Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu 1: Chương 5 - TS. Nguyễn Ngọc Tuyển

11/16/2012

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

Bộ môn Cầu và Công trình ngầm

Website: 

Website:  />
THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG 
CẦU 1
TS. NGUYỄN NGỌC TUYỂN
Website môn học: http://47XDCT‐GTVT.TK/
Hà Nội, 10‐2012

CHƯƠNG V
Cầu dầm BTCT nhịp giản đơn

213

1


11/16/2012

Nội dung chương 5
•
•
•
•

5.1. Khái niệm chung
5.2. Cầu dầm đơn giản đúc tại chỗ
5.3. Cầu dầm đơn giản lắp ghép
5.4. Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép
–
–
–
–
–
–
–

5.4.1. Đặc điểm
5.4.2. Bố trí cốt thép thường
5.4.3. Ví dụ dầm I33
5.4.4. Ván khuôn
5.4.5. Các phương pháp lao lắp dầm
5.4.6. Thi công cầu dầm Super‐T
5.4.7. Lưu ý khi thi công
214

5.1. Khái niệm chung
• 5.1.1. Đặc điểm cầu dầm nhịp đơn giản
– Khi chiều dài nhịp L tăng => chiều cao tiết diện h tăng
• Khi cần vượt nhịp lớn, sử dụng cầu bản không còn hợp lý do tốn vật
liệu, tĩnh tải lớn, không khai thác hết khả năng làm việc của vật liệu
• => sử dụng cầu dầm
(bằng cách thu nhỏ phần chịu kéo đủ để bố trí cốt thép chịu lực)

b

b

h
h

bw

215

2


11/16/2012

Khái niệm chung (t.theo)
• Đặc điểm của cầu dầm (t.theo)
– Ưu điểm:
Cấu tạo, thi công đơn giản, dễ định hình hóa, áp dụng phổ biến
Chỉ có mô men dương => bố trí cốt thép chịu kéo ở biên dưới
Phù hợp với nhịp nhỏ, trung bình
Thi công, vận chuyển, lao lắp tương đối đơn giản, quen thuộc với các
nhà thầu
• Mố trụ đơn giản
•
•
•
•

– Nhược điểm:

• Nhịp không lớn => cần bố trí nhiều trụ => thông thương, thông thủy
kém hơn
• Nhiều khe biến dạng => xe chạy không êm thuận
– Khắc phục bằng cách sử dụng bản liên tục nhiệt
216

Khái niệm chung (t.theo)
• Đặc điểm của cầu dầm (t.theo)

217

3


11/16/2012

Khái niệm chung (t.theo)
• 5.1.2. Phân loại cầu dầm
– Phân loại theo công nghệ thi công
• Cầu đúc tại chỗ
• Cầu lắp ghép
• Cầu bán lắp ghép

– Phân loại theo vật liệu
• Cầu BTCT thường
• Cầu BTCT dự ứng lực (Căng trước hoặc Căng sau)
• Cầu bê tông cốt cứng

– Phân loại theo dạng tiết diện dầm
• Dầm tiết diện chữ I, chữ T, chữ TT (double T), dầm hộp…

218

Khái niệm chung (t.theo)
• Phân loại cầu dầm (t.theo)

DẦM T

DẦM HỘP

DẦM I
219

4


11/16/2012

5.2. Cầu dầm đơn giản đúc tại chỗ
• 5.2.1. Đặc điểm
– Áp dụng cho các cầu nhịp nhỏ (L<20‐22m), 
– Thường áp dụng cho cầu nhỏ ở địa phương khi không có điều
kiện vận chuyển, lắp ráp.
– Ưu điểm:
• Độ cứng tốt, tính toàn khối cao, truyền lực ngang tốt
• Kỹ thuật thi công không yêu cầu cao, không cần thiết bị lao lắp
• Có thể sử dụng vật liệu địa phương

– Nhược điểm:
•

•
•
•

Đòi hỏi dàn giáo, ván khuôn dày đặc
Thời gian thi công lâu
Phụ thuộc vào địa hình, địa chất
Cản trở dòng chảy (với cầu vượt sông)
220

Cầu dầm đơn giản đúc tại chỗ (t.theo)
• 5.2.2. Các dạng mặt cắt ngang

BÊ TÔNG ĐỔ TẠI CHỖ

BÊ TÔNG ĐỔ TẠI CHỖ

BÊ TÔNG ĐỔ TẠI CHỖ

221

5


11/16/2012

Cầu dầm đơn giản đúc tại chỗ (t.theo)
• Các dạng mặt cắt ngang cầu (t.theo)

222

Cầu dầm đơn giản đúc tại chỗ (t.theo)
• Các dạng mặt cắt ngang cầu (t.theo)

223

6


11/16/2012

Cầu dầm đơn giản đúc tại chỗ (t.theo)
• Ví dụ:

224

Cầu dầm đơn giản đúc tại chỗ (t.theo)
• 5.2.3. Kích thước cơ bản tiết diện chữ T đúc tại chỗ
– Dầm chủ: Kết cấu chịu lực chính, 2 đầu kê lên mố hoặc trụ
• Chiều cao dầm chủ: h ≥ 0.07 L (với L là chiều dài nhịp)
Theo kinh nghiệm: h = (1/8 – 1/16)L
(chiều cao tăng nếu mặt cắt ngang có ít dầm và ngược lại)
• Bề dày sườn dầm chủ: bw
Đủ để bố trí cốt thép
Đủ để chịu lực cắt
Bw = (1/6 – 1/7)h

hf
h

• Số dầm chủ
Bố trí sao cho ít dầm chủ nhất
=> tiết kiệm ván khuôn (k.cách S = 2‐3m)

Cánh dầm
(bản mặt cầu)

bw

Sườn dầm
(vách dầm)
225

7


11/16/2012

Cầu dầm đơn giản đúc tại chỗ (t.theo)
• Kích thước cơ bản tiết diện chữ T đúc tại chỗ (t.theo)

≥ 30mm

bw

bw
≥  38mm
≥  1.5d
≥  1.5Dcốt_liệu (max)

d

≥ 15mm

≥  50mm
≥  2d
≥  1.5 Dcốt_liệu (max)

≥  25mm
≥  d
≤  150mm

≥ 30mm

– Bản mặt cầu (cánh dầm):
• Chiều dày bản không kể hao mòn:
hf ≥ 175mm và hf = (S+3000)/30 với S là cự ly giữa các dầm

• Bản hẫng thường lấy dài = ½ S
226

Cầu dầm đơn giản đúc tại chỗ (t.theo)
• Kích thước cơ bản tiết diện chữ T đúc tại chỗ (t.theo)
– Dầm ngang
• Có tác dụng liên kết các dầm chủ theo phương ngang => tăng độ cứng, 
chịu xoắn tốt, phân bố tải trọng đều hơn cho các dầm chủ
• Tăng cường chịu lực cho bản mặt cầu (do ngàm vào cả dầm chủ và dầm
ngang)
• Khoảng cách giữa các dầm ngang (theo phương dọc cầu) là L1 = 4‐6m
• Sườn dầm ngang bdn = 0.2‐0.25m

• Chiều cao dầm ngang hdn = 2/3h

– Dầm dọc phụ
• Có tác dụng phân nhịp bản sao cho d = 2‐3m
• Sườn dầm dọc phụ bddp = 0.15‐0.2m
• Chiều cao dầm dọc phụ hddp = (0.3‐0.5)h
227

8


11/16/2012

5.3. Cầu dầm đơn giản lắp ghép
• 5.3.1. Đặc điểm
– Kết cấu nhịp được chia thành các khối. Các khối này được đúc
trong nhà máy hoặc trên bãi đúc công trường sau đó tiến hành
vận chuyển lao lắp các cấu kiện và sau cùng liên kết các cấu
kiện bằng các mối nối.
– Ưu điểm:
• Tính cơ giới hóa cao, chất lượng cấu kiện tốt, năng suất cao
• Thi công nhanh, giảm khối lượng trên công trường
• Tiết kiệm vật liệu làm ván khuôn và không cần làm giàn giáo

– Nhược điểm:
• Đòi hỏi các phương tiện vận chuyển lao lắp
• Nhiều mối nối cấu tạo và thi công phức tạp => chiu lực bất lợi
• Tính làm việc không gian kém so với toàn khối.
228

Cầu dầm đơn giản lắp ghép (t.theo)
• Đặc điểm (t.theo)
– Phạm vi áp dụng: sử dụng rộng rãi cho các nhịp nhỏ và trung
bình
MẶT CẮT NGANG CẦU DẦM T LẮP GHÉP

(Phổ biến ở Việt Nam khi còn áp dụng quy trình cũ 22TCN18‐79, theo định hình của Nga)
229

9


11/16/2012

Cầu dầm đơn giản lắp ghép (t.theo)
• Cầu lắp ghép tiết diện chữ T

230

Cầu dầm đơn giản lắp ghép (t.theo)
• 5.3.2. Một số dạng mặt cắt ngang cầu đơn giản lắp ghép

231

10


11/16/2012

Cầu dầm đơn giản lắp ghép (t.theo)

• 5.3.3. Phân khối kết cấu nhịp

Phân khối theo chiều dọc

Phân khối theo cả chiều dọc và chiều ngang

Phân khối toàn nhịp
232

Cầu dầm đơn giản lắp ghép (t.theo)
• Phân khối kết cấu nhịp (t.theo)

Cầu Pontchartrain – Mỹ
Dài 38.4 km gồm 2 nhịp 30m và 2215 nhịp 17m
Dầm BTCT DƯL lắp đặt từng nhịp
233

11


11/16/2012

Cầu dầm đơn giản lắp ghép (t.theo)
• Phân khối kết cấu nhịp (t.theo)

234

Cầu dầm đơn giản lắp ghép (t.theo)
• Phân khối kết cấu nhịp (t.theo)

235

12


11/16/2012

Cầu dầm đơn giản lắp ghép (t.theo)
• 5.3.4. Cấu tạo mối nối
– Mối nối khô
‐ Khi đúc cấu kiện, các
bản thép chờ được
đặt sẵn trong bê tông
‐ Sau khi các cấu kiện
được cẩu lắp vào vị
trí, sử dụng bản thép
hàn liên kết hai khối
lại với nhau.

236

Cầu dầm đơn giản lắp ghép (t.theo)
• Cấu tạo mối nối (t.theo)
– Mối nối ướt

‐ Khi đúc cấu kiện, đặt
sẵn các cốt thép chờ
‐ Sau khi các cấu kiện, 
tiến hành ghép nối
thép chờ, đặt thêm cốt

dọc, ghép ván khuôn và
tiến hành đổ bê tông
liên kết hai khối lại với
nhau.

237

13


11/16/2012

5.4. Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép
• 5.4.1. Đặc điểm
– Các dầm chủ dạng chữ I, chữ T cánh ngắn, chữ U, chữ U 
ngược, hộp … được đúc sẵn và lắp đặt vào vị trí. Bê tông bản
mặt cầu được tiến hành đổ tại chỗ.
– Ưu điểm:
•
•
•
•

Trọng lượng dầm nhẹ, thuận tiện cho việc lao lắp
Không phải thi công các mối nối
Tính toàn khối cao hơn cầu lắp ghép
Chịu tác động xung kích tốt

– Nhược điểm:
• Thời gian thi công bản mặt cầu lâu hơn

– Áp dụng ở Việt Nam: chủ yếu là dầm I chiều dài 20m, 25m và
33m
238

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• Đặc điểm (t.theo)
– Áp dụng ở Việt Nam chủ yếu là các dầm sau
• dầm I chiều dài 20m, 25m và 33m
BẢN MẶT CẦU ĐỔ TẠI CHỖ

DẦM ĐÚC SẴN

BẢN MẶT CẦU ĐỔ TẠI CHỖ

• Dầm Super‐T chiều dài dầm 40m,
chiều dài nhịp 38.3m
DẦM ĐÚC SẴN
239

14


11/16/2012

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• Đặc điểm (t.theo)

TIẾT DIỆN CHỮ I

TIẾT DIỆN CHỮ I CÁNH RỘNG

240

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• Đặc điểm (t.theo)

241

15


11/16/2012

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• Đặc điểm (t.theo)

TIẾT DIỆN DẦM SUPER‐T
242

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• Đặc điểm (t.theo)

243

16


11/16/2012

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• Đặc điểm (t.theo)

244

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• Đặc điểm (t.theo)

245

17


11/16/2012

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• 5.4.2. Bố trí cốt thép thường

246

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• Bố trí cốt thép thường

247

18


11/16/2012

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• 5.4.3. Ví dụ dầm I33

248

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• Ví dụ dầm I33

249

19


11/16/2012

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• 5.4.4. Ván khuôn

250

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• 5.4.5. Các phương pháp lao lắp dầm
1. LAO DẦM NHỊP 
ĐƠN GIẢN BẰNG CẨU:

251

20

11/16/2012

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• Các phương pháp lao lắp dầm (t.theo)
2. LAO DẦM NHỊP ĐƠN GIẢN BẰNG ĐẤU CẨU (2 CẨU):

252

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• Các phương pháp lao lắp dầm (t.theo)
3. LAO DẦM NHỊP ĐƠN GIẢN BẰNG CẨU ĐỨNG TRÊN KẾT CẤU NHỊP:

253

21


11/16/2012

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• Các phương pháp lao lắp dầm (t.theo)
4. LAO DẦM NHỊP ĐƠN GIẢN BẰNG GIÁ LONG MÔN DI ĐỘNG:

Giá long môn (cần trục
di chuyển trên ray)
‐ Tiết kiệm thời gian di 
chuyển
‐ Cần địa hình bằng
phẳng để làm đường ray
‐ Phù hợp với các cầu

trên cạn, nhiều nhịp

254

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• Các phương pháp lao lắp dầm (t.theo)
5. LAO DẦM NHỊP ĐƠN GIẢN BẰNG GIÁ LONG MÔN CỐ ĐỊNH:

Sau khi thi công xong
một nhịp, giá long môn
cố định được tháo và di 
chuyển sang nhịp tiếp
theo

255

22


11/16/2012

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• Các phương pháp lao lắp dầm (t.theo)
6. LAO DẦM NHỊP ĐƠN GIẢN BẰNG GIÁ LONG MÔN DẦM DẪN:

‐ Giá long môn đặt trên
mố, trụ
‐ Dầm dẫn vận chuyển
dầm ra vị trí nhịp
‐ Giá long môn sàng dầm

vào vị trí
‐ Phương pháp này thi
công được cho các nhịp
dưới nước

256

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• Các phương pháp lao lắp dầm (t.theo)
LAO DẦM NHỊP ĐƠN GIẢN BẰNG GIÁ LONG MÔN DẦM DẪN

‐ Phương pháp lao dầm
bằng giá long môn dầm
dẫn còn được sử dụng
khi địa hình không cho
phép vận chuyển dầm
dưới mặt đất

257

23


11/16/2012

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• Các phương pháp lao lắp dầm (t.theo)
7. LAO DẦM NHỊP ĐƠN
GIẢN BẰNG GIÁ LONG MÔN 
SÀN ĐẠO:

‐ Phương pháp này thi
công được cho các nhịp
dưới nước
‐ Việc làm sàn đạo có thể
gặp khó khăn khi mực
nước sâu hay địa chất
yếu
‐ Sàn đạo có thể cản trở
giao thông thủy
258

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• Các phương pháp lao lắp dầm (t.theo)
8. LAO DẦM BẰNG 
GIÁ 3 CHÂN:

259

24


11/16/2012

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• Các phương pháp lao lắp dầm (t.theo)
LAO DẦM BẰNG GIÁ 3 CHÂN (t.theo)

t9
t7

t8

260

Cầu dầm đơn giản bán lắp ghép (t.theo)
• Nhận xét các phương pháp lao lắp dầm bằng cẩu
– Thích hợp cho cấu kiện vừa và nhỏ
– Lưu ý làm đường di chuyển cho cẩu đảm bảo ko bị lún quá lớn
– Khi cẩu lắp dầm, cần chú ý đảm bảo ổn định của cẩu, tránh lật
cẩu gây hư hỏng dầm và thiết bị, nguy hiểm đến tính mạng…

261

25