CONG TRINH NHAN TAO-F1.PDF

Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN
Tên học phần :

CƠNG TRÌNH NHÂN TẠO F1.

Tên tiếng Anh : ARTIFICIAL CONSTRUCTION PART1
Mã số :

………………………….

1. Số tín chỉ học phần :

3

2. Phân bổ số giờ ( 1 tiết =50phút) của học phần :
Lý thuyết

Bài tập

Thí nghiệm

Thảo luận

Thực tập

Tự học

35

5

0

10

5

55

3. Chương trình đào tạo chuyên ngành :
đường.

Kinh tế xây dựng, KTXD quản lý và khai thác cầu

4. Phương pháp đánh giá học phần
4.1. Điểm đánh giá quá trình học tập
- Chuyên cần (trọng số %) :

15

- Kiểm tra giữa kỳ (trọng số %):

15

4.2.Điểm kết thúc học phần (trọng số %) :

70

5. Điều kiện học học phần

5.1. Điều kiện tiên quyết :

Cơ học cơ sở.

5.2. Những học phần trước :
5.3. Những học phần song hành :
6. Nhiệm vụ của sinh viên
-Phân biệt được các loại cơng trình nhân tạo và phạm vi áp dụng của chúng trong giao thông.
-Nắm được cấu tạo các loại mố, trụ cầu, cấu tạo của cầu dầm thép đặc liên hợp và không liên
hợp, cầu dàn thép. Cấu tạo các loại cầu dầm giản đơn BTCT. Có hiểu biết về các loại cầu BTCT nhịp
liên tục đúc đẩy và đúc hẫng, những dạng cầu khung, phân tích được đặc điểm chịu lực và khai thác sử
dụng của những dạng cầu trên.
-Biết được những phương pháp thông dụng và những biện pháp công nghệ thi cơng hiện đại áp
dụng trong xây dựng cầu. Có khả năng thiết kế tổ chức thi cơng cơng trình cầu.
-Biết phân tích, đánh giá một Dự án xây dựng cầu ở mức độ tổng quát.
7. Nội dung tóm tắt học phần
Qua học phần này sinh viên được trang bị những kiến thức cơ bản về cấu tạo của các cơng trình
cầu, cống và hầm, phân tích được vai trị của các hạng mục kết cấu và hiểu được sự làm việc của các
chi tiết cấu tạo trong cơng trình.
In this discipline students are provided basic knowledge about the structure of bridge, culverts
and tunnels. Students can analyse the function of articles of the structure and understand the behaviour
of them.
Bộ môn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [1]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

8. Tên giảng viên giảng dạy : Các giảng viên có kinh nghiệm giảng dạy 5 năm trở lên.

9. Tài liệu giảng dạy và học tập, tài liệu tham khảo chính
1. Cơng trình nhân tạo.

Giáo trình

2. Tổng luận cầu.

PGS .TS. Nguyễn Minh Nghĩa

3. Mố trụ cầu.

PGS.TS. Nguyễn Thị Minh Nghĩa- Ths. Dương Thị Minh Thu

4. Cầu bê tông cốt thép .

GS.TS. Nguyen Viet Trung, PGS.TS.Hoang Ha

5. Học theo phương pháp sơ đồ tư duy (phần mềm Imindmap): www.thinkbuzan.com
6……….
10. Nội dung đề cương chi tiết
Thứ tự
chương mục
Chương 1
1.1
1.2
1.3
Chương 2
2.1
2.2
2.3

2.4
2.5
2.6
2.7

Nội dung

Cơ sở tổng luận cầu
Các cơng trình nhân tạo trên
đường.
Khái niệm về cơng trình cầu
Tiêu chuẩn áp dụng trong thiết
kế cầu,cống
Cấu tạo các bộ phận trên cầu
Mặt cầu đường ôtô
Mặt cầu đường sắt
Khe biến dạng
Hệ thống phịng nước và thốt
nước trên cầu
Lề người đi, lan can
Nối tiếp đường và cầu.
Gối cầu
Tham quan cơng trình

Lý
thuyết
2

Bài
tập

Số tiết
Thí
Thảo
nghiệm luận

Thực
hành

3

Tự
học
4

4

5
Chương 3
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
Chương 4
4.1
4.2
4.3
4.4

4.5

Mố,trụ cầu.
Các yêu cầu đối với mố, trụ cầu
Những bộ phận và kích thước
cơ bản của mố, trụ.
Các loại móng áp dụng cho
mố,trụ cầu.
Các loại mố cầu
Các loại trụ cầu.
Cơ sở thiết kế móng,mố,trụ cầu.

4

Cầu thép
Đặc điểm của cầu thép và phạm
vi áp dụng
Vật liệu thép dùng trong xây
dựng cầu
Các sơ đồ kết cấu của cầu thép.
Kết cấu nhịp cầu dầm bản .
Kết cấu nhịp cầu dầm thép liên
hợp bản BTCT.

6

2

2

6

2

10

Bộ môn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [2]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

Thứ tự
chương mục

Nội dung

4.6
4.7

Kết cấu nhịp cầu dàn thép .
Cơ sở tính toán thiết kế kết cấu
nhịp cầu thép .

Chương 5
5.1
5.2

Cầu bê tông cốt thép.

Đặc điểm cầu BTCT.
Kết cấu nhịp dầm BTCT đúc tại
chỗ.
Kết cấu nhịp dầm BTCT lắp
ghép.
Kết cấu nhịp dầm bê tông ứng
suất trước.
Khung T dầm đeo.
Kết cấu nhịp dầm liên tục thi
công theo phương pháp đúc
hẫng.
Kết cấu nhịp dầm liên tục thi
công theo phương pháp đúc đẩy.
Kết cấu nhịp dầm liên tục thi
công theo phương pháp đúc trên
đà giáo di động.
Đặc điểm kết cấu nhịp dầm liên
tục thi công theo phương pháp
lắp ghép.
Kết cấu nhịp cầu vịm.
Cơ sở tính toán thiết kế cầu
BTCT.
Cầu treo và cầu dây văng.
Cầu treo.
Cầu dây văng
Thiết kế cơ sở và so sánh các
phương án cầu.
Các số liệu cơ bản phục vụ cho
thiết kế cơ sở.(trang 113÷120)
Nội dung thiết kế cơ sở. (trang

66÷70)
Các chỉ tiêu so sánh và biện
pháp đánh giá một phương án
cầu. (bài giảng)
Đường hầm và Metro.
Phân loại đường hầm theo mục
đích sử dụng.
Cấu tạo chung của đường hầm.
Hầm xuyên núi.
Hầm vượt đường.
Những biện pháp công nghệ thi
công đường hầm.
Metro
Hệ thống Metro.

5.3
5.4
5.5
5.6

5.7
5.8

5.9

5.10
5.11
Chương 6
6.1
6.2

Chương 7
7.1
7.2

7.3

Chương 8
8.1
8.2
8.2.1
8.2.2
8.3
8.4
8.4.1

Lý
thuyết

Bài
tập

10

3

Số tiết
Thí
Thảo
nghiệm luận

4

2

2

6

Thực
hành

Tự
học

15

2

Sách giáo
trình thiết
kế các
phương
án cầu

4

2

10

Bộ mơn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [3]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

Thứ tự
chương mục
8.4.2
8.4.3

Nội dung
Lý
thuyết

Bài
tập

35

5

Số tiết
Thí
Thảo
nghiệm luận

Thực
hành

Tự
học

5

55

Mêtro ngầm.
Metro nổi.
Cộng

10

Bộ mơn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [4]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

MỤC LỤC
MỤC LỤC .......................................................................................................................................... 5
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ TỔNG LUẬN CẦU (LT= 2t,BT=0t, TL=0t, THọc=4t).................................... 14
1.1.

Các cơng trình nhân tạo trên đường ..................................................................................... 14

1.1.1. Cầu ............................................................................................................. 15
1.1.2. Các cơng trình thốt nước nhỏ .................................................................... 16

1.1.3. Tường chắn................................................................................................. 17
1.1.4. Hầm ............................................................................................................ 18
1.2.

Khái niệm về cơng trình cầu ................................................................................................ 20

1.2. CÁC BỘ PHẬN VÀ CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA CẦU............................................ 20

1.2.1. Các bộ phận của cơng trình cầu .................................................................. 20
1.2.2. Các kích thước cơ bản của cầu .................................................................... 23
1.3. PHÂN LOẠI CẦU ................................................................................................................. 24

1.3.1. Phân loại theo mục đích sử dụng ................................................................ 24
1.3.2. Phân loại theo vật liệu làm kết cấu nhịp ...................................................... 24
1.3.3. Phân loại theo chướng ngại vật ................................................................... 25
1.3.4. Phân loại theo cao độ đường xe chạy .......................................................... 29
1.3.5. Phân loại theo sơ đồ tĩnh học ...................................................................... 29
1.3.6. Phân loại theo sơ đồ cấu tạo........................................................................ 30
1.3.

Tiêu chuẩn áp dụng trong thiết kế cầu, cống ........................................................................ 34

1.3.1. TRIẾT LÝ THIẾT KẾ ......................................................................................................... 34

1.3.1.1. Phương pháp thiết kế theo ứng suất cho phép: (ASD - Allowance stress
design) .................................................................................................................. 34
1.3.1.2. Phương pháp thiết kế theo hệ số tải trọng: (LFD - Load factor design) .... 35
1.3.1.3. Phương pháp thiết kế theo trạng thái giới hạn (LSD - Limit state design):35
1.3.1.4. Phương pháp thiết kế theo hệ số tải trọng và sức kháng (LRFD - Load and
resistance factor design) ....................................................................................... 36

1.3.2. Các tiêu chuẩn thiết kế cầu hiện hành................................................................................... 38
CHƯƠNG 2: CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN TRÊN CẦU (LT= 3t,BT=0t, TL=0t, T.hành=5t, THọc=4t)
.......................................................................................................................................................... 39
2.1. Mặt cầu đường ô tô ................................................................................................................. 39

2.1.1. Mặt cầu ôtô ................................................................................................. 39
2.1.1.1. Mặt cầu bằng bêtông Atphalt .............................................................. 40
2.1.1.2. Mặt cầu bằng bêtông ximăng ............................................................. 41
2.1.1.3. Mặt cầu bằng thép .............................................................................. 42
2.1.1.4. Mặt cầu bằng thép dạng sàn mắt cáo: ................................................ 44
2.1.1.5. Mặt cầu liên tục nhiệt độ .................................................................... 44
2.1.1.5.1. Sự cần thiết bố trí mặt cầu liên tục nhiệt độ:........................................................ 44
Bộ môn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [5]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

2.1.1.5.2. Cấu tạo mặt cầu liên tục nhiệt độ ......................................................................... 44
2.1.1.5.3. Đặc điểm làm việc ............................................................................................... 45
2.1.1.5.4. Ưu, nhược điểm...................................................................................................45
2.2. Mặt cầu đường sắt ................................................................................................................... 45

2.1.2.1. Mặt cầu có máng đá balát: ................................................................... 46
2.1.2.2. Mặt cầu trần (tà vẹt đặt trực tiếp lên dầm): .......................................... 46
2.1.2.3. Mặt cầu có ray đặt trực tiếp lên bản mặt cầu: ....................................... 48
2.3. Khe biến dạng ......................................................................................................................... 49

2.3.1. Vai trò của khe co giãn ............................................................................... 49

2.3.2. Yêu cầu đối với khe co giãn ....................................................................... 49
2.3.3. Các loại khe co giãn ................................................................................... 49
2.3.3.1. Khe co giãn hở..................................................................................... 49
2.3.3.2. Khe co giãn kín.................................................................................... 50
2.3.3.3. Khe co giãn cao su chịu nén................................................................. 50
2.3.3.4. Khe co giãn cao su bản thép................................................................. 51
2.3.3.5. Khe co giãn bản thép trượt................................................................... 51
2.3.3.6. Khe co giãn răng lược, răng cưa .......................................................... 52
2.3.3.7. Khe co giãn mơđun .............................................................................. 53
2.4. Hệ thống phịng và thốt nước trên cầu .................................................................................... 54

4.2.1. Độ dốc phòng nước trên cầu: ...................................................................... 54
4.2.1.1. Độ dốc dọc cầu: ................................................................................... 54
4.2.1.2. Độ dốc ngang cầu: ............................................................................... 55
4.2.2. Ống thoát nước trên cầu: ............................................................................ 56
4.2.2.1. Yêu cầu: .............................................................................................. 56
4.2.2.2. Cấu tạo ống thoát nước: ....................................................................... 56
4.2.2.3. Ngun tắc bố trí ống thốt nước: ........................................................ 58
2.5. Lề người đi, lan can ................................................................................................................. 60

4.5.1. Lề người đi: ................................................................................................ 60
4.5.2. Lan can:...................................................................................................... 61
2.6. Nối tiếp giữa cầu và đường ...................................................................................................... 62

4.6.1. Yêu cầu nối tiếp từ đường vào cầu: ............................................................ 62
4.6.2. Nối tiếp giữa đường và cầu trên đường ôtô: ................................................ 63
4.6.3. Nối tiếp giữa đường và cầu trên đường sắt: ................................................ 64
2.7. Gối cầu....................................................................................................................................65
9.1. KHÁI NIỆM CHUNG: ........................................................................................................... 65

9.1.1. Vai trò của gối cầu: .................................................................................... 65
9.1.2. Nguyên tắc bố trí gối cầu:........................................................................... 65
9.1.2.1. Bố trí trên mặt chính: ........................................................................... 65
9.1.2.2. Bố trí trên mặt bằng: ............................................................................ 66
9.2. CẤU TẠO GỐI CẦU:............................................................................................................. 67
Bộ môn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [6]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

9.2.1. Gối cầu dầm BTCT: ................................................................................... 67
9.2.1.1. Gối tiếp tuyến: ..................................................................................... 67
9.2.1.2. Gối con lăn: ......................................................................................... 68
9.2.1.3. Gối chậu: ............................................................................................. 69
9.2.1.4. Gối cao su bản thép:............................................................................. 69
9.2.2. Gối cầu dầm và dàn thép:............................................................................ 70
CHƯƠNG 3: MỐ, TRỤ CẦU (LT= 4t,BT=0t, TL=2t, THọc=6t) ..................................................... 72
3.1. Các yêu cầu đối với mố, trụ cầu .............................................................................................. 72

5.1.1. Đặc điểm chung: ......................................................................................... 72
5.1.2. Mố cầu: ...................................................................................................... 73
5.1.3. Trụ cầu: ...................................................................................................... 73
5.2. PHÂN LOẠI MỐ TRỤ CẦU: ................................................................................................ 73

5.2.1. Theo sơ đồ tĩnh học: ................................................................................... 73
5.2.2. Theo độ cứng dọc cầu: ................................................................................ 74
5.2.3. Theo vật liệu: .............................................................................................. 74
5.2.4. Theo phương pháp xây dựng: ..................................................................... 74

5.2.5. Theo hình thức cấu tạo: .............................................................................. 75
3.2. Những bộ phận và kích thước cơ bản của mố, trụ.................................................................... 75

5.3.1. Nguyên tắc xác định kích thước cơ bản: ..................................................... 75
5.3.2. Cao độ đỉnh móng: ..................................................................................... 75
5.3.3. Cao độ đỉnh xà mũ mố trụ: ......................................................................... 76
5.3.3.1. Cao độ đỉnh xà mũ trụ:......................................................................... 76
5.3.3.2. Cao độ đỉnh xà mũ mố: ........................................................................ 76
5.3.4. Kích thước xà mũ mố trụ trên mặt bằng: ..................................................... 76
3.3. Các loại móng áp dụng cho mố, trụ cầu .................................................................................. 78
3.4. Các loại mố cầu ...................................................................................................................... 78

6.1.2.1. Mố chữ nhật - quan niệm ban đầu về mố cầu: ...................................... 78
6.1.2.2. Mố kê - một dạng hợp lý hơn của mố chữ nhật: ................................... 78
6.1.2.3. Mố chữ U - khoét bỏ vật liệu trong lịng mố: ....................................... 79
6.1.2.4. Mố có tường cánh ngang, tường cánh xiên - xoay tường cánh mố chữ U:
......................................................................................................................... 80
6.1.2.5. Mố chữ T, chữ thập - khoét bỏ vật liệu hai bên: ................................... 80
6.1.2.6. Mố rỗng vòm dọc, vòm ngang - khoét rỗng ruột của mố:..................... 81
6.1.2.7. Mố vùi - tường trước và tường cánh có cấu tạo thích hợp khi chôn vào
trong đất: .......................................................................................................... 82
6.1.2.8. Các dạng mố cầu có sơ đồ chịu lực thay đổi: ....................................... 84
6.1.3. Cấu tạo mố cầu dầm tồn khối trên đường ơtơ: ........................................... 85
6.1.3.1. Mố chữ U:............................................................................................ 85
6.1.3.2. Mố vùi: ................................................................................................ 89
3.5. Các loại trụ cầu ....................................................................................................................... 92

6.2.1. Các bộ phận của trụ cầu: ............................................................................. 92
Bộ môn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,

Trang [7]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

6.2.1.1. Xà mũ trụ:............................................................................................ 93
6.2.1.2. Thân trụ: .............................................................................................. 93
6.2.1.3. Móng trụ: ............................................................................................. 94
6.2.2. Các loại trụ cầu:.......................................................................................... 94
6.2.2.1. Phân loại theo phương pháp thi cơng: .................................................. 94
6.2.2.2. Phân loại theo hình thức cấu tạo: ......................................................... 97
3.6. Cơ sở thiết kế móng, mố, trụ cầu ........................................................................................... 101
8.1. CÁC LOẠI TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MỐ TRỤ CẦU: ............................................... 101

8.1.1. Tải trọng thường xuyên: ........................................................................... 101
8.1.2. Tải trọng tức thời: ..................................................................................... 101
8.1.3. Tính tốn một số loại tải trọng: ................................................................. 102
8.1.3.1. Áp lực ngang của đất (EH) và áp lực đất do hoạt tải (LS): ................. 102
8.1.3.2. Lực ma sát âm (DD): ......................................................................... 105
8.1.3.3. Hoạt tải xe ôtô (LL): .......................................................................... 105
8.1.3.4. Lực hãm xe (BR): .............................................................................. 106
8.1.3.5. Lực ma sát gối cầu (FR): ................................................................... 106
8.2. CÁC MẶT CẮT KIỂM TOÁN VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ CẦU
DẦM: .......................................................................................................................................... 106

8.2.1. Các mặt cắt kiểm toán: ............................................................................. 106
8.2.2. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên trụ cầu dầm: ............................................... 107
8.3. CÁC MẶT CẮT KIỂM TOÁN VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MỐ CẦU DẦM:
.................................................................................................................................................... 108

8.3.1. Các mặt cắt kiểm toán: ............................................................................. 108
8.3.2. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên mố cầu dầm: ............................................... 109
8.3.2.1. Nguyên tắc thành lập tổ hợp tải trọng: ............................................... 109
8.3.2.2. Tổ hợp tải trọng I: Bất lợi ra sông. ..................................................... 109
8.3.2.3. Tổ hợp tải trọng II: Bất lợi vào bờ. .................................................... 109
8.4. TÍNH DUYỆT MỐ TRỤ CẦU DẦM:................................................................................... 109

8.4.1. Tính duyệt theo TTGH cường độ: ............................................................ 109
8.4.1.1. Tính duyệt khả năng chịu uốn: ........................................................... 109
8.4.1.2. Tính duyệt khả năng chịu cắt: ............................................................ 111
8.4.1.3. Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu:............................................... 111
8.4.1.4. Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa: ................................................... 112
8.4.1.5. Cự ly tối đa của cốt thép ngang:......................................................... 112
8.4.2. Tính duyệt theo TTGH sử dụng: ............................................................... 112
CHƯƠNG 4: CẦU THÉP (LT= 6t, BT=2t, T.Luận=2t, THọc=10t) ................................................. 113
4.1. Đặc điểm của cầu thép và phạm vi áp dụng ........................................................................... 113

1.3.1. ƯU ĐIỂM ................................................................................................. 113
1.3.2. NHƯỢC ĐIỂM ......................................................................................... 114
1.3.3. PHẠM VI ÁP DỤNG. ............................................................................... 114
4.2. Vật liệu thép dùng trong xây dựng cầu .................................................................................. 114
Bộ môn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [8]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

1.4.1. U CẦU ĐỐI VỚI VẬT LIỆU THÉP SỬ DỤNG LÀM CẦU. ................. 114
- Tính chất làm việc của kết cấu nhịp cầu thép. .................................................. 114

- Yêu cầu đối với vật liệu thép. ........................................................................... 114
1.4.2. THÉP SỬ DỤNG TRONG XÂY DỰNG CẦU THÉP................................. 115
4.3. Các sơ đồ kết cấu của cầu thép.............................................................................................. 116

1.2.1. CÁC SƠ ĐỒ CẤU TẠO. ...............................Error! Bookmark not defined.
1.2.1.1. Kết cấu nhịp cầu dầm: ........................................................................... 116
1.2.1.2. Kết cấu nhịp cầu dàn. ............................................................................ 116
1.2.1.3. Kết cấu nhịp cầu vòm............................................................................. 117
1.2.1.4. Kết cấu nhịp cầu khung.......................................................................... 117
1.2.1.5. Kết cấu nhịp cầu treo. ............................................................................ 117
1.2.2. CÁC SƠ ĐỒ TĨNH HỌC (SƠ ĐỒ CHỊU LỰC). ....................................... 118
4.4. Kết cấu nhịp cầu dầm bản ..................................................................................................... 119

2.1.3. CÁC DẠNG CẦU DẦM THÉP. ................................................................ 119
2.3.1. CẤU TẠO CHUNG................................................................................... 122
Kết cấu nhịp cầu dầm thép có thể là không liên hợp hoặc liên hợp. Trong kết cấu
cầu khơng liên hợp thì dầm thép làm việc độc lập với bản mặt cầu cả khi chịu tĩnh
tải và hoạt tải. Toàn bộ tĩnh tải và hoạt tải sẽ do một mình dầm thép chịu, cịn bản
mặt cầu chỉ có vai trò truyền áp lực do hoạt tải xuống dầm thép do đó dầm thép
phải có chiều cao lớn hơn. Đây là nhược điểm lớn nhất của cầu dầm thép không
liên hợp. ............................................................................................................. 123
2.3.2. CẤU TẠO DẦM CHỦ. .............................................................................. 123
2.3.2.1. Căn cứ lựa chọn kết cấu dầm chủ. ......................................................... 123
2.3.2.2. Số lượng dầm chủ. ................................................................................. 124
2.3.2.3. Chiều cao dầm thép. (Hsb) ...................................................................... 124
2.3.2.4. Tỉ lệ cấu tạo chung của dầm chủ............................................................ 125
2.3.2.5. Một số khái niệm cơ bản. ....................................................................... 126
2.3.3. KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN CỦA DẦM CHỦ. .................................... 126
2.3.3.1. Kích thước bản bụng (Web). .................................................................. 126
2.3.3.2. Kích thước bản cánh (Flange). .............................................................. 127

4.5. Kết cấu nhịp cầu dầm thép liên hợp BTCT ........................................................................... 128

2.4.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU LIÊN HỢP. ............................................. 128
2.4.2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP – BTCT. .... 130
2.4.2.1. Nguyên tắc cấu tạo. ............................................................................... 130
2.4.2.2. Nguyên lý làm việc. ................................................................................ 130
2.4.2.3. Đặc điểm của cầu dầm liên hợp Thép - BTCT........................................ 132
2.4.3. CẤU TẠO CẦU DẦM LIÊN HỢP THÉP – BTCT ..................................... 133
2.4.3.1. Cấu tạo chung........................................................................................ 133
2.4.3.2. Cấu tạo dầm chủ (Steel beam) ............................................................... 133
2.4.3.3. Cấu tạo bản bêtông (Slab). .................................................................... 134
2.4.4. CẤU TẠO HỆ NEO LIÊN KẾT. ................................................................ 134
2.4.4.1. Vai trò của neo liên kết. ......................................................................... 134
2.4.4.2. Cấu tạo neo. .......................................................................................... 135
Bộ môn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [9]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

2.4.4.3. Ngun tắc bố trí neo............................................................................. 137
4.6. Kết cấu nhịp cầu dàn thép...................................................................................................... 137

4.2.1. Phân loại theo sơ đồ chịu lực. ................................................................. 138
4.2.1.1. Cầu dàn giản đơn. ................................................................................ 138
4.2.1.2. Cầu dàn hẫng và dàn liên tục ............................................................... 139
4.2.2. Phân loại theo cấu tạo khoang dàn. ........................................................ 140
4.3.1. Cấu tạo chung KCN cầu dàn. .................................................................. 141
4.3.2. Chiều cao dàn chủ (H). ............................................................................ 142

4.3.3. Khoảng cách giữa hai mặt phẳng dàn (B). ............................................... 143
4.3.4. Chiều dài khoang dàn (d). ....................................................................... 143
4.4.1. Nguyên tắc cấu tạo thanh dàn. ................................................................ 144
4.4.2. Tiết diện thanh có một thành đứng.......................................................... 145
4.4.3. Tiết diện thanh có hai thành đứng. .......................................................... 146
4.4.4. Kích thước của các thanh dàn chủ.......................................................... 148
4.4.5. Yêu cầu về độ mảnh cho cáC CấU KIệN. ............................................... 148
4.4.5.1. Cấu kiện chịu nén. ................................................................................ 148
4.4.5.2. Cấu kiện chịu kéo.................................................................................. 148
4.4.6. Cấu tạo thanh giằng, bản giằng, bản khoét lỗ ......................................... 149
4.4.6.1. Bản giằng ........................................................................................................................ 149
4.4.5.2. Thanh giằng..................................................................................................................... 150
4.4.5.3. Bản kht lỗ .................................................................................................................... 150
4.7. Cơ sở tính tốn thiết kế kết cấu nhịp cầu thép ........................................................................ 177
CHƯƠNG 5: CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP (LT= 10t,BT=3t, T.Luận=4t, THọc=15t)....................... 178
5.1. Đặc điểm cầu BTCT.............................................................................................................. 178
5.2. Kết cấu nhịp dầm BTCT đúc tại chỗ ...................................................................................... 180

ĐẶC ĐIỂM CỦA CẦU BẢN ................................. Error! Bookmark not defined.
5.3. Kết cấu nhịp dầm BTCT lắp ghép ......................................................................................... 181

CẦU BẢN LẮP GHÉP ........................................................................................ 181
5.4. Kết cấu nhịp dầm bê tông ứng suất trước............................................................................... 184

7.1.

CẤU TẠO DẦM BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC. Error! Bookmark not defined.

7.1.1.

Đặc điểm của bê tông dự ứng lực ...................................................................... 184

7.1.2.

Các loại kết cấu bê tông dự ứng lực ................................................................... 184

7.1.3.

Cầu bê tông dự ứng lực căng trước ................................................................... 190

7.1.4.

Cầu dầm dự ứng lực cốt thép căng sau .............................................................. 202

7.1.5.

Cầu dầm liên tục và liên tục hố cầu dầm bê tơng dự ứng lực ........................... 207

5.5. Khung T dầm đeo .................................................................................................................. 216
5.6. Kết cấu nhịp dầm liên tục thi công theo phương pháp đúc hẫng ............................................. 218
5.7. Kết cấu nhịp dầm liên tục thi công theo phương pháp đúc đẩy............................................... 219
Bộ môn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [10]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

5.8. Kết cấu nhịp dầm liên tục thi công theo phương pháp đúc trên đà giáo di động ..................... 219
5.9. Kết cấu nhịp dầm liên tục thi công theo phương pháp lắp ghép ............................................. 221

5.10. Kết cấu nhịp cầu vòm ......................................................................................................... 221
5.11. Cơ sở tính tốn thiết kế cầu bê tơng cốt thép ....................................................................... 221
CHƯƠNG 6: CẦU TREO VÀ CẦU DÂY VĂNG (LT= 2t,BT=0t, T.Luận=0t, THọc=2t)............... 221
6.1. Cầu treo ................................................................................................................................ 221
6.2. Cầu dây văng ........................................................................................................................ 222
CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ CƠ SỞ VÀ SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN CẦU (LT= 2t,BT=0t,
T.Luận=0t, THọc=4t) ...................................................................................................................... 223
7.1. Các số liệu cơ bản phục vụ cho thiết kế cơ sở ....................................................................... 224
3.1. CÁC CĂN CỨ LẬP PHƯƠNG ÁN CẦU: ........................................................................... 224

3.1.1. Khái niệm chung: ..................................................................................... 224
3.1.2. Phân tích các tài liệu khi thiết kế các phương án cầu:........................... 224
3.1.2.1. Chọn vị trí cầu: ................................................................................. 224
3.1.2.2. Mặt cắt dọc tim cầu: ......................................................................... 225
3.1.2.3. Mặt cắt địa chất dọc tim cầu: ........................................................... 225
3.1.2.4. Các số liệu thủy văn: ........................................................................ 225
3.1.2.5. Khẩu độ thoát nước:......................................................................... 226
3.1.3. Khổ giới hạn và khổ thông thuyền: ......................................................... 226
3.1.3.1. Khổ giới hạn: .................................................................................... 226
3.1.3.2. Khổ thông thuyền: ............................................................................. 227
7.2. Nội dung thiết kế cơ sở ......................................................................................................... 229
2.1. CÁC GIAI ĐOẠN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG VÀ CÁC BƯỚC THIẾT KẾ: ............................ 229

2.1.1. Các giai đoạn đầu tư xây dựng: .............................................................. 229
2.1.1.1. Chuẩn bị đầu tư: ............................................................................... 229
2.1.1.2. Thực hiện đầu tư: ............................................................................. 232
2.1.1.3. Kết thúc xây dựng đưa cơng trình vào khai thác sử dụng: .............. 232
2.1.2. Các bước thiết kế: ................................................................................... 232
7.3. Các chỉ tiêu so sánh và biện pháp đánh giá một phương án cầu ............................................. 236
CHƯƠNG 8: ĐƯỜNG HẦM VÀ METRO (LT= 6t,BT=0t, T.Luận=2t, THọc=10t) ........................ 238

8.1. Phân loại đường hầm theo mục đích sử dụng ........................................................................ 238
8.2. Cấu tạo chung của đường hầm .............................................................................................. 239
8.2.1. Hầm xuyên núi .................................................................................................................. 240
8.2.2. Hầm vượt đường ................................................................................................................ 240
8.3. Những biện pháp công nghệ thi công đường hầm.................................................................. 240
8.4. Khái niệm về metro .............................................................................................................. 242

8.4.1. Metro ngầm .............................................................................................. 242
8.4.2. Metro nổi .................................................................................................. 242
Bộ môn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [11]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................................ 242
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1: Sơ đồ tư duy nội dung chương 1-Cơ sở tổng luận cầu ........................................................ 14
Hình 1. 2: Mơ hình cơng trình cầu. .....................................................................................................15
Hình 1. 3: Hình ảnh cầu thực tế .......................................................................................................... 16
Hình 1. 4: Mơ hình đường tràn. .......................................................................................................... 16
Hình 1. 5: Cơng trình đường tràn trong thực tế. .................................................................................. 16
Hình 1. 6: Mơ hình cầu tràn................................................................................................................ 17
Hình 1. 7: Cơng trình cầu tràn trong thực tế. ....................................................................................... 17
Hình 1. 8: Mơ hình cống thốt nước qua đường. ................................................................................. 17
Hình 1. 9: Cơng trình cống trong thực tế. ........................................................................................... 17
Hình 1. 10: Cơng trình tường chắn. ....................................................................................................18
Hình 1. 11: Mơ hình hầm vượt núi. ....................................................................................................18
Hình 1. 12: Hầm Hải Vân (Việt Nam). ............................................................................................... 18

Hình 1. 13: Hầm Thủ Thiêm (Việt Nam). ........................................................................................... 19
Hình 1. 14: Mơ hình hầm giao thơng trong lịng đất............................................................................ 19
Hình 1. 15: Cơng trình hầm giao thơng trong lịng đất. ....................................................................... 19
Hình 1. 16: Mơ hình xây dựng tàu điện ngầm ở Hà Nội trong tương lai. ............................................. 20
Hình 1. 17: Cơng trình hầm vượt đường. ............................................................................................ 20

Hình 2. 1: Sơ đồ tư duy nội dung chương 2-Cấu tạo các bộ phận trên cầu........................................... 39
Hình 2. 2: Mặt cầu ơtơ........................................................................................................................ 40
Hình 2. 3: Mặt cầu bêtơng atphalt. ...................................................................................................... 40
Hình 2. 4: Mặt cầu bêtơng ximăng. .....................................................................................................41
Hình 2. 5: Mặt cầu bản thép trực hướng.............................................................................................. 42
Hình 2. 6: Dạng sườn dọc có mặt cắt hở. ............................................................................................ 43
Hình 2. 7: Dạng sườn dọc có mặt cắt kín. ........................................................................................... 43
Hình 2. 8: Cấu tạo mặt cầu liên tục nhiệt độ. ...................................................................................... 44
Hình 2. 9: Cấu tạo mặt cầu liên tục nhiệt độ. ...................................................................................... 45
Hình 2. 10: Mặt cầu đường sắt có máng đá balát. ............................................................................... 46
Hình 2. 11: Mơ hình mặt cầu trần có tà vẹt đặt trực tiếp lên dầm. ....................................................... 46
Hình 2. 12: Mặt cầu trần có tà vẹt đặt trực tiếp lên dầm. .....................................................................47
Hình 2. 13: Mơ hình mặt cầu có ray đặt trực tiếp lên bản mặt cầu. ...................................................... 48
Hình 2. 14: Mặt cầu có ray đặt trực tiếp lên bản mặt cầu.....................................................................48
Hình 2. 15: Khe co giãn hở................................................................................................................. 49
Bộ môn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [12]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

Hình 2. 16: Khe co giãn kín. .............................................................................................................. 50
Hình 2. 17: Khe co giãn cao su chịu nén. ........................................................................................... 51

Hình 2. 18: Khe co giãn cao su bản thép. ........................................................................................... 51
Hình 2. 19: Khe co giãn bản thép trượt. ............................................................................................. 52
Hình 2. 20: Khe co giãn răng lược, răng cưa. ..................................................................................... 53
Hình 2. 21: Khe co giãn mơđun. ........................................................................................................ 53
Hình 2. 22: Cấu tạo và thi công khe co giãn môđun. .......................................................................... 54
Hình 2. 23: Độ dốc dọc cầu đối xứng về hai phía. .............................................................................. 55
Hình 2. 24: Độ dốc dọc cầu về một phía. ........................................................................................... 55
Hình 2. 25: Tạo dốc ngang cầu. ......................................................................................................... 56
Hình 2. 26: Độ dốc ngang được tạo ngay trong q trình thi cơng. ..................................................... 56
Hình 2. 27: Cấu tạo ống thốt nước bằng gang đúc. ........................................................................... 57
Hình 2. 28: Cấu tạo ống thốt nước PVC. .......................................................................................... 58
Hình 2. 29: Bố trí ống thốt nước....................................................................................................... 59
Hình 2. 30: Giải pháp dẫn ống thốt nước cầu.................................................................................... 60
Hình 2. 31: Cấu tạo lề người đi cùng mức. ......................................................................................... 60
Hình 2. 32: Cấu tạo lề người đi khác mức. ......................................................................................... 61
Hình 2. 33: Cấu tạo chi tiết lan can. ................................................................................................... 62
Hình 2. 34: Lan can bằng thép. .......................................................................................................... 62
Hình 2. 35: Mở rộng nền đường vào cầu. ........................................................................................... 63
Hình 2. 36: Bản quá độ sau mố. ......................................................................................................... 64
Hình 2. 37: Sàn giảm tải sau mố ........................................................................................................ 64
Hình 2. 38: Sơ đồ tĩnh học của gối cầu............................................................................................... 65
Hình 2. 39: Bố trí gối cầu trong cầu giản đơn nhiều nhịp. .................................................................. 65
Hình 2. 40: Bố trí gối cầu trong cầu giản đơn nhiều nhịp khi có trụ cầu cao. ...................................... 66
Hình 2. 41: Bố trí trên mặt bằng......................................................................................................... 67
Hình 2. 42: Gối tiếp tuyến.................................................................................................................. 67
Hình 2. 43: Gối con lăn...................................................................................................................... 68
Hình 2. 44: Gối chậu.......................................................................................................................... 69
Hình 2. 45: Gối cao su bản thép. ........................................................................................................ 70
Hình 2. 46: Gối con lăn cho cầu thép. ................................................................................................ 70
Hình 2. 47: Gối con lăn cho cầu thép (gối di động và cố định). .......................................................... 71

Hình 3. 1: Sơ đồ tư duy nội dung chương 3-Mố, trụ cầu .................................................................... 72

Bộ môn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [13]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

Hình 4. 1: Sơ đồ tư duy nội dung chương 4- Cầu thép ...................................................................... 113

Hình 5. 1: Sơ đồ tư duy nội dung chương 5-Cầu bê tơng cốt thép ..................................................... 178

Hình 6. 1: Sơ đồ tư duy nội dung chương 6- Cầu treo và cầu dây văng ............................................. 221

Hình 7. 1: Sơ đồ tư duy nội dung chương 7-TKCS và PA cầu .......................................................... 224

Hình 8. 1: Sơ đồ tư duy nội dung chương 8- Đường hầm và metro ................................................... 238

DANH MỤC BẢNG BIỀU

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ TỔNG LUẬN CẦU (LT= 2t,BT=0t, TL=0t, THọc=4t)
1.1.

Các cơng trình nhân tạo trên đường;

1.2.

Khái niệm về cơng trình cầu;

1.3.

Tiêu chuẩn áp dụng trong thiết kế cầu, cống.

Hình 1. 1: Sơ đồ tư duy nội dung chương 1-Cơ sở tổng luận cầu

1.1. Các cơng trình nhân tạo trên đường
- Khái niệm: Là một kết cấu do con người xây dựng trên đường cho phép vượt qua các chướng
ngại vật để đảm bảo giao thơng.
- Cơng trình nhân tạo trên đường bao gồm:
+ Cơng trình vượt sơng, suối, thung lũng,…: Cầu, hầm.
+ Cơng trình chắn đất: Tường chắn.
+ Cơng trình thốt nước nhỏ: Cống, đường tràn, cầu tràn.

Bộ mơn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [14]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

1.1.1. Cầu
Cầu là cơng trình để vượt qua dịng nước, qua thung lũng, qua đường, qua các khu vực sản xuất, các
khu thương mại hoặc qua khu dân cư. Theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05 thì cầu là một kết cấu bất kỳ
vượt khẩu độ không dưới 6m tạo thành một phần của một con đường.

Người ta phân loại cầu theo nhiều cách khác nhau. Cách phân loại này sẽ được trình bày ở mục
sau.
- Ưu điểm

Có khả năng thốt nước với lưu lượng và khẩu độ lớn, cho phép các phương tiện qua lại phía bên dưới
cầu, có tính ổn định và tuổi thọ cao, mỹ quan đẹp.
- Nhược điểm
Thiết kế và thi công phức tạp, giá thành xây dựng cao.
- Phạm vi áp dụng
Vượt qua các chướng ngại vật lớn: sông, thung lũng, đường…
Trong các trường hợp vượt dịng chảy có u cầu thơng thuyền.
Các cơng trình vượt chướng ngại địi hỏi tuổi thọ cao, mang tính chất quantrọng…
Trường hợp vượt các dịng chảy nhỏ nhưng phương án cống khơng đáp ứng được, ví dụ như:
• Khi xây dựng cơng trình ở địa hình có độ cao vai đường thấp mà nếu sử dụng cống chìm thì
khơng đảm bảo chiều dày tối thiểu 50cm dành cho phần đất đắp bên trên cống.
• Khi dịng chảy có nhiều vật trơi nếu làm cống dễ dẫn đến khả năng tắc cống, không đảm bảo
an tồn cho nền đường.
• Khi có u cầu thốt nước nhanh không cho phép mực nước ở thượng lưu cống dâng cao làm
ảnh hưởng đến khu dân cư hay ruộng vườn. Trong trường hợp này phương án sử dụng cầu thay cho
phương án cống tỏ ra hợp lý hơn.

Hình 1. 2: Mơ hình cơng trình cầu.

Bộ mơn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [15]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

Hình 1. 3: Hình ảnh cầu thực tế

1.1.2. Các cơng trình thốt nước nhỏ
- Đường tràn là cơng trình có mặt đường nằm sát cao độ đáy sông, vào mùa mưa nước chảy tràn qua

mặt đường nhưng xe cộ vẫn đi lại được. Có thể đặt cống bên dưới để thốt nước. Áp dụng: Cho các
dịng chảy có lưu lượng nhỏ, và có lũ xảy ra trong thời gian ngắn.

Hình 1. 4: Mơ hình đường tràn.

Hình 1. 5: Cơng trình đường tràn trong thực tế.

- Cầu tràn là cơng trình được thiết kế dành một lối thoát nước dưới đường, đủ để dịng chảy thơng
qua với một lưu lượng nhất định. Khi vượt quá lưu lượng này, nước sẽ tràn qua đường. Áp dụng: Cho
những dịng chảy có lưu lượng nhỏ và trung bình tương đối kéo dài trong năm.

Bộ mơn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [16]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

Hình 1. 6: Mơ hình cầu tràn.

Hình 1. 7: Cơng trình cầu tràn trong thực tế.

- Cống là cơng trình thốt nước chủ yếu qua các dịng nước nhỏ, có lưu lượng nhỏ (Q  40  50
m /s). Quy định: Chiều dày lớp đất đắp trên đỉnh cống ≥ 0.5m để phân bố áp lực bánh xe và giảm lực
xung kích.
3

Hình 1. 8: Mơ hình cống thốt nước qua đường.

Hình 1. 9: Cơng trình cống trong thực tế.

1.1.3. Tường chắn
Tường chắn là cơng trình chắn đất, được xây dựng nhằm đảm bảo ổn định của độ dốc taluy nền đường.

Bộ môn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [17]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

Hình 1. 10: Cơng trình tường chắn.

1.1.4. Hầm
Hầm là cơng trình có cao độ tuyến đường thấp hơn nhiều so với mặt đất tự nhiên. Tùy theo mục
đích sử dụng có các cơng trình hầm sau:
- Hầm vượt núi: Là hầm được xây dựng xuyên qua núi, có cao độ tuyến đường thấp hơn nhiều so
với cao độ mặt đất tự nhiên.

Hình 1. 11: Mơ hình hầm vượt núi.

Hình 1. 12: Hầm Hải Vân (Việt Nam).

- Hầm vượt sông, eo biển: Khi vượt qua các sông lớn, các eo biển sâu, việc xây dựng trụ cầu khó
khăn hoặc cầu quá cao, khi đó ta có thể làm hầm.

Bộ mơn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [18]

Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

Hình 1. 13: Hầm Thủ Thiêm (Việt Nam).

- Hầm giao thông trong lịng đất: Trong các thành phố đơng dân cư để đảm bảo giao thơng nhanh
chóng, có thể xây dựng các hầm cho người, xe cộ hoặc tàu điện đi qua.

Hình 1. 14: Mơ hình hầm giao thơng trong lịng đất.

Hình 1. 15: Cơng trình hầm giao thơng trong lịng đất.

Bộ môn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [19]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

Hình 1. 16: Mơ hình xây dựng tàu điện ngầm ở Hà Nội trong tương lai.

- Hầm vượt đường (hầm chui): Tại các nút giao ta có thể xây dựng hầm chui.

Hình 1. 17: Cơng trình hầm vượt đường.

1.2.

Khái niệm về cơng trình cầu

1.2. Các bộ phận và các kích thước cơ bản của cầu

1.2.1. Các bộ phận của cơng trình cầu

- Cơng trình cầu bao gồm: Cầu, đường dẫn vào cầu, các cơng trình điều chỉnh dịng chảy và
gia cố bờ sông.
- Cầu bao gồm: Kết cấu phần trên và kết cấu phần dưới.
+ Kết cấu phần trên: Kết cấu nhịp.
Tác dụng: Tạo ra bề mặt cho xe chạy và cho người đi bộ trên cầu, đảm bảo xe chạy êm
thuận và an tồn trong q trình chuyển động.
+ Kết cấu phần dưới: Mố cầu, trụ cầu, nền móng.

Bộ mơn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [20]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

Tác dụng: Đỡ kết cấu phần trên và truyền tải trọng từ kết cấu phần trên xuống đất nền.
Kết cấu phần dưới thường chiếm (40  60)% tổng giá thành xây dựng cơng trình.

Hình 1.10: Các bộ phận của cầu.
- Ngồi ra cịn có các kết cấu phụ trợ khác như: Lớp phủ mặt cầu, lan can, hệ thống thoát
nước, gối cầu, khe co giãn, …
- Một số dạng mặt cắt ngang được dùng trong thực tế.

Hình 1. 18: Mặt cắt ngang kết cấu nhịp dầm T bằng BTCT

Hình 1. 19: Mặt cắt ngang kết cấu nhịp dầm I bằng BTCT liên hợp bêtông
Bộ môn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,

Trang [21]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

Hình 1. 20: Mặt cắt ngang kết cấu nhịp dầm bản 2 lỗ BTCT

Hình 1. 21: Mặt cắt ngang kết cấu nhịp dầm super – T bằng BTCT

Hình 1. 22: Mắt cắt ngang kết cấu nhịp cầu dầm hộp nhiều vách ngăn BTCT

Bộ môn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [22]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

1.2.2. Các kích thước cơ bản của cầu

Hình 1. 23: Bố trí chung cầu – các kích thước cơ bản của cầu

- Các chiều dài cầu:
+ Khẩu độ thoát nước dưới cầu (L0): Là khoảng cách tính từ mép trong mố bên này đến
mép trong của mố bên kia. Khẩu độ thoát nước dưới cầu được xác định trên cơ sở tính toán
thủy văn dưới cầu theo tần suất thiết kế P%, đảm bảo sau khi xây dựng cầu không phát sinh ra
hiện tượng xói chung và xói cục bộ quá lớn hoặc không tạo nên mực nước dềnh quá lớn trước
cầu.
+ Chiều dài nhịp (Lnh): Là khoảng cách tính từ đầu dầm bên này đến đầu dầm bên kia.
+ Chiều dài nhịp tính tốn (Ltt): Là chiều dài đoạn dầm mà tại đó biểu đồ mơmen khơng

đổi dấu.
+ Chiều dài tồn cầu (Lcau): Là chiều dài tính từ đi mố bên này đến đuôi mố bên kia.

Lcau   Lnh   a  2.Lmo
Trong đó:
 Lnh: Là chiều dài của một nhịp.
 a: Khe hở giữa các đầu dầm.
 Lmo: Chiều dài của mố cầu.
- Các chiều cao thiết kế cầu:
+ Chiều cao tự do dưới cầu (H): Là khoảng cách tính từ đáy KCN đến MNCN.
+ Chiều cao kiến trúc của cầu (Hkt): Là khoảng cách tính từ đáy KCN đến mặt đường xe
chạy.
+ Chiều cao của cầu (H1): Là khoảng cách tính từ mặt đường xe chạy đến MNTN (đối
với cầu vượt qua dòng nước) và đến mặt đất tự nhiên (đối với cầu cạn).
- Các mực nước thiết kế:
Bộ môn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [23]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

+ Mực nước cao nhất (MNCN): Là mực nước lớn nhất xuất hiện trên sông ứng với tần
suất lũ thiết kế P%. Dựa vào MNCN để xác định khẩu độ cầu tính toán và cao độ đáy dầm.
+ Mực nước thấp nhất (MNTN): Là mực nước thấp nhất xuất hiện trên sông ứng với tần
suất lũ thiết kế P%. Dựa vào MNTN để biết vị trí chỗ lịng sơng nước sâu trong mùa cạn, căn
cứ vào đó để xác định vị trí các nhịp thơng thuyền. Ngồi ra cịn xác định cao độ đỉnh bệ móng
của trụ giữa sơng.
Mực nước cao nhất và mực nước thấp nhất được xác định theo các số liệu quan trắc thủy
văn về mực nước lũ, được tính tốn theo tần suất P% quy định đối với các cầu và đường khác

nhau.
+ Mực nước thông thuyền (MNTT): Là mực nước cao nhất cho phép tàu bè đi lại dưới
cầu an toàn. Dựa vào MNTT và chiều cao thông thuyền để xác định cao độ đáy dầm.
Theo Tiêu chuẩn 22TCN18-79, tần suất thiết kế để tính MNCN, MNTN cho cầu vừa, cầu
lớn là 1%, MNTT là 5%. Hiện nay theo Tiêu chuẩn 22TCN272-05 không quy định.
 Xác định cao độ đáy dầm:
+ Đáy dầm tại mọi vị trí phải cao hơn MNCN  0.5m đối với sông đồng bằng và  1.0m
đối với sơng miền núi có đá lăn cây trôi (đường ôtô).
+ Tại những nơi khô cạn hoặc đối với cầu cạn, cầu vượt thì cao độ đáy dầm tại mọi vị trí
phải cao hơn mặt đất tự nhiên  1.0m.
+ Cao độ đáy dầm phải cao hơn hoặc bằng MNTT cộng với chiều cao thông thuyền.
+ Đỉnh xà mũ của mố trụ phải cao hơn MNCN tối thiểu là 0.25m.
1.3. Phân loại cầu
1.3.1. Phân loại theo mục đích sử dụng

Tùy theo mục đích sử dụng, có thể phân thành các loại cầu:
- Cầu ôtô: Là công trình cầu cho tất cả các phương tiện giao thơng trên đường ôtô như: xe
tải, xe gắn máy, xe thô sơ và đoàn người bộ hành, ...
- Cầu đường sắt: Được xây dựng dành riêng cho tàu hỏa.
- Cầu đi bộ: Phục vụ dành riêng cho người đi bộ.
- Cầu thành phố: Là cầu cho ô tô, tàu điện, người đi bộ, ...
- Cầu chạy chung: Là cầu cho cả ô tô, xe lửa, người đi bộ, ...
- Cầu đặc biệt: Là các cầu phục vụ cho các ống dẫn nước, ống dẫn khí, ...
1.3.2. Phân loại theo vật liệu làm kết cấu nhịp

- Cầu gỗ.
- Cầu đá.
- Cầu bê tông.
- Cầu bê tông cốt thép.
Bộ môn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM

Email: ,
Trang [24]


Giáo trình: Cơng trình nhân tạo F1 (bản thảo)

- Cầu thép.
1.3.3. Phân loại theo chướng ngại vật

- Cầu thông thường (vượt sơng): Là các cơng trình cầu được xây dựng vượt qua các dịng
nước như: sơng, suối, khe sâu, ...

Hình 1.12a: Mơ hình cầu thơng thường.

Hình 1.12b: Cơng trình cầu thông thường.
- Cầu vượt (cầu qua đường): Là các công trình cầu được thiết kế cho các nút giao nhau khác
mức trên đường ơtơ hoặc đường sắt.

Hình 1.13a: Mơ hình cầu vượt đường.

Bộ môn Cầu – Hầm CS2; />Địa chỉ: P.08-Nhà E1, Khu Giảng đường, Trường ĐH GTVT Cơ sở II, 451 Lê Văn Việt, Q.9, Tp.HCM
Email: ,
Trang [25]