z
 THIẾT KẾ CẦU BÊ
TÔNG CỐT THÉP - CHƯƠNG 6



3.2 Cấu tạo cầu dầm BTCT thường :
3.2.1 CẦU DẦM ĐƠN GIẢN BTCT THƯỜNG

ĐÚC TẠI CHỖ :
Để đảm bảo đủ chiều rộng phần xe chạy
trên cầu ôtô phải bố trí nhiều sườn dầm trong mặt
cắt ngang nhòp.
Tất nhiên có thể chỉ cần hai dầm chủ nhưng
sẽ phải làm dầm khá cao khiến cho đường đầu cầu
cũng phải đắp cao theo, điều này làm tăng kinh phí
xây dựng và nếu là cầu trên tuyến đường vùng
đồng bằng thì trắc dọc tuyến đường sẽ không hợp lý.
Nói chung, tỷ số chiều cao / chiều dài nhòp là
H/L = (1/7÷ 1/20) tùy theo cự ly giữa các sườn dầm,
cấp tải trọng xe qua cầu, dạng kết cấu dầm ( có hoặc
không có dự ứng lực ).

1- Lưới cốt thép Φ 8 ô lưới 8×8cm ; 2- Cốt đai Φ 8
Hình 3.14 Kết cấu nhòp cầu ôtô đúc bêtông tại chỗ, nhòp L = 16,8m
a) Mặt đứng; b) Cắt ngang; c) Cắt dọc; d) Bố trí cốt thép

Hình 3.15 Kết cấu nhòp dầm BTCT đổ tại chỗ


Hình3.20 Mối nối dầm ngang có các bản thép chờ hàn

1- Cốt dọc bổ sung; 2- Cốt đai neo, 3- Bản thép chờ hàn
4- Cốt đai dự ứng lực; 5- Bulông cường độ cao
Hình 3.24 Một số kiểu mối nối bản lắp ghép với các khối dầm I
a) Mối nối cốt thép chờ hàn và đổ bêtông khe nối;
b) Mối nối có bản thép chờ sẵn
c) Mối nối có thép dự ứng lực thẳng đứng;
d) Mối nối dùng bulông cường độ cao

3.2.3 NGUYÊN TẮC BỐ TRÍ CỐT THÉP :
1- Bố trí cốt thép chủ :
Các cốt thép chủ chòu kéo được đặt trong phần dưới
cùng của sườn dầm chủ theo những nguyên tắc chung đã
học ở môn học "Kết cấu BTCT".
Cốt thép CT5 trong mặt cắt ngang được vẽ trên hình 3.25.
Kiểu đặt rời rạc từng thanh cốt thép được dùng từ xưa
cho đến những năm 1960, có khuyết điểm là sườn dầm
phải to ra cho đủ chỗ đặt cốt thép, như vậy tốn vật liệu
và tăng tónh tải của dầm vô ích. Lúc đặt từng cốt thép
vào trong ván khuôn sẽ tốn thời gian. Tuy nhiên sự dính
bám giữa các cốt thép với bêtông xung quanh sẽ tốt hơn.
Kiểu đặt cốt thép theo từng nhóm 2-3-4 thanh có lợi
là tiết kiệm chỗ chứa cốt thép tức là có thể làm sườn dầm
nhỏ hơn. Tuy nhiên việc uốn nghiêng một số các cốt thép
chủ để tạo ra các cốt thép nghiêng sẽ khó khăn hơn.

Kiểu hàn các cốt thép chủ chòu kéo và cốt thép chủ
chòu nén thành khung cốt thép hàn có xuất xứ từ nước
Nga, những năm 1950 và được áp dụng rộng rãi trong các

Các cốt thép nghiêng thường được uốn nghiêng lên
từ các cốt thép chủ chòu kéo căn cứ vào kết quả tính toán
- phối hợp trên hình bao mômen và hình bao lực cắt.
Góc nghiêng thường là 45
0
( đối với cấu kiện cao và
ngắn có thể 30
0
).
Khi đặt cốt thép nghiêng rời từng thanh riêng biệt
thì chỉ được nối vào một cốt thép chủ không quá hai
thanh cốt thép nghiêng.
Cần phải uốn, hoặc hàn nối, hoặc buộc thêm các
thanh cốt thép nghiêng một cách đối xứng qua trục
thẳng đứng của mặt cắt ngang dầm để tránh hiện tượng
xoắn phụ.

Tại chỗ uốn nghiêng cốt thép sẽ xuất hiện các
ứng suất ép dập cục bộ lên bêtông quanh nó. Để làm
giảm ứng suất này, phải chọn bán kính uốn cong cốt thép
đủ lớn : R = 10d đối với cốt thép tròn trơn và R = 12d
đối với cốt thép có gờ, ở những chỗ mà cốt chủ không
chòu lực, ví dụ như ở đầu dầm giản đơn, có thể uốn
cốt thép với bán kính cong R = 3d. ( d : đường kính CT ).
Theo quy trình cũ 1979, trong đoạn dầm có cốt thép
nghiêng, bất kỳ mặt cắt ngang thẳng đứng nào đều phải
cắt qua ít nhất một cốt thép nghiêng. Nếu số cốt thép uốn
nghiêng lên từ các cốt thép chủ và các cốt thép nghiêng
phải thêm vào theo kết quả tính toán là đủ chòu lực
nhưng chưa đáp ứng yêu cầu nói trên thì phải đặt thêm

phụ trên toàn chiều dài, chiều cao khu vực chòu
kéo của dầm cho đến tận sát đáy bản cánh trên.
•
Trong phạm vi 1/3 chiều cao phía dưới của dầm có đặt
các cốt thép dọc phụ đường kính 8÷ 14mm, cách nhau
10÷ 12 lần đường kính. Trên phạm vi chiều cao còn lại có
thể đặt các thanh Φ 6÷ 10mm.
•
Nói chung, diện tích tổng cộng mặt cắt ngang các cốt thép
dọc phụ là :
F = (0,3% + 0,4%).b.h
o
•
Cốt dọc phụ nên đặt cả những chỗ có ứng suất cục bộ
do tải trọng tập trung và những chỗ có ứng suất kéo
mà trong tính toán thường không xét chính xác hết được.

b) Cốt thép đai : (H.3.26; 3.27)
Các cốt đai cùng tham gia chòu lực cắt với cốt thép
nghiêng và bêtông, ngoài ra góp phần cùng các cốt chủ,
cốt dọc phụ tạo ra khung không gian các cốt thép đủ cứng.
Số lượng, đường kính và cự ly các cốt đai được lấy theo
tính toán và đáp ứng đủ các yêu cầu về cấu tạo do quy
trình cũ 1979 đề ra.
Mỗi cốt đai chỉ được vòng ôm không quá 5 hàng dọc
cốt thép chòu kéo và 3 hàng dọc cốt thép chòu nén.
Khi thiết kế phải theo các yêu cầu sau đây :
- Trên đoạn 1/4 chiều dài dầm gần gối hoặc trên đoạn dầm
kể từ gối đến dầm ngang gần nhất, cự ly cốt đai a
đ

Hình 3.27 Bố trí cốt đai và cốt bản mặt cầu
ở dầm T lắp ghép không có dầm ngang

c) Cốt thép chòu ứng lực cục bộ :
Trên các khu vực mà bêtông chòu ứng lực nén cục bộ lớn
cần phòng ngừa nứt do tăng biến dạng nở ngang khi bò nén
mạnh theo một phương. Muốn vậy phải đặt các lưới cốt thép,
các cốt thép dạng lò xo. Khi bêtông bò nở ngang do nén dọc n
thì trong các cốt thép này sẽ có ứng suất kéo.
Nói chung các lưới cốt thép cục bộ có thể là các cốt thép
Φ 8mm, hàn thành ô lưới 10×10cm, đặt thành 2÷ 3 tầng trên
chỗ đặt thớt trên của gối dầm.
d) Đặt cốt thép viền theo các biên dầm :
Nếu biên chòu kéo của mặt cắt dầm có dạng đường gấp
khúc hay đường cong gẫy thì ứng lực kéo trong cốt thép sẽ
gây ra hợp lực hướng ra ngoài biên cấu kiện, các lực này
có thể phá vỡ lớp bêtông bảo hộ, cần đặt như hình 3.28.
Nếu cấu kiện có biên cong thoải thì các cốt thép chòu kéo
có dạng đường cong viền theo biên cong của cấu kiện và
phải được giữ chặt nhờ các cốt đai có mặt cắt đã lấy đủ theo
tính toán để chòu toàn bộ lực phá vỡ lớp bêtông bảo hộ.
Cự ly các cốt đai không lớn hơn 10 lần đường kính cốt chủ
và không quá 40cm.