- ứng suấ in ỏn :f ht í: 0,6 fc
m z z sĩz i2 2 ^i2 zí^z 2 2íỉá2izí
11.1. KHÁ IN IỆM CHUNG
Cầu v ò m là kết cấu chủ yếu chịu nén nên thích hợp với các vật liệu n h ư đ á xây, bè tông. Cầu vòm đ á và bê tông đã được xây dự ng từ thời kỳ cổ đại, n h ư n g d o kết cấu n ặn g nề, lại phải thi c ô n g trên giàn giáo, khó kh ăn và tốn ké m nên hiện nay ít được sử dụng.
Việc áp d ụ n g bê tông cốt thép vào cầu v ò m ch o phép giảm kích thước tiết d iện, g iảm trọng lượng bản thân, giảm nội lực và kích thước trụ mô' so với cầu v ò m đá, cầu v ò m bè tông do đó nân g cao tính kinh tế của c ô n g trình.
Đ ể tận d ụ n g ưu đ iểm chịu uốn của bê tông cốt thép, cầu vòm có thể làm thoải hơn, tránh được các kết cấu vòm đặc, nặn g nề và tốn vật liệu (như cầu vòm đá, cầu vòm bè tông), thay bằng các vòm sườn có kích thước nhỏ, trên đó d ự n g các cột đ ỡ hệ m ặt cầu bằng bê tông cốt thép. K ết cấu như vậy cho ph ép giảm thiểu trọng lượng bản thân d o đ ó cầu vòm bê tông cốt thép có thể vượt nhịp dài và thoải hơn so với cầu đ á và bê tông.
P h ẩm chất cầu vòm thường được đ án h giá q u a m ộ t hệ số l2/ f gọi là “ hệ số can đ ả m ” , (trong đó: / - ch iều dài nhịp; f - đường tên vòm). H ệ s ố can đ ả m vừa thể h iện chiều dài nhịp và độ thoải cô n g trình làm giảm chiều cao cầu, đặc biệt có ý n g h ĩa với các cầu n h ịp lớn, đư ờng xe ch ạ y trên. V í dụ, chiếc cầu vòm bê tô n g cốt thép ở Bỉ (/ = 2 3 0 m ) có hệ sô' can đ ảm l2/ f = 1730 trong khi cầu vòm bê tông và đ á xây chỉ đạt 728 và 495.
ơ nước ta cầu vòm bê tông cốt thép trên đ ư ờ n g ôtô đã được xây d ự n g ở đ ồ n g bằng sông Cửu L o n g từ thời Pháp thuộc. Đ ặc điểm của các cầu này là khổ h ẹp (4m ), tải trọ n g nhẹ, hiện nay đ ã hầu như hết niên hạn sử dụng. Ớ m iền Bắc, chiếc cầu vòm bê tông cốt thép duy nhất xây dựng vào k h o ản g 1978 ở R òn - Q u ả n g Binh, nhịp ch ín h 3 0 m dưới d ạn g vòm hai chiều. H iện nay đan g xây dựng các cầu vòm bê tông cốt th ép n h ịp 6 5 m (cầu d ẫn số 7, cầu Bãi Cháy). Cầu vòm bê tông cốt thép lớn nhất th ế giới đ ã đ ạt n hịp trên 300m.
11.2. C Á C D Ạ N G C ơ B Ả N C Ủ A C À U V Ò M
T uỳ theo đặc điểm chịu lực có thể phân biệt các loại cầu vòm sau:
- Cầu vòm đơn giản: cầu vòm đơn giản là hệ trong đ ó kết cấu chịu lực ch ín h là vòm,
chủ yếu chịu nén, các bộ phận khác n h ư m ặt cầu, cột ch ống chỉ chịu các tải trọng cục bộ. Các hộ vòm có thể có cầu vòm k h ô n g khớp, hai khớp và ba khớp (hình 1 l . l a , b ) .
- Cầu vòm liên hợp: cầu vòm liên hợp là hệ trong dó ngoài v òm th am gia chịu lực chính còn các bộ phận mặt cầu cùng tham gia chịu uốn n h ư m ộ t d ầ m cứng (hình 1 l . l c ) ,
h oặ c như một thanh k é o c ứ n g khi đường x e c h ạ y dưới ( hình 11. l d ) .
- Cầu vòm còn phân biệt vòm có lực đẩy ngang, trong đ ó phản lực n g a n g của vòm truvền qua m ố trụ vào đất nền (hình 11. la,b ,c) và vòm không có lực đ ẩ y ngang, trong đó lực ngang của vòm do thanh kéo hay d ầm cứng chịu, hộ chỉ có phản lực thẳng đứ ng n hư phản lực dầm (hình 11. ld).
- Ngoài ra còn phân biệt cầu vòm theo vị trí mạt cầu: cầu vòm đ ư ờng xe ch ạy trên (hình 1 l.J a .c ), cầu vòm đường xe chạv giữa (hình 1 l . l b ) , cầu vòm đ ư ờ n g xe c hạy dưới
( hình 1 l . l d ) . a) b) c) d) .1 m 99
T uỳ theo chiều dài, cầu vòm có thể làm m ột, hai, ba hay n hiều n h ịp (hình 11.2). Các nhịp trong cầu vòm nh iều nhịp có thể c h ọ n bằn g nh au (hình 11.2a,b,c) h o ặc k h ác nhau, tuỳ theo đ ịa hình, ngoài nhịp chính, ở khu vực bãi sông các vòm d ẫn có nhịp n h ỏ hơn (hình 11.2d,e).
a) / = 20 - 30m
d)