Ky thuat XD Cau

- Cầu cạn: Là các công trình cầu được xây dựng ngay trên mặt đất để làm cầu dẫn vào cầu chính hoặc nâng cao độ tuyến đường lên để giải phóng không gian bên dưới...  Cầu treo dây võng cầ

PHẦN I: TỔNG LUẬN CẦU BÀI 1: CÁC CÔNG TRÌNH NHÂN TẠO TRÊN ĐƯỜNG

- Khái niệm: Là một kết cấu do con người xây dựng trên đường cho phép vượt qua các chướng ngại vật để đảm bảo giao thông

- Công trình nhân tạo trên đường bao gồm:

+ Công trình vượt sông, suối, thung lũng,…: Cầu, hầm

là một kết cấu bất kỳ vượt khẩu độ không dưới 6m tạo thành một phần của một con đường

Hình 1.1a: Mô hình công trình cầu

Hình 1.1b: Cầu Phú Mỹ Hình 1.1c: Cầu Bình Lợi

1.2 Các công trình thoát nước nhỏ:

- Đường tràn là công trình có mặt đường nằm sát cao độ đáy sông, vào mùa mưa nước chảy tràn qua mặt đường nhưng xe cộ vẫn đi lại được Có thể đặt cống bên dưới để thoát nước Áp dụng: Cho các dòng chảy có lưu lượng nhỏ, và có lũ xảy ra trong thời gian ngắn

Hình 1.2b: Công trình đường tràn

- Cầu tràn là công trình được thiết kế dành một lối thoát nước dưới đường, đủ để dòng chảy thông qua với một lưu lượng nhất định Khi vượt quá lưu lượng này, nước sẽ tràn qua đường Áp dụng: Cho những dòng chảy có lưu lượng nhỏ và trung bình tương đối kéo dài trong năm

Hình 1.3a: Mô hình cầu tràn

Hình 1.3b: Công trình cầu tràn

- Cống là công trình thoát nước chủ yếu qua các dòng nước nhỏ, có lưu lượng nhỏ (Q 

40  50 m3/s) Quy định: Chiều dày lớp đất đắp trên đỉnh cống ≥ 0.5m để phân bố áp lực bánh xe và giảm lực xung kích

Hình 1.4a: Mô hình cống thoát nước qua đường

Hình 1.8b: Công trình hầm giao thông trong lòng đất

Hình 1.8c: Mô hình xây dựng tàu điện ngầm ở Hà Nội trong tương lai

- Hầm vượt đường (hầm chui): Tại các nút giao ta có thể xây dựng hầm chui

BÀI 2 CÁC BỘ PHẬN VÀ CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA CẦU

2.1 Các bộ phận của công trình cầu:

- Công trình cầu bao gồm: Cầu, đường dẫn vào cầu, các công trình điều chỉnh dòng chảy

và gia cố bờ sông

- Cầu bao gồm: Kết cấu phần trên và kết cấu phần dưới

+ Kết cấu phần trên: Kết cấu nhịp

Tác dụng: Tạo ra bề mặt cho xe chạy và cho người đi bộ trên cầu, đảm bảo xe chạy

êm thuận và an toàn trong quá trình chuyển động

+ Kết cấu phần dưới: Mố cầu, trụ cầu, nền móng

Tác dụng: Đỡ kết cấu phần trên và truyền tải trọng từ kết cấu phần trên xuống đất nền Kết cấu phần dưới thường chiếm (4060)% tổng giá thành xây dựng công trình

Hình 1.10: Các bộ phận của cầu

- Ngoài ra còn có các bộ phận khác như: Lớp phủ mặt cầu, lan can, hệ thống thoát nước, gối cầu, khe co giãn, …

2.2 Các kích thước cơ bản của cầu:

Hình 1.11: Các kích thước cơ bản của cầu

- Các chiều dài cầu:

+ Khẩu độ thoát nước dưới cầu (L0):

+ Chiều dài nhịp (Lnh):

+ Chiều dài nhịp tính toán (Ltt):

+ Chiều dài toàn cầu (Lcau):

- Các chiều cao thiết kế cầu:

+ Chiều cao tự do dưới cầu (H):

+ Chiều cao kiến trúc của cầu (Hkt):

+ Chiều cao của cầu (H1):

- Các mực nước thiết kế:

+ Mực nước cao nhất (MNCN):

+ Mực nước thấp nhất (MNTN):

+ Mực nước thông thuyền (MNTT):

BÀI 3 PHÂN LOẠI CẦU

3.1 Phân loại theo mục đích sử dụng:

Tùy theo mục đích sử dụng, có thể phân thành các loại cầu:

- Cầu ôtô: Là công trình cầu cho tất cả các phương tiện giao thông trên đường ôtô như: xe tải, xe gắn máy, xe thô sơ và đoàn người bộ hành,

- Cầu đường sắt: Được xây dựng dành riêng cho tàu hỏa

- Cầu đi bộ: Phục vụ dành riêng cho người đi bộ

- Cầu thành phố: Là cầu cho ô tô, tàu điện, người đi bộ,

- Cầu chạy chung: Là cầu cho cả ô tô, xe lửa, người đi bộ,

- Cầu đặc biệt: Là các cầu phục vụ cho các ống dẫn nước, ống dẫn khí,

3.2 Phân loại theo vật liệu làm kết cấu nhịp:

- Cầu gỗ

- Cầu đá

- Cầu bê tông

- Cầu bê tông cốt thép

- Cầu thép

3.3 Phân loại theo chướng ngại vật:

- Cầu thông thường (cầu qua dòng nước): Là các công trình cầu được xây dựng vượt qua các dòng nước như: sông, suối, khe sâu,

Hình 1.12b: Công trình cầu thông thường

- Cầu vượt (cầu qua đường): Là các công trình cầu được thiết kế cho các nút giao nhau khác mức trên đường ôtô hoặc đường sắt

Hình 1.13a: Mô hình cầu vượt đường

Hình 1.13b: Công trình cầu vượt đường

- Cầu cạn: Là các công trình cầu được xây dựng ngay trên mặt đất để làm cầu dẫn vào cầu chính hoặc nâng cao độ tuyến đường lên để giải phóng không gian bên dưới

Hình 1.14a: Mô hình cầu cạn

Hình 1.15b: Công trình cầu cao

- Cầu phao: Là các công trình cầu được xây dựng bằng hệ nổi nhằm phục vụ cho mục đích quân sự hoặc phục vụ giao thông trong một thời gian ngắn

Hình 1.16b: Công trình cầu phao

- Cầu mở: Cầu mở là cầu có 1 hoặc 2 nhịp sẽ được di động khỏi vị trí để tàu bè qua lại trong khoảng thời gian nhất định Có các loại cầu mở sau:

+ Cầu cất: KCN có thể mở về 1 phía hoặc 2 phía theo góc 700  800 so với phương nằm ngang

Hình 1.17a: Mô hình cầu cất

Hình 1.17b: Công trình cầu cất

+ Cầu nâng: KCN được nâng hạ theo phương thẳng đứng

Hình 1.18a: Mô hình cầu nâng

Hình 1.18b: Công trình cầu nâng

+ Cầu quay: KCN quay trên mặt bằng một góc 900

Hình 1.19a: Mô hình cầu quay

Hình 1.19b: Công trình cầu quay

3.4 Phân loại theo cao độ đường xe chạy:

- Cầu có đường xe chạy trên: Khi đường xe chạy đặt trên đỉnh kết cấu nhịp

Hình 1.20: Cầu có đường xe chạy trên

- Cầu có đường xe chạy dưới: Khi đường xe chạy bố trí dọc theo biên dưới KCN

Hình 1.21: Cầu có đường xe chạy dưới

- Cầu có đường xe chạy giữa: Khi đường xe chạy bố trí giữa phạm vi của KCN

Hình 1.22: Cầu có đường xe chạy giữa

3.5 Phân loại theo sơ đồ tĩnh học:

- Sơ đồ dầm giản đơn:

+ Phân bố nội lực: Biểu đồ momen chỉ

có dấu (+) và giá trị lớn nhất tại giữa nhịp

+ Phân bố vật liệu: Vật liệu tập trung

chủ yếu ở khu vực giữa nhịp do đó nội lực do

tĩnh tải lớn, dự trữ khả năng chịu hoạt tải kém

nên khả năng vượt nhịp thấp

Hình 1.23 Sơ đồ dầm giản đơn

+ Khả năng vượt nhịp:

 KCN cầu dầm: L ≤ 40m

 KCN cầu treo, cầu dây văng: L≈ 150 ÷ 450m

3.6 Phân loại theo sơ đồ cấu tạo:

- Cầu dầm:

+ Dưới tác dụng của tải trọng thẳng đứng tại gối chỉ phát sinh phản lực thẳng đứng V

V V

Hình 1.27a Mô hình KCN cầu dầm

Hình 1.27b Công trình cầu dầm

- Cầu vòm:

+ Bộ phận chịu lực chủ yếu là vòm, vòm làm việc chịu nén và chịu uốn

+ Phản lực gối ở vòm (trong vòm không chốt) gồm có lực thẳng đứng V, momen uốn

M và lực đẩy ngang H

+ Nếu có thanh giằng để chịu lực đẩy ngang H (trong vòm chốt) thì phản lực gối của vòm sẽ chỉ gồm phản lực thẳng đứng V giống như cầu dầm Khi đó ta có hệ thống cầu dầm - vòm tổ hợp

V

V H

+ Kết cấu chịu lực chính của kết cấu nhịp cầu dàn là các mặt phẳng dàn, với các thanh dàn chỉ chịu lực dọc trục (kéo hoặc nén) Chiều cao dàn lớn nên khả năng chịu lực và vượt nhịp của kết cấu nhịp cầu dàn lớn hơn so với kết cấu nhịp cầu dầm Nhược điểm chính của kết cấu nhịp cầu dàn là cấu tạo và thi công phức tạp

+ KCN cầu dàn thường áp dụng cho các cầu chịu tải trọng lớn như cầu đường sắt

Hình 1.29a: Mô hình KCN cầu dàn

đứng V và lực đẩy ngang H, nếu chân khung

liên kết khớp thì sẽ không có momen M

- Cầu treo:

+ Bộ phận chịu lực chủ yếu của cầu treo là dây cáp hoặc dây xích đỡ hệ mặt cầu (dầm hoặc dàn) Do đó trên quan điểm tĩnh học, cầu treo là hệ thống tổ hợp giữa dây và dầm (hoặc dàn)

+ Có thể phân cầu treo thành 2 loại:

Cầu treo dây võng (gọi tắt là cầu treo)

Cầu treo dây xiên (cầu dây văng)

 Cầu treo dây xiên (cầu dây văng): Đây là kết cấu dầm cứng tựa trên các gối cứng

là các gối cầu trên mố - trụ và trên các gối đàn hồi là các dây văng Dây văng neo vào dầm cứng biến thành một hệ không có lực đẩy ngang

Hình 1.31a: Mô hình KCN cầu dây văng

Hình 1.31b: Công trình cầu dây văng

 Cầu treo dây võng (cầu treo): Trong cầu treo, dây làm việc chủ yếu chịu kéo và tại chỗ neo cáp có phản lực thẳng đứng (lực nhổ) và phản lực ngang rất lớn do đó trong kết cấu nhịp cầu treo tại vị trí mố ta phải cấu tạo hố neo rất lớn và rất phức tạp

Hình 1.32b: Công trình cầu treo dây võng

BÀI 4: TRIẾT LÝ THIẾT KẾ VÀ CÁC TIÊU CHUẨN HIỆN HÀNH

 Trước đây, qui trình này được dùng để thiết kế cho cầu đường oto và cầu đường sắt Hiện nay, chỉ được dùng để thiết kế cầu đường sắt, không dùng thiết kế cho cầu đường oto

 Tiêu chuẩn 22TCN18 – 79 dựa trên phương pháp tính toán theo TTGH, nếu vượt quá

TTGH thì công trình không còn thỏa mãn các yêu cầu thiết kế

4.2.2 Qui trình 22TCN272 – 05:

 Đây là tiêu chuẩn dựa trên tiêu chuẩn của AAShto – LRFD 1998 do hiệp hội những người làm đường và vận tải Hoa kỳ soạn thảo Tiêu chuẩn này chỉ mang tính chất tư vấn cho

kỹ sư mà không có tính bắt buộc

 Hiện nay, tiêu chuẩn này được dùng để thiết kế cho cầu đường oto

 Tiêu chuẩn 22TCN272 – 05 dựa trên hệ số tải trọng và sức kháng (LRFD)

.i Qi   Rn = Rr Trong đó:

Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm

 Chịu tải trọng từ trên truyền xuống

 Làm việc theo 2 phương ngang cầu và dọc cầu

- Yêu cầu:

 Có tiết diện ngang hợp lí và thủy động học để thoát nước tốt

 Có lớp bêtông bảo vệ chống xâm thực dày 50 -75mm

 Đảm bảo các yêu cầu mỹ quan

 Không cản trở sự đi lại dưới cầu

1.2 Mố:

- Vai trò:

 Chịu tải trọng từ trên truyền xuống

 Làm nhiệm vụ của tường chắn (chịu áp lực ngang của đất đắp, đảm bảo ổn định nền đường đầu cầu)

 Là bộ phận chuyển tiếp (đảm bảo xe chạy êm thuận từ đường vào cầu)

 Là công trình điều chỉnh dòng chảy và đảm bảo chống xói lở bờ sông

 Làm việc theo 1 phương dọc cầu

- Yêu cầu:

 Không thu hẹp dòng chảy

 Không cản trở sự đi lại dưới cầu

 Có lớp bêtông bảo vệ dày 50 -75mm

 Đảm bảo các yêu cầu mỹ quan

-*** -

Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm

 Có thể cấu tạo xà mũ trụ như sau: (hình vẽ mũ trụ)

 Để đảm bảo cho nước ở mũ trụ chảy xuống không thầm vào phần tiếp giáp giữa xà mũ và thân trụ thì người ta bố trí kích thước của xà mũ lớn hơn kích thước của thân trụ mỗi bên 100mm với mục đích tạo gờ:

- Tạo dốc ngược

- Cấu tạo rãnh giọt nước

 Ngoài ra, để đảm bảo cho nước không đọng trên bề mặt của xà mũ, người ta còn sử dụng các lớp vữa tạo dốc vát 1:10

Ranh giot nuoc

Cot thep xien

 MCN của trụ trong phạm vi lòng sông phải đảm bảo thoát nước tốt

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

 Thân trụ thường làm việc như 1 cấu kiện chịu nén uốn đồng thời và làm việc theo 2 phương dọc và ngang cầu

Mặt cắt ngang thân trụ

Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm

2.3.1 Móng trên nền thiên nhiên:

 Là loại móng được đặt trực tiếp lên nền thiên nhiên

 Được chế tạo là cọc BTCT thường (8 thanh thép chịu lực dọc chủ)

 Hoặc được chế tạo là cọc BTCT DƯL (4 thanh cáp DƯL đặt ở 4 góc), theo công nghệ căng trước trên bệ căng

b Cọc ống BTCT:

 Gồm các đoạn cọc đúc sẵn, lắp ghép với nhau thành từng đoạn, đúc bằng BTCT có thành mỏng hơn so với các kích thước chung của cọc, theo công nghệ đúc ly tâm

Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm

4 of 15

 Người ta cũng có thể chế tạo cọc ống BTCT DƯL

Áp dụng:

 Khi chịu tải trọng lớn

 Khi lớp đất yếu nằm ở trên mặt, các tầng đất cứng, đá cơ bản nằm ở tương đối sâu

 Khi chịu tải trọng lớn

 Khi lớp đất yếu nằm ở trên mặt, các tầng đất cứng, đá cơ bản nằm ở tương đối sâu

Nap gieng

Vat lieu lap long

Beton bit day Khoang lam viec Luoi cat

Than gieng

Tran ngan Nap gieng

Beton bit day

Than gieng Khoang gieng

Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm

Móng giếng chìm và giếng chìm hơi ép

2.3.5 Móng giếng chìm hơi ép:

 Là loại giếng chìm khi thi công có sử dụng khi nén, ép đẩy nước ra ngoài làm khô khu vực đào lấy đất ở dưới đáy giếng

-o0o -

BÀI 3: Cấu tạo trụ đặc toàn khối

3.1 Đặc điểm chung của trụ toàn khối:

 Mũ trụ chủ yếu làm việc theo điều kiện chịu nén cục bộ

 Thân trụ làm việc theo điều kiện chịu nén uốn theo 2 phương Khi chiều cao trụ thay đổi thì tiết diện thân trụ cũng thay đổi theo

- Với h = 10 – 12m:

+ Thân trụ làm vách thẳng đứng  tiết diện thân trụ không thay đổi trên suốt chiều cao + Bề dày thân trụ theo phương dọc cầu B = 1/5h

- Với h > 12m:

Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm

c Ưu nhược điểm:

 Tiết kiệm từ 40 – 50% vật liệu so với trụ thân nặng

 Trụ có hình dáng thanh mảnh hơn, tạo nét mỹ quan cho cầu

 Phải cấu tạo phần hẫng của mũ trụ phức tạp hơn(xà mũ làm việc bất lợi hơn trụ thân nặng)

Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm

 Mặt cắt ngang thân cột có dạng hình vuông hay hình tròn

 Nếu chiều cao trụ rất lớn  có thể làm trụ rỗng bằng BTCT tiết diện hộp

 Mặt cắt ngang thân trụ có thể cấu tạo thành 2 phần khác nhau căn cứ vào M NTT

- Nếu khoảng cách từ đỉnh trụ đến MNTT khá lớn thì:

+ Phần trên MNTT > 0.5m: có dạng trụ rỗng và thân cột

+ Phần dưới MNTT: thường có dạng đặc bằng BTCT để chống va xô

-o0o -Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm

 Đối với cầu trung (25 < L < 100) và cầy nhỏ (L < 25m), sông không thông thuyền

Vua lien ket

Vo BTCT Thep chong truot

Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm

 Là bộ phận chắn đất sau dầm chủ, có chiều cao tính từ cao độ mặt đường xe chạy đến đỉnh của

 Chịu áp lực truyền từ KCN xuống thân mố thông qua vị trí đặt gối

 Tuỳ theo loại mố có thể cấu tạo xà mũ phân biệt với tường thân(mố xây bằng đá xây, Bêtông

đá xây, Bêtông) hoặc có thể cấu tạo xà mũ không phân biệt với tường thân mố ( mô xây bằng BTCT)

5.3 Tường thân mố:

 Là bộ phận đỡ tường đỉnh và mũ mố

Vai trò:

 Truyền tải trọng từ tường đỉnh và mũ mố xuống móng

 Chịu áp lực ngang của đất ngang của đất do đất tĩnh, do hoạt tải đứng trên lăng thể trượt

5.4 Tường cánh:

Vai trò:

 Là tường chắn đất, chống sụt lỡ của nền đường đầu cầu theo phương ngang cầu

 Tường cánh được liên kết với bệ móng và tường thân  tăng dần độ cứng của nền đường vào cầu (do dưới tác dụng của tải trọng làm đất trong phạm vi này bị nén chặt hơn)

 Là phần đối trọng về phía nền đường  tăng khả năng chống lật và trượt của mố

5.5 Móng mố:

 Là bộ phận đỡ tường thân và tường cánh

Vai trò:

 Truyền tải trọng từ tường thân và tường cánh xuống đất nền

 Tăng khả năng ổn định lật, trượt của kết cấu.(móng đặt trên nền đá, móng cọc…)

 Phân bố áp lực xuống diện lớn hơn, đảm bảo khả năng chịu lực của đất nền

5.6 Đất đắp taluy mố:

 Thường được đắp với độ dốc 1:2, 1:1.25 nhằm đảm bảo độ ổn định của taluy

 Gồm taluy nền đường đầu cầu và taluy nón mố (phần tư tứ nón)

 Được gia cố bằng cỏ, xây đá, sử dụng tường chắn có cốt (bằng kim loại hoặc pôlime)

Vai trò:

Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm

10 of 15

 Giữa ổn định, chống xói lở, lún sụt nền đường 2 bên đầu cầu

 Tăng cường khả năng ổn định của tường cánh dưới tác dụng của áp lực ngang

5.7 Tường tai:

Vai trò:

 Che khuất đầu dầm  tạo mỹ quan cho công trình

 Che không cho đất và nước tạt vào gối dầm  tăng tuổi thọ của gối cầu

 Với chiều cao của đất đắp sau mố từ 4 -6m, đôi khi dùng với chiều cao từ 8-10m

6.1.1 Mố chữ U bằng Bêtông hoặc đá xây:

a Cấu tạo:

S

id %

1:1 - 1:1,5

Tuong dinh

Xa mu mo Tuong than

 Có chiều dày thay đổi theo chiều cao, nghiêng về phía nền đường

Tường trước(tường thân):

 Có chiều dày thay đổi theo chiều cao, lớn dần về phía dưới, nghiêng về phía nền đường

Tường cánh:

 Có đuôi ăn sâu vào nền đường 1 đoạn s để:

- Nối tiếp cầu và đường được chắc chắn

Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm

- Đỉnh khối nón khỏi bị tụt xuống

 Chiều dài s phụ thuộc vào chiều cao đất đắp sau mố

Móng mố:

 Có thể đặt trên nền thiên nhiên, trên hệ cọc đóng(cọc vuông, cọc ống), hệ cọc khoan nhồi, giếng chìm, giếng chìm hơi ép

Nền đường đầu cầu và nón mố:

 Được đắp bằng đất thoát nước, đầm lèn chặt, độ dốc mái taluy phụ thuộc vào độ cao đất đắp từ vai đường đến MĐTN, thay đổi từ 1:1 đến 1:1.25

 Taluy nón mố được gia cố trên suốt chiều cao bằng xây đá hộc hoặc bản bêtông

b Ưu nhược điểm:

 Mố có kích thước lớn nên:

- Đảm bảo ổn định chống lật và chống trượt cho công trình

- Tăng độ chặt của đất sau tường thân, giúp xe ra vào êm thuận

 Tốn vật liệu, đặc biệt với nền đường đầu cầu đắp cao

Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm

12 of 15

 Tường thân có tiết diện không đổi

Tường cánh:

 Có đuôi ăn sâu vào nền đường 1 đoạn s để:

- Nối tiếp cầu và đường được chắc chắn

- Đỉnh khối nón khỏi bị tụt xuống

 Chiều dài s phụ thuộc vào chiều cao đất đắp:

- Khi H < 6m thì s = 0.65 m

- Khi H > 6m thì s = 1.0 m

 Có bề dày 50cm

 Có thể tạo phần hẫng để giảm khối lượng vật liệu của tường cánh và móng

 Cách xác định chiều dài tường cánh:

- Từ điểm giao giữa mép móng và thân tường (1) kẻ 1 đường thẳng với độ dốc 1:1

- Từ mép của tường đỉnh (2) kẻ 1 đường với độ dốc bằng độ dốc của đường vào cầu

- Giao giữa 2 đường thẳng xuất phát từ (1) và (2) ta được điểm (3)

- Từ điểm (3), căn cứ vào chiều cao đất đắp, kéo ngược về phía nền đường 1 đoạn s, từ đó, xác định được chiều dài của tường cánh (4)

Móng mố:

 Cấu tạo phần hẫng về phía sông, theo điều kiện chống lật Lh =(1/5–1/3)Lmóng

 Có thể đặt trên nền thiên nhiên, trên hệ cọc đóng(cọc vuông, cọc ống), hệ cọc khoan nhồi, giếng chìm, giếng chìm hơi ép

Nền đường đầu cầu và tnón mố:

 Đất sau tường thân được đắp bằng đất thoát nước, được đầm chặt

 Mái taluy được gia cố bằng đá xây, tấm bêtông, cỏ…

 Độ dốc mái taluy 1:1 – 1:1.25

Tường tai:

 Được sử dụng để che đầu dầm, tạo mỹ quan

 Tránh đất, nước tạt vào gối dầm

b Bố trí cốt thép trong mố U BTCT: (Tự biên tự diễn)

6.2 Cấu tạo mố vùi:

6.2.1 Giới thiệu về mố vùi:

a Áp dụng mố vùi:

 Trong trường hợp địa chất phức tạp, phải đắp đất cao H > 8m, việc sử dụng mố U là không hợp lý kích thước của mố (để chịu lực ngang) sẽ lớn  để giảm khối lượng vật liệu thì người ta sẽ sử dụng mố vùi

 Trong trường hợp đất đắp thấp < 2m thì người ta cũng dùng mố vùi

Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm

b Cấu tạo chung của mố vùi:

 Nón đất được đắp lấn ra phía trước mố, thân mố vùi hoàn toàn trong đất

 Chiều dài tường cánh rút ngắn

 Do có cấu tạo như vậy nên đặc điểm của mố vùi là tường thân được coi như không chịu áp lực

ngang của đất hoặc chịu áp lực ngang rất nhỏ (do áp lực đất sau và trước mố tự cân bằng với nhau)

6.2.2 Mố vùi bêtông:

 Độ dốc taluy mố được phân chia theo MNCN:

- Phần không ngập nước được đắp với độ dốc 1:1.25

- Phần ngập nước được đắp với độ dốc 1:1.5

 Để tránh đất và nước mưa bắn vào gối cầu người ta bố trí:

- Khoảng cách từ góc giữa tường đỉnh và mũ mố đến mái dốc nón mố không được nhỏ hơn 0.3m

- Sử dụng kết cấu tường tai

 Đề phòng nước lũ cuốn trôi phần đỉnh taluy đất đắp trước mố người ta cấu tạo vị trí tiếp giáp giữa nón mố và mặt trước của tường thân cao hơn MNCN tối thiểu 0.5m

 Khi sông có vận tốc dòng chảy lớn, để đảm bảo cho mái taluy không bị xói người ta tiến hành gia cố mái taluy bằng bêtông đá xây

 Để tăng độ ổn định chống lật và tăng cường khả năng chịu lực của mố, có thể cấu tạo mố có chân choãi ra phía sông và tường thân nghiêng dốc

Tuong dac

0.5m

MNCN Gia co

Tuong dinh

Xa mu mo

Tuong than Tuong canh

Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm

Tuong dinh

Xa mu mo

Tuong than Tuong canh

 Số lượng tường có thể bố trí từ 2 – 4 tường, phụ thuộc vào chiều cao mố H và bề rộng cầu B

 Để đảm bảo kho xà mũ không bị uốn quá lớn thì khoảng cách giữa 2 tường có thể lấy bằng khoảng cách giữa tim 2 dầm chủ hoặc S = 2 – 4m

 Do mố vùi tường có diện tích chắn đất nhỏ nên giảm được áp lực ngang của đất từ đó cải thiện được điều kiên chống lật

 Mố chân dê gồm 1 hàng cột đứng và 1 hàng cột xiên

 Mố chân dê tường cánh dọc, mố chân dê tường cánh ngang

b.1 Mố chân dê tường cánh dọc:

 Hai tường cánh bố trí dọc theo nền đường

Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm

 Nhờ có trọng lượng của tường cánh tạo thành mômen giữ chống lại mômen lật ra phía sông, do

đó, tăng độ ổn định chống lật

 Nhờ có nón đất làm tăng độ ổn định lật trượt của mố, giảm đáng kể áp lực ngang của đất lên tường thân, ngoài ra, còn là công trình điều chỉnh dòng chảy, tránh xói, phá hoại nền đường

b2 Mố chân dê tường cánh ngang:

 Hai tường cánh bố trí vuông góc với tim cầu, song song với bờ sông

 Do diện tích chắn đất giảm và không chịu áp lực ngang của đất do hoạt tải nên khối lượng tường cánh giảm nhiều so với tường cánh dọc

 Ổn định trượt và lật ra phía sông kém

 Khả năng điều chỉnh dòng chảy và chống xói nền đường kém

c Nhược điểm:

Khi chiều cao nền đắp lớn, bờ sông dựng đứng:

 Việc đảm bảo ổn định nón mố tương đối phức tạp do phải gia cố mái dốc trong phạm vi ngập nước

 Dòng chảy dưới cầu bị bóp nghẹt

 Phải tăng chiều dài cầu

Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm

 Cốt thép là sản phẩm công nghiệp, chịu kéo và nén đều tốt

 Dễ bị rỉ trong môi trường không khí

 Cốt thép được đặt vào trong khu vực chịu kéo

b Bê tông:

 Bê tông là 1 loại đá nhân tạo (cát, đá, nước, ximăng)  Sau khi đông cứng bêtông chịu nén tốt

 Bêtông còn có tác dụng bao bọc cốt thép, không cho cốt thép tiếp xúc với môi trường

 tạo điều kiện chống rỉ cho cốt thép

Điều kiện đảm bảo sự làm việc chung của Bêtông và cốt thép:

 Hệ số giãn nở vì nhiệt của 2 vật liệu này xấp xỉ bằng nhau (BT , CT = )

 Sự dính bám tốt giữa bêtông và cốt thép, không xảy ra phản ứng hoá học giữa các vật liệu này

1.2 Ưu nhược điểm của cầu BTCT:

 KCN BTCT có độ cứng rất lớn, có độ bền đáp ứng mọi yêu cầu khai thác an toàn, thuận tiện  Tuổi thọ cầu BTCT cao

 Có hình dáng hợp lí về mặt cơ học, thỏa mãn các yêu cầu khai thác, kiến trúc

 Đảm bảo tính liền khối vững chắc

 Trọng lượng bản thân:

- Cầu bêtông có TLBT lớn  vượt được nhịp nhỏ hơn cầu thép

- Ít bị ảnh hưởng của lực xung kích do hoạt tải  tiếng ồn giảm  dao động ít hơn

 Hầu như không đáng kể so với chi phí duy tu bảo dưỡng của cầu thép

 Vết nứt:

- Nhược điểm của bêtông là tính dòn, khả năng chịu kéo và cắt kém  thường bị nứt

- Khi có vết nứt thì nước và không khí sẽ thâm nhập vào trong vết nứt  ăn mòn cốt thép và Bêtông  cốt thép bị rỉ  trương nở  phá vỡ lớp bêtông bên ngoài  giảm tiết diện chịu lực  giảm tuổi thọ của cầu

- Đối với kết cấu BTCT thường, bề rộng vết nứt  0.02cm Đối với kết cấu BTCT DƯL không cho phép xuất hiện vết nứt

-*** -

Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm

Bài 2: Công nghệ chế tạo dầm BTCT dự ứng lực

2.1 Thực chất của việc tạo dự ứng lực:

 “Tạo lực nén trước trong vùng bêtông sẽ chịu kéo dưới tác dụng của ngoại lực” nghĩa

là thông qua sự dính bám giữa thép và bêtông, hệ thống neo mà truyền ứng lực kéo trước trong cốt thép vào trong bêtông tạo thành ứng lực nén trước trong bêtông

2.2 Phương pháp căng cốt thép trước khi đổ bêtông:

 Kéo căng cáp CĐC bằng kích thuỷ lực(phương pháp cơ khí)

 Liên kết thép CĐC vào bệ cố định nhờ mấu neo tạm thời

 Lắp đặt cốt thép thường

 Lắp dựng ván khuôn

 Đổ bêtông

 Khi bêtông đạt cường độ, tiến hành tháo bỏ các mấu neo tạm thời

 Cắt bỏ các đoạn cốt thép thừa nhô ra khỏi đầu dầm

b Nguyên tắc tạo DƯL:

 Do lực dính bám giữa cốt thép và bêtông

c Ưu điểm:

 Thích hợp với công nghệ sản xuất trong nhà máy, cấu tạo đơn giản

 Đảm bảo được tính dính bám giữa thép và bêtông

Hồ Việt Long – BM Cầu Hầm

 Đòi hỏi nhiều thiết bị, tốn kém (bệ căng cố định, mấu neo tạm thời)

 Chỉ kéo được thép theo sơ đồ thẳng hoặc theo sơ đồ gấp khúc

 Mất mát DƯL do co ngót, từ biến, tự chùng lớn hơn so với kết cấu kéo sau

2.3 Phương pháp căng cốt thép sau khi đổ bêtông:

 Lắp cốt thép thường, ván khuôn, tạo các đường ống gen trong lòng khối bêtông

 Tiến hành đổ bêtông dầm

 Khi bêtông đã đạt cường độ (80-90%), luồn cốt thép CĐC vào các ống gen

 Lắp đặt kích thuỷ lực, chân kích tì lên bề mặt dầm, mỏ cặp của kích kẹp neo hoặc các đầu cốt thép

 Tiến hành kéo căng cáp theo tính toán thiết kế

 Cố định các neo ngoài vĩnh cửu để giữ đầu cốt thép vào bề mặt bêtông đầu dầm, rồi tiến hành tháo kích