vận chuyển cầu công tác vv… Trong điều kiện địa phương khác nhau, xuất yêu cầu dự kiến thi công khác, ảnh hưỏng định tới việc lựa chọn đặc điểm thi công vào dự kiến tổng quát Khi nghiên cứu thiết kế tỷ mỉ cịn phải tiến hành so sánh định lượng phương án, kể giá thành khốỉ lượng thép kết cấu phụ, mức độ áp dụng cấu kiện lắp ghép, chi phí nhân cơng thời gian xây dựng 4.6.5 So sánh phương án điều kiện khai thác Khi so sánh phương án theo giá thành, thơng thường người ta gộp phí tu, khai thác giá thành quy đổi Khi đánh giá phương án phương diện khai thác, vài đặc điểm cấu tạo chúng có ý nghĩa Trong phương án cầu có kích thước nhịp lớn khổ thơng thuyền điều kiện giao thông đường thủy đảm bảo tốt Nếu chỗ lịng sơng nước sâu di chuyển theo thời gian mặt cắt ngang sông, phương án có nhịp thơng thuyền lớn có điều kiện giao thơng đường thủy đảm bảo tốt Khi so sánh phương án, tồn khe co giãn khớp cần lưu ý chỗ yếu cầu đòi hỏi phải bảo dưỡng cẩn thận khai 49 thác phải bảo dưỡng thường xuyên Vì hệ thống cầu liên tục hoạc có mặt cầu liên tục nhiệt, phương diện khai thác có nhiều ưu điểm so với cầu dầm giản đơn hoạc cầu hệ thống mút thừa Về mặt khai thác thấy cầu BTCT thi công với chất lượng tốt, công tác tu bảo dưỡng đơn giản nhiều so với cầu thép cầu thép sử dụng địi hởi phải sơn thường xuyên, theo dõi trạng thái liên kết: đinh tán, Bu lông cường độ cao thay liên kết cần thiêt 4.6.6 So sánh phương án theo mỹ quan Các loại cầu gồm cầu vượt, cầu cạn, cầu qua đường, cơng trình có chiều dài lớn, nằm cao trướng ngại vật nên hình dáng bên ngồi ảnh hưởng lớn đến phong cảnh xung quanh, đến kiến trúc tuyến đường thành phố Khi thiết kế cơng trình cầu tơ cầu thành phố cần ý đến việc lựa chọn hình thức cấu tạo kiến trúc cầu Hiệu kiến trúc chỗ biết sử dụng hợp lý toàn tổ hợp cơng trình cầu quần thể lựa chọn kết cấu (cầu vịm, cầu treo, cầu dây văng…), hình dáng trụ cầu Trong cầu thành phố, nên trành dùng kết cấu nhịp có đường xe chạy hình dạng khó kết hợp với nhà cửa xung quanh vv… 4.6.7 Một số tiêu kinh tế kỹ thuật cầu phương pháp tính Để đánh giá đắn phương án, cần phải lập tiêu kinh tế kỹ thuật Hệ thống tiêu chia thành nhóm: nhóm tiêu chúng nhóm tiêu cá biệt Nhóm tiêu chung dùng để đánh giá tổng hợp đặc tính kinh tế cơng trình bao gốm: Vốn đầu tư xây dựng, diện tích xây dựng, thời gian xây dựng, tổng chiều dài cầu, giá thành 1m2cầu Nhóm tiêu cá biệt dùng để đánh giá đặc tính riêng cơng trình như: khối lượng thép (tấn) khối lượng bê tông (m3), tiêu thép 1m2 cầu… Các tiêu kinh tế kĩ thuật tính cho 1m2 diện tích mặt cầu có ích Diện tích mặt cầu có ích tích số chiều dài chiều rộng mặt cầu Khi so sánh cầu theo tiêu kinh tế kỹ thuật phải xuất phát từ thông số ban đầu (tải trọng, khổ cầu, thông thuyền…) đồng thời lưu ý đến tất điều kiện địa phương (địa hình, địa chất, thủy văn, động đất…) Trong cầu, giá thành kết cấu nhịp chiếm từ 60% -65% toàn giá thành cầu Khối lượng vật liệu kết cấu nhịp tất loại cầu phụ thuộc vào điều kiện địa phương đồng thời tính tốn tương đối xác Do so sánh phương án chủ yếu dựa vào giá thành kết cấu nhịp Khối lượng vật liệu kết cấu nhịp chủ yêu dựa vào kích thước mặt cắt Kích thước mặt cắt lại trực tiếp phụ thuộc vào tải trọng tính tốn trước hết trọng lượng than, Trong cầu BTCT nhịp lớn nội lực tĩnh tải thường lớn gấp lần nội lực hạt tải Nhờ việc giảm khối lượng vật liệu kết cấu nhịp cịn giảm cơng chế tạo, lắp ráp Do giá thành xây dựng phương pháp nghiên cứu khoa học kỹ thuật xây dựng Trên sở phân tích trên, so sánh phương án nên lấy giá thành vật liệu chủ u làm sở Ngồi ra, nên tiến hành so sánh thêm tiêu gọi hệ số sử dụng vật liệu ký hiệu K K=I/B (4-2) 50 Trong đó: I - Tải trọng có ích 1m dài kết cấu nhịp (gồm hoạt tải) tính tải trọng biêu chuẩn khơng có hệ số vượt tải xung kích В - Trọng lượng trung bình tất vật liệu kết cấu nhịp lm dài (gồm trọng lượng thân, lớp phủ mặt cầu, lan can, vỉa hè, dải phân cách, chiếu sáng ) Như hệ số К đặc trưng cho mức độ hồn hảo cơng trình (nếu vật liệu nhau, К lớn tức sử dụng triệt để cường độ vật liệu hơn) chất lượng vật liệu (cường độ vật liệu cao khối lượng vật liệu trị số К lớn) Nói chung, trị số К lớn tốt phương hương chung làm nhịp cầu lớn muốn tăng K Tuy nhiên, trị số K lớn độ cứng giảm, hệ sơ xung kích giảm độ võng tăng số loại cầu (cầu thép cường độ cao, cầu treo, cầu dây văng), độ cứng (độ võng) cầu không chế, người ta bắt buộc phải giảm К cách tăng trọng lượng hệ mặt cầu, không sử dụng hết cường độ vật liệu Hệ số K không ngừng phản ánh mức độ hoàn hảo vể mặt chịu lực cơng trình, cịn phản ánh mức độ giải cấu tạo hợp lý phận cầu như: lốp mặt cầu, đường người đi, lan can, tạo dốc ngang cầu phận chiếm khoảng 25% tĩnh tải Hệ số K tỏ có hiệu so sánh loại cầu làm vật liệu khác thiết kế theo tiêu chuẩn khác 51 ... bào mòn bề mặt mố trụ 5.2 Phân loại mố trụ cầu - Theo sơ đồ tĩnh học: + Mố trụ cầu dầm + Mố trụ cầu khung + Mố trụ cầu treo 54 + Mố trụ cầu dây văng - Theo độ cứng dọc cầu: + Mố trụ cứng: Có kích... 8.2 Mố trụ cầu khung dầm 8.3 Mố trụ cầu dây 80 Chương 9: TÍNH TỐN MỐ TRỤ CẦU HỆ DẦM 9.1 Tính toán mố trụ cầu dầm 9.1.1 Khái niệm chung Khi thiết kế mố trụ cầu trước hết chọn chọn loại mố trụ cầu, ... MỎ GIÁO TRÌNH TỔNG QUAN VỀ CẦU VÀ MỐ TRỤ CẦU DÙNG CHO TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC QUẢNG NINH - 2018 Phần I: TỔNG QUAN VỀ CẦU Chương 1: CÁC KHÁI NIỆM VỀ CÔNG TRÌNH NHÂN TẠO TRÊN ĐƯỜNG 1.1 Các loại cơng trình
Ngày đăng: 24/10/2022, 18:09
Xem thêm: