I: ĐẶC ĐIỂM CƠNG NGHỆ, PHẠM VI ÁP DỤNG, ƯU NHƯỢC ĐIỂMGIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦU VỊM ỐNG THÉP NHỒI BÊ TƠNG Cầu vòm ống thép nhồi bêtông đã được xây dựng tại Liên Xô từ những năm 1930 Tro
Trang 1LỚP: CẦU ĐƯỜNG BỘ 1 - K54
1
Trang 2MÔN : THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG
NÂNG CAO
UNIVERSITY OF TRANSPORT AND COMMUNICATIONS GVHD: NGUYỄN XUÂN TÙNG
Trang 34/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 3
I: ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ, PHẠM VI ÁP DỤNG, ƯU NHƯỢC ĐIỂM
II CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
III BỐ TRÍ DÂY, CÁP (SƠ ĐỒ TÍNH, BỐ TRÍ CÁP,…)
Trang 4I: ĐẶC ĐIỂM CƠNG NGHỆ, PHẠM VI ÁP DỤNG, ƯU NHƯỢC ĐIỂM
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦU VỊM ỐNG THÉP NHỒI BÊ TƠNG
Cầu vòm ống thép nhồi bêtông đã được xây dựng tại Liên Xô từ những năm 1930
Trong thời gian từ năm 1990 đến nay, cầu vòm ống thép nhồi bêtông đã được phát triển mạnh mẽ ở Trung
Quốc, với nhiều loại hình kết cấu nhịp vòm chạy trên, chạy dưới, chạy giữa, kết cấu có hoặc không có thanh
căng Với các tiết diện tổ hợp từ 3 ống thép trở lên, cầu vòm ống thép nhồi bêtông có thể vượt nhịp lên
tới 360m Hiện nay, các nước khác trên thế giới còn sử dụng kết cấu ống thép nhồi bêtông trong lĩnh vực xâydựng dân dụng như Nga, Pháp, Mỹ, Cannada, và nhiều nước khác cũng đã quan tâm đến kết cấu này
Tại Việt Nam cũng đã xây dựng xong 3 cầu vòm ống thép nhồi trên đường Nguyễn Văn Linh thành phố Hồ ChíMinh do tư vấn nước ngoài thiết kế Ơû phía Bắc cũng có một số cầu đang được thiế kế như cầu Hàn, cầu Đông
Trang 74/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 7
Đặc điểm công nghệ
Hệ thống kết cấu liên hợp ống thép nhồi bê tông ( Concrete-Filled Steel Tube viết tắt tiếng anh là CFST)
là một hệ thống gồm các cấu kiện chịu lực chính là các ống thép được nhồi đặc bằng bê tông cường độcao
Kết cấu cầu vòm ống thép nhồi bê tông không những giúp vượt nhịp lớn mà còn là một trong những kếtcấu mang tính thẩm mỹ cao Tuy nhiên việc áp dụng loại cầu này tại việt nam vẫn chưa được phổ biến
do chưa có quy trình, quy phạm , tiêu chuẩn kỹ thuật , tài liệu hướng dẫn tính toán thiết kế liên quan đếnloại kết cấu này
Trang 8I: ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ, PHẠM VI ÁP DỤNG, ƯU NHƯỢC ĐIỂM
Trang 94/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 9
Phạm Vi Áp Dụng
• Chiều cao kiến trúc của cầu thấp, hạn chế được cao độ đất đắp đầu cầu góp phần làm giảm độ
dốc của trắc dọc
• Cầu có kiến trúc thanh mảnh, hình vòm cân đối có độ cong bắt mắt vì vậy tính thẩm mỹ cao
phù hợp với cầu hiện đại trong thành phố
• Áp dụng phù hợp với cả cầu đường bộ và cầu đường sắt
Trang 10I: ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ, PHẠM VI ÁP DỤNG, ƯU NHƯỢC ĐIỂM
Ưu điểm
+ Độ bền của lõi bêtông tăng khoảng 2 lần
+ Bêtông không bị co ngót mà bị trương nở vì không có sự trao đổi độ ẩm giữa bêtông và môi trường bênngoài
+ Sau 2-3 ngày tuổi thì không xuất hiện thêm vết nứt
+ Khối lượng của các cấu kiện ống nhồi bêtông nhỏ hơn so với cấu kiện bêtông cốt thép
+ Lượng thép khi dung ống tròn nhồi bê tông ít hơn so với kết cấu BTCT thông thường khoảng 40%
+ Không cần ván khuôn trong thi công
- Khi so sánh với kết cấu bêtông có tiếp xúc với môi trường bên ngoài, bêtông trong ống thép có đặc điểm:
Trang 114/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 11
+ Tăng khả năng chống biến dạng của ống thép
+ Độ bền ăn mòn và chống gỉ của mặt trong ống thép cao hơn
+ Giảm độ mảnh của cấu kiện
Ưu điểm
- Khi so sánh với kết cấu thép dạng ống:
Trang 12I: ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ, PHẠM VI ÁP DỤNG, ƯU NHƯỢC ĐIỂM
+ Mặt ngoài của kết cấu ống thép nhồi bêtông nhỏ hơn do đó chi phí sơn phủ và bảo dưỡng thấp hơn
+ Độ bền chống gỉ cao hơn
+ Khả năng ổn định đều hơn
+ Giảm được ảnh hưởng của tải trọng gió
+ Tăng độ cứng chống xoắn
Ưu điểm
- Khi so sánh với kết cấu sử dụng thép hình có mặt cắt hở:
Trang 14II CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
Cấu tạo chung kết cấu nhịp
Trang 154/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 15
Cấu tạo sườn vòm
Tuỳ theo cường độ tải trọng tác dụng sườn vòm có cấu tạo từ một ốngthép hay nhiều ống thép tròn liên kết nhau thông qua bản thép tăngcường Các ống thép thường dùng có đường kính ngoài từ 30-120cm,chiều dày thành ống từ 5-20mm ống thép được chế tạo từ thép tấmcuốn tròn có đường kính tuỳ thuộc vào công trình thiết kế
Trang 16II CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
Cấu tạo sườn vòm
Trang 174/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 17
Cấu tạo sườn vòm
Trang 18II CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
Cấu tạo sườn vòm
Mặt phẳng vòm: có thể cấu tạo thẳng đứng, hoặc khi cần thiết phải tăng độ ổn định của kết cấu, có
thể cấu tạo mặt phẳng vòm dốc nghiêng vào nhau
Trang 194/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 19
Cấu tạo hệ thanh treo
Gồm những thanh treo được cấu tạo từ những bó cáp cường độ
cao Đầu trên thanh neo được neo cố định vào sườn vòm, đầu
dưới neo vào dầm ngang.
Trang 20II CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
Trang 214/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 21
Cấu tạo thanh giằng
đẩy ngang cầu, giữa các vòm bố trí các thanh
giằng ngang Các thanh giằng cũng làm bằng
ống thép nhồi bê tông liên thông với sườn vòm
hoặc thép hình liên kết hàn với sườn vòm Các
ống của thanh giằng thường làm bằng các ống
thép cuốn dọc đường kính nhỏ, bề dày ống
thép khoảng 5mm Hệ giằng ngang được bố trí
theo nhiều kiểu chẳng hạn dạng chữ “I”, “K”
Trang 22II CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
Cấu tạo thanh giằng
Trang 234/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 23
Trang 24II CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
Cấu tạo hệ cáp giằng chân vòm
Các bó cáp nối liền 2 chân vòm để chịu
lực đẩy ngang của vòm Cáp được bố trí 2
bên hệ mặt cầu song song với trục dọc
cầu Hệ cáp giằng nằm tự do trên mặt
dầm ngang và dầm dọc biên, sau khi căng
cáp xử lý nội lực xong sẽ đậy kín bằng
hộp bê tông để bảo vệ dây cáp tránh chịu
ảnh hưởng của môi trường Dây cáp
thanh buộc được neo vào chân vòm như
các bó cáp được neo trong dầm bê tông
dự ứng lực Tất cả các bó cáp đều được
đặt trong các ống nhựa, sau khi căng
xong phải bơm vữa bảo vệ
Trang 254/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 25
Trang 26II CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
Cấu tạo dầm ngang
ngang liên kết với sườn vòm
thông qua cáp treo tại mỗi
đầu dầm Riêng 2 dầm ngang
ngoài cùng (tại đầu vòm)
được liên kết ngàm với sườn
vòm để thực hiện chức năng
liên kết ngang dưới giữa 2
sườn vòm
Trang 2727
Trang 28II CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
Cấu tạo dầm dọc
Dầm dọc bằng BTCT
thường M400 đúc sẵn hoặc
đổ tại chỗ với chiều dài phụ
thuộc vào khoảng cách
Trang 294/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 29
Cấu tạo chân vòm
Chân vòm là nơi bố trí đầu neo các thanh buộc và cũng là nơi bố trí các gối
cầu để truyền tải trọng xuống mố trụ cầu Độ cứng không gian của vòm tăng đáng kể là nhờ liên kết bởi dầm ngang tại vị trí chân vòm Chân vòm được cấu tạo từ thép bản dày 12 ~15mm, bên trong được lấp đầy bê tông cốt thép.
Trang 30II CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
Cấu tạo chân vòm
Chân vòm là nơi bố trí đầu neo các thanh buộc và
cũng là nơi bố trí các gối cầu để truyền tải trọng
xuống mố trụ cầu Độ cứng không gian của vòm
tăng đáng kể là nhờ liên kết bởi dầm ngang tại vị
trí chân vòm Chân vòm được cấu tạo từ thép bản
dày 12 ~15mm, bên trong được lấp đầy bê tông
cốt thép.
Trang 314/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 31
Cấu tạo chân vòm
Trang 32II CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
Trang 33Đối với những vòm là một phần của đường tròn, nếu tải trọng phân bố đều tác dụng hướng tâm lên vòm như thì sẽ không gây ra momen uốn trong vòm
Thay thế tải trọng phân bố đều bằng các lực tập trung giống nhau và cách đều dọc theo trục vòm cũng tác dụng hướng tâm Với một số lượng lớn vô hạn các lực tập trung như thế
sẽ phản ánh giống tác dụng của tải phânbố đều.
Trang 36Các Thành Viên Trong Nhóm:
4.Nguyễn Quốc Hùng 5.Phạm Tín Hiếu
6 Trần Quang Khải
1.Bùi Đức Hoàng 2.Trương Văn Hòa 3.Lê Văn Hưng
