Giáo trình Nhập môn Cầu - Chương 3: Một số cấu tạo chung của cầu - Nguyễn Ngọc Tuyển

Nội dung text: Giáo trình Nhập môn Cầu - Chương 3: Một số cấu tạo chung của cầu - Nguyễn Ngọc Tuyển

1. 11/26/2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Bộ môn Cầu và Công trình ngầm Website: Website: NHẬP MÔN CẦU TS. NGUYỄN NGỌC TUYỂN Website môn học: Link dự phòng: ‐in‐ vietnamese/nhap‐mon‐cau Hà Nội, 10‐2013 CHƯƠNG III Mộtsố cấutạo chung củacầu 181 1
2. 11/26/2013 Nội dung chương 3 • 3.1. Cấutạomặtcầu • 3.2. Đường bộ hành và lan can cầu • 3.3. Cấutạo khe biếndạng • 3.4. Phòng nướcvàthoátnước • 3.5. Nốitiếpgiữa đường và cầu • 3.6. Chiếusángtrêncầu • 3.7. Gốicầu. 182 3.1. Cấutạomặtcầu • Nhiệmvụ củamặtcầu – Trựctiếpnhậnáplựccủahoạttảivàtruyềnxuống các bộ phận chịulực chính củacầu • Phân loạimặtcầu Mặtcầuchođường ô tô Mặtcầuchođường sắt Thường rộng từ 3.5m đếnhơn 10m Bề rộng đủ bố trí ray và đường công vụ Vị trí tác dụng củatảitrọng theo Vị trí tác dụng củatảitrọng theo phương ngang cầu không cốđịnh phương ngang cầucốđịnh Tảitrọng thiếtkế nói chung không Tảitrọng thiếtkế gầngiống vớitảitrọng giống vớitảitrọng thựctế thựctế Tảitrọng thường nhẹ hơnso vớitải Chịutảitrọng nặng hơnso vớitảitrọng trọng xe lửa. cầuô tô. 183 2
3. 11/26/2013 Cấutạomặtcầu (t.theo) • 3.1‐1. Mặtcầuô tô – Do tiếpxúctrựctiếpvớibánhxecủahoạttảinênmặtcầuphải thỏamãncácyêucầusau: • Bằng phẳng để giúp xe chạyêmthuận, không gây xung kích • Ít hao mòn và có tuổithọ cao • Trọng lượng bảnthânnhẹđểgiảmtĩnh tải • Phảithoátnướctrênbề mặt nhanh chóng: – Tạo độ dốcngangcầutừ 1.5% đến2% – Tạo độ dốcdọccầu không lớnhơn4% 184 Cấutạomặtcầu (t.theo) – A>. Mặtcầubằng gỗ • Ưu điểm: cấutạo đơngiản, rẻ tiền, trọng lượng bảnthânnhẹ • Nhược điểm: tuổithọ thấpvàkhóđáp ứng đượccácyêucầu khai thác =>Không được dùng phổ biếntrongcầuhiện đại(chỉ gặptrongcác công trình cầucũ hoặccầutạm) 185 3
4. 11/26/2013 Cấutạomặtcầu (t.theo) • Kiểua): Sử dụng 2 lớpvánđặt trên các thanh gỗ bố trí ngang cầuhoặc trên các dầmgỗ dọccầu • Kiểub): Các tấm ván gỗđượcghépđứng với nhau và trên mặtphủ lớp bê tông nhựadày5‐6cm. a) b) 186 Cấutạomặtcầu (t.theo) – B>. Mặtcầubảnbêtôngcốtthép • MặtcầuBTCT đượcsử dụng rấtphổ biếnnhấthiệnnay • Ưu điểm: Chấtlượng sử dụng cao, mặtcầubằng phẳng, khả năng dính bám củabánhxetốt, xe chạyêmthuận ít gây xung kích. Ngoài ra, mặtcầuvàmặt đường ngoài cầucótínhđồng nhất. • Nhược điểm: Trọng lượng lớn=> làm tăng tĩnh tảibảnthâncủakếtcấunhịp. Bª t«ng Asphal 5-7cm Líp phßng n−íc 4mm Líp BT l−íi thÐp (D6-10x10) Tmin=5cm 1.5% - 2% 1.5% - 2% HÖ dÇm mÆt cÇu B¶n BTCT Mặtcắtngangcầudầm thép liên hợpBTCT –BảnmặtcầuBTCT đổ tạichỗ 187 4
5. 11/26/2013 Cấutạomặtcầu (t.theo) • BảnBTCT có thểđược: (1) lắp ghép; (2) đổ tạichỗ; hoặc(3) là cánh của dầmbêtôngđúc sẵn. 1/2 MCN giòa nhÞp 1/2 MCN trªn trô MÆt cÇu BTCT §Ønh trô Thanh neo MặtcắtngangcầudầmI bán lắpghép–BảnmặtcầuBTCT đổ tạichỗ 188 Cấutạomặtcầu (t.theo) • BảnBTCT đượcbảovệ khỏibị nướcmưathâmnhậpbằng cách sử dụng lớp phòng nướckếthợpcấutạo độ dốcngangvàdọccầu. • Độ dốcngangcầu đượctạobởisự thay đổichiềudàylớpBT tạodốc hoặc các dầm đặt trên các gốicócaođộ giảmdần ra hai biên. 15000/2 15000/2 500 14000/2 14000/2 500 +6.666 -Bª t«ng Asphalt T=70mm -Líp phßng n−íc T=4mm -Bª t«ng t¹o ph¼ng Tmin=50mm 2.0% 2.0% 600 600 600 600 600 MặtcắtngangcầudầmT thi công lắp ghép. BảnmặtcầuBTCT là cánh củadầmT đúc sẵn 189 5
6. 11/26/2013 Cấutạomặtcầu (t.theo) • CấutạokếtcấumặtcầubảnBTCT a) b) Lớpphủ bằng bê tông nhựa Lớpphủ bằng bê tông xi măng – Lớp phòng nướccóchiềudày1.5‐2cm bằng các lớpgiấydầuhoặcvảitẩm nhựavàgiữacáclớp được quét nhựanóngchảy – Trường hợpmặtcầusử dụng lớpphủ bằng bê tông nhựathìcầnbố trí lớp BT bảovệđểbảovệ lớp phòng nướcdướitácdụng củatảitrọng bánh xe. 190 Cấutạomặtcầu (t.theo) • Loạimặtcầucólớpphủ bằng bê tông at phan thường đượcsử dụng vì chống thấmtốt, dễ thi công và sửachữa • Loạimặtcầucólớpphủ bằng bê tông xi măng có cường độ tốthơnbê tông at phan nhưng có nhược điểmkhósửachữahơn. • Trong trường hợp không có lớp phòng nước thì bê tông phảichế tạocó độ chặt cao và vấn đề thoát nướcphải đượcgiải quyếttốt. 191 6
7. 11/26/2013 Cấutạomặtcầu (t.theo) – C>. Mặtcầu kim loại(chủ yếulàmbằng thép) • Gồmmộttấmthépdày10‐12mm đượctăng cường bởi các sườn đứng theo phương dọcvànganglàmbằng thép bảnhànđính vào mặtdưới củatấm thép. • Lớpphủ mặtcầucóthể bằng bê tông nhựa, bê tông xi măng hoặcbê tông polime có chiềudày3‐5cm. • Để đảmbảodínhbámcholớpbêtôngphủ, trên bề mặttấmthép ngườita hàn đính các lướicốtthépcóđường kính 6‐8mm vớibước lưới10‐15cm. Líp phñ 3-5cm Luíi cèt thÐp F6 TÊm thÐp =10-12mm Suên t¨ng cuêng 192 Cấutạomặtcầu (t.theo) • Bảnmặtcầubằng thép thường không cấutạolớp phòng nướcvìcác tấm thép dùng làm mặtcầulàloại thép không gỉ. • Thông thường mặtcầuthépđược cho tham gia chịulực cùng vớidầm chủ như là mộtbộ phậncủatiếtdiệndầmvàgọilà“bảntrựcgiao” • Để kếtcấu“bảntrựcgiao” đượccứng hơn, có thể thay các sườnthép bằng các thép hình như hình sau: Mộtsố dạng bảntrựcgiao(Orthotropic Steel Bridge Deck) 193 7
8. 11/26/2013 Cấutạomặtcầu (t.theo) • Kếtcấumặtcầubảntrựcgiaocònđảmnhận nhiệmvụ củahệ liên kết dọctrên. Nhờ vậy, có thể tiếtkiệmthépvàgiảmtrọng lượng bảnthân cho kếtcấunhịp. Ví dụ bảntrựchướng trong dầmhộpthép 194 Cấutạomặtcầu (t.theo) Orthotropic Bridge Deck 195 8
9. 11/26/2013 Cấutạomặtcầu (t.theo) • Ngoài ra còn có kiểumặtcầubằng thép làm dướidạng sàn mắtcáo rỗng có trọng lượng rấtnhẹ (cỡ khoảng 130‐150kg/m2). – Ưu điểm: Trọng lượng nhẹ, độ nhám cao, không cầncấutạohệ thống thoát nước. Thời gian thi công nhanh. Sử dụng tốtchotrường hợpcần giảmtĩnh tảihay trong cầu quân dụng. – Nhược điểm: Xe chạy không êm, gây tiếng ồn. Công tác gia công chế tạo phứctạp, giá thành cao. 2 3 1 3 1 2 1‐Dải thép bảnchịulực; 2‐Dải thép bảnuốnlượnsóng; 3‐Dầm mặtcầu 196 Cấutạomặtcầu (t.theo) • 3.1‐2. Mặtcầu đường xe lửa – Mặtcầuxelửacó2 loại: • Mặtcầu có máng đádăm • Mặtcầucótàvẹt đặttrựctiếptrêndầmchủ hoặcdầmdọcphụ – (1). Mặtcầucómángđádăm 197 9
10. 11/26/2013 Cấutạomặtcầu (t.theo) • Ưu điểm: tạo đượcsựđồng nhấtcaogiữa đường và cầunhờ có lớp đệm đádăm. • Nhược điểm: làm tăng trọng lượng bảnthâncủakếtcấunhịp • Máng đádămcóthể bằng thép tấm=> có ưu điểmnhẹ nhưng dễ bị gỉ ngay cả khi có cấutạolớp phòng nước(khắcphụcbằng cách sử dụng thép không gỉ) • Máng đádămcóthể bằng BTCT => có tuổithọ dài hơnthéptấmvàcác cấutạothoátnước đơngiảnhơn tuy nhiên nhược điểmlàtrọng lượng bảnrấtnặng. • Trong thựctế, máng đádămthường đượccấutạo để cùng tham gia làm việcnhư mộtbộ phậncủatiếtdiệndầmchủđểtiếtkiệmvậtliệu. 198 Cấutạomặtcầu (t.theo) – (2). Mặtcầucótàvẹt đặttrựctiếplêndầm a) b) • Ưu điểm: trọng lượng mặtcầunhẹ • Nhược điểm: không tạosựđồng nhấtgiữa đường và cầu; khó tạo siêu cao trên đường cong; gây tiếng ồnkhitàuchạy qua cầu; nướcbẩnhay dầumỡ có thể rơilọt qua khe hở giữa các tà vẹtgâymấtvệ sinh cho khu vựcdướigầmcầu. • Đường ray còn có thểđược đặttrựctiếp lên trên dầmchủ thông qua bản đệmray bằng vậtliệumềm. 199 10
11. 11/26/2013 Cấutạomặtcầu (t.theo) • Ngoài ra, có thể cấutạobảnbêtôngcốtthéplàmviệc liên hợpvớidầm chủ và đường ray được đặttrựctiếptrênbảnBTCT như hình dưới đây: 200 11