Chương III: Cấu tạo chung của cầu thép - 61 - Về mặt tiết kiệm vật liệu gần giống cầu dầm liên tục nhưng có nhiều nhược điểm lμ đường đμn hồi gãy khúc tại khớp nên xe chạy không êm thuận
Trang 1Chương III: Cấu tạo chung của cầu thép - 61 -
Về mặt tiết kiệm vật liệu gần giống cầu dầm liên tục nhưng có nhiều nhược điểm
lμ đường đμn hồi gãy khúc tại khớp nên xe chạy không êm thuận, lực xung kích lớn nên
rất nguy hiểm cho cầu xe lửa vμ rất hạn chế dùng cho cầu thμnh phố vì gây ồn; vμ cấu
tạo khớp phức tạp vμ bất lợi Do vậy không được sử dụng rộng tãi như cầu dầm liên tục
Tuy nhiên, ưu điểm của cầu dầm mút thừa lμ thường lμ kết cấu tĩnh định nên áp dụng
những nơi có địa chất xấu; mố trụ chịu nén dúng tâm nên có kích thước nhỏ, có thể điều
chỉnh được nội lực khi thay đổi vị trí khớp vμ thi công có thể áp dụng công nghệ lắp
hẫng hoặc giμn giáo treo
1.2-Hệ thống cầu dμn:
Hình 3.4: Cầu dμn Ponte de Quebec (Canada) có nhịp 549m lớn nhất thế giới,
hoμn thμnh năm 1917
Hình 3.5: Cầu dμn Firth of Forth có nhịp 521m lớn thứ 2 thế giới,
hoμn thμnh năm 1890
Kết cấu dμn gồm nhiều thanh được liên kết với nhau bởi các nút Các thanh chịu
lực chủ yếu lμ kéo vμ nén Đó lμ điều khác với cầu dầm chịu uốn lμ chính
Trang 2tùy theo đường xe chạy mμ có loại dμn có đường xe chạy trên vμ dưới
Hình 3.7: Các sơ đồ cầu dμn đường xe chạy dưới vμ chạy trên
Hình 3.8: Cầu dμn Commodore Barry (Mỹ) có đường xe chạy dưới
Trang 3Chương III: Cấu tạo chung của cầu thép - 63 -
Hình 3.9: Cầu dμn Mimato (Nhật Bản) có đường xe chạy trên
Tùy theo cấu tạo, dμn có chiều cao không đổi (2 biên song song) vμ dμn có chiều
cao thay đổi (biên gãy khúc):
• Dμn có biên song song cấu tạo vμ thi công đơn giản hơn loại biên gãy khúc,
ngoμi ra rất dễ tiêu chuẩn hóa
• Dμn có biên gãy khúc có thể áp dụng khi nhịp lớn, tiết kiệm vật liệu nhưng thi
công phức tạp, ngμy nay ít dùng
Để tăng cường độ cứng kết cấu, ngμy nay còn dùng dμn có biên cứng, giảm số
lượng thanh vμ nút dμn Biên cứng vừa chịu uốn, cắt, lực dọc
Biên cứng
Hình 3.10: Sơ đồ cầu dμn biên cứng
Cầu dμn nói chung có thể áp dụng phương pháp thi công hiện đại như lắp hẫng
hay lắp trên giμn giáo treo,
1.3-Hệ thống cầu vòm:
Hình 3.11: Cầu Lupu (Trung Quốc) có nhịp lớn nhất thế giới 550m, hoμn thμnh 2003
Trang 4Hình 3.12: Cầu Sydney (Australia) nổi tiếng trên thế giới, hoμn thμnh 1932
Kết cấu cầu vòm chủ yếu lμ chịu nén Nếu chọn trục hợp lý thì mômen trong
vòm bằng 0 nên tiết kiệm vật liệu thép Ta hãy thử so sánh cầu vòm vμ cầu dμn thép có
cùng chiều dμi nhịp l Ta thấy mặt cầu 2 loại tương đương, thanh đứng vòm tương
đương các thanh xiên của dμn, biên của dμn:
f
M h
M R
N
cũng tương đương như biên trên của dμn Như vậy cầu dμn tốn thêm biên dưới
l
Hình 3.13: So sánh sự lμm việc sơ đồ cầu vòm vμ dμn
Kết cấu vòm có ưu điểm lμ nếu địa chất tốt thì tiết kiệm vật liệu vμ được dùng ở
những nơi có yêu cầu mỹ quan cao Tuy nhiên, nhược điểm của nó lμ tại gối tựa của
vật liệu của kết cấu nhịp không đủ bù vμo mố cầu vòm; kết cấu không được tiêu chuẩn
hóa, không thích hợp khi có chiến tranh.; vμ thi công khó khăn, phức tạp
Cầu vòm có nhiều loại: vòm chạy trên, chạy dưới vμ chạy giữa Vòm có tiết diện
đặc hoặc vòm dμn gồm nhiều thanh ghép lại
Để khắc phục lực ngang chân vòm, người ta dùng vòm có thanh căng để chịu lực
ngang Khi đó vòm chỉ chiu phản lực thẳng đứng
Cầu vòm có thể vượt nhịp lớn 200ữ300m, có khi đến 500m
Trang 5Chương III: Cấu tạo chung của cầu thép - 65 -
Hình 3.14: Cầu vòm New River Gorge (Mỹ) có đường xe chạy trên
Hình 3.15: Cầu vòm Portmann (Canada) có đường xe chạy giữa
Hình 3.16: Cầu vòm Francis Scottkey (Mỹ) có đường xe chạy dưới
1.4-Hệ thống cầu treo - hệ liên hợp:
Cầu liên hợp lμ gồm những hệ đơn giản được kết hợp lại với nhau 1 cách hợp lý
để tận dụng tính ưu việt của mỗi loại Đặc điểm của hệ liên hợp lμ hệ siêu tĩnh vμ lợi
dụng hệ siêu tĩnh để điều chỉnh ứng suất trong kết cấu vμ tiết kiệm vật liệu Nói chung
hệ liên hợp phức tạp, khó khăn trong tính toán thiết kế vμ thi công
