Những vấn đề chung về cầu bê tông cốt thép doc

1

Chぢぞng I

NHづNG V£N A． CHUNG V．

CúU BÊ TÔNG CぇT THÉP

CúU BÊ TÔNG – HぃC PHúN 1

S 2

CHだぜNG I

NHづNG V£N A． CHUNG V． CúU BÊ TÔNG CぇT THÉP

1. Khái ni゜m v・ k，t cóu nh＾p c¡u bê tông cえt thép

2. Tがng quan v・ các dÑng, các sぞ đお c¡u bê tông

3. だu khuy，t đi；m và phÑm vi áp dぜng

4. Vët li゜u sつ dぜng trong c¡u bê tông

5. L＾ch sつ phát tri；n c¡u bê tông

6. Xu hぢげng phát tri；n c¡u bê tông hi゜n đÑi

C¡u bê tông – Chぢぞng I

2

S 3

KHÁI NI゛M CHUNG V． K。T C£U NH¨P CúU BÊ TÔNG

1 Khái ni゜m chung v・ k，t cóu nh＾p c¡u bê tông2 3 4 5 6

1. Aéc đi；m cぞa c¡u bê tông cえt thép

• Vët li゜u

X Cát, đá sün có ざ h¡u h，t các đ＾a phぢぞng

X Xi m<ng là loÑi vët li゜u xây dとng phが bi，n

X Thép cぢごng đぐ cao, thép thぢごng chi，m t｀ l゜ nhう -> giá thành thóp

• Aぐ b・n và đぐ cだng

X A¢m b¢o mいi yêu c¡u theo các tiêu chu½n n，u thi，t k， hずp lý

X Có tuがi thい cao, Ít ph¢i duy tu b¢o dぢじng do bê tông tぢぞng đえi b・n vげi môi trぢごng

n，u thi，t k， k，t cóu và thành ph¡n vët li゜u bê tông hずp lý.

X Chi phí duy tu, b¢o dぢじng thóp so vげi k，t cóu thép

• Hình dáng và h゜ thえng

X D！ tÑo mいi hình dáng do tính linh đぐng cぞa bê tông ぢげt

X TÑo ra các k，t cóu có hình dáng ch＾u lとc hずp lý, có ki，n trúc đáp, có hình dáng phだc

tÑp do yêu c¡u sつ dぜng (c¡u cong, c¡u chて Y..)

S 4

KHÁI NI゛M CHUNG V． K。T C£U NH¨P CúU BÊ TÔNG

1 Khái ni゜m chung v・ k，t cóu nh＾p c¡u bê tông2 3 4 5 6

1. Aéc đi；m cぞa c¡u bê tông cえt thép

• Tính li・n khえi

X Tính li・n khえi cao đえi vげi các k，t cóu đが tÑi chぎ hay löp ghép vげi các gi¢i pháp k，t cóu

và cóu tÑo thích hずp

• Trいng lぢずng b¢n thân

X Trいng lぢずng b¢n thân lげn, đ，n 60% tｵnh t¢i cho k，t cóu ph¡n trên

X Ít rung, おn, dao đぐng trong quá trình khai thác -> Ti゜n nghi khai thác, sつ dぜng thぢごng

xuyên trong các c¡u thành phえ

X Trいng lぢずng lげn nên kh½u đぐ vぢずt không lげn nhぢ đえi vげi nh＾p c¡u thép

X Chi phí t<ng do ph¢i làm k，t cóu n・n móng lげn hぞn so vげi nh＾p c¡u thép.

• V，t nだt

X Thぢごng có các v，t nだt trong quá trình ch＾u lとc, k； c¢ k，t cóu bê tông dと だng lとc

X Thぢごng ph¢i thi，t k， không cho phép nだt hoéc đぐ mざ rぐng v，t nだt không quá 0.2mm

đえi vげi k，t cóu btct thぢごng (tùy theo vùng khí hëu)

3

S 5

TかNG QUAN V． CÁC DÇNG, CÁC Sぜ Aぉ CúU BÊ TÔNG

1 2: Tがng quan v・ các dÑng, các sぞ đお c¡u bê tông 3456

• Theo v＾ trí c¡u

X C¡u qua sông, qua suえi

X C¡u vぢずt đぢごng

X C¡u cÑn

X C¡u cao, vぢずt các thung lﾒng, h0m núi

• Theo t¢i trいng qua c¡u

X C¡u đぢごng ôtô

X C¡u đぢごng thành phえ

X C¡u đぢごng söt

X C¡u đi bぐ

X C¡u đi chung giてa các loÑi trên

• Theo cao đぐ tぢぞng đえi mét xe chÑy vげi k，t cóu ch＾u lとc chính

X C¡u chÑy trên, c¡u chÑy giてa, c¡u chÑy dぢげi

S 6

TかNG QUAN V． CÁC DÇNG, CÁC Sぜ Aぉ CúU BÊ TÔNG

1 2: Tがng quan v・ các dÑng, các sぞ đお c¡u bê tông 3456

• Theo sぞ đお tｵnh hいc trong giai đoÑn khai thác cぞa k，t cóu ch＾u lとc

chính

X C¡u d¡m gi¢n đぞn, c¡u d¡m hÜng, c¡u d¡m liên tぜc

X C¡u khung, d¡m đeo ki；u kê, ki；u chえt, khung liên tぜc, khung chân xiên..

X C¡u dàn bê tông (ít đぢずc sつ dぜng)

X C¡u vòm, c¡u vòm k，t hずp vげi dàn, d¡m

X C¡u dÑng dây: Dây v<ng, extradose..

• Theo hình dÑng mét cöt ngang cぞa k，t cóu nh＾p

X K，t cóu nh＾p b¢n

X K，t cóu nh＾p d¡m có sぢごn, d¡m b¢n liên hずp..

X DÑng lòng máng liên hずp vげi b¢n, K，t cóu dÑng hぐp

• Theo phぢぞng pháp thi công k，t cóu nh＾p

X Phぢぞng pháp đが tÑi chぎ

4

S 7

TかNG QUAN V． CÁC DÇNG, CÁC Sぜ Aぉ CúU BÊ TÔNG

1 2: Tがng quan v・ các dÑng, các sぞ đお c¡u bê tông 3456

• Theo phぢぞng pháp thi công k，t cóu nh＾p

X Phぢぞng pháp đが tÑi chぎ

X Phぢぞng pháp löp ghép toàn nh＾p

X Phぢぞng pháp bán löp ghép

• Theo Công ngh゜ thi công đéc thù

X Aúc tÑi chぎ trên đà giáo cえ đ＾nh

X Aúc tÑi chぎ trên đà giáo di đぐng

X Aúc/ löp ghép theo công ngh゜ hÜng

X Aúc, löp ghép theo công ngh゜ đ½y

X Mぐt sえ phぢぞng pháp đéc bi゜t khác

S 8

だU KHUY。T Ai：M VÀ PHÇM VI ÁP DせNG

1 2 3.だu khuy，t đi；m và phÑm vi áp dぜng 456

• だu đi；m cぞa c¡u bê tông

X Kh¢ n<ng tÑo hình tえt, tÑo ra đぢずc nhi・u k，t cóu vげi hình dáng hình hいc hずp lý, tÑo ra

đぢずc nhi・u k，t cóu vげi hình dáng hình hいc phだc tÑp thうa mãn các yêu c¡u sつ dぜng.

X Tính b・n tぢぞng đえi cao, chi phí duy tu b¢o dぢじng thóp

X Có kh¢ n<ng đ¢m b¢o tót c¢ các yêu c¡u thi，t k， đ・ ra v・

̇ Tính an toàn

̇ Kh¢ n<ng khai thác: Tính b・n, kh¢ n<ng tと b¢o v゜, Kh¢ n<ng ki；m tra

̇ Kh¢ n<ng duy tu

̇ Kh¢ n<ng thông xe thuën ti゜n

̇ Kh¢ n<ng cung cóp các ti゜n ích công cぐng khác

̇ Thうa mãn các yêu c¡u v・ bi，n dÑng

̇ Kh¢ n<ng mざ rぐng c¡u trong tぢぞng lai

X Kh¢ n<ng thi công

X Tính kinh t， và Tính mば quan

5

S 9

だU KHUY。T Ai：M VÀ PHÇM VI ÁP DせNG

1 2 3.だu khuy，t đi；m và phÑm vi áp dぜng 456

• Nhぢずc đi；m cぞa c¡u bê tông

X Xuót phát tぢ nhてng hÑn ch， cぞa k，t cóu bê tông và bê tông dと だng lとc

X Khó khえng ch， tính nだt cぞa k，t cóu bê tông do có nhi・u y，u tえ ¢nh hぢざng đ，n tính

nだt cぞa bê tông.

X Các đéc tính cぞa vët li゜u bê tông không がn đ＾nh theo thごi gian và các y，u tえ khác cぞa

khí hëu và môi trぢごng

̇ Tính tぢ bi，n và co ngót

X Vón đ・ v・ thi công k，t cóu bê tông cﾒng có nhてng nhぢずc đi；m

̇ Thi công bê tông đが tÑi chぎ có th； b＾ ¢nh hぢざng bざi thごi ti，t quá nóng hay khi có

mぢa.

̇ C¡n có các bi゜n pháp thi công đéc thù cho k，t cóu bê tông là bぐ ván khuôn và

vón đ・ đ¢m b¢o ván khuôn cだng trong quá trình bê tông đông k，t

X Tính toán thi，t k， phだc tÑp tùy theo đéc đi；m ch＾u lとc cぞa các bぐ phën khác nhau

cﾒng nhぢ công ngh゜ thi công khác nhau mà だng sつ cぞa k，t cóu trong quá trình khai

thác s、 khác đi.

S 10

だU KHUY。T Ai：M VÀ PHÇM VI ÁP DせNG

1 2 3.だu khuy，t đi；m và phÑm vi áp dぜng 456

• PhÑm vi áp dぜng

X Tùy theo sぞ đお k，t cóu đぢずc áp dぜng, dÑng k，t cóu, dÑng mét cöt ngang,

loÑi vët li゜u bê tông đぢずc sつ dぜng mà có phÑm vi áp dぜng khác nhau.

X K，t cóu nh＾p d¡m b¢n bê tông cえt thép đúc sün hay đが tÑi chぎ

̇ Các nh＾p tぢ 3-> 6m cho c¡u ôtô

̇ Các nh＾p tぢ 2-> 4m cho các c¡u đぢごng söt

X Các nh＾p d¡m gi¢n đぞn bê tông cえt thép thぢごng

̇ Tぢ 6->24m đえi vげi c¡u ôtô

̇ Tぢ 4->15m đえi vげi c¡u đぢごng söt

X Các nh＾p gi¢n đぞn bê tông dと だng lとc: Áp dぜng hi゜u qu¢ và hずp lý vげi các

kh½u đぐ đ，n 40m.

X Nh＾p d¡m hoéc khung liên tぜc bê tông dと だng lとc: Áp dぜng phが bi，n ざ kh½u

đぐ đ，n 200m

6

S 11

だU KHUY。T Ai：M VÀ PHÇM VI ÁP DせNG

1 2 3.だu khuy，t đi；m và phÑm vi áp dぜng 456

• PhÑm vi áp dぜng

X C¡u vòm bê tông cえt thép hay bê tông dと だng lとc: Aぢずc ぢu tiên sつ dぜng tÑi

nhてng khu vとc vùng núi, c¡u vぢずt qua thung lﾒng, có đ＾a chót tえt. Thぢごng

sつ dぜng đ，n nh＾p 15->30m cho c¢ đsöt và đぢごng ôtô. Hi゜n nay có th； sつ

dぜng đ，n nh＾p 300m nhぢng ít áp dぜng vì thi công khó kh<n.

X C¡u dÑng extradose: Thông thぢごng đぢずc sつ dぜng đ，n 250m, là mぐt dÑng

đi；n hình cぞa k，t cóu dと だng lとc ngoài, là dÑng trung gian giてa c¡u d¡m và

c¡u dây v<ng.

X C¡u dÑng treo dây v<ng: Aã vぢずt kh½u đぐ đ，n ~900m tùy loÑi k，t cóu dây

X C¡u dÑng treo dây võng: Hi゜n tÑi chぢa đぢずc áp dぜng do tính bi，n dÑng lげn

S 12

VäT LI゛U Sっ DせNG TRONG CúU BÊ TÔNG

1 2 3 4. Vët li゜u sつ dぜng trong c¡u bê tông 5 6

• Bê tông

X Thành ph¡n chính là Cえt li゜u m＾n (cát, bぐt đá..), cえt li゜u thô (Aá, sうi,..) Chót k，t dính

(xi m<ng), Phぜ gia (Phぜ gia t<ng tính công tác, t<ng thごi gian ninh k，t, gi¢m nぢげc..),

Chót bが sung m＾n (đえi vげi bê tông cぢごng đぐ cao). C¡n ph¢i có thi，t k， chi ti，t và trぐn

thつ tÑi đi・u ki゜n thi công khi đぢa bê tông vào công trình

X Cぢごng đぐ ch＾u nén: f’c – Là cぢごng đぐ nén mÜu thつ D=150mm, H=300mm ざ tuがi 28

ngày trong đi・u ki゜n b¢o dぢじng chu½n. PhÑm vi áp dぜng vげi các k，t cóu c¡u thông

thぢごng tぢ 16MPa đ，n 70MPa

X Aえi vげi các k，t cóu bê tông dと だng lとc và b¢n mét c¡u thぢごng không sつ dぜng bê tông

có cぢごng đぐ dぢげi 28MPa.

X Bê tông đぢずc chia thành tぢng cóp (A, A(AE), B, B(AE), C, C(AE), P,S). Mぎi cóp đぢずc

quy đ＾nh hàm lぢずng X tえi thi；u (kG/m3), N/X tえi đa, Aぐ rぎng, Aぢごng kính ngoài cえt

li゜u thô, và cぢごng đぐ tÑi 28 ngày tuがi. Vi゜c phân chia cóp bê tông nhâm mぜc đぢa ra

các mぜc đích sつ dぜng khác nhau.

X Trong thとc t， thi công, cぢごng đぐ bê tông là cぢごng đぐ yêu c¡u vげi xác suót sえ mÜu

thつ lげn hぞn so vげi cぢごng đぐ yêu c¡u là 95%. Do vëy, khi thi，t k， cóp phえi bê tông

c¡n ph¢i lóy cぢごng đぐ thとc t， lげn hぞn cぢごng đぐ yêu c¡u là 1.1->1.15f’c (bôlômây)

hay f’cr=f’c+1.3s (AASHTO). Cách lóy tr＾ sえ bình quân cぢごng đぐ các mÜu thつ hi゜n nay

chぢa đぢずc phù hずp vì s、 gây ra xác suót phá hぞy k，t cóu lげn.

7

S 13

VäT LI゛U Sっ DせNG TRONG CúU BÊ TÔNG

1 2 3 4. Vët li゜u sつ dぜng trong c¡u bê tông 5 6

• Các đéc tính cぞa bê tông

X H゜ sえ giãn nざ nhi゜t: 10.8x10-6 /oC đえi vげi bê tông có trいng lぢずng thông thぢごng.

X Tぢ bi，n và co ngót: Là hi゜n tぢずng bê tông thay đがi th； tích dぢげi các tác dぜng cぞa t¢i

trいng và các y，u tえ môi trぢごng khác. Tぢ bi，n và co ngót phぜ thuぐc vào t¢i trいng tác

đぐng, các y，u tえ môi trぢごng nhぢ đぐ ½m, nhi゜t đぐ. Các y，u tえ v・ k，t cóu nhぢ t｀ suót mét

thoáng, hàm lぢずng vët li゜u trong thành ph¡n bê tông đéc bi゜t là hàm lぢずng xi m<ng và

t｀ l゜ nぢげc/xi m<ng

X Các y，u tえ liên quan đ，n tính b・n (b・ mét bao phぞ, hàm lぢずng xi m<ng..)

X Mô đun đàn hおi:

X Cぢごng đぐ ch＾u kéo:

X Các loÑi phぜ gia đぢずc sつ dぜng phが bi，n

1.5 ' E 0.043y f c cc =

'

r c f 0.63 f =

D Ph映 gia hóa d飲o, ch壱m đông k院t

C Ph映 gia đóng r逸n nhanh G Ph映 gia siêu d飲o ,ch壱m đông k院t

B Ph映 gia ch壱m đông k院t F Ph映 gia siêu d飲o, gi違m n逢噂c l噂n

A Ph映 gia hóa d飲o gi違m n逢噂c E Ph映 gia hóa d飲o, Aóng r逸n nhanh

Lo衣i ph映 gia Tính n<ng Lo衣i ph映 gia Tính n<ng

S 14

VäT LI゛U Sっ DせNG TRONG CúU BÊ TÔNG

1 2 3 4. Vët li゜u sつ dぜng trong c¡u bê tông 5 6

• Cえt thép

X Cえt thép đぢずc quy đ＾nh theo giげi hÑn ch¢y fy là giげi hÑn đàn hおi cぞa thép.

X Có 3 cóp thép chぞ y，u là cóp Gr40, Gr60, Gr75. Các giげi hÑn ch¢y tぢぞng だng

là 300, 420, 520 Mpa. Thông thぢごng không sつ dぜng thép thぢごng vげi cぢごng

đぐ lげn hぞn 520. trぢごng hずp thóp hぞn 420 c¡n đぢずc sと chóp thuën đéc bi゜t

cぞa chぞ đ¡u tぢ.

X Các thông sえ cぞa thép

Gi噂i h衣n ch違y 300 420 520

C逢運ng đ瓜 kéo đ泳t 500 620 690

C医p thép Gr40 Gr60 Gr75

• Mô đun đàn hおi Es=200,000 Mpa

• Các loÑi đぢごng kính: 9.5; 12.7; 15.9; 19.1; 22.2; 25.4; 28.7; 32.3; 35.8; 43; 57.3

theo ASTM 615 (theo mぐt sえ tiêu chu½n khác, có th； đぢごng kính tiêu chu½n s、

khác đi)

• Các yêu c¡u khác là đぢごng kính uえn 1800

(3.5d-> 5d) và đぐ dãn dài tえi thi；u (12-

>6%)

8

S 15

VäT LI゛U Sっ DせNG TRONG CúU BÊ TÔNG

1 2 3 4. Vët li゜u sつ dぜng trong c¡u bê tông 5 6

• Thép cぢごng đぐ cao

X Thép cぢごng đぐ cao là thép có kh¢ n<ng tÑo đぢずc lとc nén lげn hぞn tがng mót

mát だng suót cぞa k，t cóu bê tông (>5400 kG/cm2

)

X Có ba loÑi chính là thép thanh, thép sずi tròn trぞn và thép tao xoön 7 sずi

X Vët li゜u có hai loÑi chính là thép cぢごng đぐ cao thông thぢごng và thép có đぐ

tと chùng thóp

2. Thép g運 15-36 1035 80% fpu

Thép thanh 1. Thép tr挨n 19-35 1035 85% fpu

1860 (Gr270)

1725 (Gr250)

C医p mác thép

90%f 9.53-15.24 1860 pu

85% f Tao thép 6.35-15.24 1725 pu

Gi噂i h衣n ch違y

(Mpa)

C逢運ng đ瓜 ch鵜u

kéo (Mpa)

A逢運ng kính

(mm)

V壱t li羽u

• Mô đun đàn hおi Es=197,000 Mpa

• LoÑi phが bi，n ざ VN là 12.7 và 15.24mm, tと chùng thóp (Gr1860), Các thanh

Macaloy

S 16

L¨CH Sっ PHÁT TRI：N CúU BÊ TÔNG

1 2 3 4 5. L＾ch sつ phát tri；n c¡u bê tông 6

• L＾ch sつ phát tri；n c¡u bê tông phぜ thuぐc vào sと phát tri；n cぞa công

ngh゜ vët li゜u bê tông, thép, thép dと だng lとc và kh¢ n<ng tính toán thi，t

k， cぞa con ngぢごi

X DÑng sぞ khai đ¡u tiên là các dÑng c¡u vòm bê tông, gÑch, đá xây vげi kh½u đぐ đ，n

30m. Kho¢ng 1860s ngぢごi ta böt đ¡u nghiên cだu đぢa cえt thép vào trong k，t cóu bê

tông và đã xây dとng đぢずc c¡u vòm vげi kh½u đぐ 55m tÑi B｀ (n<m 1905)

X N<m 1930 tÑi Pháp đã xây dとng đぢずc c¡u vòm vげi kh½u đぐ 178m, cungg thごi gian đó

ngぢごi ta böt đ¡u nghiên cだu sつ dぜng thép dと だng lとc trong k，t cóu bê tông.

X N<m 1926-1928, Freyssinet phát hi゜n ra ph¢i sつ dぜng thép cぢごng đぐ cao đ； vぢずt đぢずc

các mót mát dと だng lとc thì k，t cóu bê tông dと だng lとc mげi böt đ¡u xuót hi゜n.

X Sau chi，n tranh th， giげi l¡n 2, do yêu c¡u tái thi，t gây ra sと thi，u hぜt söt thép làm

thúc đ½y vi゜c sつ dぜng k，t cóu bê tông, bê tông dと だng lとc nên c¡u bê tông böt đ¡u

phát tri；n mÑnh m、.

X Ngày nay, k，t cóu bê tông và bê tông dと だng lとc đã phát tri；n rót mÑnh m、 và là k，t

cóu chぞ y，u đぢずc lとa chいn cho các công trình.

9

S 17

XU HだけNG PHÁT TRI：N CúU BÊ TÔNG Hi゛N AÇI

1 2 3 4 5. 6. Xu hぢげng phát tri；n c¡u bê tông hi゜n đÑi

• Theo xu hぢげng phát tri；n v・ vët li゜u

X Bê tông cぢごng đぐ cao, Bê tông cぢごng đぐ cao k，t hずp vげi mぐt sえ vët li゜u khác nhぢ えng

thép

• Theo xu hぢげng phát tri；n v・ kh¢ n<ng tính toán

X Kh¢ n<ng xác đ＾nh các hi゜u だng t¢i đúng mだc và phù hずp

X Kh¢ n<ng phân tích k，t cóu chính xác dぢげi các hi゜u だng t¢i đ； đánh giá sと làm vi゜c

chính xác cぞa k，t cóu

• Theo xu hぢげng t<ng tính mば quan cぞa công trình

• Sつ dぜng các k，t cóu có th； vぢずt đぢずc nhてng kh½u đぐ lげn.

• Theo xu hぢげng mÜu hóa, đ＾nh hình hóa đえi vげi các c¡u đぞn gi¢n, không có yêu

c¡u mば quan.

S 18

CÂU HぅI

1. Trình bày đéc đi；m và phÑm vi áp dぜng cぞa k，t cóu nh＾p c¡u bê tông?

2. Trình bày v・ các loÑi k，t cóu và vët li゜u áp dぜng trong c¡u bê tông?