Báo cáo thực tập tốt nghiệp ngành cầu

Báo cáo thực tập tốt nghiệp ngành cầu

Nhận xét của đơn vị nhận sinh viên thực tập

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Báo cáo thực tập tốt nghiệp Mục đích:

Đợt thực tập tốt nghiệp giúp cho sinh viên có điều kiện thâm nhập vào thực tế

và làm quen với những công việc kỹ thuật trong lĩnh vực chuyên môn xây dựng cầu

đường Từ đó tạo điều kiện cho Sinh viên củng cố, cập nhật và bổ xung những kiến thức đã học thông qua các hoạt động thực tiễn tại nơi thực tập, từ đó phục vụ cho thiết

kế luận án tốt nghiệp

Tự nhận xét trong quá trình thực tập của bản thân

Trong đợt thực tập tốt nghiệp vừa qua em được nhà trường phân về Tổng Công ty Tư vấn Thiết Kế Giao Thông Vận Tải

Tại đây nhóm thực tập đã được phân cho thực tập tại phòng Cầu và trong quá trình thực tập đã được các cán bộ trong phòng hướng dẫn rất nhiệt tình, tận tụy

kể cả khi ở trong công ty và ngoài công trường

Trong quá trình thực tập tại đây em đã có nhiều cơ hội được tiếp xúc, tìm hiểu các hồ sơ thiết kế kỹ thuật, thiết kế thi công, các hồ sơ mời thầu v.v Từ đó đã tích luỹ được nhiều vấn đề kỹ thuật trong xây dựng và củng cố những kiến thức đã học ở trường

Em xin chân thành cảm ơn các cán bộ của Công ty , đặc biệt là các bác lãnh đạo đã tạo điều kiện giúp đỡ cho nhóm thực tập chúng em được tham gia tìm hiểu và có được điều kiện được tiếp xúc với những công việc thưc tế – những công việc của một kỹ sư cầu đường mà trong quá trình học tập ở trường chúng em chưa có cơ hội được tiếp xúc và tìm hiểu, tạo điều kiện để chúng em hoàn thành tốt đợt thực tập này

Em cũng xin cảm ơn bộ môn Cầu Hầm đã tạo điều kiện để chúng em có

đợt thực tập quan trọng và nhiều bổ ích này

Em xin chân thành cảm ơn!

Phần I : Giới thiệu về Tổng công ty Tư vấn thiết kế Giao thông vận tải

Công ty tư vấn thiết kế đường bộ (tên tiếng anh highway engineering consultants – heco), là công ty tư vấn thiết kế lớn nhất và uy tín nhất tại việt nam, chuyên cung cấp các dịch vụ tư vấn xây dựng công trình cầu, hầm, đường ô tô, bao gồm các dịch vụ chủ yếu sau:

1 Khảo sát thiết kế lập Dự án đầu tư, Thiết kế kỹ thuật, Thiết kế bản vẽ thi công, Lập quy hoạch các công trình cầu đường ô tô, bao gồm cầu lớn đặc biệt, cầu vượt nút giao, hầm giao thông, đường cao tốc, đường đô thị, đường quốc lộ, đường công trường, đường giao thông nông thôn và các loại đường chuyên dụng khác

2 Tư vấn giám sát thi công các công trình cầu, đường ô tô

3 Thẩm định thiết kế cầu, đường ô tô

Là thành viên lớn nhất trong lĩnh vực tư vấn xây dựng cầu đường ô tô của Tổng công

ty Tư vấn thiết kế Giao thông vận tải - Bộ Giao thông vận tải, Công ty Tư vấn thiết kế

đường bộ là công ty nhà nước hạng nhất, đang trong tiến trình cổ phần hoá doanh nghiệp

Dưới đây là những nét chính về công ty:

I Có trên 40 năm kinh nghiệm hoạt động trong lĩnh vực tư vấn xây dựng cầu

10, 18…, các tuyến đường vành đai, các trục đường hướng tâm thành phố Hà Nội, các hệ thống đường vào nhà máy thuỷ điện Sơn La, Lai Châu, Đồng Nai, Hàm Thuận, Thác Mơ…

2 Khảo sát thiết kế nhiều công trình cầu lớn đặc biệt như cầu vượt đầm Thị Nại (2470m), cầu Tân An (413m), cầu Đại Phước (520m) Khảo sát thiết kế một số hầm chui như hầm chui nút giao Kim Liên, hầm chui Trung tâm hội nghị quốc gia…

3 Tham gia một số công trình tại Lào, Cam Phu Chia

4 Liên danh, hợp tác cùng một số công ty nước ngoài như CHODAI, PCI, APECO, KEI, JBSI… tham gia các dự án có vốn đầu tư của WB, ADB, JBIC

5 Tham gia tư vấn giám sát thi công một số công trình trọng điểm như QL1A đoạn Trung Lương – Mỹ Thuận, đoạn Vinh – Đông Hà, cầu Thanh Trì, cầu Bính, cầu Cần Thơ, hầm Hải Vân…

6 Cung cấp nguồn nhân lực trình độ cao, chuyên nghiệp cho các dự án có vốn đầu tư nước ngoài

II Có nguồn nhân lực chuyên nghiệp, có trình độ cao:

Khác với các sản phẩm khác, chất lượng sản phẩm dịch vụ tư vấn thiết kế phụ thuộc chủ yếu vào kinh nghiệm, trình độ của hệ thống nhân lực tham gia dự án Chất lượng của hệ thống nhân lực tham gia dự án đóng vai trò quyết định đối với sự thành công của dự án và chất lượng của sản phẩm thiết kế Hiểu rõ điều này, Công ty Tư vấn thiết

kế Đường bộ đặt vấn đề phát triển nguồn nhân lực là chiến lược phát triển trọng tâm của công ty Hiện nay công ty có khoảng 240 người, trong đó có 5 thạc sỹ kỹ thuật,

159 kỹ sư chuyên ngành, số còn lại là kỹ thuật viên và công nhân khảo sát Nguồn nhân lực của công ty đạt tiêu chuẩn:

1 Luôn tự đào tạo và được đào tạo lại, đảm bảo tính chuyên nghiệp, hiện

đại

2 Có trình độ chuyên môn cao, giàu kinh ngiệm, 20% đảm nhận được các chức danh Chủ nhiệm dự án, Chủ nhiệm tổng thể, Chủ nhiệm đồ án, Chủ nhiệm hạng mục, Tư vấn giám sát trưởng

3 Sử dụng thành thạo các phần mềm chuyên dụng hiện đại như AutoCAD, Land Development Desktop, RM2000, GeoSlope Office, SAP2000…

4 Sử dụng thành thạo các thiết bị máy móc tiên tiến như máy toàn đạc

điện tử, máy đo GPS, thiết bị điện thám (VEP)…

5 Có kỷ luật lao động cao, hoạt động theo hệ thống quản lý chất lượng ISO 9001-2000 của công ty

III Có dây chuyền sản xuất tiên tiến và đồng bộ:

Để đảm bảo tính chuyên môn hoá cao, công ty được chia thành các bộ phận hoạt

động theo các chuyên ngành riêng, từ khảo sát thu thập số liệu địa hình, địa chất… đến thiết kế cầu, đường, tư vấn giám sát xây dựng…

Đa số các công việc thiết kế, xử lý số liệu cũng như quản lý của công ty đều được thực hiện trên máy tính, bằng các phần mềm chuyên dụng Hệ thống dữ liệu của công

ty được khai thác qua mạng máy tính nội bộ (LAN) và mạng Internet

IV Có hệ thống quản lý chất lượng tiên tiến:

Công ty Tư vấn thiết kế Đường bộ luôn duy trì và phát triển một hệ thống quản lý hướng khách hàng, đảm bảo sản phẩm dịch vụ tư vấn có chất lượng cao, phù hợp với nhu cầu của khách hàng, đảm bảo tiến độ và giải quyết tốt, kịp thời các khiếu nại của khách hàng, cụ thể:

1 Sử dụng hệ thống quản lý chất lượng lấy khách hàng làm trọng tâm – ISO9001-2000

2 Có bộ phận kiểm soát chất lượng độc lập với các bộ phận sản xuất kinh doanh, đảm bảo giảm thiểu lỗi, có biện pháp phòng ngừa và khắc phục kịp thời

V Có thị trường lớn, ổn định và không ngừng phát triển:

Các khách hàng truyền thống của công ty không chỉ là Bộ Giao thông vận tải, mà còn có Bộ Quốc phòng, Bộ Công nghiệp, Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, ủy ban nhân dân các tỉnh thành trong cả nước, và cả các công ty tư vấn xây dựng quốc tế

được chúng tôi cung cấp nguồn nhân lực

Thị trường của công ty, trong những năm gần đây, phát triển ổn định cho thấy uy tín của công ty không ngừng tăng cao, các sản phẩm dịch vụ tư vấn do công ty cung cấp

có chất lượng vượt trội và phù hợp với nhu cầu của khách hàng

VI Tình hình tài chính của công ty tăng trưởng mạnh trong những năm gần

đây:

Trong giai đoạn 2001 – 2005, doanh thu của công ty liên tục tăng trưởng, bình quân đạt 16% năm

Mét sè h×nh ¶nh vÒ c¸c c«ng tr×nh mµ Tæng C«ng ty tham gia :

CÇu Dakrong

- Tªn cÇu: CÇu DaKrong

- CÇu DaKrong n»m trªn quèc lé 14 b¾c qua s«ng Ba lßng thuéc tØnh Qu¶ng trÞ

- Quy m« c«ng tr×nh: CÇu d©y v¨ng dÇm thÐp liªn hîp b¶n bª t«ng mÆt cÇu, khæ cÇu B=9m

- Eo Cửa Lục, trên Quốc lộ 18 - Thành phố Hạ Long

- Cầu dây văng một mặt phẳng dây

- Chiều dài cầu 903m Khổ cầu 2.5+2x8+2.5(m)

 Hoạt tải ô tô HL-93, gồm tổ hợp của:

-Xe tải thiết kế kết hợp với tải trọng làn hoặc

-Xe hai trục thiết kế với tải trọng làn

Trong đó:

 Xe tải thiết kế:

3 5 k N 1 4 5 k N 1 4 5 k N

6 0 0 m m n ã i c h u n g 300m m m ót thõa cña m Æt cÇu

HÖ sè ¸p dông cho t¶i träng t¸c dông tÜnh ®−îc lÊy b»ng: (1 + IM/100)

Lùc xung kÝch kh«ng ®−îc ¸p dông cho t¶i träng bé hµnh hoÆc t¶i träng lµn thiÕt

kÕ

B¶ng - Lùc xung kÝch IM

Mèi nèi b¶n mÆt cÇu

TÊt c¶ c¸c tr¹ng th¸i giíi h¹n

75%

TÊt c¶ c¸c cÊu kiÖn kh¸c

Tr¹ng th¸i giíi h¹n mái vµ gißn

TÊt c¶ c¸c tr¹ng th¸i giíi h¹n kh¸c

Lực hãm nằm ngang theo phương dọc cầu, cách mặt cầu 1,8m

 Lực va xô của tàu thuyền CV

Lực va đâm thẳng tầu vào trụ tính theo công thức:

VB - Tốc độ gió giật cơ bản trong 3 giây với chu kỳ xuất hiện 100 năm thích

hợp với vùng tính gió có đặt cầu đang nghiên cứu, như quy định trong bảng 3.8.1.1-

1

S – Hệ số điều chỉnh đối với khu đất chịu gió và độ cao mặt cầu

 Gió tác dụng lên kết cấu

Theo phương ngang cầu:

PD = 0,0006.V2.At.Cd / 1,8At (KN) (3.8.1.2.1-1)

Trong đó: v – tốc độ gió thiết kế (m/s)

At – diện tích của kết cấu hay cấu kiện phải tính tải trọng gió ngang (m2)

Chỉ tính tải trọng gió thẳng đứng trong các trạng thái giói hạn không có gió tác dụng lên xe cộ, và chỉ khi hướng gió vuông góc với tim cầu Lực gió này tác dụng cùng với lực gió ngang

 Gió tác dụng lên hoạt tải WL

Gió tác dụng lên hoạt tải là tải trọng rải đều có cường độ 1,5kN/m, đặt cách mặt

+) K = Ka (hệ số áp lực đất chủ động ) nếu là tường chắn công xon

+) K = KO (hệ số áp lực đất tĩnh ) nếu là tường chắn trọng lực

+)δ : Góc ma sát giữa đất đắp và tường : δ = 24 0

+) β: Góc giữa phương đất đắp với phương ngang : β = 2 0

+) θ: Gócgiữa phương đất đắp với phương thẳng đứng : 0

90

θ =+) ϕ: Góc nội ma sát của đất đắp : ϕ = 35 0

+) ϕ: Góc nội ma sát của đất đắp nhỏ nhất : 0

30

ϕ=+) ϕ: Góc nội ma sát của đất đắp lớn nhất : ϕ= 40o

- Công thức tính áp lực đất do hoạt tải sau mố :

Trong đó :

+) H : Chiều cao tường chắn chịu áp lực đất

+) B : Bề rộng tường chắn chịu áp lực đất

B K

H

2 2

γ

=

B H h K

ϕ

sin 1ư

=

O

K

)sin(

.sin

)(sin

2

2

δθθ

ϕθ

).

sin(

) sin(

+

=

βθδθ

βϕδϕ

r

+) K : Hệ số áp lực đất chủ động

+) γ : Trọng lượng riêng của đất

+) heq : Chiều cao lớp đất tương đương của hoạt tải

- Chiều cao lớp đất tương đương của hoạt tải xác định theo chiều cao tường chắn :

Chiều cao tường chắn

Các trạng thái giới hạn và tổ hợp tải trọng

Khái niệm: Trạng thái giới hạn là trạng thái (mức độ) của kết cấu được đưa ra để so sánh khi vượt qua nó thì kết cấu được coi là hư hỏng, không còn thoả mãn yêu cầu thiết kế

Có thể đánh giá công trình cầu theo nhiều tiêu chí khác nhau từ đó hình thành nhiều trạng thái giới hạn khác nhau:

+ Nhóm các trạng thái giới hạn về cường độ chịu lực: Khi xảy ra chúng kết cấu cầu không còn khả năng chịu các tác dụng lực nữa như đứt gẫy, chảy dẻo vật liệu, mất ổn định…

+ Nhóm trạng thái giới hạn đặc biệt: Khi xảy ra chúng thì kết cấu không còn khả năng chống lại các tác động đặc biệt như động đất, va xô của tàu bè, va chạm của xe cộ…

+ Nhóm các trạng thái giới hạn về sử dụng: Khi vượt qua chúng thì kết cấu không đảm bảo các điều kiện khai thác bình thường như độ võng quá lớn, vết nứt quá lớn, rung động quá lớn…

+ Nhóm trạng thái giới hạn mỏi: Xét khả năng chịu tác tác động của tải trọng lặp, trùng phục

Kết cấu hay bộ phận kết cấu có thể chịu tác động của một tải trọng hay nhiều tải trọng một cách đồng thời có thể dẫn đến các trạng thái giới hạn Tập hợp của các tải trọng tác động đồng thời có thể gây bất lợi cho kết cấu gọi là Tổ hợp tải trọng Tiêu chuẩn TCN-272-01 yêu cầu xét các trạng thái giới hạn cùng với các tổ hợp tải trọng tương ứng dưới đây:

Trạng thái

giới hạn

Cường độ I Khả năng chịu lực của kết cấu dưới tác

dụng của tải trọng thẳng đứng

Xe và người, không

có gió Cường độ II Khả năng chịu lực của kết cấu dưới tác

dụng của tải trọng ngang

Gió có tốc độ lớn hơn 25m/s

Cường độ III Khả năng chịu lực của kết cấu dưới tác

dụng đồng thời của tải trọng thẳng đứng

và ngang

Xe và người bình thường kết hợp với gió có vận tốc 25m/s

Đặc biệt Khả năng chụi lực của kết cấu do các tác

Tất cả các tải trọng

có thể và gió có vận tốc 25m/s

Mỏi Khả năng phá hoại mỏi và đứt gẫy đột

Hệ số tải trọng: Hệ số xét đến chủ yếu là sự biến thiên của các tải trọng, sự thiếu chính xác trong phân tích và xác suất xảy ra cùng một lúc của các tải trọng khác nhau, nhưng cũng liên hệ đến những thống kê về sức kháng trong quá trình hiệu chỉnh

Hệ số tải trọng cho các tải trọng khác nhau bao gồm trong một tổ hợp tải trọng thiết kế được lấy như quy định trong Bảng 1-1

Mọi tập hợp con thoả đáng của các tổ hợp tải trọng phải được nghiên cứu

Bảng 1-1- Hệ số tải trọng

Cùng một lúc chỉ dùng một trong các tải trọng Trạng thái

DC = Tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi kết

cấu

DD = Tải trọng kéo xuống (xét hiện tương ma sát âm)

DW = Tải trọng bản thân của lớp phủ mặt cầu và các tiện ích công cộng

EH = Tải trọng áp lực đất nằm ngang

EL = Các hiệu ứng tích luỹ do phương pháp thi công

ES = Tải trọng đất chất thêm

LS = Hoạt tải chất thêm (áp lực đất do hoạt tải trên lăng thể trượt)

PL = Tải trọng người đi

Bảng 1-2 - Hệ số tải trọng dùng cho tải trọng thường xuyên, γγγγp

Hệ số tải trọng Loại tải trọng

I.2.Tĩnh không trên và dưới cầu

Khổ thông thuyền: Là khoảng không gian dưới cầu đảm bảo cho tầu bè đi lại, trong phạm vi này không bố trí bất kì chướng ngại vật nào cản trỏ tàu thuyền đi lại

Khổ thông thuyền phụ thuộc vào cấp sông do cục đường sông cung cấp Có thể tham khảo bảng 2.3.3.1.1

Khổ giới hạn đứng của đường bộ

Khổ giới hạn đứng của các kết cấu đường bộ phải phù hợp với tiêu chuẩn thiết kế đường Cần nghiên cứu khả năng giảm khổ giới hạn đứng do hiện tượng lún của kết cấu cầu vượt Nếu độ lớn dự kiến lớn hơn 25mm thì phải tính vào khổ giới hạn đứng của cầu

Khổ giới hạn ngang của đường bộ

Chiều rộng của cầu không được nhỏ hơn chiều rộng của đường đầu cầu bao gồm cả

lề hoặc bó vỉa, rãnh nước và lề người đi

I.3.Tiêu chuẩn vật liệu của bê tông, cốt thép, thép

Bê tông

Theo tiêu chuẩn AASHTO, BT được phân thành 8 cấp, các loại BT khác nhau về hàm lượng xi măng tối thiểu, tỉ lệ N/X, đường kính cốt liệu thô và cường độ chịu nén fc’ (với mẫu thử hình trụ có đường kính 150mm, bảo dưỡng 28 ngày) Với

kết cấu có nhiều cốt thép dùng BT loại A, BT loại B dùng cho bệ móng, thân trụ đặc

và tường chắn trọng lực không có hoặc có ít cốt thép

Bê tông có cường độ chịu nén lớn hơn 70Mpa chỉ được dùng khi có các thí nghiệm vật lý xác lập được các quan hệ giữa cường độ chịu nén của bê tông với các tính chất khác Không được dùng các loại bê tông có cường độ chịu nén ở 28 ngày thấp hơn 16 Mpa cho các loại kết cấu

Cường độ chịu nén của bê tông dự ứng lức và bản mặt cầu không được thấp hơn 28 Mpa

Cấp và tính chất của bê tông được thể hiện trong bảng sau :

Lượng

xi măng

Tỷ lệ N/X lớn nhất

Hàm lượng không khí

Kích thước cốt liệu theo AASHTO M43

Cường độ chịu nén

28 ngày Cấp bê

tông

Kích thước lỗ vuông sàng (mm)

25 đến 4,75 hoặc 19 đến 4,75

Như quy

định ở chỗ khác

2 Bê tông cấp B dùng cho móng, cọc lớn và tường trọng lực

3 Bê tông cấp C được dùng cho các kết cấu có mặt cắt mỏng như lan can

4 Bê tông cấp P được dùng khi cường độ bê tông yêu cầu vượt quâ 28Mpa

5 Bê tông cấp S để đổ bê tông bịt đáy

6 Bê tông tải trọng thấp nên dùng ở trong các trường hợp hạn chế trọng lượng của kết cấu

- Các loại cường độ bê tông:

+ Cường độ chịu nén của bê tông 28 ngày tuổi (f’ c ): Xác định bằng thí nghiệm chịu nén dọc trục đến phá hoại mẫu thử hình trụ có đường kính 150 mm và chiều cao 300 mm Bê tông sử dụng trong kết cấu cầu phải có cường độ chịu nén > 16 MPa

+ Cường độ chịu kéo khi uốn (f r ): Xác định bằng phương pháp uốn phẳng mẫu thử, trong trường hợp không thể tiến hành thí nghiệm có thể lấy như sau:

Đối với bê tông thường : '

Trong đó

Pcr : Lực ép chẻ phá hoại mẫu thử

L : Chiều dài mẫu thử

D : Đường kính mẫu thử hình trụ

hành và đem lại kết quả chính xác Do đó, đối với bê tông thường có thể sử dụng công thức tính toán gần đúng của Collin, Mitchell và Hsu :

quá nhỏ nên thường được bỏ qua Mô đun đàn hồi của bê tông khi chịu kéo có thể lấy theo trường hợp chịu nén 1,5 '

Giới hạn chảy danh định của cốt thép phải là tối thiểu như chỉ ra của cấp thép

đã chọn Trừ khi giới hạn chảy vượt quá 520 Mpa sẽ không dùng cho mục đích thiết

kế Ngoài ra chỉ được dùng thép có giới hạn chảy nhỏ hơn 420 Mpa khi có sự chấp thuận của chủ đầu tư

Đối với cốt thép DƯL phải thoả mãn bảng sau:

Thép

II.1.Hình trụ lỗ khoan địa chất khu vực

Nghiên cứu thăm dò dưới đất phải được tiến hành cho mỗi bộ phận của kết cấu phần dưới để cung cấp các thông tin cần thiết cho thiết kế và thi công các móng Quy trình thăm dò phải dựa vào các điều kiện dưới mặt đất, loại kết cấu và các yêu cầu của công trình Chương trình thăm dò phải đủ rộng để phát hiện bản chất và các dạng trầm tích đất và các thành tạo đá gặp phải, các tính chất công trình của đất đá, khả năng hoá lỏng và điều kiện nước ngầm

Các lỗ khoan phải được tiến hành tại các vị trí trụ và mố, phải đủ số lượng và chiều sâu để thiết lập được trắc dọc các địa tầng theo chiều dọc và chiều ngang một cách đáng tin cậy Các mẫu vật liệu gặp trong quá trình khoan phải được lấy và bảo quản để tham khảo và thí nghiệm sau này Nhật kí khoan phải đủ chi tiết để xác định

rõ các địa tầng, kết quả SPT, nước ngầm, hoạt động của nước giếng phun, nếu có, và các vị trí lấy mẫu

Phải chú ý đặc biệt đến việc phát hiện vỉa đất mềm yếu, hẹp có thể nằm ở biên giới các địa tầng

Nếu chủ đầu tư yêu cầu, các lỗ khoan và các hố thí nghiệm SPT phải được nút lại để ngăn ngừa nhiễm bẩn nghuồn nước ngầm

Nghiên cứu thăm dò phải được tiến hành đến lớp vật liệu tốt có khả năng chịu tải thích hợp hoặc chiều sâu tại đó các ứng suất phụ thêm do tải trọng đế móng ước tính nhỏ hơn 10% của ứng suất đất tầng phủ hữu hiệu hiện tại, chọn giá trị nào lớn hơn Nếu gặp đá gốc nông, lỗ khoan cần xuyên vào đá gốc tối thiểu 3000mm hoặc tới độ sâu đặt móng, lấy giá trị nào lớn hơn

Thí nghiệm trong phòng hoặc ngoài hiện trường phải được tiến hành để xác

định cường độ, biến dạng và các đặc tính chảy của đất hoặc đá và tính thích hợp của chúng cho dạng móng đã được lựa chọn

Tài liệu thực tế: Xem tài liệu kèm theo

II.2.Sức kháng của cọc theo tiêu chuẩn 22TCN272 – 05

Sức chịu tải của cọc theo vật liệu

Trong đó: ϕ - hệ số uốn dọc

fc’ – cường độ chịu nén của bê tông

fy’ – cường độ chịu kéo của thép

Ac,As – diện tích của bê tông, cốt thép

Sức chịu tải của cọc theo đất nền

QR=ϕqpQP+ϕqsQS (T) Trong đó:

85 , 0

 Thoả mãn các điều kiện gây ra bởi chướng ngại vật cần vượt

 Thuận lợi cho công tác thiết kế, thi công, khai thác, duy tu bảo dưỡng

 Cung cấp mức độ mong muốn về phục vụ vận tải và an toàn

 Giảm thiểu các tác động đến môi trường

Trong thực tế, việc xác định vị trí mố trụ cần dựa trên các khảo sát về địa

chất- thuỷ văn Có một số chú ý như sau:

Vị trí móng khi lựa chọn thì trước hết phải căn cứ vào phương án tuyến đó

được lập trước đấy để định vị trí sơ bộ Sau khi đã định được vị trí móng một cách sơ

bộ ta tiếp tục căn cứ vào tình hình địa chất khu vực đặt móng mố để điều chỉnh, để

đặt vị trí mố tốt nhất vừa đảm bảo khả năng chịu lực vừa không ảnh hưởng nhiều đến phương án tuyến và các phương án kỹ thuật liên quan

Vị trí trụ trong thực tế, khi thi công trên cạn thì chọn vị trí sẽ đơn giản hơn rất nhiều so với việc chọn vị trí trụ ở những đoạn cầu vượt dòng chảy Thi công trên cạn thì ta căn cứ vào báo cáo địa chất khu vực để xác định xem tại đấy có thể đặt trụ

được không, có dễ dàng cho việc thi công móng và cọc bên dưới

Khi thi công qua dòng chảy thì ngoài việc phải xem xét tình hình địa chất dưới nước rất phức tạp ta cũng phải căn cứ vào lưu lượng dòng chảy, phân bố dòng chảy để khi đặt trụ không làm thu hẹp dòng chảy gây xói lở hai bên bờ và trụ

 Khi xác định vị trí mố cần căn cứ vào vị trí mực nước cao nhất (MNCN-là mực nước lũ lớn nhất, xác định nhờ quan trắc thuỷ văn và được tính toán với tần số lũ thiết kế) Vị trí của mố sẽ căn cứ vào MNCN Trường hợp sông ở vùng đồng bằng thì MNCN có diện tích lớn, do đó chiều dài cầu lớn, khi đó cần so sánh giá thành cầu và nền đắp để quyết định có xây cầu tại vị trí đó không Khi mố bị lấn ra sông thì người ta cho phép diện tích thoát nước khi có cầu bằng 85% diện tích thoát nước thực tế thì lòng sông không bị xói và nước không bị dềnh.Tuy nhiên trong trường hợp này cần chú ý đến vấn đề xói lở tứ nón và chân khay (trong thực tế thường xử lý rất khó khăn khi gặp phải)

 Khi xác định vị trí đặt nhịp chính (dựa vào tim dòng chủ) cần dựa vào mực nước thấp nhất (MNTN – Là mực nước thấp nhất trong mùa cạn, xác định nhờ quan trắc thuỷ văn và được tính toán với tần xuất thiết kế).Trường hợp sông không có thông thuyền thì MNTN được xác định để tránh đặt trụ tại

vị trí đó vì trụ sẽ cao và giảm diện tích dòng chảy

II.4.Kích thước bệ cọc

Khoảng cách cọc: Khoảng cách tim tới tim cọc không được nhỏ hơn 750mm

hay 2,5 lần đường kính hay chiều rộng cọc (đối với cọc đóng) hay 3 lần đường kính cọc (đối với cọc khoan) nhằm tránh ảnh hưởng đến cọc lân cận, chọn giá trị nào lớn hơn Khoảng cách từ mặt bên của bất kì cọc nào tới mép gần nhất của móng phải lớn hơn 225mm.(Theo A10.7.1.5)

Bệ cọc có tác dụng liên kết các đầu cọc thành một khối để cùng tham gia chịu

tải trọng của công trình bên trên truyền xuống Tuỳ theo vị trí của bệ cọc so với mặt

đất bệ cọc được phân ra thành bệ cọc thấp và bệ cọc cao

 Bệ cọc thấp thường được áp dụng đối với những nơi cạn, mặt đất không bị xói

lở bởi các dòng nước trong mùa mưa, bệ cọc thường được chôn sâu trong đất với một độ sâu tuỳ thuộc vào tính chất chịu lực của đất xung quanh Loại bệ này có ưu điểm là làm cho cọc bớt tải trọng ngang mà đối với cọc đó là một loại lực nguy hiểm, đông thời nó còn ổn định và có biến dạng nhỏ hơn so với cọc bệ cao, tuy nhiên thường tốn vật liệu

 Bệ cọc cao thường áp dụng cho trụ cầu ở những nơi nước sâu như giữa lòng sông hoặc ở những khe cạn là nơi trụ cầu có chiều cao lớn, khi đó sẽ tiết kiệm

được vật liệu và thi công đơn giản hơn Tuy nhiên, bố trí bệ cọc càng cao thì

bệ cọc sẽ có chuyển vị càng lớn và cọc chịu nhiều lực hơn, vì vậy phải đóng nhiều cọc và tăng thêm cọc xiên

Bệ cọc đối với mố trụ cầu thường có chiều dầy từ 1 đến 3m Mặt trên của bệ được xác định tuỳ vào mặt bằng của kết cấu bên trên Đáy của bệ lấy kích thước tuỳ theo

số lượng cọc thiết kế Nói chung có thể căn cứ vào mặt bằng công trình bên trên mà

co mở rộng xuống với một góc 450

II.5.Vị trí mũi cọc, chiều sâu ngàm đầu cọc trong bệ

Vị trí mũi cọc: Phải căn cứ tình hình địa chất khu vực xây dựng để xác

định cao độ mũi cọc Các cao trình mũi cọc dự kiến phải phán ánh được cao độ tại

đó có thể đạt được khả năng chịu tải cực hạn cần thiết của cọc Cao độ mũi cọc phải phản ánh được độ xuyên vào đất cần thiết để chống đỡ các tải trọng ngang lên cọc, bao gồm xói lở nếu có hoặc độ xuyên qua các địa tầng không thích hợp ở phía trên Ngoài ra, khi đóng cọc xuyên qua nền đất đắp, phải đảm bảo ngập xuyên ít nhất là 3000mm qua lớp đất nguyên thuỷ trừ phi đến độ chối do gặp đá gốc hay gặp

địa tầng chịu lực đủ rắn ở một độ sâu ít hơn

Chiều sâu ngàm cọc trong bệ:

trong bệ móng sau khi đã dọn đi tất cả các vật liệu cọc hư hại Nếu như cọc được gắn với bệ móng bằng các thanh cốt thép chôn hay các tao, chúng phải được chôn sâu không nhỏ hơn 150mm vào bệ móng Khi rầm bêtông cốt thép được đúc tại chỗ

và được dùng như rầm mũ được đỡ bởi các cọc, lớp bêtông bảo vệ ở phía các cọc phải dày hơn 150mm, cộng thêm một lượng nhằm xét đến sự không thẳng cho phép,

và các cọc phải được thiết kế ít nhất ngàm sâu trong bệ cọc 150mm

đoạn dài không nhỏ hơn hoặc là một phần ba chiều dài cọc hoặc 2400mm, với tỉ lệ thép tối thiểu là 0,005 và bằng ít nhất là 4 thanh Cốt thép xoắn hoặc đai tương ứng phải dùng các thanh không nhỏ hơn 10 và đặt cách khoảng không quá 225mm, ngoại trừ đoạn chiều dài không nhỏ hơn 600mm hoặc 1,5 lần đường kính cọc phía

dưới cốt thép mũ ngoại cọc các khoảng cách không được vượt quá 75mm.(Theo A.5.13.4.6.2b)

III.Cấu tạo mố, trụ

III.1.Các dạng mố cầu và kích thước của nó

Các dạng mố cầu: điều 7.5 Quy trình AASHTO

Mố vùi :

Các mố vùi nằm tại hoặc gần đỉnh nền đường đắp vào cầu, với một chiều cao tường lưng đủ để thích nghi với chiều cao kết cấu và các gối cầu đặt trên bệ kê gối

Mố vùi một phần :

Các mố sâu một phần nằm ở khoảng nửa chiều cao mái dốc phía trước của nền

đường đắp vào cầu Tường lưng và các tường cánh cao hơn có thể giữ vật liệu đắp hoặc mái dốc nền đường đắp có thể tiếp tục sau tường lưng Trong trường hợp sau, phải thiết kế một tấm bản kết cấu hoặc một nhịp đầu cầu để vượt qua khoảng không trên mái dốc đắp và phải bố trí các tường che để che kín khu vực hở Phải bố trí lối vào kiểm tra cho tình huống này

Mố cao :

Các mố cao nằm ở khoảng không trước của nền đường đắp vào cầu, hạn chế khoảng trống dưới kết cấu

Mố liền :

Các mố liền được liên kết cứng với kết cấu bên trên và được đỡ trên một móng

mở rộng hoặc móng sâu có thể cho phép chuyển động nằm ngang cần thiết

Trong thực tế thi công thường phân thành một số dạng mố cầu sau:

- Cấu tạo mố nặng:

+ Mố chữ nhật là dạng mố cầu đơn giản nhất bằng đá xây hoặc bê tông Thoạt đầu,

cấu tạo mố bao gồm hai bộ phận là thân mố và móng đều có dạng chữ nhật đặc Toàn bộ thân và móng mố đều chôn trong nền đường đầu cầu Mố chữ nhật có khối lượng lớn, tốn vật liệu, tiếp nối giữa đường và cầu không đảm bảo êm thuận xe chạy Ngoài ra, các bộ phận bằng thép của kết cấu nhịp vùi trong nền đất dễ bị gỉ Loại mố này chỉ áp dụng cho các cầu nhịp nhỏ, lòng sông không sâu

Khi lớp địa chất tốt nằm gần mặt đất tự nhiên có thể áp dụng loại mố kê, là một dạng mố chữ nhật có chiều cao thấp Với mố kê, thân mó đồng thời giữ vai trò mũ

mố để kê đỡ kết cấu nhịp và tựa lên móng trên nền thiên nhiên

Để tránh hiện tượng đất phủ đầu dầm và gối cầu, mố được cấu tạo tường đỉnh và tường đai Ngoài ra để giữ ổn định cho nền đường đắp đầu cầu, khi cần thiết mố kê cũng được cấu tạo thêm tường cánh

Nhìn chung, mố chữ nhật là loại kết cấu có phạm vi sử dụng hạn chế do những nhược điểm về cấu tạo và đặc biệt là rất tốn vật liệu Trong thực tế, với các cầu khổ hẹp đôi khi người ta vẫn sử dụng mố chữ nhật với cấu tạo hoàn chỉnh hơn : mố có cấu tạo tường đỉnh, chiều dài mố đủ để phần đuôi mố chôn vào đường đầu cầu và

đảm bảo điều kiện ổn định khi chịu lực Bề mặt thân mố được vuốt dốc dần độ cứng

+ Mố chữ U : Khi chiều cao mố lớn và cầu có khổ rộng, để giảm bớt vật liệu cho

mố chữ nhật người ta khoét rỗng phần trong thân mố, bằng cách đó mố trở thành mố chữ U

Mố chữ U là loại mố toàn khối bằng đá xây hoặc bê tông, được áp dụng phổ biến khi chiều cao đất đắp từ 4 – 6 m ( cá biệt từ 8 – 10 m )

Mũ mố chịu trực tiếp áp lực từ kết cấu nhịp nên thường làm bằng bê tông cốt thép mác M 200 – 250

Bên cạnh chức năng chính là đỡ mũ mố, thân mố cũng làm nhiệm vụ tường chắn giữ cho đất nền đường đầu cầu không bị sụt về phía sông Do đó, ngoài áp lực thẳng

đứng tường thân mố cũng chịu áp lực ngang của đất ( theo phương dọc cầu) Chiều dày tường thân mố thay đổi theo chiều cao mà mặt trước thường được cấu tạo thẳng

đứng

Tường cánh mố làm nhiệm vụ giữ đất đắp bên trong được ổn định, đồng thời liên kết với thân mố làm cho khả năng chịu lực của mố tốt hơn Tường cánh được làm thẳng góc và liền khối với tường thân mố, chiều dày của nó tăng dần từ trên xuống và tựa trên bệ móng

Để giữ ổn định cho đỉnh khối phẩn tư nón và nối tiếp chắc chắn giữa đường với cầu, đuôi tường cánh phải ngàm sâu trong nền đường đầu cầu tối thiểu 0,65m ( khi chiều cao đất đắp nhỏ hơn 6m) và 1,0m ( khi chiều cao đất đắp lớn hơn 6m) Chiều rộng mố có thể làm bằng chiều rộng cầu, tuy nhiên để tiết kiệm vật liệu thường chỉ làm bằng bề rộng phần đường xe chạy Khi đó, phần đường bộ hành trên mố sẽ có dạng bản nút thừa ngàm vào tường cánh

Mố có thể đặt trên nền thiên nhiên hay nền cọc, giêng chìm tùy theo điều kiện

địa chất

Mố chữ U cho phép giảm đáng kể khối lượng vật liệu so với mố chữ nhật, khả năng chịu lực tốt, ổn định chống lật , chống trượt cao vì thế được áp dụng khá rộng rãi trong cầu đường bộ và cầu đường sắt có khổ rộng Hiện nay phạm vi đó có phần thu hẹp do sử dụng các mố trụ bê tông cốt thép tiết kiệm vật liệu hơn

Trong các cầu đường sắt khổ đơn có chiều cao mố lớn, thường áp dụng các loại

áp dụng khi chiều cao đất đắp từ 4 – 6 m Cấu tạo của loại mố này cơ bản giống mố chữ U, chỉ khác là tường cánh được đặt xiên góc với tường trước và hướng về phía nền đường Vì diện tích chắn đất giảm và không chịu áp lực đất đẩy ngang do hoạt

tải nên khối lượng tường cánh xiên có thể giảm đi Tường cánh xiên còn có tác dụng hướng cho dòng chảy êm thuận, tránh xói lở nền đường Để tránh xuất hiện vết nứt do lún không đều, tường trước và tường cánh xiên có thể được cấu tạo độc lập,

kể cả phần móng

Mặc dù tiết kiệm vật liệu tường cánh, nhưng mố có tường cánh xiên làm việc bất lợi hơn kết cấu có tường cánh dọc, đặc biệt là điều kiện ổn định chống lật của tường trước Vì thế, mố tường cánh xiên hiện nay ít sử dụng, trừ một số trường hợp khi làm cầu qua đường trong thành phố để đảm bảo giao thông tuyến đường dưới

đường và yêu cầu mỹ quan

Với chiều cao đất đắp từ 5 – 6 m trở lên ( có thể tới 20 ), mố chữ U không còn thích hợp do khối lượng vật liệu quá lớn, khi đó người ta chuyển sang sử dụng Mố Vùi Tường thân mố được vùi trong mô đất đường đầu cầu do kích thước mố có thể làm giảm đáng kể Tường cánh của mố vùi có cấu tạo hẫng và ngàm vào tường trước Chiều dài của tường cánh ngắn, đủ để đảm bảo độ chôn sâu vào nền đường theo quy định

Tường cánh làm việc chịu uốn theo phương thẳng đứng dưới tác dụng của trọng lượng bản thân và theo phương ngang do áp lực đẩy ngang của đất Vì thế, tường cánh được làm bằng bê tông cốt thép có kích thước tăng dần theo chiều cao và

từ đầu mút tới tường trước Cốt thép thường được bố trí dạng lưới, đường kính thanh

từ 14 – 16 mm

Để tăng khả năng ổn định chống lật, thân mố được làm choãi ra phía trước Chiều dày tường thân mố tăng dần từ trên xuống với độ nghiêng của mặt trước từ 3:1

đến 2:1, ở mặt sau từ 12:1 đến 5:1 Độ dốc ta luy của khối nón ở phần tiếp giáp với mặt bên mố lấy bằng 1:1 tới 1:1,25, phần ngập nước có độ dốc không vượt quá 1:1,5 Điểm giao của khối nón với mặt trước của mố vùi phải cao hơn MNCN tối thiểu 0,5 m để không bị xói lở ở đỉnh ta luy Trong kết cấu mố vùi, do toàn bộ phận thân mố chôn trong nền đắp và phần lớn mô đất hình nón nằm ở phía trước mố nên tác dụng chắn đất của tường trước không còn ý nghĩa quan trọng như trong mố chữ

U Do đó, để tiết kiệm vật liệu người ta thường thay thế tường trước bằng các tường dọc cầu đỡ phần mũ mố Loại mố này được gọi là mố vùi tường

So với mố chữ U, mố vùi có khả năng tiết kiệm vật liệu hơn, nhất là khi chiều cao mố lớn Nhưng do mô đất trước mố lấn ra phía sông làm thu hẹp dòng chảy nên khi phải kéo dài nhịp để đảm bảo khẩu độ thoát nước, dẫn đến tăng chi phí phần kết cấu nhịp Do đó, khi lựa chọn phương án mố cần phải so sánh một cách đầy đủ về nhiều phương diện

trò như móng trên nền thiên nhiên thì trị số này vào khoảng 0,4 – 1 m Mũ mố có dạng bản mỏng bê tông cốt thép nối với tường đỉnh, tựa trên tường trước và các tường chống Chiều dày của tường trước được xác định trên cơ sở chịu lực, thường từ 0,15 – 0,4 m Khác với mố chữ U dạng mố nặng toàn khối, ở đây tường trước bằng

bê tông cốt thép có khả năng chịu uốn nên chiều dày có thể giảm được khá nhiều Các tường chống có tác dụng như những sườn tăng cường để cải thiện điều kiện chịu lực cho tường trước và tăng độ cứng chung cho toàn mố Để giảm khối lượng cánh

và bệ mố, phần trên của tường cánh được cấu tạo hẫng Chiều dài của tường cánh bao gồm phần tựa trên bệ mố ( khoảng một phần hai chiều cao đất đắp ) và phần hẫng đủ để vùi vào nền đường tối thiểu 0,75 m Trên phương ngang cấu tạo một tường mỏng liên kết tường cánh với tường chống tạo thành một khoang kín, như thế tạo điều kiện làm việc của tường cánh sẽ tốt hơn Khi thoát nước cho phần đất đắp trong khoang kín

Mố chữ U tường mỏng có khối lượng bê tông nhỏ hơn nhiều so với mố nặng nhưng tốn kém cốt thép, thi công phức tạp và thời gian thi công kéo dài Trong thực

tế, loại mố này ít được áp dụng

lớn trong kết cấu mố vùi toàn khối như đã nói ở trên, ở đây thân mố gồm các tường mỏng bằng bê tông cốt thép Mũ mố cấu tạo như một dầm bê tông cốt thép tựa trên các tường dọc Số lượng, khoảng cách giữa các tường phụ thuộc vào chiều rộng cầu

và chiều cao mố Khi bố trí các tường dọc cần tránh cho mũ mố chịu uốn quá lớn,

đồng thời hạn chế tăng số lượng tường dọc để giảm khối lượng vật liệu

trước bố trí xiên về phía dòng sông Loại mố này cho phép giảm vật liệu một cách

đáng kể và áp dụng khi chiều cao đất đắp từ 4 -10 m

Nếu mố có kết cấu móng cọc thì cấu tạo mố chân dê rất đơn giản Khi đó không cần cấu tạo bệ mố mà các hàng cọc móng được kéo dài và liên kết trực tiếp với xà mũ Hàng cọc trước thường được đóng với độ xiên 1 : 4 đến 1 : 7 Xà mũ có thể lắp ghép hoặc đổ tại chỗ, tuy nhiên trong thực tế để đảm bảo liên kết chắc chắn giữa cọc với xà mũ và khắc phục các sai lệch trong công đoạn đóng cọc, xà mũ thường được đổ bê tông tại chỗ

– 40x40 cm được liên kết với nhau bằng xà mũ bê tông cốt thép Loại mố này áp dụng cho các cầu nhịp nhỏ khi chiều cao đất đắp từ 2 – 4 m Trường hợp đất đắp có chiều cao lớn, với cầu đường sắt hoặc cầu trên đường ô tô khổ rộng có thể áp dụng loại mố cột Thân mố bằng các cột tròn bê tông cốt thép có đường kính từ 0,8 – 2

m hoặc kết hợp sử dụng kết cấu móng cọc ống, cọc khoan nhồi

III.2.Bố trí cốt thép trong mố chữ U

48-10-D16-150 EF

80-19-D16-150NF

80-11-D32-150FF 80-12-D25-150NF 80-17-D16-150

06 01

10 10

03

06-D16-150 06 80-12-D25-150 18-D16-600 10-D16-150 10-D16-150

13

8-21-D16-150 80-17-D16-150 10

12-D16-150

13 13

21 21 10

15-D12 13-D16-150 80-19-D16-150

13-26-D25-150FF 13-27-D16-150NF

16-28a-D25-150FF 16-29a-D16-150NF

08-30-D16-150EF 37-31-D16-150EF

8-32-D12-150EF 9-33 D12-150EF

30-34-D12-150 30-35-D12-150

I I

II II

III

III

6-25a-D16-150NF 6-24a-D22-150FF

11-27-D16-150EF

(TL: 1/75)

13-28b-D25-150FF 13-29b-D16-150NF

3-36a-D25

3-36b-D25

37-D10-200 Lưới L1 03

600

600

III.3.Các dạng trụ cầu và kích thước

Các dạng trụ cầu: (điều 7.3.1Quy trình AASHTO)

Các trụ tường đặc :

Thường được thiết kế như các cột với các lực và mô men tác động đối với trục yếu và như trụ đối với các lực và mô men tác động đối với trục khoẻ Chúng có thể

có khớp, ngàm hoặc tự do ở đỉnh và thông thường ngàm ở chân Các loại ngắn, mập thường làm khớp ở chân để loại trừ các mô men cao có thể phát triển khi ngàm Trước đây các loại thiết kế khối lớn được xem như loại trọng lực

Các trụ tường đôi :

Các thiết kế mới đây gồm có các tường đôi, cách nhau theo phương xe chạy

để làm chỗ gối ở mặt dưới liên tục của các tiết diện kết cấu bên trên là hình hộp bê tông Các tường này hợp thành một thể thống nhất với kết cấu bên trên và cũng phải thiết kế với các mô men của kết cấu bên trên do hoạt tải và các điều kiện xây lắp gây

ra

Các trụ kiểu giá đỡ :

Gồm có hai hoặc nhiều cột cách nhau theo chiều ngang có các tiết diện ngang đặc khác nhau và loại này được thiết kế làm việc như khung đối với các lực tác động vào trục khoẻ của trụ Chúng thường ngàm tại chân trụ và hoặc liên kết với kết cấu bên trên hoặc có mũ trụ trên đỉnh trụ Cột có thể được đỡ trên một đế móng

mở rộng hoặc trên cọc, hoặc trên một thân tường đặc, hoặc chúng có thể là các đoạn kéo dài của các cọc đóng hoặc khoan nhô lên trên mặt đất thiên nhiên

Các trụ cột đơn :

Thường gọi là trụ " T " hoặc trụ có đầu mở rộng, thường được đỡ ở chân bởi một đế móng mở rộng hoặc đế móng cọc, và có thể hoặc là liền với kết cấu bên trên, hoặc là gối đỡ độc lập Tiết diện ngang của chúng có thể có hình dạng khác nhau và cột có thể hình lăng trụ hoặc loe để tạo hình mũ trụ hoặc để hoà hợp với hình dạng tiết diện của tiết diện ngang kết cấu bên trên Loại trụ này có thể tránh các vấn đề phức tạp của các gối đỡ xiên nếu tạo thành khung liền với kết cấu bên trên và vẻ ngoài của chúng ăn ý với kết cấu trên làm giảm tính nặng nề

Trong thực tế thi công thường phân thành một số dạng trụ sau:

- Cấu tạo trụ cầu toàn khối

Trụ nặng thường có dạng một tường dày để đỡ kết cấu nhịp Chiều dày của thân trụ theo hướng ngang cầu thường lấy nhỏ hơn mũ trụ mỗi bên từ 10 – 15 cm hoặc cũng có thể lấy bằng mũ trụ Vì thân trụ đặc nên mũ trụ chịu ép mặt, bố trí cốt thép theo cấu tạo và theo chịu ép cục bộ

Nếu chiều cao trụ không lớn từ 10 – 20 m và nhịp đến 40 m, thân trụ có thể làm vách thẳng, tiết diện thân trụ không thay đổi từ trên xuống dưới, tạo thuận lợi cho thi công Chiều rộng thân trụ có thể lấy bằng 1/5 chiều cao từ đỉnh trụ đến đỉnh móng

Với trụ có chiều cao lớn hơn, vách trụ có thể nghiêng so vói phương thẳng

đứng 20 :1 đến 40 : 1 để mở rộng kích thước theo yêu cầu chịu lực

Trụ nặng thường được đúc tại chỗ bằng bê tông hoặc bê tông đá hộc Nếu vị trí cầu gần nơi khai thác đá, có thể làm trụ đá xây

Trong các trụ cầu dầm liên tục bằng BTCTDUL thi công theo phương pháp hẫng, kích thước trụ theo phương dọc cầu phải chọn lựa thích hợp để đảm bảo ổn

định chống lật của kết cấu nhịp trong quá trình đổ bê tông không đối xứng của các phân đoạn

Tùy theo chiều dài nhịp đúc hẫng, chiều rộng thân trụ có thể từ 2,5 đến 3 m Thân trụ bằng BTCT, đúc tại chỗ có thể đặc hoặc rỗng

Trụ đặc toàn khối có thể có mũ trụ không có hình dạng phân biệt với thân trụ, khi đó mũ trụ là một phần của thân trụ kéo dài nhưng vẫn có cấu tạo, chức năng và nguyên tắc bố trí cốt thép theo quy định chung của mũ trụ

Trong các cầu chiều dài nhịp nhỏ và trung L = 15 – 40 m, để giảm bớt khối lượng vật liệu, tăng nhanh tốc độ thi công, người ta còn áp dụng trụ toàn khối thân cột bằng BTCT

Trụ cầu dẫn có thể dùng tiết diện chữ nhật Mũ trụ có dạng hình chữ T ngược ( để không nhìn thấy mũ trụ ) Trên dầm mũ đỡ dầm Super T có chiều dài nhịp gần

40 m, đầu dầm có cắt khấc Tiết diện thân cột trụ hình chữ nhật kích thước 1,2x3,5

m

Thân trụ đặc trên các móng riêng Mỗi móng gồm 10 cọc BTCT tiết diện 40x40 cm đóng sâu khoảng 40 m Cốt thép chủ của cột thân trụ đặt tong cụm hai thanh, có đường kính d = 25 mm viền theo chu vi cột, cách nhau 15 cm Cốt thép đai

có đường kính 16 mm đặt cách nhau 20 cm Cốt thép chủ của dầm mũ có đường kính d = 32 – 36 mm

120 95

120 120

E1 E2

a b

a b

1/ 2 mặt c h ín h 1/ 2 mặt c ắt II-ii 1/ 2 mặt bê n 1/ 2 mặt c ắt I-i

III

250 250

10

-15.998 (-21.998)

-4.098 -1.098

450

1080/2=540 780/2=390

Để giảm bớt khối lượng vật liệu thân trụ và giảm tải trọng bản thân tác dụng xuống

móng, có thể thu hẹp kích thước thân trụ so với mũ trụ Như vậy mũ trụ sẽ có dạng

một dầm hẫng, đối xứng qua tim cầu

Chiều dài của trụ thân hẹp chỉ vào khoảng 45 – 70 % so với trụ nặng, thân

rỗng Chiều dài đoạn hẫng của mũ trụ có thể từ 1,5 ~ 3 m hoặc hơn nữa

Vách trụ thân hẹp có thể đặt thẳng đứng, với trụ cao có thể đặt nghiêng 20:1

~ 30:1 để đảm bảo yêu cầu chịu lực Thân trụ đặc có thể bố trí các lưới cốt thép để

tăng cường khả năng chịu lực và chống nứt do co ngót và nhiệt độ của bê tông

So với trụ nặng, trụ thân hẹp có thể tiết kiệm được 40 – 50 % vật liệu cho cả

thân trụ và móng Ngoài ra về mặt kiến trúc nó còn tạo dáng thanh mảnh hơn với trụ

nặng Tuy nhiên, khối lượng bê tông và cốt thép mũ trụ lại tăng Các trụ thân hẹp

hiện nay đang được áp dụng rộng rãi cho các cầu đường ô tô nhịp từ 15 – 150 cm

- Cấu tạo trụ cầu lắp ghép và bán lắp ghép

trong xưởng bằng bê tông hoặc BTCT đặc hoặc rỗng Trong quá trình lắp ráp các

khối được liên kết với nhau bằng xi măng giống như kết cấu xây kích thước lớn Nếu

móng đặt trực tiếp trên nền thiên nhiên thì trụ có thể lắp ghép từ móng đến mũ trụ

Nếu bệ móng đặt trên móng cọc hoặc giêng chìm thì phần lắp ghép chỉ được thực hiên từ thân trụ trở lên

Việc phân chia các khối lắp ghép của trụ phụ thuộc vào phương tiện vận chuyển và thiết bị cẩu lắp, nếu ding các khối nhỏ thì trọng lượng mỗi khối từ 2 – 6 tấn Nếu ding các khối lớn với cần cẩu lớn ( sử dụng cần cẩu lắp kết cấu nhịp ) thì trọng lượng mỗi khối có thể đến 25 tấn

Khi phân khối và lắp ráp cần bố trí dao cho các mạch đứng không bị trùng nhau Chiều cao các khối phụ thuộc vào chiều rộng trụ và thường lấy bằng chiều rộng trụ Chiều rộng trụ thường lấy hơn 1/5 chiều cao trụ Để tiêu chuẩn hóa và giảm số mã khối lắp ghép, với trụ thấp có thể làm một tầng có chiều rộng trụ không

đổi, còn khi chiều cao lớn thì phải làm nhiều tầng, có kích thước khác nhau

Các khối đặc được chế tạo bằng bê tông mác 170 – 200 Khối lượng lắp ghép phải được chế tạo bằng bê tông mác 250 – 300 Các khối rỗng sau khi đặt vào vị trí

có thể độn ruột bằng bê tông mác thấp hơn

+ Trụ thân hẹp lắp ghép và bán lắp ghép :

Đối với trụ cầu nhỏ, cầu trung cũng như các trụ cầu ô tô ở các sông không có tàu bè qua lại, thì áp dụng trụ thân hẹp lắp ghép rất thuận lợi vì giảm được trọng lượng các khối lắp ghép, giảm khối lượng vật liệu thân trụ, móng trụ … Do đó kích thước thân trụ được thu hẹp nên việc phân khối tương đối thuận lợi, có thể phân khối theo các mặt cắt ngang thân trụ hoặc theo các mặt cắt đứng

- Cấu tạo trụ cầu qua đường và cầu cạn

+ Trụ cầu gồm một hoặc nhiều cột nhỏ không có xà mũ :

Các cột có thể dùng tiết diện chữ nhật, đa giác hoặc tròn với đường kính từ 0,5 – 1 m Cột có mặt cắt đều hoặc vuốt nhỏ về một đầu, tùy theo yêu cầu mỹ thuật trong thiết kế

Các cột trụ có thể ngàm cứng vào móng, nối khớp ở đầu trên hoặc ngàm ở cả hai đầu trụ Cũng có trường hợp trụ có liên kết khớp ở cả đầu trên và đầu dưới Trong trường hợp này trụ chỉ chịu lực nén dọc trục nhưng không chịu được lực ngang Rất hiếm sử dụng trụ có liên kết khớp với móng và ngàm vào kết cấu nhịp Các trụ cầu gồm một hoặc một vài cột nhỏ thường được dùng trong các cầu có kết cấu nhịp kiểu bản, kiểu mặt cắt ngang hình hộp có bề rộng không lớn hoặc kiểu kết cấu có sườn tăng với số lượng từ 2 -4 sườn trên mặt cắt ngang Trong những trường hợp này cột trực tiếp chống vào kết cấu nhịp mà không cần có xà mũ Kết cấu trụ không có xà mũ tạo cho trụ và kết cấu nhịp có vẻ hài hòa Trong thiết kế, thường sử dụng kiểu cột đúc sẵn lắp ghép có mặt cắt đặc hoặc rỗng Cột cũng có thể bằng BTCT có mặt cắt đặc chôn vào móng đổ tại chỗ

Tại đầu cột phải có chỗ để đặt gối cầu đặt trực tiếp vào bê tông của cột trụ Trong trường hợp cột rỗng thì phải nhồi bê tông tại chỗ một đoạn ở đầu cột có bố trí cốt thép tương ứng để lấy chỗ đặt gối

Muốn liên kết cứng các cột vào kết cấu nhịp hoặc với móng đã đúc, người ta

để những thanh cốt thép chờ, hàn chúng với những thanh cốt thép ở kết cấu nhịp hoặc ở móng rồi đổ bê tông liền khối

Cấu tạo cốt thép của một cột gồm các thanh cốt thép dọc và các cốt thép ngang Cốt thép dọc không cần có dự ứng lực vì cột chịu lực nén dọc lớn Cốt thép ngang gồm kiểu đai kín hoặc đai xoắn ốc được đặt theo yêu cầu cấu tạo của cấu kiện

bê tông cốt thép chịu nén Các khối móng trụ cầu bằng BTCT có thể chế tạo sẵn lắp ghép hoặc đúc tại chỗ Trường hợp bệ móng lắp ghép thường được cấu tạo kiều hình

ốc

Trong một trụ khối móng có thể dùng đỡ tất cả các cột trụ, hoặc gồm nhiều khối nhỏ đỡ riêng từng cột, tùy theo điều kiện địa chất và bề rộng của cầu mà quyết

định

+ Trụ cầu kiểu một cột :

Trụ kiểu một cột thường được dùng cho kết cấu nhịp mặt cắt kiểu hình nấm, ít dùng với kết cấu nhịp kiểu bản Cột thường có dạng mặt cắt tròn không đổi dọc theo chiều dài cột, đường kính từ 1 – 6 m mặt cắt đặc hoặc rỗng

Trường hợp sử dụng cột trong cầu cạn kiểu khung, cột được liên kết cứng với móng và kết cấu nhịp Còn trong trường hợp khác, các cột đường kính 1,5 – 2 m có thể làm việc theo kiểu trụ lắc bằng cách đặt ở đầu trên và đầu dưới của cột hai gối cầu cho phép cột quay theo phương nằm ngang

Trong các cầu cạn, dầm liên tục, trên đỉnh cột người ta thường đặt các gối kiểu tựa điểm, tựa 1 trục hoặc 2 trục

Với các cột phân nhánh, người ta đặt các gối cầu ở đỉnh các nhánh khi cột phân hai nhánh, kết cấu nhịp tựa trên trụ theo 1 trục; khi phân 3 nhánh hoặc nhiều hơn, kết cấu nhịp tựa theo các trục kép Các đầu nhánh có thể không đặt gối mà làm liền khối với kết cấu nhịp, khi đó các nhánh thường cấu tạo khá mảnh để chúng làm việc như một khớp giả, chỉ truyền lực dọc trục

Các trụ kiểu cột thường không dùng xà mũ, các cột đỡ trực tiếp vào kết cấu nhịp

Các cột thường đặt từng cái dưới kết cấu nhịp, ít dùng kiểu hàng cột gồm vài cái

Cột đổ tại chỗ thường dùng tiết diện đặc hoặc rỗng Các cột lắp ghép thường làm rỗng Cột lắp ghép cao, được lắp bằng các đốt cột ống rồi đổ bê tông tại chỗ lấp lòng cột

Cốt thép trong cột có thể dùng cốt thép thường hoặc cốt thép dự ứng lực, tùy trường hợp cột chịu mô men uốn ít hay nhiều, các bó cốt thép cường độ cao bố trí trong các rãnh hoặc lỗ ở trong thân cột và khi đúc bê tông xong thì căng kéo thép tạo dự ứng lực Neo ở bên dưới của thép dự ứng lực là neo câm, chôn trong khối móng trụ cầu Trường hợp cột ngàm cứng vào trong kết cấu nhịp thì các bó thép đi

từ trụ sẽ được neo vào kết cấu nhịp ở vị trí vách ngăn tại trụ

Cốt thép cột gồm các thanh thẳng đứng, đặt dọc mép tiết diện cột và các cốt thép ngang kiểu vòng kín hoặc vòng xoắn ốc Phần trên cột được đặt các thanh hình nan quạt và những thanh hoặc lưới chịu lực tập trung ở những chỗ thắt hẹp của kết cấu còn đặt các khung thép hình côn

Trong các cầu cạn có kết cấu nhịp liên tục hoặc khung nằm trên đường cong

có bán kính cong nhỏ, có thể phát sinh mô men xoắn do trọng lượng bản thân và hoạt tải Để làm giảm mô men, các cột có thể bố trí lệch tâm đối với tim cầu về phía lưng đường cong

người ta thường dùng trụ kiểu tường hoặc khung Khi thân trụ có bề dày c nhỏ hơn 5 lần trở lên so với chiều rộng b của nó thì trụ được coi là trụ kiểu tường

Trụ có mặt cắt ngang thân tường hình chữ nhật và bề rộng tường không thay

đổi theo chiều cao là trụ tường đơn giản nhất, nhưng cũng có thể xây dựng tường có

bề rộng thay đổi chiều cao

Tùy theo tỷ số giữa bề dày và chiều cao tường, trụ tường được coi là mềm hoặc cứng, khi chịu lực uốn dọc trụ cầu

Với những trụ cầu cao 4 -5 m, với chiều dày tường 15 -25 cm, trụ được coi là mềm Nếu bề dày lớn hơn 40 cm, coi là kết cấu cứng Tường cứng phải chịu các lực dọc cầu theo phương nằm ngang do hoạt tải và sự thay đổi nhiệt độ trong kết cấu nhịp gây ra Tường mềm hầu như không chịu những lực này và các trụ cứng phải chịu hết hoặc những lực này phân bố cho nhóm các tường mềm cũng chịu

Theo phương ngang cầu, đối với các lực nằm ngang mọi trụ tường đều được coi là cứng

Với kết cấu nhịp khổ rộng, trên mặt cắt ngang cầu người ta có thể xây dựng hai tường hoặc nhiều hơn Có khi sử dụng các tường hẹp, có vút hẫng và phân nhánh

Mặt cắt ngang trụ tường có thể sử dụng kiểu bản có sườn để tăng độ cứng cho trụ cầu theo cả hai phương Đỉnh các sườn là nơi đặt gối cầu Cốt thép của tường gồm các thanh thép đứng, đặt theo chu vi mặt cắt trụ và các thanh thép cấu tạo đặt nằm ngang Đầu dưới của cốt thép chịu lực được chôn vào móng Để tạo ra kết cấu chốt giả bê tông cốt thép tại mặt cắt chân tường, cốt thép được uốn nghiêng và giao chéo nhau Phía trên đỉnh tường muốn có phần hẫng ra hai bên thì cần bố trí khung cốt thép chạy suet chiều rộng tường ở đoạn đầu hẫng có cốt thép nằm ngang đặt ở phía trên và cốt thép nghiêng

Cốt thép của tường có chia nhánh, căn cứ vào cách liên kết nhánh với kết cấu nhịp mà có cấu tạo khác nhau :

- Nếu đổ tại chỗ liên kết chỉ sinh ra lực pháp tuyến thì cần bố trí cốt thép đặt dọc để chịu lực và có các đai ngang

- Nếu nhánh chịu mô men uốn và lực nén thì có thể phải sử dụng đến các bó cốt thép dự ứng lực

- Để giảm mô men uốn trong các mặt cắt nhánh, người ta dùng một thanh kim loại căng nối hai đầu thanh với nhau

+ Trụ cầu kiểu khung :

Trụ cầu kiểu khung thường được dùng cho kết cấu nhịp có sườn, ít khi dùng với kết cấu nhịp bản hoặc nhịp có mặt cắt hình hộp, trụ khung có kiểu toàn khối

đúc tại chỗ, có kiểu lắp ghép và bán lắp ghép Khung kiểu toàn khối thường gồm hai cột và một xà mũ Cột nghiêng hoặc thẳng đứng, liên kết ngàm cứng hoặc liên kết khớp với móng Thanh cột nghiêng, nằm trong mặt phẳng của mặt cắt ngang cầu, chân cột choãI ra ngoài hoặc thu vào phía trong

Xà mũ của thanh có thể bố trí dưới kết cấu nhịp hoặc chìm trong chiều cao kết cấu nhịp

Tùy theo sự làm việc của trụ khung mà bố trí cốt thép dự ứng lực hoặc cốt thép thường hoặc cả hai loại

Lực ngang do thanh trụ của khung truyền cho móng, do khối móng chịu Bộ phận móng, trong phạm vi chịu lực từ cột trụ truyền sang phải đặt lưới cốt thép tăng cường Nếu móng dưới cột trụ đặt riêng rẽ thì giữa chúng có thể bố trí thanh giằng bằng thép bọc bê tông hoặc các cấu kiện thép dự ứng lực

Các trụ khung toàn khối của cầu cạn có thể áp dụng khung kín với hình dáng khác nhau tùy theo yêu cầu kiến trúc Trụ cầu khung toàn khối của cầu cạn có cấu tạo khá phức tạp khi vượt qua các tuyến đường khác Do điều kiện thông xe không cho phép cấu tạo các trụ như nhau và theo yêu cầu phải đưa điểm tựa trên móng ra ngoài phạm vi đường xe chạy nên các cột trụ có độ nghiêng khác nhau

và thanh ngang bên trên phải có nhịp lớn

Các trụ khung lắp ghép hoặc bán lắp ghép được xây dựng từ các khối thanh trụ và xà mũ Móng thường đổ tại chỗ, mặc dầu cũng có thể dùng các móng lắp ghép hình cốc cho cầu cạn với nhịp không lớn

Kích thước của trụ:

III.4.Bố trí cốt thép trong trụ