+ Bố trí chung công trình cầu:
+
+ Hình 14.7: Bố trí chung công trình cầu
+ Mố cầu thuộc kết cấu bên dới nằm trực tiếp trong vùng ẩm ớt, dễ bị xâm thực, xói lở, bào mòn nên việc xây dựng, sửa chữa gặp rất nhiều khó khăn. Do đó khi thiết kế phải chọn vị trí đặt mố phải phù hợp với địa hình, địa chất và thuỷ văn.
+ Mè cÇu:
+ Là bộ phận chuyển tiếp và đảm bảo cho xe chạy êm thuận từ đờng vào cầu.
+ Mố còn có tác dụng giữ ổn định cho ta luy nền đờng đầu cầu và dẫn hớng và
điều chỉnh dòng chảy chống xói lở bờ sông.
+ Mố cầu thờng chỉ chịu áp lực bất lợi theo phơng dọc cầu nên khi tính toán thiết kế mố trụ thì ta chỉ cần tính mố theo phơng dọc cầu.
14.2.2.Cấu tạo:
+ Cấu tạo: Mố gồm 4 bộ phận: tờng đỉnh, thân mố, bệ móng mố và tờng cánh.
+
+ Hình 14.8: Các bộ phận của mố cầu
+ Tờng đỉnh có tác dụng chắn đất để bảo vệ đầu dầm không tiếp xúc trực tiếp với đất nền do đó tránh đợc hiện tợng rỉ cốt thép và ăn mòn bêtông.
+ Tờng thân có tác dụng đỡ tờng đỉnh và xà mũ, đồng thời chịu áp lực từ kết cấu nhịp sau đó truyền xuống bệ móng và truyền xuống đất nền. Ngoài ra tờng thân mố còn chịu áp lực đẩy ngang do đất tĩnh và do hoạt tải đứng gây ra.
+ Tờng cánh có tác dụng chắn đất phía nền đờng chống sụt lở nền đờng theo phơng ngang cầu và làm tăng dần độ cứng từ đờng vào cầu, đồng thời còn tạo ra phần
đối trọng về phía nền đờng làm tăng khả năng chống trợt và chống lật của mố.
+ Bệ móng mố là bộ phận đỡ tờng thân, tờng cánh và truyền tải trọng xuống
đất nền. Bệ móng mố có thể đặt trực tiếp trên nền thiên nhiên nếu lớp đất tốt có thể đặt
hoặc móng giếng chìm.
+ Đất đắp nón mố là công trình chống xói lở, lún sụt taluy nền đờng tại vị trí
đầu cầu, đồng thời còn có tác dụng nh một công trình dẫn hớng dòng chảy. Tuỳ theo độ dốc của taluy, vận tốc dòng nớc mà nón mố có thể là đất đắp gia cố bằng biện pháp trồng cỏ, gia cố bằng đá hộc hoặc làm dới dạng tờng chắn.
+ Các bộ phận cơ bản của mố sau khi lắp ghép lại với nhau phải thoả mãn yêu cầu tổng thể của mố. Tuy nhiên trong quá trình hình thành và phát triển, tuỳ theo đặc
điểm của từng loại mố mà một số bộ phận nói trên không tồn tại hoặc cần phải bổ xung thêm một số bộ phận khác nhằm cải thiện điều kiện làm việc hoặc nâng cao chất lợng công trình
14.2.3.Một số mố cầu sử dụng hiện nay:
• Mè ch÷ U BTCT + Cấu tạo chung:
+
+ Hình 14.9: Cấu tạo mố chữ U bằng BTCT.
+ Mố gồm 4 bộ phận: tờng đỉnh, thân mố, bệ móng mố và tờng cánh đợc cấu tạo bằng BTCT.
+ Tờng đỉnh: có tác dụng chắn đất cho đầu dầm.
+ Chiều dày: σ = 40 - 50cm.
+ Chiều cao : htd= Hd + hg + hdk Trong đó:
+
+ Têng th©n:
+ Chiều cao tờng thân phụ thuộc vào chiều cao mố: htt = Hmo – htd
+ Chiều dày: tờng thân thờng đợc cấu tạo có chiều dày không đổi >150cm.
+ Tờng cánh đợc đổ bêtông thẳng góc và liền khối với tờng thân, chiều dày của tờng cánh khoảng 40 - 50cm để đảm bảo bố trí các lớp cốt thép chịu lực.Chiều dài tờng cánh đợc xác định theo công thức:
+ Lc = n.H + S + Trong đó:
+ 1: n: Độ dốc của taluy nón mố
Có gia cố bằng đá xây hoặc bản bêtông: 1: n = 1: 1
Không gia cố (trồng cỏ): 1: n = 1: 1,25
PhÇn taluy ngËp níc: 1: n = 1: 1,5 + H: ChiÒu cao mè: H ≥ 6m.
+ S: Chiều dài phần đuôi tờng cánh ăn sâu vào nền đờng.
NÕu H ≤ 6m th× lÊy S ≥ 0,65m
NÕu H > 6m th× lÊy S ≥ 1,0m
+ Bề rộng của mố thờng đợc lấy bằng bề rộng của cầu, tuy nhiên trong một số trờng hợp ta có thể cấu tạo bề rộng của mố bằng với bề rộng phần xe chạy khi đó đờng ngời đi bộ sẽ bố trí trên bản công xon BTCT trên tờng cánh dọc.
+ Bệ móng mố có thể đặt trực tiếp trên nền thiên nhiên nếu lớp đất tốt nằm ở
độ sâu ≤ 3m. Trong trờng hợp lớp đất tốt nằm sâu > 3m thì ta có thể đặt bệ móng trên kết cấu móng cọc đóng, cọc khoan nhồi hoặc móng giếng chìm.
+ Trong mố chữ U BTCT thờng có cấu tạo bản quá độ đợc đổ bêtông tại chỗ hoặc lắp ghép, đặt với độ dốc i = 10% - 15% về phía nền đờng. Một đầu bản kê lên gờ kê tại tờng đỉnh mố và một đầu đợc kê trên dầm kê tại nền đờng sau mố.
+
+ Hình 14.10: Cấu tạo bản quá độ + Tác dụng của bản quá độ
+ Bản quá độ đợc bố trí nhằm tăng dần độ cứng từ đờng vào cầu do đó đảm bảo
+
dầm giản đơn. Phần đất dới đáy bản do lún và yếu nên coi nh không dính vào
đáy bản. Do đó việc cấu tạo và bố trí bản quá độ hợp lý không những làm giảm mà còn có thể triệt tiêu hoàn toàn áp lực đất do hoạt tải tác dụng lên tờng mố.
+ Kích thớc của bản quá độ :
+ Bqd: Bề rộng bản quá độ theo phơng ngang cầu, phụ thuộc vào bề rộng của lòng mố, thờng Bqd = 10 - 12m.
+ Lqd: Chiều dài bản quá độ, Lqd = 2 - 6m.
+ σ qd: Chiều dày bản quá độ, σqd= 16 - 25 cm
+ Taluy nón đất phải đợc gia cố trên suốt chiều cao bằng xây đá hộc hoặc bằng bản bêtông. Chân nón mố đợc gia cố bằng rọ đá hoặc bằng bê tông dày 25 – 50cm gọi là chân khay.
+
+ Hình 14.11: Cấu tạo tứ nón mố + Ưu, nhợc điểm và phạm vi áp dụng:
+ Mố có kích thớc nhỏ hơn mố đá xây nên tiết kiệm vật liệu hơn tuy nhiên vẫn
đảm bảo khả năng ổn định chống lật và chống trợt cho mố dới tác dụng của các lực đẩy ngang.
+ Tờng cánh đợc cấu tạo ngàm với tờng thân nên việc chắn giữ đất đắp ở trong lòng mố có hiệu quả, ngăn ngừa tốt các hiện tợng lún sụt và tạo ra độ nén chặt dần dần cho khối đất ở phía sau mố do đó tăng dần độ cứng từ đờng vào cầu
đảm bảo cho xe chạy êm thuận khi ra vào cầu.
+
biệt là quá trình lắp dựng cốt thép chịu lực.
+ Mố chữ U bằng BTCT đợc dùng cho các kết cấu nhịp cầu có chiều cao đất đắp H ≥ 4m.
• Mố vùi và mố chân dê + Cấu tạo chung:
+
+ Hình 14.12: Cấu tạo mố vùi.
+ Mố gồm 4 bộ phận: tờng đỉnh, thân mố, bệ móng mố và tờng cánh đợc cấu tạo bằng BTCT.
+ Tờng đỉnh: có tác dụng chắn đất cho đầu dầm.
+ Chiều dày: σ = 40 - 50cm.
+ ChiÒu cao: htd = Hd + hg + hdk
+ Trong đó :
+ hd : ChiÒu cao dÇm.
+ hg : Chiều cao gối cầu, phụ thuộc vào loại gối ứng với loại kết cấu nhịp.
+ hdk : Chiều cao của đá kê gối: hdk ≥ 20cm.
+ Têng th©n:
+ Chiều cao tờng thân phụ thuộc vào chiều cao mố : htt = Hmo - htd.
+ Chiều dày: Tờng thân mố đợc cấu tạo có chiều dày thay đổi theo chiều cao, lớn dần về phía dới với chiều dày chân tờng khoảng (0,4 - 0,5)H. Ngoài ra để tăng
độ ổn định chống lật và chống trợt cho mố, ta có thể bố trí tờng thân có chân choãi ra phía sông với độ nghiêng 3:1 - 2:1 để đa điểm đặt của hợp lực về phía sau mãng.
+ Tờng cánh đợc đổ bêtông thẳng góc và liền khối với tờng thân, chiều dày của tờng cánh khoảng 40 - 50cm để đảm bảo bố trí các lớp cốt thép chịu lực. Trong mố vùi do có phần áp lực đất bị động phía trớc mố nên tờng cánh có thể cấu tạo có kích thớc nhỏ hơn.
+ Chiều dài tờng cánh đợc xác định theo công thức:
+ L
c = n.(H - h
n - 0,5) + S
+
Có gia cố bằng đá xây hoặc bản bêtông: 1: n = 1: 1
Không gia cố (trồng cỏ): 1: n = 1: 1,25
PhÇn nãn mè ngËp n íc: 1: n = 1: 1,5− + H: ChiÒu cao mè: H ≤ (9 - 20)m.
+ hn: Chiều cao từ mặt bệ móng đến mực nớc cao nhất (MNCN).
+ 0,5m: Khoảng cách tối thiểu từ điểm giao giữa nón mố với MNCN.
+ S: Chiều dài phần đuôi tờng cánh ăn sâu vào nền đờng.
NÕu H ≤ 6m th× lÊy S ≥ 0,65m
NÕu H >6m th× lÊy S ≥ 1,0m
+ Theo phơng dọc cầu tờng thân của mố đặt hoàn toàn trong đất nên không có tác dụng chắn đất khi đó để tiết kiệm vật liệu thì ta có thể cấu tạo tờng thân thành các t- ờng mỏng đặt dọc để đỡ xà mũ mố, khi đó ta có mố vùi tờng dọc. Việc cấu tạo mố vùi t- ờng dọc còn làm giảm áp lực đất đẩy ngang tác dụng lên mố. Số lợng tờng dọc phụ thuộc vào chiều rộng cầu B và chiều cao mố H. Nếu B ≥ 1,25.H thì nên chọn 3 tờng và nếu B ≤ H thì nên chọn 2 tờng.
+
+ Hình 14.13: Mố vùi tờng dọc
+ Theo phơng ngang cầu thì tờng thân mố cũng không có tác dụng chắn đất nên để tiếp tục tiết kiệm vật liệu thì ta có thể cấu tạo tờng thân từ các dạng tờng dọc thành các cột vuông hoặc tròn, khi đó ta có mố vùi chân dê. So với mố vùi tờng đặc và mố vùi tờng dọc thì mố chân dê giảm đợc khối lợng vật liệu rất lớn, tạo điều kiện thi công lắp ghép. Đặc biệt nếu địa chất cho phép thì các chân dê có thể cấu tạo thành các cọc đóng trực tiếp xuống đất. Tuy nhiên mố chân dê chỉ có thể cấu tạo bằng BTCT còn mố vùi có thể cấu tạo bằng BTCT hoặc đá xây.
+
+
chữ nhật do phần tờng cánh và tờng thân đợc cấu tạo với kích thớc nhỏ hơn.
+ Mố vùi ảnh hởng rất ít đến môi trờng và dòng xe cộ dới cầu trong cầu vợt đờng, nón đất phía trớc mố còn cho phép trong tơng lai có thể mở rộng đợc dòng chảy dới cầu bằng cách chọn độ dốc thích hợp hoặc xây tờng chắn.
+ Mố vùi có cấu tạo và thi công khá phức tạp vì mố đợc chôn sâu trong đất.
Đồng thời mố có phần đất đắp lấn ra sông nên thờng chỉ đợc áp dụng cho các sông cho phép thu hẹp dòng chảy.
+ Mố vùi thờng đợc áp dụng trong trờng hợp nền đợc đắp có chiều cao lớn H ≥ 6m. Đồng thời tầng đá gốc nằm ở độ sâu >6m khi đó nếu sử dụng mố chữ U có bệ móng đặt trực tiếp trên nền thiên nhiên thì sẽ không đảm bảo ổn định và nếu sử dụng móng cọc thì không thể đóng hoặc khoan cọc qua tầng đá gốc.
+
+ Bài 15 : trụ cầu