Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 Câu 1: Các mực nước thiết kế MNCN, MNTN, MNTT: định nghĩa, ý nghĩa thiết kế phương án cầu, tần suất lũ thiết kế cầu lớn, cầu trung cầu nhỏ? 2 Câu 2: Xác định cao độ đáy dầm? .2 Câu 5: Định nghĩa xác định khổ thông thuyền? 4 Câu 6: Các tiêu so sánh để lựa chọn phương án cầu? 5 Câu 7: Cấu tạo loại mặt cầu đường ơtơ Phân tích ưu nhược điểm phạm vi áp dụng loại? Câu 9: Bố trí hệ thống nước cầu: độ dốc dọc, độ dốc ngang, ống thoát nước cầu? Câu 10:Trình bày nhiệm vụ yêu cầu cấu tạo khe co giãn Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm phạm vi áp dụng khe co giãn cao su thép khe co giãn thép trượt? 10 Câu 12: Yêu cầu cấu tạo loại lan can cầu? 11 Câu 13: Nối tiếp cầu đường ôtô? 11 10 Câu 14: Trình bày cách xác định cao độ đỉnh móng mố trụ, cao độ xà mũ mố trụ? Xác định kích thước xà mũ theo phương ngang cầu dọc cầu mố trụ cầu dầm? Chiều cao tường đỉnh? Chiều dài tường cánh mố? 13 11 Câu 16: Trình bày cấu tạo, bố trí cốt thép, ưu nhược điểm, phạm vi áp dụng mố U BTCT? 17 12 Câu 17:Trình bày cấu tạo, bố trí cốt thép, ưu nhược điểm, phạm vi áp dụng mố vùi BTCT (Mố vùi thân tường ngang, mố vùi thân tường dọc, mố chân dê)? 19 13 Câu 19: Trình bày cấu tạo, bố trí cốt thép, ưu nhược điểm, phạm vi áp dụng trụ thân hẹp BTCT toàn khối? .22 14 Câu 20:Trình bày cấu tạo, bố trí cốt thép, ưu nhược điểm, phạm vi áp dụng trụ thân cột BTCT toàn khối? 23 15 Câu 21:Trình bày cấu tạo, ưu nhược điểm, phạm vi áp dụng trụ lắp ghép, bán lắp ghép? 23 16 Câu 22:Các tải trọng thường xuyên tải trọng tức thời tác dụng lên cầu theo 22TCN 272-05? 26 17 Câu 23:Trình bày hoạt tải HL-93, hệ số tải trọng áp dụng lực xung kích hoạt tải HL-93? 28 Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 18 Câu 24:Trình bày nội dung TTGH tính tốn mố trụ cầu theo 22TCN272-05? Ý nghĩa TTGH này? Tải trọng tương ứng với TTGH này? 29 19 Câu 25:Kể tên tải trọng tác dụng lên mố, trụ? Trình bày chi tiết lực: BR, FR, EH, EV, LS, LL, PL (Trị số, phương, chiều, điểm đặt)? 29 20 Câu 30: Vai trò gối cấu nguyên tắc bố trí gối cầu mặt mặt bằng? 33 21 Câu 31:Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm phạm vi áp dụng gối tiếp tuyến, gối cao su thép gối chậu? 35 Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 Câu 1: Các mực nước thiết kế MNCN, MNTN, MNTT: định nghĩa, ý nghĩa thiết kế phương án cầu, tần suất lũ thiết kế cầu lớn, cầu trung cầu nhỏ? + Mực nước cao (MNCN): Là mực nước lớn xuất sông ứng với tần suất lũ thiết kế P% Dựa vào MNCN để xác định độ cầu tính tốn cao độ đáy dầm + Mực nước thấp (MNTN): Là mực nước thấp xuất sông ứng với tần suất lũ thiết kế P% Dựa vào MNTN để biết vị trí chỗ lòng sơng nước sâu mùa cạn, vào để xác định vị trí nhịp thơng thuyền Ngồi xác định cao độ đỉnh bệ móng trụ sông Mực nước cao mực nước thấp xác định theo số liệu quan trắc thủy văn mực nước lũ, tính tốn theo tần suất P% quy định cầu đường khác + Mực nước thông thuyền (MNTT): Là mực nước cao cho phép tàu bè lại cầu an toàn Dựa vào MNTT chiều cao thông thuyền để xác định cao độ đáy dầm Theo Tiêu chuẩn 22TCN18-79, tần suất thiết kế để tính MNCN, MNTN cho cầu vừa, cầu lớn 1%, MNTT 5% Hiện theo Tiêu chuẩn 22TCN272-05 không quy định Câu 2: Xác định cao độ đáy dầm? + Đáy dầm vị trí phải cao MNCN ≥0.5m sông đồng ≥ 1.0m sơng miền núi có đá lăn trơi (đường ôtô) + Tại nơi khô cạn cầu cạn, cầu vượt cao độ đáy dầm vị trí phải cao mặt đất tự nhiên ≥1.0m + Cao độ đáy dầm phải cao MNTT cộng với chiều cao thông thuyền + Đỉnh xà mũ mố trụ phải cao MNCN tối thiểu 0.25m Câu 4: Trình bày ý nghĩa phương trình AASHTO - LRFD: Qi Giải thích tên đại lượng phương trình, nội dung, mục đích hệ số? Phương trình bản: Trong thiết kế, để đảm bảo an tồn cơng trình khả chịu lực vật liệu tiết diện (sức kháng) phải lớn nội lực gây tải trọng: Trong đó: Bộ Mơn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 + : Hệ số điều chỉnh tải trọng liên quan đến tính dẻo tính dư tầm quan trọng khai thác + : Hệ số tải trọng + : Ứng lực tải trọng + : Sức kháng danh định + : Sức kháng tính tốn + : Hệ số sức kháng - Hệ số sức kháng : Đối với TTGH hệ số sức kháng sử dụng để xét đến tính thất thường tính chất kết cấu, vật liệu độ xác phương trình thiết kế đánh giá khả chịu tải, tình hư hỏng cơng trình - Hệ số tải trọng : Áp dụng loại tải trọng, để xét đến tính thất thường tải trọng hiệu ứng tải độ lớn tải trọng, vị trí tải, tổ hợp tải trọng - Hệ số điều chỉnh tải trọng : + tải trọng dùng hệ số tải trọng + tải trọng dùng hệ số tải trọng Trong đó: + : Độ dẻo: Độ dẻo vật liệu quan trọng cho độ an toàn cầu Nếu vật liệu dẻo, phận chịu lực tải phân bố nội lực sang phận khác ≥ 1.05 cho cấu kiện liên kết không dẻo = 1.0 cho thiết kế thông thường, theo yêu cầu tiêu chuẩn thiết kế ≥ 0.95 cho cấu kiện có dùng biện pháp để tăng thêm tính dẻo + : Độ dư thừa: Độ dư thừa có ý nghĩa giới hạn an toàn cầu Một số kết cấu siêu tĩnh coi dư thừa có nhiều liên kết so với yêu cầu cân tĩnh định Hệ cầu có đường tiếp đất coi không dư thừa (không nên dùng loại này) Trong trạng thái giới hạn cường độ (TTGH cường độ) ≥ 1.05 cho phận không dư thừa = 1.0 cho mức dư thừa thông thường Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 ≥ 0.95 cho mức dư thừa đặc biệt + : Độ quan trọng : Dùng TTGH cường độ TTGH đặc biệt ≥ 1.05 cho cầu quan trọng = 1.0 cho cầu điển hình ≥ 0.95 cho cầu tương đối quan trọng - Đặc điểm phương pháp: + Ưu điểm: • Đã xét đến khác tải trọng sức kháng • Đạt mức độ an toàn tương đối đồng TTGH khác loại cầu mà không cần đến phân tích thống kê xác suất phức tạp • Là phương pháp thiết kế thích hợp ổn định + Nhược điểm: • Thay đổi tư thiết kế (so với AASHTO cũ) • Yêu cầu hiểu biết lý thuyết xác suất thống kê • u cầu có số liệu thống kê đầy đủ thuật toán thiết kế xác suất để chỉnh lý hệ số sức kháng trường hợp riêng Câu 5: Định nghĩa xác định khổ thông thuyền? Khổ thông thuyền: - Khổ thông thuyền khoảng không gian dành cho giao thông đường thủy gầm cầu mà không kết cấu hay phận kết cấu vi phạm vào khoảng khơng gian để đảm bảo an tồn cho giao thơng đường thủy - Khổ thơng thuyền có dạng hình chữ nhật với kích thước Btt x Htt - Khổ thông thuyền cần theo quy định nhiệm vụ thiết kế quy định riêng tùy thuộc vào cấp kỹ thuật đường thủy nội địa, tức vào cấp thông thuyền sông Phù hợp với quy định thiết kế khổ giới hạn cầu sông thông thuyền yêu cầu chủ yếu vị trí cầu Bộ Mơn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 Câu 6: Các tiêu so sánh để lựa chọn phương án cầu? SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN: - Phân tích tổng mức đầu tư phương án có xét đến yếu tố: + Thời gian hồn vốn + Chi phí tu, bảo dưỡng + Vốn đầu tư ban đầu xây dựng cơng trình - Thống kê tồn khối lượng vật liệu: + Cát, đá, sỏi, … + Xi măng, cốt thép… + Đà giáo, ván khuôn thiết bị phục vụ thi công khác, … - So sánh phương án mặt công nghệ chế tạo thi cơng: + Nên chọn phương án có biện pháp kiểm chứng tiến hành thực thành thạo + Ưu tiên phương án thi cơng có nước + Ưu tiên phương án có cơng nghệ thi cơng cho dạng kết cấu - So sánh phương án mỹ quan, kiến trúc đảm bảo yêu cầu an ninh, quốc phòng - So sánh phương án công tác tu, bảo dưỡng thay cần thiết Câu 7: Cấu tạo loại mặt cầu đường ơtơ Phân tích ưu nhược điểm phạm vi áp dụng loại? 4.1.1 Mặt cầu ôtô: Mặt cầu ôtô phận tiếp xúc trực tiếp với bánh xe hoạt tải nên phải đáp ứng yêu cầu như: - Đảm bảo cường độ - Ít bị mài mòn, phẳng để xe chạy êm thuận, khơng gây xung kích Bộ Mơn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 - Thoát nước nhanh - Trọng lượng thân nhẹ để giảm tĩnh tải 4.1.1.1 Mặt cầu bêtông Atphalt: a Cấu tạo: - Lớp mui luyện (lớp vữa đệm): + Làm vữa xi măng cấp fc’=18÷24Mpa (mác 150÷200 theo 22TCN18-79) + Chiều dày δ=1÷1.5cm (tại vị trí sát gờ chắn lan can) tăng dần theo độ dốc ngang phía trục đối xứng mặt cắt ngang nhịp + Tác dụng: Tạo độ phẳng độ dốc ngang cầu - Lớp phòng nước: + Gồm lớp nhựa đường nóng, lớp vải thô tẩm nhựa phủ tiếp lớp nhựa nóng + Chiều dày δ =1÷1.5cm + Tác dụng: Bảo vệ mặt cầu khỏi bị ngấm nước - Lớp bêtông bảo vệ: + Làm bêtông cấp fc’≥24Mpa (mác≥200 theo 22TCN18-79) Để tăng tác dụng lớp bảo vệ độ bền lớp này, thường đặt lưới cốt thép có ∅=3÷4mm với lưới 5x5cm 10x10cm + Chiều dày δ =3÷4cm + Tác dụng: Chịu áp lực cục từ bánh xe truyền xuống phân xuống mặt cầu - Lớp bêtông asphalt: + Làm từ hỗn hợp bêơng nhựa rải nóng rải ấm + Chiều dày δ=5÷7cm + Tác dụng: Tạo mặt đường êm thuận cho xe chạy, hạn chế lực xung kích truyền xuống mặt cầu b Ưu, nhược điểm phạm vi áp dụng: Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 - Mặt cầu bêtơng Atphalt có khả chống thấm tốt, thi công nhanh - Tạo mặt đường êm thuận cho xe chạy, hạn chế lực xung kích truy ền xuống bêtông mặt cầu hạn chế tiếng ồn - Giá thành rẻ mặt cầu bêtông xi măng - Tuổi thọ thấp khoảng 10÷20 năm nhanh bị hao mòn tăng chi phí tu bảo dưỡng - Hiện mặt cầu bêtông atphalt áp dụng phổ biến 4.1.1.2 Mặt cầu bêtông ximăng: a.Cấu tạo - Lớp mui luyện (lớp vữa đệm): Giống - Lớp phòng nước: Giống - Lớp bêtông cốt thép: + Cấu tạo bêtông cấp fc’≥30Mpa (mác≥300 theo 22TCN18-79) + Chiều dày δ =6÷8cm + Lưới cốt thép ∅=6÷8mm, bước 10x10cm + Tác dụng: Chịu áp lực cục từ bánh xe truyền xuống phân xuống bêtông mặt cầu Đồng thời tạo mặt đường cho xe chạy b Ưu, nhược điểm phạm vi áp dụng: - Mặt cầu bêtơng ximăng có tuổi thọ khoảng 50÷60 năm (cao mặt cầu bêtơng Atphalt) bị hao mòn giảm chi phí tu bả o dưỡng - Mặt cầu BTXM có khả chống thấm tốt - Mặt đường không êm thuận cho xe chạy, gây lực xung kích tiếng ồn lớn có xe chạy qua cầu - Giá thành đắt mặt cầu bêtơng Atphalt - Hiện mặt cầu BTXM áp dụng Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 Câu 9: Bố trí hệ thống nước cầu: độ dốc dọc, độ dốc ngang, ống nước cầu? 4.2 PHỊNG NƯỚC VÀ THỐT NƯỚC TRÊN CẦU: 4.2.1 Độ dốc phòng nước cầu: 4.2.1.1 Độ dốc dọc cầu: a Vai trò: - Nhằm đảm bảo thoát nước theo phương dọc cầu - Giảm chiều dài toàn cầu chiều cao đường đắp đầu cầu, từ giảm giá thành xây dựng - Tạo hình dáng kiến trúc b Chỉ dẫn thiết kế độ dốc dọc: - Độ dốc dọc chọn vào cấp thiết kế tuyến đường (Tiêu chuẩn thiết kế đường ơtơ TCVN4054-2005) Độ dốc dọc lớn, nước nhanh độ dốc dọc lớn làm thay đổi làm việc cơng trình gây khó khăn cho xe chạy - Thông thường để đảm bảo êm thuận cho xe chạy tránh gây phức tạp trình thi cơng kết cấu nhịp, người ta bố trí độ dốc dọc cầu =1÷5% c Cách tạo độ dốc dọc: - Đối với cầu nhỏ trung (L≤100m) độ dốc dọc tạo cách thay đổi cao độ đỉnh trụ thay đổi chiều cao đá kê gối Cũng làm độ dốc dọc chiều độ dốc dọc không - Đối với cầu lớn (L>100m) ta bố trí tồn cầu hoặc phần chiều dài cầu nằm đường cong đứng có bán kính Rd=3000÷12000m ứng với cấp đường 4.2.1.2 Độ dốc ngang cầu: a Vai trò: - Nhằm đảm bảo thoát nước theo phương ngang cầu b Chỉ dẫn thiết kế độ dốc ngang: - Độ dốc ngang lựa chọn vào cấp thiết kế tuyến đường Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 - Thơng thường để đảm bảo nước ta cần bố trí độ dốc ngang =1.5÷2% - Trong trường hợp cầu nằm đường cong tạo siêu cao ta bố trí cầu có độ dốc ngang =5÷6% - Đường người cầu thường làm dốc ngang =1÷1.5% phía tim cầu c Cách tạo độ dốc ngang: - Độ dốc ngang tạo cách thay đổi chiều dày lớp vữa đệm (lớp mui luyện) thay đổi chiều cao đá kê gối theo phương ngang cầu - Đối với mặt cầu BTCT đổ chỗ độ dốc ngang tạo q trình đổ bêtơng 4.2.2 Ống thoát nước cầu: 4.2.2.1 Yêu cầu: - Cần bố trí ống nước cho mưa nhanh khơng thấm vào mặt ngồi cầu chảy lên đường chui cầu - Ống thoát nước phải đảm bảo thoát đọng mặt cầu dễ thay thế, dọn dẹp cần thiết - Nếu thiết kế không hợp lý thi công sai sót dẫn đến giảm tuổi thọ cầu vùng BTCT lân cận ống thoát nước bị hư hỏng 4.2.2.2 Cấu tạo ống thoát nước: - Các ống nước cấu tạo gang đúc, nhựa PVC tơn uốn thành dạng ống tròn - Đường kính ống ∅≥15cm - Miệng ống phải có nắp đậy chắn rác - Đầu phải nhô khỏi bề mặt bêtông mặt cầu a≥10cm để tránh nước không chảy tạt vào bêtơng 4.2.2.3 Ngun tắc bố trí ống nước: - Diện tích ống: + Trên cầu đường ôtô: Cứ m2 bề mặt hứng mưa cầu phải bố trí 1cm2 diện tích lỗ nước Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 10 Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 nên thường áp dụng cho sông cho phép thu hẹp dòng chảy dùng cầu cạn cầu vượt + Mố vùi thường áp dụng trường hợp đắp có chiều cao lớn H ≥6m Đồng thời tầng đá gốc nằm độ sâu >6m sử dụng mố chữ U có bệ móng đặt trực tiếp thiên nhiên không đảm bảo ổn định sử dụng móng cọc khơng thể đóng khoan cọc qua tầng đá gốc 13 Câu 19: Trình bày cấu tạo, bố trí cốt thép, ưu nhược điểm, phạm vi áp dụng trụ thân hẹp BTCT toàn khối? b Trụ thân hẹp: - Đặc điểm: Đối với cầu nhịp nhỏ để giảm bớt khối lượng vật liệu giảm trọng lượng thân tác dụng xuống móng, thu hẹp kích thước thân trụ cấu tạo xà mũ đảm bảo bề rộng cầu Khi xà mũ có dạng dầm hẫng - Cấu tạo: + Thân trụ đúc chỗ đặc rỗng + Thân trụ cấu tạo có vách thẳng đứng vách xiên với độ nghiêng 20:1÷30:1 để đảm bảo yêu cầu chịu lực tùy theo độ cao trụ + Khi thân trụ cao cấu tạo thân trụ thành nhiều đoạn có mặt cắt ngang khác nhau, tăng dần từ lên + Xà mũ cấu tạo hẫng làm việc ngàm côngxon, chịu uốn chủ yếu Để chịu lực cắt ứng suất kéo chủ người ta phải tăng cường cốt thép xiên - Ưu nhược điểm: + Tiết kiệm từ (40 ÷ 50)% vật liệu so với trụ thân nặng + Trụ có hình dáng mãnh hơn, tạo nét mỹ quan cho cầu + Phải cấu tạo phần hẫng mũ trụ phức tạp (xà mũ làm việc bất lợi trụ thân nặng) + Tăng khối lượng cốt thép chịu lực thân trụ - Phạm vi áp dụng: Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 23 Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 + Trụ thân hẹp sử dụng rộng rãi cho kết cấu nhịp cầu đường ôtô với chiều dài nhịp L = 15 ÷ 40m + Khơng nên dùng trụ thân hẹp cho kết cấu nhịp thi công theo phương pháp đúc đẩy đúc hẫng thân trụ không đảm bảo khả chịu lực khả chống ổn định q trình thi cơng 14 Câu 20:Trình bày cấu tạo, bố trí cốt thép, ưu nhược điểm, phạm vi áp dụng trụ thân cột BTCT toàn khối? c Trụ thân cột: - Trong cầu nhịp nhỏ trung L=15÷40m, để giảm bớt khối lượng vật liệu tăng nhanh tiến độ thi cơng người ta sử dụng trụ tồn khối thân cột - Đối với cầu mà kết cấu nhịp có đường truyền lực xuống trụ, phần vật liệu trụ làm việc phần lại người ta sử dụng trụ thân cột mức + Phần thân cột + Phần đặc để chống va xơ - Sơ đồ tính: + Phần thân cột: sơ đồ khung + Phần thân đặc: tính trụ thân hẹp - Khi thiết kế ta nên bố trí cho mơmen âm mômen dương xà mũ trụ nhau, đảm bảo phân phối vật liệu cách hợp lý - Phạm vi áp dụng: + Trụ thân cột phù hợp với kết cấu nhịp cầu dàn ho ặc cầu vòm, cột trụ bố trí thẳng với mặt phẳng dàn để chịu áp lực thẳng đứng truyền xuống từ mặt phẳng dàn chủ thông qua gối cầu xà mũ + Không nên dùng trụ thân cột cho kết cấu nhịp thi công theo phương pháp đúc đẩy đúc hẫng thân trụ không đảm bảo khả chịu lực khả chống ổn định trình thi cơng + Trụ thân cột đảm bảo thơng thống tầm nhìn đảm bảo tính thẩm mỹ nên áp dụng phổ biến cho cơng trình cầu thành phố, cầu vượt đường Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 24 Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 15 Câu 21:Trình bày cấu tạo, ưu nhược điểm, phạm vi áp dụng trụ lắp ghép, bán lắp ghép? b Trụ cầu lắp ghép: * Trụ thân rộng (trụ nặng) lắp ghép: - Cấu tạo: + Thường cấu tạo từ khối đúc sẵn xưởng bêtơng BTCT có tiết diện đặc rỗng + Trong trình lắp ghép khối liên kết với vữa ximăng + Nếu móng đặt trực tiếp thiên nhiên trụ lắp ghép từ móng đến mũ trụ + Nếu bệ móng đặt móng cọc móng giếng chìm phần lắp ghép thực từ thân trụ trở lên - Việc phân chia khối lắp ghép: + Việc phân chia khối lắp ghép trụ phụ thuộc vào phương tiện vận chuyển thiết bị cẩu lắp, khối nhỏ trọng lượng khối từ ÷6 tấn, khối lớn trọng lượng khối lên đến 25 + Khi phân chia đốt phải bố trí cho mạch đứng khơng bị trùng + Chiều cao khối từ 0.5 ÷1.5m Chiều dày khối phụ thuộc vào chiều dày thân trụ thường lấy chiều dày thân trụ - Vật liệu: + Các khối đặc chế tạo bêtông mác 200 + Các khối rỗng chế tạo bêtơng mác 250÷300 + Các khối rỗng sau đặt vào vị trí độn ruột bêtông mác thấp - Trụ nặng lắp ghép thường dùng cho kết cấu nhịp cầu lớn, đặc biệt cầu đường sắt thi công theo biện pháp đổ chỗ gặp nhiều khó khăn cần rút ngắn thời gian thi công * Trụ thân hẹp lắp ghép: Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 25 Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 - Đối với trụ cầu nhỏ, cầu trung trụ cầu ôtô sông tàu thuyền lớn qua lại việc áp dụng trụ thân hẹp lắp ghép thuận lợi giảm trọng lượng khối lắp ghép, giảm khối lượng vật liệu thân trụ, móng trụ, - Do kích thước thân trụ thu hẹp nên việc phân khối lắp ghép tương đối thuận lợi, phân khối theo mặt cắt ngang thân trụ theo mặt cắt đứng - Phân khối ngang: + Hình dạng khối lắp ghép: Mỗi khối có dạng hộp thành mỏng BTCT khối hộp BT + Liên kết khối lắp ghép: Nếu khối bêtơng đặc liên kết khối vữa ximăng, khối BTCT rỗng bố trí khung cốt thép đổ bêtơng liên kết khối với nhau, liên kết thân trụ với móng mũ trụ + Ưu điểm: Thuận lợi cho việc tiêu chuẩn hóa kích thước khối dể sản xuất hàng loạt nhà máy - Phân khối đứng: + Cấu tạo: • Các khối có tiết diện rỗng, chiều dài tương ứng với chiều cao trụ •Các khối phía thượng hạ lưu nên làm đầu tròn để giảm cản trở dòng chảy •Các trụ bãi sơng mố cầu dùng khối chữ nhật + Liên kết: •Các khối đứng neo vào mũ trụ khung cốt thép ngắn sau đổ bêtơng đặc, móng cốt thép chơn trực tiếp vào khối móng • Các khối móng đặt móng qua lớp vữa ximăng •Theo phương ngang cầu đầu dưới, khối liên kết với căng + Trọng lượng: •Các khối thân trụ khơng q 7.5 •Khối móng không 4.5 + Áp dụng: Cho trụ có kích thước khơng đổi, thường dùng cho cầu nhịp nhỏ trung với chiều cao trụ H ≤ 6m Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 26 Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 c Trụ cầu bán lắp ghép: - Áp dụng: Đối với trụ cầu nhịp lớn chiều cao trụ vượt 6m, người ta dùng trụ bán lắp ghép - Cấu tạo: + Lớp vỏ ngồi chế tạo xưởng bêtơng mác 300 vừa có tác dụng làm ván khn để đổ bêtơng tồn khối bên Trọng lượng khối vỏ từ 3÷4 + Trên mặt khối có dạng hình chữ nhật, đầu vát nhọn, chiều cao khối khoảng 1.5m + Khi chiều cao thân trụ lớn trụ thường làm thành nhiều tầng có tiết diện thay đổi - Liên kết: + Thân mũ trụ liên kết với nhờ bêtơng tồn khối từ thân đến mũ trụ + Bêtơng lấp lòng có mác > 200 đổ thành lớp khối lắp ghép sau đặt lên khối trước sau bêtông độn ruột cứng - Vận chuyển: Để tạo cho khối đủ cứng trình vận chuyển lắp ráp, người ta dùng chống tạm có bulơng ép chặt lại, sau đổ bêtông thân trụ tháo chúng - Nhược điểm: + Thời gian thi công lâu phải đặt khối vỏ lắp ghép sau lên khối trước sau bêtơng độn đơng cứng + Khối vỏ ngồi có chiều dày nhỏ (khoảng 10cm) không đủ làm lớp bảo vệ chống va chạm mài mòn 16 Câu 22:Các tải trọng thường xuyên tải trọng tức thời tác dụng lên cầu theo 22TCN 272-05? 7.2.2.2 Tải trọng tổ hợp tải trọng: a Các loại tải trọng hệ số tải trọng: * Tải trọng thường xuyên: Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 27 Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 - Tải trọng thường xuyên tải trọng nằm bất động cầu thời gian dài, có lẽ suốt thời gian phục vụ (kết cấu nhịp, mặt đường, lan can, gờ chắn bánh, …) - Bao gồm: + DC: Trọng lượng thân kết cấu + DD: Tải trọng kéo xuống ma sát âm + DW: Tải trọng thân lớp phủ tiện ích cơng cộng + EH: Áp lực ngang đất + EV: Áp lực đất thẳng đứng + ES: Tải trọng đất chất thêm * Tải trọng tức thời: - Tải trọng tức thời tải trọng khai thác tác dụng theo không gian thời gian, khác độ lớn tính chất, … - Tải trọng thiết kế không giống loại xe cộ thực tế, đủ đảm bảo có hiệu ứng phủ tồn loại xe cộ hành thơng thường - Bao gồm: + BR: Lực hãm xe + CE: Lực ly tâm + FR: Lực ma sát + LL: Hoạt tải xe + IM: Lực xung kích xe cộ + LS: Tải trọng chất thêm (áp lực đất hoạt tải sau mố) + PL: Tải trọng hành + EQ: Động đất + CR: Từ biến + SE: Lún Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 28 Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 + TU: Nhiệt độ + TG: Gradient nhiệt độ + SH: Co ngót + CV: Lực va tàu + CT: Lực va xe + WA: Tải trọng nước áp lực dòng chảy + WL: Gió hoạt tải + WS: Gió kết cấu 17 Câu 23:Trình bày hoạt tải HL-93, hệ số tải trọng áp dụng lực xung kích hoạt tải HL-93? b Hoạt tải xe thiết kế: Hoạt tải xe ôtô mặt cầu hay kết cấu phụ trợ đặt tên HL - 93 gồm tổ hợp của: - Xe tải thiết kế (xe trục) xe trục thiết kế - Tải trọng thiết kế * Xe tải thiết kế: Xe tải thiết kế xe có trục có tổng trọng lượng 325kN Cự ly trục 145kN thay đổi 4.3m tới 9m để gây nên ứng lực lớn Đối với đường cấp thấp hơn, chủ đầu tư xác định tải trọng trục xe tải thiết kế nhân với hệ số 0.50 0.65 * Xe trục thiết kế: Xe trục thiết kế xe có trục có tổng trọng lượng 220kN Cự ly trục 110kN 1.2m Đối với đường cấp thấp hơn, chủ đầu tư xác định tải trọng trục xe tải thiết kế nhân với hệ số 0.50 0.65 * Tải trọng thiết kế: Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 29 Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 Tải trọng thiết kế gồm: - Tải trọng rải 9.3kN/m phân bố theo chiều dọc cầu - Theo phương ngang cầu, tải trọng phân bố theo chiều rộng 3m - Mặt đường không êm thuận cho xe chạy, gây lực xung kích tiếng ồn lớn có xe chạy qua cầu 18 Câu 24:Trình bày nội dung TTGH tính toán mố trụ cầu theo 22TCN272-05? Ý nghĩa TTGH này? Tải trọng tương ứng với TTGH này? 7.2.2 Theo 22TCN272-05: 7.2.2.1 Các trạng thái giới hạn (TTGH): - Trạng thái giới hạn cường độ TTGH đảm bảo cường độ ổn định phận kết cấu chịu tác dụng tổ hợp tải trọng theo kinh nghiệm xảy thời gian sử dụng Các tải trọng dẫn đến tình trạng nguy hiểm hư hỏng kết cấu tồn kết cấu + TTGH CĐ I: Là tổ h ợp tải trọng để tính với tải trọng khai thác cầu có xe khơng có gió + TTGH CĐ II: Là tổ hợp tải trọng để tính cầu chịu lực gió có vận tốc lớn 25m/s Trên cầu khơng có xe + TTGH CĐ III: Là tổ hợp để tính với trường hợp xe chạy bình thường cầu có gió với vận tốc 25m/s - Trạng thái giới hạn sử dụng TTGH nhằm hạn chế ứng suất, biến dạng độ mở rộng vết nứt điều kiện sử dụng bình thường Mục đích TTGH để đảm bảo thực chức cầu trước tuổi thọ sử dụng - Trạng thái giới hạn mỏi đứt gãy TTGH nhằm hạn chế phát triển vết nứt tránh tượng đứt gãy xe tải thiết kế - Trạng thái giới hạn đặc biệt TTGH đảm bảo cầu tồn tác dụng tải trọng bình thường phát sinh với tải trọng đặc biệt như: lực động đất, lực xô va tàu thuyền, tải trọng thi công, … Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 30 Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 19 Câu 25:Kể tên tải trọng tác dụng lên mố, trụ? Trình bày chi tiết lực: BR, FR, EH, EV, LS, LL, PL (Trị số, phương, chiều, điểm đặt)? 8.1 CÁC LOẠI TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MỐ TRỤ CẦU: 8.1.1 Tải trọng thường xuyên: - DC: Trọng lượng thân kết cấu - DD: Tải trọng kéo xuống ma sát âm - DW: Tải trọng thân lớp phủ tiện ích cơng cộng - EH: Áp lực ngang đất - EV: Áp lực đất thẳng đứng - ES: Tải trọng đất chất thêm 8.1.2 Tải trọng tức thời: - BR: Lực hãm xe - CE: Lực ly tâm - FR: Lực ma sát - LL: Hoạt tải xe - IM: Lực xung kích xe cộ - LS: Tải trọng chất thêm (áp lực đất hoạt tải sau mố) - PL: Tải trọng hành - EQ: Động đất - CR: Từ biến - SE: Lún - TU: Nhiệt độ - TG: Gradient nhiệt độ Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 31 Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 - SH: Co ngót - CV: Lực va tàu - CT: Lực va xe - WA: Tải trọng nước áp lực dòng chảy - WL: Gió hoạt tải - WS: Gió kết cấu 8.1.3 Tính tốn số loại tải trọng: 8.1.3.1 Áp lực ngang đất (EH) áp lực đất hoạt tải (LS): a Áp lực ngang đất (EH): - Áp lực ngang đất đắp tác dụng lên tường mố tính theo cơng thức: (KN/m) Trong đó: +γ: Trọng lượng riêng đất đắp (KN/m3) + H: Chiều cao tường chắn (m) + K: Hệ số áp lực đất Tường trọng lực: K = Ko Tường công xon: K = Ka - Vị trí đặt hợp lực 0.4H tính từ đáy móng b Áp lực đất hoạt tải (LS): - Khi hoạt tải đứng sau mố phạm vi chiều cao tường chắn, tác dụng hoạt tải thay lớp đất tương đương có chiều cao heq, tra bảng 8.1(3.11.6.2-1) Ghi chú: + Đối với tường chắn có chiều cao trung gian, heq xác định nội suy tuyến tính Bộ Mơn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 32 Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 + Các giá trị bảng heq xác định từ tính tốn lực ngang tường phân bố áp lực hoạt tải xe thiết kế Sự phân bố áp lực kết giải tốn khơng gian đàn hồi với hệ số Poatxon 0.5 - Áp lực đất ngang hoạt tải sau mố tính theo cơng thức: Trong đó: +γ: Trọng lượng riêng đất đắp (KN/m3) + H: Chiều cao tường chắn (m) + heq: Chiều cao lớp đất tương đương (m) + K: Hệ số áp lực đất 1.Tường trọng lực: K = Ko 2.Tường cơng xon: K = Ka - Vị trí đặt hợp lực 0.5H tính từ đáy móng 8.1.3.3 Hoạt tải xe ôtô (LL): Hoạt tải xe ôtô gây phản lực gối mố trụ cầu nên ta tính tốn cách xếp tải lên đường ảnh hưởng phản lực gối sử dụng phần mềm Midas, RM, … Ta cần lưu ý tới quy tắc xếp tải: - Đối với kết cấu nhịp giản đơn ta xếp tải bất lợi hình sau: - Đối với phản lực gối nhịp liên tục ta lấy 90% hiệu ứng xe tải thiết kế có khoảng cách trục bánh trước xe trục bánh sau xe 15m tổ hợp với 90% hiệu ứng tải trọng thiết kế, khoảng cách trục 145KN phải lấy 4,3m 8.1.3.4 Lực hãm xe (BR): - Điểm đặt: cách mặt đường xe chạy 1,8 m - Tác dụng theo phương ngang dọc cầu - Trị số : BR = 25%∑Ptruc ∑Ptruc : Tổng trọng lượng trục xe xếp tất xe chiều 8.1.3.5 Lực ma sát gối cầu (FR): Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 33 Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 Lực ma sát FR tính theo cơng thức sau: FR=f.N Trong đó: f : Hệ số ma sát tùy thuộc vào loại gối N: Phản lực gối cầu Các tải trọng khác xem phần - Tải trọng hệ số tải trọng (22TCN272-05) c Tải trọng hành (PL): - Khi chiều rộng lề ≥ 0.6m xét đến tải trọng Người bộ, áp lực phân bố hết diện tích lề với trị số 300 kG/m2 = 3x10-3 MPa - Đối với cầu thiết kế cho Người xe đạp thiết kế tải trọng Người với trị số 410 kG/m2 = 4.1x10-3 MPa - Tải trọng Người rải 1m dài dầm chủ: Mpa Câu 26: Tính tốn mố U BTCT? (Mặt cắt tính tốn, vai trò mặt cắt, sơ đồ tính tốn, điều kiện kiểm toán, mặt cắt chịu lực) Lập tổ hợp tải trọng tính tốn mặt cắt TTGH định? Câu 27: Tính tốn mố cầu dây văng? (Đặc điểm tính tốn loại mố, trình bày tổ hợp gây bất lợi cho loại mố - lấy ví dụ minh hoạ mặt cắt bất kì)? Câu 28: Tính tốn trụ cầu dầm thân hẹp BTCT? (Mặt cắt tính tốn, vai trò mặt cắt, sơ đồ tính toán, điều kiện kiểm toán, mặt cắt chịu lực) Lập tổ hợp tải trọng tính tốn mặt cắt TTGH định? 20 Câu 30: Vai trò gối cấu ngun tắc bố trí gối cầu mặt mặt bằng? 9.1.1 Vai trò gối cầu: Gối cầu phận liên kết kết cấu nhịp mố trụ, nhằm: - Truyền tải trọng từ KCN xuống mố trụ đất Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 34 Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 - Đảm bảo chuyển vị tương đối (tịnh tiến xoay) KCN mố trụ + Chuyển vị tịnh tiến (theo phương dọc ngang) gối cầu từ biến, co ngót nhiệt độ + Chuyển vị xoay gối cầu hoạt tải, sai số thi công lún không mố trụ Các loại gối cầu: - Gối cố định: Chỉ đảm bảo chuyển vị xoay KCN - Gối di động: Đảm bảo chuyển vị xoay chuyển vị tịnh tiến KCN 9.1.2 Nguyên tắc bố trí gối cầu: 9.1.2.1 Bố trí mặt chính: a Đối với dầm giản đơn: - Trong KCN nhịp dầm giản đơn, để đảm bảo tĩnh định, người ta bố trí gối cố định gối di động - Trong cầu dầm giản đơn nhiều nhịp, trụ bố trí gối cố định gối di động, lực ngang lên trụ (do lực hãm, gió) độ co giãn khe - Trong trường hợp gặp trụ cao, để giảm lực ngang bố trí gối di động trụ b Đối với dầm liên tục: Ta trọn vị trí đặt gối cố định dựa hai tiêu chí: - Đặt mố trụ có chiều cao thấp để chịu lực đẩy ngang - Đặt trụ cầu để giảm bớt độ lớn khe co giãn Trong đó: - a: Khe hở tối thiểu hai đầu dầm đầu dầm tường mố (a≥5cm) -δ: Biến dạng kết cấu nhịp chênh lệch nhiệt độ (khi đặt gối di động), δ=αΔT.L+α: Hệ số giãn nở nhiệt bêtông, α=1.17.10-5 (1/độ) +ΔT: Chênh lệch nhiệt độ nhiệt độ cao nhiệt độ trung bình Bộ Mơn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 35 Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 + L: Chiều dài đoạn kết cấu nhịp biến dạng 9.1.2.2 Bố trí mặt bằng: - Đối với cầu có Bcầu≤12m, bỏ qua chuyển vị dầm chủ theo phương ngang cầu nên cần bố trí gối di động phương - Đối với cầu có Bcầu≥12m, chuyển vị dầm chủ theo phương ngang cầu lớn nên phải bố trí gối di động đa phương - Trường hợp khơng có gối di động đa phương, ta sử dụng gối di động phương Khi ta phải đặt gối di động theo phương xiên góc, gối di động phải có phương đồng qui tim gối cố định 21 Câu 31:Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm phạm vi áp dụng gối tiếp tuyến, gối cao su thép gối chậu? 9.2.1.3 Gối chậu: a Cấu tạo: - Gồm cao su hình tròn đặt phận thép hình chậu - Chuyển vị xoay chuyển vị tịnh tiến gối đảm bảo biến dạng cắt đàn hồi cao su Nhờ có chậu thép mà cao su khơng bị nở hông biến dạng chịu áp lực thẳng đứng tải trọng - Trong gối di động, chuyển vị trượt gối Teflon PTFE trượt mặt thép hợp kim Tấm trượt Teflon PTFE đặt khấc lõm thép Trên mặt trượt Teflon PTFE thép hợp kim mịn phẳng khơng rỉ, có chiều dày tối đa 1mm Để gối di động phương cần lắp thêm nẹp dẫn hướng - Gối cố định cấu tạo có nắp nắp tì lên để truyền trực tiếp áp lực thẳng đứng xuống mố trụ b Ưu, nhược điểm phạm vi sử dụng: - Hệ số ma sát gối với bêtông f=0.05 - Khả chịu lực gối P≤2500T - Gối chậu thường dùng cho cầu trung cầu lớn L≤150m, với chuyển vị δ=5÷15cm áp lực gối P=100÷2500T Bộ Mơn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 36 Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 - Do gối có khả chịu lực lớn nên áp dụng phổ biến cho KCN cầu BTCT DƯL thi công theo phương pháp đúc đẩy đúc hẫng Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 37 ... ống: + Trên cầu đường ôtô: Cứ m2 bề mặt hứng mưa cầu phải bố trí 1cm2 diện tích lỗ nước Bộ Mơn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 10 Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 + Trên cầu đường sắt:... 4.6.2 Nối tiếp đường cầu đường ôtô: Bộ Môn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải 12 Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 - Các yêu cầu cấu tạo: + Chiều rộng đường đắp đầu cầu phải rộng chiều... Mơn Cầu Hầm Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Nguyễn Ngọc Dũng Cầu Đường Bộ A-K50 Câu 9: Bố trí hệ thống nước cầu: độ dốc dọc, độ dốc ngang, ống nước cầu? 4.2 PHỊNG NƯỚC VÀ THỐT NƯỚC TRÊN CẦU: