Bài giảng tổng luận cầu - Bài giảng tổng luận cầu pptx

Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
1
Phần I: Tổng luận cầu
Chơng 1: Các khái niệm về công trình nhân tạo
trên đờng
1.1 Các loại công trình nhân tạo trên đờng
Khái niệm: L những công trình vợt qua các chớng ngại trên đờng nh sông,
suối, thung lũng, trên tuyến giao thông đờng ôtô, đờng sắt hoặc vợt qua một tuyến
giao thông khác.
Cầu: L một công trình nhân tạo để vợt qua các dòng nớc hoặc qua các thung
lũng, qua các bãi sông (Cầu dẫn), vợt qua đờng hay qua những chớng ngại vật
khác.
Các công trình thoát nớc có khẩu độ nhỏ: Cầu trn, đờng trn, cống
Tờng chắn: Tờng chắn đợc sử dụng trên đờng để duy trì độ dốc tự nhiên của
ta luy. Tránh hiện tợng trợt, sụt lở mái ta luy
Hầm: Khi cao độ mặt đờng nằm thấp hơn rất nhiều so với cao độ của mặt đất tự
nhiên ngời ta có thể lm hầm để vợt qua. Khi tuyến đờng đi men theo sờn núi có
độ dốc lớn v địa chất quá xấu ( đá lăn đá trợt) ngời ta cũng có thể xây dựng đờng
hầm. Khi vợt qua các eo biển các dòng sông lớn, ngời ta cũng có thể lm hầm.
Trong các thnh phố đông dân c, ngời ta cũng có thể l
m hầm để phục vụ ngời đi
bộ, các phơng tiện giao thông, hệ thống tu điện ngầm.
1.2. Các bộ phận v kích thớc cơ bản của cầu
1.2.1. Các bộ phận cơ bản của cầu
Một công trình cầu bao gồm: Cầu, đờng dẫn, các công trình điều chỉnh dòng
chảy v gia cố bờ sông ( nếu cần)
Các bộ phận cơ bản của cầu:
l1 l2 l3
Ltcầu
l01 l02 l03

+Kết cấu phần trên
Hkt
6
5
2
1

Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
2
1
5
6
2
3
4
Hkt

+ Kết cấu nhịp: Bao gồm
1. Các dầm chủ, dn chủ
2. Hệ dầm mặt cầu
3. Bản mặt cầu
5. Hệ liên kết ngang
6. Hệ liên kết dọc
+ Kết cấu phần dới: Mố cầu, trụ cầu, kết cấu nền móng
+ Gối cầu
+ Các thiết bị phục vụ khai thác: Lan can, gờ chắn, hệ thống biển báo, chiếu
sáng
1.2.2. Các kích thớc cơ bản của cầu

a. Các kích thớc về chiều di:
- Chiều di nhịp l: Tính từ đầu mút nhịp ny đến đầu mút nhịp kia
- Chiều di nhịp tính toán l
tt
: Tính từ tim gối bên ny sang tim gối bên kia.
- Chiều di nhịp tĩnh (tĩnh không cầu) l
0i
: Khoảng cách giữa hai mép trụ hoặc mố.
Nếu khẩu độ thoát nớc của cầu l L
0
thì: l
0i
L
0
- Chiều di ton cầu: L
tcầu
l chiều di tính từ đuôi mố bên ny sang đuôi mố bên
kia.
+Cầu nhỏ: L
tcầu
20m
+ Cầu trung: L
tcầu
> 20m đến 100m
+ Cầu lớn: L
tcầu
100m
b. Các kích thớc về chiều cao:
- Chiều cao kiến trúc của cầu H
kt

: Chiều cao tính từ đỉnh mặt đờng xe chạy đến
đáy dầm . H
kt
quyết định khối lợng đất đắp của đờng dẫn vo cầu. Cầu có đờng xe
chạy dới thông thờng có H
kt
thấp hơn cầu có đờng xe chạy trên.
- Chiều cao cầu: Tính từ cao độ mặt đờng xe chạy đến mặt đất tự nhiên ( cầu
cạn) hoặc đến mực nớc thấp nhất (MNTN) (đối với cầu qua dòng nớc).
Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
3
- Tĩnh không dới cầu: Tính từ mực nớc cao nhất (MNCN) đến đáy dầm:
+Sông không thông thuyền, không có cây trôi: Khoảng cách từ MNCN đến đáy
dầm tối thiểu l 0,5m
+ Sông không thông thuyền có cây trôi: Khoảng cách từ MNCN đến đáy dầm
tối thiểu l 1m
+ Sông thông thuyền: Phụ thuộc vo khổ thông thuyền B
tt
v H
tt
- Đối với cầu vợt đờng (cầu cạn): phụ thuộc vo tĩnh không cầu+ 0,1ữ0,3m tính
đến sửa chữa mặt đờng sau ny.
1.2.3. Các mực nớc thiết kế:
- Cầu lớn, cầu đặc biệt lớn: Tần suất thiết kế l 1%
- Cầu nhỏ, cầu trung: Tần suất thiết kế l 2%
- Mực nớc thông thuyền: L mực nớc cao nhất m tu bè vẫn còn đi lại đợc
qua cầu một cách an ton ( tần suất 5%)
1.3. Phân loại v phạm vi ứng dụng

1.3.1. Phân loại theo vật liệu lm kết cấu nhịp
Tùy theo vật liệu lm kết cấu nhịp có thể chia ra thnh: Cầu gỗ, cầu đá, cầu thép,
cầu BTCT, cầu bê tông DƯL
1.3.2. Phân loại theo mặt đờng xe chạy
- Cầu có đờng xe chạy trên
- Cầu có đờng xe chạy dới
- Cầu có đờng xe chạy giữa
1.3.3. Phân loại theo mục đích sử dụng
Tùy theo mục đích sử dụng ta có thể phân loại nh sau:
- Cầu ôtô: Cho tất cả các phơng tiện giao thông trên đờng ôtô
- Cầu đờng sắt
- Cầu cho ngời đi bộ
- Cầu thnh phố: Cho ôtô, ngời đi bộ, tu điện
- Cầu chạy chung: ôtô v tu hỏa
- Cầu đặc biệt: Cầu cho đờng ống dẫn dầu, nớc, khí ga, cáp điện.
1.3.4. Phân loại theo sơ đồ tĩnh học
a. Cầu bản: L cầu BT cốt thép hoặc BTCT DƯL có chiều cao rất nhỏ so với
kích thớc của hai chiều còn lại
b. Cầu dầm:
-Cầu dầm giản đơn, dới tác dụng của lực thẳng đứng tại gối chỉ có các phản lực
gối. Cầu BTCT thờng l=12 đến 20m. BTCT DƯL l=20 đến 40m, cầu dầm thép l=6
đến 40 m
-Cầu dầm liên tục, dới tác dụng của lực thẳng đứng tại gối xuất hiện phản lực
gối v mômen âm.
Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
4
c. Cầu dn thép:
- Cầu dn giản đơn: chiều di nhịp từ 50 đến 80 m
- Cầu dn liên tục: Có nội lực nhỏ hơn so với cầu dn giản đơn nên cho phép vợt

nhịp lớn hơn.
d. Cầu khung
- Cầu khung liên tục.
- Cầu khung T dầm đeo.
- Cầu khung- dầm liên tục.
e. Cầu vòm
- Cầu vòm có lực đẩy ngang
+Cầu vòm chạy trên:

+Cầu vòm chạy giữa:

+ Cầu vòm chạy dới (Cầu vòm cứng dầm mềm):

- Phân loại cầu vòm theo sơ đồ tĩnh học:
+ Cầu vòm không chốt: Vòm siêu tĩnh bậc 3
+ Cầu vòm hai chốt: Vòm siêu tĩnh bậc 1
+ Cầu vòm 3 chốt: Cầu vòm tĩnh định
- Cầu vòm không có lực đẩy ngang: Cầu có một thanh kéo, hệ vòm dầm liên hợp
dầm cứng vòm cứng. Phản lực gối của cầu giống với cầu dầm giản đơn
Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
5

f. Cầu treo v cầu dây văng
- Cầu treo
2
3
4
1
6

5

1. Dây cáp chủ ; 2. Dây đeo ; 3. Dầm cứng ;
4. Trụ cầu ; 5. Mố neo ; 6. Tháp cầu
Ưu điểm: Cáp cờng độ cao nên trọng lợng bản thân nhỏ, vợt đợc nhịp lớn.
Khi thi công, thi công cáp chủ trớc rồi mới đến dầm nên khắc phục
đợc khó khăn phải lm trụ tạm, qua sông nớc chảy xiết, thung lũng sâu ( VD cầu
Akashi của Nhật có chiều di 1991 m)
Nhợc điểm: L kết cấu rất nhạy cảm với tải trọng động ( gió, lực xung kích)
Tồn tại mố neo rất phức tạp v tốn kém
- Cầu dây văng:
2
53
1
4

1. Dây văng; 2. Dầm cứng; 3. Tháp cầu; 4. Trụ cầu; 5. Mố cầu
+Cáp trong cầu dây văng l các cáp cờng độ cao, chịu kéo
+ Dầm cứng: Lm việc nh một dầm liên tục trên các gối cứng v các gối đn hồi.
Gối cứng l các gối nằm trên mố v trụ, gối đn hồi l các gối nằm tại các dây văng.
Dầm cứng chịu nén do lực của ngang dây văng truyền vo.
Dây văng thờng neo vo dầm ( có trờng hợp đặc biệt thì neo vo mố) Neo vo
dầm => tránh đợc các mố neo => phải xây dựng xong dầm rồi mới căng dây văng
+ Hệ ny có thể đợc coi l hệ không biến dạng hình học
Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
6
+Về mặt chịu tải trọng động: tốt hơn so với cầu treo nhng kém hơn so với các
cầu dầm cứng khác
+ Ví dụ các cầu dây văng ở Việt Nam: Cầu Mỹ Thuận (Lmax=350 m, dầm cứng

BTCT DƯL, thi công bằng phơng pháp đúc hẫng); cầu Kiền (Lmax=200m, lắp hẫng);
cầu Bính (Lmax=250m, dầm cứng, thép BT liên hợp)
1.4. Các yêu cầu cơ bản đối với một công trình cầu
1.4.1. Yêu cầu về xây dựng v khai thác
- Cầu phải đảm bảo cho xe cộ đi lại thuận tiện, an ton v không giảm tốc độ
- Chiều rộng phần xe chạy phải phù hợp với lu lợng v loại xe tính toán
- Mặt cầu phải bằng phẳng, đủ độ nhám v thoát nớc nhanh
- Kết cấu cầu phải thuận tiện cho việc chế tạo v thi công. Đảm bảo công nghiệp
hóa trong việc chế tạo.
- Sơ đồ cầu, chiều di nhịp, chiều di cầu, chiều cao cầu phải đảm bảo cho thoát
nớc v việc qua lại của tu bè.
- Công trình phải đảm bảo độ bền
- Đảm bảo độ ổn định, giữ nguyên hình dạng, vị trí dới tác dụng của các loại tải
trọng
1.4.2. Yêu cầu về mặt kinh tế
1.4.3. Yêu cầu về mặt mỹ thuật.
1.5. Sơ lợc lịch sử v phơng hớng phát triển của ngnh xây dựng cầu.

Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
7
Chơng 2. Các căn cứ cơ bản để thiết kế cầu
2.1. Khái niệm về dự án đầu t - các giai đoạn thiết kế cầu.
Để một công trình xây dựng nói chung v công trình cầu đờng nói riêng cần thực
hiện các trình tự sau: chuẩn bị đầu t, thực hiện đầu t v kết thúc xây dựng v đa dự
án vo khai thác.
Dự án đầu t (DAĐT) l tập hợp các đề xuất về kỹ thuật, ti chính, kinh tế v xã
hội lm cơ sở cho việc quyết định bỏ vốn xây dựng công trình.
ở nớc ta các DAĐT theo điều lệ quản lý đầu t v xây dựng đợc chia lm ba
nhóm A,B,C. Các dự án có vốn đầu t lớn hơn 200 tỷ thuộc nhóm A, từ 20 đến 200 tỷ

thuộc nhóm B v dới 200 tỷ thuộc nhóm C.
2.1.1. Bớc chuẩn bị đầu t
a. Lập dự án đầu t
Trình tự lập DAĐT gồm các bớc: - Xác định sự cần thiết phải đầu t dự án
- Nghiên cứu tiền khả thi v nghiên cứu khả thi
*Nội dung chủ yếu của một báo cáo nghiên cứu tiền khả thi
- Sự cần thiết phải đầu t xây dựng
- Sơ bộ về vị trí xây dựng cầu
- Dự kiến về tiêu chuẩn thiết kế
- Dự kiến về tổng mức đầu t
* Nội dung chủ yếu của một báo cáo nghiên cứu khả thi
- Sự cần thiết phải xây dựng cầu
- Lựa chọn hình thức đầu t
- Nghiên cứu về vị trí vợt sông
- Phơng án giải phóng mặt bằng, tái định c.
- Phân tích lựa chọn ph
ơng án kỹ thuật công nghệ
- Các phơng án kết cấu cầu v giải pháp xây dựng
- Đánh giá tác động của môi trờng
- Phân tích tải chính kinh tế
- Các mốc thời gian thực hiện đầu t
b. Thẩm định dự án
Các báo cáo nghiên cứu tiền khả thi v khả thi phải đợc thẩm định sau đó sẽ đợc
cấp có thẩm quyền quyết định đầu t v cấp phép đầu t.
2.1.2. Thực hiện đầu t.
Nội dung thực hiện DAĐT bao gồm.
1. Giao đất, chuẩn bị mặt bằng xây dựng
2. Tuyển chọn t vấn xây dựng để đầu t khảo sát, thiết kế, giám định ký thuật v
chất lợng công trình
Bi giảng tổng luận cầu

Bộ môn Cầu Hầm
8
3.Thiết kế công trình.
- Thiết kế chi tiết kết cầu nhịp, kết cấu phần trên v kết cấu phần dới
- Đa ra biện pháp thi công
4. Thẩm định, trình duyệt thiết kế kỹ thuật v tổng dự toán
5. Tổ chức đấu thầu về mua sắm thiết bị v thi công xây lắp
6. Xin giấy phép đầu t
7. Ký kết hợp đồng với nh thầu để thực hiện dự án
8. Thi công xây lắp công trình
9. Theo dõi kiểm tra việc thực hiện các hợp đồng
10. Quyết toán vốn đầu t xây dựng sau khi đã hon thnh dự án xây lắp đa dự án
vo khai thác.
2.2. Tiêu chuẩn (triết lý) thiết kế cầu

Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
9
Chơng 3. Mặt cầu v đờng ngời đi
3.1. Cấu tạo mặt cầu ôtô v cầu đờng sắt
3.1.1. Cấu tạo mặt đờng ôtô: Có 3 loại chính
a. Mặt cầu có phủ bêtông atphan
1
2
3
4

1- Lớp đệm vữa xi măng có mác 150 ữ 200, chiều dy 1 ữ 1,5 cm. Có tác dụng tạo
phẳng hoặc tạo độ dốc ngang cho cầu
2- Lớp phòng nớc, có tác dụng không cho nớc thấm vo trong bản mặt cầu. Có

chiều dầy 1 ữ 1,5 cm . Bao gồm một lớp nhựa nóng bên trên phủ một lớp vải thô tẩm
nhựa v phủ tiếp một lớp nhựa lên trên. Có thể bỏ đợc lớp ny nếu mặt cầu có độ dốc
dọc lớn hoặc l bê tông DƯL không nứt.
3- Lớp bê tông bảo hộ, mác 200 có lới cốt thép 4 mắt lới 200x200. Lớp ny có
tác dụng chống các va đập cục bộ trong các cầu có bản mặt cầu lắp ghép. Đối với cầu
có bản mặt cầu đổ tại chỗ ta có thể bỏ đợc lớp ny.
4- Lớp bê tông nhựa, chiều day 4 ữ5cm.
Loại mặt cầu bẳng bê tông atphan thờng đợc sử dụng vì nó có khả năng chống
thấm tốt, dễ dng cho việc sửa chữa.
b. Mặt cầu bằng BTXM
1
2
3

Mặt cầu bằng BTXM có lớp 1 v lớp 2 giống với mặt cầu bằng bê tông atphan. Lớp
3 l lớp BTXM mác 300 , có lới cốt thép dy từ 6 ữ8cm.
Loại mặt cầu ny có cờng độ v khả năng chống thấm tốt. Tuy nhiên khi sửa chữa
gặp khó khăn. Nếu đờng bằng bê tông thì mặt cầu cũng phải bằng BTXM.
c. Mặt cầu bằng thép
1
3
2

Ưu điểm: Tĩnh tải giảm, chiều cao kiến trúc nhỏ, mặt cầu còn tham gia lm việc
cùng với dầm chủ.
Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
10
1- Tấm thép có chiều dy 10 ữ 12 mm đợc tăng cờng bởi các sờn thép đợc gọi
l bản trực hớng.

2- Lới cốt thép 6 để tăng tính dính bám của bêtông atphan hoặc BTXM phía trên
3- Lớp bê tông nhựa hoặc bê tông atphan
áp dụng mặt cầu ny trong các trờng hợp cần sửa chữa tăng cờng cho cầu cũ, cầu
cần có tĩnh tải nhẹ (cầu Thăng Long)
Các dạng bản trực hớng:






3.1.2. Cấu tạo mặt cầu đờng sắt.
a. Mặt cầu trần (t vẹt+ ray)
12
3
4
5

1. Ray chính; 2. Ray phụ; 3. T vẹt; 4. Gỗ gờ; 5. Bu lông móc
Ray chính: Thờng dùng loại có ký hiệu P43( 43kg/m). Có chiều di mỗi thanh ray
l=12,5m hoặc loại 25m. Mối nối ray nên đặt đối xứng (giảm số lần xung kích khi tu
qua cầu, thuận tiện cho đặt bằng máy). Với cầu di thì nên dùng loại ray 25m để giảm
số lợng mối nối.
Ray phụ: Có thể dùng loại P43 hoặc P38 ( bằng hoặc nhỏ hơn ray chính) Nếu chiều
di cầu lớn hơn 25 m hoặc cầu đặt trong đờng cong thì phải đặt ray phụ phòng trờng
hợp tu trật bánh. Ray phụ đặt trong ray chính v đợc kéo di ra phạm vi mố 2,5m rồi
uốn cong chập lại ở tim đờng.

Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm

11
T vẹt trên cầu: + Nếu l đờng 1435 thì t vẹt của cầu có kích thớc
3000x200x200
+ Nếu l đờng 1000 thì t vẹt của cầu l loại 2200x200x200
Khoảng cách tối thiểu giữa các t vẹt l 10cm tối đa l 15cm. Nếu để gần thì l
tăng tĩnh tải của cầu, nếu để xa thì sẽ l cho ray bị uốn lớn.
- Để liên kết t vẹt với dầm ta dùng bu lông móc.
Gỗ gờ: Để đảm bảo cự ly giữa các t vẹt v đảm bảo các t vẹt không xô lên nhau
Ưu điểm :
-Chiều cao kiến trúc nhỏ.
-Cấu tạo đơn giản, tính tải nhỏ.
Nhợc điểm:
-Tiếng ồn lớn
-Đn hồi kém.
-Ô nhiễm môi trờng.
b. Mặt cầu có máng ba lát.
12
3
4
7
8
5
6

1. Ray chính; 2. Ray phụ; 3. T vẹt; 4. Đá dăm (ba lát)
5. Máng chứa đá dăm bằng BTCT; 6. ống thoát nớc; 7. Lớp bê tông bảo hộ;
8. Lớp phòng nớc.
-Ray đặt trực tiếp trên t vẹt.
-Dới t vẹt l đá Ba lát dy hơn 20 cm.
-Bản mặt cầu bằng BTCT, có dạng lòng máng để chứa đá dăm.

Ưu điểm:
-Tạo sự đồng nhất giữa cầu v đờng nên tu chạy êm
-Tính đn hồi tốt.
-Tuổi thọ lớn do có máng đá dăm v ống thoát nớc nên nớc thải trên cầu
không ảnh hởng đến dầm
Nhợc điểm:
-Chiều cao kiến trúc lớn.
Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
12
-Trọng lợng bản thân lớn
áp dụng cho các cầu nhỏ, cầu gần khu dân c v cầu gần ga
c. Mặt cầu có ray đặt trực tiếp lên bản bê tông
1:
1
1
2
4
3
5
6
7

1. Ray chính; 2. Ray phụ bằng thép góc L100x100x10; 3. Neo ray phụ vo bê tông
4. Bu lông neo đặc biệt; 5. Thép đệm ray; 6. Đệm cao su dy 1cm;
7. Vữa xi măng hoặc keo epoxy
Ưu điểm: Chiều cao kiến trúc thấp nhất
Tĩnh tải cầu l nhẹ nhất
Nhợc điểm: Liên kết giữa ray v bản mặt cầu phức tạp
áp dụng: Cho cầu đờng sắt v cầu đờng ôtô chạy chung ở những nơi cần giảm chiều

cao kiến trúc.
3.2. Độ dốc, phòng nớc, thoát nớc trên cầu

3.2.1. Độ dốc trên cầu
*Độ dốc dọc trên cầu
- Độ dốc dọc trên cầu phụ thuộc vo độ dốc dọc trên tuyến
- Độ dốc có thể lm độ dốc một chiều với cầu có 1 nhịp
- Độ dốc dọc có thể l 2 chiều với cầu nhiều nhịp
- Độ dốc dọc đợc tạo bằng cách thay đổi chiều cao mũ trụ
- Độ dốc dọc cng lớn thì đất đắp đầu cầu cng giảm v thoát nớc cng nhanh tuy
nhiên nếu độ dốc dọc quá lớn sẽ ảnh hởng đến chất lợng khai thác của cầu
*Độ dốc ngang cầu (độ dốc thoát nớc)
- Độ dốc ngang cầu đợc tạo bằng cách thay đổi chiều dy lớp vữa đệm hoặc thay đổi
chiều cao tấm kê gối theo phơng ngang cầu. Còn khi mặt cầu đợc đổ tại chỗ thì độ
dốc ngang đợc tạo ngay trong quá trình đổ bê tông.
- Độ dốc ngang có độ lớn từ 1,5-2%
3.2.2. Phòng nớc trên cầu
-Lớp phòng nớc, có tác dụng không cho nớc thấm vo trong bản mặt cầu. Có chiều
dầy 1 ữ 1,5 cm . Bao gồm một lớp nhựa nóng bên trên phủ một lớp vải thô tẩm nhựa
v phủ tiếp một lớp nhựa lên trên
Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
13
- Ngoi ra lớp phòng nớc còn đợc sử dụng bằng một lớp vải phòng nớc.
3.3.3. Thoát nớc trên cầu
- Thoát nớc trên cầu bằng độ dốc dọc, độ dốc ngang v ống thoát nớc
- ống thoát nớc trên cầu có d 150mm, thò ra khỏi mặt dới của bê tông tối thiểu l
100mm
+ Đối với cầu ôtô cứ 1m
2

diện tích hứng nớc phải có 1cm
2
diện tích thoát nớc
+ Cầu đờng sắt cứ 1m
2
diện tích hứng nớc phải có 4cm
2
diện tích thoát nớc
3.3. Lề ngời đi, lan can, nối tiếp giữa đờng vo cầu.

3.3.1. Lề ngời đi, lan can.
a. Lề ngời đi:
- Để đảm bảo an ton, lề ngời đi đặt cao hơn mặt đờng từ 20-40 cm.
- Để giảm tĩnh tải có thể để lề ngời đi bằng với mặt đờng nhng phải có giải phân
cách cứng.
- Trong cầu đờng sắt lề ngời đi thờng để cho công nhân lm công tác duy tu bảo
dỡng. Các cầu có máng balat có chiều di lớn hơn 20m thì phải lm 2 ln ngời đi có
lan can, nhỏ hơn chỉ cần một lề. Chiều rộng từ 50 đến 70cm.
- Với các cầu có chiều di lớn hơn 60m thì cứ 30m phải lm một sn tránh ở ngoi
đờng ngời đi rộng 1m di 1,5m. Nếu cầu có hai ln ngời đi thì các sn tránh nên đặt
so le.
b. Lan can.

3.3.2. Nối tiếp giữa đờng vo cầu.
- Chiều rộng nền đờng đắp đầu cầu lớn hơn chiều rộng từ lan can về hai phía l 50cm
về mỗi bên trên một đoạn có chiều di ít nhất l 10m v vuốt nối vo nền bình thờng
trên một đoạn từ 15 đến 20m.
- Nối tiếp giữa đờng vo cầu phải đảm bảo cho xe chạy êm thuận, ở những cầu nhịp
nhỏ khi kết cấu nhịp tựa trực tiếp lên mố không qua gối cầu thì nối tiếp thực hiện nh

sau:
- Với các cầu có khẩu độ lớn hơn 12m kê trên gối, các cầu dầm hay cầu khung, để nối
tiếp từ đờng vo cầu ngời ta dùng bản quá độ.

3.4. Khe co giãn trên cầu

3.4.1. Mục đích v yêu cầu đối với khe co giãn

Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
14
- Mục đích: để cho đầu dầm có thể chuyển vị tự do dới tác dụng của tải trọng, nhiệt
độ, từ biến của bê tông.
- Yêu cầu của khe co giãn:
+ Đảm bảo cho xe chạy êm thuận
+ Kín nớc
+ Thay thế v sửa chữa đơn giản
+ Giá thnh rẻ
3.4.2. Khe co giãn dùng cho các chuyển vị nhỏ
a. Khe biến dạng hở.
A

2cm 2cm
Miếng cao su

- áp dụng cho các cầu nhỏ có l 9m
- Mật độ xe qua cầu thấp
- Cấu tạo: chỉ có thép góc ốp ở đầu dầm. Ngoi ra ngời ta còn ốp thêm một
miếng cao su hình chữ U để xe chạy đợc êm thuận.
b. Khe biến dạng kín, tầng phòng nớc liên tục, dùng cho các cầu nhỏ hoặc chuyển vị

nhỏ.
1
4
2
35

Cấu tạo: 1. Tấm co giãn: có thể bằng tôn tráng kẽm hoặc đồng thau
2. Lớp phòng nớc
3. Bê tông bảo hộ
4. Bi tum nhựa trộn cát
5. Mặt cầu
Phạm vi áp dụng: Cho các khe co dãn có chiều di 2 3 cm.
Ưu điểm: Tuổi thọ cao, xe chạy êm thuận.
Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
15
Nhợc điểm: chế tạo phức tạp.
3.4.3. Khe co giãn dùng cho các nhịp có chiều di 12
ữ
40m
a. Khe co giãn dạng bản thép trợt


1. Thép bản chiều dy 12 ữ 20mm
2. Tầng phòng nớc
3. Tấm chặn: Hn vo thép góc ở đầu kia,
chặn không cho BT Atphanl dãn nở chiếm chỗ di chuyển của bản thép trợt.

4. Thép góc thờng l thép đều cánh 125 x 125 x10.
5. Máng cao su để ngăn nớc

6. Thép neo
Ưu điểm:
Cấu tạo đơn giản, dễ thi công, tuổi thọ cao.
Nhợc điểm:
Gây tiếng ồn lớn, không áp dụng đợc với cầu thnh phố v cầu qua khu vực
đông dân c.
b. Khe co giãn cao su bản thép
1
2
3
4
5

1. Cao su
2. Bản thép: Tăng cờng độ cứng v chống hiện tợng nở ngang khi có áp lực
bánh xe chạy qua.
3. Keo epoxy
4. Bu lông neo: Đặt ngay vo đầu dầm khi đúc dầm: tại vị trí tơng ứng với lỗ bu
lông của khe co dãn
5
1
3
2
6
4
Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
16
5. Bê tông cốt thép
Ưu điểm: Chế tạo, thi công đơn giản.

Nhợc điểm: Tuổi thọ thấp, thờng xuyên phải thay thế (10-15 năm).
Phạm vi áp dụng: Dùng cho khe co dãn có chiều rộng từ 5 10 cm.
c. Khe co giãn dạng răng lợc ( l40m)
1
3
2
4
5

1. Bản răng lợc lm bằng thép
2. Thép góc
3.Bản mặt cầu
4. Bu lông hn một đầu
5. Máng cao su
- áp dụng cho cầu có chiều di nhịp 40m thậm chí đến 300m. Các cầu liên tục
3.4.4.Mặt cầu liên tục nhiệt:

1
2
3


1. Cốt thép bản
2. Lớp bê tông đổ sau
3. Lớp đệm đn hồi.
Đặc điểm :
Dới tác dụng của thẳng đứng lm việc nh dầm giản đơn.
Dới tác dụng của nhiệt độ, tải trọng ngang thì lm việc nh dầm liên tục.
Khi hoạt tải qua khe co dãn thờng gây nên hiện tợng xung kích lớn, không êm
thuận.Do vậy đối với cầu giản đơn nhiều nhịp, ngời ta thờng tìm cách giảm bớt số

Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
17
lợng khe co dãn trên cầu bằng cách lm mặt cầu liên tục nhiệt, nghĩa l dới tác dụng
của tải trọng thẳng đứng, KCN vẫn lm việc nh KC nhịp giản đơn. Nhng dới tác
dụng của chuyển vị theo phơng dọc cầu v tải trọng ngang theo phơng dọc cầu thì
KCN lm việc nh một dầm liên tục.
Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
18
Chơng 4. Gối cầu
4.1 Khái niệm chung
4.1.2. Tác dụng của gối cầu
Gối cầu lm nhiệm vụ truyền áp lực tập trung từ kết cấu nhịp xuống mố trụ v
đảm bảo cho kết cấu nhịp có thể quay hoặc di động tự do dới tác dụng của hoạt tải v
nhiệt độ
Có hai loại gối cầu:
- Gối cố định truyền áp lực qua một điểm nhất định v chỉ cho phép đầu dầm có
chuyển vị xoay
- Gối di động truyền áp lực qua một điểm v cho phép dầm có chuyển vị xoay v
chuyển vị theo phơng dọc hoặc phơng ngang cầu
4.1.3. Nguyên tắc bố trí gối cầu
- Đối với dn chủ (đờng ô tô): Một mặt phẳng dn chủ có một đầu đặt gối cố định
một đầu đặt gối di động theo phơng dọc. Mặt phẳng dn chủ còn lại một đầu đặt gối
di động theo phơng ngang một đầu đặt gối di động theo cả phơng dọc v theo
phơng ngang. Thuy nhiên gối di động theo hai phơng l rất phức tạp nên khi bố tri
ngời ta đặt gối di động theo đờng chéo.

- Đối với cầu dn gin đờng sắt v cầu có dầm giản đơn có bề rộng mặt cầu không lớn
(12-15m) thì chỉ bố trí một đầu đặt gối di động theo phơng dọc cầu, một đầu đặt gối

cố định.

- Đối với cầu có chiều rộng mặt cầu lớn dầm ở giữa một đầu đặt gối cố định một đầu
đặt gối di động. Các dầm ở xa tim cầu một đầu đặt gối di động theo phơng ngang một
đầu đặt gối di động theo cả hai phơng hoặc đặt theo dạng đờng chéo.

Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
19
- Đối với cầu liên tục nếu mặt cầu không lớn thì chỉ cần bố trí gối cầu đảm bảo chuyển
vị xoay v chuyển vị dọc cầu, đối với mặt cầu lớn thì phải bố trí để đảm bảo cả chuyển
vị theo phơng ngang cầu.

- Đối với dầm giản đơn nhiều nhịp, thông thờng trên một trụ ngời ta bố trí một gối
cố định một gối di động, tuy nhiên trong trờng hợp trụ có chiều cao lớn thì không nên
bố trí gối cố định trên trụ ny.
- Đối với cầu dầm liên tục, gối cố định đợc đặt ở một trong các trụ ở giữa có chiều
cao thấp, mố v trụ còn lại đặt gối di động.
4.2. Cấu tạo chung một số loại gối cầu

4.2.1. Gối cầu BTCT
a. Gối tiếp tuyến bằng thép
1010 40 40
10
1
2
6
5
4
3

1. Thớt trên (dầy 40mm)
2. Thớt dới, mặt cong (dy 40mm)
3. Thép bản (chiều dy 20mm)
4;5. Cốt thép neo để neo bẻn thép vo bệ
6. Chốt thép
Thớt trên v dới đều đợc lm từ thép đúc hoặc thép mi.Thớt dới có bề cong.
Tính khớp của gối đợc đảm bảo bằng việc tiếp xúc giữa một mặt phẳng v một mặt
trụ, hai thớt có thể lăn hoặc trợt lên nhau.
Đối với gối cố định dùng một chốt thép phi 32, chốt chặt thớt trên v thoét dới,
ngăn cản chuyển vị theo mọi phơng.
Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
20
Đối với gối di động: Có cấu tạo tơng tự nh gối cố định nhng thơng cao hơn
một chút. Để đảm bảo chuyển vị theo phơng dọc cầu có thể xử lý bằng hai cách:
Cách 1: Không lm chốt thép nhng cần lm thêm nẹp để chống chuyển vị theo
phơng ngang cầu.
Cách 2: Lm chốt hình Ô van theo phơng dọc cầu.
*Kích thớc:
Theo phơng dọc cầu: a = 130 300 mm.
Theo phơng ngang cầu: b = 100 600 mm.
Chiều cao : h = 60 160 mm
Hệ số ma sát: f = 0,5.
*Nhận xét:
So với các loại gối khác, gối tiếp tuyến có chiều cao tơng đối thấp, cấu tạo đơn
giản. áp dụng cho những nhịp có chiều di ngắn từ 12 ữ18m
b. Gối di động bằng 1 con lăn thép cắt vát
1
6

4
2
7
3
5

1. Thớt trên
2. Thớt dới
3. Con lăn
4;5. Thép neo
6. Bản thép
7. Sờn tăng cờng
áp dụng cho những nhịp có chiều di từ 18 ữ 40m

Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
21
c. Gối cao su bản thép
tc
tc
ts
ti

- áp dụng cho những nhịp có chiều di từ 12ữ40 m (việc chọn gối cao su phụ
thuộc vo chiều di v lực tác dụng)
- tc: lớp bảo vệ có chiều dy từ 4ữ6 mm
- ts: chiều dy các lá thép từ 2ữ5 mm
- ti: chiều dy các lớp cao su từ 10ữ16 mm
*Ưu điểm:
- Không cần liên kết đặc biệt giữa gối, mố trụ v dầm

- Chiều cao gối thấp
- Chiều cao gối cố định v gối di động khác nhau ít
- Chịu động đất tốt
*Nhợc điểm
- Tuổi thọ của gối thấp, trung bình từ 15 đến 20 năm
d. Gối cao su chậu thép
4
3
5
6
1
7
2

1. Cao su
2. Chậu thép hình tròn
3. Bản thép (thớt trên)
4. Lá thép hợp kim
5. Đĩa PTFE
6. Gioong cao su ( để kín nớc)
7. Nắp đậy bằng thép (thớt giữa)
Tính khớp đợc đảm bảo thông qua biến dạng của phần cao su.
Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
22
Chuyển vị cho phép theo đa phơng thông qua sự trợt tơng đối của tấm hợp kim
lên thớt giữa, tấm teflon cho phép giảm tối đa ma sát trợt, f = 0,02 ữ0,05
Trong trờng hợp muốn khống chế chuyển vị theo phơng no thì có thể đặt nẹp để
chống chuyển vị theo phơng đó.
Phạm vi áp dụng: Dùng cho các cầu liên tục co tải trong lớn, phản lực gối lớn, có

thể đạt 100 2600 T.
4.2.2. Gối cầu dầm thép
a. Gối tiếp tuyến ( tơng tự gối tiếp tuyến cầu BTCT)
b. Gối con lăn bằng thép
180-:-200

- Đờng kính con lăn d=180 ữ200mm dùng con lăn tròn
Ton bộ thớt trên, thớt dới, thơt giữa đều đợc lm bằng thép.
Liên kết giữa thớt trên, dới vo KCN v Mố có thể dùng các thanh thép neo
hoặc dùng bu lông liên kết.
Ngoi ra còng sử dụng các nẹp đứng v ngang để chống các chuyển vị ngang v
đảm bảo cho các con lăn đồng thời lm việc.
Nhận xét:
Chiều cao gối nhỏ, cấu tạo đơn giản.
Hệ số ma sát nhỏ: f = 0.05.
Hiện nay đợc áp dụng rộng rãi trên cầu đơng bộ với nhịp nhỏ hơn 33 m.
- Nếu đờng kính con lăn lớn hơn 200 mm thì dùng con lăn cắt vát
c. Gối có nhiều con lăn (2
ữ
4 con lăn)
1. Thớt trên
2. Thớt dới
3. Mâm quay
4. Con lăn
1
2
3
4
Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm

23
4.2.3. Gối cầu dn thép
a. Gối cố định

1. Thớt trên
2. Thớt dới





4.3.Tính toán gối cầu

4.3.1.Tính toán gối tiếp tuyến v gối con lăn.
Tải trọng tác dụng:
-Phản lực gối do tải trọng tính toán (có xét đến hệ số tải trọng v hệ số xung
kích):
Xác định kích thớc gối:
-Theo phơng ngang cầu: Đợc chọn bằng chiều rộng đáy sờn dầm với cầu
BTCT, hoặc bằng chiều rộng bản cánh dới của dầm thép.
-Theo phơng dọc cầu: Đợc xác định theo công thức:
Trong đó: R
em
l cờng độ tính toán chiu ép mặt của bê tông, xác định theo
công thức:
R
em
= .R
n

R
n
Cờng độ chịu nén dọc trục của bê tông
=
3
em
F
F

Với F
em
l diện tích ép mặt
F l diện tích tính toán có cùng trọng tâm với diện tích
ép mặt
Ngoi ra kích thớc gối cầu theo phơng dọc cần thảo mãn yêu cầu về cấu tạo:
Không nhỏ hơn 18 20 cm.
-Bán kính con lăn: Xác định theo công thức:
1
2
a.R
A
em
=b
Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
24

aR
A
r

c
2
=

Trong đó: a: l chiều di đờng tiếp xúc.
R
c
=0.04R
o
; R
0
l cờng độ tính toán của thép lm con lăn
Kiểm toán:
-Kiểm toán tiết diện con lăn:
Đối với con lăn bằng BTCT, cần kiểm toán tiết diện con lăn theo công thức:
A
R
n
.F
b
+R
a
.F
a
Trong đó: F
b
l diện tích tiết diện bê tông

F
a

l diện tích cốt thép thẳng đứng trong bê tông
-Kiểm toán vùng bê tông chiu nén dới thớt dới:
Công thức: A

.R
n
.F
em
+
k

R
a
.F
a
: hệ số xét đến ảnh hởng của chịu nén cục bộ của bê tông: =4-3 FF
em
/

k

: hệ số xét đến hm lợng thép
sll
lfnlfn
k
.
21
21221`11
+
=

1`11
,, lfn Lần lợt l số lợng , diện tích, chiều di của các thanh thép
trong một lới, theo một phơng.
2`
2
2
,,
1
lfn Lần lợt l số lợng , diện tích, chiều di của các thanh thép
trong một lới, theo phơng còn lại.
4.3.2. Tính gối cao su phẳng
-Xác định góc trợt do lực hãm xe:

T
=
G
F
T
.

Trong đó :
F l diện tích gối
G l mô đuyn đn hồi trợt cảu cao su, G=7-14KG/cm2
-Xác định chiều cao gối di động
h=

tg
max

Trong đó :
max
l chuyển vị của đầu KCN do nhiệt độ
Bi giảng tổng luận cầu
Bộ môn Cầu Hầm
25


tg l tri số cho phép của góc trợt gối cao su do biến dạng nhiệt.
Ngoi a khi bố trí gối cao su cần đảm bảo thỏa mãn điều kiện:

6.0)(

+
T
tg



-Kiểm toán ứng suất nén của cao su:

tb
Rm
F
A
.=

Trong đó:
F l diện tích gối cao su.
A- phản lực gối
tb
R
l cờng độ tính toán trung bình của cao su.
m l hệ số điều kiện lm việc, thờng lấy 0.75
-Kiểm toán độ lún của gối:

h
v
05.0

Trong đó:

v

=

GF
hA
i
.3
.


Trong đó:
H
i
l chiều dy của các lớp cao su.

l hệ số phụ thuộc vsò hình dạng, kích thớc gối
-Kiểm toán ổn định trợt của gối cao su:
f.A
T
Trong đó:
T l lực ngang truyền đến gối
F l hẹ số ma sát trợt lấy bằng 0.2 0.3
4.3.3. Tính gối con quay
3.4.3.1. Tính gối cố định
-Xác định kích thớc của thớt dới: a
d
.b
d

Tải trọng tác dụng: A, H, M.
Kích thớc xác định theo biểu thức:

em
duoi
R
W
M
F
A
+=
max


Trong đó:
A l phản lực gối tính toán.