Bµi gi¶ng cÇu bª t«ng F2 Bé m«n cÇu hÇm CHƯƠNG VII: CẦU DẦM LIÊN TỤC CẦU DẦM HẪNG VÀ CẦU KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP NHIP LỚN 7.1.1 C.nghệ đúc hẫng: • Tr.tự: • X.dựng k.cấu nhịp thành từng đốt theo ng.tắc việc x.dựng các đốt sau tựa trên các đốt trước đó. • Ưu điểm: • Phù hợp với việc x.dựng các cầu có ch.dài nhịp lớn; • Khĝ p.thuộc vào địa hình; • Tận dụng được cốt thép trong g.đoạn t.công, sử dụng trong g.đoạn kh.thác. • Nh.điểm: tính ổn định kém. • Áp dụng: cho các cầu DƯL vượt nhịp lớn. 7.2 Hệ thống cầu dầm l.tục BTCT DƯL: 7.2.1 Đặc điểm chịu lực: • Ưu điểm: • Trong sơ đồ cầu có nhiều nhịp dầm giản đơn chỉ tồn tại mô men dương (M + ) làm căng thới dưới. Nếu m.nối các nhịp giản đơn thành nhịp l.tục xuất hiện mô men âm làm giảm trị số tuyệt đối của mô men (+) tại m.cắt giữa nhịp làm giảm kích thước và vật liệu k.cấu tạo khả năng vượt nhịp lớn hơn; • Khi nối như vậy sẽ làm giảm kích thươc mũ trụ do chỉ bố trí một gối trụ cầu dầm l.tục chỉ chịu tải trọng thẳng đứng tác dụng đúng tâm và làm giảm mô men uốn lệch tâm, tiết kiệm được kích thước thân trụ và nền móng; • Đường đàn hồi của k.cấu thân trụ là dạng đường cong chuyển tiếp dẫm đến kh.thác êm thuận, đặc biệt có ý nghĩa rất lớn trên đường cao tốc; • Do sự phối hợp phân phối tải trọng giữa các nhịp kề nhau mà mô men do hoạt tải k.cấu l.tục giảm đi 20% so với k.cấu giản đơn có cùng ch.dài nhịp. • Nh.điểm: • Do tính l.tục nên k.cấu siêu tĩnh phát sinh ứng lực do: lún mố trụ, chênh lẹch nhiệt độ, do co ngót từ biến; • T.toán t.kế khó khăn; • Lực ngang tác dụng lên trụ có bố trí gối cố định lớn; • Khe biến dạng của dầm liên tuc dồn về một phía, sẽ cấu tạo phức tạp và gây xung kích lớn. 1 Bµi gi¶ng cÇu bª t«ng F2 Bé m«n cÇu hÇm 7.2.2 Hệ thông sơ đồ của dầm l.tục (2 hệ thống ): 7.2.2.1 Hệ thống có ch.cao m.cắt khĝ đổi: l l lH       ÷= 22 1 16 1 1 16 1 22 = ÷       H l (0,75-0.8)l 1 l 1 M max + - M max dÇm 3 nh?p liªn tôc • Các loại hệ thống hai nhịp ba nhịp và nhiều nhịp: • Ng.tắc phân phối tỉ lệ các nhịp: • Sao cho giá trị tuyệt đối của mô men dương và âm gần bằng nhau ( −+ ≈ MM ) (do tĩnh tải ); • Khi lực tác dụng ở nhịp chính thì khĝ xuất hiện lực nhổ ở hai nhịp biên; • Nhiều khi việc phân phối còn chiếu cố đến y.cầu t.công. • Ưu điểm: • V.khuôn có cấu tạo đơn giản, định hình; • Nh.điểm: • Bố trí vật liệu thiếu hợp lí do ở giưa và gối chịu mô men lớn; • Khĝ vượt được nhịp lớn, tối đa khoảng 80m, hiệu quả 40-50m. • C.nghệ t.công phù hợp: • Đổ tại chỗ trên đ.giáo cố định hoặc treo di động; • Lắp ghép nguyên khối l.tục hoá. • T.công đẩy. 7.2.2.2 Hệ thống sơ đồ có ch.cao m.cắt t.đổi: • Cầu l.tục hai nhịp: 2 Bµi gi¶ng cÇu bª t«ng F2 Bé m«n cÇu hÇm 1 l  ÷= H     30 1 25 16 1 22     H = ÷   l 1 l • Cầu l.tục 3 nhịp (0.7-0.9)l 1 l 1 H gi÷a H gèi H gèi = 1 20 1 6 1 l       − H gèi = 1 35 1 25 1 l       − H gèi = ( ) 0.18.0 − H gi÷a - Các sơ đồ: 2nhịp,3 nhịp nhiều nhịp (5-7 nhịp ) 0.7l 1 0,85l 1 H gi÷a H gèi l 1 l 1 • Ưu điểm: • Bố trí vật liệu hợp lí giảm được tĩnh tải, vượt nhịp lớn; • Phù hợp với t.công hẫng; • Nh.điểm: đòi hỏi công nhân có kỹ thuật cao. • Áp dụng cho: cầu có khẩu độ lớn, c.nghệ thích hợp đổ tại chỗ và t.công hẫng . 7.3 Hệ thống cầu dầm hẫng: 7.3.1 Đặc điểm chịu lực: l (0.25 - 0.4)l l h ®Êt ®¾p kh«ng c? mè 8 g.l 2 2 g.l 8 h (ha) • Sơ đồ dầm hẫng xuất phát từ y.cầu dầm giản đơn nối hai công son ở hai đầu nhịp. Do đó xuất hiện mô men âm ở m.cắt đỉnh gối và làm giảm nhỏ mô men 3 Bài giảng cầu bê tông F2 Bộ môn cầu hầm dng m.ct gia nhp do ú gim trng lng kich thc ca k.cu vỡ vy k.cu cú kh nng vt nhp ln ; Vn l s tnh nh nhng kh chu nh hng nhiu ca hiu ng th cp. Xut hin vt nt u mỳt cụng xon trong q.trỡnh kh.thỏc phỏ v ni tip gia cu vo ng gõy ra xung kớch ln 7.3.2 Cỏc s h thng : 7.3.2.1 Dm hng bờ tụng thng: Ch.di nhp hng =0.25-0.4l ; Vi mc tiờu to ra tr tuyt i mụ men õm v mụ mem dng gn nhau. Nh.im: Cú bin dng cụng son qua ln u nhp khc phc bng cỏch ci to hai s cu dm hng cú i trng v cu dm hng co thanh cng. 7.3.2.2 Dm hng cú i trng: đối trọng Nh.im: tn vt liu. 7.3.2.3 Dm hng cú thanh cng: phc tp v cu to v tui tho thanh cng thanh căng 7.3.2.4 Dm hng kt hp vi nhp eo u im: Khc phc c cỏc nh.im s ó nghiờn cu; 4 Bµi gi¶ng cÇu bª t«ng F2 Bé m«n cÇu hÇm • Giảm mô men giữa nhịp. • Khắc phục phá hoại nối tiếp đường đầu cầu. • Nh.điểm: • Khe nối trên cầu qua nhiều, góc quay có độ chện lệch lớn, xung kích nhiều. 7.3.3 Áp dụng: • Nếu cầu dầm hẫng bình thường L=30-40m • Nếu cầu dầm hẫng nhịp đeo L=50-70m (khĝ áp dụng cho cầu đường sắt lí do xung kích lớn). 7.4 Hệ thống sơ đồ cầu khung 7.4.1 Đặc điểm chịu lực và cấu tạo • Ưu điểm: • Trụ và k.cấu nhịp nối cứng do đó giảm được mô men ở giữa nhịp và kích thước tăng ch.dài vượt nhịp lớn tăng độ cứng tổng thể của k.cấu. • Nh.điểm: • Dưới tác dụng của tải trọng thẳng đứng sinh ra mô men uốn cho trụ, do đó phải bố trí cốt thép ở vị trí có mô men uốn. • Do bậc siêu tĩnh lớn nên mức độ ảnh hưởng của hiệu ứng thứ cấp lớn hơn rất nhiều so với k.cấu cầu dầm l.tục. 7.4.2 Các hệ thống cầu: gồm 3 hệ thống: • Khung l.tục; • Khung chốt; • Khung tĩnh định. CÊu t¹o chèt • Cầu khung T có chốt: • Ưu điểm: giảm nhỏ hệ siêu tĩnh giảm nhỏ các hiệu ứng thứ cấp • Nh.điểm: cấu tạo chốt rất phức tạp, quá trình kh.thác có chốt đều xẩy ra hư hỏng. • Cầu khung T tĩnh định (khung T dầm đeo ) giải quyết được vượt ch.dài nhịp lớn, k.cấu tĩnh định nhưng có nh.điểm là số khe biến dạng nhiều: • Áp dụng: khung l.tục: L=100-150 m 5 CTD¦L Bµi gi¶ng cÇu bª t«ng F2 Bé m«n cÇu hÇm L=50-80 m 7.5 Một số tr.hợp t.kế sơ đồ cầu l.tục khung đặc biệt: • Tr.hợp 1: p.thuộc vào địa hình; • Khi làm mố trụ gập tình huống đảm bảo tỷ lệ nhịp cân xứng có thể thu ngắn nhịp biên để nối dài nhịp giữa. • Biện pháp: tăng kích thước m.cắt của nhịp biên để làm đối trọng và dùng bê tông khác loại:  bê tông nặng cho nhịp biên  bê tông nhẹ cho nhịp giữa • tr.hợp 2: cầu dầm hẫng, hẫng từ một bên bờ: • Tr.hợp 3: l.tục một nửa k.cấu 6 Bµi gi¶ng cÇu bª t«ng F2 Bé m«n cÇu hÇm • Tr.hợp 4: cầu khung chân xiên ( thung lũng hoặc khe sâu ) • Tr.hợp 5: khung dầm hỗn hợp Chống chuyển vị ra hai đầu nhịp và tăng độ cứng 7.6 Ng.tắc t.kế m.cắt ngang của k.cấu nhỊp,cầu dầm l.tục,cầu dầm hẫng và cầu khung. 7.6.1 Kiểu dáng của m.cắt M.cắt chữ T M.cắt chữ II so sánh m.cắt chư T và m.cắt hình hộp Mặt cặt hình hộp Z t z t • Điều kiện chịu lực: • M.cắt hình hộp có miền bê tông chịu nén ở thới dưới nhiều hơn sẽ chịu được M - tốt hơn → tiết kiệm được diện tích cốt thép, tăng khả năng chịu mô men giới hạn chứng tỏ tại m.cắt đỉnh trụ hình hộp hợp lí hơn chữ T; • Y.cầu ổn định: bản đáy hộp đóng vai trò thanh giằng để đảm bảo ổn định cho sườn dầm ; • Y.cầu về chống xoắn: m.cắt hình hộp có khả năng chống xoắn cao hơn; • đặc biệt: 7 Bµi gi¶ng cÇu bª t«ng F2 Bé m«n cÇu hÇm • Điều kiện chắn gió ngang: m.cắt hình hộp có khả năng thoát gió tốt hơn m.cắt chữ T • Tất cả các cầu vượt đều làm m.cắt hình hộp vì mỹ thuật kiến trúc đẹp hơn. • Vấn đề t.đổi kiểu dáng m.cắt dọc theo ch.dài dầm: M.cắt chịu mô men (-) thì m.cắt hình hộp ưu việt hơn; M.cắt chịu mô men (+) thì m.cắt chữ T ưu việt hơn. T.đổi kiểu dáng: • Đối với k.cấu dầm hẫng nhịp đeo, hoặc khung T nhịp đeo thì theo xu hướng: dầm hẫng khung T có m.cắt hình hộp, còn dầm đeo thì m.cắt chữ T hoặc I liên hợp • Ưu điểm: • Tiết kiệm được bê tông ở vùng giữa; • Nh.điểm: • C.nghệ t.công phức tạp, c.nghệ t.công thiều đồng đều; • kém về mặt khí động học, hình dạng kiến trúc xấu, gây khó khăn cho việc bảo quản kh.thác cầu. • Xu thế hiện nay: khĝ khoét bỏ bản đáy, chỉ giảm ch.dày đến mức tối thiểu ở chỗ chịu M + : h đáymin =20 cm ⇒ chọn m.cắt thích hợp nhất có cầu dầm khung: là m.cắt hình hộp. 7.6.2 Dạng m.cắt hình hộp: Hai cách phân loại: • P.thuộc vào số lượng sườn hộp; • P.thuộc vào bố trí thành hộp thẳng hay xiên. • Số lượng sườn hộp: • Nếu nhiều: khả năng chịu cắt tốt, nhưng gây lãng phí vật liệu; • nếu ít: khẩu độ t.toán của bản mặt cầu lớn; để trung hoà dựa vào ch.rộng của cầu để bố trí các loại sườn dầm khác nhau, có 4 loại m.cắt. • M.cắt 1 hộp hai sườn: 8 Bµi gi¶ng cÇu bª t«ng F2 Bé m«n cÇu hÇm B<13m • M.cắt 1 hộp 3-4 sườn : B • Hai hộp riêng biệt : mèi nèi 18m<B ≤ 25m • Loại m.cắt độc lập B>25 m • Ch.cao m.cắt t.đổi và bố trí sườn nghiêng (hộp xiên). H gè i H gi÷a • Phù hợp với khả năng chịu lực của k.cấu ; • Bố trí sườn nghiêng có ưu điểm:  Giảm nhỏ kích thươc và xà mũ theo phương ngang cầu;  Tạo hình dáng lưu tuyến thoát gió tốt hình dáng kiến trúc đẹp chỉ thích hợp với ch.cao m.cắt khĝ đổi nều t.đổi thì bất lợi cho chịu lực bản đáy, cấu tạo v.khuôn phức tạp. 7.6.3 Xác định các kích thước cơ bản: • Ch.cao m.cắt: 9 Bài giảng cầu bê tông F2 Bộ môn cầu hầm H gối = max 22 1 16 1 L ữ H giữa = max 35 1 25 1 L ữ Ngoài ra H giữa còn phải xét đến điều kiện thi công trong lòng khối hộp H giữa min =1,5 m. Các giai đoạn khác xác định theo phơng trình bậc II: gối gia gối 2 a l l Hx HH x HH H gi x + = . .(4 . )(4 2 gối H gối H x x l/2 Hgiữa H gối l/2 Ch.dy bn np hp (h b ): B (0,4-0,6)B P.thuc vo khu t.toỏn ca bn; P.thuc ti trng tỏc dng ; P.thuc vo iu kin t.cụng ; nbả Lh b ữ= 20 1 16 1 (L b khu t.toỏn bn ) Trong tr.hp tớnh theo cụng thc trờn cú h b quỏ ln thỡ phi cú bin phỏp gim nh Dựng sn ngang 10 [...]...Bài giảng cầu bê tông F2 Bộ môn cầu hầm dự ứng lực ngang cầu Kớch iu chnh ni lc Ch.dy sn dm: p.thuc vo iu kin chu ct Q v y.cu c.ngh - Qgi qỳa ln sn cng dy Ch.dy t.i theo ch.di C.ngh: B trớ ct thộp thng B trớ ct thộp DL b 3d d:... ngang; Chng co ngút v b trớ ct thộp cng xa trc trung ho cng tt kh a 1,5d cn tr vic bờ tụng i 5cm Ng.tc b trớ ct thộp dl trong cu dm liờn tc,cu dm hng cu khung: Ng.tc chung: B trớ nh BTCT thng, chỳ ý mt s ng.tc: 12 Bài giảng cầu bê tông F2 Bộ môn cầu hầm 7.7.2 Ng.tc b trớ ct thộp DL nh trờn m.ct ngang: Ch b trớ cụt thộp DL theo phng dc (a) B trớ ct thộp DL theo phng dc v phng ngang (b) B trớ ct... b=40-100cm ti gi, 25-40cm gia nhp Thụng thng phi kt hp vi s lng: b chớ 4-7m mt sn m.ct ngang kh ln qua c bit sn dm p.thuc vo 25,7m 5,8m 45-95cm 24cm s?ơn phụ s?ơn ch?nh 8,4m 11 Bài giảng cầu bê tông F2 Bộ môn cầu hầm Thng ỏp dng khi khu bn mt cu khỏ ln t chộo sn dm chớnh chm vo tim cu hp vi phn sn dm ph phn cụng son ca bn Ch.dy ỏy hp:h Bn ỏy hp vi vựng cho M - l tit din chu nộn ch yu do ú tt... bờ tụng di neo gim c ng sut cc b; Ch.dy ca bn ỏy v np hp kh cn ln; Nh.im: Tn bờ tụng m rng vỳt dm; Cỏnh tay ũn ni ngu lc thu ngn; Lng ct thộp b hn ch do din tớch cú hn; 13 Bài giảng cầu bê tông F2 Bộ môn cầu hầm b S b trớ ct thộp nm trong bn ỏy v np hp: u im: Tn dng ti a cỏnh tay ũn ni ngu lc; Din tớch b trớ ct thộp rng b trớ c nhiu ct thộp Nh.im: Ch.dy bn np ln hmin>3d b trớ ct thộp;... ct thộp; Mt mỏt ng sut do ma sỏt ln; Gõy tp trung ng sut dn n mt n nh sn dm ti v trớ di neo c Ct thộp DL ngoi i theo qu o thng v cong: Hin nay l s kt hp theo s (a) v (c) 14 Bài giảng cầu bê tông F2 7.7.4 Bộ môn cầu hầm Ng.tc b trớ ct thộp theo m.bng: (a),(b) s t ct thộp song song v neo li ỳng trc ct thộp S (a): u tiờn cho cỏc bú nh tr Nh.im: gim kh nng chng xon cỏc t gia S (b): khc phc nh.im