Cầu bê tông cốt thép 2 Chương II CẦU DẦM HẪNG CẦU DẦM LIÊN TỤC CẦU KHUNG

Chương II: CẦU DẦM HẪNG-CẦU DẦM LIÊN TỤC-CẦU KHUNG  2.1 - Các sơ đồ tĩnh học của cầu dầm hẫng, cầu dầm liên tục  2.2 - Các sơ đồ tĩnh học của cầu khung, cầu khung dầm  2.3 - Cấu tạo mặt cắt ngang  2.4 - Khái quát về các phương pháp thi công  2.5 - Mối nối  2.6 - Nguyên lí bố trí cốt thép dự ứng lực Chương I 2 2.1 - Các sơ đồ tĩnh học của cầu dầm hẫng, cầu dầm liên tục a) b) c) L L Lk L Lk L Lk d) Lk 2 L 2 ql ql L L L l k) i) L1 L1 . 8 1 . 1 8 ql h) g) e) 8 1 Lx L1 Lg . Lx 8 1 . 1 8 l1 L1 L1 2 Lg L1 Lx 2 ql 2 ql Lx l1 Hình 2.1: Các sơ đồ của hệ giản đơn, hệ dầm liên tục, hệ dầm hẫng 2 đầu, hệ dầm hẫng có dầm đeo, hệ khung T - dầm đeo Hyperlink: previous: Chương II next: 2.2 Cầu khung, cầu khung dầm… 3 Hyperlink: previous: Chương II next: 2.2 Cầu khung, cầu khung dầm… 2.1 - Các sơ đồ tĩnh học của cầu dầm hẫng, cầu dầm liên tục - Momen uốn trong hệ thống dầm liên tục đổi dấu tại các trụ, giá trò cực trò của momen dương bé hơn so với hệ thống dầm giản đơn có cùng khẩu độ, vì vậy kết cấu dầm liên tục có chiều cao kiến trúc thấp hơn, tiết kiệm vật liệu và tỏ ra làm việc tốt trong quá trình khai thác cầu. - Ngoài ra, ưu điểm của hệ thống dầm liên tục như: + Trên các trụ, theo phương ngang cầu chỉ cần có một hàng gối (di động hoặc cố đònh), số lượng gối giảm dẫn đến giảm kích thước dọc cầu của bệ trụ và thân trụ; mặc khác điều này cũng làm cho áp lực truyền xuống thân trụ ít (hoặc hầu như không có) lệch tâm > gây ứng suất nén phân bố đều trong thân trụ; tuy nhiên với trụ (hoặc mố) có gối cố dònh sẽ nhận lực hãm xe lớn hơn so với hệ dầm giản đơn và riêng mố (trụ) đó sẽ lớn hơn. + Đường đàn hồi của hệ thống dầm liên tục đều đặn > xe chạy êm thuận với tốc độ cao. Độ võng cũng nhỏ hơn so với hệ dầm giản đơn cùng khẩu độ 4 Hyperlink: previous: Chương II next: 2.2 Cầu khung, cầu khung dầm… 2.1 - Các sơ đồ tĩnh học của cầu dầm hẫng, cầu dầm liên tục - Khi kết cấu nhòp liên tục dài, các chuyển vò dọc do nhiệt độ ảnh hưởng lớn, đòi hỏi có các khe biến dạng phức tạp ở đầu KCN. - Khi mố trụ lún không đều, phát sinh các ứng lực phụ bất lợi, vì vậy kết cấu móng của cầu dầm liên tục cần được tính toán kó lưỡng và thường là có kích thước đồ sộ về chiều sâu và độ lớn của hệ thống cọc, tất nhiên trừ trường hợp cầu nằm trên vùng có đòa chất tốt và thuận lợi. Hình 2.2: Cầu liên tục thi công theo công nghệ đúc đẩy - Ở những nơi mà điều kiện về không gian, về đòa chất khống chế vò trí mố trụ thì việc chọn chiều dài các nhòp liên tục nên thực hiện sao cho momen uốn tại giữa trong các nhòp gần bằng nhau > không thay đổi nhiều về KC > thuận lợi trong thi công. Thường tỉ số nhòp biên trên nhòp giữa nên là 0,8 với dầm liên tục 3 nhòp, nhiều nhòp hơn thì tỉ số là 0,7. 5 Hyperlink: previous: Chương II next: 2.2 Cầu khung, cầu khung dầm… 2.1 - Các sơ đồ tĩnh học của cầu dầm hẫng, cầu dầm liên tục a) Lx L Lx h Lx=(0.3 0.4 )L h=( H=(1 1.50)h 1 12 ~ ~ 20 1 )L ~ H h L ~ Lg=(0.4 0.6 )L H L1 b) L1 )L H=(1.5 1.8)h ~ 12 h=( 1 20 ~ 1 L1=(0.6 0.8 )L ~ Lg L1=(0.75 0.8 )L ~ L ~ Lg=(0.5 0.6 )L L1 c) H L1 Lg Lg LL1 Lg=(0.5 0.7 )L d) Lg ~ H L1=(0.75 0.85 )L ~ L1 h Lg Lg ~ H=(1.8 2)h ~ h=( 1 16 )L 1 18 h Hình 2.3: Chiều dài nhòp cầu dầm hẫng, dầm hẫng có dầm đeo và khung T - dầm đeo - Nếu thêm các khớp thích hợp, sơ đồ cầu dầm liên tục nhiều nhòp có thể sửa đổi thành sơ đồ cầu dầm hẫng (vẫn siêu tónh hoặc là tónh đònh). - Đặc điểm trong sơ đồ này là từ trụ đến các khớp thêm vào đó chỉ có momen âm, và vì vậy chỉ nên đặt cốt thép chủ ở phần trên chòu kéo của các mặt cắt. Còn phần dầm đeo (nếu thêm vào hai khớp trong một nhòp) trong hệ dầm hẫng - nhòp đeo chính là nhòp giản đơn. Điều này thuận lợi về mặt cấu tạo và công nghệ, có thể dùng các dầm đònh hình làm KC nhòp đeo. 6 Hyperlink: previous: Chương II next: 2.2 Cầu khung, cầu khung dầm… 2.1 - Các sơ đồ tĩnh học của cầu dầm hẫng, cầu dầm liên tục - Hình 2.3a là sơ đồ cầu dầm hẫng một nhòp giản đơn, cầu loại này không cần xây dựng mố, phần hẫng còn giảm momen do tónh tải cho phần giữa (nếu đoạn hẫng bằng 0.3 - 0.4 so với đoạn giữa thì momen giữa nhòp do tónh tải gần bằng 0) - Nền đường vào cầu phải đảm bảo không lún nhiều, tăng dần độ cứng nhằm xe chạy êm thuận từ đường vào cầu - Hình 2.3b,c là hệ dầm hẫng có dầm đeo. Đường đàn hồi bò gãy góc tại các chốt, tại đó phải có khe biến dạng. Những khuyết điểm làm cho sơ đồ này rất ít dùng trong thiết kế cầu trên đường cao tốc, đường sắt. - Hình 2.3d là hệ khung T - dầm đeo, có sơ đồ KC là tónh đònh. Hệ có đặc điểm là dầm được giữ nối cứng vào trụ trong quá trình thi công cũng như khai thác. Loại KC này ngày nay ít được sử dụng vì cũng mang khuyết điểm chung của hệ dầm hẫng là đường cong độ võng không êm thuận. (xem thêm mục 2.2) 7 L H L1 a) L1 b) h a) b) d) c) f) e) h) g) i) B 14m~ B 12-18m~ ~B 22m 22-32mB~ 13050 1500 6100 a) 18300 b) 11500 21500 c) Hình 2.4: Cầu dầm hẫng tónh đònh và cầu dầm hẫng siêu tónh có chốt ở giữa nhòp Hình 2.5: Một số dạng mặt cắt ngang của cầu liên tục, cầu dầm hẫng, cầu khung nhòp lớn. Hyperlink: previous: Chương II next: 2.2 Cầu khung, cầu khung dầm… 2.1 - Các sơ đồ tĩnh học của cầu dầm hẫng, cầu dầm liên tục 8 2.2 - Các sơ đồ tĩnh học của cầu khung, cầu khung dầm Hyperlink: previous: Chương II next: 2.3 Cấu tạo mặt cắt ngang Hình 2.6: Sơ đồ cầu khung Hình 2.7: Cầu vượt trong đô thò - Hệ thống cầu khung có đặc điểm nổi bật là nối cứng phần KCN với phần trụ hoặc trụ hoặc mố. Cầu khung là dạng kết cấu siêu tónh nên nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ và sự lún không đều các mố trụ. 9 a) b) 6500 Hình 2.8: Các sơ đồ cầu khung kiểu cũ, vượt qua đường. Thi công đổ bê tông tại chỗ trên đà giáo cố đònh Hình 2.9: Cầu khung với công nghệ thi công hâng đối xứng hiện đại, trụ thân tường 2.2 - Các sơ đồ tĩnh học của cầu khung, cầu khung dầm Hyperlink: previous: Chương II next: 2.3 Cấu tạo mặt cắt ngang - Việc thi công theo các sơ đồ cầu khung kiểu cũ thường tốn nhiều chi phí làm đà giáo, trụ tạm, lại cản trở xe lưu thông hoặc thuyền bè qua lại trên sông. 10 2.2 - Các sơ đồ tĩnh học của cầu khung, cầu khung dầm Hyperlink: previous: muc 2.1 next: 2.3 Cấu tạo mặt cắt ngang Hình 2.10: Cầu khung siêu tónh bậc cao - khung liên tục - Công nghệ thi công đúc hẫng hay lắp hẫng KCN (xem mục 2.4) tỏ ra thông dụng và hoàn thiện trong việc thi công hệ cầu khung (kể cả khung T - dầm đeo, khung T có chốt hay khung liên tục) Hình 2.11: Sơ đồ khung T - dầm đeo - Sơ đồ khung T - dầm đeo là sơ đồ tónh đònh. Có khả năng vượt các nhòp đến 80-100m với công nghệ thi công hẫng. Trước đây nước ta đã từng có xu hướng phát triển hệ thống này làm cầu ôtô với các nhòp 60 - 80m. [...]... chân trụ đặt trên sườn dốc của hẻm núi next: 2. 3 Cấu tạo mặt cắt ngang a) e) h2 h 5.0m h1 2. 2 - Các sơ đồ tĩnh học của cầu khung, cầu khung dầm 50m 5.0m α 21 .25 m L= 42. 20m 13.5m 31.0m 21 .25 m 13.5m b) 40m 12m 12m g) 1 12. 5m 12. 5m 12. 5m 12. 5m c) h) 2 4 3.7 30m 11m d) 11m 30 .2 30 .2 14.5 27 m 3.7 14.5 i) 3 5 Hình 2. 16 Các sơ đồ cầu khung chân xiên 1- Dầm giản đơn; 2 - Chốt; 3 - Thanh chống nghiêng; 4 - Trụ... yêu cầu cấu tạo và thi công Hình 2. 20 Mặt cắt ngang cầu Tân Thuận II 22 Hyperlink: previous: Chương II next: 2. 4 - Các phương pháp thi cơng 2. 4 - Khái qt về các phương pháp thi cơng - Trong xây dựng cầu hiện nay đang áp dụng rộng rãi và linh hoạt nhiều phương pháp đúc bê tông tại chỗ hoặc lắp ghép để thi công các kết cấu nhòp cầu liên tục, cầu dầm hẫng, cầu khung BTCT mà chủ yếu là BTCT DUL có cốt thép. . .2. 2 - Các sơ đồ tĩnh học của cầu khung, cầu khung dầm - Khung T có chốt là hệ siêu tónh Chốt này chủ yếu truyền lực cắt và cho phép có chuyển vò dọc tương đối giữa các đầu mút hẫng của 2 khung T cạnh nhau - Việc thi công đúc hẫng hoặc lắp hẫng tương tự như cầu khung T dầm đeo Do đó phần lớn cốt thép chủ sẽ được đặt phần trên của mặt cắt Hình 2. 12 Sơ đồ khung T có chốt - Tuy nhiên... đoạn dầm gần chốt nên cần phải có cốt thép chòu momen này - Cầu khung T có chốt cũng như có dầm đeo, với công nghệ thi công hẫng, trụ cầu thường chòu momen uốn rất lớn khi tải trọng đặt lệch một bên nhòp và ở những thời điểm lắp hoặc đúc chưa đối xứng 11 Hyperlink: previous: Chương II next: 2. 3 Cấu tạo mặt cắt ngang 2. 2 - Các sơ đồ tĩnh học của cầu khung, cầu khung dầm - Nếu thay các chốt trong hệ khung. .. ª Cầu dầm liên tục :(1 /27 - 1/40)Lnhòp (có khi lên đến 1/47Lnhòp) ª Cầu dầm hẫng và khung T -dầm đeo: chiều cao mặt cắt ngang phụ thuộc chiều cao dầm đeo sao cho đủ chỗ đặt gối và đảm bảo vẻ đẹp kiến trúc ª Cầu dầm hẫng có chốt và cầu dầm khung T có chốt, chiều cao chỉ cần lấy nhỏ chỉ cần theo yêu cầu cấu tạo đủ chỗ đặt chốt: (1/37 - 1/64) L nhòp 20 Hyperlink: previous: Chương II next: 2. 4 - Các phương... ngang 2. 2 - Các sơ đồ tĩnh học của cầu khung, cầu khung dầm - Một dạng khác của hệ khung liên tục là hệ khung chân xiên Hệ này thường làm các cầu vượt qua đường vì đảm bảo tầm nhìn tốt cho xe chạy qua dưới cầu Hình 2. 14 Cầu khung chân nghiêng trong thành phố Hình 2. 15 Cầu khung chân nghiêng vượt hẻm núi sâu 13 Hyperlink: previous: Chương II - Ở các vùng hẻm núi dốc, hệ khung chân xiên tỏ ra hợp lí vì tránh... 32 Hyperlink: previous: Chương II next: 2. 6 - Ngun tắc bố trí CT DUL 2. 5 - Mối nối và phân đoạn kết cấu nhịp Hình 2. 28 Các sơ đồ vò trí mối nối lắp ghép và phân đoạn kết cấu nhòp cầu dầm liên tục và cầu khung lắp ghép 1 - Khối lắp ghép; 2 - Bê tông bòt mối nối; 3 - Xà mũ trụ; 4 - Bản nối; 5 - Cáp dự ứng lực chạy dài suốt KCN; 6 - Cáp dự ứng lực ngắn để nối 33 Hyperlink: previous: Chương II next: 2. 6... Nam, cầu Phú Lương trên Quốc lộ 5 (Hà Nội Hải Phòng) và cầu Gianh trên Quốc lộ 1 (Quảng Bình) đã được thi công đúc hẫng theo sơ dồ khung liên tục nhiều nhòp - Hệ khung liên tục có độ cứng lớn hơn các hệ cầu khung T nên có biến dạng nhỏ và thích hợp với các tải trọng đoàn tàu đường sắt cũng như tải trọng ôtô 12 Hyperlink: previous: Chương II next: 2. 3 Cấu tạo mặt cắt ngang 2. 2 - Các sơ đồ tĩnh học của cầu. .. previous: Chương II next: 2. 4 - Các phương pháp thi cơng 2. 3 - Cấu tạo mặt cắt ngang - Một số kinh nghiệm khi chọn mặt cắt ngang : + Dầm liên tục BTCT thường, chiều cao mặt cắt ngang: * (1/16 - 1 /20 )Lnhòp : cầu đường sắt * (1 /20 - 1/35)Lnhòp : cầu đường ôtô + Dầm BTCT DUL, với cầu trên đường ôtô có Lnhòp ≥ 60m, chiều cao mặt cắt ngang : * Mặt cắt gần trụ: (1/15 - 1 /25 )Lnhòp * Mặt cắt giữa nhòp ª Cầu dầm liên. .. previous: Chương II next: 2. 4 - Các phương pháp thi cơng 2, 5 1,87 2. 3 - Cấu tạo mặt cắt ngang 4,40 10,80 2 1 4,80 10, 92 8,85 4,00 1,90 2, 00 4,00m 7,00 6,00 8,85 b-b b b 3,00 - 6,00 3 a a a-a 4 3,0 - 3,6 4,10 2, 0 - 5,64 10,0 - 12, 0 10,00 - 12, 00 1,5 - 2, 0 10,00 - 12, 00 3,65 6,0 13,30 5 - Việc chọn mặt cắt ngang có liên quan chặt chẽ đến phương pháp thi công - Các hệ thống cầu với chiều dài trung bình (L ≤ 42m), . ngang a) 1 40m 12m12m 3.730 .23 0 .23 .7 4 g) 27 m h) 14.5 14.5 h 1 h 2 50m 5.0m e) 5.0m 3 11m11m d) 30m 2 12. 5m 12. 5m 12. 5m c) 12. 5m 31.0m 13.5m13.5m b) h α 21 .25 mL= 42. 20m21 .25 m 5 i) Hình 2. 16 Các sơ đồ cầu khung chân xiên 1-. 2. 4 - Các phương pháp thi cơng 2. 3 - Cấu tạo mặt cắt ngang 4,00m 7,00 2, 5 10,80 4,40 1,87 10, 92 4,80 1,90 8,85 6,00 8,85 1 2 2,00 4,00 3,0 - 3,610,0 - 12, 0 a a 3 4 1,5 - 2, 0 5,00 13,00 2, 0 -. HẪNG-CẦU DẦM LIÊN TỤC-CẦU KHUNG  2. 1 - Các sơ đồ tĩnh học của cầu dầm hẫng, cầu dầm liên tục  2. 2 - Các sơ đồ tĩnh học của cầu khung, cầu khung dầm  2. 3 - Cấu tạo mặt cắt ngang  2. 4 - Khái