GS. Nguyễn viết Trung - Chương 6: Kết cấu cầu vòm ống thép nhồi bê tông

Có nhiều cách phân loại cầu tuỳ theo đặc điểm - cấu tạo cũng như khả năng chịu lực theo các sơ đồ khác nhau của cầu vòm. Sau đây giới thiệu một vài cách phân loại cơ bản để thấy tính đa dạng của cầu vòm. 6.1.1. Phân loại cầu vòm dựa vào liên kết vòm – mố (trụ) Trong thực tế các cầu đã xây dựng trên thế giới sử dụng sơ đồ kết cấu rất đa dạng: vòm không chốt, vòm hai chốt, vòm 3 chốt. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
GS. Nguyễn viết Trung - Chương 6: Kết cấu cầu vòm ống thép nhồi bê tông GS. Nguyễn viết Trung Chương 6: Kết cấu cầu vòm ống thép nhồi bê tông CHƯƠNG 6 KẾT CẤU CẦU VÒM ỐNG THÉP NHỒI BÊTÔNG 6.1. PHÂN LOẠI CẦU VÒM Có nhiều cách phân loại cầu tuỳ theo đặc điểm - cấu tạo cũng như khả năng chịu lực theocác sơ đồ khác nhau của cầu vòm. Sau đây giới thiệu một vài cách phân loại cơ bản để thấytính đa dạng của cầu vòm. 6.1.1. Phân loại cầu vòm dựa vào liên kết vòm – mố (trụ) Trong thực tế các cầu đã xây dựng trên thế giới sử dụng sơ đồ kết cấu rất đa dạng: vòmkhông chốt, vòm hai chốt, vòm 3 chốt. Sơ đồ vòm không chốt: hai đầu vòm được ngàm vào mố (trụ). Đây là sơ đồ kết cấu siêutĩnh bật 3 nên có xuất hiện các lực phụ do co ngót từ biến của bê tông, do thay đổi nhiệt độ,đặc biệt là do lún mố trụ khi nền đất không đủ vững chắc. Sơ đồ vòm hai chốt: là sơ đồ kết cấu siêu tĩnh bật 1, các nội lực phụ sinh ra trong kết cấucũng tương tự sơ đồ vòm không chốt nhưng với trị số nhỏ hơn. Khi mố trụ lún thẳng đứng thìtrong không xuất hiện mômen phụ. Sơ đồ vòm ba chốt: là sơ đồ kết cấu tĩnh định nên không có các nội lực phụ nói trên. Sơ đồvòm ba khớp không đòi hỏi điều kiện địa chất thật vững chắc, khi có hiện tượng lún của mố(trụ) cũng không gây ra nội lực trong vòm. Ca o ®é xe ch¹ y a) d) e) Ca o ®é xe ch¹ y b) Ca o ®é xe ch¹ y g) Ca o ®é xe ch¹ y Ca o ®é xe ch¹ y c) h) Hình 6-1: a,d: vòm không chốt; b,e,h: vòm hai chốt; c,g: vòm ba chốt. 92 GS. Nguyễn viết Trung Chương 6: Kết cấu cầu vòm ống thép nhồi bê tông 6.1.2. Phân loại cầu vòm dựa vào sơ đồ tĩnh học Cầu vòm có lực đẩy ngang: khi điều kiện địa chất đủ thuận lợi có thể chọn kết cấu vòm cólực đẩy ngang. Hiện nay thông thường người ta xây dựng kết cấu vòm hai khớp hoặc ba khớpcó lực đẩy ngang. Cầu vòm có thanh kéo (cầu vòm không có lực đẩy ngang): trong điều kiện hiện nay, kếtcấu vòm có thanh kéo với cốt thép ứng suất trước có thể dùng tương đối hợp lý với các khẩuđộ nhịp 60 – 80 – 100m. Ưu điểm quan trọng của kết cấu vòm có thanh kéo là tự cân bằng lựcđẩy ngang, vì vậy có thể cấu tạo vòm thoải nên chiều cao kiến trúc nhỏ. Cầu vòm có thanhkéo có thể xây dựng ở những vùng địa chất không thuận lợi cho kết cấu cầu vòm có lực đẩyngang. Cầu vòm mút thừa: trong những năm gần đây, trong các loại cầu ba nhịp đã thấy sử dụngnhững kết cấu vòm mút thừa có thanh kéo phía trên. Để khắc phục lực đẩy ngang, người ta sửdụng thanh kéo phía trên cấu tạo bởi các bộ phận mặt cầu ghép xít lại với nhau bằng cốt thépứng suất trước. Hình 6.2. Các dạng sơ đồ vòm 6.1.3. Phân loại cầu vòm dựa vào độ cứng vòm - dầm: Vòm cứng - dầm cứng (EJv » EJd): trong kết cấu này vòm và dầm đóng vai trò chịu lựcngang nhau và hỗ trợ nhau. Dầm và vòm liên kết tạo thành hệ cứng trong mặt phẳng thẳngđứng, mỗi mặt phẳng vòm giống như một dầm chủ. Vòm mềm - dầm cứng (EJv £ EJd/80): vòm mềm là những đoạn cong liên kết khớp vớinhau chỉ chịu lực nén dọc trục và truyền tải trọng lên dầm cứng. Vòm cứng - dầm mềm (EJv/80 ³ EJd): dầm mềm không gánh chịu một phần nào nội lựccho vòm mà chỉ tham gia tạo liên kết và ổn định kết cấu. Toàn bộ tải trọng cầu chỉ có vòmgánh chịu. a) Voø cöù g - daà meà m n m m b) Voø meà - daà cöù g m m m n a) Voø cöù g - daà cöù g m n m n Hình 6.3. Phân loại dựa theo độ cứng dầm vòm 93 GS. Nguyễn viết Trung Chương 6: Kết cấu cầu vòm ống thép nhồi bê tông 6.1.4. Kiểu dáng cầu vòm ống thép nhồi bê tông: Kiểu dáng kiến trúc của loại cầu này khá đa dạng. a. Kiểu dáng mặt phẳng vòm: - Dạng một mặt phẳng vòm thẳng đứng, vuông góc với mặt cầu. - Dạng hai mặt phẳng vòm song song, thẳng đứng và liên kết giằng bởi hệ giằng ngangtrên. - Dạng hai mặt phẳng vòm xiên tựa vào nhau tại đỉnh vòm. - Dạng ba mặt phẳng vòm thẳng đứng, song song và giằng ngang trên. b. Kiểu dáng hệ thanh treo: - Thanh treo có thể cấu tạo từ thép thanh có cường độ cao hoặc các bó cáp. - Thanh treo có dạng thẳng đứng, xiên hình kim cương hoặc kết hợp vừa thẳng vừa xiên. c. Kiểu dáng thanh giằng: - Ống thép thẳng hoặc tổ hợp từ ...