M I/2 =R (/ /2) l PjX \ Hy
11.4.5. Cấu tạo cầu vòm bê tông cốt thép có đường xe chạy trên
Cầu vòm bê tông cốt thép đường xe chạy trên thích hợp cho các cầu cao, vượt thung lũng sâu. Về m ặt chịu lực, vòm là kết cấu chủ yếu chịu nén nên thích hợp với bê tông cốt thép. Về m ặt kiến trúc, vòm bê tông cốt thép có tiết diện mảnh, hình dáng đẹp (hình 11.2 e,f) trong đó nhịp chính bố trí một vòm lớn còn các nhịp dẫn bố trí các vòm n h ỏ hơn.
11.4.5.1. Cầu vòm bản đặc
Cầu vòm có tiết diện ngang bản đặc dạng chữ nhật, chiều cao thấp, cấu tạo và thi công đơn giản. Cầu vòm bản đặc thường dùng cho các cầu nhịp nhỏ (dưới 70m ), kết cấu đổ toàn khối trên giàn giáo (hình 11.5a). Chiều dày vành vòm ở giữa nhịp có thể lấy:
h// = (1/60 H- 1/70)/
Chiều rộng của vòm thường bằng chiều rộng mặt cầu. Đê đ ả m bảo độ cứng và ổn định ngang, chiều rộng bản ù giữa nhịp k h ô ng nên nhỏ hơn (1/30)/, n ếu chiều rộ n g vòm q u á nhỏ, có thể m ở rộng d ần vể phía chân. Đ ể g iảm khối lượng vòm m à vẫn giữ đ ộ cứng cấn thiết, có thể có các biện pháp giải q uyết như sau:
- Á p d ụn g tiết diện bản có sườn (hình 1 1.5d);
- Chia tiết diện th ành nhiều bản nhỏ liên kết với nhau bằng hệ m ặt cầu (hình 11.5e); - Á p d ụn g bản rỗng (hình 11.5f).
Kết cấu trên vòm có thể làm dưới d ạn g tường chắn bê tông cốt th ép bên trong đổ đất (hình 1 1.5b), tường đất có cốt....K ết cấu này đơn giản nhung nặn g nề và tổn vật liệu nên chỉ d ù n g ch o các nhịp nhỏ (< 20m ). T rường hợp này m ặt cầu có kết cấu g iố n g như m ặt đường tựa trên nền đắp. Đ ất đắp trên vòm có thể d ù n g cấp phối đ á dăm .
Để giảm nhẹ tĩnh tải thì mặt cầu có thế làm bằng bê tông cốt th é p g ồ m bản xe chạy và hệ th ố ng d ầ m m ặt cầu n hư trong các cầu k h u n g bê tông cốt th é p đ ổ toàn khối, tựa trên trụ là các cột chố n g lên vòm.
Cột ch ố n g mặt cầu có thể dưới dạn g tường đặc (hình 11.5c) hoặc d ạ n g các cột ch ố n g đ ỡ hệ dầm m ặt cầu (hình 1 1.5e,f).
Hình 11.6a trình bày một ví dụ về cấu tạo cầu vòm bản không khớp nhịp 6 5m áp dụng vào cầu dẫn số 7 cầu Bãi Cháy. V òm có tiết diện bản đặc hình ch ữ n hật đúc tại chỗ, cao 9 0 0 m m (h// = 1/72), rộng 8000m m , đường tên vòm 16500mm [(1/4)/]. K ết cấu trên vòm dạng khung bản đặc hình chữ nhật dầy 800m m , rộng 11350mm, (trong đó hai cánh hảng
2500mrn), tựa trên các tường chông bê tỏng cốt thép dãy 800rnrn, rộng 6 0 0 0 m m , đặt cách nhau 13000mm. Cốt thép chủ của vòm được bố trí hai lưới trèn và dưới, mỗi lưới gồm 52 N(l30 (hình 1 ] .6b). c ỏ t ngang bố trí N°18 cách nhau 150 - lOOmm.
e)
s u
Khe noi Khe nổi
iị ị ỉ ( i 1 1 1! V //////////////////A f) ■ ■ i 2,5 - 4m Thanh trang trí 4 - 6m ■ 1 1 Dám ngang o { □ ti o ỉ ỉ ì n h U . S . l " u ]'ỉ d i ệ n ỉ ì ì ị t u ì i ỉ , Cthi v o m b t ‘ Ỉ I WJ í ổ ĩ ĩ l ỉ é p 105
H ỉnh 11,6. Ví dụ ( đu tạo cầu vòm bản nhịp 65m úp diiìiq vảo càu dan Bãi Cháy (Quaỉĩí> Niỉìiì) a) Sơ đồ cẩu và mặt cắt ngang; b) B ố trí cối thép vòm chủ
/1.4.5.2. Cấu vòm sườn dườtìịị xe chạy trên
Đê giảm khối lượng m à vẫn giữ độ cứng của vòm thi có thể áp d ụ n g kết cấu vòm sườn. V òm sườn có tiết diện ngang gồm nhiều thanh vòm tiết d iệ n c h ữ nhật, lục giác, bát giác, tiết diện I hoặc hộp, liên kết với nhau bằng các giằne n g a n g (hình 11.7). T ro ng các cầu nhịp lớn thường dùng tiết diện hộp, vì chúng có lõi tiết d iện lớn hơn nhiều so với tiết diện đặc, do đó có thể giảm hoặc thậm chí tránh được ứng suất kéo.
c) Thanh chống Thanh chống c ắ t theo a, b h- b* 1:2
ỉỉình Ỉ I .7. Sơ dồ tiết diện cầu voni sườn
Ưng suất trong vòm chịu lực nén dọc và m ôm en thể hiện b ằn g phư ơng trình
_ N Ne _ .N ơ _ F w ~ F 1± (11.3) Trong dỏ: e - độ lệch tâm của lực dọc; Ne - m ỗm en uốn;
k = W /F - bán kính lõi tức là khoảng cách từ tám đến m é p lõi tiết diện; Nếu ký hiệu hệ số rỗng tiết diên theo chiểu ngang (hình 1 1.8):
( B - a ) a B và hệ số rỗng theo chiều đứng: p ( H - I d ) H
th ì bán kính lõi GÚa tiết diện hộp xác định theo phương trình