Bài giảng Thiết kế và xây dựng mố trụ cầu - Buổi 3 - Nguyễn Ngọc Tuyến

Nội dung text: Bài giảng Thiết kế và xây dựng mố trụ cầu - Buổi 3 - Nguyễn Ngọc Tuyến

1. 8/20/2013 Các bộ phậncủatrụ cầu (t.theo) • 3.1.3. Bệ trụ – Có nhiệmvụ truyềntảitrọng từ thân trụ xuống nền đất qua kếtcấumóng. • Nếubệ trụ kê trên nền thiên nhiên thì bệ trụ kiêm luôn vai trò củamóng – Bệ trụ có thểđượclàmbằng đáxây, bằng bê tông, hoặcbêtôngcốt thép. – Khác vớibệ mố, bệ trụ có thể không nằm sâu trong đấthoặc hoàn toàn không chôn trong đất. • Trong nhiềutrường hợpvớimóngcọc, nếu đưabệ trụ lên cao thì việc thi công sẽđỡkhó khăn, đỡ phứctạphơn. 83 Các bộ phậncủatrụ cầu (t.theo) – Vớitrụ nằm ở trong nước, cao độ đỉnh bệ trụ có thể cao hơn hoặcthấphơn MNTN. Tuy nhiên, nên để thấphơnMNTN từ 0.3 –0.5m để đảmbảomỹ quan. – Trên mặtbằng, kích thướcbệ trụ phụ thuộcvào: • Kích thướcbệ trụ (nên lớnhơnthântrụ mỗi phía ít nhất mộtkhoảng 0.4‐0.5m) 84 11
2. 8/20/2013 Các bộ phậncủatrụ cầu (t.theo) • Vớimóngcọc, kích thướcbệ trụ cần đủ lớn để bố trí cọc. – Khoảng cách tim các cọc ≥ 3D – Khoảng cách tim cọc biên đến mép đài cọc ≥ D • Vớimónggiếng chìm, kích thướcbệ móng nên lấylớn hơnkíchthướcthântrụ khoảng 1m để có thể khắcphụcsai lệch khi hạ giếng. 85 Các bộ phậncủatrụ cầu (t.theo) • 3.1.4. Kếtcấuchống va xô bảovệ trụ – Trên những sông có dòng nướcchảyxiếthoặccókhả năng va đậpcủatàubè, cây trôi, có thể câu tạobộ phậnchống va xô để bảovệ cho trụ. 86 12
3. 8/20/2013 Các bộ phậncủatrụ cầu (t.theo) • 3.1.5. Cao độ đỉnh mũ trụ (Hình dạng trụ và các kích thướccơ bảncủatrụ phụ thuộcvào các yếutố như: Điềukiệnthủyvăn; Điềukiện địachất; Chiềucao cầu; Chiềudàinhịp; Bề rộng cầu; Loạikếtcấunhịp ) – Cao độ đỉnh mũ trụ phảicaohơnMNCN tốithiểu 0.25m để đảmbảogốicầu khô ráo trong mùa lũ – Cao độ đỉnh mũ trụ còn phải đảmbảochocaođộ đáy dầmcao hơnMNCN tốithiểu • 1m trong trường hợp sông có cây trôi vậttrôivàtốithiểu • 0.5m trong trường hợp không có cây trôi vậttrôi. – Đốivớitrụ củanhịp thông thuyền, cao độ đỉnh trụ còn phải đảmbảo đáy dầm không lọtvàophạmvi kích thướckhổ thông thuyền. 87 3.2. Cấutạotrụ toàn khối • Đặc điểmcủatrụ toàn khối – Trụ bằng BTCT đổ tạichỗ – Cấutạo và thi công tương đối đơngiản – Thời gian thi công kéo dài và bịảnh hưởng củathờitiết • Các dạng thân trụ toàn khốihay gặp – Trụ thân đặc(trụ nặng toàn khối) – Trụ thân hẹp – Trụ thân cột 88 13
4. 8/20/2013 Cấutạotrụ toàn khối (t.theo) • 3.2.1. Trụ thân đặc – Trên mặtbằng kích thướcmũ trụ thường lấylớnhơnthântrụ mỗibêntừ 10‐15cm, tạo thành gờ giọtnướchoặc độ dốcâm để nướctừ mũ trụ chảyrótthẳng xuống bên dưới. 89 Cấutạotrụ toàn khối (t.theo) – Do thân trụđặcnênmũ trụ không bị uốnmàchỉ chịuépcục bộ dướitácdụng củaáplượctruyềntừ kếtcấunhịp – Chiềudàymũ trụ tốithiểulà40‐50cm. Đákêđượcbố trí các lướicốtthépchịulựccụcbộ bằng các thanh có đường kính 8‐ 10mm, mắtlướitừ 5‐10cm và khoảng cách các lưới8‐10cm. – Mũ trụ có cốtthépcấutạo: D=10‐14mm@15‐20cm 90 14
5. 8/20/2013 Cấutạotrụ toàn khối (t.theo) – Thân trụ phổ biếnbằng bê tông, cũng có thể xây đánếu điều kiện khai thác và cung ứng tiệnlợi – Vớitrụ xây đá, lớp ngoài cùng phảicókhả năng chống phong hóa tốt, đảmbảohìnhdạng nên cầngiacôngthômặtngoài. – Nếuthântrụ bằng bê tông thì phảicấutạocốtthépchống co ngót, chống lựcvađậpdo vậttrôihoặctàubè. • Cốtthépcấutạocóđường kính từ 10‐14mm đượcbố trí dưới dạng lưới ở bề mặtthântrụ vớibướclướinằmtrongkhoảng từ 10‐20cm – Thông thường bề mặtthântrụ có độ nghiêng so vớiphương thẳng đứng trong khoảng từ 40:1 đến 20:1 • Khi chiềucaotrụ nhỏ hơn10‐12m có thể làm thẳng đứng, tiết diện không đổi để tiệnlợi cho thi công. 91 Cấutạotrụ toàn khối (t.theo) • 3.2.2. Trụ thân hẹp – Để giảmkhốilượng vậtliệu, có thể giảmkíchthướcthântrụ trên phương ngang cầu, khi đómũ trụ có dạng mút thừavàtrụ đượcgọilàtrụ thân hẹp. – Chiềudàiphầnhẫng củamũ trụ có thể từ 1.5‐3m hoặccóthể lớnhơn. Phầnhẫng này chịuuốnvàcắtnênphảibố trí cốt thép chịulực. – So vớitrụ nặng, trụ thân hẹpcóthể giảm được40‐50% khối lượng vậtliệuthânvàbệ trụ. – Ngoài ra, trụ thân hẹpcódángvẻ thanh mảnh, mỹ quan hơn so vớitrụ năng, tuy nhiên, lượng bê tông và cốtthépcủamũ trụ lại nhiềuhơn. 92 15
6. 8/20/2013 Cấutạotrụ toàn khối (t.theo) Trụ thân hẹp(BTCT toàn khối) 93 Cấutạotrụ toàn khối (t.theo) Kích thướccơ bảncủatrụ thân hẹp(BTCT toàn khối) 94 16
7. 8/20/2013 Cấutạotrụ toàn khối (t.theo) Bố trí cốt thép trong trụ thân hẹp 95 Cấutạotrụ toàn khối (t.theo) Ví dụ về bố trí cốt đai trong thân trụ 96 17
8. 8/20/2013 Cấutạotrụ toàn khối (t.theo) Ví dụ về bố trí cốt đai trong thân trụ 97 Cấutạotrụ toàn khối (t.theo) • 3.2.3. Trụ cột – Trụ cộtlàloạicókếtcấu thanh mảnh, tiếtkiệmvậtliệunên đượcsử dụng rộng rãi nhấtlàvớicầutrongthànhphố. – Thân trụ gồmcáccộtbêtôngcốtthéptiếtdiệnhìnhtrònhoặc chữ nhật đặc, đôi khi cũng cấutạotiếtdiệncộtrỗng – Đường kính thân cộttừ 0.8‐2m hoặclớnhơnnữa – Thường gặpnhấtlàloạitrụ có 2 cột. Khi cầurộng, số lượng cột có thể tăng lên để tránh cho mũ mố chịuuốn quá lớn. Khoảng cách giữacáccộtthường từ 4‐6m và cầnbố trí hợplývớivị trí đặtgốicầutrênxàmũ. – Vớicầuvượtthường sử dụng loạitrụ chỉ có 1 cộtnhằmtiết kiệm không gian đường dướicầu. 98 18
9. 8/20/2013 Cấutạotrụ toàn khối (t.theo) (a). Trụ BTCT toàn khốicóhaicột; (b). và (c). Trụ BTCT toàn khốicómộtcột. a) b) c) 99 Cấutạotrụ toàn khối (t.theo) • 3.2.4. Trụ hỗnhợp – PhầntrênMNCN: thân trụ dạng cộtBTCT – Phầndưới: thân trụđặc để chịulựcxôvacủa tàu thuyền 100 19
10. 8/20/2013 3.3. Cấutạotrụ lắpghép I - I II - II III - III TRỤ NẶNG LẮP GHÉP (phân khối theo chiềungangvàdọc, các khối đặtso le) 1. Mốinốithẳng đứng; 2. Mốihàncốt thép; 3. Mốinốigiữacáckhốimũ trụ; 4. Mốinốithânvớimũ trụ; 5. Cốtthépchờ theo phương ngang. 101 Cấutạotrụ lắpghép(t.theo) a) b) (I-I) Trụ BT lắp ghép phân khốingang. a). Trụ dướinướcvàb). Trụ trên cạn 102 20
11. 8/20/2013 Cấutạotrụ lắpghép(t.theo) Trụ BTCT lắp ghép phân khốingang. 1. Bê tông đổ tạichỗ; 2. Cát; 3. Khung cốt thép; 4. Cọc ống. 103 Cấutạotrụ lắpghép(t.theo) Trụ BTCT lắp ghép phân khốidọc. 1. Mũ trụđổtạichỗ; 2. Thanh bu lông; 3. Khối đế; 4. Móng; 5. Cát. 104 21
12. 8/20/2013 Cấutạotrụ lắpghép(t.theo) 4 Trụ BTCT lắp ghép phân khốingang. 1. Bệ móng đổ tạichỗ; 2. Thân trụđúc sẵn; 3. Mũ trụđúc sẵn; 4. Kếtcấunhịp; 5. Các thanh thép cường độ caocótiệnrenở đầu. 3 5 2 1 105 Cấutạotrụ lắpghép(t.theo) Lắpghépmũ trụđúc sẵn 106 22
13. 8/20/2013 Cấutạotrụ lắpghép(t.theo) §Ønh mãng Trụ cộtlắpghép 1. Cát; 2. Bê tông đổ tạichỗ. 107 Cấutạotrụ lắpghép(t.theo) I - I Trụ cộtlắpghép 1. Xà mũ BTCT đúc tạichỗ; 2. Cọc ống; 3. Mặt bích nốicọc; 4. Phầnmở rộng mũicọc; 5. Bê tông độnruột. 108 23
14. 8/20/2013 Cấutạotrụ lắpghép(t.theo) Trụ cộtlắpghép (Trụ cầutrongsânbay DWF –USA) 109 Cấutạotrụ lắpghép(t.theo) Trụ hỗnhợp: Thân trụ bằng BTCT đổ tạichỗ, mũ trụ bằng thép. 110 24
15. 8/20/2013 3.4. Cấutạotrụ bán lắpghép TRỤ NẶNG BÁN LẮP GHÉP 1. Mũ trụ đổ tạichỗ; 2. Đốtvỏ lắp ghép; 3. Bê tông thân trụđổ tạichỗ; 4. Móng; 5. Thanh chống BTCT. 111 Cấutạotrụ bán lắpghép(t.theo) • Cấutạo – Phầnlắpghépgồmcácđốtvỏ mỏng BTCT có chu vi kín. – Chiềucaocácđốtbằng 1.5m; chiều dày thành 10cm và bố trí các lướicốtthépđường kính 6‐8mm => các đốtvỏ chỉ có tác dụng như ván khuôn. – Để tăng độ cứng khi vận chuyểnvàlắp đặt, bên trong các đốt vỏ cấutạo các thanh chống tạmbằng BTCT ở giữacóbulông để ép chặtvới thành đốtvỏ. – Mũ trụ bằng BTCT đúc tạichỗ. 112 25
16. 8/20/2013 Cấutạotrụ bán lắpghép(t.theo) • Ưu điểm: – Phầnvỏ lắpghépđóng vai trò ván khuôn nên giảmthờigian làm giàn giáo ván khuôn trên công trường (so vớitrụđổtại chỗ hoàn toàn); – So vớitrụ lắpghéphoàntoàn, phầnvỏ lắp ghép khá nhẹ nên dễ vận chuyểnvàlắp ghép.; – Tính toàn khốicaohơnso vớitrụ lắp ghép. 113 3.5. Cấutạomố trụ dẻo • 3.5.1. Khái niệm – Mố trụ dẻocóthể gặptrongtrường hợpcầunhịpnhỏ từ 10‐ 12m và chiềucaocầuH≤6‐8m – Thân mố trụ dẻocóđộ cứng nhỏ, kếtcấunhịplànhững dầm đơngiảnkêcốđịnh trên xà mũ 114 26
17. 8/20/2013 Cấutạomố trụ dẻo (t.theo) – Tảitrọng nằm ngang theo phương dọccầu(lựchãmxe, áp lực đấtlênmố ) sẽ phân phốichocáctrụ tỷ lệ thuậnvới độ cứng của chúng. Khi đó, biếndạng dọccủakếtcấunhịp được đảm bảonhờ sự mềmdẻocủamố và trụ. – Do các trụ, mố cùng tham gia chịulựcnênmố trụ dẻocókích thướctiếtdiệnnhỏ, kếtcấu thanh mảnh và tiếtkiệmvậtliệu 115 Cấutạomố trụ dẻo (t.theo) MỐ, TRỤ DẺO T SƠ ĐỒ KẾT CẤU k i h Biếndạng củamố trụ dẻokhichịulựchãmT 116 27
18. 8/20/2013 Cấutạomố trụ dẻo (t.theo) – Khi chiềudàicầulớn, có thể chia cầu thành nhiều liên làm việc độc lậpvới nhau, mỗi liên gồm3‐4 nhịp. – Tạivị trí tiếp giáp giữa các liên sẽđượcbố trí trụ phân cách (thực chấtlàcấutạohaitrụ riêng biệt). Liªn biªn Liªn gi÷a Mố trụ dẻokhichiềudàicầulớn 1. Trụ bờ; 2. Trụ phân cách các liên; 3. Trụ neo. 117 Cấutạomố trụ dẻo (t.theo) – Khi chiềucaotrụ tương đốilớn, trong mỗi liên cầnphảibố trí 1 trụ đượctăng cường độ cứng và gọilà“trụ neo”. Trụ này có tác dụng tiếpnhậnphầnlớntảitrọng nằmngangđể giảmbớtmômen uốn trong các trụ còn lại. – Trụ neo có thểđượccấutạodướidạng 2 hàng cột có chung xà mũ. Liªn biªn Liªn gi÷a 118 28
19. 8/20/2013 Cấutạomố trụ dẻo (t.theo) – Đốivới các liên giữa, trụ neo thường bố trí tại điểmgiữa liên nhằm phân đềubiếndạng dọcrahaiđầu liên. – Đốivới liên biên, trụ neo nên bố trí tạivị trí trụ thứ 2 tính từ bờ ra để giảmchiềudàitíchlũybiếndạng đốivới đầudầmkêtrêntrụ bờ (trụ bờ chịuuốndo tác dụng củaáplựcngangcủanền đất đắp). Liªn biªn Liªn gi÷a 119 Cấutạomố trụ dẻo (t.theo) • 3.5.2. Cấutạocủatrụ dẻo – Thân trụ là những hàng cộtBTCT tiếtdiệnchữ nhật, hình vuông, hoặchìnhtròn. – Chân cột đượcngàmcứng trong bệ móng hoặctrongđấtnền. Đỉnh các cột được liên kếtvới nhau bằng xà mũ BTCT. a) b) 120 29
20. 8/20/2013 Cấutạomố trụ dẻo (t.theo) – Bệ móng có thểđặttrênnềncọchoặctrênnền thiên nhiên khi điềukiện địachấttốt. – Trong nhiềutrường hợpcáccộttrụ có thể chính là các cọc móng kéo dài lên và liên kếttrênđỉnh bằng xà mũ. – Chiềurộng xà mũ không nhỏ hơn60‐70cm đốivớicáctrụ giữa và 40‐60cm vớitrụ bờ hoặctrụ phân cách. – Tiếtdiệnxàmũ thường có dạng chữ nhật, chiềucaođượcxác định trên sở tính toán nhưng không nhỏ hơn 40cm. 121 Cấutạomố trụ dẻo (t.theo) – Trụ dẻocóthể thi công đổ tạichỗ, lắpghéphoặcbánlắp ghép. • Vớitrụ dẻocóthânlàcọc đóng thì việc thi công xà mũ lắp ghép sẽ khó khăndo các sai lệch củacôngđoạn đóng cọc. Do vậy, trong thựctế vớitrụ có thân cọcthìxàmũ thường được thi công đổ tạichỗ. • Vớitrụ dẻolắp ghép, bệ móng phảibố trí các hốc để lắp cột(độ sâu củahốc không nhỏ hơn1.5 lầnkíchthướctiết diệncột); khe hở giữachâncộtvàbệ móng đượcchèn bằng vữabêtông; trong các khốixàmũ cũng cầncấutạo các lỗ hình cốc để liên kếtvớicộtthântrụ 122 30
21. 8/20/2013 Cấutạomố trụ dẻo (t.theo) Mèi nèi xμ mò Ví dụ: Trụ dẻo lắp ghép. 1. Bê tông liên kếtcộtvớixà mũ; Liªn kÕt cét th©n trô víi xμ mò 2. Cốtthépcột Chi tiÕt ch©n cét thân trụ; I - I II - II 3. Bê tông chèn khe chân cột. 123 31