THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP
Tài liệu hướng dẫn học tập
THIẾT KẾ THEO TCVN 11823-2017
Created with Master PDF Editor. For non-commercial use only.
MỤC LỤC
CHƯƠNG I ...................................................................................................................... 1
GIỚI THIỆU CHUNG .................................................................................................... 1
1.1. Định nghĩa công trình cầu: ................................................................................... 1
1.2. Các bộ phận của công trình cầu:........................................................................... 1
1.3. Phân loại công trình cầu: ...................................................................................... 4
1.3.1. Phân loại theo vật liệu: .................................................................................. 4
1.3.2. Phân loại theo tải trọng sử dụng: ................................................................... 5
1.3.3.Phân loại theo sơ đồ kết cấu: .......................................................................... 5
1.4. Lịch sử và phương hướng phát triển: ................................................................. 12
1.4.1. Sơ lược lịch sử phát triển cầu BTCT: .......................................................... 12
1.4.2. Sơ lược lịch sử phát triển cầu ở Việt Nam: ................................................. 14
1.4.3. Phương hướng phát triển: ............................................................................ 15
1.5. Quan điểm và tiêu chuẩn thiết kế cầu:................................................................ 15
1.5.1. Tiêu chuẩn thiết kế: ..................................................................................... 15
1.5.2. Quan điểm, triết lý thiết kế: ......................................................................... 16
1.5.3. Các trạng thái giới hạn: ............................................................................... 16
1.6. Ví dụ về thiết kế một phương án cầu: ................................................................ 17
CHƯƠNG 2 ................................................................................................................... 19
VẬT LIỆU TRONG CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP ...................................................... 19
2.1. Khái niệm chung bê tông cốt thép: ..................................................................... 19
2.2. Bê tông:............................................................................................................... 19
2.2.1. Yêu cầu chung về bê tông: .......................................................................... 19
2.2.2. Bê tông chất lượng cao: ............................................................................... 20
2.2.3. Cường độ và đặc trưng cơ lý của bê tông: ................................................... 22
2.3. Cốt thép: ............................................................................................................. 26
2.3.1. Yêu cầu chung: ............................................................................................ 26
2.3.2. Cốt thép thường: .......................................................................................... 27
2.3.3. Cốt thép dự ứng lực: .................................................................................... 28
2.4. Phân bố ứng suất trong tiết diện bê tông cốt thép: ............................................. 28
CHƯƠNG 3 ................................................................................................................... 31
TẢI TRỌNG, TỔ HỢP TẢI TRỌNG ........................................................................... 31
3.1. Khái niệm chung: ............................................................................................... 31
3.2. Tải trọng: ............................................................................................................ 32
3.3. Hệ số tải trọng và tổ hợp tải trọng: ..................................................................... 42
Created with Master PDF Editor. For non-commercial use only.
3.3.1. Tổng quan: ................................................................................................... 42
3.3.2. Hệ số tải trọng và tổ hợp tải trọng: .............................................................. 43
3.3.3. Hệ số tải trọng dùng trong thi công: ............................................................ 45
3.3.4. Các phương pháp phân tích kết cấu được chấp nhận: ................................. 45
CHƯƠNG 4 ................................................................................................................... 47
CẦU BẢN BÊ TÔNG CỐT THÉP ............................................................................... 47
4.1. Đặc điểm cầu bản bê tông cốt thép:.................................................................... 47
4.2. Các sơ đồ thiết kế cầu bản: ................................................................................. 47
4.2.1. Cầu bản mố nặng: ........................................................................................ 47
4.2.2. Cầu bản mố nhẹ: .......................................................................................... 48
4.2.3. Cầu bản dạng mút thừa: ............................................................................... 49
4.2.4. Cầu dầm bản liên tục: .................................................................................. 49
4.3. Cấu tạo cầu bản bê tông cốt thép: ....................................................................... 49
4.3.1. Cấu tạo cầu bản đúc tại chỗ: ........................................................................ 49
4.3.2. Cấu tạo cầu bản lắp ghép và bán lắp ghép: ................................................. 52
4.4. Nguyên lý tính toán kết cấu nhịp cầu bản: ......................................................... 56
4.4.1. Chiều cao bản: ............................................................................................. 56
4.4.2. Chiều rộng làm việc của cầu bản: (Mục 6.2.3, phần 4) .............................. 56
4.4.3. Nguyên tắc xác định nội lực trong bản mặt cầu toàn khối: ......................... 58
CHƯƠNG 5 ................................................................................................................... 60
NGUYÊN LÝ CẤU TẠO CẦU DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP ................................... 60
5.1. Khái niệm về cầu dầm BTCT: ............................................................................ 60
5.2. Cấu tạo cầu dầm bê tông cốt thép đổ tại chỗ: ..................................................... 61
5.2.1. Tổng thể: ...................................................................................................... 61
5.2.2. Bản mặt cầu: ................................................................................................ 62
5.2.3. Dầm chủ: ..................................................................................................... 62
5.2.4. Dầm ngang: ................................................................................................. 62
5.2.5. Dầm dọc phụ: .............................................................................................. 62
5.3. Cấu tạo dầm bê tông cốt thép lắp ghép: ............................................................. 63
5.3.1. Tổng thể: ...................................................................................................... 63
5.3.2. Một số loại mặt cắt ngang phổ biến hiện nay: ............................................. 63
5.3.3. Nguyên tắc phân khối: ................................................................................. 64
5.3.4. Các phương pháp phân khối: ....................................................................... 65
5.3.5. Cấu tạo mối nối: .......................................................................................... 66
Created with Master PDF Editor. For non-commercial use only.
5.3.6. Các kích thước cơ bản: ................................................................................ 67
5.3.7. Bố trí cốt thép (mục 10, phần 5, TCVN11823-2017): ................................ 69
5.4. Cấu tạo cầu dầm bê tông cốt thép bán lắp ghép: ................................................ 74
5.5. Cấu tạo cầu dầm bê tông cốt thép ứng suất trước: ............................................. 75
5.5.1. Nguyên lý cấu tạo: ....................................................................................... 75
5.5.2. Mặt cắt điển hình: ........................................................................................ 75
5.5.3. Bố trí cốt thép ứng suất trước: ..................................................................... 80
5.5.4. Cốt thép thường trong dầm bê tông cốt thép ứng suất trước: ...................... 82
5.5.5. Các hệ thống bố trí cốt thép ứng suất trước trong dầm giản đơn: ............... 83
5.5.6. Cấu tạo neo - kích - cốt thép cường độ cao: ................................................ 85
5.6. Bản liên tục nhiệt: ............................................................................................... 87
5.6.1. Cấu tạo sơ đồ kết cấu nhịp liên tục nhiệt: ................................................... 87
5.6.2. Kết cấu bản nối liên tục nhiệt: ..................................................................... 89
5.7. Kết cấu nhịp bán liên tục: ................................................................................... 90
CHƯƠNG 6 ................................................................................................................... 94
THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN CẦU DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP ................................... 94
6.1. Khái niệm chung: ............................................................................................... 94
6.2. Tính toán thiết kế bản mặt cầu bê tông cốt thép: ................................................ 95
6.2.1. Xác định kích thước bản mặt cầu: ............................................................... 95
6.2.2. Tính toán nội lực bản mặt cầu: .................................................................... 96
6.3. Tính hệ số phân phối ngang: ............................................................................ 108
6.3.1. Khái niệm về hệ số phân phối ngang tải trọng: ......................................... 108
6.3.2. Tính hệ số phân phối ngang theo nguyên lý đòn bẩy: ............................... 109
6.3.3. Tính hệ số phân phối ngang theo phương pháp nén lệch tâm: .................. 110
6.3.4. Tính hệ số phân phối ngang theo phương pháp dầm liên tục trên gối đàn
hồi: ....................................................................................................................... 112
6.3.5. Tính hệ số phân phối ngang theo tiêu chuẩn: ............................................ 112
6.4. Tính nội lực dầm chủ: ....................................................................................... 115
6.4.1. Khái niệm: ................................................................................................. 115
6.4.2. Trình tự tính toán nội lực trong dầm chủ: ................................................. 115
6.5. Tính toán dầm bê tông cốt thép ứng suất trước: ............................................... 120
6.5.1. Xác định đặc trưng hình học tiết diện dầm: .............................................. 120
6.5.2. Thiết kế tiết diện dầm bê tông cốt thép dự ứng lực: .................................. 124
6.5.3. Kiểm toán dầm theo các trạng thái giới hạn: ............................................. 132
CHƯƠNG 7 ................................................................................................................. 145
Created with Master PDF Editor. For non-commercial use only.
CẦU DẦM THI CÔNG PHÂN ĐOẠN VÀ CẦU VÒM BTCT ................................ 145
7.1. Cầu dầm thi công phân đoạn: ........................................................................... 145
7.1.1. Khái niệm chung: ...................................................................................... 145
7.1.2. Một số biện pháp thi công cầu dầm phân đoạn phổ biến: ......................... 145
7.1.3. Các kích thước cơ bản ............................................................................... 146
7.2. Cầu vòm bê tông cốt thép: ................................................................................ 147
7.2.1. Các sơ đồ cầu vòm bê tông cốt thép: ......................................................... 147
7.2.2. Các dạng cấu tạo cầu vòm bê tông cốt thép: ............................................. 148
7.2.3. Cấu tạo mố trụ cầu vòm: ........................................................................... 150
PHỤ LỤC .................................................................................................................... 153
ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG PHẢN LỰC VÀ NỘI LỰC DẦM LIÊN TỤC .................. 153
Created with Master PDF Editor. For non-commercial use only.