Giáo trình Cầu BTCT 7

1. khái niệm chung
về cầu bê tông cốt thép
1.1. Sơ lợc lịch sử phát triển cầu BTCT
Cầu BTCT xuất hiện đầu tiên vo những năm 70 của thế kỷ XIX, sau khi Xi măng đợc phát
minh vo khoảng năm 1825, việc đặt thép vo BT xuất hiện lẻ tẻ vo những năm 1835-1850.
Từ năm 1855 trở đi BTCT mới chính thức ra đời tại Pháp.
Năm 1875 Joseph Monier đã xây dựng cầu BTCT đầu tiên di 50ft (15,24m) rộng 13ft
(3,96m). Kỹ s ngời Pháp Francois Hennebique đã phát triển mặt cắt ngang dạng T, ông v
những học trò của ông nh kỹ s ngời Thuỵ Sĩ Robert Maillart đã xây dựng một vi cầu vòm
BTCT nổi tiếng, Những cầu BTCT của Maillart đợc xem nh l biểu tợng về thẩm mỹ
i

Giai đoạn cuối thế kỷ XIX cầu BTCT chủ yếu l cầu nhịp nhỏ - cầu bản, dầm, vòm. Năm 1896
ngời ta đã xây dựng cầu vòm nhịp 45m tại nớc Nga
ii
.
Giai đoạn đầu thế kỷ XX cầu BTCT đã phát triển mạnh mẽ ngoi dạng đơn giản, ngời ta đã
bắt đầu lm cầu liên tục, cầu khung, dầm công xon nhịp đến 30-40m. Trong giai đoạn ny cầu
thờng dùng phơng pháp đổ bê tông liền khối v l BTCT thờng nên nhịp nhỏ
Thời kỳ đầu trong lịch sử của BTCT, năm 1888 một ngời Mỹ tên l P.H Jackson ở San
Francisco đã có ý tởng rất hay. Ông ta nghĩ rằng sợi thép m đã đợc sử dụng trong BTCT
nếu ngay từ đầu đợc kéo căng thì kết quả kết cấu ny sẽ khoẻ hơn nhiều so với kiểu BTCT.
Những cuộc thí nghiệm của Jackson đã không bao giờ thnh công vì hầu nh chắc chắn l do
những sợi thép ở thời kỳ đó không đủ chịu kéo. Năm 1930 Eugène Freyssinet ngời Pháp
bắt đầu sử dụng sợi thép cờng độ cao v đã mở ra một khái niệm mới khác trong ngnh xây
dựng BTCT ứng suất trớc.
BTCTUST ra đời đầu tiên ở Pháp ngay từ những năm 30 của thế kỷ XX đến cuối những năm
1940 thì phát triển mạnh. Từ những năm 50 đã xây dựng những cầu dầm giản đơn BTCTUST
nhịp 60-70m v từ những năm đầu thập kỷ 60 họ đã sử dụng công nghệ hẫng trong xây dựng

giới
Largest Concrete Arch Bridges (Cầu vòm BT)
Bảng 1-1

Name
Location Country Year Span Remarks
1
Wanxiang
Yangzi River China 1996 420
2
Krk-1 (east span)
Krk Island Croatia 1980 390
3
Jiangjiehe
Wu River China 1995 330
4
Yongjiang
Guangxi China 1996 312
5
Gladesville
Sydney Australia 1964 305
6
Ponte da Amizade
Parana River Brazil/Paraguay 1964 290
7
Bloukrans
Bloukrans River South Africa 1983 272
8
Arrỏbida
Oporto Portugal 1963 270

19
Novi Sad Danube River Yugoslavia 1961 211
20
Lingenau
Bregentz Austria 1968 210
21
Usagawa
Yamaguchi Japan 1983 204
Largest Concrete Prestressed Girder Bridges (dầm BTCTUST)
Bảng 1-2Name
Location Country Year Span Remarks
1
Stolmasundet
Austevoll Norway 1998 301
2
Raftsundet
Lofoten Norway 1998 298
3
Humen
Pearl River China 1998 279
4
Varodd
Kristiansand Norway 1994 260
5
Gateway
Brisbane Australia 1986 260
Double pier

Hikoshima
Shimonoseki Japan 1975 236
14
Norddalsfjord
Sogn-Fjordane Norway 1987 231
15
Urato
Kochi Japan 1972 230
16
Houston Ship Channel
Texas USA 1982 229
17
Puente International
Fray Bentos Uruguay/Argentina 1976 220
Double pier
supports
18
Ponte Tancredo Neves
Iguacu River Brazil/Argentina 1985 220
19
Mooney Creek
Mount White Australia 1986 220
20
Agi-Gawa
Gifu Japan 1985 220
1.1.1. Việt Nam:
ở Việt Nam cầu BTCT đợc xây dựng từ thời Pháp thuộc với các dạng nh cầu bản, cầu dầm
hoặc gin đơn giản, cầu dầm hoặc gin mút thừa đợc thi công theo phơng pháp đúc tại
chỗ. Các kết cấu ny thờng có hai dầm chủ hoặc gin chủ, bản mặt cầu, dầm dọc, dầm
ngang. Bề rộng đờng ô tô khoảng 4-5m ví dụ cầu Ba Cng - QL1 tỉnh Vĩnh Long sơ đồ cầu:

Cầu Sông Gianh Quốc lộ 1 Tỉnh Quảng Bình di 746,4m (37,4+58+90,6+
3x120+90,6+58+37,4).
+
Cầu Phù Đổng (cầu Đuống mới) Quốc lộ 1 (mới) tuyến H Nội Lạng Sơn
Huyện Gia Lâm H Nội di 929m sơ đồ cầu: 65+7x100+65 + 3x33 (m); gồm 9
nhịp liên tục thi công bằng phơng pháp đúc hẫng v 3 nhịp giản đơn thi công bằng
phơng pháp bán lắp ghép (PCI). Chiều rộng ton cầu 15m, phần cầu liên tục tiết
diện hình hộp (2 sờn) chiều cao thay đổi từ 6m (trên trụ) v 2,5m (giữa nhịp). Mặt
cầu sử dụng cốt thép UST. Gối cầu có sử dụng loại Semi-fixed (bán cố định) trên các
trụ P3, P4, P5, P6. Hon thnh tháng 12/2000.
+
Cầu Nh Nguyệt (Đáp cầu) - Quốc lộ 1 (mới) tuyến H Nội Lạng Sơn Thị Xã Bắc
Ninh Tỉnh Bắc Ninh di 428m, sơ đồ cầu: 4 x33 +65+100+65+2x33 (m); mặt cắt
ngang tơng tự nh Đuống. Hon thnh tháng 12/2000.
+
Cầu Hong Long (Hm Rồng) QL 1, qua sông Mã - Tỉnh Thanh Hoá nhịp chính
l cầu khung dầm liên tục 3 nhịp sơ đồ: 75 + 130 +75 (m) chiều cao dầm thay đổi từ
7,5m (trên trụ) đến 3,5m (tại giữa nhịp) v 2,75m (trên mố); chiều rộng ton cầu
12,8m. V một nhịp giản đơn di 49,4m, tiết diện hình hộp có chiều cao không thay
đổi (2,75m).

Hình 1-2. Cầu Sông Gianh Quảng Bình

Giáo trình Cầu BTCT 11
+
Ngoi ra còn có một số cầu lớn khác: Cầu Quán Hầu (Quảng Bình), sơ đồ cầu phần
đúc hẫng 64,84+2x102+64,84 (m); Cầu Bắc Giang (Thị xã Bắc Giang Tỉnh Bắc
Giang), sơ đồ cầu: 45+55+90+45+55(m).
Hiện nay chúng ta đang thi công Cầu Kiền Quốc lộ 10 Hải phòng dạng cầu dây văng thi
công bằng công nghệ lắp hẫng....v chuẩn bị thi công cầu Cần Thơ qua sông Hậu có nhịp

4. Có thể đúc kết cấu thnh hình dáng bất kỳ thoả mãn yêu cầu kiến trúc, mỹ thuật.
5. Tính ton khối (kết cấu nhịp đúc tại chỗ) tốt.
6. Chi phí duy tu bảo dỡng thấp
1.3.3. Nhợc điểm
1. Trọng lợng bản thân lớn, cấu tạo nặng nề, vận chuyển lao lắp khó khăn (không vợt
đợc những kỷ lục về nhịp của cầu thép)
2. Bê tông chịu kéo kém dễ bị nứt: Nhất l BTCT thờng hay bị nứt ặ gỉ cốt thép lm
hạn chế phạm vi sử dụng
iv

3. Thi công phức tạp: Chất lợng bị ảnh hởng bởi phơng pháp thi công, thời tiết;
thêm vật liệu lm ván khuôn.
4. Khó kiểm tra chất lợng công trình.
.....
1.4. Phạm vi áp dụng
Đợc sử dụng rộng rãi đối với mọi loại kết cấu, đặc biệt l kết cấu chịu nén.
Cầu BTCTUST có thể kinh tế đối với nhịp nhỏ v trung bình, v thậm chí những nhịp trong
phạm vi 800ft (243,84m) đã từng đợc xây dựng ở Nhật Bản. Ngy nay cầu BTCTUST đã hầu
nh trở thnh dạng đợc a chuộng đối với nhịp ngắn, nhịp trung bình hơn cả cầu thép.
1.5. Các Tiêu chuẩn thiết kế
Trong phần giáo trình ny phần nội dung sẽ tuân theo v tham khảo một số quy trình sau:
+
Tiêu chuẩn Việt Nam: Quy trình Quy phạm kỹ thuật trong công tác xây dựng cơ
bản, tập II của Bộ giao thông Vận tải, số: 2057 QĐ/KT4 ngy 19 tháng 9 năm 1979.
+
Tiêu chuẩn AASHTO LRFD (American Association of State Highway and
Transportation Officials) 1998.