Một số vấn đề về chi tiết kết cấu cầu bãi cháy

Một số vấn đề về, chi tiết kết, cấu cầu bãi cháy

chương 4 một số vấn đề về chi tiết kết cấu

Kết cấu cầu bao gồm Dầm chủ, Tháp, Mố, Trụ, Hệ dây, Gối cầu và các kết cấu phụ trợ khác Mọi cấu kiện của cầu đều có chức năng của nó và các cấu kiện phải có kết cấu tương ứng Chức năng của các cấu kiện cầu về cơ bản là

để chống lại các nội lực gây bất lợi nhất có thể xuất hiện ở các mặt cắt, và cũng để có được độ cứng cần thiết chống lại sự biến dạng của chính cấu kiện

đó Kết cấu của cấu kiện phải thích hợp sao cho cầu kiện có đủ độ cứng và khả năng chịu lực so với lực tác động, việc thi công các cấu kiện sẽ dễ dàng

và sức chống ăn mòn của cấu kiện sẽ đủ lớn

Trong chương này sẽ trình bày một số vấn đề về chi tiết kết cấu

4-1 Tháp

1- Tháp cầu Bãi Cháy là tháp một cột có chiều cao là 90m tính từ làn đường

Để thuận tiện trong thi công, tháp được chia thành 24 đốt và một đốt đỉnh tháp như trong Hình 4-1

Hình 4-1 Tháp một cột của cầu Bãi Cháy và bố trí hệ dây

2- Tháp là một cột rỗng và tất cả neo cáp dây văng được bố trí ở bên trong như trong Hình 4-2

Hình 4-2 Bố trí của 6 cáp dây văng thấp nhất, hai cáp tạm và các tao cáp dự

ứng lực trên tháp 3- Để tạo thuận lợi cho việc đặt vị trí chính xác của neo cáp trong khi thi công tháp, phần trên của tháp, từ đốt thứ 8, được gia cường không chỉ bằng thanh cốt thép và còn bằng một khung thép có gắn các ống Khi khung thép

này được đặt đúng vị trí thiết kế, các ống được gắn vào sẽ tự động xác định tất cả tọa độ và độ nghiêng của các neo cáp như trong Hình 4-3

Hình 4-3 Khung thép bên trong tháp 4- Dưới tác dụng của thành phần lực ngang của lực kéo của cáp dây văng trong sườn tháp, ứng suất kéo xuất hiện theo phương dọc Do đó, các tao cáp

dự ứng lực theo phương này cần được bố trí trong phần trên của tháp là nơi

đặt các neo cáp như Hình 4-4

Hình 4-4 Bố trí bó cáp dự ứng lực ngang trong tháp

5- Các ụ neo chịu lực tập trung của cáp phải được gia cố bằng 4 lớp lưới cốt thép như trong Hình 4-5

Hình 4-5 Cốt thép của các ụ neo

6- Phần dưới của tháp là cấu kiện quan trọng nhất phải chịu mô men uốn lớn nhất theo phương ngang do lực gió và phải được gia cố bằng các thanh cốt thép đứng 43X2 thanh D51 và 42X2 tao cáp dự ứng lực

12 S12.7 tại mặt cắt chân tháp Cốt thép của tháp tại mặt cắt chân tháp được thể hiện trong Hình 4-6

Hình 4-6 Chi tiết cốt thép của mặt cắt chân tháp

7- Tao cáp dự ứng lực đứng 12X12.7 có chức năng tạo ra khả năng chịu lực của mặt cắt và khả năng chống lại sự xuất hiện vêt nứt tại chân tháp Neo dưới của các tao cáp dự ứng lực đứng này được đặt ở mặt dưới của khối đỉnh

P.C STRAND 12 S 12.7

RE-BAR D51

trụ Các neo trên được đặt ở đầu của các đốt số 4, 5, 7, 8, 9, 10 và 11 như trong Hình 4-2 và Hình 4-7

8- Do chiều rộng của tháp bằng chiều rộng của dải phân cách giữa, phần chân tháp có nguy cơ phải chịu tác động của xe cộ đâm vào Để ngăn ngừa hiện tượng vỡ bê tông ở chân tháp, bề mặt của phần chân tháp sẽ được bọc một lớp bản thép có chiều dày là 15mm như trong Hình 4-8

Hình 4-8 Phần chân tháp được bọc một lớp bản thép

9- Dưới tác dụng của lực dọc trục đứng, tại chân tháp trong khối đỉnh trụ, ứng suất kéo theo phương ngang được sinh ra và cần phải bố trí các bó cáp

dự ứng lực ngang để chịu ứng suất kéo này như trong Hình 4-9

Hình 4-7 Bố trí tao cáp dự ứng lực đứng trong tháp

Hình 4-9 Bố trí tao cáp dự ứng lực ngang trong khối đỉnh trụ

4-2 Dầm chủ

1- Dầm chủ là dầm 6 nhịp liên tục với các nhịp như sau:

L = 35+86+129.5+435+129.5+86 = Dầm được chia thành 126 đốt có chiều dài 6.5m, 2 đốt đỉnh trụ tại trụ P3 và trụ P4 có chiều dài 19.8m, 1 đốt hợp long tại phần giữa của nhịp giữa có chiều dài 3.2m và 1 đốt có chiều dài 39.1m (xem Hình 3-106)

Hình 4-10 Chia dầm chủ thành các đốt dầm

2- Chiều cao của dầm là 3.75m cho tất cả các nhịp Mặt cắt ngang như trong Hình 4-11 Đó là mặt cắt một khối hộp với các thanh giằng được

bố trí với khoảng cách 3.25m Các thành giằng này là các ống thép có tiết diện tròn hoặc vuông Đối với tất cả các đốt dầm dài 6.5m, có 2 mặt cắt trong đó bố trí một cặp thanh giằng Tại mặt cắt dầm gần ụ neo cáp dây văng, bố trí 2 thanh giằng A để chịu lực kéo, thanh giằng này có tiết diện vuông 250X250 mm t= 16mm và bó cáp dự ứng lực trong 12T15.2 với lực dự ứng lực là 1500 kN Do có cặp thanh giằng này (với các bó cáp dự ứng lực), lực kéo của cáp dây văng truyền trực tiếp xuống bản mặt cầu có thể truyền xuống bản đáy và bản sườn của mặt cắt Việc phân bố ứng suất trên các bộ phận của mặt cắt sẽ hợp lý hơn Tại các mặt cắt xa ụ neo cáp dây văng, bố trí 2 thanh giằng B có tiết diện tròn φ 267.4mm t= 9.3mm

32 đốt 6.5m

31 đốt 6.5m

khối đỉnh trụ 19.8m

khối hợp long 3.2m

Hình 4-11 Mặt cắt ngang dầm chủ Thanh giằng A được nối với mặt cắt hộp bê tông bằng thanh dự ứng lực neo φ 26 như trong Hình 4-12

Hình 4-12 Nối thanh giằng A vào bê tông

Thanh giằng

Dây văng

Thanh giằng -A BRACE-B Thanh giằng -B

Khối đỉnh trụ

Nhịp giữa

Đốt hẫng

Hình 4-13 Nối thanh giằng B vào bê tông cho đốt dầm có dây văng

Hình 4-14 Nối thanh giằng B vào bê tông cho đốt dầm không có dây

văng 3- Bên trong dầm có các thanh dự ứng lực và tao cáp dự ứng lực được bố trí theo phương dọc và phương ngang

Bố trí của các bó cáp dự ứng lực ngang được nêu trong Hình 4-15 Mỗi bó cáp bao gồm một tao cáp φ 21 mm và được đặt với khoảng cách là 300,

400 and, 600mm Theo phương dọc, có các bó cáp dự ứng lực và các thanh dự ứng lực 18 thanh dự ứng lực φ 32 mm được bố trí trong bản mặt cầu ( xem Hình 4-18) và các bó cáp dự ứng lực 12S12.8 được bố trí trong các bản sườn dầm (Xem Hình 4-16, 4-17, 4-19)

Hình 4-15 Bố trí bó cáp dự ứng lực ngang

Bó cáp DƯL ngang

tao cáp d-l dọc Thanh DƯL dọc

bó cáp d-l ngang

Hình 4-16 Bố trí bó cáp dự ứng lực dọc ở phần đầu của dầm

Hình 4-17 Bố trí bó cáp dự ứng lực dọc tại khối đỉnh trụ P3 và P4 của dầm

chủ

H×nh 4-18 Bè trÝ bã c¸p dù øng lùc däc trong b¶n trªn cña dÇm

H×nh 4-19 Bè trÝ bã c¸p dù øng lùc trong mÆt c¾t ngang cña dÇm t¹i th¸p

(MÆt c¾t 0-0)

0

0

4-3 Dây văng

1- Tại mỗi tháp cầu được bố trí 28 đôi dây văng Do chiều dài hẫng của dầm trước khi lắp dựng dây văng đầu tiên rất lớn (35m) nên cần phải bố trí 4 cáp dây văng tạm như trong Hình 4-20

Hình 4-20 Bố trí cáp chính và cáp tạm

2- Hình 4-21 và 4-22 cho thấy chi tiết của thiết bị neo cáp dây văng trong dầm và trong tháp, kích thước chi tiết của neo phụ thuộc vào số thứ tự của cáp

Hình 4-21 Thiết bị neo cáp trong tháp

Hình 4-22 Thiết bị neo cáp trong dầm

3- Dây văng được bảo vệ khỏi bị ăn mòn bằng ống HDPE và tại vị trí cáp

di qua bản mặt cầu, một thiết bị bảo vệ được lắp đặt để ngăn nước mưa chảy vào trong thiết bị neo cáp

Các ảnh dưới đây là hình ảnh thực tế của công tác lắp đặt thiết bị neo cáp tại công trường cầu Bãi Cháy

* * *