Thiết kế và xây dựng mố trụ cầu - Chương I: Khái niệm về mố trụ cầu

8/13/2013 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Website:  Bộmôn Cầu và Công trình ngầm Website:  THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG  MỐ TRỤ CẦU TS. NGUYỄN NGỌC TUYỂN Website môn học:  Hà Nội, 8‐2013 2 Tài liệu tham khảo 1. Nguyễn Như Khải, Phạm Duy Hoà, Nguyễn Minh Hùng, “Những vấn đề chung và mố trụ cầu”, NXB Xây dựng, Hà Nội, 2000. 2. Nguyễn Trâm, Nguyễn Tiến Oanh, Lê Đình Tâm, Phạm Duy Hoà, “Xây dựng móng mố trụ cầu”, NXB Xây dựng, Hà Nội, 1997. 3. Bộ GTVT, "Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272.05", NXB GTVT, Hà Nội, 2005. 4. Wai Fan Chen and Lien Duan, “Bridge Engineering Handbook”, NXB CRC press, NewYork, 2000. 5. Richard M.Baker, Jay A.Pucket, “Design of highway bridge”, NXB MC Graw Hill, 1997. 8/13/2013 2 3 CHƯƠNG I Khái niệm vềmố trụ cầu 4 Nội dung chương 1 • 1.1. Nhiệm vụ, chức năng của mố trụ cầu – Định nghĩa, nhiệm vụ chức năng của trụ – Định nghĩa, nhiệm vụ chức năng của mố • 1.2. Phân loại mố trụ cầu: – Theo vật liệu (đá xây, bê tông, BTCT, thép) – Theo khối lượng (nặng, nhẹ) – Theo đặc điểm chịu lực (cứng, dẻo...) – Theo hệ thống kết cấu nhịp (mố trụ cầu dầm, cầu vòm, cầu khung, cầu treo...) 8/13/2013 3 5 1.1. Nhiệm vụ, chức năng của mố trụ cầu • Định nghĩa mố trụ:  – Là bộ phận kê đỡ kết cấu nhịp, tiếp nhận toàn bộ tải trọng từ kết cấu nhịp và truyền xuống nền đất qua kết cấu móng. • Trụ cầu? – Vị trí:  • Trụ được xây dựng ở giữa hai nhịp kề nhau (thường hay  nằm trong dòng chảy). – Nhiệm vụ:  • Đỡ kết cấu nhịp. • Với trụ ở lòng sông cần có hình dáng hợp lý để ít gây cản trở dòng chảy và tránh hiện tượng xói dưới bệmóng 6 Nhiệm vụ, chức năng của mố trụ cầu (t.theo) – Tải trọng tác dụng lên trụ:  • Trụ cầu chịu áp lực truyền từ kết cấu nhịp. • Với trụ ở dưới sông còn chịu thêm tác dụng của dòng chảy và lực va đập của tàu bè, cây trôi. L l0 ttl l 3 MNTN MNTT MNCN 4 1 4 2 cH H kth 3 8/13/2013 4 7 Nhiệm vụ, chức năng của mố trụ cầu (t.theo) • Mố cầu? – Vị trí:  • Mố cầu được xây dựng ở vị trí tiếp giáp giữa đường và cầu. 8 Nhiệm vụ, chức năng của mố trụ cầu (t.theo) – Nhiệm vụ: • Đỡ kết cấu nhịp • Đảm bảo ổn định cho nền đường đầu cầu • Là kết cấu nối tiếp giữa đường và cầu nên mố cần được cấu tạo để đảm bảo không thay đổi độ cứng của tuyến đường một cách đột ngột, giúp xe chạy êm thuận khi qua cầu. • Tránh xói lở bờ sông – Tải trọng tác dụng lên mố: • Phản lực truyền từ kết cấu nhịp • Áp lực của đất 8/13/2013 5 9 Nhiệm vụ, chức năng của mố trụ cầu (t.theo) • Yêu cầu khi thiết kếmố trụ cầu: – Mố trụ cầu là công trình thuộc kết cấu phần dưới, thường nằm trong vùng ẩm ướt => dễ bị xâm thực, xói lở, bào mòn – Việc thi công, sửa chữa, thay đổi mố trụ cầu rất khó khăn. Khi thiết kế cần chú ý thiết kế sao cho phù hợp với địa hình,  địa chất, phù hợp với điều kiện kỹ thuật cụ thể và dự đoán trước được sự phát triển tải trọng. Khi thiết kếmố trụ cần đảm bảo những yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật, xây dựng và khai thác. • Kinh tế, kỹ thuật: mố trụ sử dụng vật liệu hợp lý, các kích thước có trị số nhỏ nhưng vẫn đảm bảo về cường độ, độ cứng, độ ổn định, không bị xói lở, lún,  sụt. • Xây dựng: thuận tiện cho thi công, dễ cơ giới hóa thi công • Khai thác: cho phép thoát nước êm thuận dưới cầu, đảm bảo mỹ quan 10 1.2. Phân loại mố trụ cầu • Phân loại theo vật liệu – Mố trụ bằng đá xây – Mố trụ bằng bê tông hoặc bê tông đá hộc – Mố trụ bằng bê tông cốt thép • Đổ tại chỗ • Lắp ghép • Bán lắp ghép – Mố trụ bằng thép • Thích hợp cho cầu vượt, cầu cạn và kết cấu cầu tạm 8/13/2013 6 11 Phân loại mố trụ cầu (t.theo) • Phân loại theo hình thức cấu tạo – Mố trụ nặng • Có kích thước lớn, khối lượng lớn • Kết cấu toàn khối nặng nề được làm bằng đá xây hoặc bê tông • Kết cấu vững chắc, có độ ổn định cao • Tốn vật liệu và dẫn đến tốn kém cho kết cấu nền móng. – Mố trụ nhẹ • Có kết cấu thanh mảnh, được làm bằng bê tông cốt thép • Khối lượng vật liệu giảm đi đáng kể so với mố trụ nặng 12 Phân loại mố trụ cầu (t.theo) • Phân loại theo đặc điểm chịu lực (theo độ cứng dọc cầu) – Mố trụ cứng • Có độ cứng lớn và có khả năng độc lập tiếp nhận toàn bộ tải trọng ngang truyền từ kết cấu nhịp và từ nền đất đắp.  Được dùng phổ biến ở hầu hết các công trình cầu. – Mố trụ dẻo • Có độ cứng nhỏ, kết cấu nhịp là những dầm đơn giản kê cố định lên đỉnh trụ, mố. Chuyển vị tại các gối cầu được đảm bảo do mố, trụ có độ cứng nhỏ. • Tải trọng nằm ngang theo phương dọc cầu từ kết cấu nhịp được truyền xuống các trụ và được phân phối tỉ lệ với độ cứng của mố, trụ.  Ít dùng, thường áp dụng cho các cầu nhịp ngắn (< 12m)  hoặc cầu dẫn. 8/13/2013 7 13 Phân loại mố trụ cầu (t.theo) • Phân loại theo hệ thống kết cấu nhịp – Mố trụ không chịu lực đẩy ngang (cầu dầm) – Mố trụ có chịu lực đẩy ngang (cầu vòm) – Mố trụ cầu khung – Mố trụ cầu treo • Dây văng • Dây võng