Cầu bản bê tông cốt thép

Giáo trình Cầu BTCT 27

3. Cầu bản Bê tông cốt thép
3.1. Đặc điểm
Đặc điểm chính của cầu bản: Mặt cắt ngang (MCN) kết cấu nhịp có dạng tấm đặc hoặc rỗng.
Cầu bản dùng cho những cầu nhịp ngắn, có những u, nhợc điểm sau:
Ưu điểm:
+
Cấu tạo đơn giản, thi công dễ, có thể đúc tại chỗ hoặc lắp ghép, bán lắp ghép.
+
Bản lắp ghép có trọng lợng nhỏ ặ dễ lao lắp.
+
Chiều cao kiến trúc nhỏ ặ tiết kiệm đất đắp đầu cầu, sử dụng tốt cho cầu cạn.
Nhợc điểm:
+
Chiều di nhịp không lớn vì khi nhịp lớn trọng lợng kết cấu nặng, sử dụng vật liệu
không hợp lý do đó không kinh tế
Phân loại:
Phân loại: Theo biện pháp thi công: đổ tại chỗ, lắp ghép, bán lắp ghép. Theo tính chất chịu
lực: BTCT, BTCTUST. Theo mặt cắt ngang: Bản đặc, bản rỗng...Theo tính chất lm việc: vợt
suối, cầu cạn..Theo sơ đồ kết cấu: Đơn giản, mút thừa, liên tục.
3.2. Các sơ đồ cầu bản
Dạng cầu đơn giản có mố nặng (Hình 3-1. a):
Loại mố rời, hiện nay ít đợc sử dụng do khối lợng vật liệu lm mố lớnặ không kinh tế. Cầu
bản BTCT chiều di nhịp L=2-6m (8m). Chiều cao h=(1/12-1/18)l;
25

Cầu bản mố nhẹ kiểu Slavinxki (Hình 3-1. b):
Đặc điểm:
+
Phía dới có các thanh chống cách nhau 4-5m.

+
Mố lm việc với kết cấu nhịp tạo thnh hệ khung bốn khớp.
+
Mố thờng lm bằng tấm hay tờng BTCT chiều dy bằng 1/6-1/7,5 chiều cao, khi
khi chịu áp lực ngang của đất mố lm việc nh l dầm kê trên 2 gối, phía trên l kết
cấu nhịp (liên kết với mố bằng chốt thép) phía dới có các thanh chống. Mố có thể
lắp ghép, đổ bê tông tại chỗ hay xây đá.
+
Nên đặt gối lệch tâm một đoạn (e) để gây ra mô men ngợc chiều với mô men do áp
lực đất tác dụng lên mố.
Trình tự thi công phải theo thứ tự:
+
Móng, mố, thanh chống.
+
Lắp bản chốt vo mố.
+
Đắp đất đối xứng hai bên mố (để cân bằng áp lực ngang ở hai bên) đất phải đợc
đầm chặt.
Giáo trình Cầu BTCT 28

Kết cấu hợp lý, tiết kiệm vật liệu, hay dùng, có thiết kế định hình

Hình 3-1. Sơ đồ cầu bản (a. đơn giản; b. Cầu bản kiểu Slavinxki; c. Mút thừa; d. liên tục;
e. mặt cắt ngang lắp ghép, đổ tại chỗ)

Cầu bản nhịp mút thừa v liên tục:
Kết cấu nhịp bản sử dụng cho sơ đồ nhịp liên tục v mút thừa Hình 3-1. c, d: L

10m. Trong
những trờng hợp riêng khi kết cấu l liên tục chiều di nhịp có thể đạt tới 20m. Chiều cao

h=(1/12
ữ
1/18)l
26
; Sơ đồ nhịp l dầm mút thừa thì nhịp giữa có thể lấy 8-10m, nhịp biên
l
k
=(0,3
ữ
0,4)l; H=(1,3
ữ
1,4)h (Hình 3-1. c); Sơ đồ nhịp l dầm liên tục thì nhịp giữa có thể lấy
8-10m, nhịp biên l
1
=(0,7
ữ
0,9)l
2
(Hình 3-1. d);
3.3. Cấu tạo cầu bản đúc tại chỗ
Tiết diện thờng l hình chữ nhật, khi bề rộng lớn có thể lm hình mui luyện hoặc bản dốc
theo độ dốc ngang của mặt cầu Hình 3-1. e.
Kết cấu nhịp bản của cầu cạn đổ tại chỗ, mặt cắt đặc, chiều cao không thay đổi đợc kê trên
suốt chiều rộng của x mũ, trụ tờng hoặc trên các cột trụ
27
(Hình 3-2):
Giáo trình Cầu BTCT 29


Hình 3-2. Kết cấu nhịp cầu bản đổ tại chỗ chiều cao không thay đổi

+
Nhịp giản đơn BTCTUST L=10
ữ
15m, h=(1/15
ữ
1/20)l;
+
Nhịp liên tục BTCTUST L=12
ữ
25m, h=(1/20
ữ
1/30)l.
+
Chiều rộng ton bộ của kết cấu bản < 15
ữ
20m để tránh biến dạng lớn theo phơng
ngang do nhiệt độ.
+
Theo phơng ngang khoảng cách giữa các cột b=(8
ữ
12)h; công xon của bản
c=(4
ữ
8)h; Đồng thời tuân theo tỷ số: b/l=(1/2
ữ
1/4)
Kết cấu nhịp bản của cầu cạn đợc kê trên trụ tờng hay l trên các cột chống, theo phơng
ngang trong nhiều trờng hợp MCN có thể thay đổi giật cấp (Hình 3-3. a), thay đổi đều (Hình
3-3. b, c),
28

. Chiều cao tại phần kê h/l=(1/14
ữ
1/25).

Hình 3-3. Kết cấu cầu bản có chiều cao thay đổi
Nếu chiều rộng ton bộ của kết cấu nhịp bản nhỏ hơn chiều di nhịp ví dụ B/L <0,3
ữ
0,5 tại vị
trí giữa nhịp sự lm việc của kết cấu chịu lực gần với sự lm việc của dầm v nội lực trong
phơng ngang của nhịp không lớn.
Điều kiện để kết cấu nhịp lm việc nh tấm nếu B/h >8
ữ
10 v diện tích ton bộ của lỗ rỗng
nhỏ hơn 1/2 diện tích ton bộ của MCN
Giáo trình Cầu BTCT 30

Khi chiều di nhịp L=30
ữ
40m áp dụng chiều cao không thay đổi dọc theo chiều di nhịp l
không hợp lý, trong trờng hợp ny lm chiều cao thay đổi đều (Hình 3-4). Trụ trong trờng
hợp ny thờng l cột đợc ngm với kết nhịp v móng. Kết cấu nhịp nh vậy có dạng hình
nấm
29
, khi ngm đờng kính cột (3
ữ
4)m theo phơng dọc cho phép giảm đáng kể chiều cao tại
giữa nhịp đến h

(1/30
ữ

1/50)l; H=(2
ữ
5)h. Những khe biến dạng không nên cách nhau lớn hơn
50
ữ
60m.
việc bố trí cốt thép thờng trong kết cấu nhịp cầu bản chỉ kê trên các trụ dạng cột đợc thể
hiện trên Hình 3-5
30
.


Hình 3-4. Kết cấu nhịp bản chiều cao thay đổi theo cả hai phơng


Hình 3-5. bố trí cốt thép thờng trong kết cấu nhịp cầu bản chỉ kê trên các trụ dạng cột
Giáo trình Cầu BTCT 31

Đối với các cầu cong, do tính chất lm việc, nên cốt thép đợc bố trí phức tạp hơn so với cầu
thẳng. Hình 3-6 thể hiện việc bố trí cốt thép thờng trong cầu bản cong đợc kê lên các trụ
cột (H- lới dới; B- lới trên).
Đối với cầu chéo tuỳ vo việc kê lên kết cấu gối v cấu tạo cụ thể có thể bố trí cốt thép nh
sau:
+ Khi bản đợc kê liên tục tại hai đầu Hình 3-8.a.
+ Khi kê lên các cột đợc thể hiện trên Hình 3-8.b.
+ Khi cầu thẳng nhng các cột trụ bố trí không vuông góc với tim tuyến Hình 3-8.c.

Tại Việt nam, trong dự án 5 cầu giai đoạn
II-3 đã xây dựng cầu Cây Bứa (quốc lộ
1), với sơ đồ kết cấu nhịp liên tục

33,45+33+33,45 (m), tiết diện ngang l
bản có lỗ chiều cao 1135mm, sử dụng cốt
thép ứng suất trớc.

Hình 3-6. Bố trí cốt thép thờng cầu bản cong

Hình 3-7. Mặt cắt ngang cầu Cây Bứa

Hình 3-8. Bố trí cốt thép trong cầu bản chéo (D. lới dới; T lới trên)