MỘT SỐ VẤN ĐỀ TỎNG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOC MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOCMỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ MỐ CẦU THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05.DOC
Trang 1Một số vấn đề trong thiết kế mố cầu theo tiêu
chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272-05
On some issues regarding substructure design
in bridge specifications 22TCN 272-05
PGS.TS Nguyễn Thị Minh Nghĩa
Bộ môn Cầu Hầm Trờng Đại học Giao thông Vận tải
ThS Nguyễn Thị Cẩm Nhung
Bộ môn Cầu Hầm Trờng Đại học Giao thông Vận tải
Abstract : This paper presents the method of calculating earth pressure on bridge abutment complying with bridge design specifications from several countries and 22 TCN 272-05 of Vietnam The integral abutments and mechanically stabilized earth (MSE) abutments are also discussed in terms of detailing, structural analysis and their applications
1 Đặt vấn đề
Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272-05 đợc Bộ GTVT ban hành áp dụng từ tháng 7/2005
để thiết kế các cầu trên đờng ôtô thay cho tiêu chuẩn 22 TCN 18-79 Tiêu chuẩn 22 TCN
272-05 dựa trên tiêu chuẩn AASHTO-LRFD-1998 của Hoa Kỳ có đa vào các điều kiện của Viêt Nam nh tải trọng tàu bè, cấp sông, nhiệt độ, gió, động đất… Hiện nay, nhiều kỹ s Hiện nay, nhiều kỹ s t vấn thiết
kế vẫn còn tỏ ra lúng túng khi áp dụng tiêu chuẩn này, Báo cáo này nhằm góp phần làm rõ một số vần đề trong thiết kế mố cầu và giới thiệu một vài dạng mố cầu đợc nêu trong tiêu chuẩn
2 tải trọng áp lực Đất
Tải trọng áp lực đất (điều 3.11) tác dụng lên tờng phụ thuộc:
- Loại đất đắp (đất thoát nớc hay không thoát nớc)
- Chuyển vị của tờng: Nếu tờng chắn không chuyển vị hoặc chuyển vị một chút sẽ
đợc thiết kế với áp lực đất tĩnh Nếu tờng chuyển vị từ phía đất đắp thì tính với áp lực đất chủ động và khi tờng chuyển vị về phía đất đắp thì tính với áp lực đát bị
động
- Mặt tiếp giáp giữa đất và tờng
- Nớc ngầm
- Phơng pháp đầm đất
Vật liệu đất đắp trong mố cầu nên là loại đất thoát nớc áp lực đất tác dụng lên mố, với các mố thông thờng, thờng là áp lực đất chủ động hoặc áp lực đất tĩnh
2.1 Hệ số áp lực đất
Việc chọn hệ số áp lực đất thích hợp là một vấn đề quan trọng trong thiết kế mố cầu Bảng
1 trình bày cách tính hệ số áp lực đất theo một số tiêu chuẩn
Bảng 1 : Tính hệ số áp lực đất ngang theo một số tiêu chuẩn
Tiêu chuẩn
Hệ số
áp lực đất
Tiêu chuẩn Nga, Trung Quốc và
22 TCN 18-79
Tiêu chuẩn úc AUST ROADS-1992
AASHTO-1996 AASHTO-LRFD 1998
22 TCN 272 - 05
Trang 2Chủ động K a
2
45 0
tg
K a
sin 1
sin 1
a
K
Điều 3.11.5
sin sin
sin
2
' 2
r
K a
2 '
'
sin sin
sin sin
1
r
Bị động K p 2 450
2
p
K tg
1 sin
1 sin
p
Điều 3.11.5.4
Kp tra hình A.3.11.5.4.1
Nhận xét:
+ Tiêu chuẩn 22 TCN 18-79 tính áp lực ngang của đất theo hệ số áp đất chủ động không xét đến ma sát của đất và tờng, góc nghiêng lng tờng và góc nghiêng của mặt
đất đắp
+ Theo các tiêu chuẩn AASHTO và 22 TCN 272-05 tính hệ số áp lực đất ngang tĩnh (tính cho các tờng trọng lực, không dịch chuyển) và hệ số áp lực đất chủ động cho các tờng công xon có dịch chuyển theo các công thức Coulomb có xét đến: góc nghiêng
l-ng tờl-ng , góc của mặt đất so với phơl-ng nằm l-ngal-ng và ma sát của đất với ll-ng tờl-ng
Với tờng bêtông, góc ma sát của tờng có thể lấy = (0.6 đến 0.8) [6]
+ Khi không xét đến ma sát của đất và lng tờng, hệ số áp lực đất ngang chủ động tính theo công thức Coulomb có giá trị lớn hơn, còn khi xét đến ma sát của đất và tờng, hệ
số áp lực ngang chủ động giảm đi, nh vậy là hợp lý
2.2 Tính áp lực ngang của đất do tĩnh tải EH
áp lực ngang của đất do tĩnh tải trong các tiêu chuẩn đều tính theo các công thức thông th-ờng trong cơ học đất, coi áp lực ngang phân bố tuyến tính và tỷ lệ với chiều sâu của đất Điểm
đặt hợp lực trong các tiêu chuẩn Nga, Trung Quốc, úc, AASHTO-1996 là 0,33H (H-chiều cao tờng chắn), tại trọng tâm biểu đồ tam giác
Phân bố tam giác của áp lực ngang là sự đơn giản hoá sự phân bố phi tuyến thực tế đợc mô tả ở hình 1 Có 2 nhân tố tạo nên đặc trng phi tuyến: (1) Hiệu ứng vòm do ứng suất cắt trong
đất ở cao độ móng và ở mặt phẳng phía trên chân đế tờng và (2) đầm nén sinh ra áp lực ngang trong đất đắp
Hợp lực của áp lực ngang của đất đắp có thể đợc tính qua sự phân bố tam giác đơn giản Tuy nhiên để tơng đơng với phân bố phi tuyến thực tế khi tính mômen, vị trí hợp lực phải đợc nâng từ 0,33H lên 0,4H Một số nghiên cứu trên tờng thực đã xác minh 0,4H là vị trí hợp lý của hợp lực Terzaghi (1934); Clausen và Johansen (1972), Sherif (1982) Nh vậy vị trí đặt hợp lực của áp lực ngang đợc qui định trong Tiêu chuẩn AASHTO 1998 và 22 TCN-272-05 là sự gần đúng hợp lý so với các giá trị quan sát đợc trong các nghiên cứu của tờng thực
Trang 3Hiệu ứng đầm nén Phân bố tam giác đơn giản hoá
Ph=p(H).H/2
Hình 1 : Vị trí hợp lực của áp lực đất ngang Bảng 2: Tính áp lực đất do tĩnh tải đất đắp theo một số tiêu chuẩn
Tiêu chuẩn
Tiêu chuẩn Nga, Ttung Quốc và
22 TCN 18-79
Tiêu chuẩn úc AUSTROADS-1992
AASHTO- 1996 AASHTO- LRFD 1998
22 TCN-272- 05
Công thức tính áp
lực đất ngang tĩnh E t H2k
2
1
2
1
K = K0 hoặc Ka
Điều 3.11.5.1
9
10
h s
p K gz
Hình vẽ
áp lực đất tĩnh còn có thể đợc tính theo phơng pháp chất lỏng tơng đơng khi tính cho các tờng chắn có chiều cao dới 6m và đất đắp là loại đất thoát nớc (điều 3.11.5) Bảng 3.11.5.5.1 trong tiêu chuẩn cho tỷ trọng chất lỏng tơng đơng của các loại đất Điểm đặt hợp lực tại 0,4H (H chiều cao tờng)
Phơng pháp chất lỏng tơng đơng có u điểm là đơn giản và đỡ sai sót nhầm lẫn khi tính áp lực đất
2.3 Tính áp lực ngang của đất do hoạt tải sau mố LS
áp lực ngang của đất do hoạt tải sau mố theo các tiêu chuẩn đều đợc tính theo các sách Cơ học đất: thay tác dụng của hoạt tải sau mố bằng một lớp đất có chiều cao tơng đơng heq Tuy nhiên, phạm vi tác dụng của hoạt tải sau mố và chiều cao lớp đất tơng đơng tính theo các tiêu chuẩn lại khác nhau:
+ Phạm vi tác dụng của hoạt tải sau mố:
Theo tiêu chuẩn Nga,Trung Quốc và 22 TCN 18-79 và AASHTO-96 là H/2
(H chiều cao tờng) + Chiều cao lớp đất tơng đơng tính theo 22 TCN 18-79
Sb
P
Công thức này tính đổi trực tiếp từ hoạt tải sang lớp đất tơng đơng nên chiều cao tính đổi
có giá trị lớn
+ Chiều cao lớp đất tơng đơng theo AASHTO-1996 là 610mm
Trang 4KhW KvW
W
i
E ae
+ Chiều cao lớp đất tơng đơng theo AASHTO-LRFD và 22 TCN 272-05 đợc tra theo bảng A.3.11.6.2.1 có trị số từ 1500 đến 9000mm với chiều cao tờng đã đợc xác định bằng cách tính áp lực ngang tác dụng vào tờng do phân bố áp lực từ xe tải thiết kế Phân bố áp lực ngang tính theo bài toán nửa không gian đàn hồi với hệ số Poisson bằng 0,5
2.4 Phơng pháp đầm chặt đất
Tác động của thiết bị đầm chặt đất sau lng mố gây áp lực ngang lên tờng chắn, các tiêu chuẩn úc, AASHTO-96, AASHTO-LRFD và 22 TCN 272-05 đều quan tâm đến tác động này Tuy nhiên, trong tiêu chuẩn cha nêu công thức tính áp lực đất do đầm phụ thuộc: chiều rộng vùng đất đắp và loại đất, trọng lợng thiết bị và phơng pháp đầm Vì vậy khi dùng các thiết bị
đầm lớn, ngời thiết kế cần tính đến áp lực đất do đầm
2.5 Tính áp lực đất do động đất gây ra.
Khi có động đất, đất đắp sau mố có thể bị lún, mố có thể bị dịch chuyển do áp lực đất tăng lên hoặc do các lực quán tính lớn theo phơng dọc và ngang cầu từ kết cấu nhịp truyền đến hoặc mố cũng có thể bị phá hoại do hóa lỏng của đất nền móng Đặc điểm thiết kế các mố cầu liên quan đến vị trí cầu, địa hình, địa chất, đất đắp sau mố, lọai kết cấu nhịp, tải trọng Việc thiết kế mố cầu chịu tải trọng động đất là bài toán phức tạp liên quan đến sự làm việc tơng tác giữa đất, mố và kết cấu nhịp Vì vậy cần có các giả thiết và phơng pháp tính gần đúng đơn giản hóa để tính toán
Với các mố đứng tự do nh các tờng trọng lực, tờng công xon, trong các vùng động đất mạnh, nếu thiết kế để chúng không chuyển vị dới các gia tốc lớn nhất của đất là không thực tế vì vậy việc thiết kế cho mố có thể có một chuyển vị ngang nhỏ chấp nhận đợc là phơng pháp thiết kế thích hợp Phơng pháp thờng đợc dùng nhất để tính toán các lực động đất tác dụng lên
mố là phơng pháp gần đúng tĩnh học của Mononobe-Okabe với các giả thiết:
+ Mố đợc tự do dịch chuyển
+ Đất đắp là loại đất không dính, có góc ma sát
+ Đất đắp không bão hoà do đó các vấn đề về hoá lỏng không phát sinh
áp lực đất chủ động của mố đợc tính theo công thức Coulomb có tính đến các lực quán tính nằm ngang và thẳng đứng theo các công thức trong phụ lục phần 11
2
E (A.11.1.1.1-1)
Trong đó hệ số áp lực đất chủ động do động đất KAE đợc tính theo công thức:
2 2
2
cos cos
sin ) sin(
1 cos
cos
cos
) (
i
i x
Trong đó:
g: Gia tốc trọng trờng (m/s2)
: Tỷ trọng của đất đắp (kg/m3)
H: Chiều cao mặt đất (mm)
: Góc ma sát của đất ( độ)
v
h
k
k arctg
1
: Góc ma sát giữa đất và tờng mố (độ)
Kh : Hệ số gia tốc nằm ngang
KV : Hệ số gia tốc thẳng đứng Hình 2: Biểu đồ tải trọng áp lực đất
Trang 5i: góc mái dốc của đất đắp (độ)
: Độ nghiêng của lng tờng
Điểm tác dụng của áp lực đất EAE tại H/2
Tơng tự cho áp lực đất bi động nếu mố bị đẩy vào trong đất đắp:
2
E (A.11.1.1.1-3) Trong đó:
2 2
2
cos cos
sin ) sin(
1 cos
cos cos
) (
i
i x
Thiết kế chuyển vị của tờng theo điều (A.11.1.1.2-1)
3 Một số dạng mố cầu đợc giới thiệu trong tiêu chuẩn
Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 có giới thiệu một số dạng mố cầu nh mố cầu liền khối (Integral abutments) và mố cầu có đất ổn định cơ học (Mechanically Stabilized earth (MSE) Abutments)
3.1 Mố cầu liền khối (integral abutments) ( điều 11.6.1.2)
Cầu liền khối là cầu đợc xây dựng không có khe co giãn giữa các nhịp, giữa nhịp và mố Mặt đờng liên tục từ bên này đến bên kia Mố cầu liên khối là mố cầu đ ợc liên kết cứng với kết cấu nhịp, mố trụ tựa trên móng nông hoặc móng cọc và có thể chuyển vị ngang trong phạm vi cho phép (Định nghĩa mố liền khối theo điều 7.5.14 AASHTO-1996)
Các mố phải đợc thiết kế để chịu các biến dạng do co ngót, từ biến và do nhiệt độ của kết cấu nhịp (điều 11.6.1.2 22 TCN 272-05) u điểm của cầu liền khối là tránh đợc việc lắp đặt và bảo dỡng khe co giãn trên các trụ và mố, cho phép xe chạy êm thuận từ đờng vào cầu Cầu liền khối có thể có sơ đồ 1 nhịp hoặc nhiều nhịp với chiều dài toàn cầu đến khoảng 100m Móng
mố trụ đợc thiết kế nhỏ và mềm dẻo dễ dịch chuyển ngang Trụ có thể thiết kế 1 hàng cọc(giống móng cọc kiểu trụ dẻo) Bản quá độ phải đợc liên kết với đầu dầm để cùng chuyển
vị và đợc thiết kế đủ cờng độ chịu uốn Bản quá độ còn có tác dụng để xe cộ không đè trực tiếp lên đất đắp làm mố chuyển vị khó khăn Đất đắp sau mố dạng hạt, thoát nớc, áp lực ngang của đất khi kết cấu nhịp dãn nở do nhiệt độ đợc tính theo áp lực đất bị động
Cấu tạo mố cầu liền khối xem hình 3
Trang 6Rãnh thoát nuớc
Dầm thép
Cọc thép
Cọc thép
Dầm BTCT DƯL
Rãnh thoát nuớc Bản quá độ
(a)
(b) Gioăng atphan
Gioăng atphan
Đất đắp dạng hạt
Đất đắp đầu cầu
Lớp phủ mặt cầu
Bản quá độ
Cốt thép neo
Cốt thép neo Lớp phủ mặt cầu
Hình 3: Mố cầu liền khối
a Cầu dầm thép bản BTCT liên hợp
b Cầu dầm BTCT DUL
Khi chiều dài cầu nhỏ, chuyển vị do nhiệt độ có thể giải quyết bằng cách đặt một nút (gioăng) atphan trên mặt đờng Tuy nhiên, khi chiều dài cầu lớn, chuyển vị nhiệt của cầu sẽ lớn hơn, có thể gây nứt trên mặt đờng tại vùng nối tiếp, điều này cần quan tâm khi cấu tạo khe nối chuyển tiếp này Nếu mặt đờng bằng BT cần đặt khe co giãn chịu nén dọc tại cuối bản quá
độ
Tính toán phân bố tải trọng trong cầu liền khối phụ thuộc nhiều vào tơng quan độ cứng của các bộ phận, độ cứng vật liệu và kết cấu phải đợc dự tính càng sát với thực tế càng tốt
Hình 4 trình bày mô hình khung phẳng để phân tích các lực dọc và chuyển vị do nhiệt độ
và lực hãm xe Kết cấu nhịp liên tục qua trụ đến mố Bản quá độ đợc liên kết chốt tại mố và
đ-ợc mô tả bằng phần tử thanh Mỗi mố đđ-ợc tựa trên 2 lò xo thẳng đứng và 1 lò xo ngang tại móng và 1 lò xo ngang tại trọng tâm của biểu đồ áp lực đất bị động Mỗi trụ đợc tựa trên 2 lò
xo thẳng đứng và 1 lò xo ngang
Độ cứng của móng đợc tính theo [7]
Mô đuyn cắt
E G
2 1
N/mm
2
Độ cứng thẳng đứng
0.5 z
2.5GA K
1
N/mm
Độ cứng ngang Kx 2G 1 A0.5 N/mm
Trang 7Độ cứng xoay
m
2.5Gz K
1
Trong đó:
G : Mô đuyn cắt của đất nền
E : Mô đuyn đàn hồi của đất nền
: Hệ số Poisson của đất nền
A : Diện tích móng = bd
z : Mô đuyn chống uốn =
2
bd 6 Nếu thể hiện độ cứng thẳng đứng bằng 2 lò xo song song, cách nhau một khoảng là l thì độ cứng và khoảng cách của lò xo thẳng đứng tính bằng công thức K 0.5K z; l=2 ( Km/Kz
)
Độ cứng của lò xo ngang tại trọng tâm biểu đồ áp lực đất bị động đợc tính theo công thức :
P
K x1
Trong đó :
P : áp lực đất bị động( tính với toàn chiều rộng mố)
: chuyển vị của mố do nhiệt độ tăng lên hoặc do lực hãm xe
3m
K K
K
K
Kx
Kx1
Hình 4 : Ví dụ 1/2 mặt cắt dọc cầu liền khối
a Mặt cắt dọc
b Mô hình khung phẳng để phân tích kết cấu và nền móng
3.2 Mố cầu kết hợp khối đất có cốt ( MSE Abutments, điều 11.9.7)
Các tiêu chuẩn úc, AASHTO, AASHTO-LRFD và 22 TCN 272 -05 đều có các điều khoản
về mố cầu kết hợp khối đất có cốt gia cờng
Khối đất có cốt gia cờng gồm : tờng mặt (front face), cốt gia cờng và đất đắp Tờng mặt làm tăng tính ổn định của khối đất dắp và làm biến dạng của khối đắp nhỏ hơn Cốt gia cờng
và đất làm thành vật liệu kết hợp (composite) làm tăng cờng độ của đất Cốt gia cờng có thể
Trang 8bằng thép mạ kẽm hoặc bằng Polime (vật liệu có thể giãn dài) Đất đắp thờng dùng loại đất thoát nớc
Về cấu tạo: kích thớc của khối đất có cốt đợc xác định theo yêu cầu về ổn định và cờng độ
địa kỹ thuật (điều 11.9.1 và 11.9.5) Chiều dài nhỏ nhất của cốt gia cờng là 0,7H ( H-chiều cao tờng MSE) hoặc 2400mm
Về tính toán áp lực đất của tờng MSE lấy theo điều 3.11.5.7, hệ số áp lực đất chủ động tính theo công thức Coulomb (điều 3.11.5.3) và không tính đến ma sát giữa đất và tờng (=0) Hợp lực của áp lực đất chủ động tác dụng tại cao độ H/3
Các tờng MSE phải đợc tính toán đảm bảo ổn định trong (internal stability) để các cốt gia cờng không bị trợt hoặc bị đứt theo điều 11.9.5.2, ổn định khối đắp hình nêm và phải đảm bảo
ổn định ngoài (external stability) để kết cấu không bị phá hoại về trợt, trợt sâu, lật, sức chịu tải của nền móng và lún của kết cấu
Mố kết hợp khối đất có cốt gồm mố cầu bằng BTCT kê trực tiếp trên khối đất có cốt (h5.a)
và (h5.c) Các dạng mố kê trên khối đất có cốt đợc sử dụng chủ yếu cho các cầu nhịp nhỏ, tổng tải trọng thẳng đứng không quá 3500KN trên mỗi mố hoặc áp lực đáy móng mố không quá 0,2MPa và chiều cao tờng dới 6m [8]
Mố cũng có thể cấu tạo tách riêng gồm phần mố có kết cấu nhịp kê trên mố và tờng MSE (h5.b) Loại mố này đợc áp dụng cho các cầu thành phố, cầu vợt các nút giao cắt nhằm giảm diện tích xây dựng taluy nền đờng và đảm bảo yêu cầu mỹ quan
Móng
Gia cố
Bệ mố
Tuờng mặt
a)
Mố và tuờng MSE riêng biết
Hình 5 : Các loại mố cầu kết hợp khối đất có cốt.
Trang 94 Kết luận
Về tính toán áp lực đất:
- Hệ số áp lực đất theo 22 TCN 272 - 05 đã xét đến đầy đủ các yếu tố nh góc nghiêng của lng tờng, ma sát giữa đất và tờng, góc nghiêng của mặt đất đắp
- Điểm đặt hợp lực của áp lực đất do tĩnh tải tại điểm 0.4H (tính từ đáy móng) là phù hợp với các quan sát và đo đạc trên các tờng chắn thực
- Đối với các mố có chiều cao dới 6m, đất đắp loại thoát nớc, có thể tính áp lực đất theo phơng pháp chất lỏng tơng đơng
- Cầu nằm trong vùng động đất, có thể tính áp lực đất tác dụng lên mố và chuyển vị vủa
mố theo phụ lục 11 của tiêu chuẩn
Về các dạng mố :
- Mố liền khối nên đợc nghiên cứu thêm để áp dụng tại Việt Nam
- Mố có kết hợp tờng chắn có cốt nên đợc áp dụng rộng rãi ở các cầu vợt và cầu thành phố để đảm bảo yêu cầu mỹ quan và giảm diện tích xây dựng taluy nền đờng
Trang 10Tµi liÖu tham kh¶o
[1] NguyÔn Minh NghÜa- D¬ng Minh Thu-"Mè trô CÇu" nhµ xuÊt b¶n Giao th«ng vËn
t¶i, 2000
[2] Tiªu chuÈn thiÕt kÕ cÇu 22TCN 272-05, Bé Giao th«ng vËn t¶i
[3] Tiªu chuÈn thiÕt kÕ cÇu AASHTO LRFD 1998
[4] Qui tr×nh thiÕt kÕ cÇu cèng theo tr¹ng th¸i giíi h¹n 22 TCN 18-79
[5] Bridge Design Code AustRoads, 1992
[6] Joseph E Bowles : "Foundation analysis and design"
[7] E.C Hambly : "Bridge Deck behaviour", 1991.
[8] Jonathan T.H Wu : "Geosynthetic- reinforced soil retaining wall"-Rotterdam,1992.