Bài giảng Thiết kế và xây dựng mố trụ cầu: Chương 3 - TS. Nguyễn Ngọc Tuyển

Bài giảng "Thiết kế và xây dựng mố trụ cầu - Chương 3: Cấu tạo trụ cầu" cung cấp cho người học các kiến thức: Các bộ phận của trụ cầu, cấu tạo trụ toàn khối, cấu tạo trụ lắp ghép, cấu tạo trụ bán lắp ghép, cấu tạo mố trụ dẻo. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Trang 2

tựa trên nền thiên nhiên, nền cọc, hoặc giếng chìm…

• Nếu trụ tựa trên nền thiên nhiên thì bệ trụ làm luôn nhiệm

Trang 4

69

– Kết cấu nhịp tựa trên mũ trụ thông qua gối cầu

– Tại vị trí kê gối trên mũ trụ thường cấu tạo đá tảng bằng BTCT

có chiều cao tối thiểu 15cm và đặt các lưới thép chịu lực cục

bộ D = 8‐10mm với mắt lưới từ 5‐10cm

– Trường hợp trên đỉnh trụ bố trí hai loại gối có chiều cao khác

nhau hoặc trong trường hợp đáy kết cấu nhịp không cùng cao

Các bộ phận của trụ cầu (t.theo)

– Trường hợp khi kết cấu nhịp kê trực tiếp lên mũ trụ (không cấu

tạo đá tảng) thì tại vị trí kê dầm bề mặt mũ trụ phải bằng

phẳng và phải bố trí các lưới cốt thép chịu lực cục bộ

– Mặt trên mũ trụ cấu tạo độ dốc thoát nước không nhỏ hơn

1:10 và bề mặt được láng vữa xi măng

– Nếu mũ trụ không làm việc chịu uốn mà chỉ chịu ép mặt cục

bộ, khi đó chiều dày mũ trụ tối thiểu là 40‐50cm và phải bố trí

cốt thép chịu lực cục bộ

Trang 5

– Trường hợp giảm kích thước thân trụ, mũ trụ có thể được:

• cấu tạo dạng công xôn (ví dụ trụ thân hẹp)

• cấu tạo như một dầm chịu uốn (ví dụ trụ cột)

=> Khi đó mũ trụ phải bố trí cốt thép chịu lực trên cơ sở tính

toán theo sơ đồ làm việc. Tiết diện được cấu tạo phải đảm

bảo điều kiện chịu lực và yêu cầu về cấu tạo

– Chiều rộng tối thiểu của mũ trụ theo phương dọc cầu

• at, ap= chiều dài gối (phương dọc cầu)

• tt, tp= khoảng cách từ mép gối tới

mép đá tảng lấy khoảng 15‐20cm

• Ct, Cp= khoảng cách theo phương dọc

cầu từ mép đá tảng tới mép mũ trụ; ≥15cm với nhịp từ 15‐30m;

≥25cm với nhịp từ 30‐100m; và ≥35cm với nhịp lớn hơn 100m.

Trang 6

73

– Chiều rộng tối thiểu của mũ trụ theo

phương ngang cầu

Trong đó:

• Bmax= khoảng cách giữa tim 2 đá tảng

ngoài cùng

• bp= kích thước gối theo phương ngang cầu

• tp= khoảng cách từ mép gối tới mép đá tảng

• A = chiều rộng mũ theo phương dọc cầu

• bo= khoảng cách theo phương ngang cầu, từ

ngang theo phương dọc và ngang cầu

– Thân trụ có thể được xây bằng đá,

bằng bê tông và BTCT (tiết diện đặc

hoặc rỗng)

– Mặt cắt ngang thân trụ của cầu vượt

sông cần phải đảm bảo:

• Ít cản trở dòng chảy

• Tránh tạo thành các dòng xoáy gần

trụ và giảm mức độ xói lở đáy sông

• Chịu được va chạm của vật trôi, tàu bè…

r

f)

a)

r r=B/2

r

Trang 7

• Hình a: Là dạng mặt cắt chữ nhật dễ thi công

áp dụng cho cầu cạn, cầu vượt; và cũng có

thể áp dụng cho phần thân trụ nằm trên

MNCN của trụ nằm trong phạm vi lòng sông

• Hình b, c: Sử dụng cho trụ dưới sông

để giúp cải thiện chế độ dòng chảy

• Hình d, e: Sử dụng cho cầu bắc qua sông,

suối ở vùng núi, nơi mà dòng chảy có lưu

tốc lớn

r

f)

r r=B/2

r

• Với trụ nặng: thân trụ làm bằng bê tông toàn khối hoặc xây đá

=> có kích thước lớn và tốn vật liệu

Trang 8

77

• Để giảm khối lượng vật liệu có thể sử dụng trụ thân hẹp; hoặc

phần thân trụ phía trên MNCN được cấu tạo dạng cột BTCT.

78

• Loại thân trụ bằng cột BTCT thường áp dụng cho cầu cạn, cầu

vượt có nhịp trung bình hoặc bắc qua sông có ít cây trôi và

thông thương nhỏ

Trang 9

79Trụ cột

• Khi cầu có nhiều nhịp, chiều dài nhịp nhỏ và chiều cao cầu

không lớn có thể sử dụng trụ dẻo (thân trụ có độ cứng nhỏ)

Liªn gi÷a Liªn biªn

1. Trụ bờ; 2. Trụ phân cách các liên; 3. Trụ neo.

Trang 10

81

tham gia chịu lực như một kết cấu thống nhất => thân trụ chịu mô men

uốn rất lớn và do đó có cấu tạo phức tạp hơn (bố trí nhiều cốt thép).

82

• Với cầu dẫn, cầu vượt đường hoặc cầu nút giao trong thành

phố, do yêu cầu mỹ quan hoặc yêu cầu cần có không gian dưới

cầu, thân trụ có thể cấu tạo với dáng vẻ đặc biệt

Trang 11

– Có nhiệm vụ truyền tải trọng từ thân trụ xuống nền đất qua

kết cấu móng

• Nếu bệ trụ kê trên nền thiên nhiên thì bệ trụ

kiêm luôn vai trò của móng

• Trong nhiều trường hợp với móng cọc, nếu

đưa bệ trụ lên cao thì việc thi công sẽ đỡ khó

khăn, đỡ phức tạp hơn.

– Với trụ nằm ở trong nước, cao độ đỉnh bệ trụ có thể cao hơn

hoặc thấp hơn MNTN. Tuy nhiên, nên để thấp hơn MNTN từ

0.3 – 0.5m để đảm bảo mỹ quan

– Trên mặt bằng, kích thước bệ trụ phụ thuộc vào:

• Kích thước bệ trụ (nên lớn hơn thân trụ mỗi phía ít nhất

một khoảng 0.4‐0.5m)

Trang 12

thước bệ móng nên lấy lớn

hơn kích thước thân trụ khoảng

1m để có thể khắc phục sai

lệch khi hạ giếng

86

– Trên những sông có dòng nước chảy xiết hoặc có khả năng va

đập của tàu bè, cây trôi, có thể câu tạo bộ phận chống va xô

để bảo vệ cho trụ

Trang 13

(Hình dạng trụ và các kích thước cơ bản của trụ phụ thuộc vào

các yếu tố như: Điều kiện thủy văn; Điều kiện địa chất; Chiều cao

cầu; Chiều dài nhịp; Bề rộng cầu; Loại kết cấu nhịp …)

– Cao độ đỉnh mũ trụ phải cao hơn MNCN tối thiểu 0.25m để

đảm bảo gối cầu khô ráo trong mùa lũ

– Cao độ đỉnh mũ trụ còn phải đảm bảo cho cao độ đáy dầm cao

hơn MNCN tối thiểu

• 1m trong trường hợp sông có cây trôi vật trôi và tối thiểu

• 0.5m trong trường hợp không có cây trôi vật trôi.

– Đối với trụ của nhịp thông thuyền, cao độ đỉnh trụ còn phải

đảm bảo đáy dầm không lọt vào phạm vi kích thước khổ thông

thuyền

3.2. Cấu tạo trụ toàn khối

– Trụ bằng BTCT đổ tại chỗ

– Cấu tạo và thi công tương đối đơn giản

– Thời gian thi công kéo dài và bị ảnh hưởng của thời tiết

– Trụ thân đặc (trụ nặng toàn khối)

– Trụ thân hẹp

– Trụ thân cột

Trang 14

89

– Trên mặt bằng kích thước mũ trụ thường lấy lớn hơn thân trụ

mỗi bên từ 10‐15cm, tạo thành gờ giọt nước hoặc độ dốc âm

để nước từ mũ trụ chảy rót thẳng xuống bên dưới

90

Cấu tạo trụ toàn khối (t.theo)

– Do thân trụ đặc nên mũ trụ không bị uốn mà chỉ chịu ép cục

bộ dưới tác dụng của áp lược truyền từ kết cấu nhịp

– Chiều dày mũ trụ tối thiểu là 40‐50cm. Đá kê được bố trí các

lưới cốt thép chịu lực cục bộ bằng các thanh có đường kính 8‐

10mm, mắt lưới từ 5‐10cm và khoảng cách các lưới 8‐10cm.

– Mũ trụ có cốt thép cấu tạo: D=10‐14mm@15‐20cm

Trang 15

– Thân trụ phổ biến bằng bê tông, cũng có thể xây đá nếu điều

kiện khai thác và cung ứng tiện lợi

– Với trụ xây đá, lớp ngoài cùng phải có khả năng chống phong

hóa tốt, đảm bảo hình dạng nên cần gia công thô mặt ngoài

– Nếu thân trụ bằng bê tông thì phải cấu tạo cốt thép chống co

ngót, chống lực va đập do vật trôi hoặc tàu bè.

dạng lưới ở bề mặt thân trụ với bước lưới nằm trong khoảng từ

10‐20cm

– Thông thường bề mặt thân trụ có độ nghiêng so với phương

thẳng đứng trong khoảng từ 40:1 đến 20:1

diện không đổi để tiện lợi cho thi công.

– Để giảm khối lượng vật liệu, có thể giảm kích thước thân trụ

trên phương ngang cầu, khi đó mũ trụ có dạng mút thừa và trụ

được gọi là trụ thân hẹp

– Chiều dài phần hẫng của mũ trụ có thể từ 1.5‐3m hoặc có thể

lớn hơn. Phần hẫng này chịu uốn và cắt nên phải bố trí cốt

thép chịu lực

– So với trụ nặng, trụ thân hẹp có thể giảm được 40‐50% khối

lượng vật liệu thân và bệ trụ

– Ngoài ra, trụ thân hẹp có dáng vẻ thanh mảnh, mỹ quan hơn

so với trụ năng, tuy nhiên, lượng bê tông và cốt thép của mũ

trụ lại nhiều hơn

Trang 16

93

Trụ thân hẹp (BTCT toàn khối)

94

Kích thước cơ bản của trụ thân hẹp (BTCT toàn khối)

Trang 17

Bố trí cốt thép trong trụ thân hẹp

Trang 18

– Trụ cột là loại có kết cấu thanh mảnh, tiết kiệm vật liệu nên

được sử dụng rộng rãi nhất là với cầu trong thành phố

– Thân trụ gồm các cột bê tông cốt thép tiết diện hình tròn hoặc

chữ nhật đặc, đôi khi cũng cấu tạo tiết diện cột rỗng

– Đường kính thân cột từ 0.8‐2m hoặc lớn hơn nữa

– Thường gặp nhất là loại trụ có 2 cột. Khi cầu rộng, số lượng cột

có thể tăng lên để tránh cho mũ mố chịu uốn quá lớn. Khoảng

cách giữa các cột thường từ 4‐6m và cần bố trí hợp lý với vị trí

đặt gối cầu trên xà mũ

– Với cầu vượt thường sử dụng loại trụ chỉ có 1 cột nhằm tiết

kiệm không gian đường dưới cầu

Trang 20

101

II - II III - III

I - I

TRỤ NẶNG LẮP GHÉP (phân khối theo chiều ngang và dọc, các khối đặt so le)

1. Mối nối thẳng đứng; 2. Mối hàn cốt thép; 3. Mối nối giữa các khối mũ trụ;

4. Mối nối thân với mũ trụ; 5. Cốt thép chờ theo phương ngang.

102

Cấu tạo trụ lắp ghép (t.theo)

(I-I)

Trụ BT lắp ghép phân khối ngang.

a). Trụ dưới nước và b). Trụ trên cạn

Trang 21

Trụ BTCT lắp ghép phân khối ngang.

1. Bê tông đổ tại chỗ; 2. Cát; 3. Khung cốt thép; 4. Cọc ống.

Cấu tạo trụ lắp ghép (t.theo)

Trụ BTCT lắp ghép phân khối dọc.

Trang 25

1. Mũ trụ

đổ tại chỗ;

2. Đốt vỏ lắp ghép;

3. Bê tông thân trụ đổ tại chỗ;

4. Móng;

5. Thanh chống BTCT.

TRỤ NẶNG BÁN LẮP GHÉP

Cấu tạo trụ bán lắp ghép (t.theo)

– Để tăng độ cứng khi vận chuyển và lắp đặt, bên trong các đốt

vỏ cấu tạo các thanh chống tạm bằng BTCT ở giữa có bu lông

để ép chặt với thành đốt vỏ

– Mũ trụ bằng BTCT đúc tại chỗ

Trang 26

113

– Phần vỏ lắp ghép đóng vai trò ván khuôn nên giảm thời gian

làm giàn giáo ván khuôn trên công trường (so với trụ đổ tại

– Mố trụ dẻo có thể gặp trong trường hợp cầu nhịp nhỏ từ 10‐

12m và chiều cao cầu H≤6‐8m

– Thân mố trụ dẻo có độ cứng nhỏ, kết cấu nhịp là những dầm

đơn giản kê cố định trên xà mũ

Trang 27

– Tải trọng nằm ngang theo phương dọc cầu (lực hãm xe, áp lực

đất lên mố…) sẽ phân phối cho các trụ tỷ lệ thuận với độ cứng

của chúng. Khi đó, biến dạng dọc của kết cấu nhịp được đảm

bảo nhờ sự mềm dẻo của mố và trụ

– Do các trụ, mố cùng tham gia chịu lực nên mố trụ dẻo có kích

thước tiết diện nhỏ, kết cấu thanh mảnh và tiết kiệm vật liệu

Cấu tạo mố trụ dẻo (t.theo)

Trang 28

117

lập với nhau, mỗi liên gồm 3‐4 nhịp.

chất là cấu tạo hai trụ riêng biệt).

Mố trụ dẻo khi chiều dài cầu lớn

1. Trụ bờ; 2. Trụ phân cách các liên; 3. Trụ neo.

118

được tăng cường độ cứng và gọi là “trụ neo”. Trụ này có tác dụng

tiếp nhận phần lớn tải trọng nằm ngang để giảm bớt mô men uốn

trong các trụ còn lại.

Trang 29

phân đều biến dạng dọc ra hai đầu liên.

để giảm chiều dài tích lũy biến dạng đối với đầu dầm kê trên trụ bờ

(trụ bờ chịu uốn do tác dụng của áp lực ngang của nền đất đắp).

– Thân trụ là những hàng cột BTCT tiết diện chữ nhật, hình

vuông, hoặc hình tròn

– Chân cột được ngàm cứng trong bệ móng hoặc trong đất nền.

Đỉnh các cột được liên kết với nhau bằng xà mũ BTCT

Trang 30

121

– Bệ móng có thể đặt trên nền cọc hoặc trên nền thiên nhiên khi

điều kiện địa chất tốt

– Trong nhiều trường hợp các cột trụ có thể chính là các cọc

móng kéo dài lên và liên kết trên đỉnh bằng xà mũ

– Chiều rộng xà mũ không nhỏ hơn 60‐70cm đối với các trụ giữa

và 40‐60cm với trụ bờ hoặc trụ phân cách

– Tiết diện xà mũ thường có dạng chữ nhật, chiều cao được xác

định trên sở tính toán nhưng không nhỏ hơn 40cm

122

– Trụ dẻo có thể thi công đổ tại chỗ, lắp ghép hoặc bán lắp ghép

• Với trụ dẻo có thân là cọc đóng thì việc thi công xà mũ lắp

ghép sẽ khó khăn do các sai lệch của công đoạn đóng cọc.

Do vậy, trong thực tế với trụ có thân cọc thì xà mũ thường

được thi công đổ tại chỗ

• Với trụ dẻo lắp ghép, bệ móng phải bố trí các hốc để lắp

cột (độ sâu của hốc không nhỏ hơn 1.5 lần kích thước tiết

diện cột); khe hở giữa chân cột và bệ móng được chèn

bằng vữa bê tông; trong các khối xà mũ cũng cần cấu tạo

các lỗ hình cốc để liên kết với cột thân trụ…

Định dạng
Số trang	31
Dung lượng	2,6 MB