tầng phòng n-ớc.
Tầng phòng n-ớc: Đảm bảo ngăn cho n-ớc không chảy qua.
Lớp nhựa đ-ờng trộn cát: tăng độ đàn hồi để 2 đầu dầm dãn ra một cách tự do Phạm vi áp dụng: Cho các khe co dãn có chiều dài 2 – 3 cm.
Ưu điểm: Tuổi thọ cao, xe chạy êm thuận. Nh-ợc điểm: chế tạo phức tạp.
III.2.1.3.1.2. Khe co giãn bằng ống cao su
Là một ống cao su có tiết diện tròn, có s-ờn tăng c-ờng để tăng độ cứng. ống cao su và đầu KCN chèn khít vào nhau để n-ớc không chảy xuống d-ới. Phạm vi áp dụng: Dùng cho khe co dãn có chiều rộng : 2 – 5 cm.
Ưu điểm: Chế tạo đơn giản, đảm bảo 2 đầu KCN chuyển vị tự do
Nh-ợc điểm: Tuổi thọ ngắn, sau một thời gian có hiện t-ợng lão hoá, độ đàn hồi giảm.Th-ờng xuyên phải thay thế.
III.2.1.3.1.4. Khe co giãn hở
2-3cm Tôn tráng kẽm Tôn tráng kẽm Tầng phòng n-ớc BT bản mặt cầu Nhựa đ-ờng trộn cát ống cao su Bản BT Thép góc Bu lông hàn 1 đầu
Phạm vi áp dụng: Dùng cho khe co dãn có chiều rộng : 1 -2 cm. Cầu nhịp nhỏ d-ới 15m
Cấu tạo đơn giản, không kín n-ớc, ồn.
III.2.1.3.2. Khe co giãn rộng
Bản thép: tăng độ cứng chịu nén và chịu uốn Các rãnh dọc: tăng biến dạng
Các tấm cao su: 1000x260x50mm, đ-ợc ghép với nhau bằng keo
III.2.1.3.2.1. Khe co giãn cao su bản thép
Bu lông neo: Đặt ngay vào đầu dầm khi đúc dầm: tại vị trí t-ơng ứng với lỗ bu lông của khe co dãn
Nắp đậy bu lông: Chống gỉ cho bu lông của khe co dãn.
Bản thép: Tăng c-ờng độ cứng và chống hiện t-ợng nở ngang khi có áp lực bánh xe chạy qua.
Ưu điểm: Chế tạo, thi công đơn giản, êm thuận, hạn chế xung kích và tiếng ồn và dễ thay thế
Nh-ợc điểm: Tuổi thọ thấp, th-ờng xuyên phải thay thế (10-15 năm). Phạm vi áp dụng: Dùng cho khe co dãn có chiều rộng từ 5 – 10 cm.
III.2.1.3.2.2. Khe co giãn có bản thép tr-ợt
Thép góc: Th-ờng là thép đều cánh 125 x 125 x10.
Cốt thép neo: 16, neo thép góc vào đầu dầm.
Tấm bản tr-ợt: Một đầu hàn chặt vào
thép góc, một đầu chuyển động tự do , dày 10-20mm
Tấm thép chặn Máng cao su Cốt thép neo Thép góc Bản BT BT nhựa BTCT Bu lông neo Bản thép Phần cao su Nắp đậy bu lông
Tấm chặn: Hàn vào thép góc ở đầu kia, chặn không cho BT Atphanl dãn nở chiếm chỗ di chuyển của bản thép tr-ợt.
Máng cao su: Hứng n-ớc lọt qua khe co dãn.
Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, dễ thi công, tuổi thọ cao.
Nh-ợc điểm: Gây tiếng ồn lớn, mặt cầu không bằng phẳng, không áp dụng đ-ợc với cầu thành phố và cầu qua khu vực đông dân c-.
áp dụng: Chuyển vị 4 – 5 cm
III.2.1.3.2.3. Khe co giãn răng l-ợc
Cấu tạo t-ơng tự nh- khe co dãn bản thép tr-ợt nh-ng áp dụng cho tr-ờng hợp chiều rộng của khe co dãn lớn.
áp dụng: Chuyển vị 10 – 15 cm
Nh-ợc điểm: Gây tiếng ồn khi xe chạy, mặt cầu không bằng phẳng
III.2.1.3.2.4. Khe co giãn cao su chịu nén
Bản cao su: tạo đàn hồi ở đầu dầm, nên hạn chế xung kích và tiếng ồn Máng cao su dày 1-2cm
III.2.1.3.2.5. Khe co giãn cao su cho chuyển vị rất lớn: Đốt bản thép, mô đun
Tấm thép chặn Mặt bằng Máng cao su Cốt thép neo Thép góc Bản BT Dải thép bản đỡ cao su Thép góc Tấm cao su Thép bản Thép neo
áp dụng cho chuyển vị từ 8 – 120cm Nh-ợc điểm: Lắp ráp phức tạp, đắt
tiền
III.3. Mặt cầu liên tục nhiệt độ
Đặc điểm :
D-ới tác dụng của thẳng đứng làm việc nh- dầm giản đơn.
D-ới tác dụng của nhiệt độ, tải trọng ngang thì làm việc nh- dầm liên tục.
Khi hoạt tải qua khe co dãn th-ờng gây nên hiện t-ợng xung kích lớn, không êm thuận. Do vậy đối với cầu giản đơn nhiều nhịp, ng-ời ta th-ờng tìm cách giảm bớt số l-ợng khe co dãn trên cầu bằng cách làm mặt cầu liên tục nhiệt, nghĩa là d-ới tác dụng của tải trọng thẳng đứng, KCN vẫn làm việc nh- KC nhịp giản đơn. Nh-ng d-ới tác dụng của chuyển vị theo ph-ơng dọc cầu và tải trọng ngang theo ph-ơng dọc cầu thì KCN làm việc nh- một dầm liên tục.
Cấu tạo:
Tấm cách ly giữa phần đổ bêtông sau với s-ờn dầm.Th-ờng làm bằng tám tôn hoặc kẽm.
Cốt thép chờ trên bản cánh dầm. CT hàn nối giữa các CT chờ Phần BT đổ sau.
III.4. Độ dốc dọc và dốc ngang cầu
III.4.1. Độ dốc dọc cầu cốt thép bản mặt cầu lớp đệm đàn hồi t h t 25 25 Dầm dọc Dầm đỡ
Mục đích:
Góp phần thoát n-ớc nhanh ra khỏi mặt cầu
Giảm khối l-ợng đất đắp đ-ờng đầu cầu
Quy định
Đối với cầu thành phố: id 4%
Đối với cầu ngoài thành phố: id 6%
Đối với cầu cho ng-ời đi bộ, xe thô sơ: id 2.5%
Chênh lệch id giữa các lnhịp liên tiếp không v-ợt quá 2%
Đối với cầu 1 nhịp mà L 25m, cho phép id=0% Ph-ơng pháp tạo độ dốc dọc
Thay đổi chiều cao đá kê gối
Phù hợp với cầu giản đơn có các nhịp bằng nhau
Thay đổi chiều dài nhịp
Thông th-ờng Lbiên<Lgiữa nên hbiên<hgiữa. Mố trụ đơn giản (không phải thay đổi chiều cao đá kê gối); Cao độ đỉnh mố trụ bằng nhau. Nh-ng phải dùng 2 công nghệ thi công dầm
Đối với cầu 1 nhịp, L>25m
o Cầu BTCT DƯL: Tự tạo độ vồng do hiệu ứng DƯL
o Cầu dầm thép: Tạo độ dốc dọc qua mối nối
Đối với cầu liên tục, nhiều nhịp
Đ-ờng biên trên của dầm nằm trong đ-ờng cong tròn bán kính R, Lbiên<Lgiữa
Phối hợp độ dốc dọc và độ vồng kiến trúc fV = ft + fh/2
III.4.2. Độ dốc ngang cầu
id= 0%
Mục đích:
Thoát n-ớc mặt nhanh ra khỏi cầu, không thấm xuống phía d-ới Ph-ơng pháp tạo độ dốc ngang
Thông qua lớp phủ mặt cầu
Thay đổi chiều cao đá kê gối theo ph-ơng ngang cầu
Tạo dốc ngang tại bản BTCT mặt cầu
Dùng DƯL ngang cầu để tạo dốc ngang
III.4.3.Phòng n-ớc và thoát n-ớc trên cầu
Yêu cầu n-ớc mặt:
Thoát n-ớc mặt nhanh ra khỏi cầu, không thấm xuống phía d-ới
Không cho n-ớc chảy vào gối cầu và đỉnh mố trụ
Yêu cầu n-ớc ngầm: Không đọng lại ở nền đ-ơng đầu cầu hoặc sau mố Biện pháp
Tạo dốc dọc và ngang cầu
Bố trí lớp phòng n-ớc ở bản mặt cầu
Làm khe co giãn có khả năng chống n-ớc mặt chảy xuống đầu nhịp và đỉnh mố trụ
Dùng hệ thống thoát n-ớc
o Cầu đ-ờng bộ: Cứ 1m2 diện tích ống thoát n-ớc/1m2 diện tích mặt cầu
o Cầu đ-ờng sắt: Cứ 4m2 diện tích ống thoát n-ớc/1m2 diện tích mặt cầu
o Thông th-ờng 6-8m bố trí 1 đôi ống thoát n-ớc và phải 15m, nếu mặt cầu siêu cao thì 2-3m bố trí 1 đôi ống
1.5% 1.5%
Bố trí rãnh dọc trên t-ờng thân mố và rãnh ngang để thoát n-ớc ngầm và n-ớc mặt ra khỏi vùng đất đắp sau mố
III.5. Bố trí mặt cắt ngang cầu
III.5.1. Yêu cầu
Phải đảm bảo các tải trọng qua cầu an toàn, thuận lợi theo TKế
III.5.2. Cấu tạo:
Phần dành cho xe chạy (tàu chạy) Phần dành cho ng-ời đi bộ
Phần bố trí hệ thống phụ
III.5.3. Biện pháp:
Lề ng-ời đi khác mức Lề ng-ời đi cùng mức
III.6. Các loại lan can: xem giáo trình.
Ch-ơng 4 : gối cầu
IV.1. Khái niệm chung về gối
IV.1.1. Tác dụng
Đảm bảo cho KCN làm việc theo đúng sơ đồ kết cấu. Chịu tải trọng và truyền tải trọng từ KCN xuống mố trụ.
Chịu đ-ợc và truyền tải trọng nằm ngang theo ph-ơng dọc cầu xuống mố trụ.
Phân loại:
Gối cố định: Chỉ cho phép chuyển vị xoay.
Gối di động: Vừa đảm bảo chuyển vị xoay, vừa đảm bảo chuyển vị theo ph-ơng dọc và ngang cầu, có thể cho phép chuyển vị theo một hoặc hai ph-ơng.
IV.1.2. Nguyên tắc bố trí gối
Trên mặt bằng:
Khổ cầu B < 15 m, Khoảng cách giữa các dầm chủ a < 2.5 m.
Khổ cầu B > 15 m, khoảng cách giữa các dầm chủ a > 2.5 m.
Cầu
dàn thép giản đơn, dầm liên hợp thép BTCT hai dầm chủ:
Dầm liên tục
Bố trí gối cầu trên mặt đứng ( theo ph-ơng dọc cầu) .Căn cứ để bố trí: Nhiệt độ: ảnh h-ởng đến chuyển vị theo ph-ơng dọc cầu. Lực ngang theo ph-ơng dọc cầu ( chủ yếu là lực hãm xe). Gối cố định: Truyền 100% lực hãm xuống Mố trụ.
Gối di động: Truyền 25 – 50% lực hãm xuống Mố trụ. Bố trí gối cầu trên Trắc dọc nhịp giản đơn.
Ph-ơng án 1: Mỗi trụ đặt một gối cố định, một gối di động, chiều rộng các khe co dãn là nh- nhau
o Ưu điểm: Bố trí và thi công khe co giãn đơn giản.
o Nh-ợc điểm: Trụ đặt gối cố định sẽ chịu lực đấy ngang.
o áp dụng: Dùng trong các cầu có chiều cao trụ không lớn, chiều cao
trụ t-ơng đối bằng nhau
Ph-ơng án 2: Đặt hai gối di động ở trụ có chiều cao lớn nhất
o Ưu điểm: Giảm lực ngang tác dụng lên trụ có chiều cao lớn nhất.
o Nh-ợc điểm: Chiều rộng các khe co dãn khác nhau, do vậybố trí và thi công khó khăn.
o Phạm vi áp dụng: Trong tr-ờng hợp toàn cầu có một hoặc hai trụ có chiều cao lớn hơn các trụ bình th-ơng thì nên đặt gối di động ở tru đó để giảm lực đấy ngang truyền từ KCN vào thân trụ.
Ph-ơng án 3: Hai mố đặt gối di động.
o Ưu điểm: Giảm lực đẩy ngang tác dụng vào thân Mố.
o Phạm vi áp dụng: Trong tr-ờng hợp cầu có chiều cao các trụ nhỏ.
Bố trí Gối cầu trên trắc dọc nhịp liên tục:
Ph-ơng án 1: Đặt gối cố định tại Mố.
o Ưu điểm: Các trụ cầu ít chịu lực đấy ngang.
o Nh-ợc điểm: Chiều rộng khe co dãn lớn, bố trí khe co dãn phức tạp.
o áp dụng: Chiều cao trụ lớn.
Ph-ơng án 2: Đặt gối cố định ở một trong các Trụ.
o Ư
u điểm: chiều rộng khe co dãn nhỏ, thi công kh-e co dãn thuận tiện.
o áp dụng: Khi có một trụ có chiều cao nhỏ.
IV.2. Cấu tạo một số gối cầu
IV.2.1. Tr-ờng hợp không cần đặt gối cầu
Cầu bản: Không cần đặt gối cầu vì :
Diện tích tiếp xúc giữa bản và Mố trụ lớn
Nhịp cầu bản nhỏ.
Cầu Dầm Ôtô nhỏ hơn 15 m, đ-ờng sắt nhỏ hơn 18 m.
Dải cao su dày 2cm, rộng 40-60cm
Trong các tr-ờng hợp không cần bố trí gối cầu thì phải bố trí một lớp tiếp xúc giữa KCN và Mố trụ.(Cầu bản thì dùng dải cao su; Cầu dầm thì dùng bản thép)
IV.2.2. Gối tiếp tuyến
Cấu tạo:
Gối cố định:
o Thớt trên và d-ới đều đ-ợc làm từ thép đúc hoặc thép mài.Thớt d-ới có bề mặt hình trụ.Tính khớp của gối đ-ợc đảm bảo bằng việc tiếp xúc giữa một mặt phẳng và một mặt trụ, hai thớt có thể lăn hoặc tr-ợt lên nhau.
o Đối với gối cố định dùng một chốt thép 32, chốt chặt thớt trên và thoét d-ới, ngăn cản chuyển vị theo mọi ph-ơng.
Đối với gối di động: Có cấu tạo t-ơng tự nh- gối cố định nh-ng th-ơng cao hơn một chút. Để đảm bảo chuyển vị theo ph-ơng dọc cầu có thể xử lý bằng hai cách:
o Cách 1: Không làm chốt thép nh-ng cần làm thêm nẹp để chống chuyển vị theo ph-ơng ngang cầu.
o Cách 2: Làm chốt hình Ô van theo ph-ơng dọc cầu. Kích th-ớc:
Theo ph-ơng dọc cầu: a = 130 300 mm. Theo ph-ơng ngang cầu: b = 100 600 mm. Chiều cao : h = 60 160 mm Hệ số ma sát: f = 0,5. Nhận xét: 1300 200 1700 400 1800 Thớt duới Thớt trên 620 R300 Cốt thép neo 16 Chốt thép
So với các loại gối khác, gối tiếp tuyến có chiều cao t-ơng đối thấp, cấu tạo đơn giản.
áp dụng cho kết cấu nhịp nhỏ, đặc biệt là cầu dầm thép.Tuy nhiên hiện nay ít đ-ợc sử dụng.
IV.2.3. Gối con lăn đ-ờng kính lớn
Gối con lăn bê tông cốt thép. Gối con lăn thép.
Nhận xét: Chiều cao gối lớn, chế tạo phức tạp, gối con lăn( Thép, BTCT) ngày nay ít đ-ợc sử dụng.
Loại gối này th-ờng chỉ áp dụng cho cầu dàn thép.
IV.2.4. Gối con lăn đ-ờng kính nhỏ
Cấu tạo
Toàn bộ thớt trên, thớt d-ới, thớt giữa đều đ-ợc làm bằng thép. Liên kết giữa thớt trên, d-ới vào
KCN và Mố có thể dùng các thanh thép neo hoặc dùng bu lông liên kết. Ngoài ra còn sử dụng các nẹp đứng và ngang để chống các chuyển vị ngang và đảm bảo cho các con lăn đồng thời làm việc.
Nhận xét:
Chiều cao gối nhỏ, cấu tạo đơn giản. Hệ số ma sát nhỏ: f = 0.05.
Thớt duới Thớt trên
Con lăn Thớt giữa
Bu lông liên kết Nẹp chống chuyển vị
Thớt duới Thép khối BTCT Thớt trên 40 40 270 40 40 180 Thớt duới Bản thép tăng c-ờng Thớt trên 40 40 270 40 40 180
IV.2.5. Gối cao su bản thép
Cấu tạo:
Làm bằng cao su, ở giữa có các lá thép mỏng, chịu nh- những cốt thép
làm tăng độ cứng của gối, chống nở ngang. Nhận xét:
Chiều cao gối nhỏ, cấu tạo đơn giản
Tuổi thọ thấp hơn so với các loại gối khác (10 – 15 năm). Giá thành rẻ.
Phạm vi áp dụng: áp dụng rộng rãi trong cầu có nhip < 33 m
IV.2.6. Gối cao su chậu thép
Cấu tạo:
Tính khớp đ-ợc
đảm bảo thông qua biến dạng của phần cao su.
Chuyển vị cho phép theo đa ph-ơng thông qua sự tr-ợt t-ơng đối của tấm hợp kim lên thớt giữa, tấm teflon cho phép giảm tối đa ma sát tr-ợt, f = 0.04. Trong tr-ờng hợp muốn khống chế chuyển vị theo ph-ơng nào thì có thể đặt
nẹp để chống chuyển vị theo ph-ơng đó.
Phạm vi áp dụng: Dùng cho các cầu liên tục co tải trong lớn, phản lực gối lớn, có thể đạt 100 – 2600 T.
IV.2.7. Gối con quay thép
Cấu tạo: Bản thép dày 2-5mm 1 0 -1 6 c m Cao su Thớt duới Thớt giữa Thớt trên Gioăng cao su Teflon Hợp kim Cao su Thớt trên Thớt duới Thớt giữa Con lăn Bu lông liên kết
Toàn bộ thớt trên, d-ới và giữa đều đ-ợc làm bằng thép.
Các con lăn có thể bố trí thêm các nẹp theo ph-ơng dọc cầu để đảm bảo cho các con lăn cùng làm việc.
Tính khớp đ-ợc đảm bảo thông qua chuyển vị xoay giữa hai mặt phẳng với hai mặt cong của thớt trên và thớt d-ới.
Tính di động đ-ợc đảm bảo thông qua hệ thống con lăn.
Phạm vi áp dụng: Dùng đối với KCN cầu lớn, phản lực gối lớn(Cầu đ-ờng sắt)
IV.3. Tính toán gối cầu
IV.3.1.Tính toán gối tiếp tuyến và gối con lăn.
Tải trọng tác dụng: