Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu 1 - Chương V: Cầu dầm bê tông cốt thép nhịp giản đơn

Nội dung text: Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu 1 - Chương V: Cầu dầm bê tông cốt thép nhịp giản đơn

1. 11/16/2012 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Bộ môn Cầu và Công trình ngầm Website: Website: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG CẦU 1 TS. NGUYỄN NGỌC TUYỂN Website môn học: ‐GTVT.TK/ Hà Nội, 10‐2012 CHƯƠNG V CầudầmBTCT nhịpgiản đơn 213 1
2. 11/16/2012 Nội dung chương 5 • 5.1. Khái niệm chung • 5.2. Cầudầm đơngiản đúc tạichỗ • 5.3. Cầudầm đơngiảnlắpghép • 5.4. Cầudầm đơngiảnbánlắpghép – 5.4.1. Đặc điểm – 5.4.2. Bố trí cốtthépthường – 5.4.3. Ví dụ dầmI33 – 5.4.4. Ván khuôn – 5.4.5. Các phương pháp lao lắpdầm – 5.4.6. Thi công cầudầm Super‐T – 5.4.7. Lưuý khi thi công 214 5.1. Khái niệm chung • 5.1.1. Đặc điểmcầudầmnhịp đơngiản – Khi chiềudàinhịpL tăng => chiềucaotiếtdiệnh tăng • Khi cầnvượtnhịplớn, sử dụng cầubản không còn hợplýdo tốnvật liệu, tĩnh tảilớn, không khai thác hếtkhả năng làm việccủavậtliệu • => sử dụng cầudầm (bằng cách thu nhỏ phầnchịukéođủ để bố trí cốtthépchịulực) b b h h bw 215 2
3. 11/16/2012 Khái niệm chung (t.theo) • Đặc điểmcủacầudầm (t.theo) – Ưu điểm: • Cấutạo, thi công đơngiản, dễđịnh hình hóa, áp dụng phổ biến • Chỉ có mô men dương => bố trí cốtthépchịukéoở biên dưới • Phù hợpvớinhịpnhỏ, trung bình • Thi công, vận chuyển, lao lắptương đối đơngiản, quen thuộcvớicác nhà thầu • Mố trụđơngiản – Nhược điểm: • Nhịp không lớn=> cầnbố trí nhiềutrụ => thông thương, thông thủy kém hơn • Nhiều khe biếndạng => xe chạy không êm thuận – Khắcphụcbằng cách sử dụng bản liên tục nhiệt 216 Khái niệm chung (t.theo) • Đặc điểmcủacầudầm (t.theo) 217 3
4. 11/16/2012 Khái niệm chung (t.theo) • 5.1.2. Phân loạicầudầm – Phân loạitheocôngnghệ thi công • Cầu đúc tạichỗ • Cầulắpghép • Cầu bán lắpghép – Phân loạitheovậtliệu • CầuBTCT thường • CầuBTCT dựứng lực(Căng trướchoặcCăng sau) • Cầubêtôngcốtcứng – Phân loạitheodạng tiếtdiệndầm • Dầmtiếtdiệnchữ I, chữ T, chữ TT (double T), dầmhộp 218 Khái niệm chung (t.theo) • Phân loạicầudầm (t.theo) DẦM T DẦM HỘP DẦM I 219 4
5. 11/16/2012 5.2. Cầudầm đơngiản đúc tạichỗ • 5.2.1. Đặc điểm – Áp dụng cho các cầunhịpnhỏ (L<20‐22m), – Thường áp dụng cho cầunhỏở địaphương khi không có điều kiệnvận chuyển, lắpráp. – Ưu điểm: • Độ cứng tốt, tính toàn khối cao, truyềnlựcngangtốt • Kỹ thuật thi công không yêu cầu cao, không cầnthiếtbị lao lắp • Có thể sử dụng vậtliệu địaphương – Nhược điểm: • Đòi hỏi dàn giáo, ván khuôn dày đặc • Thời gian thi công lâu • Phụ thuộcvàođịa hình, địachất • Cảntrở dòng chảy(vớicầuvượtsông) 220 Cầudầm đơngiản đúc tạichỗ (t.theo) • 5.2.2. Các dạng mặtcắtngang BÊ TÔNG ĐỔ TẠI CHỖ BÊ TÔNG ĐỔ TẠI CHỖ BÊ TÔNG ĐỔ TẠI CHỖ 221 5
6. 11/16/2012 Cầudầm đơngiản đúc tạichỗ (t.theo) • Các dạng mặtcắtngangcầu (t.theo) 222 Cầudầm đơngiản đúc tạichỗ (t.theo) • Các dạng mặtcắtngangcầu (t.theo) 223 6
7. 11/16/2012 Cầudầm đơngiản đúc tạichỗ (t.theo) • Ví dụ: 224 Cầudầm đơngiản đúc tạichỗ (t.theo) • 5.2.3. Kích thướccơ bảntiếtdiệnchữ T đúc tạichỗ – Dầmchủ: Kếtcấuchịulực chính, 2 đầukêlênmố hoặctrụ • Chiều cao dầmchủ: h ≥ 0.07 L (vớiL là chiềudàinhịp) Theo kinh nghiệm: h = (1/8 – 1/16)L (chiều cao tăng nếumặtcắtngangcóítdầmvàngượclại) • Bề dày sườndầmchủ: b w hf Đủ để bố trí cốtthép Đủ để chịulựccắt h B = (1/6 –1/7)h Cánh dầm w (bảnmặtcầu) • Số dầmchủ bw Sườndầm Bố trí sao cho ít dầmchủ nhất (vách dầm) => tiếtkiệm ván khuôn (k.cách S = 2‐3m) 225 7
8. 11/16/2012 Cầudầm đơngiản đúc tạichỗ (t.theo) • Kích thướccơ bảntiếtdiệnchữ T đúc tạichỗ (t.theo) bw bw ≥ 38mm ≥ 50mm ≥ 1.5d ≥ 2d ≥ 1.5D (max) ≥ 1.5 D (max) d cốt_liệu cốt_liệu 30mm ≥ ≥ 25mm ≥ d ≥ 15mm ≤ 150mm ≥ 30mm – Bảnmặtcầu(cánhdầm): • Chiềudàybản không kể hao mòn: hf ≥ 175mm và hf = (S+3000)/30 vớiS là cự ly giữacácdầm • Bảnhẫng thường lấy dài = ½ S 226 Cầudầm đơngiản đúc tạichỗ (t.theo) • Kích thướccơ bảntiếtdiệnchữ T đúc tạichỗ (t.theo) – Dầmngang • Có tác dụng liên kết các dầmchủ theo phương ngang => tăng độ cứng, chịuxoắntốt, phân bố tảitrọng đềuhơnchocácdầmchủ • Tăng cường chịulựcchobảnmặtcầu(do ngàm vào cả dầmchủ và dầm ngang) • Khoảng cách giữa các dầm ngang (theo phương dọccầu) là L1 = 4‐6m • Sườndầmngangbdn = 0.2‐0.25m • Chiều cao dầmnganghdn = 2/3h – Dầmdọcphụ • Có tác dụng phân nhịpbảnsaochod = 2‐3m • Sườndầmdọcphụ bddp = 0.15‐0.2m • Chiều cao dầmdọcphụ hddp = (0.3‐0.5)h 227 8
9. 11/16/2012 5.3. Cầudầm đơngiảnlắpghép • 5.3.1. Đặc điểm – Kếtcấunhịp đượcchia thành các khối. Các khốinàyđược đúc trong nhà máy hoặctrênbãiđúc công trường sau đótiếnhành vận chuyểnlaolắpcáccấukiệnvàsaucùngliênkếtcáccấu kiệnbằng các mốinối. – Ưu điểm: • Tính cơ giớihóacao, chấtlượng cấukiệntốt, năng suấtcao • Thi công nhanh, giảmkhốilượng trên công trường • Tiếtkiệmvậtliệu làm ván khuôn và không cần làm giàn giáo – Nhược điểm: • Đòi hỏicácphương tiệnvận chuyển lao lắp • Nhiềumốinốicấutạo và thi công phứctạp=> chiu lựcbấtlợi • Tính làm việc không gian kém so vớitoànkhối. 228 Cầudầm đơngiảnlắp ghép (t.theo) • Đặc điểm (t.theo) – Phạmvi áp dụng: sử dụng rộng rãi cho các nhịpnhỏ và trung bình MẶT CẮT NGANG CẦU DẦM T LẮP GHÉP (Phổ biến ở ViệtNam khi còn áp dụng quy trình cũ 22TCN18‐79, theo định hình củaNga) 229 9
10. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnlắp ghép (t.theo) • Cầulắpghéptiếtdiệnchữ T 230 Cầudầm đơngiảnlắp ghép (t.theo) • 5.3.2. Mộtsố dạng mặtcắtngangcầu đơngiảnlắpghép 231 10
11. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnlắp ghép (t.theo) • 5.3.3. Phân khốikếtcấunhịp Phân khối theo chiềudọc Phân khốitheocả chiềudọcvàchiềungang Phân khốitoànnhịp 232 Cầudầm đơngiảnlắp ghép (t.theo) • Phân khốikếtcấunhịp (t.theo) CầuPontchartrain –Mỹ Dài 38.4 km gồm2 nhịp 30m và 2215 nhịp 17m DầmBTCT DƯL lắp đặttừng nhịp 233 11
12. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnlắp ghép (t.theo) • Phân khốikếtcấunhịp (t.theo) 234 Cầudầm đơngiảnlắp ghép (t.theo) • Phân khốikếtcấunhịp (t.theo) 235 12
13. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnlắp ghép (t.theo) • 5.3.4. Cấutạomốinối – Mốinốikhô ‐ Khi đúc cấukiện, các bảnthépchờđược đặtsẵn trong bê tông ‐ Sau khi các cấukiện đượccẩulắp vào vị trí, sử dụng bảnthép hàn liên kếthaikhối lạivới nhau. 236 Cầudầm đơngiảnlắp ghép (t.theo) • Cấutạomốinối (t.theo) – Mốinối ướt ‐ Khi đúc cấukiện, đặt sẵn các cốtthépchờ ‐ Sau khi các cấukiện, tiếnhànhghépnối thép chờ, đặtthêmcốt dọc, ghép ván khuôn và tiến hành đổ bê tông liên kếthaikhốilạivới nhau. 237 13
14. 11/16/2012 5.4. Cầudầm đơngiảnbánlắpghép • 5.4.1. Đặc điểm – Các dầmchủ dạng chữ I, chữ T cánh ngắn, chữ U, chữ U ngược, hộp được đúc sẵnvàlắp đặtvàovị trí. Bê tông bản mặtcầu đượctiếnhànhđổ tạichỗ. – Ưu điểm: • Trọng lượng dầmnhẹ, thuậntiệnchoviệc lao lắp • Không phải thi công các mốinối • Tính toàn khối cao hơncầulắpghép • Chịutácđộng xung kích tốt – Nhược điểm: • Thời gian thi công bảnmặtcầu lâu hơn – Áp dụng ở ViệtNam: chủ yếulàdầmI chiều dài 20m, 25m và 33m 238 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Đặc điểm (t.theo) – Áp dụng ở ViệtNam chủ yếulàcácdầmsau • dầmI chiều dài 20m, 25m và 33m BẢN MẶT CẦU ĐỔ TẠI CHỖ BẢN MẶT CẦU ĐỔ TẠI CHỖ DẦM ĐÚC SẴN • Dầm Super‐T chiều dài dầm 40m, chiềudàinhịp 38.3m DẦM ĐÚC SẴN 239 14
15. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Đặc điểm (t.theo) TIẾT DIỆN CHỮ ITIẾT DIỆN CHỮ I CÁNH RỘNG 240 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Đặc điểm (t.theo) 241 15
16. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Đặc điểm (t.theo) TIẾT DIỆN DẦM SUPER‐T 242 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Đặc điểm (t.theo) 243 16
17. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Đặc điểm (t.theo) 244 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Đặc điểm (t.theo) 245 17
18. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • 5.4.2. Bố trí cốtthépthường 246 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Bố trí cốtthépthường 247 18
19. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • 5.4.3. Ví dụ dầmI33 248 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Ví dụ dầmI33 249 19
20. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • 5.4.4. Ván khuôn 250 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • 5.4.5. Các phương pháp lao lắpdầm 1. LAO DẦM NHỊP ĐƠN GIẢN BẰNG CẨU: 251 20
21. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Các phương pháp lao lắpdầm (t.theo) 2. LAO DẦM NHỊP ĐƠN GIẢN BẰNG ĐẤU CẨU (2 CẨU): 252 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Các phương pháp lao lắpdầm (t.theo) 3. LAO DẦM NHỊP ĐƠN GIẢN BẰNG CẨU ĐỨNG TRÊN KẾT CẤU NHỊP: 253 21
22. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Các phương pháp lao lắpdầm (t.theo) Giá long môn (cầntrục 4. LAO DẦM NHỊP ĐƠN GIẢN BẰNG GIÁ LONG MÔN DI ĐỘNG: di chuyểntrênray) ‐ Tiếtkiệmthờigiandi chuyển ‐ Cần địahìnhbằng phẳng để làm đường ray ‐ Phù hợpvớicáccầu trên cạn, nhiềunhịp 254 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Các phương pháp lao lắpdầm (t.theo) 5. LAO DẦM NHỊP ĐƠN GIẢN BẰNG GIÁ LONG MÔN CỐ ĐỊNH: Sau khi thi công xong mộtnhịp, giá long môn cốđịnh đượctháovàdi chuyểnsang nhịptiếp theo 255 22
23. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Các phương pháp lao lắpdầm (t.theo) 6. LAO DẦM NHỊP ĐƠN GIẢN BẰNG GIÁ LONG MÔN DẦM DẪN: ‐ Giá long môn đặttrên mố, trụ ‐ Dầmdẫnvận chuyển dầmravị trí nhịp ‐ Giá long môn sàng dầm vào vị trí ‐ Phương pháp này thi công đượcchocácnhịp dướinước 256 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Các phương pháp lao lắpdầm (t.theo) LAO DẦM NHỊP ĐƠN GIẢN BẰNG GIÁ LONG MÔN DẦM DẪN ‐ Phương pháp lao dầm bằng giá long môn dầm dẫncònđượcsử dụng khi địa hình không cho phép vận chuyểndầm dướimặt đất 257 23
24. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Các phương pháp lao lắpdầm (t.theo) 7. LAO DẦM NHỊP ĐƠN GIẢN BẰNG GIÁ LONG MÔN SÀN ĐẠO: ‐ Phương pháp này thi công đượcchocácnhịp dướinước ‐ Việclàmsànđạocóthể gặpkhókhănkhimực nướcsâuhay địachất yếu ‐ Sàn đạocóthể cảntrở giao thông thủy 258 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Các phương pháp lao lắpdầm (t.theo) 8. LAO DẦM BẰNG GIÁ 3 CHÂN: 259 24
25. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Các phương pháp lao lắpdầm (t.theo) LAO DẦM BẰNG GIÁ 3 CHÂN (t.theo) t9 t8 t7 260 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Nhậnxétcácphương pháp lao lắpdầmbằng cẩu – Thích hợpchocấukiệnvừavànhỏ – Lưuý làm đường di chuyểnchocẩu đảmbảokobị lún quá lớn – Khi cẩulắpdầm, cầnchúý đảmbảo ổn định củacẩu, tránh lật cẩugâyhư hỏng dầmvàthiếtbị, nguy hiểm đếntínhmạng 261 25
26. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Nhậnxétcácphương pháp lao dầmbằng giá long môn – Lao đượcdầmcótrọng lương lớn – Ít rủirohơnso với dùng cẩu – Với địa hình cho phép, giá long môn và đường vận chuyển dầm đặttrênmặt đất, thi công rấtthuậnlợi và nhanh chóng 262 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Nhậnxétphương pháp lao dầmbằng giá 3 chân – Lao đượcdầmcótrọng lượng lớn – Giá lao đặttrêntrụ và không cầndầmdẫn – Rấtthíchhợpkhilaodầmvượtsông 263 26
27. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • 5.4.6. Thi công cầudầm Super‐T CHUẨN BỊ VÁN KHUÔN 264 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Thi công cầudầm Super‐T (t.theo) LẮP ĐẶT CỐT THÉP 265 27
28. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Thi công cầudầm Super‐T (t.theo) LẮP ĐẶT VÁN KHUÔN TRONG 266 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Thi công cầudầm Super‐T (t.theo) CĂNG CÁP DỰ ỨNG LỰC (CĂNG TRƯỚC) 267 28
29. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Thi công cầudầm Super‐T (t.theo) ĐỔ BÊ TÔNG DẦM 268 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Thi công cầudầm Super‐T (t.theo) LẮP ĐẶT GỐI CAO SU 269 29
30. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Thi công cầudầm Super‐T (t.theo) VẬN CHUYỂN LAO LẮP DẦM 270 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Thi công cầudầm Super‐T (t.theo) VẬN CHUYỂN DẦM BẰNG XE CHUYÊN DỤNG 271 30
31. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Thi công cầudầm Super‐T (t.theo) CẨU DẦM BẰNG CẦN CẨU 272 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Thi công cầudầm Super‐T (t.theo) SÀNG NGANG DẦM VÀO VỊ TRÍ 273 31
32. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Thi công cầudầm Super‐T (t.theo) DẦM SUPER‐T SAU KHI LAO LẮP XONG 274 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • Thi công cầudầm Super‐T (t.theo) THI CÔNG BẢN MẶT CẦU 275 32
33. 11/16/2012 Cầudầm đơngiảnbánlắp ghép (t.theo) • 5.4.7. Lưuý khi thi công 276 33