Bài giảng mố trụ cầu

➢ Mặt cầu kết cấu phần phía trên cầu, cho phương tiện, người đi lại➢ Mố, trụ cầu bên dưới mặt cầu, truyền lực từ mặt cầu xuống móng ➢ Móng cầu truyền lực từ cầu xuống đất Hc chiều cao c

Trang 1

1

© BỘ MÔN CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG – TS LƯƠNG MINH CHÍNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

Trang 2

2

3

2020 © BỘ MÔN CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG – TS LƯƠNG MINH CHÍNH

NỘI DUNG MÔN HỌCCHƯƠNG 1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MỐ TRỤ CẦU

1.1 Nhiệm vụ, chức năng của mố trụ cầu

1.2 Phân loại mố trụ cầu

CHƯƠNG 2 CẤU TẠO MỐ CẦU

2.1 Các bộ phận của mố cầu, chức năng và các kích thước cơ bản

2.2 Cấu tạo mố cầu và phạm vi áp dụng

2.3 Giới thiệu các loại mố cầu đặc biệt (cầu vòm, cầu treo…)

CHƯƠNG 3 CẤU TẠO TRỤ CẦU

3.1 Các bộ phận của trụ cầu, chức năng và các kích thước cơ bản

3.3 Cấu tạo trụ cầu và phạm vi áp dụng

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN MỐ TRỤ CẦU

4.1 Tính toán trụ cầu

4.2 Tính toán mố cầu

4

NỘI DUNG MÔN HỌCCHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN MỐ TRỤ CẦU

4.3 Duyệt ổn định và chống trượt, lật của mố trụ cầu

4.4 Tính toán mố trụ dẻo

Bài tập tính toán mố trụ

CHƯƠNG 5 THI CÔNG MÓNG

5.1 Thi công móng nông

5.2 Thi công móng sâu

5.3 Thi công móng giếng chìm và giếng chìm hơi ép

CHƯƠNG 6 THI CÔNG MỐ TRỤ CẦU

6.1 Thi công mố trụ cầu đúc tại chỗ

6.2 Thi công mố trụ lắp ghép

Bài tập

Trang 3

3

5

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Những vấn đề chung và mố trụ cầu -Nguyễn Như Khải, Phạm Duy Hoà, NXB Xây dựng, HN 2012

2 Mố trụ cầu- Nguyễn Minh Nghĩa, Dương Minh Thu, NXB Giao thông vận tải, HN 2009

3 Xây dựng móng mố trụ cầu -Nguyễn Trâm, Nguyễn Tiến Oanh, Lê Đình Tâm, NXB Xây dựng, HN 1997

4 Thi công móng trụ mố cầu -Nguyễn Tiến Oanh, Nguyễn Trâm, Lê Đình Tâm, NXB Xây dựng, HN 2012

5 Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272.05 -Bộ GTVT

6 Bridge Engineering Handbook -Wai Fan Chen and Lien Duan, NXB CRC press, NewYork, 2000

7 Design of highway bridge -Richard M.Baker, Jay A.Pucket, NXB MC Graw Hill, 1997

Roman Arch Bridge

Anji - Stone Bridge in China

Sự PT của VL thép

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG TRÌNH CẦU

Trang 4

4

7

Cầu gang đầu tiên

1900 A.D.

1920 A.D.

Cầu BTCT dự ƯL

Cầu thép

2000 A.D.

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG TRÌNH CẦU

1958 A.D.

Cable - Stayed Bridges

Use of Steel for the cables

PHÂN LOẠI CẦU THEO SƠ ĐỒ CẦU

Trang 5

Sự ra đời của Xi măng

bởi Louis Vicat (Pháp)

1825

Sự ra đời của BTCT

1855

Là chìa khóa cho cầu BTCT

Cây cầu BTCT đầu tiên

 Bởi J MONIER (Pháp) (dài 15,24m, rộng 3,96m)

Sự ra đời thép cường độ cao (Eugene Freyssinet) Mở ra hướng

PT mới (BTCT DƯL)

1875

1930

Cầu BTCT DƯL bắt đầu xuất hiện mạnh

ở Pháp

1950

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CẦU BTCT

Trang 6

6

11

Trước 1954 -các cầu bê tông cốt thép đầu tiên ở Việt Nam được xây dựng từ thời Pháp thuộc

với các dạng nhưcầu dầm nhịp giản đơn, hoặc mút thừa

❖Các cầu này được thi công theo phương pháp đúc tại chỗ

❖Bề rộng đường ô tô khoảng từ 4‐5m, và các cầu đường sắt đơn tuyến khổ đường 1m

❖Chiều dài cầu thường nhỏ hơn 20‐30m

Hình: a)cầu nhịp giản đơn; b) cầu nhịp liên tục; c) cầu nhịp mút thừa

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CẦU Ở VIỆT NAM

12

Sau 1954(sau kháng chiến chống Pháp) Việt Nam đã xây dựng lại một số cầu với kết cấu

dầm giản đơn ứng suất trước ra đời:

▪Cầu Phủ Lỗ nhịp 18m – cầu đầu tiên bằng BTCT dự ứng lực ở miền Bắc

▪Đầu thập kỷ 70, cầu bê tông cốt thép ứng suất trước nhịp 24m đến 33m

Sau 1975đã xây dựng nhiều cầu nhịp trung bình và nhịp lớn ví dụ như:

▪ Cầu An Dương, cầu Rào… dạng cầu khung dầm nhịp 63m

▪ Cầu Bo Thái Bình thi công bằng phương pháp đúc hẫng (cánh T dài 28m, dầm

Trang 7

Cầu bãi cháy dài 903m, nhịp chính dài 435m, hoàn thành 2006

Cầu dây văng một mặt phẳng dây, dầm hộp BTCT dự ứng lực

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CẦU Ở VIỆT NAM

14

o Cầu vượt sông dài nhất Việt Nam (dài 5.487m)

o Nối liền thị xã Sơn Tây (Hà Nội) – Vĩnh Tường (Vĩnh

Trang 10

➢ Mặt cầu kết cấu phần phía trên cầu, cho phương tiện, người đi lại

➢ Mố, trụ cầu bên dưới mặt cầu, truyền lực từ mặt cầu xuống móng

➢ Móng cầu truyền lực từ cầu xuống đất

Hc chiều cao cầu, là khoảng cách từ mực nước thấp nhất đến mặt cầu

MNCN – mực nước cao nhất ứng với 1 tần suất tính toán (VD: 1% nghĩa là mực nước ứng với

con lũ 100 năm mới xuất hiện 1 lần)

MNLS – mực nước lịch sử, là mực nước lớn nhất mà người ta điều tra được

MNTN- mực nước thấp nhất được đo trong mùa cạn, ứng với tần suất quy định (1% hay 2%)

MNTT – mực nước thông thuyền, là mực nước cao nhất cho phép tàu bè qua lại (thường lấy

với tần suất 5%)

L: chiều dài cầu (k/c 2 đuôi mố) l: chiều dài nhịp (k/c 2 tim trụ)

l tt : chiều dài tính toán (k/c 2 gối) l 0chiều dài nhịp tĩnh

l 0khẩu độ thoát nước hkt: chiều cao kiến trúc (từ đáy kết cấu đến mặt cầu)

CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH CỦA CẦU

Trang 11

CHƯƠNG 1 – KHÁI NIÊM VỀ MỐ TRỤ CẦU

1.1 Nhiệm vụ và chức năng của mố trụ cầu

Mố cầu được xây dựng ở vị trí tiếp giáp giữa đường và cầu, ngoài nhiệm vụ kê đỡ kết cấu nhịp nó

còn có vai trò của một tường chắn đảm bảo ổn định cho nền đườngđầu cầu Do đó ngoài các phản

lực truyền từ kết cấu nhịp, mố còn chịu tác dụng của áp lực đất

Là kết cấu nối tiếp giữa đường và cầu nên mố phải được cấu tạo sao cho:

➢ không xảy ra hiện tượng thay đổi độ cứng của tuyến đường một cách đột ngột,

➢ đảm bảo xe chạy êm thuận khi qua cầu

➢ Đất đắp có tác dụng hướng dòng chảy được êm thuận, tránh xói lở bờ sông

Kết cấu phần trên

Trang 12

12

23

Mố cầu có hình dạng không đối xứng và chịu áp lực từ 1 phía

➢ Tường đỉnh - chắn đất sau dầm chủ hoặc dầm

mặt cầu

➢ Mũ mố - kê gối cầu, chịu áp lực trực tiếp từ kết

cấu nhịp truyền xuống

➢ Tường thân là bộ phận đỡ tường đỉnh và mũ mố

➢ Tường cánh - chắn đất chống sụt lở của nền đường theo phương ngang cầu

➢ Bệ mố - đỡ tường trước hoặc tường thân và tường cánh

➢ Nón mố - chống sói lở, lún sụt ta luy nền đường taị vị trí đầu cầu đồng thời có tác dụng

như một công trình dẫn dòng chảy

Tường cánh Tường đỉnh

Mũ Mố Tường thân

Bệ mố

24

Trang 13

13

25

26

Trang 14

14

27

28

Trang 15

15

29

30

Trang 16

16

31

32

Tải trọng tác dụng lên trụ:

➢ Trụ cầu chịu áp lực truyền từ kết cấu nhịp

➢ Với trụ ở dưới sông còn chịu thêm tác dụng của dòng chảy và lực va đập

của tàu bè, cây trôi

Trang 17

17

33

Cấu tạo của trụ cầu dầm:

34

1.1 Khái niệm về mố trụ cầu

Trụ cầu là kết cấu được xây dựng ở giữa hai nhịp kề nhau và chịu áp lực truyền từ kết cấu nhịp

Các yêu cầu chung với trụ cầu

➢Trụ nằmở phần lòng sôngcó thể còn chịu tác động của dòng chảy, chịu lực va đập của tàu bè,

cây trôi

➢Trụ phải có hình dạng hợp lý sao cho dòng chảy ít bị cản trở nhất, tránh hiện tượng xói dưới bệ

móng

➢Trụ mố xây dựng ở vùng nước mặn hoặc môi trường nước có các tác nhân xâm thực, bào mòn thì

cần có các giải pháp phòng tránh để đảm bảo tuổi thọ công trình

➢Về mặt kinh tế, mố trụ cầu chiếm 1 tỷ lệ đáng kể, đôi khi đến 50% vốn đầu tư xây dựng công trình

Mố cầu Trụ cầu

Mố cầu

Trang 18

18

35

1.1 Khái niệm về mố trụ cầu

Mố & Trụ cầu cần phải đảm bảo các yếu tố: kinh tế, kỹ thuật, xây dựng và khai thác.

Yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật:

➢Sử dụng vật liệu hợp lý

➢Chọn kích thước nhỏ

➢Đảm bảo cường độ, độ cứng,

➢Ổn định, không bị xói lở, sụt, lún

Yêu cầu về xây dựng:

➢Sử dụng kết cấu lắp ghép, chế tạo sẵn trong công xưởng, dễ cơ giới hoá khi thi công

Yêu cầu về khai thác:

➢Cho phép thoát nước êm thuận

dưới cầu

➢Đảm bảo mỹ quan của cầu

➢Không cản trở sự lưu thông dưới

cầu

➢Chống bào mòn bề mặt mố trụ

cầu

36

Cầu Pá Uôn - Huyện Quỳnh Nhai - Tỉnh Sơn La - quốc lộ 279

Trang 19

19

37

Cầu Hang tôm - Tỉnh Sơn La - quốc lộ 279

38

CHƯƠNG 1 – KHÁI NIỆM VỀ MỐ TRỤ CẦUCầu Nhật Tân

Trang 20

20

39

➢ Mố trụ bằng bê tông hoặc bê tông đá hộc, đá xây: sử dụng cho loại mố trụ nặng

➢ Mố trụ bằng bê tông cốt thép: đổ tại chỗ, lắp ghép, bán lắp ghép

➢ Mố trụ bằng thép: thích hợp cho cầu vượt, cầu cạn và kết cấu cầu tạm (dễ dàng tháo

lắp)

Trụ cầu thép – cầu vượt dầm thép

CHƯƠNG 1 – KHÁI NIỆM VỀ MỐ TRỤ CẦU1.2 Phân loại mố trụ cầu

1 2.1 Phân loại theo vật liệu

Trụ cầu đá – cầu Nôm

40

– Mố trụ nặng:

sử dụng cho cầu có nhịp lớn, hoặc cầu thi công theophương pháp đúc đẩy, hoặc lắp

đẩycần mố trụ có khối lượng lớn để chịu lực đẩy khi thi công Đặc điểm:

• Có kích thước lớn, khối lượng lớn

• Kết cấu toàn khối nặng nề được làm bằng đá xây hoặc bê tông

• Kết cấu vững chắc, có độ ổn định cao

• Tốn vật liệu và dẫn đến tốn kém cho kết cấu nền móng

• Phạm vi sử dụng: rộng rãi, áp dụng cho mọi loại kết cấu và độ lớn của công trình cầu

– Mố trụ nhẹ:

• Có kết cấu thanh mảnh, được làm bằng bê tông cốt thép

• Khối lượng vật liệu giảm đáng kể so với mố trụ nặng

• Áp dụng cho các loại cầu nhỏ, cầu bản

1 2.2 Phân loại theo khối lượng:

Trang 21

21

41

Mố trụ cứng - thường gặp trong hầu hết các công trình cầu Là loại có độ cứng lớn, có khả năng

độc lập tiếp nhận toàn bộ tải trọng nằm ngang truyền từ kết cấu nhịp hoặc nền đất đắp

Những đặc điểm chính của mố trụ cứng:

❖ Kích thước lớn, trong lượng lớn

❖ Khi chịu lực biến dạng của mố trụ tương đối nhỏ có thể bỏ qua

❖ Mỗi 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

❖ Loại mố trụ này áp dụng cho cầu nhỏ, cầu trung và cầu lớn

➢Có độ cứng nhỏ, kết cấu nhịp bên trên là những dầm đơn giản kê cố định lên đỉnh trụ, mố Tải trọng

nằm ngang theo phương dọc cầu (lực hãm) từ kết cấu nhịp được truyền xuống các trụ Khi đó kết cấu

làm việc như 1 khung Lúc đó toàn cầu sẽ làm việc theo chiều dọc như sơ đồ kết cấu khung một tầng

nhiều nhịp, ngàm dưới chân và liên kết khớp ở đỉnh cột

1 2.3 Phân loại theo đặc điểm chịu lực (theo độ cứng dọc cầu):

➢ Biến dạng dọc cầu được

bảo đảm nhờ độ mềm

dẻo của trụ mố Tải trọng

nằm ngang theo phương

dọc cầu sẽ truyền xuống

Trang 22

22

43

1.2.4 Phân loại theo đặc điểm chịu lực (độ cứng dọc cầu)

Mố trụ dẻo - có độ cứng nhỏ, dùng cho những cầu nhịp ngắn (=10 - 12m) khi lòng sông không

sâu hoặc dùng cho cầu dẫn Kết cấu nhịp trong trường hợp này là những dầm đơn giản, kê cố

định lên đỉnh trụ mố, biến dạng dọc cầu được bảo đảm nhờ độ mềm dẻo của trụ mố Tải trọng

nằm ngang theo phương dọc cầu sẽ truyền xuống các trụ qua kết cấu nhịp và phân phối tỉ lệ với

độ cứng của chúng

Những đặc điểm cơ bản của mố trụ dẻo:

➢ Kích thước thanh mảnh, độ cứng nhỏ gồm: Xà mũ, cọc (cột)

➢ Trên mố trụ chỉ có gối cố định hoặc không cần gối

➢ Khi chịu lực ngang theo phương dọc cầu toàn bộ kết cấu nhịp và trụ sẽ làm việc như 1

khung và khi đó lực tác dụng ngang sẽ truyền cho cho các trụ theo tỷ lệ độ cứng của

chúng

➢ Cầu làm việc như 1 khung nhiều nhịp => giảm lực ngang tác dụng lên trụ

➢ Tuy nhiên mố trụ dẻo chịu va xô kém => các sông có thông thuyền, cây trôi không làm

được

➢ Nhưng với loại mố trụ này cho phép sử dụng vật liệu hợp lý hơn nên giảm được kích

thước mố trụ

➢ Áp dụng cho cầu nhịp nhỏ và chiều cao không lớn lắm

CHƯƠNG 1 – KHÁI NIỆM VỀ MỐ TRỤ CẦU

44

1.2.2 Phân loại theo độ cứng dọc cầu

Cấu tạo mố trụ dẻo - Thường có dạng cọc, cột, tường mỏng

➢ Khi chiều cao đất đắp H ≤ 2m, l ≤ 20m có thể chỉ dùng 1 hàng cọc

➢ Khi H, l lớn bố trí thêm 1 hàng cọc xiên

➢ Xà mũ có chiều cao h ≥ 40 cm, toàn bộ thân cọc nằm trong đất đắp nón mố và có kích

thước như cọc của trụ dẻo

Tường cánh Tường đỉnh Tường cánh Tường đỉnh

Trang 23

23

45

Cấu tạo mố trụ dẻo - Thường có dạng cọc, cột, tường mỏng

Mố có dạng tường chắn:

➢ Khi chiều cao đất đắp và chiều dài nhịp không lớn lắm, nhất là cầu vượt đường, cầu

trong thành phố có thể dùng mố dạng tường mỏng bằng BTCT có sườn tăng cường tam

giác

➢ Ưu điểm của loại này là đất đắp phía trước không lấn vào phần không gian dưới gầm cầu

-> các cầu vượt đường giảm được chiều dài nhịp

➢ Khi H, l lớn, mố có cấu tạo các tường song song riêng rẽ để giảm áp lực đất lên tường,

nhưng nhược điểm là nếu nền đắp không tốt đất sẽ chui ra phía trước

Tường cánh Tường đỉnh

Tường dọc

Tường cánh

Sườn tăng cường Tường chắn

Trang 24

24

47

➢ Mố trụ cầu dầm (cầu bản, dầm giản đơn, liên tục, mút thừa): dưới tác dụng của

tải trọng thẳng đứng, chỉ có phản lực gối thẳng đứng V

➢ Mố trụ cầu khung: Mố vẫn giống cầu dầm, nhưng trụ có liên kết ngàm với k/c

nhịp, do đó chịu mô men lớn, thường phải bố trí nhiều cốt thép thường và cốt

thép dự ứng lực

Cầu khungCầu dầm

1 2.4 Phân loại theo hệ thống kết cấu nhịp:

▪ Mố trụ cầu vòm: có lực xô ngang, kích thước lớn, nặng (sử dụng các loại mố trụ nặng)

Trang 25

25

49

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 được nhổ

❖ Mố không chịu lực đẩy ngang do dây neo được neo vào đầu dầm cứng

❖ Trụ tháp cầu chịu lực chủ yếu, các dây neo truyền tải trọng vào trụ tháp => truyền xuống

móng=> trụ tháp phải đủ cứng để chịu được lực tác dụng của các tải trọng

1 2.4 Phân loại theo hệ thống kết cấu nhịp:

1.2.5 Theo phương pháp xây dựng

1.2.6 Các loại phân loại khác

➢Theo hình thức liên kết mố trụ với móng

➢ Theo nhu cầu sử dụng

✓ Mố trụ cầu đường ô tô

✓ Mố trụ cầu đường sắt

✓ Mố trụ hỗn hợp

Trang 26

26

51

Xác định kích thước cơ bản của mố.

Hình dạng mố và các kích thước cơ bản của mố phụ thuộc vào các yếu tố sau:

❖ Điều kiện thủy văn

❖ Điều kiện địa chất

❖ Chiều cao cầu

❖ Chiều dài nhịp

❖ Bề rộng cầu

Cao độ đỉnh móng (đỉnh bệ mố):

Không có yêu cầu cụ thể về cao độ của đỉnh móng, nhưng cần phải quan tâm đến:

➢Sơ đồ tính toán chịu lực trong nền móng, chiều sâu chôn móng cần đảm bảo:

✓ Móng nông: Chống xói

✓ Móng cọc bệ thấp: Đảm bảo áp lực thành bên

➢Yêu cầu về mỹ quan:

✓ Trên cạn, bãi bồi: Thấp hơn mặt đất

✓ Dưới sông: Thấp hơn MNTN

52

Cao độ đỉnh móng (đỉnh bệ mố):

➢Cao độ đỉnh móng có thể chọn dựa vào các điều kiện:

❖ Điều kiện làm việc của mố trong quá trình khai thác

❖ Thuận tiện cho thi công

❖ Tính kinh tế cao

➢Với cầu cạn, cao độ đỉnh móng thường đặt tại cao độ mặt đất (trừ các loại mố vùi).

➢Với cầu qua sông, cao độ đỉnh móng thường đặt dưới MNTN 0.5m để đảm bảo yêu cầu mỹ

quan và giảm thắt hẹp dong chảy

❖ Yêu cầu về sự làm việc hiệu quả:

✓ Dưới sông: Hạn chế, thắt hẹp dòng chảy (có thể chôn sâu dưới mặt đất)

✓ Va tàu: Không nên cao hơn MNTT

❖ Tối ưu hoá trong thiết kế chịu lực

✓ Không nên cao quá—>gây bất lợi về chịu lực

✓ Thấp quá -> gây khó khăn và tốn kém cho thi công

❖ Yêu cầu về tính kinh tế:

✓ Giảm khối lượng vật liệu nếu vận dụng phù hợp điều kiện cụ thể để đưa ra kết cấu hợp lý

✓ Có biện pháp thi công ít tốn kém, thuận tiện

Trang 27

27

53

Cao độ đỉnh mũ mố:

➢ Cao độ đỉnh mũ mố phải cao hơn MNCN tối thiểu 0.25m để đảm bảo gối cầu khô ráo trong

mùa lũ

➢ Cao độ đỉnh mũ mố 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

min 0.25m min 0.5 – 1 m

min 0.5m

54

Cao độ đỉnh trụ

➢ Yêu cầu đáy dầm hay bản đệm dưới

gối lớn hơn MNCN tối thiểu 0,5m

➢ Yêu cầu thông thuyền

➢ Là giá trị nhỏ trong hai giá trị sau

❖Đủ kích thước để bố trí các gối truyền tải trọng

❖Phù hợp với đặc điểm cấu tạo phần trên

❖Đảm bảo có thể sử lý được khi có các sai sót xảy ra trong thi công

❖Đảm bảo điều kiện tối thiểu khi có các sự cố xảy ra

do chịu lực quá tải dẫn tới xê dịch về vị trí

❖Đảm bảo yêu cầu về mỹ quan, thi công

❖Đảm bảo có cấu tạo đủ khả năng để chịu lực của xà

mũ mố, trụ

Trang 28

28

55

CHƯƠNG 1 – KHÁI NIỆM VỀ MỐ TRỤ CẦU1.3 Vật liệu sử dụng trong thi công mố trụ cầu

1.3.1 Vật liệu bê tông

(cm)

Thời gian chảy côn hình L (s)

▪ Các kết cấu khối nặng

▪ Bản và dầm có 1 tầng cốt thép,

cốt và thanh

▪ Vỉ cầu (có cốt thép nhiều tầng)

1-41-88-10

20-2510-155-10

Tính chất BT trạng thái tươi theo kết cấu công trình cầu

❑ Tínhcông tácảnh hưởng đến khả năng thi côngcủa bê tông Tại những vịtrí

khó đầmdo kích thước mỏng, hay đượcbố trí nhiều thépthì đòi hỏi bê tông phải

cótính tự chảy cao

56

CHƯƠNG 1 – KHÁI NIỆM VỀ MỐ TRỤ CẦU1.3.1 Vật liệu bê tông

Loại bê tông N/X

Lớn nhất

% khí/V tổng cộng

Kích thướchạt

Cường độ chịunén f’c28 tối thiểuA

6±1,55±1,57±1,5Quy địnhriêng

25-4,7525-4,7550-2525-4,7512,5-4,7512,5-4,7525-4,75 hoặc 19-4,75

282817172828Quy định riêng

➢ Với dầm cầu thì bê tông có mác 30MPa với BTCT và khoảng 40MPa với BTCT DƯL

➢ Với trụ cầu thi mác bê tông khoảng 25-30MPa

➢ Kết cấu nhịp: 30-50MPa

➢ AASHTO [A5.4.2.1] quy định, đối với công trình cường độ chịu nén 28 ngày tối thiểu là 16 Mpa, bản mặt cầu ít

nhất 28 Mpa

➢ Loại A: dùng cho mọi loại kết cấu, đặc biệt thường dùng ở trong và trên nước mặn

➢ Loại A(AE): là bê tông loại A có phụ gia tạo bọt trong bê tông, tăng độ bền vững khi chịu lạnh, giảm hiện tượng

mao dẫn trong bê tông bảo vệ cốt thép

Trang 29

29

57

➢ Loại B: thường dùng cho móng, cọc lớn, tường trọng lực, mố trụ nặng

➢ Loại C: thường dùng cho kết cấu có tiết diện mỏng (có chiều dày < 100mm) như

lan can, sàn lưới thép

➢ Loại P: dùng khi cường độ yêu cầu f’c≥ 28 Mpa Đối với bê tông dự ứng lực, cần

phải hạn chế kích thước cốt liệu danh định dưới 20mm

ASSHTO quy định:

➢ Với bê tông cấp A, A(AE), và P dùng ở trong và trên nước mặn thì tỉ lệ N/X ≤ 0.45

➢ Cường độ bê tông dầm ƯST và bản mặt cầu ≥ 28 Mpa

Chất lượng bê tông phải đảm bảo các yêu cầu:

✓ Dính kết tốt với cốt thép

✓ Độ chặt – đặc sít – đồng đều bảo vệ được cốt thép không bị môi trường xâm thực,

ăn mòn

✓ Đủ cường độ thiết kế và cường độ đồng đều

1.3 Vật liệu sử dụng trong thi công mố trụ cầu

58

bản quá độ, cọc đóng BTCT, cọc khoan nhồi

Trang 30

30

59

Tại Pháp, phân loại về bê tông chất lượng cao

Theo quan điểm của Đức:

➢ Bê tông chất lượng cao (HPC) có cường độ nén từ60‐140MPa

➢ Bê tông chất lượng rất cao (VHPC) có cường độ nén từ140‐200MPa

➢ Bê tông chất lượng cực cao (UHPC) có cường độ nén từ200-250MPa

Một số tính chất của bê tông chất lượng cao

➢ Cường độ chịu nén cao, cường độ chịu kéo tăng, mô đun đàn hồi cao

➢ Độ rỗng nhỏ, co ngót nhỏ

➢ Sự dính kết của cốt liệu‐xi măng‐thép tốt hơn bê tông thường

➢ Dễ tạo hình, đầm chặt mà không bị phân tầng

60

Phương pháp thí nghiệm cường độ chịu kéo của BT

Rt=2P/LπD

Thí nghiê ̣m nến 1 trục Thí nghiê ̣m nến 2 trục Thí nghiê ̣m nến 3 trục

Phương pháp thí nghiệm cường độ chịu nén của BT 1.3.1 Vật liệu bê tông

Trang 31

31

61

Các thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo của bê tông 1.3.1 Vật liệu bê tông

62

Trang 32

– Phân mác bê tông theo cường độ chịu nén trung bình các mẫu thử chuẩn dạng hìnhkhối lập

phương 15cm x 15cm x 15cm(28 ngày) –đơn vị đo là kG/cm2

– Ví dụ: Bê tông đạt mác M200 là bê tông có cường độ nén trung bình các mẫu thử ≥ 200

kG/cm2

Tiêu chuẩn t.kế cầu22TCN272‐05 (theo AASHTO LRFD)

– Phân cấp bê tông theo cường độ chịu nén f’c là cường độ nén phá hoại các mẫu thửtrụ tròn

15cm x 30cm(28 ngày) –đơn vị đo là Mpa

– Ví dụ: Bê tông cấp 30 là loại bê tông có cường độ chịu nén f’c = 30MPa

64

Mô đun đàn hồi bê tông

➢ Trong trường hợp không có số liệu thí nghiệm có thể lấy theo công thức

➢ Phụ thuộc vào mác bê tông, công thức (1) cho bê tông có f’c < 40 MPa, công thức

(2) giành cho bê tông f’c > 40 MPa

(1)(2)

Trang 33

33

65

66

• Hệ số giãn nở vì nhiệt phụ thuộc vào bê tông có cấp phối khác nhau Khi

thiếu số liệu chính xác có thể lấy như sau:

➢Bê tông tỷ trọng thường: 10.8 × 10‐6/ 1°C

• Hệ số Poisson của bê tông:

– Khi thiếu số liệu thí nghiệm hệ số

Poisson có thể lấy bằng 0.2

Trang 34

34

67

Đ/N: Giảm thể tích của bê tông do sự bay hơi nước của bê tông do

thủy hóa của xi măng và bay hơi nước trên bề mặt Hiện tượng co ngót:

✓ Gây ra nứt kết cấu

✓ Ảnh hưởng đến sự làm việc của kết cấu siêu tĩnh

CO NGÓT (SHRINKAGE)

Khi không có các số liệuchính xác hơn, giá trị congót có thể giả thiết là0.0002 sau 28 ngày và0.0005 sau một năm khô

68

Trang 35

35

69

Độ ẩm tương đối trung bình của

Hệ số k h theo độ ẩm tương đối của môi trường

Khống chế co ngót trong bê tông

✓Bảo dưỡng bê tông, đảm bảo bê tông đủ độ ẩm

✓Sử dụng phụ gia chống co ngót

✓Sử dụng hợp lý thành phần hạt cốt liệu giúp kìm chế co ngót trong bê tông

70

Tính từ biến của bê tông ɛ CR

Đ/n: từ biến là hiện tượng phát triển biến

dạng theo thời gian khi chịu tác dụng của

tải trọng không đổi

Từ biến phụ thuộc vào:

➢độ ẩm của bê tông, thành phần của bê tông

➢tỷ lệ thể tích/diện tích bề mặt,

➢cường độ của bê tông,

➢trị số ứng suất lâu dài trong bê tông và tuổi của bê tông tại thời điểm bắt đầu chịu ứng suất

Trang 36

36

71

72

Trang 37

37

73

Ví dụ về sự phát triển của từ biến

74

- Thép xây dựng là hợp kim của sắt (Fe), cacbon (C), và một số chất khác; trong đó thành phần :

Fe chiếm chủ yếu

C chiếm < 1,7%

Một số chất khác như O, P, Si, … chiếm không đáng kể

- Quy trình luyện thép:

Quặng sắt Gang lỏng Thép lỏng Phôi thép

(Sắt oxit Fe2O3 và (Fe và C > 1,7%) (Fe và C < 1,7%)

Trang 38

Gồm Fe và Cacbon là 2 thành phần hoá học chính, ngoài ra còncó thêm các thành phần hợp

kimkhác như: Cr, Cu, Ni, Mn, Ti, …

Thép cacbon cao: hàm lượng 1,7% >C> 0,6% thép rất cứng, rất giòn, khó hàn, rất ít dùng

trong xây dựng

Thép cacbon vừa: hàm lượng 0,6% >C> 0,22% thép khá giòn, ít dẻo,ít dùng trong xây dựng

Thép cacbon thấp: hàm lượng 0,14% < C<0,22% thép mềm, dẻo, dễ hàn,dùng phổ biến

trong xây dựng(dùng cho kết cấu chịu lực)

Trang 39

Cường độ chịu kéo f max

➢ Thép DƯL được phân cấp

hoại là 1860 MPa và 1725 Mpa

Cường độ chảy fy lấy bằng

80‐90% fputùy vào loại thép

1.3.2 Vật liệu thép

Trang 40

VẬT LIỆU SỬ DỤNG TRONG THI CÔNG MỐ TRỤ CẦU

Định dạng
Số trang	226
Dung lượng	21,72 MB