Đang tải... (xem toàn văn)
cầu bê tông cốt thép,Bài giảng cầu bê tông,Bài giảng cầu
1 Chng I NHNG VN CHUNG V CU BÊ TÔNG CT THÉP CU BÊ TÔNG – HC PHN 1 S 2 CHNG I NHNG VN CHUNG V CU BÊ TÔNG CT THÉP 1. Khái nim v kt cu nhp cu bê tông ct thép 2. Tng quan v các dng, các s đ cu bê tông 3. u khuyt đim và phm vi áp dng 4. Vt liu s dng trong cu bê tông 5. Lch s phát trin cu bê tông 6. Xu hng phát trin cu bê tông hin đi Cu bê tông – Chng I 2 S 3 KHÁI NIM CHUNG V KT CU NHP CU BÊ TÔNG 1 Khái nim chung v kt cu nhp cu bê tông23456 1. c đim ca cu bê tông ct thép •Vt liu X Cát, đásn có hu ht các đa phng X Xi mng là loi vt liu xây dng ph bin X Thép cng đ cao, thép thng chim t l nh -> giá thành thp • bn và đ cng X m bo mi yêu cu theo các tiêu chun nu thit k hp lý X Có tui th cao, Ít phi duy tu bo dng do bê tông tng đi bn vi môi trng nu thit k kt cu và thành phn vt liu bê tông hp lý. X Chi phí duy tu, bo dng thp so vi kt cu thép • Hình dáng và h thng X D to mi hình dáng do tính linh đng ca bê tông t X To ra các kt cu có hình dáng chu lc hp lý, có kin trúc đp, có hình dáng phc tp do yêu cu s dng (cu cong, cu ch Y ) S 4 KHÁI NIM CHUNG V KT CU NHP CU BÊ TÔNG 1 Khái nim chung v kt cu nhp cu bê tông23456 1. c đim ca cu bê tông ct thép • Tính lin khi X Tính lin khi cao đi vi các kt cu đ ti ch hay lp ghép vi các gii pháp kt cu và cu to thích hp •Trng lng bn thân X Trng lng bn thân ln, đn 60% tnh ti cho kt cu phn trên X Ít rung, n, dao đng trong quá trình khai thác -> Tin nghi khai thác, s dng thng xuyên trong các cu thành ph X Trng lng ln nên khu đ vt không ln nh đi vi nhp cu thép X Chi phí tng do phi làm kt cu nn móng ln hn so vi nhp cu thép. •Vt nt X Thng có các vt nt trong quá trình ch u lc, k c kt cu bê tông dng lc X Thng phi thit k không cho phép nt hoc đ m rng vt nt không quá 0.2mm đi vi kt cu btct thng (tùy theo vùng khí hu) 3 S 5 TNG QUAN V CÁC DNG, CÁC S CU BÊ TÔNG 1 2: Tng quan v các dng, các s đ cu bê tông 3456 •Theo v trí cu X Cu qua sông, qua sui X Cu vt đng X Cu cn X Cu cao, vt các thung lng, hm núi •Theo ti trng qua cu X Cu đng ôtô X Cu đng thành ph X Cu đng st X Cu đi b X Cu đi chung gia các loi trên • Theo cao đ tng đi mt xe chy vi kt cu chu lc chính X Cu chy trên, cu chy gia, cu chy di S 6 TNG QUAN V CÁC DNG, CÁC S CU BÊ TÔNG 1 2: Tng quan v các dng, các s đ cu bê tông 3456 •Theo s đ tnh hc trong giai đon khai thác ca kt cu chu lc chính X Cu dm gin đn, cu dm hng, cu dm liên tc X Cu khung, dm đeo kiu kê, kiu cht, khung liên tc, khung chân xiên X Cu dàn bê tông (ít đc s dng) X Cu vòm, cu vòm kt hp vi dàn, dm X Cu dng dây: Dây vng, extradose • Theo hình dng mt ct ngang ca kt cu nhp X Kt cu nhp bn X Kt cu nhp dm có sn, dm bn liên hp X Dng lòng máng liên hp vi bn, Kt cu dng hp •Theo phng pháp thi công kt cu nhp X Phng pháp đ ti ch 4 S 7 TNG QUAN V CÁC DNG, CÁC S CU BÊ TÔNG 1 2: Tng quan v các dng, các s đ cu bê tông 3456 •Theo phng pháp thi công kt cu nhp X Phng pháp đ ti ch X Phng pháp lp ghép toàn nhp X Phng pháp bán lp ghép • Theo Công ngh thi công đc thù X úc ti ch trên đàgiáo c đnh X úc ti ch trên đàgiáo di đng X úc/ lp ghép theo công ngh hng X úc, lp ghép theo công ngh đy X Mt s phng pháp đc bit khác S 8 U KHUYT iM VÀ PHM VI ÁP DNG 1 2 3.u khuyt đim và phm vi áp dng 456 • u đim ca cu bê tông X Kh nng to hình tt, to ra đc nhiu kt cu vi hình dáng hình hc hp lý, to ra đc nhiu kt cu vi hình dáng hình hc phc tp tha mãn các yêu cu s dng. X Tính bn tng đi cao, chi phí duy tu bo dng thp X Có kh nng đm bo tt c các yêu cu thit k đ ra v ̇ Tính an toàn ̇ Kh nng khai thác: Tính bn, kh n ng t bo v, Kh nng kim tra ̇ Kh nng duy tu ̇ Kh nng thông xe thun tin ̇ Kh nng cung cp các tin ích công cng khác ̇ Tha mãn các yêu cu v bin dng ̇ Kh nng m rng cu trong tng lai X Kh nng thi công X Tính kinh t và Tính m quan 5 S 9 U KHUYT iM VÀ PHM VI ÁP DNG 1 2 3.u khuyt đim và phm vi áp dng 456 •Nhc đim ca cu bê tông X Xut phát t nhng hn ch ca kt cu bê tông và bê tông dng lc X Khó khng ch tính nt ca kt cu bê tông do có nhiu yu tnh hng đn tính nt ca bê tông. X Các đc tính ca vt liu bê tông không n đnh theo thi gian và các yu t khác ca khí hu và môi trng ̇ Tính t bin và co ngót X Vn đ v thi công kt cu bê tông cng có nhng nh c đim ̇ Thi công bê tông đ ti ch có th bnh hng bi thi tit quá nóng hay khi có ma. ̇ Cn có các bin pháp thi công đc thù cho kt cu bê tông là b ván khuôn và vn đ đm bo ván khuôn cng trong quá trình bê tông đông kt X Tính toán thit k phc tp tùy theo đc đim chu lc ca các b phn khác nhau cng nh công ngh thi công khác nhau mà ng s ca kt cu trong quá trình khai thác s khác đi. S 10 U KHUYT iM VÀ PHM VI ÁP DNG 1 2 3.u khuyt đim và phm vi áp dng 456 •Phm vi áp dng X Tùy theo s đ kt cu đc áp dng, dng kt cu, dng mt ct ngang, loi vt liu bê tông đc s dng mà có phm vi áp dng khác nhau. X Kt cu nhp dm bn bê tông ct thép đúc sn hay đ ti ch ̇ Các nhp t 3-> 6m cho cu ôtô ̇ Các nhp t 2-> 4m cho các cu đng st X Các nhp dm gin đn bê tông ct thép thng ̇ T 6->24m đi vi cu ôtô ̇ T 4->15m đi vi cu đng st X Các nhp gin đn bê tông dng lc: Áp dng hiu qu và hp lý vi các khu đ đn 40m. X Nhp dm hoc khung liên tc bê tông dng lc: Áp dng ph bin khu đ đn 200m 6 S 11 U KHUYT iM VÀ PHM VI ÁP DNG 1 2 3.u khuyt đim và phm vi áp dng 456 •Phm vi áp dng X Cu vòm bê tông ct thép hay bê tông dng lc: c u tiên s dng ti nhng khu vc vùng núi, cu vt qua thung lng, có đa cht tt. Thng s dng đn nhp 15->30m cho c đst và đng ôtô. Hin nay có th s dng đn nhp 300m nhng ít áp dng vì thi công khó khn. X Cu dng extradose: Thông thng đc s dng đn 250m, là mt dng đin hình ca kt cu dng lc ngoài, là dng trung gian gia cu dm và cu dây vng. X Cu dng treo dây vng: ã vt khu đ đn ~900m tùy loi kt cu dây X C u dng treo dây võng: Hin ti cha đc áp dng do tính bin dng ln S 12 VT LIU S DNG TRONG CU BÊ TÔNG 1 2 3 4. Vt liu s dng trong cu bê tông 5 6 •Bê tông X Thành phn chính là Ct liu mn (cát, bt đá ), ct liu thô (á, si, ) Cht kt dính (xi mng), Ph gia (Ph gia tng tính công tác, tng thi gian ninh kt, gim nc ), Cht b sung mn (đi vi bê tông cng đ cao). Cn phi có thit k chi tit và trn th ti điu kin thi công khi đa bê tông vào công trình X Cng đ chu nén: f ’ c – Là cng đ nén mu th D=150mm, H=300mm tui 28 ngày trong điu kin bo dng chun. Phm vi áp dng vi các kt cu cu thông thng t 16MPa đn 70MPa X i vi các kt cu bê tông dng lc và bn mt cu thng không s dng bê tông có cng đ di 28MPa. X Bê tông đc chia thành tng cp (A, A(AE), B, B(AE), C, C(AE), P,S). Mi cp đc quy đnh hàm lng X ti thiu (kG/m3), N/X t i đa, rng, ng kính ngoài ct liu thô, và cng đ ti 28 ngày tui. Vic phân chia cp bê tông nhm mc đa ra các mc đích s dng khác nhau. X Trong thc t thi công, cng đ bê tông là cng đ yêu cu vi xác sut s mu th ln hn so vi cng đ yêu cu là 95%. Do vy, khi thit k cp phi bê tông cn phi ly cng đ th c t ln hn cng đ yêu cu là 1.1->1.15f’c (bôlômây) hay f’cr=f’c+1.3s (AASHTO). Cách ly tr s bình quân cng đ các mu th hin nay cha đc phù hp vì s gây ra xác sut phá hy kt cu ln. 7 S 13 VT LIU S DNG TRONG CU BÊ TÔNG 1 2 3 4. Vt liu s dng trong cu bê tông 5 6 •Các đc tính ca bê tông X H s giãn n nhit: 10.8x10-6 / o C đi vi bê tông có trng lng thông thng. X T bin và co ngót: Là hin tng bê tông thay đi th tích di các tác dng ca ti trng và các yu t môi trng khác. T bin và co ngót ph thuc vào ti trng tác đng, các yu t môi trng nh đ m, nhit đ. Các yu t v kt cu nh t sut mt thoáng, hàm lng vt liu trong thành phn bê tông đc bit là hàm l ng xi mng và t l nc/xi mng X Các yu t liên quan đn tính bn (b mt bao ph, hàm lng xi mng ) X Mô đun đàn hi: X Cng đ chu kéo: X Các loi ph gia đc s dng ph bin 1.5 ' ccc E 0.043y f= ' rc f0.63f= Ph gia hóa do, chm đông ktD Ph gia siêu do ,chm đông ktGPh gia đóng rn nhanhC Ph gia siêu do, gim nc lnFPh gia chm đông ktB Ph gia hóa do, óng rn nhanhEPh gia hóa do gim ncA Tính nngLoi ph giaTính nngLoi ph gia S 14 VT LIU S DNG TRONG CU BÊ TÔNG 1 2 3 4. Vt liu s dng trong cu bê tông 5 6 •Ct thép X Ct thép đc quy đnh theo gii hn chy fy là gii hn đàn hi ca thép. X Có 3 cp thép ch yu là cp Gr40, Gr60, Gr75. Các gii hn chy tng ng là 300, 420, 520 Mpa. Thông thng không s dng thép thng vi cng đ ln hn 520. trng hp thp hn 420 cn đc s chp thun đc bit ca ch đu t. X Các thông s ca thép 520 420300Gii hn chy 690620500Cng đ kéo đt Gr75Gr60Gr40Cp thép •Mô đun đàn hi E s =200,000 Mpa •Các loi đng kính: 9.5; 12.7; 15.9; 19.1; 22.2; 25.4; 28.7; 32.3; 35.8; 43; 57.3 theo ASTM 615 (theo mt s tiêu chun khác, có th đng kính tiêu chun s khác đi) •Các yêu cu khác là đng kính un 180 0 (3.5d-> 5d) và đ dãn dài ti thiu (12- >6%) 8 S 15 VT LIU S DNG TRONG CU BÊ TÔNG 1 2 3 4. Vt liu s dng trong cu bê tông 5 6 •Thép cng đ cao X Thép cng đ cao là thép có kh nng to đc lc nén ln hn tng mt mát ng sut ca kt cu bê tông (>5400 kG/cm 2 ) X Có ba loi chính là thép thanh, thép si tròn trn và thép tao xon 7 si X Vt liu có hai loi chính là thép cng đ cao thông thng và thép có đ t chùng thp 80% fpu103515-362. Thép g 85% fpu103519-351. Thép trnThép thanh 1860 (Gr270) 1725 (Gr250) Cp mác thép 90%f pu 18609.53-15.24 85% f pu 17256.35-15.24Tao thép Gii hn chy (Mpa) Cng đ chu kéo (Mpa) ng kính (mm) Vt liu •Mô đun đàn hi E s =197,000 Mpa •Loi ph bin VN là 12.7 và 15.24mm, t chùng thp (Gr1860), Các thanh Macaloy S 16 LCH S PHÁT TRIN CU BÊ TÔNG 1 2 3 45.Lch s phát trin cu bê tông 6 •Lch s phát trin cu bê tông ph thuc vào s phát trin ca công ngh vt liu bê tông, thép, thép dng lc và kh nng tính toán thit k ca con ngi X Dng s khai đu tiên là các dng cu vòm bê tông, gch, đáxây vi khu đ đn 30m. Khong 1860s ngi ta bt đu nghiên cu đa ct thép vào trong kt cu bê tông và đã xây dng đc cu vòm vi khu đ 55m ti B (nm 1905) X Nm 1930 ti Pháp đã xây dng đc cu vòm vi khu đ 178m, cungg thi gian đó ngi ta bt đu nghiên cu s dng thép dng lc trong kt cu bê tông. X Nm 1926-1928, Freyssinet phát hin ra phi s dng thép cng đ cao đ vt đc các mt mát dng lc thì kt cu bê tông dng lc mi bt đu xut hin. X Sau chin tranh th gii ln 2, do yêu cu tái thit gây ra s thiu ht st thép làm thúc đy vic s dng kt cu bê tông, bê tông dng lc nên cu bê tông bt đu phát tri n mnh m. X Ngày nay, kt cu bê tông và bê tông dng lc đã phát trin rt mnh m và là kt cu ch yu đc la chn cho các công trình. 9 S 17 XU HNG PHÁT TRIN CU BÊ TÔNG HiN I 1 2 3 45. 6. Xu hng phát trin cu bê tông hin đi • Theo xu hng phát trin v vt liu X Bê tông cng đ cao, Bê tông cng đ cao kt hp vi mt s vt liu khác nh ng thép •Theo xu hng phát trin v kh nng tính toán X Kh nng xác đnh các hiu ng ti đúng mc và phù hp X Kh nng phân tích kt cu chính xác di các hiu ng ti đ đánh giá s làm vic chính xác ca kt cu •Theo xu hng tng tính m quan ca công trình •S dng các kt cu có th vt đc nhng khu đ ln. •Theo xu hng mu hóa, đnh hình hóa đi vi các cu đn gin, không có yêu cu m quan. S 18 CÂU HI 1. Trình bày đc đim và phm vi áp dng ca kt cu nhp cu bê tông? 2. Trình bày v các loi kt cu và vt liu áp dng trong cu bê tông? 1 Chng II CU BN VÀ CU DM CÓ SN BNG BÊ TÔNG CT THÉP ÚC TI CH CU BÊ TÔNG – HC PHN 1 S 2 CHNG II CU BN, CU DM CÓ SN BNG BÊ TÔNG CT THÉP THNG ÚC TI CH 1. Kt cu nhp cu bn 2. Cu to kt cu nhp cu dm có sn bê tông ct thép trên đng st 3. Cu to kt cu nhp cu dm có sn bê tông ct thép trên đng ôtô Cu bê tông – Chng II [...]... trớ c t thộp 4 5 S 14 7 3 NGUYấN T C B TR C T THẫP d c ch 2 Bỏn kớnh u n cong t i thi u BAR No 3 DIA (mm) 1 7 8 9 10 11 14 18 19 22 25 29 32 36 43 57 0.5 0. 625 0.75 0.875 1 1. 125 1 .25 1.375 1.75 2. 25 12. 7 15.875 19.05 22 .22 5 25 .4 28 .575 31.75 34. 925 44.45 57.15 9.5 2 6 16 9. 525 CAL SPEC 5 13 0.375 DIA (inch) 4 10 12. 7 15.9 19.1 22 .2 25.4 28 .7 32. 3 35.8 43 57.3 3 Nguyờn t c b trớ c t thộp 4 5 S 15 3 NGUYấN... THẫP L p bao b c bờ tụng t i thi u 2 3 Nguyờn t c b trớ c t thộp 4 5 S 13 3 NGUYấN T C B TR C T THẫP d c ch 2 Cỏc múc tiờu chu n BAR No 3 4 5 6 7 8 9 10 11 14 18 DIA (inch) 0.375 0.5 0. 625 0.75 0.875 1 1. 125 1 .25 1.375 1.75 2. 25 CAL 9. 525 12. 7 15.875 19.05 22 .22 5 25 .4 28 .575 31.75 34. 925 44.45 57.15 SPEC 9.5 12. 7 15.9 19.1 22 .2 25.4 28 .7 32. 3 35.8 43 57.3 DIA (mm) 1 2 3 Nguyờn t c b trớ c t thộp 4 5... t thộp 3-6 m 0. 3-0 .9m >=1.5m >=1m 2- 2 .5m h A Chi tiết A 5cm T ờngcánhngang Goujon @0. 5-1 m Matít bitume T ờng cánh 2 8-3 0 @0. 5-1 m Goujon Thanh chống 20 x20 @ 3 - 3,5 m T ờngcánhxiên 1 C u b n bờ tụng c t thộp th ng ỳc t i ch 2 3 S 10 5 C U D M Cể S N Bấ TễNG C T THẫP TRấN NG S T C u t o m t c t ngang k t c u nh p 1 /2 mặt cắt trên gối 10 15 1 /2 mặt cắt giữa nhịp 15 10 25 28 0 30 10 (2/ 3)h h (1/ 6-1 /9)L ống... tụng c t thộp l p ghộp 0. 3-0 .9m >=1m 2- 2 .5m T 3-6 m A Thanh chống 20 x20 @ 3 - 3,5 m 2 3 4 5 S6 3 1 K T C U NH P C U B N Bấ TễNG C T THẫP L P GHẫP 5 M t s cỏc quy i v i cỏc lo i b n nh theo tiờu chu n 22 TCN 27 2- 0 5 c - Chi u dy t i thi u c a l p bờ tụng k t c u b n khụng bao g m cỏc l p ph , cỏc l p ch ng mi mũn, cỏc l p rónh, khụng c nh h n 175mm - N u gúc xiờn c a b n nh h n 25 0 Cỏc c t thộp ch c n ph... lắp ghép Phần đúc sẵn Phần liên kết đổ tại chổ 3 4 5 S 11 2 K T C U NH P C U D M Bấ TễNG C T THẫP L P GHẫP 1 C u t o m t s k t c u nh p l p ghộp trờn ng s t 1 /2 mặt cắt trên gối 1015 1 /2 mặt cắt giữa nhịp 1510 25 28 0 (1/ 6-1 /9)L 30 10 (2/ 3)h h ống thoát n ớc 33 48 81 1 32 220 Mặt cắt dạng chử T kép 1 2 K t c u nh p c u d m bờ tụng c t thộp l p ghộp 3 48 @2. 5-3 m 81 Mặt cắt dạng hình hộp 4 5 S 12 6 3 NGUYấN... bitume T ờng cánh 2 8-3 0 @0. 5-1 m Goujon Thanh chống 20 x20 @ 3 - 3,5 m 1 2 3 4 5 m t s vớ d S 27 5 C u d m bờ tụng c t thộp th M TS V D ng l p ghộp Bố trí cốt thép trên 1 /2 dầm chủ mặt cắt ngang dầm Dầm biên bố trí cốt thép chủ bụng dầm Dầm giữa bản đệm gối cầu chi tiết bản đệm gối 1 2 3 4 5 m t s vớ d S 28 14 5 C u d m bờ tụng c t thộp th 1 2 3 4 M TS V D ng l p ghộp 5 m t s vớ d S 29 15 C U Bấ TễNG H C... kẹp di động để giữ chặt các đầu cốt thép 2- Đầu bệ căng 3- Bộ kích thuỷ lực 5- Bộ kẹp định vị điểmuốn cốt thép 4- Cốt thép đ ợc kéo căng 6- Dầmbê tông 7- Thân bệ cố định Trỡnh t thi cụng u nh c i m m b o kh n ng dớnh bỏm gi a thộp v bờ tụng Ch t l ng thi cụng t t, cú th thi cụng hng lo t trong nh mỏy Khú kh ng khi v n chuy n, thi t b c ng k nh 1 Khỏi ni m chung 2 3 4 5 6 S3 1 KHI Ni M CHUNG Cỏc... n g trê n g ố i bn L /2 = 3 0 -5 0 c m 1 2 3 c u d m cú s n bờ tụng c t thộp trờn ng ụtụ S 12 6 C U D M Cể S N Bấ TễNG C T THẫP TRấN NG ễTễ Bố trí cốt thép trên 1 /2 dầm chủ C u t o k t c u nh p Chi u cao k t c u nh p h/L=1/1 6-> 1 /20 Kho ng cỏch gi a cỏc s 2m n thụng th ng l mặt cắt ngang dầm Dầm biên bố trí cốt thép chủ bụng dầm Dầm giữa bản đệm gối cầu chi tiết bản đệm gối 1 2 3 c u d m cú s n bờ tụng... o - p d ng: p d ng h u h t cho cỏc lo i d m cú m t c t hỡnh ch I 1 2 3 4 Liờn k t ngang c thi cụng sau khi ó gỏc d m lờn nh 5 S 25 5 M TS V D h C u b n bờ tụng c t thộp m t nh p trờn n n m n ng L=1.5m >=1m 2- 2 .5m h A Chi tiết A 5cm Goujon @0. 5-1 m Matít bitume T ờng cánh 2 8-3 0... (1/ 6-1 /9)L ống thoát n ớc 33 48 1 32 81 p d ng kh u 1 22 0 k t c u nh p 2 c u d m cú s 48 @2. 5-3 m 81 n 12m n bờ tụng c t thộp trờn ng s t 3 S 11 C U D M Cể S N Bấ TễNG C T THẫP TRấN NG ễTễ C u t o k t c u nh p 1 /2 C ắ t n g a n g c ầ u b B B ó v ỉa Lớp phủ m ặt cầu 1 0 % 1 5% V ữ a liê n k ế t D èm cầu D ầm ngang D ầm chủ a ố n g th o á t n ớ c bc bc hn h hc hc' 1 /2 C ắ t d ọ c c ầ u D ầ m n g a n