1
GV: DIỆP THÀNH HƯNG
BM: CẦU HẦM
2
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: ........................................................................................................................... 9
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CẦU.............................................................................. 9
1.1. CÁC LOẠI CÔNG TRÌNH NHÂN TẠO TRÊN ĐƯỜNG: ........................................ 9
1.1.1. Cầu: ....................................................................................................................... 9
1.1.2. Các công trình thoát nước nhỏ: ............................................................................. 9
1.1.3. Tường chắn:......................................................................................................... 11
1.1.4. Hầm: .................................................................................................................... 11
1.2. CÁC BỘ PHẬN, KÍCH THƯỚC VÀ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CÔNG
TRÌNH CẦU: .................................................................................................................... 14
1.2.1. Các bộ phận của công trình cầu: ......................................................................... 14
1.2.2. Kích thước và các thông số cơ bản của công trình cầu: ...................................... 14
1.3. PHÂN LOẠI CẦU: .................................................................................................... 16
1.3.1. Phân loại theo mục đích sử dụng: ....................................................................... 16
1.3.2. Phân loại theo vật liệu làm kết cấu nhịp: ............................................................ 16
1.3.3. Phân loại theo chướng ngại vật: .......................................................................... 16
1.3.4. Phân loại theo cao độ đường xe chạy: ................................................................. 20
1.3.5. Phân loại theo sơ đồ tĩnh học: ............................................................................. 21
1.3.6. Phân loại theo sơ đồ cấu tạo: ............................................................................... 22
1.4. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI CẦU: .............................................................. 25
1.4.1. Yêu cầu về mặt xây dựng và khai thác: .............................................................. 25
1.4.2. Yêu cầu về mặt kinh tế: ....................................................................................... 26
1.4.3. Yêu cầu về mặt mỹ quan: .................................................................................... 26
1.4.4. Yêu cầu về mặt an ninh quốc phòng: .................................................................. 26
1.5. SƠ LƯỢC LỊCH SỬ VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN NGÀNH CẦU: ....... 26
1.5.1. Sơ lược lịch sử phát triển ngành cầu: .................................................................. 26
1.5.1.1. Cầu gỗ: ......................................................................................................... 26
1.5.1.2. Cầu đá: ......................................................................................................... 26
1.5.1.3. Cầu thép: ...................................................................................................... 27
1.5.1.4. Cầu bêtông cốt thép: .................................................................................... 27
1.5.2. Một số phương hướng phát triển ngành cầu: ...................................................... 30
1.5.2.1. Về vật liệu: ................................................................................................... 30
1.5.2.2. Về kết cấu: ................................................................................................... 30
1.5.2.3. Về công nghệ thi công: ................................................................................ 30
1.5.2.4. Về tính toán: ................................................................................................. 30
3
CHƯƠNG 2: ......................................................................................................................... 31
CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU ..................................................................................................... 31
2.1. CÁC GIAI ĐOẠN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG VÀ CÁC BƯỚC THIẾT KẾ: ............... 31
2.1.1. Các giai đoạn đầu tư xây dựng: ........................................................................... 31
2.1.1.1. Chuẩn bị đầu tư: ........................................................................................... 31
2.1.1.2. Thực hiện đầu tư: ......................................................................................... 33
2.1.1.3. Kết thúc xây dựng đưa công trình vào khai thác sử dụng: .......................... 33
2.1.2. Các bước thiết kế: ................................................................................................ 33
2.2. TRIẾT LÝ THIẾT KẾ: .............................................................................................. 34
2.2.1. Phương pháp thiết kế theo ứng suất cho phép: ................................................... 34
2.2.2. Phương pháp thiết kế theo hệ số tải trọng: .......................................................... 35
2.2.3. Phương pháp thiết kế theo trạng thái giới hạn: ................................................... 35
2.2.4. Phương pháp thiết kế theo hệ số tải trọng và sức kháng: .................................... 36
2.3. TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CẦU: .............................................................................. 38
2.3.1. Các tiêu chuẩn thiết kế cầu ở Việt Nam: ............................................................. 38
2.3.2. Tiêu chuẩn 22TCN18-79:.................................................................................... 38
2.3.2.1. Các trạng thái giới hạn: ................................................................................ 38
2.3.2.2. Tải trọng: ...................................................................................................... 38
2.3.2.3. Tổ hợp tải trọng: .......................................................................................... 41
2.3.3. Tiêu chuẩn 22TCN272-05: ................................................................................. 41
2.3.3.1. Các trạng thái giới hạn: ................................................................................ 41
2.3.3.2. Tải trọng: ...................................................................................................... 42
2.3.3.3. Hệ số tải trọng: ............................................................................................. 58
2.3.3.4. Tổ hợp tải trọng: .......................................................................................... 59
CHƯƠNG 3: ......................................................................................................................... 60
MẶT CẦU VÀ CÁC THIẾT BỊ TRÊN CẦU ................................................................... 60
3.1. MẶT CẦU ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG SẮT: ......................................................... 60
3.1.1. Mặt cầu ôtô: ......................................................................................................... 60
3.1.1.1. Mặt cầu bằng bêtông Atphalt: ...................................................................... 60
3.1.1.2. Mặt cầu bằng bêtông ximăng: ...................................................................... 61
3.1.1.3. Mặt cầu bằng thép: ....................................................................................... 62
3.1.2. Mặt cầu đường sắt: .............................................................................................. 64
3.1.2.1. Mặt cầu có máng đá balát: ........................................................................... 64
3.1.2.2. Mặt cầu trần: ................................................................................................ 65
3.1.2.3. Mặt cầu có ray đặt trực tiếp lên bản mặt cầu: .............................................. 66
4
3.2. PHÒNG NƯỚC VÀ THOÁT NƯỚC TRÊN CẦU: .................................................. 67
3.2.1. Độ dốc phòng nước trên cầu: .............................................................................. 67
3.2.1.1. Độ dốc dọc cầu: ........................................................................................... 67
3.2.1.2. Độ dốc ngang cầu: ....................................................................................... 68
3.2.2. Ống thoát nước trên cầu: ..................................................................................... 69
3.2.2.1. Yêu cầu: ....................................................................................................... 69
3.2.2.2. Cấu tạo ống thoát nước: ............................................................................... 69
3.2.2.3. Nguyên tắc bố trí ống thoát nước: ............................................................... 71
3.3. KHE CO GIÃN: ......................................................................................................... 72
3.3.1. Vai trò của khe co giãn:....................................................................................... 72
3.3.2. Yêu cầu đối với khe co giãn: ............................................................................... 73
3.3.3. Các loại khe co giãn: ........................................................................................... 73
3.3.3.1. Khe co giãn hở: ............................................................................................ 73
3.3.3.2. Khe co giãn kín: ........................................................................................... 74
3.3.3.3. Khe co giãn cao su chịu nén: ....................................................................... 74
3.3.3.4. Khe co giãn cao su bản thép: ....................................................................... 75
3.3.3.5. Khe co giãn bản thép trượt: .......................................................................... 75
3.3.3.6. Khe co giãn răng lược, răng cưa: ................................................................. 76
3.3.3.7. Khe co giãn môđun: ..................................................................................... 77
3.4. MẶT CẦU LIÊN TỤC NHIỆT ĐỘ: .......................................................................... 78
3.4.1. Sự cần thiết bố trí mặt cầu liên tục nhiệt độ: ....................................................... 78
3.4.2. Cấu tạo mặt cầu liên tục nhiệt độ: ....................................................................... 78
3.4.3. Đặc điểm làm việc: .............................................................................................. 79
3.4.4. Ưu, nhược điểm: .................................................................................................. 79
3.5. LỀ NGƯỜI ĐI VÀ LAN CAN: ................................................................................. 79
3.5.1. Lề người đi: ......................................................................................................... 79
3.5.2. Lan can: ............................................................................................................... 80
3.6. NỐI TIẾP GIỮA ĐƯỜNG VÀ CẦU: ....................................................................... 82
3.6.1. Yêu cầu nối tiếp từ đường vào cầu: .................................................................... 82
3.6.2. Nối tiếp giữa đường và cầu trên đường ôtô: ....................................................... 82
3.6.3. Nối tiếp giữa đường và cầu trên đường sắt: ........................................................ 84
3.7. BIỂN BÁO TRÊN CẦU: ........................................................................................... 84
3.8. CHIẾU SÁNG TRÊN CẦU: ...................................................................................... 84
CHƯƠNG 4: ......................................................................................................................... 85
GỐI CẦU .............................................................................................................................. 85
5
4.1. KHÁI NIỆM CHUNG: ............................................................................................... 85
4.1.1. Vai trò của gối cầu: ............................................................................................. 85
4.1.2. Nguyên tắc bố trí gối cầu: ................................................................................... 85
4.1.2.1. Bố trí trên mặt chính: ................................................................................... 85
4.1.2.2. Bố trí trên mặt bằng: .................................................................................... 86
4.2. CÁC LOẠI GỐI CẦU: ............................................................................................... 87
4.2.1. Gối cầu dầm BTCT: ............................................................................................ 87
4.2.1.1. Gối tiếp tuyến: .............................................................................................. 87
4.2.1.2. Gối cao su bản thép: ..................................................................................... 88
4.2.1.3. Gối chậu: ...................................................................................................... 88
4.2.2. Gối cầu dầm và cầu dàn thép: ............................................................................. 89
4.3. NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN GỐI CẦU: ....................................... 91
CHƯƠNG 5: ......................................................................................................................... 92
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MỐ TRỤ CẦU ....................................................................... 92
5.1. KHÁI NIỆM CHUNG: ............................................................................................... 92
5.1.1. Đặc điểm chung: .................................................................................................. 92
5.1.2. Mố cầu: ................................................................................................................ 92
5.1.3. Trụ cầu: ............................................................................................................... 92
5.2. PHÂN LOẠI MỐ TRỤ CẦU: .................................................................................... 93
5.2.1. Theo sơ đồ cấu tạo: ............................................................................................. 93
5.2.2. Theo độ cứng dọc cầu: ........................................................................................ 94
5.2.3. Theo vật liệu: ....................................................................................................... 94
5.2.4. Theo phương pháp xây dựng: ............................................................................. 94
5.2.5. Theo hình thức cấu tạo: ....................................................................................... 94
5.3. NGUYÊN TẮC XÁC ĐỊNH CÁC KT CƠ BẢN CỦA MỐ TRỤ CẦU: .................. 94
5.3.1. Vị trí của mố trụ: ................................................................................................. 94
5.3.2. Cao độ đỉnh móng: .............................................................................................. 95
5.3.3. Cao độ đỉnh xà mũ mố trụ: .................................................................................. 95
5.3.3.1. Cao độ đỉnh xà mũ trụ:................................................................................. 95
5.3.3.2. Cao độ đỉnh xà mũ mố: ................................................................................ 96
5.3.4. Kích thước xà mũ mố trụ trên mặt bằng: ............................................................ 96
CHƯƠNG 6: ......................................................................................................................... 98
CẤU TẠO MỐ TRỤ CẦU DẦM ........................................................................................ 98
6.1. CẤU TẠO MỐ CẦU DẦM: ...................................................................................... 98
6.1.1. Các bộ phận của mố cầu:..................................................................................... 98