Tiến hành phân chia các nhịp thờng căn cứ vào các yêu cầu cơ bản sau : + Bố trí khổ giới hạn thơng thuyền phù hợp với cấp sông.
+ Tiết kiệm nhất.
+ Có khả năng định hình hố tối đa các cấu kiện của cầu.
Nh vậy các kích thớc nhịp một mặt do kích thớc khổ giới hạn thơng thuyền quyết định mặt khác phải phân bố nhịp sao cho giá thành kết cấu nhịp cùng với mố trụ là nhỏ nhất.
A/. Chiều dài nhịp có lợi nhất:
Chiều dài nhịp tối phụ thuộc vào việc lựa chọn kiểu nền móng của mố trụ của cầu vì nó ảnh hởng rất lớn đến giá thành chung của cầu. Chiều dài đó cịn phụ thuộc vào hệ thống kết cấu nhịp đợc sử dụng. Đối với cầu dầm, chiều dài nhịp có lợi nhất là tơng ứng với điều kiện: giá thành của trụ bằng giá thành kết cấu nhịp không kể mặt đờng xe chạy. Đối với kết cấu cầu vịm cũng có thể áp dụng biểu thức lý thuyết trên để tìm chiều dài nhịp kinh tế, nh- ng trị số đó thờng lấy lớn hơn so với cầu dầm. Tuy vậy công thức lý thuyết chỉ đánh giá gần đúng chiều dài nhịp kinh tế. Các điều kiện địa phơng nh : địa chất không đồng nhất, sự phân bố các vực sâu theo chiều rộng sơng, u cầu về tiêu chuẩn hố và định hình hố kết cấu, khả năng tự do phát triển của đờng tên vịm, tính đơn giản hay phức tạp của thiết bị thi công đợc dùng - đà giáo, cần cẩu, thiết bị nổi... cũng có thể làm thay đổi hẳn chiều dài nhịp kinh tế theo lý thuyết nói trên, vì thế để xác định một cách có cơ sở hơn chiều dàI nhịp kinh tế nhất ta thờng lập một vài phơng án phân chia nhịp và so sánh chúng về giá thành và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác có kể tới các điều kiện địa phơng.
B/. Dự kiến về phân chia ra các nhịp của cầu BTCT có lực đẩy ngang.
Nếu theo điều kiện địa chất, trên mố trụ khơng cho phép truyền lực đẩy ngang, thì có thể sử dụng hệ dầm giản đơn, liên tục, hẫng (hình6) cầu khung dầm (hình 7) hay vịm có thanh căng (hình 8).
Nếu nhịp kinh tế nhất bằng hay lớn hơn nhịp thông thuyền hay khi sơng khơng có thơng thuyền thì điều kiện phân chia các nhịp là thuận lợi nhất, bởi vì ta có thể sử dụng kết cấu nhịp tiêu chuẩn trên tồn cầu (hình 14).
Việc tiêu chuẩn hố tối đa mọi cấu kiện có ý nghĩa đặc biệt đối với cầu nhỏ và trung (hình 14d,e) đợc thi cơng đồng thời với thi công đờng trong biểu đồ thi công dây chuyền.
Các bộ phận kết cấu nhịp và mố trụ đợc tiêu chuẩn hố và có thể thay thế lẫn nhau thì cơng tác chế tạo, vận chuyển và lắp ráp sẽ đơn giản hơn.
Nếu nhịp kinh tế nhất nhỏ hơn nhịp thông thuyền hay nếu chiều dài cầu không cho phép dùng kết cấu nhịp định hình giống nhau thì sẽ phải dùng những sơ đồ phức tạp hơn với nhịp không bằng nhau (hình 15).
Khi kích thớc nhịp thơng thuyền và nhịp bãi sơng chênh lệch nhau lớn thì có thể khơng dùng kết cấu nhịp dầm tồn bộ (hình 15 a,b) mà sử dụng hệ vịm khơng có lực đẩy ngang chỉ có phản lực gối kiểu dầm đề vợt nhịp thơng thuyền (hình 15c).
Khi phân nhịp trong cầu dầm có kết cấu lắp ghép (giản đơn, liên tục hay hẫng) cần xét đến phơng pháp lắp ghép và các thiết bị lao lắp sẵn có. Các kích thớc của nhịp phải đợc lựa chọn làm sao để trọng lợng các cấu kiện lắp ráp phù hợp với năng lực của các phơng tiện vận chuyển và cần cẩu lắp ráp sẵn có. Khi đó có thể sử dụng kết cấu nhịp lắp ghép chỉ phân khối dọc hoặc có thể phân khối cả theo chiều ngang chia dầm thành các khối ngắn.
Khi phân nhịp cho cầu khung-dầm ta thờng sử dụng các nhịp bằng nhau(hình 14c), để bảo đảm tiêu chuẩn hố tối đa các cấu kiện. Tuy nhiên cũng có thể dùng các nhịp khơng bằng nhau (hình 15d).
Bằng cách thay đổi hệ thống kết cấu nhịp, số nhịp, cách tổ hợp và các kích thớc của chúng, ta có thể lập đợc một loạt các phơng án thoả mãn các đIều kiện địa phơng đã cho.
C/. Dự kiến về phân nhịp cầu vịm có lực đẩy ngang
Khi lập các phơng án cầu vịm có thể dùng kết cấu nhịp có đờng xe đờng xe chạy trên, chạy giữa hay chạy dới. Tuỳ vào các điều kiện địa phơng có thể dùng vịm khơng chốt, 2 chốt hay 3 chốt hoặc cầu vòm hệ thống liên hợp dạng dầm cứng vòm mềm. Hai dạng cuối cùng phù hợp với điều kiện cầu lắp ghép.
Cầu với các nhịp bằng nhau có đờng xe đờng xe chạy trên là phơng án hợp lý nhất của cầu vòm (nếu điều kiện địa phơng cho phép), khi đó lực đẩy ngang vào trụ do tĩnh tải đợc cân bằng và đảm bảo tiêu chuẩn hoá và định hình hố tất cả các cấu kiện của kết cấu nhịp và trụ, điều này đặc biệt quan trọng trong cầu lắp ghép(hình 16a)
Cũng có thể dùng các nhịp lớn làm nhịp thơng thuyền và nhịp trong bờ (nhịp biên) thì dùng nhịp ngắn (hình 16b). Khi đó để cân bằng các lực đẩy ngang do tĩnh tảI gây ra thì các kích thớc đờng tên của chúng cần phải căn cứ vào quan hệ :
f1 : f2 = p1.l12 : p2l22 (3) trong đó p1, p2 là tĩnh tải rải đều
Công thức(3) rút ra từ công thức lực đẩy ngang của vòm 3 chốt: H = ql2/ 8f.
Muốn cân bằng lực đẩy ngang khi phân chia các nhịp (xem hình 16b) có thể dùng kết cấu nhẹ trong nhịp lớn nh vòm gồm các thanh cong đặt rời nhau chẳng hạn; còn nhịp biên dùng loạI vòm cuốn, bản đặc, nặng nề hơn. Khi kích thớc nhịp thơng thuyền và nhịp bãI sơng chênh lệch nhau lớn, có thể cân bằng lực đẩy ngang bằng cách dùng kết cấu nhịp có đờng xe chạy giữa (hình 16c) nh vậy cho phép tăng thêm đờng tên vòm và giảm đợc lực đẩy ngang.
Khi điều kiện địa chất không đủ bảo đảm để giảm nhỏ lực đẩy ngang truyền lên trụ khi xếp hoạt tải lệch một phía cũng nh để tiêu chuẩn hố thì có thể dùng các nhịp bằng nhau có đờng xe chạy giữa trên chiều dài tồn cầu (hình 16d).
Khi nghiên cứu sơ đồ cầu vòm lắp ghép, cần xét đến khả năng phân vòm thành từng cấu kiện để thuận tiện cho việc vận chuyển và lắp ráp, trọng lợng của chúng phù hợp với năng lực của các thiết bị vận tải và cẩu lắp.
Khi nghiên cứu tổ hợp các nhịp vịm khác nhau và thay đổi kích thớc đờng tên có thể lập một loạt phơng án thoả mãn các điều kiện địa phơng.
D/. Dự kiến về phân nhịp cầu thép
Cũng nh kết cấu BTCT, kích thớc của nhịp cầu thép một mặt căn cứ vào kích thớc khổ giới hạn thông thuyền mặt khác căn cứ vào sự phân nhịp, sao cho giá thành kết cấu nhịp với mố trụ là nhỏ nhất.
Hình 17a vẽ trờng hợp phân chia nhịp với yêu cầu nhịp thông thuyền là 60m, nhng nhịp kinh tế nhất là 70m. Sơ đồ theo hình 17a ngồi u điểm tiết kiệm cịn có u điểm về khả năng tiêu chuẩn hoá các kết cấu nhịp.
Khi phân nhịp thờng gặp trờng hợp dùng kết cấu nhịp thép để vựơt qua nhịp thơng thuyền cịn,các nhịp cịn lại nhịp bằng BTCT có chiều dài căn cứ theo quan điểm kinh tế.
Hình 17b là trờng hợp phân chia nhịp với 3 nhịp thông thuyền (đề phịng trờng hợp sơng thay đổi lịng lạch), dùng các nhịp dàn thép đơn giản, có biên dới cứng (xem hình 10m). Phần bãi sơng thì sử dụng nhịp BTCT định hình lắp ghép, đây là sơ đồ phân nhịp th- ờng gặp nhất hiện nay trên các cầu ơ tơ.
Hình 17c là một thí dụ phân nhịp hợp lý khác có dùng kết cấu nhịp thép và BTCT. Khẩu độ thông thuyền rộng 100m với dàn thép giản đơn có biên dới cứng. Phần cịn lạI gồm các nhịp BTCT định, Bắc qua nón đất đầu cầu là các nhịp ngắn, kê trên mố trụ cọc chôn sâu trong nền đất đắp.
Các hệ thống khác nhau của nhịp cầu thép cho phép sử dụng có hiệu quả trong những điều kiện địa phơng khác nhau. Trên hình 17d cho ví dụ cầu có cao độ xe chạy do quy hoạch trắc dọc đờng quyết định, hơn nữa giữa cao độ xe chạy và cao độ đỉnh tĩnh khơng thơng thuyền có đủ khoảng trống để bố trí kết cấu nhịp liên tục có đờng xe chạy trên. Do điều kiện thi cơng, tồn bộ cầu sẽ dùng kết cấu liên tục để vợt qua.
Hình 17đ là một phơng án kết cấu cầu có đờng xe chạy trên khi nhịp thông thuyền lớn và chiều cao kiến trúc nhỏ. ở đây sử dụng hệ thống liên hợp dới dạng dầm liên tục và các thanh biên dới tăng cờng (xem hình 11a).
Trên hình 2 và 4 cho một số ví dụ về cách phân chia nhịp cầu thép có các nhịp phần bãi sơng bằng nhịp BTCT.
Khi thay đổi số lợng nhịp, thay đổi tổ hợp và kích thớc cũng nh hệ thống kết cấu nhịp ta có thể lập một loạt phơng án thoả mãn các điều kiện địa phơng đã cho. So sánh các ph- ơng án đó theo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để tìm ra giải pháp có lợi nhất.