Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45Bai giang Tong luan cau-TCCCDK45
Ch ơng I : Khái niệm chung Ch ơng Khái niệm chung 1.1 Các loại công trình nhân tạo đ ờng 1.1.1 Công trình nhân tạo (CTNT) - Công trình nhân tạo (CTNT) đ ờng khái niệm chung thể công trình xây dựng nằm tuyến giao thông đ ờng ô tô, đ ờng sắt, gồm: + Những công trình v ợt qua ch ớng ngại thiên nhiên nh sông, suối, eo biển, thung lũng, + Những công trình v ợt qua tuyến giao thông khác: cầu v ợt đ ờng, + Những công trình chắn đất nh : t ờng chắn, kè, + Các loại CTNT chủ yếu gồm: cầu, công trình thoát n ớc nhỏ, t ờng chắn, hầm 1.1.2 Công trình Cầu - Cầu công trình để v ợt qua dòng n ớc, qua thung lũng, qua đ ờng, qua khu dân c , khu vực sản xuất khu th ơng mại kết cấu nhịp mố trụ móng Hình 1.1: Công trình Cầu 1.1.3 Công trình thoát n ớc nhỏ - Các công trình thoát n ớc nhỏ bao gồm : + Đ ờng tràn + Cầu tràn + Cống 1.1.3.1 - Đ ờng tràn - Đ ờng tràn công trình v ợt sông, có mặt đ ờng nằm sát cao độ đáy sông, vào mùa khô n ớc đ ợc thoát hệ thống cống bố trí bên d ới, vào mùa m a, l u l ợng n ớc lớn cho phép n ớc chảy tràn qua mặt đ ờng nh ng xe cộ lại với tốc độ hạn chế Hình 1.2 : Công trình Đ ờng tràn - Phạm vi áp dụng: dòng sông suối có l u l ợng nhỏ, lũ xảy thời gian ngắn 1.1.3.2 - Cầu tràn PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ¬ng I : Khái niệm chung - Cầu tràn công trình đ ợc thiết kế theo dạng cống hộpp đủ dòng chảy thông qua với l u l ợng định, v ợt l u l ợng n ớc tràn qua đ ờng nh ng xe cộ lại với tốc độ hạn chế Hình 1.3 : Công trình Cầu tràn - Thông th ờng cầu tràn đ ợc thiết kế d ới dạng cầu định hình có độ L 6m Loại phổ biến cầu mố nhẹ làm việc theo sơ đồ khớp - Phạm vi áp dụng: dòng chảy có l u l ợng nhỏ trung bình - Nh ợc điểm đ ờng tràn cầu tràn: + Giao thông bị gián đoạn xảy lũ lớn + Tạo nên ch ớng ngại vật lòng sông, cần ý chống xói lở cho công trình + Chỉ nên áp dụng cho tuyến đ ờng cấp thấp, dòng chảy có l u l ợng nhỏ, ổn định thời gian tËp trung lò ng¾n 1.1.3.3 - Cèng - Cèng công trình thoát n ớc qua dòng n ớc nhỏ, có l u l ợng dòng chảy nhỏ Q 40 50 m3/s - Chiều dày lớp đất đắp mặt cống tối thiểu 0,5m để phân bố áp lực bánh xe giảm lực xung kích 1.1.3.4 - T ờng chắn - T ờng chắn công trình chắn đất, đ ợc sử dụng xây dựng đ ờng điều kiện trì đ ợc độ dốc tự nhiên ta luy 1.1.3.5 - Hầm - Hầm công trình đ ợc xây dựng lòng đất, sử dụng tr ờng hợp sau: + Khi cao độ tuyến đ ờng thấp nhiều so với cao độ mặt đất tự nhiên: hầm xuyên qua núi + Khi tuyến đ ờng men theo s ờn núi có mái dốc lớn, địa chất xấu nh có đá lăn, đất tr ợt, ng ời ta dịch tuyến đ ờng vào núi xây dựng đ ờng hầm + Khi v ợt qua sông lớn, eo biển sâu mà việc xây dựng trụ cầu khó khăn, cầu cao, lúc xây dựng hầm qua sông, qua eo biển + Trong thành phố đông dân c , để đảm bảo giao thông nhanh chóng, xây dựng hầm lòng đất cho ng ời, xe cộ tàu điện qua - Các CTNT chiếm 10 15% giá thành xây dựng đ ờng ô tô Tại nơi tuyến đ ờng qua núi cao, sông lớn, giá thành công trình tăng lên nhiều Vì việc chọn loại công trình thích hợp, thiết kế đảm bảo tiêu chn kü tht cã ý nghÜa rÊt lín viƯc hạ giá thành xây dựng PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ơng I : Khái niệm chung 1.2 Các phận kích th ớc cầu 1.2.1 Các phận cầu - Bố trí chung công trình cầu: 0% 2% 0% 2% MNCn MNTT MNTT Hình 1.4: Cấu tạo chung công trình Cầu (1): Mè cÇu (4): KÕt cÊu mãng (2): Trơ cÇu (5): Mặt đ ờng xe chạy (3): Kết cấu nhịp (6): Nền đ ờng đầu cầu - Kết cấu phần trên: bao gồm + Kết cấu nhịp (KCN) + Đ ờng dẫn vào cầu (phạm vi 20m tính từ mố cầu) + Mặt đ ờng xe chạy + Khe co giãn cầu + Gối cầu Tác dụng: tạo bề mặt cho xe chạy lề Ng ời cầu đảm bảo cho xe chạy êm thuận an toàn trình chuyển động cầu - KÕt cÊu phÇn d íi: bao gåm + Mè cầu + Trụ cầu + Nền móng Tác dụng: đỡ kết cấu nhịp truyền tải trọng từ kết cấu nhịp xuống đất Kết cấu phần d ới th ờng chiếm (40 60)% tổng giá thành xây dựng công trình) 1.2.2 Các kích th ớc cầu 1.2.2.1 Chiều dài nhịp tĩnh (Lo) - Khoảng cách tĩnh hai mép trụ tính theo MNCN gọi chiều dài nhịp tĩnh lo (tĩnh không cầu) Trong cầu nhiều nhịp, tĩnh không cầu tổng khoảng cách nhịp kề Lo = lo 1.1.2.2 Chiều dài nhịp - Chiều dài nhịp (Lnh): khoảng cách tính từ đầu dầm bên đến đầu dầm bên - Chiều dài tính toán nhịp (Ltt): khoảng cách tim gối nhịp Hình 1.5 : Chiều dài nhịp 1.1.2.3 Chiều dài toàn cầu - Là chiều dài tính từ đuôi mố bên đến đuôi mố bên Lcau Lnhip a xLmo PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ơng I : Khái niệm chung Trong : + Lnhip: chiều dài nhịp + a: Khe hở đầu dầm + Lmo: Chiều dài mố cầu 1.1.2.4 Các chiỊu cao thiÕt kÕ cÇu - ChiỊu cao tù d ới cầu (H): khoảng cách tính từ đáy KCN đến MNCN MNTT - Chiều cao kiến trúc cầu (Hkt): khoảng cách tính từ đáy KCN đến mặt đ ờng xe chạy - Chiều cao cầu (H1): khoảng cách tính từ mặt đ ờng xe chạy đến mực n ớc thấp (đối với cầu v ợt qua dòng n ớc) đến mặt đất tự nhiên (đối với cầu cạn) 1.2.3 Các mùc n íc thiÕt kÕ - Mùc n íc cao nhÊt (MNCN): lµ mùc n íc lín nhÊt xt hiƯn sông ứng với tần suất lũ thiết kế P% Dựa vào MNCN để xác định độ cầu tính toán cao độ đáy dầm - Mực n ớc thÊp nhÊt (MNTN): lµ mùc n íc thÊp nhÊt xt sông ứng với tần suất lũ thiết kế P% Dựa vào MNTN để biết vị trí chỗ lòng sông n ớc sâu mùa cạn, vào để xác định vị trí nhịp thông thuyền Ngoài xác định cao độ đỉnh bệ móng trụ sông Mực n ớc cao mực n ớc thấp đ ợc xác định theo số liệu quan trắc thuỷ văn mực n ớc lũ, đ ợc tính toán theo tần suất P% quy định cầu đ ờng khác - Mực n ớc thông thuyền (MNTT): mực n ớc cao cho phép tàu bè lại d ới cầu cách an toàn Dựa vào MNTN chiều cao thông thuyền để xác định cao độ đáy dầm Tần suất lũ để tính MNCN, MNTN cho cầu vừa cầu lớn 1% để tính MNTT 5% - Xác định cao độ đáy dầm: + Đáy dầm không đ ợc vi phạm tĩnh không thông thuyền thông xe d ới cầu đáy dầm vị trí phải cao MNCN 0,5m sông đồng 1,0m sông miền núi có đá lăn trôi + Tại nơi khô cạn cầu cạn, cầu v ợt cao độ đáy dầm vị trí phải cao mặt đất tự nhiên 1,0m + Cao độ đáy dầm phải cao MNTT cộng với chiều cao thông thuyền + Đỉnh xà mũ mố trụ phải cao MNCN tối thiểu 0,5m 1.3 Phân loại cầu phạm vi sử dụng 1.3.1 Phân loại theo mục đích sử dụng - Cầu ôtô: Là công trình cầu cho tất ph ơng tiện giao thông Đ ờng ôtô nh : xe tải, xe gắn máy, xe thô sơ đoàn Ng ời hành - Cầu đ ờng sắt: Đ ợc xây dựng dành riêng cho xe lửa - Cầu bộ: Phục vụ dành riêng cho Ng ời - Cầu thành phố: cầu cho ô tô, xe điện, Ng ời - Cầu chạy chung: cầu cho ô tô, xe lửa, Ng êi ®i bé PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ơng I : Khái niệm chung - Cầu đặc bịêt: cầu phục vụ cho c¸c èng dÉn n íc, èng dÉn khÝ, èng dẫn đốt, dẫn dây cáp điện 1.3.2 Phân loại theo tr ớng ngại vật - Cầu thông th ờng (v ợt sông): Là công trình cầu đ ợc xây dựng v ợt qua dòng n ớc nh : sông, suối, khe sâu Hình 1.7 : Cầu v ợt sông - Cầu v ợt (cầu qua đ ờng): Là công trình cầu đ ợc thiết kế cho nút giao khác mức đ ờng ô tô đ ờng sắt Hình 1.8 : Cầu v ợt Đ ờng - Cầu cạn: Là công trình cầu đ ợc xây dựng mặt đất để làm cầu dẫn vào cầu - Cầu cao: Là công trình cầu bắc qua thung lũng khe sâu, trụ cầu có chiều cao > 20 25 m Hình 1.9: Cầu Cao - Cầu phao: Là công trình cầu đ ợc xây dựng hệ nhằm phục vụ cho mục đích Quân phục vụ giao thông thời gian ngắn Hình 1.10 : Cầu Phao - Cầu mở: Khi chiều cao thông thuyền lớn HTT 40 60m, xây dựng cầu cố định chiều dài cầu lớn, trụ, mố cao, giá thành công trình tăng lên nhiều, tr ờng hợp bố trí cầu mở Cầu mở cầu có nhịp đ ợc di chuyển khỏi vị trí để tàu bè qua lại khoảng thời gian định Có loại cầu mở sau: PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ¬ng I : Khái niệm chung + Cầu cất: KCN có thĨ më vỊ phÝa hc phÝa theo gãc 700 800 so với ph ơng nằm ngang + Cầu nâng: KCN đ ợc nâng hạ theo ph ơng thẳng đứng + Cầu quay: KCN quay mặt góc 900 Hình 1.11 : Cầu Cất Hình 1.12: Cầu Quay 1.3.3 Phân loại theo vật liệu làm kết cấu nhịp - Cầu gỗ - Cầu đá - Cầu bê tông - Cầu bê tông cốt thép (BTCT) - Cầu thép 1.3.4 Phân loại theo cao độ đ êng xe ch¹y - T theo viƯc bè trÝ cao độ đ ờng xe chạy, phân thành: + Cầu có đ ờng xe chạy trên: đ ờng xe chạy đặt đỉnh KCN + Cầu có đ ờng xe chạy giữa: đ ờng xe chạy bố trí phạm vi kết cấu chịu lực PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ơng I : Khái niệm chung + Cầu có đ ờng xe chạy giữa: đ ờng xe chạy bố trí d ới kết cấu chịu lực 1.3.5 Phân loại theo sơ đồ chịu lực (tĩnh học) 1.3.5.1 - Kết cấu nhịp cầu dầm: - Đặc điểm: D ới tác dụng tải trọng thẳng đứng gối cầu truyền áp lực thẳng đứng Kết cấu nhịp cầu dầm cầu dầm giản đơn, cầu dầm giản đơn mút thừa cầu dầm liên tục Do có cấu tạo đơn giản, dễ thi công nên KCN cầu dầm đ ợc dùng phổ Hình 1.20: Kết cấu nhịp cầu dầm thép biến - Các loại kết cấu nhịp cầu dầm: + Cầu dầm thép + Cầu dầm BTCT th ờng BTCT DƯL - KCN dầm: dầm liên tục, dầm giản đơn dầm mút thừa M M Hình 1.16: Kết cấu nhịp giản đơn Hình 1.17: Sơ đồ KCN giản đơn mút thừa M Hình 1.18: Sơ đồ KCN hẫng + Nhịp đeo PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ơng I : Khái niệm chung M Hình 1.19: Sơ đồ KCN liên tục 1.3.5.2 - Kết cấu nhịp cầu dàn Hình 1.21: Kết cấu nhịp cầu dàn - Kết cấu chịu lực kết cấu nhịp cầu dàn mặt phẳng dàn, với dàn chịu lực dọc trục (kéo nén) Chiều cao dàn lớn nên khả chịu lực v ợt nhịp kết cấu nhịp cầu dàn lớn so với kết cấu nhịp cầu dầm Nh ợc điểm kết cấu nhịp cầu dàn cấu tạo thi công phức tạp - KCN cầu dàn th ờng áp dụng cho cầu chịu tải trọng lớn nh cầu đ ờng sắt 1.3.5.3 - Kết cấu nhịp cầu vòm Hình 1.22: Kết cấu nhịp cầu vòm - D ới tác dụng tải trọng thẳng đứng gối cầu có phản lực thẳng đứng V, phản lực nằm ngang H mômen uốn M nên ng ời ta gọi vòm dạng kết cấu có lực đẩy ngang Cầu vòm có khả chịu lực lớn dạng cầu dàn vòm, nhiên kết cấu có cấu tạo phức tạp nên đ ợc áp dụng - Kết cấu nhịp cầu vòm th ờng đ ợc áp dụng cho cầu bắc qua khe sâu, qua thung lũng nơi yêu cầu tính thẩm mỹ cao công trình cầu 1.3.5.4 - Kết cấu nhịp cầu khung - Trụ dầm đ ợc liên kết cứng với để chịu lực Phản lực gối gồm thành phần thẳng đứng V thành phần nằm ngang H PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ¬ng I : Khái niệm chung Hình 1.23: KCN Cầu khung 1.3.5.5 - Kết cấu nhịp cầu treo - Bộ phận chịu lực chủ yếu cầu treo dây cáp dây xích đỡ hệ mặt cầu (dầm dàn) Do quan điểm tĩnh học, cầu treo hệ thống tổ hợp dây dầm (hoặc dàn) - Có thể phân cầu treo thành loại : + Cầu treo dây võng (gọi tắt cầu treo) + Cầu treo dây xiên (cầu dây văng) - Cầu treo dây xiên (Cầu dây văng): Đây kết cầu dầm cứng tựa gối cứng gối cầu mố trụ gối đàn hồi dây văng Dây văng dầm chủ tạo nên hệ bất biến hính hệ có độ cứng lớn so với cầu treo Hình 1.24: Kết cấu nhịp Cầu dây văng - Cầu treo dây võng (Cầu treo): Trong cầu treo, dây làm việc chủ yếu chịu kéo chỗ neo cáp có lực nhổ lớn kết cấu nhịp cầu treo vị trí mố ta phải cấu tạo hố neo lớn phức tạp Hình 1.25: Kết cấu nhịp Cầu treo dây võng 1.3.6.3 Một số cầu điển hình đất n ớc - Cầu Sông Hàn: + Tỉnh Đà Nẵng + Sơ đồ: 54,5 + 54,5m + Kết cấu nhịp: cầu dây văng nhịp, quay quang trơ th¸p PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ơng I : Khái niệm chung - Cầu Mỹ Thuận: + Tỉnh Vĩnh Long + Sơ ®å: 150 + 350 + 150m + KÕt cÊu nhÞp: BTCT dự ứng lực thi công đúc hẫng - Cầu Kiền: + Thành phố Hải Phòng + Sơ đồ: 84,5 + 200 + 84,5m + KÕt cÊu nhÞp: BTCT dù ứng lực thi công lắp hẫng 10 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ơng III: mặt cầu thiết bị cầu Hình 3.33: Khe co giãn môđun Hình 3.34: Cấu tạo thi công khe co giãn môđun - u, nh ợc điểm phạm vi áp dụng: + áp dụng cho cầu lớn có chiều dài nhịp L > 100m có chuyển vị lớn = 10 120cm - Trình tự thi công khe co giãn môđun: Các dầm đỡ đ ợc đặt hốc chừa sẵn, v ợt qua chiều rộng khe Các dầm đỡ tr ợt hai đầu gối, tr ợt theo ph ơng chuyển động kết cấu nhịp Trên dầm đỡ có hàn sẵn để đặt dầm dọc hình ray (dọc theo khe), tạo thành mạng dầm Mỗi dầm dọc đ ợc hàn với dầm đỡ đ ợc định sẵn Lò xo kiểm tra đ ợc đặt dầm đỡ để khống chế khoảng cách bên dầm dọc nh đảm bảo chiều rộng toàn khe Đầu dầm dọc có tạo ngàm để móc dải cao su kín n ớc Các khe hở dầm dọc có chiều rộng giới hạn 80mm 3.4 Nối tiếp đ ờng cầu 3.4.1 Yêu cầu nối tiếp từ đ ờng vào cầu - Khi từ đ ờng vào cầu ®é cøng cđa nỊn ® êng nhá h¬n ®é cøng của, nên thay đổi độ cứng cách đổi đột ngột nh làm cho phần tiếp xúc đ ờng cầu dễ bị lún tạo thành ổ gà Do ta phải cấu tạo nối tiếp đ ờng cầu nhằm đảm bảo êm thuận cho xe chạy - Nối tiếp đ ờng cầu phải đ ợc cấu tạo theo nguyên tắc tăng dần độ cứng từ đ ờng vào cầu 3.4.2 Nối tiếp đ ờng cầu đ ờng ôtô - Các yêu cầu cấu tạo: + Cao độ đ ờng phải thấp cao độ chân lan can khoảng 20 30cm + Chiều rộng đ ờng đắp đầu cầu phải rộng chiều rộng mép chân lan can bên 0,5m đoạn L1 10m vuốt nối vào đ ờng bình th ờng đoạn có chiều dµi L1=15 20 57 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ơng III: mặt cầu thiết bị cầu Nền đ ờng bình th ờng Đoạn mở rộng Đoạn vuốt nối Hình 3.35: Mở rộng đ ờng vào cầu + Phần bêtông mố tiếp xúc trực tiếp với đ ờng phải đ ợc quét nhựa đ ờng để chống ăn mòn bêtông cốt thép mố + Đất đắp sau mố phải dùng loại đất cát cát, đảm bảo thoát n ớc tốt phải đ ợc đầm với độ chặt k = 0,95 0,98 - Để tăng dần độ cứng từ đ ờng vào cầu ta th ờng bố trí thêm độ Bản độ Bản độ 10% đ ợc đổ bêtông chỗ lắp ghép đ ợc đặt với độ dèc i = 10% 15% vỊ phÝa nỊn ® êng Một đầu kê lên gờ kê t ơng đỉnh mố đầu đ ợc kê dầm kê đ ờng sau mố - Tác dụng độ: + Bản độ đ ợc bố trí nhằm tăng dần độ cứng từ đ ờng vào cầu đảm bảo êm thuận cho xe chạy + Khi có hoạt tải bản, áp lực cđa b¶n sÏ trun xng gèi tù nh dầm giản đơn Phần đất d ới đáy lún yếu nên coi nh không dính vào đáy Do việc cấu tạo bố trí độ hợp lý làm giảm mà triệt tiêu hoàn toàn áp lực đất hoạt tải tác dụng lên t ờng mố - Kích th ớc độ : + Bqd: Bề rộng độ theo ph ơng ngang cầu, phụ thuộc vào bề rộng lòng mố, th ờng Bqd = 10 12m + Lqd: Chiều dài độ, Lqd = + : Chiều dày ®é, qd = 16 qd 6m 25 cm 3.5 Thiết bị phòng hộ cầu 3.5.1 Vai trò thiết bị phòng hộ - Thiết bị phòng hộ cầu bao gồm: lề bộ, dải phân cách, lan can, hệ thống thiết bị chiếu sáng, biển báo hiệu - Các thiết bị phòng hộ đ ợc bố trí cầu nhằm mục đích: + Đảm bảo an toàn cho Ng ời nh ph ơng tiện giao thông cầu + Phân luồng, phân xe chạy tránh gây ùn tắc giao thông cầu 58 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ơng III: mặt cầu thiết bị cầu + Là yếu tố tạo nên tính thẩm mỹ cho công trình cầu Do thiết bị phòng hộ cầu cần phải đ ợc cấu tạo bền đẹp, vững phù hợp với phong cảnh địa ph ơng 3.5.2 Đ ờng ng ời cầu - Đ ờng ng ời đ ợc bố trí cầu tạo phần đ ờng giành riêng cho xe thô sơ ng ời nhằm đảm bảo an toàn cho ng ời cầu - Đ ờng ng ời mức: + Đ ợc bố trí cao độ với mặt đ ờng xe chạy Việc bố trí nh không gây thu hẹp mặt cầu, đồng thời mở rộng bề rộng xe chạy cần thiết Vệt sơn phân cách Gờ chắn bánh Hình 3.37: Cấu tạo lề ng ời mức + Đối với đ ờng ng ời mức ta bố trí có gờ chắn bánh để đảm bảo an toàn cho ng ời cần dùng dải sơn phân cách rộng khoảng 10 20cm Việc cấu tạo dùng dải sơn phân cách cho phép xe vào phần ® êng ng êi ®i ®ã xÕp t¶i tính toán hệ số phân bố ngang cho dầm chủ phải ý vấn đề Bản bêtông Cát đệm Cát đệm Hình 3.38: Cấu tạo lề ng ời khác mức - Đ ờng ng ời khác mức: Đ ợc bố trí cao mặt đ ờng xe chạy khoảng 20 30cm Việc bố trí nh đảm bảo an toàn cho ng ời cầu, nhiên lại gây thu hẹp bề rộng xe chạy mở rộng bề rộng xe chạy cần thiết 59 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ơng III: mặt cầu thiết bị cầu 3.5.3 Lan can - Lan can đ ợc bố trí nhằm dẫn h ớng cho xe chạy đảm bảo cho xe không bị văng khỏi cầu xảy cố trình chuyển động cầu Đồng thời lan can phận tạo nên tính thẩm mỹ cho công trình cầu - Phân loại lan can: + Lan can cứng: đ ợc cấu tạo từ khối bêtông lắp ghép đổ chỗ, phía có dải thép để tạo tay vịn Lan can cứng làm việc theo nguyên lý va chạm cứng nên mức độ h hỏng xe va chạm cao, nh ng đảm bảo đ ợc an toàn cho xe xảy tai nạn + Lan can mềm: đ ợc cấu tạo từ dải thép gắn cột đỡ bêtông thép Lan can mềm làm việc theo nguyên lý va chạm mềm nên hạn chế đ ợc h hỏng cho xe, nhiên lại không đảm bảo đ ợc an toàn cho xe xảy tai nạn cầu đặc biệt xe chạy với tốc độ cao - Một số loại lan can: Gờ chắn bánh Gờ chắn bánh Bản bêtông Cát đệm Cát đệm Hình 3.40: Cấu tạo sè lo¹i lan can 60 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ơng III: mặt cầu thiết bị cầu - Cấu tạo lan can: ống tròn 120 B Thép vuông 50x20mm B Thép vuông 60x80mm Thép phân bố 12 A A Bu lông U 22 Lớp phủ mặt cầu 2% 2% A-A Hình 3.41a: Cấu tạo chi tiết lan can Hình 3.41b: Lan can b»ng thÐp 61 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com B-B Ch ơng IV: Gối cầu Ch ơng Gối cầu 4.1 Khái niệm chung 4.1.1 Vai trò gối cầu - Gối cầu phận công trình cầu có nhiệm vụ đỡ kết cấu nhịp truyền áp lực tập trung từ kết cấu nhịp xuống mố, trụ Đồng thời gối cầu đảm bảo cho đầu kết cấu nhịp chuyển vị xoay chuyển vị tịnh tiến d ới tác dụng hoạt tải, thay đổi nhiệt độ, co ngót từ biến bêtông - Các loại gối cầu: + Gối cố định: có chuyển vị xoay + Gối di động: có chuyển vị xoay chuyển vị tịnh tiến 4.1.2 Nguyên tắc bố trí gối cầu mặt đứng 4.1.2.1 Đối với kết cấu nhịp giản đơn - Các sơ đồ bố trí a a+ a a+2 a+ a+ (a) a a+ (b) Hình 4.1: Các sơ đồ bố trí gối cầu (a): Bố trí (b): Bố trí không - Thông th ờng ta nên bố trí gối nhau, tức gối cố định đến gối di ®éng ViƯc bè trÝ gèi nh vËy sÏ cho phép khe co giãn có biên độ sử dụng loại khe co giãn cho vị trí - Để giảm số l ợng khe co giãn ta bố trí gối không ta phải dïng mét khe co gi·n cã kÝch th íc lín gấp đôi khe co giãn vị trí khác Việc cấu tạo nh gây phức tạp trình thi công nh việc sử dụng khe co giãn cầu 4.1.2.2 Đối với kết cấu nhịp liên tục - Các sơ đồ bố trí: 62 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ¬ng IV: Gèi cÇu a a+3 (a) a+ a+2 (b) a+2 a+2 (c) Hình 4.2: Các sơ đồ bố trí gối cầu (a): Gối cố định mố (b): Gối cố định trụ biên (c): Gối cố định trụ - Tr ờng hợp 1: ta bố trí gối cố định mố, đỉnh trụ mố lại ta đặt gối di động Khi biến dạng kết cấu nhịp đ ợc đảm bảo gối di động đặt mố khe co giãn phải có kích th ớc lớn để đảm bảo biên độ biến dạng kết cấu nhịp - Tr ờng hợp 2: ta bố trí gối cố định trụ biên, đỉnh trụ mố lại ta đặt gối di động Khi biến dạng kết cấu nhịp đ ợc đảm bảo gối di động đặt mố Việc cấu tạo nh khe co giãn có cấu tạo nhỏ hợp lý - Tr ờng hợp 3: Đối với cầu có số nhịp lẻ tốt ta bố trí gối cố định trụ Khi biến dạng kết cấu nhịp đ ợc đảm bảo gối di động đặt mố Việc cấu tạo nh khe co giãn mố có kích th ớc cấu tạo nhỏ nhau, biện pháp bố trí hợp lý Trong đó: + a: Khe hở đầu dầm đầu dầm t ờng đỉnh mố Gối cố định: a 5cm Gèi di ®éng: a + cm + : BiÕn dạng kết cấu nhịp chênh lệch nhiệt độ, = + T L T : Chênh lệch nhiệt độ cao nhiệt độ trung bình + L: Chiều dài kết cấu nhịp + : Hệ số giãn nở nhiệt bêtông: = 1,17.10-5 (1/độ) PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ¬ng IV: Gối cầu 4.1.3 Nguyên tắc bố trí gối cầu mặt 4.1.3.1 Đối với kết cấu nhịp giản đơn - Tr ờng hợp Bcau 12m => Có thể bỏ qua chuyển vị dầm chủ theo ph ơng ngang cầu, ta cần bố trí gối di động ph ơng Hình 4.3: Tr êng hỵp Bcau 12m - Tr êng hỵp Bcau >12m => Chuyển vị dầm chủ theo ph ơng ngang cầu lớn bỏ qua, ta phải bố trí gối di động đa ph ơng (Hình a) Trong tr ờng hợp gối di động đa ph ơng sử dụng gối di động ph ơng, ta phải đặt gối di động theo ph ơng xiên góc, gối di động phải có ph ơng đồng quy tim gối cố định (Hình b) (a) (b) o Hình 4.4: Tr ờng hợp Bcau> 12m (a): Sử dụng gối di động đa ph ơng (b): Sử dụng gối di động ph ơng 4.1.3.2 Đối với kết cấu nhịp liên tục - Tr ờng hợp Bcau 12m => Cã thĨ bá qua chun vÞ cđa dầm chủ theo ph ơng ngang cầu, ta cần bố trí gối di động ph ơng 64 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ơng IV: Gối cầu Hình 4.5: Tr ờng hợp Bcau 12m - Tr êng hỵp Bcau >12m => Chun vị dầm chủ theo ph ơng ngang cầu lớn bỏ qua, ta phải bố trí gối di động đa ph ơng (Hình a) (a) Hình 4.6: Sử dụng gối di động đa ph ơng Trong tr ờng hợp gối di động đa ph ơng sử dụng gối di động ph ơng, ta phải đặt gối di động theo ph ơng xiên góc, gối di động phải có ph ơng đồng quy tim gối cố định (Hình b) (b) o Hình 4.7: Sử dụng gối di động ph ơng ☎✆ PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ơng IV: Gối cầu 4.2 Cấu tạo gối cầu 4.2.1 Cấu tạo gối cầu dầm BTCT 4.2.1.1 Gối tiếp tuyến Thớt thép phẳng đ ợc hàn vào thép neo chôn sẵn dầm bê tông cốt thép, thớt d ới có mặt tiếp xúc hình trụ đ ợc liên kết với bệ kê gối bu lông neo đặt sẳn bê tông Cấu tạo gối cố định gối di động khác chổ, gối cố định có vấu chốt để ngăn cản chuyển vị thớt với thớt d ới, gối di động có nẹp s ờng để ngăn không cho thớt chuyển vị ngang Đầu kết cấu nhịp Đầu kết cÊu nhÞp a) b) 180 180 130 170 130 170 Bệ kê gối Bệ kê gối a) Gối di động; b) Gối cố định Hình 4.8: Cấu tạo gối tiếp tuyến - u nh ợc điểm phạm vi áp dụng + Gối tiếp tuyến có cấu tạo đơn giản, dễ thi công + Phần thép lộ thớt gối dễ bị rỉ, cần phải có biện pháp bảo vệ, đặt khe co giãn hộp kín th ờng xuyên bôi mỡ bảo d ỡng + Gối tiếp tuyến th ờng đ ợc áp dụng cho kết cấu nhịp cầu nhỏ L = 18m cầu đ ờng sắt L = 12 18m cầu ® êng «t«, víi chuy 2cm 4.2.1.2 Gèi lăn - Cấu tạo: + Gối lăn BTCT gồm thép bề mặt hình trụ, khối BTCT gọi lăn sử dụng gối lăn thép + Gối lăn, có hệ số ma sát nhỏ f = 0,05, đồng thời đảm bảo chuyển vị tự theo ph ơng dọc cầu kết cấu nhịp Nếu đ ờng kính lăn D 18 20cm th ờng dùng gối lăn tròn, đ ờng kính lăn D > 20cm nên dùng gối lăn cắt vát + Chuyển vị quay gối đ ợc đảm bảo quay t ơng đối thớt thớt d ới Còn chuyển vị tính tiến kết cấu nhịp đ ợc đảm bảo chuyển vị lăn lăn tròn thớt d ới 66 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ơng IV: Gối cầu a) b) c) Bê tông cốt thép Con lăn thép tròn Thép 160 180 a) Gối lăn bê tông cốt thép; b) Gối lăn thép cắt vát; c) Gối lăn thép tròn Hình 4.9: Cấu tạo gối lăn 80T - Gối chịu đ ợc phản lực N - Gối lăn đ ợc áp dụng cho cầu có chiều dài nhịp L = 20 40m - Tuy nhiên gối lăn BTCT có cấu tạo phức tạp khả chịu tải không lớn đ ợc sử dụng 4.2.1.3 Gối cao su phẳng - Cấu tạo: P a) H P H b) M M Bản thép 5mm Bản cao su Hình 4.11: Cấu tạo gối cao su thép - Gối có dạng khối cao su hình chữ nhật, bên có thép dày = 5mm có tác dụng tăng c ờng độ cứng cho gối khả chịu lực theo ph ơng thẳng đứng - Đầu dầm chuyển vị tr ợt xoay biến dạng đàn hồi gối - Hệ số ma sát gối với bêtông f = 0,3 67 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ơng IV: Gối cầu - Khả chịu lực gối: P 200T - u nh ợc điểm phạm vi áp dụng: + Gối có cấu tạo đơn giản, dễ định hình hóa chế tạo, dễ lắp ráp, sửa chữa thay cần thiết + Do gối đ ợc cấu tạo cao su nên giảm đ ợc lực xung kích từ kết cấu nhịp truyền xng mè trơ + Gèi cao su b¶n thÐp th ờng đ ợc áp dụng cho cầu nhỏ L = 0,5 2,5cm áp lực gối P = 15 40m, với chuyển vị 200T - Gối th ờng đặt đá kê gối để phân bố áp lực cục xuống xà mũ mố, trụ Do d ới đá kê gối th ờng phải bố trí l ới cốt thép chịu áp lực cục Bảng 4.1: KÝch th íc gèi cao su STT KÝch th ớc thớt gối Chiều dài nhịp Phản lực gối L (m) N (T) 16,95 63 260 x 410 x 40 310 x 410 x 56 23 25 73 260 x 410 x 50 360 x 410 x 80 30 83 260 x 460 x 50 360 x 460 x 80 32,4 96 310 x 460 x 56 410 x 460 x 56 axbx (mm) 4.2.1.4 Gối cao su hình chậu - Gối đ ợc cấu tạo gồm cao su hình tròn đặt phận thép hình chậu Chuyển vị xoay chuyển vị tịnh tiến gối đ ợc đảm bảo biến dạng cắt đàn hồi cao su Nhờ có chậu thép mà cao su không bị nở hông biến dạng chịu áp lực thẳng đứng tải trọng - Trong gối di động, chuyển vị tr ợt gối teflon PTFE (polietytetra fluoroethylene) tr ợt mặt thép hợp kim Tấm tr ợt PTFE đ ợc đặt khấc lõm thép Trên mặt tr ợt PTFE thép thép hợp kim mịn phẳng không rỉ, có chiều dày tối đa 1mm Để gối di động theo ph ơng cần lắp thêm nẹp dẫn h ớng - Gối cố định đ ợc cấu tạo có nắp nắp d ới tì lên để truyền trực tiếp áp lực thẳng đứng xuống mố trụ - Hệ số ma sát gối với bêtông f = 0,05 - Khả chịu lực gối: P 2500T - u nh ợc điểm phạm vi áp dụng: Gối chậu thép th ờng đ ợc áp dụng cho cầu trung cầu lớn L 150m, với chuyển vị = 15cm áp lực gối P = 100 2500T Do gối có khả chịu lực lớn nên đ ợc áp dụng phổ biến cho kết cấu nhịp cầu BTCT DƯL thi công theo ph ơng pháp đúc hẫng đúc đẩy 68 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ơng IV: Gối cầu Gối di động Loại TF - gối cố định Loại TGe - di động theo ph ơng Loại TGa - di động theo ph ơng 1 ChËu thÐp (thớt d ới) Đĩa PTFE Gioăng cao su Tấm cao su Lá thép hợp kim Bản nẹp dẫn h ớng Nắp đậy Bàn tr ợt (thớt trên) Hình 4.14: Gối cao su hình chậu 4.2.2 Cấu tạo gối cầu dầm thép cầu dàn thép - Trong cầu thép có nhịp L < 25m th êng ¸p dơng gèi tiÕp tun cã cấu tạo giống gối tiếp tuyến cho kết cấu nhịp cầu dầm BTCT Gối tiếp tuyến có cấu tạo đơn giản, chiều cao thấp nh ng hệ số ma sát lớn f = 0,5 - Khi nhịp có chiều dài L > 25m, phản lực gối P = 70 300T th ờng dùng gối lăn, có hệ số ma sát nhỏ f = 0,05, đồng thời đảm bảo chuyển vị tự theo ph ơng dọc cầu kết cấu nhịp Nếu đ ờng kính lăn D 18 20cm th ờng dùng gối lăn tròn, đ ờng kính lăn D > 20cm nên dùng gối lăn cắt vát - Gối cố đinh vÉn cã thĨ dïng gèi tiÕp tun hc gèi quay giống nh gối lăn cho kết cấu nhịp cầu BTCT - Đối với nhịp có L > 100m, ¸p lùc gèi P > 300T th êng dïng gèi có nhiều lăn (số lăn 4) - Cấu tạo gối lăn cắt vát: + Trong gối có nhiều lăn, lăn cần đ ợc liên kết với giằng s ờn bên để đảm bảo không bị xê dịch dọc tr ợt ngang nh ng phải dễ dàng cho việc lau chùi đ ợc đặt hộp bảo vệ để tránh bụi bẩn Các lăn phải có mép gờ, chốt thiết bị chống xô + Chuyển vị quay gối đ ợc đảm bảo quay t ơng đối thớt thớt d ới Còn chuyển vị tính tiến kết cấu nhịp đ ợc đảm bảo chuyển vị xoay nghiêng góc lăn 69 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ¬ng IV: Gối cầu Hình 4.16: Cấu tạo gối cố định Hình 4.17: Cấu tạo gối di động PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Ch ¬ng IV: Gối cầu Hình 4.18: Gối cố định Hình 4.19: Gối di động Hình 4.20: Gối di động 71 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com