Bài giảng Thiết kế và xây dựng mố trụ cầu: Chương 2 - TS. Nguyễn Ngọc Tuyển

8/16/2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

Bộ môn Cầu và Công trình ngầm

Website: 

Website:  />
THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG 
MỐ TRỤ CẦU
TS. NGUYỄN NGỌC TUYỂN
Website môn học:  />Hà Nội, 8‐2013

CHƯƠNG II
Cấu tạo mố cầu dầm

14

1


8/16/2013

Nội dung chương 2
• 2.1. Các bộ phận của mố cầu
– Chức năng và các kích thước cơ bản

• 2.2. Cấu tạo mố cầu và phạm vi áp dụng
– Mố nặng bằng bê tông và đá xây: mố kê, mố chữ U, mố chữ 
nhật, mố vùi, mố chữ T, mố chữ thập, mố có tường cánh xiên...

– Mố bằng bê tông cốt thép: mố chữ U (tường mỏng), mố vùi 
tường, mố cọc, mố cột, mố chân dê...

15

2.1. Các bộ phận của mố cầu
• (1) Tường đỉnh
• (2) Mũ mố

4

1

2
6
3

• (3) Tường trước

5

• (4) Tường cánh
• (5) Móng mố
• (6) Mô đất phần tư nón
16

2


8/16/2013

Các bộ phận của mố cầu (t.theo)
• (1) Tường đỉnh

4

– Là bộ phận chắn đất
sau dầm chủ hoặc
dầm mặt cầu.
– Có chiều cao từ mặt
mũ mố tới mặt cầu.

1

2
6
3

5

17

Các bộ phận của mố cầu (t.theo)
• (2) Mũ mố
– Là bộ phận kê đỡ kết cấu
nhịp và trực tiếp chịu áp
lực từ kết cấu nhịp truyền
xuống.

4

1

2
6
3

5

18

3


8/16/2013

Các bộ phận của mố cầu (t.theo)
• (3) Tường trước

4

– Còn được gọi là tường
thân mố.
– Làm nhiệm vụ tường
chắn đất đồng thời đỡ
tường đỉnh và mũ mố.

1

2

6
3

5

19

Các bộ phận của mố cầu (t.theo)
• (4) Tường cánh
– Là tường chắn đất để
đảm bảo ổn định cho
nền đường đầu cầu.

4

1

2
6
3

5

20

4


8/16/2013

Các bộ phận của mố cầu (t.theo)
• (5) Móng mố

4

– Đỡ tường thân mố, tường
cánh và truyền áp lực
xuống kết cấu móng.
– Nếu kết cấu móng là
móng cọc thì bệ mố đồng
thời là đài cọc
– Nếu địa chất tốt, bệ mố
đặt trên nền thiên nhiên
thì bệ mố làm luôn chức
năng của móng

1

2
6
3

5

21

Các bộ phận của mố cầu (t.theo)
• (6) Mô đất phần tư nón
– Có tác dụng giữ ổn định
cho taluy nền đường

đầu cầu.
– Hướng cho dòng chảy êm
thuận.

4

1

2
6
3

5

22

5


8/16/2013

Các bộ phận của mố cầu (t.theo)
• (7) Một số bộ phận khác …
–
–
–
–

Bản quá độ, 
Bản giảm tải

Tường tai (tạo mỹ quan, chắn rác và nước vào gối cầu)
Bản chắn, tường chống...

23

Các bộ phận của mố cầu (t.theo)
• Xác định kích thước cơ bản của mố
Hình dạng mố và các kích thước cơ bản của mố phụ thuộc vào
các yếu tố sau:
– Điều kiện thủy văn
– Điều kiện địa chất
– Chiều cao cầu
– Chiều dài nhịp
– Bề rộng cầu
– … 
24

6


8/16/2013

Các bộ phận của mố cầu (t.theo)
 Cao độ đỉnh móng (đỉnh bệ mố):
– Cao độ đỉnh móng có thể chọn dựa vào các điều kiện:
• Điều kiện làm việc của mố trong quá trình khai thác
• Thuận tiện cho thi công
• Tính kinh tế cao

– Với cầu cạn, cao độ đỉnh móng thường đặt tại cao độ mặt đất

(trừ các loại mố vùi).
– Với cầu qua sông, cao độ đỉnh móng thường đặt dưới MNTN 
0.5m  để đảm bảo yêu cầu mỹ quan và giảm thắt hẹp dòng
chảy.
25

Các bộ phận của mố cầu (t.theo)
 Cao độ đỉnh mũ mố :
– Cao độ đỉnh mũ mố phải cao hơn MNCN tối thiểu 0.25m để
đảm bảo gối cầu khô ráo trong mùa lũ
– Cao độ đỉnh mũ mố còn phải đảm bảo cho cao độ đáy dầm
cao hơn MNCN tối thiểu
• 1m trong trường hợp sông có cây trôi vật trôi và tối thiểu
• 0.5m trong trường hợp không có cây trôi vật trôi.

26

7


8/16/2013

2.2. Cấu tạo mố cầu
A. MỐ NẶNG
• 2.2.1. Mố chữ nhật

1. Thân mố; 2. Móng mố; 3. Kết cấu nhịp

– Là dạng mố cầu đơn giản
nhất làm bằng đá xây hoặc

bê tông (mố nặng).
– Cấu tạo mố gồm 2 bộ phận
là thân mố và móng mố đều
có dạng chữ nhật đặc.
– Toàn bộ thân và móng mố
đều được chôn trong nền
đường đầu cầu
27

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
– Đặc điểm mố chữ nhật:
• Khối lượng lớn, rất tốn vật liệu
• Tiếp nối giữa đường và cầu không đảm bảo êm thuận cho
xe chạy
• Các bộ phận bằng thép của phần kết cấu nhịp vùi trong nền
đất dễ bị gỉ
– Phạm vi áp dụng:
• Ít dùng do những nhược điểm về cấu tạo và do tốn vật liệu
=> chỉ dùng cho các cầu nhịp nhỏ, khổ hẹp, lòng sông
không sâu;
• Trong thực tế, với các cầu khổ hẹp đôi khi vẫn áp dụng mô
hình mố chữ nhật nhưng có cấu tạo hoàn chỉnh hơn.
28

8


8/16/2013

Cấu tạo mố cầu (t.theo)

Mố chữ nhật cấu tạo hoàn chỉnh:
‐ Cấu tạo thêm tường đỉnh
‐ Bề mặt mố vuốt dốc

29

Cấu tạo mố cầu (t.theo)

Mố chữ nhật khoét rỗng:
‐ Giúp giảm khối lượng vật liệu
‐ Ít cản trở dòng chảy hơn
‐ Tăng tính mỹ quan
30

9


8/16/2013

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
• 2.2.2. Mố kê

1. Tường đỉnh; 2. Thân mố; 3. Móng mố; 4. Tường cánh; 5. Tường tai
(mố kê áp dụng khi lớp địa chất tốt nằm gần mặt đất tự nhiên)
31

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
– Mố kê là một dạng mố chữ nhật có chiều cao thấp, áp dụng
khi lớp địa chất tốt nằm gần mặt đất tự nhiên.

– Thân mố đồng thời giữ vai trò mũ mố để đỡ kết cấu nhịp và
tựa lên móng trên nền thiên nhiên.
– Tường đỉnh và tường tai được cấu tạo để tránh hiện tượng đất
phủ đầu dầm và gối cầu.
– Ngoài ra có thể cấu tạo thêm tường cánh để giữ ổn định cho
nền đường đắp đầu cầu.

32

10


8/16/2013

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
• 2.2.3. Mố chữ U
1. Tường đỉnh; 2. Mũ mố; 3. Tường
trước; 4. Móng; 5. Tường cánh; 6. 
Đá kê gối; 7. Taluy khối nón; 8. Kết
cấu thoát nước sau mố.

– Khi chiều cao mố lớn và
cầu có khổ rộng, để giảm
bớt vật liệu cho mố chữ
nhật => khoét rỗng phần
trong thân mố, bằng cách
này, mố trở thành mố
chữ U
33

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
– Mố chữ U là loại mố toàn khối bằng đá xây hoặc bê tông (được
áp dụng phổ biến khi chiều cao đất đắp H = 4‐6m, cá biệt lên
tới 8‐10m).
– Nhiệm vụ của tường thân mố (3)
• Đỡ mũ mố và tường đỉnh
• Làm tường chắn giữ cho
đất nền đường đầu cầu
không bị sụt về phía sông
34

11


8/16/2013

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
– Cấu tạo của tường thân mố (3)
• Thân mố vừa chịu áp lực thẳng đứng và áp lực ngang của
đất (theo phương dọc cầu). 
• => Chiều dày tường
thân mố giảm dần
theo chiều cao (từ
dưới lên trên) và mặt
trước của tường thân
mố thường được cấu
tạo thẳng đứng.
35

Cấu tạo mố cầu (t.theo)

– Nhiệm vụ của tường cánh (5)
• Giữ đất đắp bên trong
được ổn định
• Liên kết với tường thân
mố để giúp tường thân
mố chịu lực tốt hơn
– Cấu tạo của tường cánh (5)
• Trong mố chữ U, tường
cánh được làm thẳng góc
và liền khối với tường thân
mố. Tường cánh tựa trên bệ mố và chiều dày tường giảm
dần dần theo chiều cao (từ dưới lên trên).
36

12


8/16/2013

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
• Để giữ ổn định cho đỉnh khối phần tư nón và nối tiếp chắc
chắn giữa đường với cầu, đuôi tường cánh phải ngàm sâu
trong nền đường đầu cầu tối thiểu:
 0.65m khi chiều cao
đất đắp < 6m
 1.00m khi chiều cao
đất đắp > 6m

37

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
• Với mố nặng bằng bê tông, khoảng cách giữa 2 mép ngoài
tường cánh có thể lấy bằng tổng bề rộng cầu
Tuy nhiên, để tiết kiệm có thể lấy khoảng cách này bằng
chiều rộng đường xe chạy => phần đường bộ hành trên mố
ngàm vào tường cánh.

38

13


8/16/2013

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
– Móng mố (4)
• Móng mố có thể đặt trên nền thiên nhiên, nền cọc, hoặc
giếng chìm tùy theo từng điều kiện địa chất.
– Ưu điểm của mố nặng chữ U so với mố chữ nhật:
• Khả năng chịu lực tốt hơn
• Ổn định chống lật tốt hơn, khả năng chống trượt cao hơn
• => trước đây được áp dụng khá rộng rãi trong cầu đường
bộ và đường sắt khổ rộng (hiện nay ít áp dụng do sử dụng
vật liệu BTCT có khả năng tiết kiệm vật liệu hơn).

39

Cấu tạo mố cầu (t.theo)

Mố chữ U bằng đá xây

40

14


8/16/2013

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
• 2.2.4. Mố chữ T và mố chữ thập
a)

I

b)

I

II
II

I-I

II - II

– Thường được áp dụng trong các cầu đường sắt khổ đơn có
chiều cao mố lớn.
41

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
– Mố chữ T thực chất là mố chữ nhật có phần thân sau được thu

hẹp trong khi phần thân trước được giữ nguyên đảm bảo bề
rộng cần thiết để kê gối.
• Khối lượng vật liệu giảm đáng
kể so với mố hình chữ nhật
• Tường trước làm nhiệm vụ
chắn đất trượt ra phía sông
• Tường dọc có tác dụng tăng
độ cứng và ổn định chung
của mố đồng thời đảm bảo
tiếp nối giữa đường và cầu.
42

15


8/16/2013

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
– Đối với mố chữ T có chiều cao lớn có thể cấu tạo thêm tường
chống phía trước để tăng cường ổn định cho mố. 
=> mố có dạng mố chữ thập

43

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
• 2.2.5. Mố có tường cánh xiên
– Một biến thể của mố chữ U là mố có tường cánh xiên.
• Tường cánh được bố trí xiên góc với tường trước

1. Tường trước; 

2. Móng tường trước; 
3. Tường cánh xiên; 
4. Móng tường cánh xiên.
44

16


8/16/2013

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
– Do diện tích chắn đất giảm và hầu như không chịu áp lực đất
đẩy ngang do hoạt tải nên khối lượng tường cánh xiên giảm
=> tiết kiệm vật liệu tường cánh
– Tường cánh xiên có tác dụng hướng cho dòng chảy êm thuận
=> tránh xói lở nền đường
– Mố tường cánh xiên làm việc bất lợi hơn kết cấu có tường
cánh dọc (mố chữ U) đặc biệt là điều kiện ổn định chống lật
của tường trước kém
=> mố tường cánh xiên ít được áp dụng

45

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
• 2.2.6. Mố vùi
– Với chiều cao đất đắp
từ 5‐6m trở lên (có thể
tới 20m), mố chữ U 
không còn thích hợp
do khối lượng vật liệu

quá lớn
=> chuyển sang sử
dụng mố vùi
1. Tường đỉnh; 2. Mũ mố; 3. Tường thân mố; 
4. Móng; 5. Tường cánh; 6. Đá kê gối
46

17


8/16/2013

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
– Một phần của tường thân
1
mố được vùi trong mô đất
6
đường đầu cầu
2
5
– Tường cánh của mố vùi có MNCN
3
cấu tạo hẫng được ngàm
vào tường trước và được
chôn vào nền đường
– Để tăng ổn định chống lật,
4
thân mố được làm nghiêng
về phía nền đường
– Chiều dày tường thân mố tăng dần từ trên xuống; độ nghiêng

của mặt trước từ 3:1 đến 2:1, mặt sau từ 12:1 đến 5:1.
47

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
– Độ dốc taluy của khối nón
ở phần tiếp giáp với mặt
bên mố lấy bằng 1:1 tới
1:1.25; phần ngập nước
lấy không vượt quá 1:1.5
– Điểm giao của khối nón
với mặt trước của mố
phải cao hơn MNCN tối
thiểu 0.5m để không bị
xói lở đỉnh taluy.

1
6
2
5
MNCN

3

4

48

18

8/16/2013

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
– Ưu nhược điểm của mố vùi:
1

• So với mố chữ U, mố vùi có
khả năng tiết kiệm vật liệu
hơn, đặc biệt khi chiều cao
mố lớn.
• Tuy nhiên, do mô đất trước
mố lấn ra phía sông làm thu
hẹp dòng chảy nên nhiều khi
phải kéo dài nhịp để đảm bảo
khẩu độ thoát nước => làm
tăng chi phí kết cấu nhịp.    

6
2
5
MNCN

3

4

49

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
• 2.2.7. Mố vùi tường

– Mố vùi có tường
trước khoét rỗng
được gọi là mố
vùi tường.
• Trong kết cấu mố vùi, 
do toàn bộ phần thân
mố chôn trong nền đất
đắp và phần lớn mô đất hình nón nằm ở phía trước mố nên tác
dụng chắn đất của tường trước không còn ý nghĩa quan trọng
như trong mố chữ U 
=> có thể khoét lỗ tường trước để tiết kiệm vật liệu.
50

19


8/16/2013

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
B. MỐ NHẸ
• 2.2.8. Mố chữ U tường mỏng
– Mũ mố và các tường mỏng
bằng BTCT liên kết toàn khối
với nhau
– Bệ mố (4)
• Bằng BTCT với chiều dày phụ
thuộc vào kết cấu móng
• Khi bệ mố đóng vai trò là móng
trên nền thiên nhiên thì chiều
dày lấy khoảng từ 0.4 đến 1.0m

1. Tường trước; 2. Tường cánh; 3. Tường
chống; 4. Bệ mố; 5. Bản quá độ
51

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
– Chiều dày của tường trước (1)
được xác định trên cơ sở chịu
lực, thường từ 15‐40cm
• Do tường trước bằng BTCT có khả
năng chịu uốn nên chiều dày có
thể giảm nhiều so với mố chữ U

– Các tường chống (3)
• Là sườn tăng cường cho tường
trước và tăng độ cứng chung cho
toàn mố
• Chiều dày từ 20 đến 40cm

52

20


8/16/2013

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
– Tường cánh (2)
• Phần trên của tường cánh được
cấu tạo hẫng để giảm khối lượng

tường cánh và bệ mố
• Chiều dài tường cánh bao gồm:
phần tựa trên bệ mố (khoảng ½
chiều cao đất đắp) và phần hẫng
đủ để vùi vào nền đường (tối
thiểu 0.75m)
• Trên phương ngang, có thể cấu tạo
một tường mỏng (8) để liên kết tường
cánh với tường chống tạo thành 1 
khoang kín => điều kiện làm việc của
tường cánh sẽ tốt hơn.

8

53

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
– Mố chữ U tường mỏng tuy có khối lượng bê tông nhỏ hơn
nhiều so với mố chữ U nhưng tốn cốt thép, thi công phức tạp, 
thời gian thi công kéo dài => ít dùng trong thực tế.

Trong thực tế mố chữ
U bằng BTCT không có
cấu tạo tường chống
(3) và vách ngăn (8) 
được sử dụng phổ biến

54

21

8/16/2013

Cấu tạo mố cầu (t.theo)

Mặt cắt đứng và mặt bằng
mố chữ U bằng BTCT (sử
dụng móng cọc khoan nhồi)
55

Cấu tạo mố cầu (t.theo)

Mố chữ U bằng BTCT
56

22


8/16/2013

Cấu tạo mố cầu (t.theo)

Mố chữ U bằng BTCT, tuyến Hà Nội – Lạng Sơn
57

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
• 2.2.9. Mố vùi tường mỏng

– Thân mố gồm các tường mỏng bằng BTCT (tường dọc).

– Mũ mố được cấu tạo như một dầm BTCT tựa trên các tường
dọc.
58

23


8/16/2013

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
– Số lượng, khoảng cách giữa các tường dọc phụ thuộc vào:
• Chiều rộng cầu
• Chiều cao mố
• Kích thước mũ mố

=> khi bố trí các tường dọc
cần tránh cho mũ mố chịu
uốn quá lớn và đồng thời
hạn chế tăng số lượng
tường dọc để giảm
khối lượng vật liệu

59

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
• 2.2.10. Mố chân dê

Mố chân dê lắp ghép. 
‐ Thân mố gồm 2 
hàng cột BTCT tiết

diện 35x35cm. 
Hàng cột trước có
độ nghiêng 2.5:1. 
‐ Các cặp cọc
thường được bố trí
ngay dưới vị trí kê
gối.

60

24


8/16/2013

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
– Mố chân dê là loại mố vùi có thân mố là hai hàng cột (hoặc
cọc), trong đó hàng trước bố trí xiên về phía lòng sông. 
– Mố chân dê cho phép giảm vật liệu một cách đáng kể và
thường được áp dụng khi chiều cao đất đắp từ 4‐10m.
– Trường hợp mố chân dê sử dụng móng
cọc thì không cần cấu tạo bệ mố mà các
hàng cọc móng được kéo dài và liên kết
trực tiếp với xà mũ
• Hàng cọc trước đóng với độ xiên 1:4 đến 1:7
• Xà mũ có thể lắp ghép hoặc đổ tại chỗ. Trong
thực tế xà mũ thường được đổ trực tiếp để
đảm bảo liên kết chắc chắn giữa cọc với xà
mũ, đồng thời khắc phục các sai lệch khi đóng cọc.
61

Cấu tạo mố cầu (t.theo)
• 2.2.11. Mố cọc và mố cột
– Mố cọc:
• Cấu tạo thân mố gồm một hoặc hai 
hàng cọc thẳng đứng như hình vẽ
• Tiết diện cọc 30x30cm đến 40x40cm
• Các cọc được liên kết với nhau bằng
xà mũ BTCT
• Áp dụng cho các cầu nhịp nhỏ khi
chiều cao đất đắp từ 2‐4m.

62

25