Cầu bê tông_Lesson 1

Chia sẻ: Tân Trường Phi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

Thêm vào BST

Báo xấu

173
lượt xem 16
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm tắt bài giảng " Thiết kế Cầu bêtông cốt thép " được biên soạn theo đề cương môn học cùng tên dành cho chuyên ngành đào tạo kỹ sư Xây dựng cầu đường của Khoa Kỹ thuật Công trình, Trường Đại học Tôn Đức Thắng. • Tóm tắt bài giảng sử dụng Giáo trình của tác giả GS.TS Nguyễn Viết Trung và PGS.TS Lê Thị Bích Thủy đã được chỉnh sửa và hiệu chỉnh. • Giáo trình giảng dạy theo Tiêu chuẩn thiết kế mới 22 TCN 272 - 05, do Bộ Giao thông vận tải ban hành và áp dụng từ tháng 6/2005. Tiêu chuẩn này thay...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Cầu bê tông_Lesson 1

CAÀU BEÂ TOÂNG COÁT THEÙP TÓM TẮT BÀI GIẢNG Chöông 1 : KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ CAÀU BTCT. Chöông 2 : CAÀU BAÛN BEÂ TOÂNG COÁT THEÙP ( BTCT ). Chöông 3 : NGUYEÂN LYÙ CAÁU TAÏO CAÀU DAÀM BTCT. Chöông 4 : THIEÁT KEÁ CAÀU DAÀM BTCT NHÒP GIAÛN ÑÔN. Chöông 5 : THIEÁT KEÁ CAÀU DAÀM BTCT DÖÏ ÖÙNG LÖÏC. Chöông 6 : CAÀU DAÀM VAØ KHUNG LIEÂN TUÏC. Chöông 7 : GOÁI CAÀU BEÂ TOÂNG COÁT THEÙP. TS. NGUYEÃN THOÁNG NHAÁT Mobile : 0909451119 Email : nthongnhat@yahoo.com.vn
Lôøi noùi ñaàu • Toùm taét baøi giaûng " Thieát keá Caàu beâtoâng coát theùp " ñöôïc bieân soaïn theo ñeà cöông moân hoïc cuøng teân daønh cho chuyeân ngaønh ñaøo taïo kyõ sö Xaây döïng caàu ñöôøng cuûa Khoa Kyõ thuaät Coâng trình, Tröôøng Ñaïi hoïc Toân Ñöùc Thaéng. • Toùm taét baøi giaûng söû duïng Giaùo trình cuûa taùc giaû GS.TS Nguyeãn Vieát Trung vaø PGS.TS Leâ Thò Bích Thuûy ñaõ ñöôïc chænh söûa vaø hieäu chænh. • Giaùo trình giaûng daïy theo Tieâu chuaån thieát keá môùi 22 TCN 272 - 05, do Boä Giao thoâng vaän taûi ban haønh vaø aùp duïng töø thaùng 6/2005. Tieâu chuaån naøy thay theá cho Quy trình 22 TCN 18 - 79 vaø Tieâu chuaån thieát keá caàu 22 TCN 272 -01 ñeå thieát keá taát caû caùc caàu ñöôøng oâ toâ trong caû nöôùc. • Moân hoïc ñöôïc thöïc hieän qua 45 tieát lyù thuyeát vaø 15 tieát thöïc haønh baøi taäp ví duï.
Chöông 1 : KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ CAÀU BEÂ TOÂNG COÁT THEÙP 1.1 Lòch söû phaùt trieån caàu BTCT, yù nghóa vaø phöông höôùng phaùt trieån caàu BTCT ôû Vieät Nam. 1.2 Phaân loaïi vaø caáu taïo caàu BTCT. 1.3 Vaät lieäu xaây döïng caàu BTCT. 1.4 Nguyeân lyù thieát keá caàu beâ toâng coát theùp. 1.5 Taûi troïng thieát keá caàu.
1.1 Lòch söû phaùt trieån caàu BTCT, yù nghóa vaø phöông höôùng phaùt trieån caàu BTCT ôû Vieät Nam : 1.1.1 KHAÙI NIEÄM : • Chieàu daøi caàu : L < 25m : caàu loaïi nhoû L = 25÷ 100m : caàu loaïi trung L > 100m : caàu loaïi lôùn Chieàu daøi nhòp l > 30m cuõng xeáp vaøo loaïi caàu lôùn. • Caàu beâ toâng coát theùp laø caàu beâ toâng coát theùp thöôøng hay beâ toâng coát theùp döï öùng löïc, coù theå ñöôïc xaây döïng theo caùc coâng ngheä ñuùc beâ toâng taïi choã hoaëc cheá taïo saün - laép gheùp khaùc nhau. Hình 1.1
1.1.2 LÒCH SÖÛ PHAÙT TRIEÅN CAÀU BTCT ÔÛ VIEÄT NAM : Coù theå chia quaù trình phaùt trieån thaønh caùc giai ñoaïn öùng vôùi caùc giai ñoaïn cuûa lòch söû : • Thôøi kyø tröôùc Caùch maïng Thaùng 8 : - Heä thoáng nhòp baûn, daàm giaûn ñôn, daàm haãng, voøm thöôøng vôùi nhòp 2 ÷ 20m. - ÔÛ mieàn Baéc haàu heát caàu BTCT do Phaùp xaây döïng bò phaù hoaïi do bom Myõ. • Thôøi kyø sau Caùch maïng thaùng 8-1945 ñeán naêm 1954 : Raát ít caàu ñöôïc xaây döïng môùi. • Thôøi kyø töø 1954 ñeán 1975 : Nöôùc ta bò chia laøm hai mieàn vaø söï phaùt trieån ñi theo hai höôùng khaùc nhau : - ÔÛ mieàn Baéc : Caàu Thaêng Long ( xaây döïng 10 naêm ). - ÔÛ mieàn Nam :
Caàu BTCT döï öùng löïc theo tieâu chuaån Myõ AASHTO ñaõ ñöôïc saûn xuaát vaø laép gheùp roäng raõi treân caùc tuyeán ñöôøng, khaåu ñoä nhòp daàm xaáp xæ laø 12- 18- 25m. • Thôøi kyø 1975 ñeán 1985 : Ñaát nöôùc ñaõ thoáng nhaát, Lieân Xoâ coøn vaø Myõ ñang phong toûa kinh teá ñoái vôùi ta. - Mieàn Baéc, caùc trung taâm cheá taïo daàm döï öùng löïc nhòp ñeán 33m ôû Haø Noäi, Vinh. - Mieàn Nam saûn xuaát daàm döï öùng löïc vaãn theo maãu cuõ cuûa Myõ taïi xöôûng Chaâu Thôùi vaø coù thieát keá vaø thi coâng theâm daàm I 33 theo tieâu chuaån Vieät Nam. Ñaõ töï thieát keá vaø thi coâng ñöôïc moät soá caàu khung T- daàm ñeo thuoäc heä tónh ñònh coù nhòp daøi xaáp xæ 60÷ 70m vôùi coát theùp döï öùng löïc daïng boù 24 sôïi ∅ 5 mm.
• Thôøi kyø 1986 ñeán nay : Ñaây laø thôøi kyø ñoåi môùi, quan heä ñoái ngoaïi töøng böôùc roäng môû vaø caùc coâng ngheä tieân tieán cuûa theá giôùi ñaõ ñöôïc chuyeån giao vaøo nöôùc ta. - Caùc döï aùn lôùn caûi taïo quoác loä 1, caùc döï aùn caàu coù heä khung lieân tuïc, taïi TP. Hoà Chí Minh vaø khu vöïc phía Nam ñaõ thöïc hieän coâng ngheä ñuùc haãng hieän ñaïi. - Ñeán ñaàu naêm 2006 ñaõ coù khoaûng 50 caàu thuoäc heä thoáng nhòp lieân tuïc ñöôïc ñuùc haãng thaønh coâng. Coâng ngheä ñuùc ñaåy cuõng ñaõ ñöôïc aùp duïng. Coâng ngheä ñuùc treân ñaø giaùo di ñoäng ñöôïc aùp duïng cho caàu Thanh Trì ( Haø Noäi ), caàu Baõi Chaùy ( Quaûng Ninh ). Coâng ngheä ñuùc haãng daàm cöùng caàu daây vaêng - daàm cöùng BTCT aùp duïng thaønh coâng ôû caàu Myõ Thuaän, Raïch Mieãu. Coâng ngheä laép haãng cuûa caàu daây vaêng - daàm cöùng BTCT ñaõ aùp duïng thaønh coâng ôû caàu Kieàn ( Haûi Phoøng ).
1.1.3 PHÖÔNG HÖÔÙNG PHAÙT TRIEÅN : • Veà maët phöông phaùp tính toaùn, tieâu chuaån thieát keá : - Phöông phaùp tính toaùn caàu theo caùc traïng thaùi giôùi haïn ñaõ ñöôïc aùp duïng ôû nöôùc ta töø naêm 1979 döïa theo phöông phaùp tính toaùn cuûa Lieân xoâ ( cuõ ). Ngaøy nay, caùc phöông phaùp tính toaùn coù xeùt ñeán tính phi tuyeán vaät lieäu, phi tuyeán hình hoïc cuûa keát caáu ñaëc bieät, duøng vaät lieäu ñaëc bieät ñeàu ñang ñöôïc phaùt trieån. Vieäc söû duïng maùy tính vaø caùc chöông trình phaàn töû höõu haïn ñaõ trôû neân phoå bieán. - Quy trình 22 TCN 18-79, ñöôïc goïi taét laø Quy trình 1979 ñeå thieát keá caàu ñaõ döïa vaøo noäi dung Quy trình naêm 1962 vaø 1967 cuûa Lieân Xoâ ( cuõ ) vaø Quy trình caàu ñöôøng saét 1958 cuûa Trung Quoác. - Naêm 2005, Boä Giao thoâng Vaän taûi ban haønh Tieâu chuaån thieát keá caàu 22 TCN 272 - 05 ñoái vôùi caàu ñöôøng boä.
Ñaây laø tieâu chuaån hieän ñaïi, ñaït trình ñoä quoác teá cao, ñöôïc bieân soaïn döïa treân noäi dung cô baûn cuûa Tieâu chuaån AASHTO - LRFD naêm 1998 nhöng ñaõ ñöôïc chænh söûa cho phuø hôïp vôùi caùc ñieàu kieän töï nhieân cuûa Vieät Nam. Vì vaäy tieâu chuaån naøy seõ goùp phaàn ñaåy nhanh quaù trình hoäi nhaäp kinh teá cuûa Vieät Nam vôùi caùc nöôùc ASEAN vaø khu vöïc. Ñoái vôùi caùc döï aùn caàu lôùn, ví duï caàu daây vaêng, caàu coù nhòp daøi hôn 150m, caàn phaûi tham khaûo theâm tieâu chuaån caùc nöôùc Myõ, Nhaät, UÙc, Phaùp, Trung Quoác... • Veà maët caùc coâng ngheä hieän ñaïi : Noùi chung, xu höôùng hieän nay laø aùp duïng moïi coâng ngheä hieän ñaïi cuûa theá giôùi vaøo ñieàu kieän Vieät Nam thoâng qua vieäc chuyeån giao coâng ngheä vôùi caùc döï aùn coù voán nöôùc ngoaøi. Coù theå lieät keâ moät soá höôùng chính sau :
- Ñoàng thôøi phaùt trieån caû caùc coâng ngheä ñuùc beâtoâng taïi choã vaø caùc coâng ngheä cheá taïo saün - laép gheùp - Phaùt trieån aùp duïng keát caáu BTCT DÖL cho ñuû moïi daïng keát caáu ngay töø caùc nhòp daøi töø 12m trôû leân ( caùc coâng ngheä döï öùng löïc trong, döï öùng löïc ngoaøi vaø keát hôïp caû hai ) nhö caùc loaïi daàm baûn roãng, baûn ñaëc, daàm I, daàm T, daàm Super-T, daàm hoäp. - Phaùt trieån aùp duïng caùc vaät lieäu môùi nhö coát theùp cöôøng ñoä cao, beâtoâng cöôøng ñoä cao ( caáp BT ñeán 60 - 80Mpa ), beâtoâng tính naêng cao, BT polyme, pha coát sôïi theùp hoaëc coát sôïi polyme phaân taùn. Vaät lieäu taám chaát deûo pha sôïi carbon, boù sôïi carbon ñöôïc nghieân cöùu aùp duïng böôùc ñaàu. - Phaùt trieån caùc daïng keát caáu nhòp phöùc taïp ñaùp öùng caùc yeâu caàu khai thaùc thuaän tieän vaø veû ñeïp kieán truùc nhö caàu cong, caàu daây vaêng - daàm cöùng BTCT, caàu lieân tuïc, caàu Extradosed... Caùc keát caáu lieân hôïp veà maët vaät lieäu
1.2 Phaân loaïi vaø caáu taïo caàu beâ toâng coát theùp : 1.2.1 CAÙC KÍCH THÖÔÙC CÔ BAÛN : Caùc tham soá kích thöôùc cô baûn cuûa coâng trình caàu noùi chung bao goàm : - Cao ñoä maët ñaát thieân nhieân, cao ñoä caùc möïc nöôùc, ñöôïc theå hieän treân baûn veõ maët caét ngang soâng qua tim doïc caàu. - Caùc cao ñoä maët xe chaïy cuûa caàu, baùn kính ñöôøng cong ñöùng, theå hieän treân baûn veõ traéc doïc coâng trình caàu. - Caùc kích thöôùc maët baèng cuûa caùc boä phaän keát caáu nhòp caàu phaûi theå hieän treân baûn veõ boá trí chung maët baèng. - Caùc kích thöôùc maët caét ngang cuûa caùc keát caáu nhòp nhö beà roäng cuûa phaàn xe chaïy, væa heø, lan can, raøo chaén, maët caét ngang keát caáu chòu löïc chính nhö daàm I, daàm T, daàm hoäp... phaûi ñöôïc theå hieän treân caùc maët caét ngang keát caáu nhòp caàu. Caùc kích thöôùc naøy caàn ñaûm baûo thoûa maõn yeâu caàu veà khoå giôùi haïn thoâng xe an toaøn thuaän tieän, yeâu caàu chòu löïc ...
1.2.2 PHAÂN LOAÏI COÂNG TRÌNH CAÀU : Caàu BTCT ñöôïc phaân loaïi theo nhöõng tieâu chí khaùc nhau. Phaân loaïi thoâng duïng : 1- Phaân loaïi theo vò trí caàu : Tuøy theo loaïi chöôùng ngaïi caàn phaûi vöôït qua goïi laø : - Caàu qua soâng, suoái - Caàu vöôït ñöôøng - Caàu caïn, caàu daãn - Caàu coù truï cao ñeå vöôït qua thung luõng, heûm nuùi 2- Phaân loaïi theo taûi troïng qua caàu : - Caàu ñöôøng oâtoâ - Caàu thaønh phoá - Caàu ñöôøng saét - Caàu ñi boä - Caàu ñi chung ñöôøng saét – ñöôøng oâtoâ - Caàu maùng daãn nöôùc - Caàu daønh cho ñöôøng oáng daãn nöôùc, daãn daàu, khí ñoát. 3- Phaân loaïi theo cao ñoä töông ñoái cuûa beà maët xe chaïy : - Caàu chaïy treân - Caàu chaïy döôùi - Caàu chaïy giöõa. 4- Phaân loaïi theo sô ñoà tónh hoïc giai ñoaïn khai thaùc cuûa keát caáu chòu löïc chính :
- Caàu daàm : + Daàm giaûn ñôn, + Daàm lieân tuïc, + Daàm haãng. Hình 1.2 Caùc sô ñoà tónh hoïc daàm giaûn ñôn, daàm lieân tuïc, daàm haãng coù daàm ñeo
- Caàu khung : T coù daàm ñeo, T coù choát, khung T lieân tuïc nhieàu nhòp, khung chaân xieân, khung kieåu coång... (H.1.3). Hình 1.3 : Moät soá sô ñoà caàu khung a) Caàu khung lieân tuïc b) Khung T–daàm ñeo c, d, e, f) Moät soá daïng maët caét ngang nhòp
- Caàu voøm : 1- Coät treân voøm; 2- Voøm chính; 3- Phaàn xe chaïy; 4- Thanh treo 5- Voøm cöùng; 6- Daàm meàm; 7- Voøm meàm; 8- Daàm cöùng; 9- Thanh treo xieân Hình 1.4 : Moät soá sô ñoà caàu voøm a) Caàu voùm chaïy treân; b) Caàu voøm chaïy giöõa; c) Voøm cöùng - daàm meàm
- Caàudaøn, Caàu coù keát caáu lieân hôïp : + Caàu daàm – voøm + Caàu daøn - voøm + Caàu daàm - daây ( caàu treo daây xieân - daàm cöùng BTCT ) 1- Daây xieân; 2- Coät thaùp; 3- Daàm cöùng; 4- Daàm ngang cuûa khung coät thaùp ñeå giöõ daàm cöùng Hình 1.5 : Moät soá sô ñoà caàu daây xieân - daàm cöùng
5- Phaân loaïi theo hình daïng maët caét ngang cuûa keát caáu chòu löïc chính : - Keát caáu nhòp baûn - Keát caáu nhòp coù söôøn - Keát caáu nhòp maët caét hình hoäp. 6- Phaân loaïi theo phöông phaùp thi coâng keát caáu nhòp : - Vôùi caùc nhòp nhoû vaø trung bình (L < 25m vôùi caàu moät nhòp vaø L caàu < 100m vôùi caàu nhieàu nhòp). + Caàu ñuùc taïi choã. + Caàu laép gheùp toaøn nhòp. + Caàu baùn laép gheùp ( phaàn söôøn daàm laép gheùp, phaàn baûn ñuùc taïi choã ). - Vôùi caàu BTCT coù nhòp lôùn : + Caàu ñuùc taïi choã treân ñaø giaùo coá ñònh + Caàu ñuùc taïi choã vôùi ñaø giaùo di ñoäng + Caàu thi coâng theo phöông phaùp haãng + Caàu thi coâng theo phöông phaùp ñaåy + Caàu thi coâng theo phöông phaùp ñaëc bieät
1.2.3 PHAÏM VI AÙP DUÏNG CUÛA KEÁT CAÁU NHÒP BTCT : Caùc caàu BTCT treân ñöôøng saét thöôøng chæ aùp duïng loaïi daàm giaûn ñôn coù nhòp daøi L = 4÷ 33m. Neáu muoán vöôït nhòp daøi hôn neân duøng daàm theùp. Treân tuyeán ñöôøng saét Haø Noäi - TP. Hoà Chí Minh coøn moät soá caàu voøm cuõ BTCT xaây döïng töø nhöõng naêm 1930. Caùc caàu BTCT treân ñöôøng oâtoâ, thöôøng duøng nhieàu daàm giaûn ñôn ôû caùc nhòp 6÷ 33m, ñaëc bieät coù theå ñeán 42÷ 50m. Neáu nhòp lôùn hôn nöõa thöôøng duøng caùc sô ñoà keát caáu nhòp sieâu tónh nhö daàm lieân tuïc, daàm haãng, caàu khung BTCT döï öùng löïc, caàu voøm. Caàu oâtoâ thöôøng choïn caùc loaïi keát caáu sau : - Daïng caàu baûn giaûn ñôn BTCT thöôøng : nhòp töø 3÷ 6m. - Daïng caàu giaûn ñôn baèng BTCT thöôøng : nhòp töø 7÷ 24m.
- Daïng caàu giaûn ñôn BTCT döï öùng löïc : nhòp töø 12÷ 42m. - Daïng caàu daàm lieân tuïc hay caàu khung BTCT döï öùng löïc : caùc nhòp trong khoaûng 33 ñeán 200m. - Daïng caàu voøm BTCT thöôøng : tröôùc kia coù duøng cho caàu nhòp 15÷ 70m. Ngaøy nay ôû nöôùc ta ít khi xaây döïng caàu voøm. Naêm 2003, Trung Quoác giuùp chuùng ta xaây döïng moät soá caàu voøm oáng theùp nhoài beâtoâng nhö caàu OÂng Lôùn, caàu Xoùm Cuûi... treân ñöôøng Nguyeãn Vaên Linh ôû thaønh phoá Hoà Chí Minh, nhòp daøi 97,5m vaø 80,6m. Caàu voøm môùi nhaát baèng BTCT ôû nöôùc ta laø caàu daãn cuûa caàu Baõi Chaùy ( Quaûng Ninh ) coù nhòp voøm 65m. - Daïng caàu treo daây xieân - daàm cöùng BTCT coù öu ñieåm hình daùng ñeïp, vöôït ñöôïc nhòp daøi, coù theå ñeán hôn 400m, ñaõ ñöôïc xaây döïng nhö caàu Myõ Thuaän, Caàn Thô,
- Daïng caàu giaøn BTCT döï öùng löïc ñaõ ñöôïc xaây döïng nhieàu treân ñöôøng saét Lieân Xoâ ( cuõ ), nhöng khoâng phoå bieán ôû caùc nöôùc khaùc cuõng nhö ôû Vieät Nam vì caáu taïo phöùc taïp, khoù thi coâng vaø khoâng öu vieät hôn caàu giaøn theùp. 1.3 Vaät lieäu xaây döïng vaø ñaëc ñieåm cuûa caàu BTCT : 1- Vaät lieäu 2- Ñoä beàn, ñoä cöùng 3- Hình daùng, heä thoáng 4- Tính lieàn khoái 5- Troïng löôïng baûn thaân 6- Chi phí duy tu baûo döôõng 7- Veát nöùt 8- Veà aùp duïng coâng nghieäp hoùa xaây döïng 9- Veà coâng taùc söûa chöõa, naâng caáp, môû roäng khi caàn thieát ./.