Thiết kế cầu bê tông cốt thép Tác giả: Phạm Văn Thái – Nguyễn Bình Hà

​

Mục Lục:

1. Khái niệm chung về cầu bê tông cốt thép (BTCT)

1.1. Sơ lược lịch sử phát triển cầu BTCT
 1.1.1. Việt Nam
1.2. Phương hướng phát triển
1.3. Đặc điểm cơ bản của cầu BTCT
 1.3.1. Vật liệu
 1.3.2. Ưu điểm
 1.3.3. Nhược điểm
1.4. Phạm vi áp dụng
1.5. Các tiêu chuẩn thiết kế
1.6. Hệ thống cầu dầm
 1.6.1. Cầu dầm, cầu bản nhịp giản đơn
 1.6.2. Cầu dầm một thừa
 1.6.3. Cầu dầm liên tục
1.7. Hệ thống cầu khung
1.8. Hệ thống cầu vòm
1.9. Hệ liên hợp và cầu treo
1.10. Hệ thống cầu dàn BTCT

2. Vật liệu dùng trong cầu BTCT
2.1. Bê tông
 2.1.1. Yêu cầu chung
 2.1.2. Một số tính năng cơ lý của bê tông
  2.1.2.1. Cường độ
  2.1.2.2. Biến dạng của BT
  2.1.2.3. Mô đun đàn hồi và mô đun cắt
2.2. Cốt thép
 2.2.1. Yêu cầu
 2.2.2. Một số tính năng cơ lý chủ yếu
 2.2.3. Chế tạo cốt thép

3. Cầu bản BTCT
3.1. Đặc điểm
3.2. Các sơ đồ cầu bản
3.3. Cấu tạo cầu bản đúc tại chỗ
3.4. Cấu tạo cầu bản lắp ghép và bán lắp ghép
3.5. Cầu đường sắt

4. Cầu dầm giản đơn BTCT thường và BTCT ứng suất trước
4.1. Khái niệm
4.2. Kết cấu nhịp cầu dầm giản đơn toàn khối
4.3. Kết cấu nhịp cầu dầm giản đơn lắp ghép
4.4. Kết cấu bản lắp ghép
4.5. Bố trí cốt thép
4.6. Khái niệm BTCT ứng suất trước (BTCTUST)
4.7. Các phương pháp tạo ứng suất trước
4.8. Cấu tạo cốt thép ứng suất trước, neo và kích
4.9. Neo của VSL, OVM và một số hãng khác
4.10. Cấu tạo cầu dầm giản đơn BTCTUST
4.11. Bản liên tục nhiệt
4.12. Kết cấu nhịp bán liên tục

5. Thiết kế và tính toán cầu dầm BTCT
5.1. Khái niệm về tính nội lực
5.2. Tính nội lực trong bản mặt cầu
5.3. Tính hệ số phân phối ngang
5.4. Tính nội lực trong dầm dọc phụ
5.5. Tính nội lực trong dầm ngang
5.6. Xác định nội lực trong dầm chủ
5.7. Tính toán tiết diện BTCT
5.8. Tính toán dầm BTCTUST

6. Gối cầu BTCT
6.1. Khái niệm
6.2. Các dạng gối cầu
6.3. Bố trí và tính toán gối cầu

7. Cầu dầm BTCT thi công bằng phương pháp phân đoạn
7.1. Khái niệm
7.2. Thi công trên giàn giáo di động (MSS)
7.3. Cầu dầm BTCTUST thi công bằng phương pháp hẫng cân bằng
7.4. Cầu dầm BTCTUST thi công bằng phương pháp đúc đẩy

8. Cầu vòm BTCT
8.1. Giới thiệu
8.2. Cấu tạo cơ bản

9. Phân phối lực

TÓM TẮT CÁC CHƯƠNG

Chương 1 – Khái niệm chung về cầu BTCT

• Lịch sử: Xuất hiện cuối thế kỷ 19 sau khi xi măng và cốt thép ra đời; phát triển mạnh ở Pháp, châu Âu, rồi lan sang Mỹ, Nhật… BTCT ứng suất trước (UST) được Eugène Freyssinet phát triển từ thập niên 1930.

• Ở Việt Nam: Bắt đầu từ thời Pháp thuộc với cầu bản, dầm giản đơn; sau 1975 phát triển nhiều nhịp trung bình và lớn, áp dụng công nghệ tiên tiến như đúc hẫng, đúc đẩy.

• Xu hướng: Vật liệu mới (HPC, HPS, FRP), kết cấu tối ưu, ứng dụng CNTT, công nghệ thi công hiện đại.

• Đặc điểm: Bền, chịu lực tốt, tạo hình linh hoạt nhưng nặng, thi công phức tạp.

• Hệ thống cầu: Dầm, khung, vòm, liên hợp, treo, dàn BTCT; phân loại theo sơ đồ nhịp.

Chương 2 – Vật liệu dùng trong cầu BTCT

• Bê tông: Yêu cầu cường độ, độ bền lâu, tính chống nứt; các thông số cơ lý như cường độ chịu nén, mô đun đàn hồi, biến dạng.

• Cốt thép: Yêu cầu cơ lý (cường độ kéo, dẻo), loại thép thường và thép cường độ cao; các phương pháp chế tạo, gia công.

Chương 3 – Cầu bản BTCT

• Đặc điểm: Cầu bản mỏng, chiều cao nhỏ, phù hợp nhịp ngắn.

• Sơ đồ: Bản kê 2 cạnh, 3 cạnh, 4 cạnh; bản liên tục.

• Thi công: Đúc tại chỗ, lắp ghép, bán lắp ghép; yêu cầu liên kết giữa các tấm và bản mặt cầu.

• Ứng dụng: Cầu ô tô, cầu đường sắt nhịp nhỏ.

Chương 4 – Cầu dầm giản đơn BTCT thường và BTCTUST

• Dầm giản đơn toàn khối: Dầm chủ, dầm ngang, bản mặt cầu đổ liền khối.

• Dầm giản đơn lắp ghép: Ghép các đoạn dầm hoặc bản, có mối nối cơ học hoặc hàn.

• Ứng suất trước (UST):

  • Khái niệm: Tạo lực nén trước trong bê tông để chống nứt và tăng khả năng chịu lực.

  • Phương pháp: Căng trước, căng sau.

  • Cấu tạo: Cáp UST, neo, kích, hệ thống ống gen.

• Liên tục nhiệt, bán liên tục: Giảm momen giữa nhịp, cải thiện êm thuận.

Chương 5 – Thiết kế và tính toán cầu dầm BTCT

• Tính nội lực: Do tải trọng tĩnh, hoạt tải; xét các cấu kiện bản mặt cầu, dầm dọc, dầm ngang, dầm chủ.

• Hệ số phân phối ngang: Xác định bằng các phương pháp gần đúng.

• Tính toán tiết diện: Kiểm tra uốn, cắt, ổn định chống nứt, độ võng.

• Dầm UST: Tính tổn hao ứng suất, ứng suất trong bê tông và cốt thép, kiểm tra ở các giai đoạn (căng cốt thép, khai thác).

• Kiểm tra đặc biệt: Ổn định, trượt mối nối, ứng suất cắt – nén chính.

Chương 6 – Gối cầu BTCT

• Chức năng: Truyền lực, cho phép chuyển vị và quay.

• Loại: Gối trượt, gối tiếp tuyến, gối con lăn, gối cao su, gối chì, gối chậu, gối bản cố định.

• Bố trí: Theo phương pháp cố định – di động để giảm ứng suất phụ.

• Tính toán: Độ nén cao su, khả năng chịu tải, góc trượt, độ lún.

Chương 7 – Cầu dầm BTCT thi công bằng phương pháp phân đoạn

• MSS (giàn giáo di động): Đúc từng nhịp trên hệ đỡ di chuyển.

• Hẫng cân bằng: Đúc từng đoạn đối xứng từ trụ ra.

• Đúc đẩy: Đúc nhịp liên tục trên bệ và đẩy ra vị trí lắp đặt.

• Đặc điểm: Giảm nhu cầu giàn giáo cố định, phù hợp vượt sông sâu.

Chương 8 – Cầu vòm BTCT

• Giới thiệu: Cầu chịu lực chủ yếu theo nén, hình thức đẹp, bền.

• Cấu tạo: Vòm, hệ treo hoặc dầm ngang, bản mặt cầu; liên kết khớp hoặc ngàm.

• Ứng dụng: Nhịp lớn, cảnh quan.

Chương 9 – Phân phối lực

• Nguyên tắc phân phối nội lực trong kết cấu cầu; phương pháp tính toán cho các dạng kết cấu khác nhau; dùng trong thiết kế để xác định tải trọng tác dụng hợp lý lên các bộ phận.

​​