01- BAI GIANG CO SO CONG TRINH CAU-PHAN MO TRU

+ Mố kê đã khắc phục được những nhược điểm của mố chữ nhật: Tách riêng được dầm khỏi vùi vào đất bằng tường trước và tường tai nếu có, ổn định được ta luy nền đường đầu cầu bằng tường tr

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CƠ SỞ II

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN

FUNDAMENTAL OF BRIDGE ENGINEERING

- Xây dựng Đường Hầm & Metro

4 Phương pháp đánh giá học phần: Vấn đáp, trắc nghiệm khách quan, tự luận

4.1 Điểm đánh giá quá trình học tập:

6 Nhiệm vụ của sinh viên:

- Nắm vững các kiến thức cơ bản về công trình cầu; cấu tạo, tính toán thiết kế KCN

cầu thường dùng trên đường giao thông;

- Tham dự đầy đủ các giờ học lý thuyết trên lớp để nắm được các kiến thức cơ bản của

- Tự học: Chuẩn bị bài trước mỗi buổi học trên lớp Hệ thống, phân tích, tổng hợp các

kiến thức đã học, nghiên cứu sâu và mở rộng kiến thức môn học từ các nguồn thư viện và

Internet… Vận dụng các kiến thức đã học vào giải bài tập;

- Tham dự bài kiểm tra giữa kỳ để tích lũy điểm thành phần;

- Hoàn thành các bài tập để tích lũy điểm thành phần và đảm bảo điều kiện dự thi kết

thúc học phần;

- Tích cực hoàn thành các phần thực hành và tham gia thảo luận trên lớp

7 Nội dung tóm tắt học phần:

Môn học cơ sở công trình cầu là học phần nhập môn về ngành cầu đồng thời đề cập đến

các hạng mục dùng chung cho các công trình cầu đối với sinh viên ngành xây dựng cầu

đường

Môn học trình bày các khái niệm cơ bản về cầu: các giai đoạn thiết kế, các điều kiện

thiết kế, triết lý thiết kế cầu và các tiêu chuẩn thiết kế cầu hiện hành ở Việt Nam Môn học

trình bày các cấu tạo chung của cầu như: Mặt cầu, độ dốc dọc và ngang cầu, hệ thống thoát

nước, khe co giãn, lan can, đường người đi, nối tiếp cầu và đường Cấu tạo và tính toán các

dạng mố và trụ cầu dầm trên đường giao thông

Nắm vững cơ sở tính toán thiết kế, trình tự và nội dung tính toán thiết kế các dạng mố

trụ cầu dầm theo các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành: xác định hiệu ứng lực tại các mặt cắt đặc

trưng, tính toán sức kháng và tính duyệt theo điều kiện các TTGH

8 Giảng viên giảng dạy môn học:

Các Giảng viên chính; Tiến sĩ; PGS; GS

9 Tài liệu giảng dạy và học tập, tài liệu tham khảo chính:

9.1 Tài liệu giảng dạy và Tài liệu tham khảo:

[1] Nguyễn Thị Minh Nghĩa (Chủ biên): Tổng luận cầu

[2] Nguyễn Thị Minh Nghĩa (Chủ biên): Mố trụ cầu

[3] Bộ môn Cầu hầm: Bài giảng Cơ sở công trình cầu

[4] Barker R M, Pucket J A Design of highway bridges based on AASHTO LRFD

bridge design specifications, 2007

[5] AASHTO (2005) AASHTO LRFD Bridge Design Specifications - SI Units, Third

Edition, 2005 Interim Revisions, American Association of State Highway and

Transportation Officials, Washington D.C

[6] Wai-fah Chen, Lian Duan Bridge Engineering handbook

[7] 22 TCN 272-05 Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường bộ

[8] 22 TCN 18-79 Quy trình thiết kế cầu cống theo TTGH

[9] Bộ môn Cầu hầm : Hướng dẫn thiết kế mố trụ

[ ] Các tài liệu khác

10 Nội dung đề cương chi tiết:

10.1 Nội dung chi tiết môn học:

Hình sơ đồ tư duy về các chương của môn học cơ sở công trình cầu

Các từ viết tắt: Tiết =t; Lý thuyết =LT; Bài tập = BT; Thảo luận=TL; Tự học = TH

Chương 1: KHÁI NIỆM VỀ CÁC CÔNG TRÌNH NHÂN TẠO TRÊN ĐƯỜNG

(LT=2t; BT=0t; TL=0t; TH=5t)

1.1- Các loại công trình nhân tạo trên đường

1.2- Các bộ phận và các kích thước cơ bản của cầu

1.3- Phân loại cầu theo phạm vi sử dụng và theo sơ đồ tĩnh học

1.4- Lịch sử và những xu hướng phát triển trong xây dựng cầu

Chương 2: CÁC CĂN CỨ CƠ BẢN VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỂ THIẾT KẾ CẦU (LT=2t;

BT=0t; TL=2t;TH=5t)

2.1- Các giai đoạn đầu tư xây dựng và các bước thiết kế

2.1- Triết lý thiết kế cầu

2.3- Các tiêu chuẩn thiết kế cầu hiện hành

Chương 3: THIẾT KẾ CÁC PHƯƠNG ÁN CẦU (LT=3t; BT=0t; TL=2t;TH=10t)

3.1- Các điều kiện cơ bản để thiết kế cầu

3.2- Phân chia nhịp cầu, chọn dạng và bố trí kết cấu nhịp cầu, kết cấu mố trụ

3.3- Khối lượng công trình và tổng mức đầu tư

3.4- Thiết kế thẩm mỹ và cảnh quan

3.5- So sánh và lựa chọn phương án

Chương 4: MẶT CẦU VÀ ĐƯỜNG NGƯỜI ĐI (LT=2t; BT=0t; TL=0t;TH=5t)

4.1- Cấu tạo mặt cầu ôtô và đường sắt

4.2- Phòng nước và thoát nước trên cầu

4.4- Mặt cầu liên tục nhiệt

4.5- Lề người đi và lan can

4.6- Nối tiếp giữa đường và cầu

Chương 5: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MỐ TRỤ CẦU DẦM (LT=2t; BT=0t;

TL=0t;TH=5t)

5.1- Khái niệm chung

5.2- Phân loại mố trụ cầu

5.3- Nguyên tắc xác định các kích thước cơ bản của mố trụ cầu

Chương 6: CẤU TẠO MỐ TRỤ CẦU DẦM (LT=3t; BT=0t; TL=0t;TH=10t)

6.1- Cấu tạo mố cầu dầm

6.2- Cấu tạo trụ cầu dầm

6.3- Các dạng kết cấu mố trụ khác

Chương 7: CƠ SỞ PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU (LT=4t; BT=0t; TL=4t;TH=10t)

7.1- Khái niệm về ứng xử tải trọng

7.2- Tải trọng và tác động

7.3- Các mô hình phân tích kết cấu cầu

7.4- Mô hình bài toán phẳng và các phương pháp tính toán hệ số phân bố tải trọng

7.5- Các phương pháp mới trong phân tích kết cấu cầu

Chương 8: TÍNH TOÁN MỐ TRỤ CẦU DẦM (LT=4t; BT=6t; TL=4t;TH=10t)

8.1- Các loại tải trọng tác dụng lên mố cầu

8.2- Các tổ hợp tải trọng tác dụng lên trụ cầu đường ôtô

8.3- Các tổ hợp tải trọng tác dụng lên trụ cầu đường sắt

8.4- Tính toán thiết kế mố trụ cầu đường sắt

Chương IX GỐI CẦU (LT=2t; BT=0t; TL=0t;TH=0t)

9.1- Khái niệm chung

9.2- Cấu tạo gối cầu

9.3- Tính gối tiếp tuyến và gối con lăn

9.4- Tính gối cao su

Bài tập:

Mục đích yêu cầu:

Các bài tập nhằm nâng cao cho sinh viên năng lực vận dụng các lý thuyết đã học để

giải quyết một số bài toán thiết kế cụ thể có tính tổng hợp, với mức độ như những công

đoạn thiết kế thực tế, đồng thời rèn luyện kỹ năng tính toán cho sinh viên Yêu cầu cụ thể

của bài tập đã đề cập trong tài liệu "Hướng dẫn thiết kế lập phương án cầu và thiết kế mố trụ

cầu" Có thể yêu cầu tính bằng tay hoặc làm trên máy tính

Nội dung cácbài tập:

+ Tính toán nội lực trong các bộ phận mố, trụ cầu dầm

+ Tính toán sức kháng và tính duyệt các mặt cắt mố trụ cầu dầm theo trạng thái giới

hạn cường độ và trạng thái giới hạn sử dụng

10.2 Phân bổ thời gian:

TT Nội dung

Số Tiết/giờ

Lý thuyết

Bài tập

Bài tập lớn

Thí nghiệm

Thảo luận

Thực hành

Tự học

(TƯƠNG ỨNG VỚI 1 TÍN CHỈ = 15 TIẾT LÝ THUYẾT)

MỤC LỤC NỘI DUNG

CHƯƠNG 5: 14

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MỐ TRỤ CẦU Error! Bookmark not defined 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG: 16

5.1.1 Đặc điểm chung: 16

5.1.2 Mố cầu: 16

5.1.3 Trụ cầu: 16

5.2 PHÂN LOẠI MỐ TRỤ CẦU: 17

5.2.1 Theo sơ đồ tĩnh học: 17

5.2.2 Theo độ cứng dọc cầu: 18

5.2.3 Theo vật liệu: 18

5.2.4 Theo phương pháp xây dựng: 18

5.2.5 Theo hình thức cấu tạo: 18

5.3 NGUYÊN TẮC XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA MỐ TRỤ CẦU: 18

5.3.1 Vị trí của mố trụ: 18

5.3.2 Cao độ đỉnh móng: 19

5.3.3 Cao độ đỉnh xà mũ mố trụ: 19

5.3.3.1 Cao độ đỉnh xà mũ trụ: 19

5.3.3.2 Cao độ đỉnh xà mũ mố: 20

5.3.4 Kích thước xà mũ mố trụ trên mặt bằng: 20

CHƯƠNG 6: 23

CẤU TẠO MỐ TRỤ CẦU DẦM 23

6.1 CẤU TẠO MỐ CẦU DẦM: 23

6.1.1 Vai trò và nhiệm vụ của mố cầu: 23

6.1.1.1 Vai trò của mố cầu: 23

6.1.1.2 Nhiệm vụ các bộ phận của mố cầu: 23

6.1.2 Sự phát triển của các loại mố cầu dầm: 24

6.1.2.1 Mố chữ nhật - quan niệm ban đầu về mố cầu: 24

6.1.2.2 Mố kê - một dạng hợp lý hơn của mố chữ nhật: 25

6.1.2.3 Mố chữ U - khoét bỏ vật liệu trong lòng mố: 25

6.1.2.4 Mố có tường cánh ngang, tường cánh xiên - xoay tường cánh mố chữ U: 26

6.1.2.5 Mố chữ T, chữ thập - khoét bỏ vật liệu hai bên: 27

6.1.2.6 Mố rỗng vòm dọc, vòm ngang - khoét rỗng ruột của mố: 28

6.1.2.7 Mố vùi - tường trước và tường cánh có cấu tạo thích hợp khi chôn vào trong đất: 28

6.1.2.8 Các dạng mố cầu có sơ đồ chịu lực thay đổi: 30

6.1.3 Cấu tạo mố cầu dầm toàn khối trên đường ôtô: 31

6.1.3.1 Mố chữ U: 31

6.1.3.2 Mố vùi: 37

6.2 CẤU TẠO TRỤ CẦU DẦM: 39

6.2.1 Các bộ phận của trụ cầu: 39

6.2.1.1 Xà mũ trụ: 40

6.2.1.2 Thân trụ: 41

6.2.1.3 Móng trụ: 41

6.2.2 Các loại trụ cầu: 41

6.2.2.1 Phân loại theo phương pháp thi công: 41

6.2.2.2 Phân loại theo hình thức cấu tạo: 45

6.3 CÁC DẠNG KẾT CẤU MỐ TRỤ KHÁC: 49

CHƯƠNG 7: Error! Bookmark not defined CƠ SỞ PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Error! Bookmark not defined 7.1 KHÁI NIỆM VỀ ỨNG XỬ TẢI TRỌNG: 52

7.1.1 Triết lý thiết kế 52

7.1.2 Khái niệm chung về thiết kế theo hệ số tải trọng và hệ số sức kháng (LRFD) 52

7.2 TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG: 53

7.2.1 Theo 22TCN18-79: 53

7.2.1.1 Các trạng thái giới hạn (TTGH): 53

7.2.1.2 Tải trọng: 53

7.2.1.3 Tổ hợp tải trọng: 56

7.2.2 Theo 22TCN272-05: 57

7.2.2.1 Các trạng thái giới hạn (TTGH): 57

7.2.2.2 Tải trọng và tổ hợp tải trọng: 57

7.3 CÁC MÔ HÌNH PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU: 63

7.3.1 Nguyên tắc chung: 63

7.3.2 Phương pháp phân tích kết cấu theo mô hình không gian: 63

7.3.3 Phương pháp phân tích kết cấu theo mô hình phẳng: 64

7.4 MÔ HÌNH BÀI TOÁN PHẲNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN HỆ SỐ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG: 65

7.4.1 Nguyên tắc tính toán: 65

7.4.2 Các nhóm phương pháp tính toán hệ số phân bố tải trọng: 65

7.4.2.1 Nhóm 1: Phương pháp dầm + mạng dầm: 65

7.4.2.2 Nhóm 2: Phương pháp thanh thành mỏng: 65

7.4.2.3 Nhóm 3: Phương pháp bản: 65

7.4.2.4 Nhóm 4: Phương pháp phần tử hữu hạn: 66

7.4.3 Phương pháp tính toán hệ số phân bố tải trọng theo 22TCN272-05: 67

7.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP MỚI TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU: 76

CHƯƠNG 8: Error! Bookmark not defined TÍNH TOÁN MỐ TRỤ CẦU DẦM Error! Bookmark not defined 8.1 CÁC LOẠI TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MỐ TRỤ CẦU: 79

8.1.1 Tải trọng thường xuyên: 79

8.1.2 Tải trọng tức thời: 79

8.1.3 Tính toán một số loại tải trọng: 79

8.1.3.1 Áp lực ngang của đất (EH) và áp lực đất do hoạt tải (LS): 79

8.1.3.2 Lực ma sát âm (DD): 83

8.1.3.3 Hoạt tải xe ôtô (LL): 83

8.1.3.4 Lực hãm xe (BR): 84

8.1.3.5 Lực ma sát gối cầu (FR): 84

8.2 CÁC MẶT CẮT KIỂM TOÁN VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ CẦU DẦM: 85

8.2.1 Các mặt cắt kiểm toán: 85

8.2.2 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên trụ cầu dầm: 85

8.3 CÁC MẶT CẮT KIỂM TOÁN VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MỐ

CẦU DẦM: 86

8.3.1 Các mặt cắt kiểm toán: 86

8.3.2 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mố cầu dầm: 87

8.3.2.1 Nguyên tắc thành lập tổ hợp tải trọng: 87

8.3.2.2 Tổ hợp tải trọng I: Bất lợi ra sông 87

8.3.2.3 Tổ hợp tải trọng II: Bất lợi vào bờ 87

8.4 TÍNH DUYỆT MỐ TRỤ CẦU DẦM: 88

8.4.1 Tính duyệt theo TTGH cường độ: 88

8.4.1.1 Tính duyệt khả năng chịu uốn: 88

8.4.1.2 Tính duyệt khả năng chịu cắt: 89

8.4.1.3 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu: 90

8.4.1.4 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa: 90

8.4.1.5 Cự ly tối đa của cốt thép ngang: 91

8.4.2 Tính duyệt theo TTGH sử dụng: 91

CHƯƠNG 9: 92

GỐI CẦU Error! Bookmark not defined 9.1 KHÁI NIỆM CHUNG: 93

9.1.1 Vai trò của gối cầu: 93

9.1.2 Nguyên tắc bố trí gối cầu: 93

9.1.2.1 Bố trí trên mặt chính: 93

9.1.2.2 Bố trí trên mặt bằng: 94

9.2 CẤU TẠO GỐI CẦU: 95

9.2.1 Gối cầu dầm BTCT: 95

9.2.1.1 Gối tiếp tuyến: 95

9.2.1.2 Gối con lăn: 96

9.2.1.3 Gối chậu: 97

9.2.1.4 Gối cao su bản thép: 97

9.2.2 Gối cầu dầm và dàn thép: 98

DANH MỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG 5: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MỐ TRỤ CẦU Hình 5 1: Sơ đồ nội dung chi tiết chương 5 14

Hình 5 2: Bố trí chung công trình cầu 16

Hình 5 3: Mố trụ cầu dầm 17

Hình 5 4: Mố trụ cầu khung 17

Hình 5 5: Mố trụ cầu treo 17

Hình 5 6: Mố trụ cầu dây văng 17

Hình 5 7: Mố trụ đặt sát mặt đất 19

Hình 5 8: Bệ trụ đặt trong nước 19

Hình 5 9: Các thông số xác định kích thước xà mũ mố trụ 20

CHƯƠNG 6: CẤU TẠO MỐ TRỤ CẦU DẦM Hình 6 1: Sơ đồ nội dung chi tiết chương 6 22

Hình 6 2: Các bộ phận của mố cầu 23

Hình 6 3: Mố chữ nhật 24

Hình 6 4: Mố kê 25

Hình 6 5: Mố chữ U 26

Hình 6 6: Mố có tường cánh ngang, xiên 27

Hình 6 7: Áp lực đất lên tường cánh mố 27

Hình 6 8: Mố chữ T và mố chữ thập 28

Hình 6 9: Mố rỗng vòm dọc 28

Hình 6 10: Mố rỗng vòm ngang 28

Hình 6 11: Mố vùi thân tường ngang 29

Hình 6 12: Mố vùi thân tường dọc 30

Hình 6 13: Mố chân dê 30

Hình 6 14: Cấu tạo mố chữ U bằng bêtông hoặc đá xây 32

Hình 6 15: Cấu tạo mố chữ U bằng BTCT 34

Hình 6 16: Cấu tạo bản quá độ 35

Hình 6 17: Cấu tạo tứ nón mố 35

Hình 6 18: Cấu tạo mố vùi thân tường ngang 37

Hình 6 19: Mố vùi tường dọc 38

Hình 6 20: Mố chân dê 39

Hình 6 21: Các bộ phận của trụ 40

Hình 6 22: Một số dạng mặt cắt ngang thân trụ 41

Hình 6 23: Trụ nặng lắp ghép 43

Hình 6 24: Trụ bán lắp ghép 45

Hình 6 25: Trụ nặng đá xây, bêtông 45

Hình 6 26: Một dạng cấu tạo trụ cầu đúc hẫng 46

Hình 6 27: Cấu tạo trụ thân hẹp 47

Hình 6 28: Cấu tạo trụ thân cột 48

Hình 6 29: Công trình sử dụng trụ thân cột 48

Hình 6 30: Trụ có phần trên cột, phần dưới đặc 48

CHƯƠNG 7: CƠ SỞ PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Hình 7 1: Sơ đồ nội dung chi tiết chương 7 50

Hình 7 2: Sơ đồ đoàn xe lửa T - Z 54

Hình 7 3: Xe tải H10, H13, H18 54

Hình 7 4: Đoàn xe H10, H13, H18 theo phương ngang cầu 55

Hình 7 5: Xe tải H30 55

Hình 7 6: Đoàn xe H30 theo phương dọc cầu 55

Hình 7 7: Xe XB80 Hình 7 8: Xe X60 56

Hình 7 9: Xe tải thiết kế 60

Hình 7 10: Xe 2 trục thiết kế 60

Hình 7 11: Tải trọng làn thiết kế 60

Hình 7 12: Xếp xe lệch tâm trên mặt cắt ngang cầu 61

Hình 7 13: Xếp xe đúng tâm trên mặt cắt ngang cầu 61

Hình 7 14: Mô hình tính toán cầu dầm và cầu dàn trên Sap 2000 63

Hình 7 15: Mô hình tính toán cầu dây văng trên Midas 7.01 64

Hình 7 16: Mô hình tính toán dầm giản đơn trên Sap 2000 64

Hình 7 17: Mô hình tính KCN cầu dàn trên Sap 2000 64

Hình 7 18: Tính hệ số phân bố ngang theo phương pháp đòn bẩy 66

CHƯƠNG 8: TÍNH TOÁN MỐ TRỤ CẦU DẦM

Hình 8 1: Sơ đồ nội dung chi tiết chương 8 77

Hình 8 2: Áp lực ngang của đất 80

Hình 8 3: Áp lực đất do hoạt tải 81

Hình 8 4: Chú giải Coulomb về áp lực đất 82

Hình 8 5: Xếp hoạt tải tính phản lực gối lên mố cầu 83

Hình 8 6: Xếp hoạt tải tính phản lực gối lên trụ 84

Hình 8 7: Các mặt cắt kiểm toán trụ 85

Hình 8 8: Các mặt cắt kiểm toán mố 86

Hình 8 9: Cách phân chia mặt cắt tường cánh 87

CHƯƠNG 9: GỐI CẦU Hình 9 1: Sơ đồ nội dung chi tiết chương 9 92

Hình 9 2: Sơ đồ tĩnh học của gối cầu 93

Hình 9 3: Bố trí gối cầu trong cầu giản đơn nhiều nhịp 93

Hình 9 4: Bố trí gối cầu trong cầu giản đơn nhiều nhịp khi có trụ cầu cao 94

Hình 9 5: Bố trí gối cầu trong cầu liên tục theo tiêu chí 1 94

Hình 9 6: Bố trí gối cầu trong cầu liên tục theo tiêu chí 2 94

Hình 9 7: Bố trí trên mặt bằng 95

Hình 9 8: Gối tiếp tuyến 95

Hình 9 9: Gối con lăn 97

Hình 9 10: Gối chậu 97

Hình 9 11: Gối cao su bản thép 98

Hình 9 12: Gối con lăn cho cầu thép 98

Hình 9 13: Gối con lăn cho cầu thép (gối di động và cố định) 99 

CHƯƠNG 5:

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MỐ TRỤ CẦU

STT NỘI DUNG CHƯƠNG 5 (LT=2t; BT=0t; TL=0t; TH=5t)

1 5.1 Khái niệm chung

2 5.2 Cấu tạo chung và phân loại

3 5.3 Nguyên tắc xác định những kích thước cơ bản của mố trụ cầu

Hình 5 1: Sơ đồ nội dung chi tiết chương 5

5.1.1 Đặc điểm chung:

kÕt cÊu nhÞp

trô

mãng mè

Hình 5 2: Bố trí chung công trình cầu

- Mố trụ cầu là một bộ phận quan trọng trong công trình cầu thuộc kết cấu bên dưới, có chức năng đỡ kết cấu nhịp và truyền tải trọng thẳng đứng và ngang xuống đất nền

- Mố trụ cầu thuộc kết cấu bên dưới nằm trực tiếp trong vùng ẩm ướt, dễ bị xâm thực, xói

lở, bào mòn nên việc xây dựng, sửa chữa gặp rất nhiều khó khăn Do đó khi thiết kế cần phải chú ý sao cho vị trí đặt mố trụ phải phù hợp với địa hình, địa chất, các điều kiện kỹ thuật khác

và dự đoán trước sự phát triển của tải trọng

- Về kinh tế, mố trụ chiếm khoảng (40  60)% tổng giá thành xây dựng công trình cầu và công tác thi công mố trụ còn có tính quyết định đến tiến độ thi công của toàn bộ công trình cầu

5.1.2 Mố cầu:

- Là bộ phận chuyển tiếp và đảm bảo cho xe chạy êm thuận từ đường vào cầu Đồng thời

mố cầu còn có tác dụng giữ ổn định cho taluy nền đường đầu cầu, dẫn hướng và điều chỉnh dòng chảy chống xói lở bờ sông

- Mố cầu thường chỉ chịu áp lực bất lợi theo phương dọc cầu nên khi tính toán thiết kế mố trụ thì ta chỉ cần tính mố theo phương dọc cầu

- Mố cầu có hình dạng đối xứng theo phương dọc cầu

5.1.3 Trụ cầu:

- Trụ cầu có vai trò phân chia nhịp cầu và đỡ kết cấu nhịp, truyền tải trọng từ kết cấu nhịp xuống đất nền

- Trụ cầu được xây dựng trong phạm vi dòng chảy nên tiết diện ngang phải có cấu tạo hợp

lý để đảm bảo thoát nước tốt Bên ngoài trụ phải có vỏ bọc để chống xâm thực

- Hình dạng trụ trong kết cấu nhịp cầu vượt còn phải đảm bảo mỹ quan và không cản trở đi lại cũng như tầm nhìn dưới cầu

- Trụ cầu chịu lực bất lợi theo cả hai phương dọc và ngang cầu nên khi tính toán thiết kế ta phải tính trụ theo cả hai phương

- Trụ cầu có hình dạng đối xứng theo hai phương dọc cầu và ngang cầu

- Mố trụ cầu dây văng: Mố chịu lực nhổ, tại mố bố trí gối chịu lực nhổ và mố phải đủ nặng

để chịu lực nhổ Trụ tháp cầu chịu lực chủ yếu, các dây neo truyền tải trọng vào trụ tháp rồi từ

đó truyền xuống móng nên trụ tháp phải đủ cứng để chịu được lực tác dụng của các tải trọng

Hình 5 6: Mố trụ cầu dây văng

- Mố trụ cứng: Kích thước lớn, trọng lượng lớn Khi chịu lực biến dạng của mố trụ tương đối nhỏ có thể bỏ qua Mỗi mố trụ có khả năng chịu toàn bộ tải trọng ngang theo phương dọc cầu từ kết cấu nhịp truyền đến và tải trọng ngang do áp lực đất gây ra

- Mố trụ dẻo: Kích thước nhỏ, độ cứng nhỏ Khi chịu lực ngang theo phương dọc cầu, toàn

bộ kết cấu nhịp và trụ sẽ làm việc như một khung và tải trọng ngang sẽ truyền cho các trụ theo

tỷ lệ độ cứng của chúng Như vậy kích thước trụ sẽ giảm đi rất nhiều Trụ dẻo thường có dạng trụ cột, trụ cọc hoặc tường mỏng Áp dụng trụ dẻo hợp lý đối với cầu nhịp nhỏ và có chiều cao không lớn lắm

5.2.4 Theo phương pháp xây dựng:

- Toàn khối (đổ tại chổ)

- Bán lắp ghép

- Lắp ghép

5.2.5 Theo hình thức cấu tạo:

- Mố trụ nặng: Bao gồm các loại có kích thước lớn, kết cấu nặng nề Mố trụ nặng thường áp dụng cho các nhịp lớn Loại này thường được xây dựng bằng đá, bêtông hoặc bêtông đá hộc,

có thể thi công lắp ghép, bán lắp ghép hoặc đổ tại chổ

- Mố trụ nhẹ: Có kích thước thanh mãnh hơn, có thể gồm các hàng cột, hàng cọc hoặc tường mỏng Loại này thường được xây dựng bằng BTCT

5.3 NGUYÊN TẮC XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA MỐ TRỤ CẦU:

5.3.1 Vị trí của mố trụ:

- Vị trí của mố trụ được xác định phụ thuộc vào tuyến thiết kế và sơ đồ cấu tạo cũng như tỉ

lệ phân chia kết cấu nhịp Tuy nhiên trước khi xây dựng phương án kết cấu nhịp thì cần phải tiến hành công tác khoan thăm dò địa chất xem có thể đặt được mố trụ hay không Trong trường hợp địa chất quá bất lợi không thể đặt mố trụ thì phải thay đổi phương án tuyến cho phù hợp

- Mố trụ cầu nên tránh đặt ở những nơi có địa hình quá dốc, tại nơi có hiện tượng xói chung

và xói cục bộ lớn Tại vị trí nền đất tốt hoặc tầng đá gốc đặt lộ thiên thì có thể đặt mố trụ trực tiếp trên nền thiên nhiên còn tại những nơi có địa chất yếu thì phải đặt mố trụ trên kết cấu móng cọc đóng, móng cọc khoan nhồi hoặc móng giếng chìm,

- Cao độ đỉnh móng được quyết định xuất phát từ điều kiện đảm bảo cho sự làm việc tốt của

mố trụ trong quá trình khai thác và đảm bảo công tác thi công mố trụ được tiến hành thuận lợi không gặp phải các khó khăn lớn

- Đối với mố trụ nằm trong phần khô cạn, phần bãi sông, cầu vượt và cầu cạn thì cao độ đỉnh móng mố trụ nên đặt bằng với cao độ mặt đất tự nhiên (hoặc thấp hơn không quá 0.5m) Không nên đặt bệ móng nổi trên mặt đất vì khi đó sẽ không đảm bảo vấn đề mỹ quan đồng thời khả năng ổn định chống lật, chống trượt của mố trụ kém Tuy nhiên cũng không nên đặt bệ móng mố trụ quá sâu trong đất vì sẽ gây khó khăn và phức tạp trong quá trình thi công bệ móng

Hình 5 7: Mố trụ đặt sát mặt đất

- Đối với mố trụ đặt trong nước thì có thể đặt bệ

móng sát với mặt đất hoặc cũng có thể đặt bệ

móng nổi trên mặt đất Trong trường hợp đặt nổi

trên mặt đất thì cao độ đỉnh móng thường được

đặt thấp hơn MNTN tối thiểu là 0.5m Vị trí đỉnh

móng như vậy sẽ làm hình dạng móng đơn giản

hơn, giảm khối lượng xây và giảm thu hẹp dòng

chảy đồng thời còn đảm bảo vấn đề mỹ quan cho

CĐĐD = MNCN + h (2)

MNTN

 Đối với sông có cây trôi đá lăn (đường ôtô): h = hmin = 1m

 Đối với sông có cây trôi đá lăn (đường sắt): h = hmin = 1.5m

Do đó CĐĐT được xác định như sau: CĐĐT = CĐĐD – hđá kê – hgối

- Mực nước thông thuyền (MNTT): Xác định thông qua cao độ đáy dầm (CĐĐD), đối với sông có thông thuyền

CĐĐT = CĐĐD – hđá kê – hgối (3)

CĐĐD = MNTT + hTT

Từ đó xác định được CĐĐT  max ((1), (2), (3))

5.3.3.2 Cao độ đỉnh xà mũ mố:

- Được xác định thông qua cao độ mặt đường xe chạy:

CĐMM = CĐMĐ – hgối – hđá kê gối – hKCN

- Được xác định thông qua mặt đất tự nhiên hoặc MNCN: Cao độ mũ mố phải cao hơn mặt đất tự nhiên hoặc MNCN một khoảng tối thiểu là 0.25m

a0 15-20

b2 b3

b0 15-20

Trong đó:

bt, at, bm, am: Chiều rộng và chiều dài mũ trụ, mố

n: Số lượng dầm chủ

b0, a0: Kích thước gối

(15  20) cm: Khoảng cách nhỏ nhất từ mép gối đến mép đá kê gối

b2, b’2: Khoảng cách từ tim gối đến đầu dầm của các nhịp bên phải và bên trái

b3: Khoảng cách giữa 2 đầu dầm cạnh nhau hoặc đầu dầm và tường đỉnh mố, với gối cố

định không nhỏ hơn 5cm, với gối di dộng: b3 = tl + 5cm

Với: : Hệ số dãn nở do nhiệt độ của dầm

t: Hiệu số giữa nhiệt độ cao nhất và nhiệt độ trung bình

l: Chiều dài nhịp dầm

b1, a1: Khoảng cách nhỏ nhất từ mép đá kê gối đến mép mũ trụ theo phương dọc và ngang

cầu

a2: Khoảng cách giữa tim các dầm kề nhau theo phương ngang cầu

Trị số b1 lấy tùy thuộc chiều dài nhịp:

Trị số a1 lấy tùy thuộc loại KCN:

- Kết cấu nhịp bản a1 = 20cm

- Đối với mọi KCN khác, với gối cao su bản thép và gối tiếp tuyến a1 = 30cm

- Đối với mọi KCN khác, với gối con lăn và con quay a1 = 50cm

CHƯƠNG 6:

CẤU TẠO MỐ TRỤ CẦU DẦM

STT NỘI DUNG CHƯƠNG 6 (LT=3t; BT=0t; TL=0t; TH=10t)

1 6.1 Cấu tạo mố cầu dầm

2 6.2 Cấu tạo trụ cầu dầm

3 6.3 Các dạng kết cấu mố trụ khác

Hình 6 1: Sơ đồ nội dung chi tiết chương 6

CHƯƠNG 6:

CẤU TẠO MỐ TRỤ CẦU DẦM

1 6.1 Cấu tạo mố cầu dầm

2 6.2 Cấu tạo trụ cầu dầm

3 6.3 Các dạng kết cấu mố trụ khác

6.1 CẤU TẠO MỐ CẦU DẦM:

6.1.1 Vai trò và nhiệm vụ của mố cầu:

6.1.1.1 Vai trò của mố cầu:

- Trong công trình cầu, mố thuộc kết cấu phần dưới, được chôn trong đất, nằm trong

vùng ẩm ướt chịu xâm thực xói lở

- Mố có các chức năng cơ bản: Đỡ kết cấu nhịp, chịu tải trọng thẳng đứng và nằm ngang

từ kết cấu nhịp truyền xuống

- Mố cầu là bộ phận chuyển tiếp và đảm bảo cho xe chạy êm thuận từ đường vào cầu

- Mố còn làm nhiệm vụ của một tường chắn, chịu áp lực ngang của đất đắp, đảm bảo ổn

định của nền đường đầu cầu

- Ngoài ra, mố còn là một công trình điều chỉnh dòng chảy, đảm bảo chống xói lở bờ

sông

6.1.1.2 Nhiệm vụ các bộ phận của mố cầu:

- Cấu tạo: Mố gồm 4 bộ phận: Tường đỉnh, tường thân, bệ móng mố và tường cánh

Hình 6 2: Các bộ phận của mố cầu

- Tường đỉnh có tác dụng chắn đất để bảo vệ đầu dầm không tiếp xúc trực tiếp với đất

nền do đó tránh được hiện tượng rỉ cốt thép và ăn mòn bêtông

- Tường thân có tác dụng đỡ tường đỉnh và xà mũ, đồng thời chịu áp lực từ kết cấu nhịp

sau đó truyền xuống bệ móng và truyền xuống đất nền Ngoài ra tường thân mố còn chịu áp

lực đẩy ngang do đất tĩnh và do hoạt tải đứng trên lăng thể trượt

- Tường cánh có tác dụng chắn đất phía nền đường chống sụt lở nền đường theo phương

ngang cầu, đồng thời còn tạo ra phần đối trọng về phía nền đường làm tăng khả năng chống

trượt và chống lật của mố

- Bệ móng mố là bộ phận đỡ tường thân, tường cánh và truyền tải trọng xuống đất nền

Bệ móng mố có thể đặt trực tiếp trên nền thiên nhiên nếu lớp đất tốt, có thể đặt được bệ

móng nằm ở độ sâu 3m so với mặt đất tự nhiên Trong trường hợp lớp đất tốt nằm sâu

>3m, ta phải đặt bệ móng trên kết cấu móng cọc đóng, móng cọc khoan nhồi hoặc móng

giếng chìm

- Đất đắp nón mố là công trình chống xói lở, lún sụt taluy nền đường tại vị trí đầu cầu,

đồng thời còn có tác dụng như một công trình dẫn hướng dòng chảy Tùy theo độ dốc của

taluy, vận tốc dòng nước mà nón mố có thể là đất đắp gia cố bằng biện pháp trồng cỏ, gia cố

bằng đá hộc hoặc làm dưới dạng tường chắn

- Các bộ phận cơ bản của mố sau khi lắp ghép lại với nhau phải thỏa mãn yêu cầu tổng

thể của mố Tuy nhiên trong quá trình hình thành và phát triển, tùy theo đặc điểm của từng

loại mố mà một số bộ phận nói trên không tồn tại hoặc cần phải bổ xung thêm một số bộ

phận khác nhằm cải thiện điều kiện làm việc hoặc nâng cao chất lượng công trình

6.1.2 Sự phát triển của các loại mố cầu dầm:

6.1.2.1 Mố chữ nhật - quan niệm ban đầu về mố cầu:

- Cấu tạo: Mố chỉ gồm hai bộ phận là thân mố và bệ móng mố, đều có cấu tạo dạng tiết

diện chữ nhật nên cấu tạo rất đơn giản Toàn bộ thân và móng mố đều được chôn trong đất

Hình 6 3: Mố chữ nhật

- Ưu, nhược điểm và phạm vi áp dụng:

+ Mố có cấu tạo đơn giản, được đặt trực tiếp trên nền thiên nhiên nên công tác thi công

thực hiện đơn giản

+ Tốn vật liệu

+ Không ổn định được đất đắp nền đường đầu cầu

+ Mố được chôn hoàn toàn trong nền đường nên phần đầu dầm bị chôn sâu trong đất

dẫn đến dể bị hư hỏng

+ Tiếp giáp giữa cầu và đường không êm thuận

+ Mố chữ nhật được dùng cho các kết cấu nhịp cầu vượt qua các dòng nước nhỏ, nền

đắp thấp Móng mố được đặt trực tiếp trên tầng địa chất tốt hoặc tầng đá gốc nằm lộ thiên

6.1.2.2 Mố kê - một dạng hợp lý hơn của mố chữ nhật:

- Cấu tạo: Là một dạng mố chữ nhật, chiều cao nhỏ, thân và mũ mố không biệt với nhau,

mố được kê trực tiếp lên nền đất tự nhiên

Hình 6 4: Mố kê

- Ưu, nhược điểm và phạm vi áp dụng:

+ Mố có cấu tạo đơn giản, được đặt trực tiếp trên nền thiên nhiên nên công tác thi công

thực hiện đơn giản

+ Mố kê đã khắc phục được những nhược điểm của mố chữ nhật: Tách riêng được

dầm khỏi vùi vào đất bằng tường trước và tường tai (nếu có), ổn định được ta luy nền đường

đầu cầu bằng tường trước và tường cánh, có tường cánh làm đối trọng với áp lực đất sau

mố

+ Mố kê có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khá tốt, áp dụng đối với cầu có chiều cao đất

đắp thấp và địa chất tốt

6.1.2.3 Mố chữ U - khoét bỏ vật liệu trong lòng mố:

- Cấu tạo: Mố chữ U so với mố chữ nhật được khoét rỗng lòng tạo ra hệ thống gồm 4

phần: tường đỉnh, thân mố, bệ móng mố và tường cánh Phần đuôi tường cánh hẫng để tiết

kiệm vật liệu

Hình 6 5: Mố chữ U

- Ưu, nhược điểm và phạm vi áp dụng:

+ Nhờ có tường cánh dọc tạo ra một đối trọng cho mố, đảm bảo ổn định tổng thể

chống lật và chống trượt cho mố dưới tác dụng của áp lực đất đẩy ngang

+ Nhờ có tường cánh ngàm vào móng, việc chắn giữ đất đắp trong lòng mố có hiệu

quả, có khả năng ngăn ngừa các hiện tượng lún sụt và tạo ra độ nén chặt cho khối đất đắp ở

đằng sau tường trước, đảm bảo xe chạy êm thuận khi ra vào cầu

+ Thường áp dụng khi chiều cao đất đắp H≤6m

6.1.2.4 Mố có tường cánh ngang, tường cánh xiên - xoay tường cánh mố chữ U:

- Đặc điểm cấu tạo: Trong nổ lực cải tiến mố chữ U với tiêu chí cụ thể là giảm khối lượng

tường cánh vốn chiếm khối lượng lớn trong mố chữ U bằng cách giảm áp lực đất do hoạt tải

tác dụng lên tường cánh khi xoay mở rộng góc α giữa tường cánh và tường thân ta có mố

tường cánh xiên, lúc này áp lực đất tác dụng lên tường cánh giảm đi đáng kể Khi α=1800 ta

có mố tường cánh ngang, lúc này áp lực đất do hoạt tải tác dụng lên tường cánh mố không

còn, tường cánh mố chỉ chịu áp lực đất do tĩnh tải

- Ưu, nhược điểm và phạm vi áp dụng:

+ Giảm khối lượng tường cánh

+ Tường cánh không tạo được mômen ngược chống áp lực đất đẩy mố ra sông nên

dạng mố này kém ổn định hơn so với mố chữ U tường cánh dọc

+ Thường được áp dụng cho các mố đặt trên nền đường đào, khi đó kết cấu nền đường

sau mố khá ổn định nên không cần phải cấu tạo tường cánh dọc để giữ ổn định cho nền

đường, đồng thời khi cần phải cấu tạo tường cánh giống như kè dẫn hướng dòng chảy

+ Mố có tường cánh xiên thường được áp dụng trong các cầu vượt đường hoặc trong

kết cấu nhịp cầu bản mố nhẹ làm việc theo sơ đồ 4 khớp (Mố Xlôvinski) Khi đó độ ổn định

chống trượt của mố được đảm bảo nhờ các thanh chống vào móng đặt ngầm dưới đáy sông,

còn dầm được nối chốt với mố để đảm bảo chống lật

Hình 6 6: Mố có tường cánh ngang, xiên

Hình 6 7: Áp lực đất lên tường cánh mố

6.1.2.5 Mố chữ T, chữ thập - khoét bỏ vật liệu hai bên:

- Đặc điểm cấu tạo:

+ Trong các cầu có khổ hẹp như cầu đường sắt thì việc cấu tạo mố chữ U là không hợp

lý vì chiều dày của các tường cánh có thể lớn hơn bề rộng của mố Trong trường hợp này ta

có thể gộp 2 tường cánh mố thành một tường dọc trong khi phần trước của mố vẫn mở rộng

để đặt gối của kết cấu nhịp khi đó ta có mố chữ T

+ Mố chữ T chỉ có một tường dọc nên không chịu áp lực đất mà chỉ làm nhiệm vụ tăng

độ cứng và khả năng ổn định chống lật, chống trượt cho mố

+ Nếu chiều cao của mố chữ T lớn thì ta có thể cấu tạo thêm một tường chống phía

trước khi đó mố chữ T được cải tiến thành mố chữ thập

1:1

- 1 :1,25

1:1

- 1 :1,25

Hình 6 8: Mố chữ T và mố chữ thập

- Phạm vi áp dụng: Mố chữ T và mố chữ thập được áp dụng phổ biến trong các cầu

đường sắt khổ hẹp và có chiều cao lớn

6.1.2.6 Mố rỗng vòm dọc, vòm ngang - khoét rỗng ruột của mố:

a Mố rỗng vòm dọc:

- Cấu tạo: Mố được khoét rỗng hình vòm theo phương dọc mố (ngang cầu)

Hình 6 9: Mố rỗng vòm dọc

- Chịu lực:

+ Tường trước có thể hoàn toàn không chịu áp lực đất

+ Áp lực ngang tác dụng lên lưng mố cũng nhỏ

+ Chỉ còn lại áp lực lên hai tường cánh

6.1.2.7 Mố vùi - tường trước và tường cánh có cấu tạo thích hợp khi chôn vào trong đất:

Trong trường hợp chiều cao nền đắp lớn thì ta có thể chôn toàn bộ phần tường thân của

mố vào trong nền đắp khi đó ta có mố vùi

a Mố vùi thân tường ngang:

- Đặc điểm cấu tạo:

+ Tường trước được chôn hoàn toàn vào trong đất

1 2

- Ưu nhược điểm:

+ Giảm được đáng kể khối lượng tường cánh

+ Nón đắp lấn ra sông nên dể bị sạt lở và phải lùi mố vào trong để tránh thu hẹp dòng

chảy dẫn đến việc kéo dài cầu

b Mố vùi thân tường dọc:

- Đặc điểm cấu tạo:

+ Do tường thân của mố đặt hoàn toàn trong đất nên không có tác dụng chắn đất khi

đó để tiết kiệm vật liệu thì ta có thể cấu tạo tường thân thành các tường mỏng đặt dọc để đỡ

xà mũ mố, tường đỉnh và tường cánh, khi đó ta có mố vùi tường dọc

+ Số lượng tường dọc phụ thuộc vào bề rộng cầu

+ Khoảng cách giữa hai tường nên bằng khoảng cách giữa hai tim dầm chủ hoặc trong

khoảng 2÷4m

1 2

4

7 6

+ Giảm khối lượng vật liệu

+ Giảm áp lực ngang của đất, cải thiện điều kiện chống lật do diện tích chắn đất của

tường thân nhỏ

c Mố chân dê, mố cọc:

- Cấu tạo mố chân dê: Lấy mố vùi thân tường dọc khoét đi phần giữa của tường dọc sẽ

tạo ra 2 hàng cọc: 1 hàng cọc đứng và 1 hàng cọc xiên, ta được mố chân dê

2

1 2

4

7 6

- Cấu tạo mố cọc: Lấy mố chân dê bỏ đi phần bệ móng ta được mố cọc

- Ưu nhược điểm:

+ Tiết kiệm một lượng lớn vật liệu

+ Cấu tạo đơn giản nên thi công nhanh, có thể áp dụng biện pháp thi công lắp ghép

+ Taluy đất lắp dể bị xói lở, lún sụt làm hỏng phần đường vào cầu

+ Cọc chân dê dể bị gãy

6.1.2.8 Các dạng mố cầu có sơ đồ chịu lực thay đổi:

a Mố có bản giảm tải - giảm áp lực đất tác dụng lên tường trước:

- Cấu tạo: Cấu tạo thêm bản giảm tải ngàm vào tường trước mố, bản giảm tải này làm

việc như một công xon chịu mômen uốn và lực cắt do tải trọng thẳng đứng

- Tác dụng của bản giảm tải:

+ Ngăn áp lực đất thành từng phần và do đó phân áp lực ngang tĩnh tải của đất thành

các biểu đồ hình tam giác nhỏ với chiều cao bằng khoảng cách giữa các bản

+ Hứng các áp lực ngang của đất do hoạt tải tác dụng lên tường trước mố, chuyển áp

lực này thành áp lực thẳng đứng tác dụng lên bản

+ Áp lực thẳng đứng của tĩnh tải và hoạt tải tác dụng lên mặt bản tạo thành mômen

ngược dấu với áp lực đất làm tăng ổn định chống lật và giảm bớt kích thước tường trước

b Mố neo - thêm liên kết:

- Cấu tạo:

+ Đối với tường cánh dọc: có thể được neo với nhau

+ Với tường trước: Một đầu liên kết neo vào tường trước, một đầu neo vào đất đắp nền

đường hoặc vào móng thông qua các dây neo và thanh neo

+ Dây neo: Chủ yếu chịu kéo nên thường làm bằng thép (chống gỉ), bêtông cốt thép

ứng suất trước

+ Đầu neo vào nền đường: Có thể là bản BTCT neo sâu vào nền đường hoặc là một

nhóm cọ đóng sâu

- Áp dụng:

+ Cầu lớn nhiều nhịp hoặc cầu treo

+ Có thể sử dụng khi sữa chữa một số cầu cũ

c Mố cầu 4 khớp (Xlôvinski) - thay đổi hẳn sơ đồ chịu lực của mố:

- Cấu tạo:

+ Hai mố có cấu tạo là 2 tường mỏng

+ Kết cấu nhịp ngàm chặt vào mố bởi các chốt neo

+ Phía dưới chân mố có thanh chống

a Mố chữ U bằng bêtông hoặc đá xây:

- Đặc điểm cấu tạo:

7 8

3 2

1/2 A - A

Hình 6 14: Cấu tạo mố chữ U bằng bêtông hoặc đá xây

+ Mố gồm các bộ phận: Tường trước, tường đỉnh, tường cánh dọc, mũ mố và móng

+ Tường trước của mố thường có chiều dày thay đổi theo chiều cao, lớn dần về phía

dưới, chiều dày chân tường khoảng (0.35-0.4)H, trong đó H - chiều cao đất đắp Mặt trước

và sau của tường có thể cấu tạo thẳng đứng hoặc hơi nghiêng một chút, độ nghiêng khoảng

10:1

+ Hai tường cánh dọc được xây dựng thẳng góc và liền khối với tường trước Tường

cánh có chiều dày thay đổi, chiều dày chân tường khoảng (0.35-0.4)H Đuôi tường cánh ăn

sâu vào nền đường một đoạn s để nối tiếp cầu và đường được chắc chắn và đỉnh khối nón

liệu xây mố và bệ móng có thể thu hẹp chiều rộng của mố bằng chiều rộng phần xe chạy,

khi đó, lề người đi trên mố sẽ bố trí trên bản công xon BTCT ở trên tường cánh dọc

+ Móng của mố thường có mặt bằng hình chữ nhật Nếu mố rộng và thấp, móng có thể

theo dạng chữ U như tiết diện phần trên

+ Cấu tạo rãnh thoát nước:

 Lớp 1: Đắp bằng loại đất dính kết, không thấm nước (đất sét) và được đầm lèn

cẩn thận, dày 30cm, dốc về phía nền dường để nước chảy tới rãnh thoát nước ngầm đặt nằm

ngang thân nền đường sau mố

 Lớp 2: Trên lớp đất sét, rải một lớp đá hộc dày 35cm, trên đó là lớp đá dăm hoặc

sỏi dày 30cm

 Lớp 3: Trên cùng là lớp đất thoát nước

 Rãnh thoát nước được đặt nghiêng về phía nền đường và cao hơn MNCN ít nhất

0.5m

 Cửa rãnh ngang thoát nước đặt ở phía hạ lưu, cao hơn MNCN 0.2m

+ Phần tiếp xúc giữa thân với đất đắp phải quét nhựa đường phòng nước, nếu là mố

BT thì quét 2 lớp nhựa đường, nếu là mố đá hộc thì trát một lớp vữa xi măng mác 50-75 rồi

quét 2 lớp nhựa đường

+ Nón mố được đắp bằng đất thoát nước, đầm lèn chặt Độ dốc ta luy nón mố xác định

như sau: trên chiều cao 6m kể từ vai đường trở xuống không được dốc quá 1:1, từ đoạn tiếp

theo 6m xuống dưới nữa không được dốc quá 1:1.25

+ Ta luy nón mố phải gia cố suốt chiều cao bằng xây đá hộc hoặc bản BT Chân nón

mố có thể được gia cố bằng rọ đá hoặc bằng bêtông dày 2550cm gọi là chân khay Mái

dốc nón mố của cầu ô tô trong phạm vi không bị ngập nước có độ dốc không quá 1:1.5,

chiều cao không quá 6m thì có thể gia cố bằng lát cỏ

- Ưu điểm:

+ Nhờ có tường cánh dọc tạo ra một đối trọng cho mố, đảm bảo ổn định tổng thể

chống lật và chống trượt cho công trình dưới tác dụng của áp lực đất đẩy ngang

+ Tường cánh dọc và tường trước tạo thành một tiết diện chữ U cùng chịu nén lệch

tâm

+ Nhờ có tường cánh ngàm vào móng, việc chắn giữ đất đắp trong lòng mố có hiệu

quả, có khả năng ngăn ngừa tốt các hiện tượng lún sụt và tạo ra độ nén chặt dần dần cho

khối đất đắp ở đằng sau tường trước, đảm bảo xe chạy êm thuận khi ra vào cầu

- Nhược điểm: Tốn vật liệu

- PVAD: Mố chữ U bằng đá xây được dùng cho các kết cấu nhịp cầu có tải trọng lớn như

cầu đường sắt với chiều cao đất đắp H6m

b Mố chữ U bêtông cốt thép:

- Đặc điểm cấu tạo:

Mặt đứng mố

1/2 Mặt cắt C-C

1:1

- 1 :1,25

C

B A

C

1

2 4

1

6 7

+ Chớnh nhờ cốt thộp trong bờtụng mà cỏc tường mố chịu lực tốt hơn, bởi vậy độ dày

của tường mố giảm đi giỳp cho mố chữ U bằng BTCT tiết liệm vật liệu hơn rất nhiều so với

mố chữ U bờtụng, đỏ xõy

+ Mố gồm 4 bộ phận: Tường đỉnh, tường thõn, tường cỏnh, mũ mố và bệ múng mố

được cấu tạo bằng BTCT

+ Tường cỏnh phớa trờn cú phần hẫng để giảm khối lượng tường cỏnh và múng mố

+ Múng mố thường cú chiều dày ≥2m Trị số phần hẫng của múng mố về phớa nhịp

được tớnh toỏn thỏa món cỏc điều kiện chống lật, thường lấy bằng 1/5 - 1/3 chiều dài phần

bản múng mố phớa sau

+ Cốt thộp: Cỏc bộ phận của mố BTCT thường đặt lưới cốt thộp  =(8ữ16)mm, mắt

lưới (10x10)ữ(20x20)mm

+ Trong mố chữ U BTCT thường cú cấu tạo bản quỏ độ được đổ bờtụng tại chỗ hoặc

lắp ghộp, đặt với độ dốc i = 10%  15% về phớa nền đường Một đầu bản kờ lờn gờ kờ tại

tường đỉnh mố và một đầu được kờ trờn dầm kờ tại nền đường sau mố

Hỡnh 6 16: Cấu tạo bản quỏ độ

+ Cấu tạo tứ nún:

 Nún mố được đắp bằng đất

thoỏt nước, đầm lốn chặt Độ dốc ta luy

nún mố xỏc định như sau: trờn chiều

cao 6m kể từ vai đường trở xuống

khụng được dốc quỏ 1:1, từ đoạn tiếp

theo 6m xuống dưới nữa khụng được

dốc quỏ 1:1.25

 Ta luy nún mố phải gia cố

suốt chiều cao bằng xõy đỏ hộc hoặc

bản BT Chõn nún mố cú thể được gia

cố bằng rọ đỏ hoặc bằng bờtụng dày

2550cm gọi là chõn khay Mỏi dốc

nún mố của cầu ụ tụ trong phạm vi

khụng bị ngập nước cú độ dốc khụng

quỏ 1:1.5, chiều cao khụng quỏ 6m thỡ

+ hg: Chiều cao gối cầu, phụ thuộc vào loại gối ứng với loại kết cấu nhịp

+ hdk: Chiều cao của đỏ kờ gối

1:1

- 1 :1,25

Lớp đá dăm đệm h = 10cm Vữa xây đá hộc h = 30cm

Chân khay nón mố

Tứ nón mố

Chân khay nón mố

+ Tường thân:

 Chiều dày: Tường thân thường được cấu tạo có chiều dày không đổi 150cm

 Chiều cao tường thân phụ thuộc vào chiều cao mố:

htt = H - (htd + hxm) + Tường cánh:

 Chiều dày của tường cánh khoảng 4050cm để đảm bảo bố trí các lớp cốt thép

chịu lực

 Chiều dài tường cánh (tính đến mép ngoài tường thân) được xác định theo công

thức:

S H n

+ S: Chiều dài phần đuôi tường cánh ăn sâu vào nền đường

1 Nếu H6m thì lấy S0.65m

2 Nếu H >6m thì lấy S1.0m

- Ưu, nhược điểm và phạm vi áp dụng:

+ Mố có kích thước nhỏ hơn mố đá xây nên tiết kiệm vật liệu hơn tuy nhiên vẫn đảm

bảo khả năng ổn định chống lật và chống trượt cho mố dưới tác dụng của các lực đẩy ngang

+ Tường cánh được cấu tạo ngàm với tường thân nên việc chắn giữ đất đắp ở trong

lòng mố có hiệu quả, ngăn ngừa tốt các hiện tượng lún sụt và tạo ra độ nén chặt dần dần cho

khối đất ở phía sau mố do đó tăng dần độ cứng từ đường vào cầu đảm bảo cho xe chạy êm

thuận khi ra vào cầu

+ Mố được cấu tạo bằng BTCT nên tiết diện mố có khả năng chịu nén và uốn đồng

thời do đó tránh được hiện tượng bị nứt và phá hoại mố

+ Nhược điểm của mố chữ U bằng BTCT là cấu tạo và thi công khá phức tạp, đặc biệt

là quá trình lắp dựng cốt thép chịu lực

+ PVAD: Mố chữ U bằng đá xây được dùng cho các kết cấu nhịp cầu trung và cấu lớn

với chiều cao đất đắp H6m

6.1.3.2 Mố vùi:

a Mố vùi thân tường ngang:

1:1 - 1:1,25

1 2

4 6

12 :1

- 5 :1

7

1/2 MÆt c¾t A-A 1/2 MÆt c¾t B-B

2 3

1 4

Bè trÝ chung mè cÇu

B A

Hình 6 18: Cấu tạo mố vùi thân tường ngang

- Mố gồm 4 bộ phận: Tường đỉnh, thân mố, mũ mố, bệ móng mố và tường cánh được cấu

+ hg: Chiều cao gối cầu, phụ thuộc vào loại gối ứng với loại kết cấu nhịp

+ hdk: Chiều cao của đá kê gối: hdk 20cm

- Tường thân:

+ Chiều cao tường thân phụ thuộc vào chiều cao mố :

htt = H - (htd + hxm) + Chiều dày: Tường thân mố được cấu tạo có chiều dày thay đổi theo chiều cao, lớn

dần về phía dưới với chiều dày chân tường khoảng (0.40.5)H Ngoài ra để tăng độ ổn định

chống lật và chống trượt cho mố, ta có thể bố trí tường thân có chân choãi ra phía sông với

độ nghiêng 3:12:1 để đưa điểm đặt của hợp lực về phía sau móng

- Tường cánh được đổ bêtông thẳng góc và liền khối với tường thân, chiều dày của tường

cánh khoảng 4050cm để đảm bảo bố trí các lớp cốt thép chịu lực Trong mố vùi do có

phần áp lực đất bị động phía trước mố nên tường cánh có thể cấu tạo có kích thước nhỏ hơn

Chiều dài tường cánh được xác định theo công thức:

S h

H n

+ hn: Chiều cao từ mặt bệ móng đến mực nước cao nhất (MNCN)

+ 0.5m: Khoảng cách tối thiểu từ điểm giao giữa nón mố với MNCN

+ S: Chiều dài phần đuôi tường cánh ăn sâu vào nền đường

1 Nếu H6m thì lấy S0.65m

2 Nếu H >6m thì lấy S1.0m

b Mố vùi thân tường dọc:

- Theo phương dọc cầu tường thân của mố đặt hoàn toàn trong đất nên không có tác dụng

chắn đất khi đó để tiết kiệm vật liệu thì ta có thể cấu tạo tường thân thành các tường mỏng

đặt dọc để đỡ xà mũ mố, khi đó ta có mố vùi tường dọc Việc cấu tạo mố vùi tường dọc còn

làm giảm áp lực đất đẩy ngang tác dụng lên mố Số lượng tường dọc phụ thuộc vào chiều

rộng cầu B và chiều cao mố H Nếu B: H 1.25 thì nên chọn 4 tường và nếu B: H 1 thì

nên chọn 2 tường Để mũ mố không chịu uốn nên chọn khoảng cách giữa 2 tường bằng

khoảng cách 2 tim dầm

1 2

4

7 6

- Theo phương ngang cầu thì tường thân mố cũng không có tác dụng chắn đất nên để tiếp

tục tiết kiệm vật liệu thì ta có thể cấu tạo tường thân từ các dạng tường dọc thành các cột

vuông hoặc tròn, khi đó ta có mố vùi chân dê So với mố vùi tường ngang và mố vùi tường

dọc thì mố chân dê giảm được khối lượng vật liệu rất lớn, tạo điều kiện thi công lắp ghép

Đặc biệt nếu địa chất cho phép thì các chân dê có thể cấu tạo thành các cọc đóng trực tiếp

xuống đất Tuy nhiên mố chân dê chỉ có thể cấu tạo bằng BTCT còn mố vùi có thể cấu tạo

bằng BTCT hoặc đá xây

2

1 2

4

7 6

- Ưu, nhược điểm và phạm vi áp dụng của mố vùi:

+ Mố vùi giảm được khối lượng vật liệu lớn hơn rất nhiều so với mố chữ U hoặc mố

chữ nhật do phần tường cánh và tường thân được cấu tạo với kích thước nhỏ hơn

+ Mố vùi ảnh hưởng rất ít đến môi trường và dòng xe cộ dưới cầu trong cầu vượt

đường, nón đất phía trước mố còn cho phép trong tương lai có thể mở rộng được hoặc dòng

chảy dưới cầu bằng cách chọn độ dốc thích hợp hoặc xây tường chắn

+ Mố vùi có cấu tạo và thi công khá phức tạp vì mố được chôn sâu trong đất Nhưng

nếu thân mố nằm trên mặt đất thì việc thi công dễ dàng hơn Đồng thời mố có phần đất đắp

lấn ra sông nên thường chỉ được áp dụng cho các sông cho phép thu hẹp dòng chảy hoặc

dùng trong cầu cạn hoặc cầu vượt

+ Mố vùi thường được áp dụng trong trường hợp nền được đắp có chiều cao lớn

H6m Đồng thời tầng đá gốc nằm ở độ sâu >6m khi đó nếu sử dụng mố chữ U có bệ móng

đặt trực tiếp trên nền thiên nhiên thì sẽ không đảm bảo ổn định và nếu sử dụng móng cọc thì

không thể đóng hoặc khoan cọc qua tầng đá gốc

6.2 CẤU TẠO TRỤ CẦU DẦM:

6.2.1 Các bộ phận của trụ cầu:

Trụ cầu được cấu tạo từ 3 bộ phận cơ bản là: xà mũ trụ, thân trụ và móng trụ

- Là bộ phận mà kết cấu nhịp sẽ đặt lên thông qua gối cầu nên xà mũ trụ chịu tải trọng

trực tiếp từ kết cấu nhịp và phân bố vào thân trụ

- Cấu tạo:

+ Mặt trên của xà mũ trụ phải tạo dốc thoát nước bằng bêtông với độ dốc tối thiểu là

1:10 về các phía Mái dốc tốt nhất nên đổ bêtông cùng lúc với xà mũ và láng vữa xi măng

nhẵn

+ Trên mặt bằng, kích thước của xà mũ trụ thường lớn hơn thân trụ mỗi bên 10÷20cm

để tạo ra phần gờ đảm bảo cho nước ở xà mũ chảy xuống không thấm vào phần tiếp giáp

giữa mũ trụ và thân trụ

 Nếu thân trụ có kết cấu đặc thì mũ trụ chỉ chịu ép cục bộ, khi đó chiều dày của

mũ trụ không được nhỏ hơn 40cm và phải bố trí các lưới thép để chịu áp lực cục bộ

 Nếu thân trụ có dạng thân cột thì xà mũ chịu nén và uốn đồng thời, khi đó chiều

dày của mũ trụ không được nhỏ hơn 120cm và ngoài bố trí các lưới thép chịu áp lực cục bộ

thì còn phải bố trí các thanh cốt thép đảm bảo chịu mômen uốn

- Các biện pháp đặt gối trên xà mũ trụ:

+ Cấu tạo một mũ trụ bằng BTCT, trên phần lồi của mũ trụ bố trí các lưới thép sau đó

đặt thớt dưới của gối có cốt thép neo vào mũ trụ Biện pháp này thường được áp dụng cho

các cầu nhịp nhỏ và trung

+ Cấu tạo tấm kê gối hoặc tấm BTCT riêng biệt gọi là đá kê gối, bên trong đá kê gối

có bố trí các lưới cốt thép để chịu các áp lực cục bộ truyền xuống từ gối cầu Biện pháp này

hiện nay đang được áp dụng phổ biến Ngoài ra đá kê gối còn có tác dụng điều chỉnh cao độ

của dầm chủ để tạo độ dốc dọc và ngang cầu khi cần thiết

6.2.1.2 Thân trụ:

- Tác dụng:

+ Tiếp nhận tải trọng từ mũ trụ truyền xuống bệ móng và chịu các lực ngang theo

phương dọc và ngang cầu

+ Thân trụ phải đủ độ cứng để chịu được va chạm do cây trôi và tàu bè

- Làm việc: Thân trụ làm việc theo 2 phương dọc và ngang cầu như một cấu kiện chịu

nén uốn đồng thời

- Dạng mặt cắt ngang thân trụ phụ thuộc vào điều kiện dòng chảy dưới cầu, đảm bảo rẽ

nước tốt, tránh tạo thành các dòng chảy xoáy gần trụ gây xói chung và xói cục bộ lòng sông

- Tiết diện thân trụ có thể đặc hoặc rỗng

- Kích thước thân trụ được xác định bằng tính toán tùy theo loại vật liệu, dạng trụ và

chiều cao tính toán của trụ

- Móng trụ có nhiệm vụ truyền tải trọng từ thân trụ xuống đất nền bên dưới và xung

quanh trên một diện tích rộng và phẳng để đảm bảo đủ chịu lực cho đất nền cũng như đảm

bảo ổn định của trụ

- Bệ móng mố có thể đặt trực tiếp trên nền thiên nhiên nếu lớp đất tốt, có thể đặt được bệ

móng nằm ở độ sâu ≤3m so với mặt đất tự nhiên Trong trường hợp lớp đất tốt nằm sâu

>3m, ta phải đặt bệ móng trên kết cấu móng cọc đường kính nhỏ (cọc đóng  <60cm), móng

cọc đường kính lớn (cọc khoan nhồi) hoặc móng giếng chìm

- Trên mặt bằng kích thước của bệ móng thường lớn hơn kích thước của thân trụ mỗi bên

30÷50cm để công tác thi công thân trụ đặc biệt là công tác ghép ván khuôn khi đổ bêtông

thân trụ được thuận lợi

- Đối với móng cọc thì kích thước móng còn phụ thuộc vào số lượng cọc, cách bố trí cọc

6.2.2 Các loại trụ cầu:

6.2.2.1 Phân loại theo phương pháp thi công:

a Trụ cầu toàn khối: