- Cụng trỡnh cầu chịu ảnh hưởng dài lõu của hoàn cảnh tự nhiờn như: giú thổi, mặt trời chiếu vào, chờnh lệch nhiệt độgiữa ngày và đờm. Đặc biệt là kết cấu nhịp dưới tỏc động của núng lạnh sinh ra nội lực của biến dạng co ngút, từ biến do đú phỏt sinh ra cỏc biến dạng. Khi sựco gión khụngđều và lặp đi lặp lại lõu ngày khiến cho kết cấu bịnứt.
- Ngoài ra dưới tỏc động của cỏc lực ngang theo phương dọc cầu thỡ kết cấu nhịp cú sự chuyển vị: chuyển vịxoay và chuyển vịtịnh tiến. Nếu khụng đảm bảo cho đầu kết cấu nhịp cú được cỏc chuyển vịnày thỡ cũng sẽdẫn đến hiện tượng nứt và xuất hiện nội lực phụtrong dầm.
=> cần thiết phải bốtrớ khe co gión trờn cầu nhằm mục đớch: Đảm bảo cho đầu kết cấu nhịp cú thểchuyển vịtự do dưới tỏc dụng của hoạt tải, thay đổi nhiệt độ, từ biến và co ngút của bờtụng.
4.3.2. Yờu cầu đối với khe co gión:
-Đảm bảo đủ độ bền, cú tuổi thọ tương đối cao để hạn chế chi phớ duy tu bảo dưỡng và thay thế.
-Đảm bảo cho xe chạy ờm thuận, hạn chếlực xung kớch và tiếngồn khi cú xe chạy. - Đảm bảo kớn và thoỏt nước tốt, chống rũ rỉ nước và cỏc mảnh vụn gạch đỏ của lũng đường.
- Khe co gión phải cú cấu tạo đơn giản, dễthi cụng, dễkiểm tra và thay thế, sửa chữa khi cần thiết.
4.3.3. Cỏc loại khe co gión:
4.3.3.1. Khe co gión hở:
a. Phạm vi sửdụng:
Đối với cỏc cầu cú chiều dài nhịp nhỏ L≤15m với cỏc chuyển vị nhỏ =1ữ2cm thỡ ta cú thểsửdụng khe co gión hở.
b. Cấu tạo:
- Khe co gión chỉ gồm cỏc thanh thộp gúc tại đầu dầm để tăng cường độ cứng cho đầu dầm và đảm bảo cho nước khụng thấm vào bờtụng dầm.
-Phớa dưới bốtrớ mỏng hứng nước bằng cao su để nước khụng chảy xuống gối cầu và xà mũ mố, trụ.
Hỡnh 4.15: Khe co gión hở. c.Ưu, nhược điểm:
Khe co gión loại này cú cấu tạo rất đơn giản, thực chất là cỏc chi tiết được bố trớ chỉ để đảm bảo thoỏt nước. Nhược điểm chớnh là khụng kớn nước, rất dễ bị đọng rỏc làm tắc khe co gión.Đồng thời gõy ra tiếng ồn khi cú xe chạy.
4.3.3.2. Khe co gión kớn:
a. Phạm vi sửdụng:
Áp dụng cho cỏc chuyển vị = 23cm.
b. Cấu tạo:
- Cú tầng phũng nước liờn tục cũn tầng bờtụng bảo hộ giỏn đoạn qua khe. - Khe cú bộ phận co gión bằng đồng thau hoặc tụn trỏng kẽm.
- Lớp nhựa matớt nhựa: Tăng độ đàn hồi để 2 đầu dầm dón ra một cỏch tự do.
Hỡnh 4.16: Khe co gión kớn.
c.Ưu, nhược điểm:
- Xe chạyờm thuận.
4.3.3.3. Khe co gión cao su chịu nộn:
a. Phạm vi sửdụng:
Khe co gión loại này cũng chỉ nờn ỏp dụng cho cỏc chuyển vị nhỏ = 12cm với chiều dài nhịp L15m.
b. Cấu tạo:
-Nhược điểm chớnh của khe co gión hở là khụng kớn nước đồng thời gõy ra tiếng ồn lớn khi cú xe chạy. Để khắc phục nhược điểm trờn thỡ ta sử dụng tấm cao su chịu nộn được đặt ộp chặt vào khe hở giữa hai đầu dầm.
- Bề mặt cao su được đặt thấp hơn 5mm so với mặt cầu để trỏnh hư hỏng do xe cộ.
Hỡnh 4.17: Khe co gión cao su chịu nộn. c.Ưu, nhược điểm:
Tấm cao su vừa cú tỏc dụng tạo ra sự co giónđàn hồi cho đầu dầm, chống thấm nước vừa hạn chế được lực xung kớch cũng như tiếng ồn khi cú xe chạy.
4.3.3.4. Khe co gión cao su bản thộp:
a. Phạm vi sửdụng:
Được sửdụng phổbiếnở nước ta hiện nay. Áp dụng cho cỏc chuyển vị=2ữ5cmvới cỏc nhịp nhịp cầu L=15ữ30m.
b. Cấu tạo:
- Khe co gión gồm 1 khối cao su cú cỏch rónh dọc để tăng độ biến dạng, cỏc bản thộp cú chiều dày 6ữ8mm nằm trong tấm cao su cú tỏc dụng làm tăng độ cứng chịu nộn và chịu uốn của tấm.
- Cỏc tấm cao su được ghộp nối dài bằng keo. Cỏc tấm này được đặt qua khe hởgiữa hai đầu dầm và neo vào bản bờtụng mặt cầu bằng cỏc bulụng neo đặt chỡm.
Cốt thép định vị 16 Cốt thép chờ 20 Vữa không co ngót Tấm cao su Bu lông neo 20 Lớp phủ mặt cầu
Hỡnh 4.18: Khe co gión cao su bản thộp.
c.Ưu, nhược điểm:
Khe co gión cao su bản thộp đảm bảo xe chạy ờm thuận, hạn chế được lực xung kớch và tiếngồn. Cú tuổi thọcao, dễthi cụng và dễthay thế, sửa chữa khi cần thiết.
4.3.3.5. Khe co gión bản thộp trượt:
a. Phạm vi sửdụng:
Loại khe co gión này cú thể dựng cho cỏc kết cấu nhịp cầu trung cú chiều dài nhịp L = 3050m chuyển vị lớn lờn tới = 45cm.
b. Cấu tạo:
- Khe co gión bản thộp trượt gồm một tấm thộp dày d = 1020mm phủ trờn khe hở giữa hai đầu dầm, một đầu tấm thộp được hàn vào một thộp gúc và đầu kia trượt tự do trờn mặt thộp gúc đối diện. Cỏc thộp gúc được neo vào đầu dầm nhờ cỏc thộp neo.
-Để trỏnh nước rũ rỉ xuống gối cầu, dưới khe đặt mỏng thoỏt nước bằng cao su hoặc thộp hỡnh.
Hỡnh 4.19: Khe co gión bản thộp trượt.
c.Ưu, nhược điểm:
Mặt cầu xe chạy khụng bằng phẳng và gõy tiếng ồn lớn khi xe qua lại trờn cỏc mặt tiếp xỳc của thộp do cỏc bản thộp va đập vào nhau, vỡ vậy trong cỏc cầu hiện đại, loại này được ỏp dụng một cỏch hạn chế.
4.3.3.6. Khe co gión răng lược, răng cưa:
a. Phạm vi sửdụng:
Loại khe co gión này cú thể dựng cho cỏc kết cấu nhịp cầu cú chiều dài nhịp L = 30100m chuyển vị lớn lờn tới = 1015cm.
b. Cấu tạo:
- Khe co gión kiểu răng lược hoặc răng cưa gồm cỏc bản thộp được xen kẽ với nhau theo dạng răng lược hoặc răng cưa trờn mặt cầu. Cỏc bản thộp này được hàn cố định vào đầu cỏc dầm chuyển vị qua cỏc thộp gúc.
- Loại khe co gión này thường được bố trớ kốm với r ónh thoỏt nước bờn dưới là một mỏng cao su thụng với hệ thống thoỏt nước, cú thể được gắn vào đầu dầm bằng hàn và bulụng qua cỏc bản thộp mỏng.
Hỡnh 4.20: Khe co gión răng lược , răng cưa.
c.Ưu, nhược điểm:
-Đảm bảo được chức năng của một khe co gión cho sựchuyển tiếp cỏc nhịp dài. - Giỏ thành rẻ hơn cỏc loại khe co gión khỏc cựng khả năng.
- Mặt cầu chạy khụng bằng phẳng do chiều dày bản thộp trượt và gõy tiếngồn lớn khi xe qua lại trờn cỏc mặt tiếp xỳc của thộp do cỏc bản thộp va đập vào nhau.
- Dễ bị đọng rỏc, cỏt vào mỏng cao su.
4.3.3.7. Khe co gión mụđun:
a. Phạm vi sửdụng:
Áp dụng cho cỏc cầu lớn cú chiều dài nhịp L > 100m và cú chuyển vị lớn = 10120cm.
b. Cấu tạo:
- Khe gồm cỏc bộ phận chớnh như dầm đỡ (1), dầm dọc hỡnh ray (2), gối trượt (3), lũ xo trượt (4), lũ xo kiểm tra (5) và cỏc dải cao su kớn nước (6).
gối trượt
hình ray
lò xo trượt dầm dọc
dải cao su
Hỡnh 4.21a: Khe co gión mụđun.
Hỡnh 4.21b: Cấu tạo và thi cụng khe co gión mụđun.
- Cỏc dầm đỡ được đặt trong cỏc hốc chừa sẵn, vượt qua chiều rộng khe. Cỏc dầm đỡ cú thể trượt hai đầu trờn gối, trượt theo phương chuyển động của kết cấu nhịp. Trờn dầm đỡ cú bản hàn sẵn để đặt dầm dọc hỡnh ray (dọc theo khe), tạo thành mạng dầm. Mỗi dầm dọc được hàn với một d ầm đỡ đó được định sẵn. Lũ xo kiểm tra được đặt giữa cỏc dầm đỡ để khống chế khoảng cỏch bờn trong của cỏc dầm dọc như nhau và đảm bảo chiều rộng toàn bộ khe. Đầu dầm dọc cú tạo cỏc ngàm để múc cỏc dải cao su kớn nước. Cỏc khe h ở giữa cỏc dầm dọc cú chiều rộng giới hạn là 80mm.
c.Ưu, nhược điểm:
- Cụng nghệhiện đại ỏp dụng cho cỏc cầu nhịp lớn.
- Cấu tạo phức tạp, đũi hỏi trỡnhđộ thi cụng nờn giỏ thành cao hơn cỏc loại khe co gión cựng khả năng.
4.4. MẶT CẦU LIấN TỤC NHIỆT ĐỘ:
4.4.1. Sự cần thiết bố trớ mặtcầu liờn tục nhiệt độ:
- Sau một thời gian sử dụng cỏc khe co gión thường hay bị hư hỏng: cỏc phần bằng thộp cú thể bị gỉ, khe cú thể bị kẹt bị rỏc bụi và khụng hoạt động, phần cao su cú thể bị mài mũn, lóo húa, phần bờtụng tiếp giỏp với khe cú thể bị bong, …
-Để giảm số lượng khe co gión trờn cầu, xe chạyờm thuận hơn , giảm chi phớ duy tu sửa chữa cầu.
4.4.2. Cấu tạo mặt cầu liờn tục nhiệt độ:
-Trường hợp xà mũ cú cấu tạo bỡnh thườ ng:
Hỡnh 4.22a: Cấu tạo mặt cầu liờn tục nhiệt độ.
-Trường hợp xà mũ cú dạng chữ T hoặc xà mũ ẩn.
Hỡnh 4.22b: Cấu tạo mặt cầu liờn tục nhiệt độ.
4.4.3. Đặc điểm làm việc:
-Dưới tỏc dụng của tải trọng thẳng đứng thỡ kết cấu nhịp vẫn làm việc như dầm giản đơn. -Dưới tỏc dụng nhiệt độ, co ngút, từ biến của bờtụng và lực dọc cầu thỡ kết cấu nhịp làm việc giống như kết cấu nhịp liờn tục.
- Bản liờn tục nhiệt chịu tỏc dụng của momen uốn và lực dọc phỏt sinh do:
+ Gúc xoay và chuyển vịthẳng đứng của tiết diện gối dầm do tĩnh tải phần hai và hoạt tải tỏc dụng lờn kết cấu nhịp liờn tục.
+ Tỏc dụng của tĩnh tải phần hai và hoạt tải đặt trực tiếp trờn bản. + Kết cấu nhịp chuyển vị do thay đổi nhiệt độ.
4.4.4.Ưu, nhược điểm:
- Giảm được số lượng khe co gión trờn cầu, do đú đả m bảo cho xe chạyờm thuận và hạn chế lực xung kớch nờn tăng tuổi thọ cụng trỡnh cầu.
- Giảm bớt chi phớ duy tu bảo dưỡng cầu, đặc biệt là cụng tỏc duy tu, sửa chữa khe co gión trờn cầu.
- Gõy phức tạp cho quỏ trỡnh chế tạo dầm vỡ khiđổ bờtụng dầm phải ch ừa lại phần bản mặt cầu ở đầu dầm và để cốt thộp chờ để sau này thực hiện mối nối bản.
- Dựng kết cấu nhịp liờn tục nhiệt hợp lý hơn cảlà dựng với cỏc dầm giản đơn cú khẩu độ dưới 33m. Do đú kết cấu bản mặt cầu liờn tục nhiệt được ỏp dụng khỏ phổbiến cho cầu dẫn của cỏc kết cấu nhịp cầu lớn nhằm đảm bảo sự ờm thuận và liờn tục cho xe chạy. Ngoài ra kết cấu nhịp liờn tục nhiệt cũn dựngđểnối dầm đeo với phần hẫng của dầm mỳt thừa.
- Việc dựng kết cấu nhịp liờn tục nhiệt đặc biệt hiệu quả ở vựng động đất cũng như nơi múng mố, trụnằm trong vựng đất lỳn.
4.5. LỀ NGƯỜI ĐI VÀ LAN CAN :4.5.1. Lề người đi: 4.5.1. Lề người đi:
- Lề người đi được bố trớ trờn cầu tạo ra phần đườ ng giành riờng chongười đi bộ nhằm đảm bảo an toàn cho người đi bộ trờn cầu.
- Lề người đi cựng mức:
+ Được bố trớ cựng cao độ với mặt đường xe chạy. Việc bố trớ như vậy sẽ khụng gõy thu hẹp mặt cầu, đồng thời cú thể mở rộng bề rộng xe chạy khi cần thiết.
+ Đối với lề người đi cựng mức thỡ ta cú thể bố trớ cú gờ chắn bỏnh để đảm bảo an toàn cho người đi bộ hoặc cú thể chỉ cần dựng dải sơn phõn cỏch rộng khoảng 10 20cm. Việc cấu tạo chỉ dựng dải sơn phõn cỏch sẽ cho phộp xe cú thể đi vào phần lề người đi do đú khi xếp tải trong tớnh toỏn hệ số phõn bố ngang cho cỏc dầm chủ phải chỳ ý vấn đềnày.
- Lề người đi khỏc mức: Được bố trớ cao hơn mặt đường xe chạy khoảng 20 40cm. Việc bố trớ như vậy sẽ đảm bảo an toàn cho người đi bộ trờn cầu, tuy nhiờn lại gõy thu hẹp bề rộng xe chạy và khụng thể mở rộng bề rộng xe chạy khi cần thiết.
Hỡnh 4.24: Cấu tạo lề người đi khỏc mức.
4.5.2. Lan can:
-Lan can được bố trớ nhằm dẫn hướng cho xe chạy , người đi và đảm bảo cho xe, người đi bộ khụng bị rớt ra khỏi cầu khi xảy ra sự cố trong quỏ trỡnh di chuyển trờn cầu. Đồng thời lan can cũng là bộ phận tạo nờn tớnh thẩm mỹ cho cụng trỡnh cầu.
- Phõn loại lan can:
+ Lan can cứng: Được cấu tạo từ cỏc khối bờtụng lắp ghộp hoặc đổ tại chỗ, phớa trờn cú cỏc dải thộp để tạo ra tay vịn. Lan can cứng làm việc theo nguyờn lý va chạm cứng nờn mức độ hư hỏng khi xe va chạm là rất cao, nhưng đảm bảo được an toàn cho xe khi xảy ra tai nạn.
+ Lan can mềm: Được cấu tạo từ cỏc dải thộp gắn trờn cỏc cột đỡ bằng bờtụng hoặc bằng thộp. Lan can mềm làm việc theo nguyờn lý va chạm mềm nờn hạn chế được hư hỏng cho xe, tuy nhiờn lại khụng đảm bảo được an toàn cho xe khi xảy ra tai nạn trờn cầu đặc biệt là cỏc xe chạy với tốc độ cao.
Bu lông U 22 A A B B A - A B - B 2% 2% Lớp phủ mặt cầu Thép phân bố 12 ống tròn 120 Thép vuông 50x20mm Thép vuông 60x80mm Lớp phủ mặt cầu Thép phân bố 12
Hỡnh 4.25: Cấu tạo chi tiết lan can.
Hỡnh 4.26: Lan can bằng thộp.
-Quy định về cỏc loại lan can:
+ Lan can đường người đi: Chiều cao tối thiểu 1060mm tớnh từ mặt đường người đi bộ.
+ Lan can xe đạp: Chiều cao tối thiểu 1370mm tớnh từ mặt đường x e đạp. + Lan can ụtụ: Chiều cao tối thiểu 810mm tớnh từ mặt đường xe chạy.
4.6. NỐI TIẾP GIỮA ĐƯỜNG VÀ CẦU:4.6.1. Yờu cầu nối tiếp từ đường vào cầu: 4.6.1. Yờu cầu nối tiếp từ đường vào cầu:
- Khi đi từ đường vào cầu do độ cứng của nền đường nhỏ hơn độ cứng của cầu, nờn sự thay đổi độ cứng một cỏch đổi đột ngột như vậy làm cho phần tiếp xỳc giữa nền đường và cầu rất dễ bị lỳn tạo thànhổ gà. Do đú ta phải cấu tạo nối tiếp giữa đường và cầu nhằm đảm bảo sựờm thuận cho xe chạy.
- Nối tiếp giữa đường và cầu phải được cấu tạo theo nguyờn tắc tăng dần độ cứng từ đường vào cầu.
4.6.2. Nối tiếp giữa đường và cầu trờn đường ụtụ:
- Cỏc yờu cầu về cấu tạo:
+ Chiều rộng nền đường đắp đầu cầu phải rộng hơn chiều rộng giữa mộp hai chõn lan can về mỗi bờn là 0.5m trờn một đoạn L110m và vuốt nối vào nền đường bỡnh thường trờn đoạn cú chiều dài L2=1520m.
Đoạn mở rộng Đoạn vuốt nối
Nền đường bình thường
Hỡnh 4.27: Mở rộng nền đường vào cầu.
+ Phần bờtụng của mố tiếp xỳc trực tiếp với nền đường phải được quột nhựa đường để chống ăn mũn bờtụng và cốt thộp mố.
+ Đất đắp sau mố phải dựng loại đất cỏt hoặc ỏ cỏt, đảm bảo thoỏt nước tốt và phải được đầm với độ chặt k = 0.950.98.
+Để tăng dần độ cứng từ đường vào cầu thỡ ta thường bố trớ thờm bản quỏ độ. Bản quỏ độ cú thể được đổ bờtụng tại chỗ hoặc lắ p ghộp và được đặt với độ dốc i = 10% 15% về phớa nền đường. Một đầu bản kờ lờn gờ kờ tại tườ ng đỉnh mố và một đầu được kờ trờn dầm