Đang tải... (xem toàn văn)
đề cương lý thuyết môn thiết kế cầu chi tiết và đầy đủ nhất dành cho sinh viên chuyên ngành kinh tế xây dựng các trường giao thông vận tải. đề cương lý thuyết môn thiết kế cầu chi tiết và đầy đủ nhất dành cho sinh viên chuyên ngành kinh tế xây dựng các trường giao thông vận tải
I LÝ THUYẾT Vẽ sơ đồ công trình cầu qua sông gồm nhịp Chỉ rõ phận tác dụng? Nêu kich thước công trình cầu này? (Yêu cầu có hình vẽ minh họa) Trả lời: * sơ đồ công trình cầu qua sông gồm nhịp: 1- Kết cấu nhịp ; 2- trụ ; 3- mố ; 4- gối cầu ; 5- móng 6- mô đất đắp ¼ nón ; 7- đường đầu cầu - Tác dụng: + kết cấu nhịp: có tác dụng trực tiếp đỡ tải trọng cầu Gồm phân như: phận mặt cầu, phận chịu lực , phận liên kết gối cầu + trụ cầu: tiếp nhận tải trọng thân nhịp, tải trọng động, tải trọng gió, va đập tàu thuyền lũ + mố cầu: bô phận chuyển tiếp đường cầu, bảo đảm xe chạy êm thuận từ đường vào cầu Ngoài tiếp nhận tải trọng trụ cầu, mố cầu làm việc chống, tiếp nhận áp lực đẩy ngang đất đầu cầu + gối cầu: giúp truyền tải trọng từ kết cấu nhịp xuống kết cầu phần dưới, liên hệ kết cấu phần kết cấu phần công trình cầu + móng công trình: có tác dụng truyền phân bố toàn tải trọng xuống đất cho toàn kết cấu đứng vững đất mà không bị phá hoại đất bị vượt sức chịu tải * kích thước công trình cầu: - chiều dài cầu L o : khoảng cách đuôi mố hay khoảng cách đầu mút kết cấu nhịp tiếp xúc trực tiếp với đất đắp đầu cầu - chiều dài nhịp cầu L: khoảng cách tim trụ khoảng cách từ tim trụ đến đầu dầm mố - chiều dài nhịp cầu tính toán L tti : khoảng cách tim gối cầu tính từ tim gối cầu đầu dầm đến tim gối cầu đầu dầm - khổ giới hạn: khoảng không gian chống chướng ngại Được giành cho thông xe cầu thông xe cầu thông thuyền cầu - chiều cao kiến trúc h kt : khoảng cách từ mặt xe chạy đến điểm thấp đáy kết cấu nhịp - chiều cao tĩnh không cầu H : + trường hợp sông có thông thuyền: khoang cách từ đáy kết cấu nhịp đến mực nước thông thuyền - MNTN: mực nước thấp nhất, xác định cao độ mực nước thấp vào mùa khô - MNTT: mực nước thông thuyền, mực nước cao cho phép tàu bè qua lại cách an toàn - MNCN: mực nước cao nhất, xác định theo số liệu quan trắc thủy văn mực nước lũ tính toán theo tần suất quy định tùy theo công trình Trình bày tài liệu cần điều tra khảo sát vị trí cầu? Nêu mối liên quan tài liệu đến công tác thiết kế? Trả lời: * tài liệu cần điều tra khảo sát vị trí cầu mối liên quan chúng đến công tác thiết kế: - đo vẽ bình đồ khu vực: kể khu vực dự kiến bố trí công trường đường đầu cầu, trắc ngang sông vị trí cầu - điều tra thủy văn: điều tra mực nước: mực nước thấp nhất, mực nước cao nhất, mực nước thông thuyền, vận tốc dòng chảy độ dốc dòng sông, bề rộng dòng sông, tình hình xói bồi, vật trôi trôi vào mùa lũ Các tài liệu dùng tính toán độ cầu, đường xói lở, định chiều cao đáy dầm, thiết kế công trình bảo vệ nắn dòng chảy - điều tra địa chất công rình: bao gồm xác định vị trí lỗ khoan khoan thăm dò để biết địa chất chỗ xây dựng, xác định tiêu lý đất, vẽ mặt cắt địa chất sông vị trí cầu thể chiều dày lớp đất, loại đất, tính lý đất nhằm phục vụ cho việc thiết kế móng,chọn loại móng chiều sâu đặt móng - điều tra khí tượng: bao gồm thời tiết, khí hậu, mùa khô, mùa mưa bão, hướng gió tài liệu cần cho việc bố trí công trường, vạch tiến độ thi công liên quan tới thiết kế kỹ thuật tính lực gió, tính ảnh hưởng biến dạng nhiệt độ - điều tra khả cung cấp nhân lực, nguyên vật liệu địa phương: xí nghiệp công nghiệp có liên quan cung ứng vật tư, máy móc, thiết bị lượng, phương tiện vận chuyển, đường giao thông sắt, thủy bộ, tình hình cung cấp lương thực, thực phẩm, chất đốt phục vụ sinh hoạt Tình hình an ninh phong tuc tập quán địa phương.các tài liệu cần cho thiết kế tổ chức thi công nhằm rút ngắn thời gian xây dựng hạ giá thành công trình Trình bày nội dung chi tiết giai đoạn thiết kế cầu (đối với dự án thiết kế ba bước)? Trả lời: * bước 1:thiết kế sở - vạch phương án cầu, phương án khác kết cấu vật liệu Trên sở mặt cắt địa chất đặc điểm thủy văn số tài liệu liên quan thu thập - nội dung công việc thiết kế sở bao gồm: + vẽ lại bình đồ, trắc dọc, vị trí cầu + tính toán lưu lượng độ cầu, xác định cao độ vai đường đứng đầu cầu + phân chia nhịp lập phương án cầu dựa vào kích thước sơ bộ, tính toán sơ khối lượng + chọn loại móng mố trụ, dựa vào điều kiện địa chất cụ thể + lập bảng so sánh khối lượng giá thành phận chủ yếu + so sánh tiêu kinh tế kĩ thuật cần ý đến mức độ công nghiệp thi công, việc áp dụng công nghệ đặc biệt cần ý đến vẻ đẹp mỹ quan công trình cầu - sau so sánh đánh giá, lựa chọn phương án thích hợp, kết thúc thiết kế sơ * bước 2: thiết kế kỹ thuật: gồm thuyết minh tính toán vẽ: - thuyết minh tính toán gồm: tính toán phận chủ yếu công trình cầu - phần vẽ: + bố trí chung: thể cách bố trí nhịp, lan can, tay vịn,mố trụ móng, theo phương ngang cầu thể bề rộng xe chạy, số lượng dầm phải thể liên kết ngang + vẽ chi tiết cấu tạo phận: vẽ chi tiết mố, trụ, nhịp * bước 3: thiết kế vẽ thi công: - gồm bố trí mặt công trình tính toán, bố trí mặt máy móc, thi công, tính toán bổ trợ thu tạm phí thi công Vd: chọn máy bơm, tính vòng dây cọc Trình bày chi tiết cách phân loại cầu? (Yêu cầu có hình vẽ minh họa) Trả lời: a Phân loại theo chướng ngại vật cầu phải vượt qua: - Cầu qua sông , qua suối: loại cầu phổ biến - Cầu qua đường, hay cầu vượt: cầu vượt ngã tư sở, cầu vượt đường sắt b c d - Cầu cạn hay cầu dẫn: cầu Thăng Long Cầu vượt vành đai Cầu cao: cầu có chiều cao trụ lớn bắc qua thung lũng sâu Cầu mở: cầu có nhịp di động khỏi vị trí để tàu bè qua lại khoảng thời gian định Cầu phao: dùng thời chiến dùng nhu cầu đặc biệt Phân loại theo mục đích sử dụng Cầu ô tô ( cầu đường ) Cầu đường sắt Cầu cho người Cầu hỗn hợp: dành cho đường đường sắt Cầu đặc biệt: dùng để dẫn khí, dẫn dầu, dẫn nước, dẫn cáp điện Phân loại theo vật liệu làm kết cấu nhịp: Cầu gỗ, cầu đá, cầu bê tông, cầu BTCT, cầu thép Phân loại theo cao độ đường xe chạy: Cầu có đường xe chạy trên: đường xe chạy đặt đỉnh kết cấu nhịp - Cầu có đường xe chạy dưới: đường xe chạy bố trí dọc theo biên kết cấu nhịp - Cầu có đường xe chạy giữa: đường xe chạy bố trí phạm vi chiều cao kết cấu nhịp e Phân loại theo sơ đồ tĩnh học: - Cầu dầm: bao gồm cầu dầm giản đơn, dầm liên tục dầm mút dừa Cầu vòm: kết cấu chịu lực chủ yếu vòm Vòm chịu nén chịu uốn chủ yếu Gồm dạng: dạng vòm không chốt, dạng vòm chốt đỉnh vòm, dạng vòm chốt mố cầu, dạng vòm chốt - Cầu khung: sơ đồ chịu lực dạng khung, lực tác dụng vào kết cấu phân chia cho nhịp cầu kết cấu mố trụ - Cầu treo: thành phần chịu lực dây cáp đỡ hệ mặt cầu - Cầu dây văng: có dầm cứng tựa gối cứng mố trụ gối đàn hồi điểm treo dây văng - Trình bày phạm vi sử dụng, cấu tạo (các phận tác dụng, kích thước bản) trụ cứng (trụ nặng toàn khối)? (Yêu cầu có hình vẽ minh họa) Trả lời: - Trụ cứng thường gặp hầu hết công trình cầu, loại có độ cứng lớn, có khả độc lập tiếp nhận toàn tải trọng * Cấu tạo: - Mũ trụ: Mũ trụ chịu tải trọng trực tiếp từ kết cấu nhịp truyền xuống thân trụ Kết cấu nhịp tựa mũ trụ thông qua gối cầu Tại chỗ đặt gối cầu, mũ trụ thường bố trí lưới cốt thép chịu ứng suất cục có bước (5x5) cm Mặt mũ trụ phải tạo dỗc 1:10 để thoát nước Bê tông mũ trụ thường sử dụng M250 M300 Cốt thép mũ trụ bố trí phụ thuộc vào cấu tạo thân trụ: + Trụ đặc thân rộng: cốt thép mũ trụ đặt theo cấu tạo + Trụ đặc thân hẹp: cốt thép mũ trụ phần hẫng phải đặt theo tính toán + Trụ thân cột: áp dụng cầu dàn thép có đường xe chạy dưới, cầu dầm nhịp l = 20-30m Cốt thép chịu lực xà mũ thường có đường kính d=20mm - Thân trụ: Thân trụ làm nhiệm vụ truyền áp lực từ mũ trụ xuống móng chịu lực ngang theo phương dọc cầu ngang cầu Mặt cắt ngang trụ phạm vi lòng sông phải có dạng rẽ nước tốt Thân trụ phải chịu va đập trôi, nhịp có tàu thuyền qua lại phải chịu va tàu Hình dạng mặt cắt ngang thân trụ phụ thuộc vào điều kiện dòng chảy cầu Một số loại thân trụ khác sử dụng: + Trụ thân đặc rỗng ( Bê tông, đá xây BTCT) + Trụ thân hẹp BTCT + Trụ thân cột BTCT có d = 80 - 200 ( 300)cm - Móng trụ Móng trụ có nhiệm vụ truyền tải trọng từ thân trụ mố xuống đất bên xung quanh Ngoài móng trụ 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 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 toán đồng thời phải ngập sâu vào bệ đỡ đoạn không nhỏ lần chiều dày thân cọc, với cọc đường kính d ≥60cm không 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 tròn trơn + Cao độ đỉnh móng: Phụ thuộc vào điều kiện địa chất, địa hình, kinh nghiệm người thiết kế Nếu móng nông: 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 ( để đất xung quanh móng chịu lực ngang Bệ cao: Cao độ đáy bệ, cao độ đỉnh móng nằm vị trí + Cao độ đáy móng: Nếu móng nông: Đáy mong phải nămg đường xói lở ≥2.5m Nếu móng cọc: Cọc phải cắm vào tầng đất chịu lực ≥ 4m Trình bày phạm vi sử dụng, cấu tạo (các phận tác dụng, kích thước bản) mố chữ U? (Yêu cầu có hình vẽ minh họa) Trả lời: - Mố nặng kiểu chữ U dùng phổ biến cầu đường ô chiều cao đất đắp từ 4-6m, từ 8-10m - Vật liệu làm mố: đá xây, bê tông, đá xây bê tông độn đá hốc Riêng mũ mố làm BTCT * Cấu tạo: (1): Tường trước (thân mố): đỡ tường đỉnh mũ mố chịu tô lực ngang đất cú hoạt tải sau mố, chịu áp lực thẳng đứng từ KCN truyền xuống thông qua mũ mố chiều dày từ 0,35-0,4H (2): Mũ mố phận để kê gối cầu, chịu áp lực trực tiếp từ kết cấu nhịp truyền xuống.Mũ mố làm BTCT mác 20-30MPa, cốt thép bố trí để chịu ứng suất kéo phát sinh co ngót từ biến bê tông (3): Bệ kê gối (4): Tường đỉnh phận chắn đất sau dầm chủ dầm mặt cầu, có chiều cao tính từ mặt cầu đến mặt mũ mố.Trong mố chữ U đá xây bê tông, chiều dày tường đỉnh tương đối lớn, để tăng dần độ cứng từ đường vào cầu, thường vát tường đỉnh góc 45 o cách chưa triệt để (5): Tường cánh tường chắn đất chống sụt lở đường theo phương ngang cầu Chiều dày lấy từ 0,25-0,4H Chiều dài L=n.H+s (n độ dốc taluy nón mố, H chiều cao đất đắp, S chiều dài phần đuôi tường cánh ăn sâu vào đường) Đoạn S 0,65m – H≤6m; 1m – H >6m S để nối tiếp cầu đường chắn đỉnh nón mố không bị sụt (6): Nón mố : đắp đất thoát nước tốt, đầm lèn chắt Nón mố gia cố đá xấy rọ đá, dày khoảng 25-30cm - Bục chống lực đẩy ngang : nằm bệ kê gối, liên kết với dầm ngang KCN cốt thép (7) Nền đường đầu cầu (8): Móng mố phận đỡ tường trước, tường cánh toàn tải trọng bên Truyền tải trọng xuống đất diện rộng Móng mố móng nông, móng cọc, móng giếng chìm, móng cọc khoan nhồi,… (9) Kết cấu nhịp Trình bày phạm vi sử dụng, cấu tạo (các phận tác dụng, kích thước bản) trụ dẻo dạng cọc? (Yêu cầu có hình vẽ minh họa) Trả lời: - Đây dạng trụ dẻo cầu nhịp nhỏ có chiều dài nhịp L≤20m, H≤ 6m Tuy nhiên dạng không áp dụng trường hợp khó đóng cọc: đất rắn, đất lẫn nhiều đá tảng, đá mồ côi chiều dài cọc dài không thích hợp làm trụ dẻo Trụ cọc thường áp dụng thung lũng khô cạn phương án đơn giản Thường sử dụng sơ đồ 1liên vớ i số lượng nhịp từ 1-5 sơ đồ 2, liên Các liên đượ c phân cách bở i trụ đặc biệt gọi trụ “nhiệt độ” Trụ nhiệt độ có cọc riêng biệt, có xà mũ riêng Có phương án phân chia sau: - ltc ≤(40-45)m làm sơ đồ liên - Cầu làm liên chiều dài liên ≤ (35-40)m - Cầu gồm nhiều liên chiều dài liên biên ≤ (35-45)m chiều dài liên ≤ (40-45)m Khi trụ có chiều cao lớn H = 7¸8m, để tăng cường độ cứng theo phương dọc toàn cầu giảm bớt nội lực trụ dẻo liên người ta bố trí trụ có độ cứng lớn trụ khác gọi trụ neo Vị trí trụ neo: - Liên biên đặt trụ số để chịu đỡ lực ngang cho trụ bờ - Liên giữa, trụ liên, chuyển vị nhiệt độ phía * Cấu tạo: - Cọc: Tiết diện cọc thường có dạng chữ nhật, có cạnh lớn song song phương dọc cầu, cốt thép chủ bố trí cạnh ngắn, tăng mômen quán tính trụ theo phương chịu lực bất lợi Tuy nhiên để đảm bảo tính mềm trụ, độ chênh lệch hai kích thước tiết diện cọc không nên lấy lớn Tiết diện cọc thường có kích thước: 25x35, 30x35, 35x40 - Chiều dà i cọc đư ợc ch ọn theo ch iều ca o trụ ch iều sâ u đón g cọc Theo Q T 79, cọc đóng sâ u tron g tần g đấ t ch ịu lực tối thiểu 4m Cốt thé p sử dụn g tron g cọc cốt thé p thư ờn g cốt thép dự ứn g lự c Cá c quy định cốt thép hình vẽ sa u: - Xà mũ: làm việc dầm liên tục Có nhiệm vụ đảm bảo liên kết cứng cọc, đỡ KCN chịu uốn chủ yếu có tiết diện không lớn lắm,thường có dạng hình chữ nhật , chữ I, chữ T - Kích thước xà mũ phụ thuộc tải trọng tác dụng lên nó, cách bố trí gối cầu, cấu tạo KCN cách bố trí cọc Theo chiều dọc cầu, cầu dâm phải đặt xâu vào xà mũ khoảng không nhỏ 25-35cm tùy theo chiều cao dầm Khe hở đầu dầm kề không nhỏ 5cm Trường hợp xà mũ kê đầu dầm, khoảng cách từ đầu dầm đến mép xà mũ bên không nhỏ hơn10-15cm Chiều rộng xà mũ trụ không nhỏ 60-75cm, mố trụ nhiệt độ không nhỏ 40-60cm - Theo phương ngang cầu, khoảng cách từ mép bên dầm đến xà mũ không nhỏ 30-35cm, khoảng cách từ mép cọc biên đến đầu xà mũ không nhỏ 25cm Chiều dài xà mũ có chắn đất phụ thuộc vào chiều rộng đường để chắn đất Chiều cao xà mũ không nhỏ 40cm Thông thường xà mũ gồm hai loại: - Xà mũ lắp ghép: khối lắp ghép có chừa lỗ hình chóp cụt ứng vớ i vị trí đầu cọc - Xà mũ đổ chỗ: cốt thép chủ d=(20-24)mm, cốt thép đai d=6mm Trình bày phạm vi sử dụng, cấu tạo (các phận tác dụng, kích thước bản) mố dẻo dạng cọc? (Yêu cầu có hình vẽ minh họa) Trả lời: - Phạm vi sử dụng: Khi chiều cao đất đắp H≤ 6m, chiều dài nhịp l < 40m loại dùng phổ biến đơn giản - Cấu tạo: Cũng giống trụ dẻo gồm cọc, xà mũ khác trụ xà mũ có tường đỉnh tường cánh có nhiệm vụ chắn đất Khi chiều cao đất đắp H ≤ 2m, l ≤ 20m dùng hàng cọc Khi H, l lớn bố trí thêm hàng cọc xiên Xà mũ có chiều cao h ≥ 40 cm, toàn thân cọc nằm đất đắp nón mố có kích thước cọc trụ dẻo 10 Trình bày ưu, khuyết điểm phạm vi sử dụng cầu bê tông cốt thép? Trả lời: - - Ưu điểm : + khả nă ng tạ o hình tốt, tạ o đư ợc nhiều kế t cấ u với hình dá ng h ợp lí hoặ c hình n g hình học phứ c tạ p thỏa mã n cá c yêu cầ u sử dụn g + tính bền tư ơn g đối ca o, chi phí bả o dư ỡn g thấ p + có khả năn g đả m bả o tấ t cá c yêu cầ u thiế t kế đề tính an n, bả o dư ỡn g, khả nă ng thôn g xe + khả nă ng thi côn g, tính kinh tế tính mĩ qua n - Nhược điểm: + xuấ t phá t từ hạn chế kết cấ u bê tôn g bê tông dự ứng lực + khó khốn g chế tính nứt bê tông có nhiều yếu tố ảnh hư ởn g tới tính nứt + cá c đặ c tính vậ t liệu bê tôn g không ổn định theo thời gia n cá c yếu tố c môi trư ờn g + tính từ biến có ngót Khi th i côn g đổ tạ i chỗ bị ảnh hưởn g b ởi thời tiết qua nóng hay có mưa + cầ n có biện phá p thi côn g đặ c thù ch o thiết kế bê tôn g vá n khuôn đảm bả o vá n khu ôn cứn g tron g trình khuôn vá c + tính toá n thiế t kế phứ c tạ p tùy the o đặ c điểm ch ịu lự c cá c phận c nha u cũn g côn g n ghệ thi côn g c mà ứn g sử kế t cấ u tron g trình kha i thá c c Phạ m vi sử dụng + tùy the o sở đồ kết cấ u đư ợc p dụn g, n g kết cấ u, mà phạ m vi c nha u + cầ u btct thườn g đú c sẵn tạ i ch ỗ: cầ u ô tô cá ch nhịp L=3-6m Cầu đư ờn g sắ t L=2-4m + cầ u dầ m bê tôn g cốt thé p thư ờn g : + cầ u ô tô L=6-24m + cầ u đườn g sắ t L =4-15m + cá c nhịp giả n đơn btct dự ứng lực p dụn g hiệu tới 42m + cá c nhịp dầ m khun g, liên tụ c btct dự ứng lực p dụn g hiệu tới 200m + cầ u vòn g btct thườn g dự ứn g lự c ưu tiên ch o khu vực núi, thun g lũng có địa chấ t tốt Áp dụn g ch o cầ u đư ờn g ô tô đư ờn g sắ t L=15-30m H iên na y sử dụn g nhịp lên tới 300/m p dụn g kh ó thi côn g 11 10 Trình bày cấu tạo kết cấu nhịp cầu bê tông cốt thép thường giản đơn đổ bê tông chỗ (phạm vi sử dụng, mặt cắt ngang kích thước bản, bố trí cốt thép mặt cắt dọc mặt cắt ngang nhịp bản)? (Yêu cầu có hình vẽ minh họa) Trả lời: *ưu điểm: - cấu tạo đơn giản, dễ thi công, có chiều cao kiến trúc thấp - việc đúc chỗ thuận tiện cho việc tạo hình dáng, kiến trúc cầu * phạm vi sử dụng: - thích hợp với độ nhịp L=6m Mố trụ mố dẻo hay mố trụ cứng Hiện nay, kết cấu mố nhẹ dùng nhiều để thay kết cấu mố trụ nặng đá xây hay bê tông đổ chỗ trước * mặt cắt ngang kích thước bản; bố trí cốt thép mặt cắt dọc mặt cắt ngang nhịp bản: - mặt cắt ngang kết cấu nhịp thường có dạng tiết diện hình chữ nhật Đường người đổ liền khối với chịu lực mặt đường hành cao mặt đường xe chạy ≥ 25cm Theo dọc cầu người ta cắt gián đoạn số vị trí từ mặt hành đến mặt chịu lực với khe hở – 2cm để hút mút thừa không tham gia chịu uốn với kết cấu nhịp - chiều cao h b = ( ) L chiều rộng chiều dài nhịp tính toán tùy thuộc vào nhiệm vụ thiết kế - vật liệu thường sử dụng bê tông 28-35 Mpa Cốt thép thường sử dụng cốt thép tròn có gờ tròn trơn - khoảng B/6 phải bố trí cốt thép dày dô phân bố tải trọng không Cốt thép chịu lực phải uốn nửa lên làm cốt thép xiên vị trí L/4 L/6, góc uốn thường từ 30-45 độ Lớp bê tông bảo vệ không nhỏ cm Cốt thép phân bố ngang bố trí mặt 12 Trình bày cấu tạo kết cấu nhịp cầu dầm có sườn bê tông cốt thép thường giản đơn đổ chỗ (phạm vi sử dụng, phận tác dụng, kích thước bản, bố trí cốt thép mặt cầu dầm chính)? (Yêu cầu có hình vẽ minh họa) Trả lời: * phạm vi áp dụng: - dùng cho cầu giao thông miền núi, vận chuyển khối lắp ghép khó khăn, độ thường từ 12-21m * phận tác dụng: - dầm chính: + phận chịu lực chính, chiều cao tùy theo cự ly sườn dầm, cấp tải trọng xa qua cầu Dầm chủ thường có dạng mặt cắt chữ T có xu hướng thiết kế: 12 + dùng dầm chủ, khoảng cách dầm chủ thường từ – 6m dầm chủ lại có chiều cao lớn đất đắp sau mố lớn + Dùng nhiều dầm chủ, khoảng cách dầm chủ thường từ 1.2 – 2.5m lại tốn vật liệu có nhiều sườn dầm - dầm ngang: có tác dụng liên kết dầm chính, tăng độ cứng ngang cầu phân phối lực cho dầm Chiều cao dầm ngang h =(0.6-0.8), bề rộng dầm ngang thường 20cm Tại đầu dầm chiều cao dầm ngang h cao h Chiều dọc cầu cách 4-6m lại bố trí dầm ngang - dầm dọc phụ: có chiều cao h = (0.6-0.7)h , bề rộng≥15cm - mặt cầu:là phận chịu lực trực tiếp từ hoạt tải truyền xuống, có độ tính toán khoảng cách dầm chủ dầm dọc phụ, chiều dày chịu lực ≥ 16,5cm * bố trí cốt thép mặt cầu dầm chính: - nguyên tắc chung: + phát huy tối đa khả chịu lực cốt thép + tạp chung cốt thép vùng chịu kéo, chống co ngót bê tông + không cản trở việc đổ bê tông 13 Trình bày cấu tạo kết cấu nhịp cầu dầm có sườn bê tông cốt thép thường giản đơn lắp ghép (phạm vi sử dụng, mặt cắt ngang kích thước bản, bố trí cốt thép mặt cầu dầm trường hợp có dầm ngang)? (Yêu cầu có hình vẽ minh họa) Trả lời: • Phạm vi sử dụng: tiết diện T tiết diện hợp lý mặt chịu lực thi công cánh tham gia chịu lực biên chịu nén dầm ổn định ngang tốt lắp đặt vận chuyển Nhưng thi công dầm ngang tương đối khó khăn cầu tiết diện T thường có loại: có dầm ngang dầm ngang • Mặt cắt ngang kích thước bản, bố trí cốt thép mặt cầu dầm trường hợp có dầm ngang: - Tiết diện T không dầm ngang: 13 + có mối nối ướt dọc theo chiều dài mặt cầu tạo thuận lợi cho công tác tháo lắp ván khuôn chế tạo, phân bố nội lực dầm loại có dầm ngang + sử dụng cho nhịp 10m, 12,5m, 15m với khổ cầu 11m 14m Chiều cao dầm H lấy khoảng 1/14- 1/15 nhịp, chiều rộng khối lắp ghép 1600-1800 mm, khoảng cách dầm chủ 1900-2000mm Các khối đúc sẵn liên kết với thông qua mối nối ướt rộng 300mm Chiều dày 2200mm, phủ lớp bê tông nhựa dày 75mm Cốt thép dầm chủ cốt thép có gờ hợp kim gấp Dùng bê tông 28 Mpa - - - Tiết diện T có dầm ngang: +làm phức tạp công tác chế tạo, phân bố nội lực tốt Các mối nối thực dầm ngang dầm ngang mặt cầu Ngoài có dầm tiết diện chữ I,U, super T: Tiết diện U, U ngược tiết diện hộp đảm bảo ổn định chế tạo thi công trọng lượng khối lớn hơn: Tiết diện I thường dùng cho kết cầu bán lắp ghép, dầm I đúc sẵn, mặt cầu đổ toàn khối: 14 14 Trình bày đặc điểm chung hệ thống cầu dầm thép đặc đường ô tô? (Yêu cầu có hình vẽ minh họa) Dầm thép ( dầm cứng) 2.liên kết ngang 3.sàn bê tông mặt cầu - Cầu dầm thép đặc thường sử dụng cho cầu xe chạy mặt cầu rộng, cấu kiện thép( dầm hệ thống liên kết) nằm mặt cầu Áp dụng rộng rãi cho cầu đường cầu thành phố Cầu dầm thép đặc chủ yếu sử dụng mặt cắt chữ I có chiều cao không thay đổi Bao gồm dạng: + dầm chữ I định hình + dầm ghép nối - Sử dụng loại liên kết: + đinh tán ( thép thép góc ) + hàn ( thép bản) - Số lượng dầm mặt cắt ngang phụ thuộc vào bề rộng mặt xe chạy ( B m ) chiều dài nhịp (L) - Chiều cao H dầm đại lượng quan trọng, phụ thuộc vào yêu cầu kinh tế độ cứng 15 • • • • - 15 Trình bày đặc điểm chung hệ thống cầu dàn thép (nêu khái niệm kết cấu dàn, so sánh ưu khuyết điểm hệ thống cầu dàn so với hệ thống cầu dầm thép đặc)? Các hệ thống cầu dàn thép? (Yêu cầu có hình vẽ minh họa) Trả lời: Thanh biên Nút giàn Thanh biên Thanh đứng Thanh xiên Thanh treo Khái niệm cầu giàn thép: kết cấu cầu bất biến hình gồm hệ liên kết với khớp đầu ngàm đàn hồi Khái niệm kết cấu giàn: kết cấu hệ thanh liên kết với nút khớp ( chốt) Tải trọng đặt nút Do nội lực có thành phần lực kéo lực nén Ưu nhược điểm: Ưu điểm: + với nhịp cầu lớn cầu dàn tiết kiệm vật liệu cầu dầm + khả chịu lực ngang cầu dàn tốt so với cầu dầm diện tích chắn gió thực tế nhỏ hơn, khoảng cách tim hai dàn chủ lớn + cầu dàn thép thích hợp cho cầu nhịp lớn , dùng cầu dầm thép mối nối dầm chủ phức tạp + cầu giàn có hình dáng đẹp, đảm bảo mỹ quan 16 + công nghiệp hóa chế tạo thi công chia thành phận nhỏ riêng biệt để chế tạo thi công + trọng lượng khối lắp ghép nhỏ thuận tiện cho việc cẩu lắp + thích hợp với điều kiện chế tạo nhà máy, chế tạo cấu kiện nhà máy khác vận chuyển công trường lắp ghép mà không ảnh hưởng đên chất lượng + liên kết cấu kiện phong phú nhiều hình thức dung đinh tán bu lông cường độ cao liên kết + thi công ảnh hưởng đến môi trường xung quanh - Nhược điểm: + cấu tạo, chế tạo phức tạp cầu dầm + chiều cao xây dựng cầu dàn lớn cầu dầm nên cầu dàn thích hợp với cầu xe chạy • Phạm vi áp dụng: cầu nhịp lớn, dùng cho tải trọng nặng • Các hệ thống cầu giàn thép: - Cầu dàn giản đơn: + dàn chủ có đường biên song song: loại đơn giản nhất, đường xe chạy biên biên + dàn có đường biên đa giác: tiết kiệm thép dàn biên song song Tuy nhiên cấu tạo phức tạp khó thi công + dàn có đường biên parabol: tiết kiệm thép nhất, hình dáng đẹp Chế tạo, gia công thi công phức tạp - Cầu dàn mút dừa: cấu tạo đơn giản lắp ráp dễ dàng, tiết kiệm thép cấu tạo nối tiếp cầu đường phức tạp Cầu dàn liên tục: có kết cấu siêu tĩnh, so với cầu giản đơn tiết kiệm 5-10% thép,dàn liên tục có độ cứng lớn cầu giản đơn 17 16 Trình bày yêu cầu cấu tạo chung cầu dàn thép giản đơn có hai đường biên song song (nêu phạm vi sử dụng, xác định kích thước bản: chiều dài nhịp tính toán, chiều cao dàn chính, chiều dài khoang dàn, góc nghiêng xiên)? (Yêu cầu có hình vẽ minh họa) Dàn có biên song song suốt chiều dài sàn, chiều cao làm việc dàn số • Sơ đồ cấu tạo kết cấu nhịp dàn thép – biên ( mạ hạ) 2- biên ( mạ thượng) – xiên – đứng 5- treo xiên cổng cầu • Phạm vi sử dụng: cầu thường sử dụng dạng sơ đồ dàn có biên song song: thường sử dụng cho cầu có chiều dài nhịp lớn 80m cầu có nhịp 40-50m thường làm dàm hợp lý Các cầu dài từ 50 đến 80m phải so sánh kinh tế kĩ thuật để xác định dàn hay dầm, phương án thích hợp • Các kích thước bản: • Chiều cao dàn: 18 - Chiều cao dàn thiết kế cho với việc tiêu chuẩn hóa, định hình hóa thiết kế tham khảo định hình + trung quốc : H=11m vớ i dàn L 4m B=4,5:4,6m Khổ 1435 B>4,8m thường chọn B 5,6:5,8m Điều kiện ổn định chống lật dướ i tác dụng lực ngang như: gió, lực lắc ngang đặc biệt quan trọng vớ i cầu dàn chạy Chiều dài dàn: L Chiều dài dàn tính toán L Góc nghiêng anpha =40 o -60 o hợp lý tangα= H/d 19 ... cho thiết kế tổ chức thi công nhằm rút ngắn thời gian xây dựng hạ giá thành công trình Trình bày nội dung chi tiết giai đoạn thiết kế cầu (đối với dự án thiết kế ba bước)? Trả lời: * bước 1 :thiết. .. - sau so sánh đánh giá, lựa chọn phương án thích hợp, kết thúc thiết kế sơ * bước 2: thiết kế kỹ thuật: gồm thuyết minh tính toán vẽ: - thuyết minh tính toán gồm: tính toán phận chủ yếu công... xiên Thanh treo Khái niệm cầu giàn thép: kết cấu cầu bất biến hình gồm hệ liên kết với khớp đầu ngàm đàn hồi Khái niệm kết cấu giàn: kết cấu hệ thanh liên kết với nút khớp ( chốt) Tải trọng đặt