CẦU ĐÁ, CẦU BÊ TÔNG, CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP
Chương 2: CẦU DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP
III. Cầu dầm có sườn đổ bê tông tại chỗ
Xuất phát từ nhược điểm của kết cấu nhịp bản là tồn tại vùng bê tông chịu kéo và vùng bê tông chịu nén ở trục trung hoà lớn dẫn đến trọng lượng bản thân nặng không vượt được nhịp lớn. Để khắc phục nhược điểm này người ta bỏ bớt vật liệu ở vùng trục trung hoà và vùng chịu kéo, cốt thép chịu kéo được bố trí thành cụm hình thành dạng kết cấu dầm có sườn trên cơ sở đảm bảo chịu lực và độ cứng cho phép vượt được nhịp lớn hơn.
1. Phạm vi áp dụng
Dùng cho các cầu giao thông miền núi, vận chuyển các khối lắp ghép khó khăn, khNu độ thường từ 2÷21m.
2. Cấu tạo
Mattit-bitum 5cm
d=28-32cm
Hình 2.12. Cấu tạo chốt thép lien kết giữa KCN và mũ mố
a) Dầm chính
Là bộ phận chịu lực chính, chiều cao
20 1 7 1 ÷ L =
h tuỳ theo cự ly giữa các sườn dầm, cấp tải trọng xe qua cầu. Dầm chủ thường có dạng mặt cắt chữ T và có 2 xu hướng thiết kế:
Dùng ít dầm chủ, khoảng cách hai dầm chủ từ 3÷6m nhưng dầm chủ lại có chiều cao lớn đất đắp sau mố lớn.
Dùng nhiều dầm chủ, khoảng cách giữa hai dầm chủ tường từ 1.2÷2.5m nhưng lại tốn vật liệu do có nhiều sườn dầm.
Bê tông dùng M250÷300 b) Dầm ngang
Dầm ngang có tác dụng liên kết các dầm chính, tăng độ cứng ngang cầu và phân phối lực cho các dầm chính. Chiều cao dầm ngang h1 = (0.6÷0.8)h ; bề rộng dầm ngang thường bằng 20cm. Tại hai đầu dầm chiều cao dầm ngang h1 có thể cao bằng h. Theo dọc cầu cứ cách 4÷6m lại bố trí 1 dầm ngang.
c) Dầm dọc phụ
Dầm dọc phụ có chiều cao h2 = (0.6÷0.7)h1, bề rộng ≥ 15cm d) Bản mặt cầu
Là bộ phận chị lực trực tiếp từ hoạt tải truyền xuống, có khNu độ tính toán bằng khoảng cách giữa các dầm chủ hoặc dầm chủ và dầm dọc phụ, chiều dày bản chịu lực ≥ 10cm
a) Mặt cắt ngang b) Lưới cốt thép
3. Nguyên tắc bố trí cốt thép :
Các nguyên tắc chung để bố trí cốt thép:
+ Phát huy tối đa khả năng chịu lực của cốt thép:
- Bố trí cốt thép tập trung ở vùng chịu kéo
- Bố trí cốt thép ở miền chịu nén để tăng cường khả năng chịu nén cho bê tông tại vùng chịu nén.
- Hạn chế sự nở ngang và tăng khả năng chịu nén.
- Chống co ngót của bê tông
Bố trí cốt thép càng xa trục trung hoà càng tốt + Bố trí cốt thép không cản trở việc đổ bê tông.
- Theo QT 79 thì khoảng cách tĩnh giữa các cốt thép ≥ 1.5 đường kính cốt thép và ≥ 5cm.
- Theo Tiêu chuNn 2001 thì khoảng cách tĩnh giữa các cốt thép song song phải lớn hơn:
● 1.5 lần đường kính danh định thanh cốt thép ● 1.5 lần kích thước tối đa cấp phối thô
● hoặc 38mm.
a) Cốt thép chủ
Các cốt thép chủ chịu kéo được đặt trong phần dưới cùng của sườn dầm. Số lượng và diện tích cốt thép căn cứ vào tính toán. Cốt thép thường dùng CT5 có đường kính từ 14 ÷ 32mm với các dạng bố trí như hình 2.14.
Kiểu rời rạc (Hình 2.14a) được dùng từ xưa, có khuyết điểm là kích thước bầu dầm phải lớn để đảm bảo khoảng cách giữa các cốt thép. Tuy nhiên cách bố trí này lại làm cho sự truyền lực, dính bám giữa các cốt thép với bê tông xung quanh sẽ tốt hơn.
3-5cm
>5cm
3cm
3-5cm
a) b) c) d)
Hình 2.14. Một số sơ đồ đặt cốt thép chủ trong dầm BTCT
Đặt cụm (Hình 2.14b,c) có thuận lợi là tiết kiệm được chỗ chứa cốt thép tức là có thể làm sườn dầm nhỏ đi. Tuy nhiên việc uốn nghiêng một số cốt thép chủ làm cốt thép xiên gặp khó khăn hơn.
Các cốt thép đặt chồng và hàn có ưu điểm là tạo ra khung cốt thép vững chắc và đơn giản thao tác lắp cả khung cốt thép (hình 2.14d). Khi tầng khung cốt thép chịu kéo nhiều hơn 4 sẽ tạo ra sự ngăn lớp bê tông phía trong và bê tông phía ngoài trong các tầng cốt thép hàn của khung. Để khắc phục người ta dùng thanh cốt thép dài 20÷30cm đặt cách quãng.
b) Cốt thép xiên
Thường được uốn lên từ cốt thép chủ chịu kéo căn cứ vào kết quả tính toán- phối hợp trên biểu đồ bao mômen và hình bao vật liệu như đã trình bày trong môn “Kết cấu công trình”. Góc nghiêng thường từ 30o÷600 và đoạn bố trí cốt thép siên phải đảm bảo bất kỳ mặt cắt thẳng góc nào cũng phải cắt qua ít nhất 1 lớp cốt xiên.
c) Cốt thép đai
Cốt thép đai cùng than gia chịu lực cắt với cốt thép nghiêng và bê tông, ngoài ra góp phần cùng các cốt thép chủ, cốt dọc phụ tạo ra khung không gian các cốt thép đủ cứng.
Cốt thép đai bố trí theo tính toán và theo yêu cầu cấu tạo. QT 79 quy định: 1 cốt thép đai không được vòng quá 5 hàng dọc cốt thép chịu kéo và 3 hàng dọc cốt thép chịu nén. Khi thiết kế tuân theo cấu tạo sau:
Trên đoạn L/4 ở hai đầu dầm cự ly cốt thép đai ađ ≤ 30cm.
Trên các đoạn còn lại ađ < 50cm, đồng thời ≤ 3h/4.
Đường kính cốt thép đai lấy bằng (1/4÷1/3) đường kính cốt thép chủ và không được nhỏ hơn 6mm, nên lấy 8÷12mm.
d) Cốt thép dọc phụ
Để giảm độ mở rộng vết nứt do co ngót và phân bố chúng đều hơn trên dọc dầm cần phải đặt cốt thép dọc phụ trên toàn chiều cao khu vực chịu kéo của dầm cho đến tận sát đáy bản cánh trên.
Trong phạm vi 1/3 chiều cao phía dưới của dầm có đặt cốt thép dọc phụ đường kính 8÷14mm, cách nhau 10÷12 lần đường kính. Trên phạm vi chiều cao còn lại đặt các thanh φ6÷10mm
e) Cốt thép trong bản mặt cầu
Cốt thép trong bản mặt cầu thường đặt thành các lưới nằm ngang, sơ đồ tuỳ theo sơ đồ tính toán bản.
Đường kính cốt thép chịu lực của bản được lấy theo các quy định sau:
118 - Không < 10mm đối với bản mặt cầu ôtô
- Không < 6mm đối với bản vỉa hè.
Nói chung trong các đồ án thiết kế thường lấy d = 12÷14mm đối với cầu đường bộ. Số thanh cốt thép trên 1m dài bản được xác định theo tính toán nhưng không được quá 20 thanh và cũng không nhỏ hơn 5 thanh trên 1m dài.
2.3. CẦU BTCT THƯỜNG GIẢN ĐƠN LẮP GHÉP