Trờng Đại học Giao thông Vận tải
Khoa Công Trình
Bộ môn Cầu Hầm Bài giảng cầu bê tông F1
(Theo 22 tcn 272 05)

Biên Soạn : Hồ Xuân Nam
Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Giao thông Vận tải.
Hà Nội 2007
Địa chỉ: P. 203 - A6 - ĐHGTVT
Điện thoại: 04-7668029
Email:
[email protected]
Website: http://www.bte.edu.vn
Hồ xuân nam Bài giảng cầu bê tông cốt thép f1

1

Chơng mở đầu: khái quát về cầu Bê tông cốt thép
I. Phân loại cầu bê tông cốt thép

- Chi phí cho móng lớn hơn so với cầu thép
2.3. Phạm vi áp dụng
- Theo tải trọng: cầu đờng sắt, cầu ôtô
- Theo loại kết cấu: cầu dầm (giản đơn, hẫng, liên tục), khung, vòm, hệ
hỗn hợp, hệ treo
- Theo dạng cấu tạo mặt cắt KCN: cầu bản, dầm có sờn, dầm hộp, cầu
dàn
- Theo vật liệu làm KCN: BTCT thờng, BTDƯL
III. Vật liệu cầu BTCT
3.1. Bê tông:
- Cờng độ chịu nén ở tuổi 28 ngày: f
c
=16ữ70MPa (28Mpa đối với
BTDƯL và bản mặt cầu)
- Tổng lợng XM Portland và các vật liệu chứa XM khác không vợt quá
475kg/m
3
bê tông
- Hệ số giãn nở nhiệt: = 10,8.10
-6
/
0
C với BT thờng
= 9,0.10
-6
/
0
C với BT nhẹ
- Từ biến:
+ Hệ số từ biến:

0,5
hoặc 0,52.(f
c
)
0,5
với BT nhẹ

c
f
1,5
c
0,043.y
c
E =
Hồ xuân nam Bài giảng cầu bê tông cốt thép f1

4

- Cờng độ chịu kéo: = 0,62.(f
c
)
0,5
hoặc xác định theo ASTM C900 hoặc
AASHTO T198 (ASTM C496)
3.2. Cốt thép:
3.2.1. Cốt thép thờng
- Gồm CT thanh, thép tròn, thép có gờ, thép sợi kéo nguội
- Giới hạn chảy: = (420ữ520) MPa
- Mô đun đàn hồi: E
s

- Tại vị trí neo chuyển hớng phải là ống thép mạ phù hợp với tiêu chuẩn
ASTM A53, loại E, cấp B. ộ dày danh định của thành ống > 3mm
IV. Lịch sử phát triển cầu BTCT
- Cầu BTCT thờng (1875)
- Cầu BTDƯL (1930)
- Cầu BTDƯL có CT dính bám (1938)
- Cầu BTDƯL phân đoạn lắp ghép (1946)
- Cầu BTDƯL đúc hẫng (1951)
- Cầu dây văng dầm cứng BTCT (1962)
- Cầu BTDƯL đúc đẩy (1965)
- Sự phát triển các công nghệ XD cầu
- Xu hớng phát triển các loại cầu BTCT
Hå xu©n nam Bµi gi¶ng cÇu bª t«ng cèt thÐp f1

6

CÇu BTCT ®Çu tiªn, L=16,5m (Monier 1875)


giảm trọng lượng bản thân kết cấu, tăng chiều dài nhòp, giảm chi phí bảo
quản sửa chữa, tăng tuổi thọ công trình.
- Trong lúc công nghệ chế tạo bêtông phẩm chất cao chưa được phổ biến
rộng rãi và các tiêu chuẩn kỹ thuật chưa hoàn thành, với các vật liệu
thông thường (bêtông cấp 28-70 MPa, cùng với cốt thép khoảng 1800
MPa) thì việc áp dụng BT DƯL là biện pháp hiệu quả về sử dụng thép
cường độ cao, chống nứt, nâng cao phẩm chất công trình và vươn dài
nhòp.
5.2. Chú trọng tính thẩm mỹ, lien hợp về kết cấu, lien hiệp về vật liệu
5.3. áp dụng các kết cấu không gian, đơn giản về chế tạo, hoàn thiện về chòu
lực
5.4. Nghiên cứu các công nghệ thi công thích hợp
Hå xu©n nam Bµi gi¶ng cÇu bª t«ng cèt thÐp f1

8

Các phương pháp thi công bêtông tại chỗ trên đà giáo cố đònh, dàn giáo
treo, các phương pháp thi công phân đoạn như lắp hẫng, đúc hẫng, đúc đẩy
đã lần lượt hình thành và góp phần thực thi các kết cấu mới ngày càng
hiện đại hơn.
1.2. Cầu bản mố nhẹ
- Đặc điểm
+ Thờng áp dụng cho cầu ôtô nhịp nhỏ hơn 6m
+ Chiều cao dầm h
b
= (1/15ữ1/20).l
tt

Hồ xuân nam Bài giảng cầu bê tông cốt thép f1

10

+ Sơ đồ KC 4 khớp biến dạng hình học khi thi công phải đắp đất đối
xứng để cân bằng áp lực 2 bên
+ Liên kết KCN với mố bằng các chốt thép cách nhau 0,5ữ1m đợc
chôn sẵn
- Cấu tạo mố nhẹ
+ Bằng đá xây, BT hoặc BTCT
+ Chiều dày mố = (1/6ữ1/7) chiều cao mố
+ Hai tờng cánh xiên 10


2.2. Cầu dầm có sờn trên đờng sắt
- Kích thớc sờn dầm xác định từ điều
kiện đủ chứa CT chủ chịu kéo, chịu cắt,
ứng suất kéo và nén chủ
Hồ xuân nam Bài giảng cầu bê tông cốt thép f1

12

- Bản mặt cầu chịu lực nh bản hẫng và bản kê trên 2 cạnh
- Dầm ngang đợc bố trí tại vị trí trên gối và có thể cả trong nhịp
- ống thoát đặt sát mép máng balát


+ Chiều rộng mỗi khối bản 1ữ1,5m tuỳ thiết bị cẩu lắp, vận chuyển. Số
lợng bản phụ thuộc vào khổ cầu
1.2. Cầu bản lắp ghép trên đờng sắt
- Mỗi tấm bản có thể tự ổn định chống lật và chịu xoắn do tải trọng lệch
tâm
- Có thể không cần liên kết liền khối các tấm bản với nhau trừ khi cầu
nằm trên đờng cong
- Các dạng mặt cắt:

II. Cầu dầm có sờn lắp ghép
2.1. Cầu dầm có sờn trên đờng ôtô
- áp dụng
+ Chiều dài nhịp L = 7,5ữ24m
+ Chiều cao dầm H = (1/7ữ1/20).L
- Các dạng mặt cắt:
+ Dạng chữ T có dầm ngang
Có thể có hoặc không nối bản mặt cầu
Hồ xuân nam Bài giảng cầu bê tông cốt thép f1

15

Độ cứng ngang lớn hơn so với loại không có dầm ngang
Đợc dùng phổ cập nhất

+ Dạng chữ T không có dầm ngang
Ván khuôn đơn giản và tháo lắp dễ dàng hơn
ở đầu cánh T để bản thép hoặc
cốt thép chờ để nối bản mặt cầu
ngoài công trờng

Hồ xuân nam Bài giảng cầu bê tông cốt thép f1

172.2. Cầu dầm có sờn trên đờng sắt
- áp dụng
+ Chiều dài nhịp L = 6ữ15m
+ Chiều cao dầm H = (1/6ữ1/9).L
- Các dạng mặt cắt
+ Mặt cắt chữ T

Dùng phổ biến nhất, chiều dài nhịp 5ữ20m
Mỗi dầm có các nửa dầm ngang, mối nối thi công tại công trờng
Bản của 2 dầm thờng không nối với nhau mà dùng tấm thép T đậy
lên khe hở dọc cầu giữa 2 bản
Hồ xuân nam Bài giảng cầu bê tông cốt thép f1

18

+ Mặt cắt chữ , dạng hình hộp
Chống xoắn tốt
Mỗi khối tự ổn định khi chế tạo, vận
chuyển và lao lắp
Tốn vật liệu hơn, kích thớc mố trụ lớn
hơn so với dầm mặt cắt chữ T
Thi công ván khuôn phức tạp hơn
ít đợc áp dụng ở Việt nam
III. Các loại mối nối
3.1. Các loại mối nối ở dầm

nối trên bề mặt bê tông nhựa

- Mối nối cứng
+ Đặt cốt thép chờ hoặc bản thép chờ
Hồ xuân nam Bài giảng cầu bê tông cốt thép f1

20

+ Chiều dày bản phải lớn hơn để đặt cốt thép và chịu uốn
+ Tốn thời gian hơn để hàn thép và đổ bê tông khe nối
3.3. Các loại mối nối ở dầm ngang
- Mối nối có bản thép chờ
+ Sau khi hàn phải đánh sạch rỉ, sơn bảo vệ các chi tiết thép rồi trát vữa
xi măng che kín
+ Thi công nhanh, có thể kiểm tra chất lợng mối nối
+ Xe có thể qua đợc ngay sau khi hàn xong bản thép - Mối nối có cốt thép chờ
+ Chắc chắn, đảm bảo tính liền khối của cả kết cấu nhịp
+ Thời gian thi công kéo dài do phải hàn nối cốt thép và đổ bê tông mối
nối tại công trờng
- Mối nối bằng dầm ngang đổ tại công trờng
+ Phải để chừa các lỗ ở sờn dầm để luồn cốt thép theo hớng ngang

+ Tốn thời gian đặt CT vào ván
khuôn
Hồ xuân nam Bài giảng cầu bê tông cốt thép f1

22

- Đặt theo từng nhóm 2-3-4 thanh
+ Tiết kiệm chỗ đặt CT, sờn dầm nhỏ hơn
+ Khó uốn CT chủ để tạo thành CT
nghiêng
- Hàn các CT chủ chịu kéo và nén thành
khung CT hàn
+ Tạo thành khung CT vững chắc, lắp
dựng vào ván khuôn dễ dàng
+ Sờn dầm nhỏ tiết kiệm vật liệu và giảm trọng lợng cẩu lắp mỗi
phiến dầm
+ Khi có nhiều tầng cốt thép tạo ra sự ngăn cách lớp BT bên trong với
BT bên ngoài tạo ra 1 tầng CT gián đoạn dễ xuất hiện các vết
nứt nhỏ
4.2. Bố trí cốt thép đai và cốt thép nghiêng
- Bố trí cốt thép đai
+ Cùng với CT chủ và CT dọc phụ tạo thành khung CT không gian đủ
cứng
+ Cùng chịu lực cắt với bê tông và CT nghiêng (nếu có)
+ Bố trí dày ở những nơi có lực cắt lớn (đầu dầm, trên gối trung gian, nơi
có lực tập trung, ) và tuân theo qui định của qui trình



24

+ Ngăn ngừa nứt do biến dạng nở ngang của bê tông khi bị nén mạnh
theo 1 phơng
+ Thờng đặt thành các lớp lới CT cục bộ hoặc CT dạng lò xo
4.4. Ví dụ cấu tạo