Giáo trình thiết kế cầu và xây dựng cầu đường trình độ trung cấp - Trường Cao đẳng GTVT Trung ương

Giáo trình thiết kế cầu trung cấp nghề xây dựng cầu đường. Tài liệu chuyên ngành thiết kế cầu, phục vụ đào tạo kỹ thuật viên cầu đường.

• Tác giả: Người Biên Soạn
• Trường học: Trường Cao Đẳng Giao Thông Vận Tải Trung Ương I
• Chuyên ngành: Xây Dựng Cầu Đường
• Đề tài: Thiết Kế Cầu
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan giáo trình thiết kế cầu và vai trò trong ngành

Giáo trình thiết kế cầu dành cho trình độ trung cấp ngành xây dựng cầu đường đóng vai trò nền tảng, cung cấp kiến thức cốt lõi về lý thuyết và thực hành. Nội dung giáo trình bao quát toàn bộ quy trình, từ việc nắm bắt các khái niệm cơ bản đến việc áp dụng các tiêu chuẩn kỹ thuật vào tính toán chi tiết. Mục tiêu chính là trang bị cho người học khả năng phân tích, lựa chọn giải pháp kết cấu và triển khai bản vẽ thiết kế cho các công trình cầu vừa và nhỏ. Một công trình cầu hoàn chỉnh bao gồm ba bộ phận chính: kết cấu nhịp, mố trụ và móng. Kết cấu nhịp là bộ phận chịu lực trực tiếp từ hoạt tải (xe cộ, người đi bộ) và tĩnh tải (trọng lượng bản thân), sau đó truyền lực xuống mố trụ. Mố và trụ là các kết cấu trung gian, có nhiệm vụ đỡ kết cấu nhịp và truyền toàn bộ tải trọng xuống nền đất thông qua hệ thống móng. Sự phối hợp làm việc nhịp nhàng giữa các bộ phận này đảm bảo sự ổn định, an toàn và bền vững cho công trình trong suốt quá trình khai thác. Tầm quan trọng của việc học và nắm vững giáo trình thiết kế cầu là không thể phủ nhận, bởi nó là kim chỉ nam cho mọi kỹ sư và kỹ thuật viên tương lai, giúp tạo ra những công trình giao thông an toàn, hiệu quả và đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế-xã hội. Việc phân loại cầu cũng là một kiến thức cơ bản, giúp định hình phương án thiết kế ngay từ giai đoạn đầu.

1.1. Phân loại các công trình cầu theo tiêu chuẩn hiện hành

Việc phân loại công trình cầu giúp hệ thống hóa kiến thức và lựa chọn phương án thiết kế phù hợp. Dựa trên tài liệu gốc, cầu có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí. Theo vật liệu sử dụng, có cầu bê tông cốt thép, cầu thép, cầu gạch đá và cầu gỗ. Trong đó, cầu bê tông cốt thép và cầu thép là phổ biến nhất hiện nay nhờ khả năng chịu lực lớn và độ bền cao. Theo chiều dài toàn cầu và khẩu độ nhịp, Quy trình 22 TCN 18-79 phân chia thành cầu nhỏ (chiều dài < 25m), cầu trung (25m - 100m) và cầu lớn (>100m). Cách phân loại này ảnh hưởng trực tiếp đến quy mô khảo sát, mức độ phức tạp trong tính toán và biện pháp thi công. Ngoài ra, cầu còn được phân loại theo mục đích sử dụng (cầu đường bộ, cầu đường sắt, cầu bộ hành), theo sơ đồ kết cấu chịu lực (cầu dầm, cầu giàn, cầu vòm, cầu treo) và theo vị trí (cầu thẳng, cầu cong, cầu xiên). Mỗi loại hình đều có những đặc điểm và yêu cầu thiết kế riêng biệt, đòi hỏi người kỹ sư phải nắm vững để đưa ra giải pháp tối ưu nhất về kinh tế và kỹ thuật.

1.2. Các thuật ngữ và kích thước cơ bản trong thiết kế cầu

Để đọc hiểu và triển khai bản vẽ thiết kế, việc nắm vững các thuật ngữ và kích thước cơ bản là yêu cầu bắt buộc. Nhịp tính toán (l) là khoảng cách giữa hai tim gối đỡ của một nhịp cầu, đây là thông số quan trọng nhất dùng trong các công thức tính toán nội lực. Khẩu độ nhịp (lu) hay nhịp thoát nước là khoảng thông thủy giữa hai mép mố hoặc trụ ở cao độ mực nước thiết kế. Chiều dài toàn cầu là khoảng cách giữa hai đuôi mố. Bên cạnh đó, các kích thước theo phương ngang như khổ giới hạn xe chạy và chiều rộng toàn cầu quyết định khả năng thông hành. Khổ giới hạn là không gian trống theo cả chiều rộng và chiều cao mà không bộ phận nào của kết cấu được phép lấn vào, đảm bảo an toàn cho phương tiện lưu thông. Một thuật ngữ quan trọng khác là khổ thông thuyền, áp dụng cho các cầu vượt sông có tàu bè qua lại, được xác định bởi mực nước thông thuyền tính toán (MNTT). Các kích thước này không được xác định tùy ý mà phải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành như TCVN 4054:05 để đảm bảo an toàn và đồng bộ với toàn hệ thống hạ tầng giao thông.

II. Tầm quan trọng của công tác khảo sát trong thiết kế cầu

Công tác khảo sát địa hình, địa chất và thủy văn là bước khởi đầu và có tính chất quyết định đến sự thành công của một dự án xây dựng cầu đường. Mọi sai sót trong giai đoạn này đều có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng về sau, từ việc phải thay đổi phương án thiết kế, tăng chi phí xây dựng cho đến nguy cơ mất an toàn công trình. Dữ liệu khảo sát chính xác cung cấp cho người kỹ sư thiết kế cầu một bức tranh toàn cảnh về điều kiện tự nhiên tại vị trí xây dựng, từ đó làm cơ sở để xác định vị trí tim cầu, lựa chọn loại hình kết cấu móng, xác định cao độ đáy dầm và khẩu độ nhịp hợp lý. Tài liệu gốc nhấn mạnh, hồ sơ khảo sát phải thể hiện đầy đủ các yếu tố như bình đồ khu vực, mặt cắt dọc, mặt cắt ngang tuyến và các số liệu chi tiết về địa chất, thủy văn. Ví dụ, số liệu thủy văn như mực nước cao nhất (MNCN) và mực nước thấp nhất (MNTN) ảnh hưởng trực tiếp đến việc xác định cao độ cầu để đảm bảo khả năng thoát lũ và thông thuyền. Tương tự, kết quả khảo sát địa chất giúp xác định các lớp đất đá, tính chất cơ lý của chúng, từ đó lựa chọn giải pháp móng (móng nông, móng cọc) phù hợp, đảm bảo khả năng chịu tải và sự ổn định lâu dài cho mố trụ.

2.1. Yêu cầu về công tác điều tra thủy văn và thủy lực

Công tác điều tra thủy văn cung cấp các số liệu quan trọng để xác định các kích thước hình học cơ bản của cầu. Mục tiêu chính là thu thập và phân tích các dữ liệu liên quan đến chế độ dòng chảy của sông suối tại vị trí xây dựng. Các số liệu bắt buộc phải có trong hồ sơ khảo sát bao gồm: Mực nước cao nhất lịch sử (MNCN) và tần suất xuất hiện, mực nước thấp nhất lịch sử (MNTN), mực nước thông thuyền tính toán (MNTT), và vận tốc dòng chảy. Từ các số liệu này, người thiết kế cầu sẽ xác định cao độ đáy dầm của kết cấu nhịp sao cho cao hơn mực nước tính toán một khoảng an toàn theo quy định, đảm bảo không bị ngập lụt và cản trở dòng chảy trong mùa lũ. Đồng thời, việc phân tích thủy lực giúp đánh giá hiện tượng xói lở cục bộ quanh mố trụ, từ đó có biện pháp gia cố và xác định chiều sâu chôn móng hợp lý để bảo vệ công trình.

2.2. Phân tích số liệu địa chất công trình và địa hình

Số liệu khảo sát địa chất là cơ sở không thể thiếu để thiết kế phần móng của công trình cầu. Công tác này bao gồm việc khoan thăm dò, lấy mẫu đất đá và thực hiện các thí nghiệm trong phòng cũng như hiện trường để xác định cấu trúc, bề dày và các chỉ tiêu cơ lý của từng lớp đất. Kết quả được thể hiện qua các hình trụ hố khoan và mặt cắt địa chất. Dựa vào đây, kỹ sư sẽ đánh giá khả năng chịu tải, độ lún của nền đất để lựa chọn phương án móng tối ưu. Nếu nền đất tốt, có thể sử dụng móng nông. Ngược lại, với nền đất yếu, phương án móng cọc (cọc đóng, cọc ép, cọc khoan nhồi) là bắt buộc để truyền tải trọng xuống tầng đất đá cứng và ổn định hơn ở phía dưới. Việc mô tả chi tiết các loại đất như sét, cát, á sét và trạng thái của chúng (dẻo, cứng, chảy) theo các bảng phân loại trong giáo trình là cực kỳ cần thiết để tính toán sức chịu tải của cọc và nền móng một cách chính xác.

III. Hướng dẫn tính toán các loại tải trọng tác dụng lên cầu

Một công trình cầu trong quá trình tồn tại phải chịu tác động của rất nhiều loại lực khác nhau, được gọi chung là tải trọng. Việc xác định chính xác và đầy đủ các loại tải trọng này là nhiệm vụ cốt lõi trong thiết kế cầu, quyết định trực tiếp đến khả năng chịu lực và độ an toàn của kết cấu. Giáo trình đã hệ thống hóa các loại tải trọng và phân chúng thành các nhóm khác nhau để thuận tiện cho việc tính toán và tổ hợp. Các tải trọng này được chia thành hai nhóm chính: tĩnh tải (Permanent Loads) và hoạt tải (Live Loads). Tĩnh tải là các lực có giá trị và vị trí không đổi trong suốt quá trình sử dụng, bao gồm trọng lượng bản thân của các bộ phận kết cấu (dầm, bản mặt cầu, lan can, mố trụ) và áp lực đất tác dụng lên tường chắn của mố. Hoạt tải là các lực thay đổi theo thời gian, chủ yếu là tải trọng do xe cộ và người đi bộ gây ra. Ngoài ra, công trình còn phải chịu các tác động khác từ môi trường tự nhiên như tải trọng gió, áp lực nước, sự thay đổi nhiệt độ, và các lực phát sinh trong quá trình khai thác như lực hãm xe, lực ly tâm. Để đảm bảo an toàn, các tải trọng này phải được tổ hợp theo những trường hợp bất lợi nhất có thể xảy ra.

3.1. Phân biệt tĩnh tải và các tác động lâu dài đến kết cấu

Tĩnh tải là thành phần tải trọng cơ bản và luôn hiện hữu, bao gồm trọng lượng của tất cả các bộ phận cấu thành nên công trình. Việc tính toán tĩnh tải được thực hiện bằng cách nhân thể tích của cấu kiện với trọng lượng riêng của vật liệu. Ví dụ, trọng lượng riêng của bê tông cốt thép thường được lấy khoảng 2.5 T/m³. Ngoài trọng lượng bản thân, các tác động lâu dài khác như áp lực đất, co ngót và từ biến của bê tông cũng được xem xét. Áp lực đất tác dụng lên mố cầu là một lực đáng kể và phải được tính toán cẩn thận. Co ngót và từ biến là các hiện tượng biến dạng theo thời gian của bê tông, gây ra sự phân bố lại nội lực trong kết cấu, đặc biệt là các kết cấu dự ứng lực hoặc liên hợp. Theo quy trình, các tác động này thường được đưa vào tổ hợp tải trọng phụ.

3.2. Sơ đồ hoạt tải tiêu chuẩn Xe H 30 HL 93 và người đi bộ

Hoạt tải là yếu tố phức tạp và biến đổi nhất, do đó các tiêu chuẩn thiết kế đã đưa ra các mô hình hoạt tải tiêu chuẩn để đơn giản hóa việc tính toán. Theo tiêu chuẩn cũ 22TCN 18-79, hoạt tải ô tô được quy định thành các đoàn xe tiêu chuẩn như H-30, H-13, H-10, tương ứng với các xe tải có trọng lượng 30 tấn, 13 tấn và 10 tấn. Ngoài ra còn có xe bánh xích XB-80 (80 tấn) cho các trường hợp đặc biệt. Theo tiêu chuẩn mới 22TCN 272-05 (dựa trên AASHTO), mô hình hoạt tải được thay bằng xe tải thiết kế HL-93 hoặc xe hai trục và tải trọng làn phân bố đều. Bên cạnh tải trọng xe, tải trọng người đi bộ trên lề bộ hành cũng phải được tính toán, thường lấy giá trị phân bố đều khoảng 300-400 kG/m². Việc sắp xếp các hoạt tải này ở những vị trí bất lợi nhất trên kết cấu nhịp để tìm ra nội lực lớn nhất là bước quan trọng trong quá trình phân tích kết cấu.

3.3. Các tải trọng đặc biệt Lực hãm lực ly tâm và va xô

Ngoài tĩnh tải và hoạt tải thẳng đứng, kết cấu cầu còn chịu nhiều lực tác động theo phương ngang và phương dọc. Lực hãm sinh ra khi đoàn xe phanh gấp trên cầu, là một lực tác động theo phương dọc cầu và truyền xuống mố trụ thông qua gối cầu. Lực ly tâm xuất hiện khi cầu nằm trên đường cong, có phương ngang hướng ra ngoài tâm cong và phụ thuộc vào vận tốc xe cũng như bán kính cong. Tải trọng gió là một lực ngang đáng kể, đặc biệt với các cầu lớn, cầu dây văng hoặc cầu có dạng kết cấu thanh mảnh. Đối với các cầu vượt sông có thông thuyền, lực va xô của tàu bè vào trụ cầu là một tải trọng đặc biệt cần được xem xét để đảm bảo an toàn cho trụ. Các tải trọng này thường được đưa vào các tổ hợp tải trọng phụ hoặc tổ hợp đặc biệt khi tính toán kiểm tra kết cấu.

IV. Bí quyết áp dụng phương pháp tính theo trạng thái giới hạn

Phương pháp tính toán theo trạng thái giới hạn (Limit States Design) là phương pháp thiết kế hiện đại, được áp dụng trong hầu hết các tiêu chuẩn thiết kế cầu trên thế giới, bao gồm cả tiêu chuẩn Việt Nam (22TCN 18-79). Nguyên tắc cơ bản của phương pháp này là đảm bảo công trình không đạt đến các trạng thái làm nó không thể tiếp tục phục vụ bình thường hoặc bị phá hủy trong suốt tuổi thọ thiết kế. Mỗi trạng thái giới hạn là một điều kiện mà nếu vượt qua thì kết cấu không còn thỏa mãn yêu cầu thiết kế. Giáo trình phân chia thành ba trạng thái giới hạn chính, nhưng tập trung chủ yếu vào hai nhóm: Trạng thái giới hạn thứ nhất (về cường độ và ổn định) và Trạng thái giới hạn thứ hai (về sử dụng bình thường). Để đảm bảo an toàn, phương pháp này sử dụng một hệ thống các hệ số tin cậy, bao gồm hệ số vượt tải (n), hệ số đồng nhất của vật liệu (k) và hệ số điều kiện làm việc (m). Các hệ số này được đưa vào công thức tính toán để xét đến những sai lệch bất lợi có thể xảy ra so với giả thiết tiêu chuẩn, giúp công trình có đủ độ an toàn cần thiết.

4.1. Nguyên tắc tính theo trạng thái giới hạn thứ nhất cường độ

Trạng thái giới hạn thứ nhất liên quan đến khả năng chịu lực tối đa của kết cấu. Mục tiêu tính toán là đảm bảo kết cấu không bị phá hủy (sập, gãy), mất ổn định (lật, trượt) dưới tác dụng của tổ hợp tải trọng tính toán bất lợi nhất. Điều kiện tính toán cơ bản có dạng: N ≤ φR, trong đó N là nội lực (hoặc ứng suất) do tải trọng tính toán gây ra, R là khả năng chịu lực của kết cấu (hoặc cường độ tính toán của vật liệu), và φ là hệ số điều kiện làm việc. Khi tính toán theo trạng thái này, các tải trọng tiêu chuẩn phải được nhân với hệ số vượt tải (n > 1) để tạo ra tải trọng tính toán, còn cường độ tiêu chuẩn của vật liệu được chia cho các hệ số an toàn để ra cường độ tính toán. Đây là bước kiểm tra quan trọng nhất để đảm bảo an toàn tuyệt đối cho sinh mạng và tài sản.

4.2. Kiểm tra trạng thái giới hạn thứ hai sử dụng bình thường

Trạng thái giới hạn thứ hai đảm bảo công trình vận hành bình thường, mang lại sự thoải mái và an toàn cho người sử dụng. Các tính toán ở trạng thái này nhằm mục đích hạn chế các biến dạng, rung động và nứt nẻ trong giới hạn cho phép. Cụ thể, độ võng của kết cấu nhịp do hoạt tải gây ra không được vượt quá một giá trị quy định (thường là L/800 đối với cầu dầm thép và bê tông cốt thép, với L là chiều dài nhịp). Việc hạn chế độ võng không chỉ đảm bảo mỹ quan mà còn tránh gây cảm giác bất an cho người tham gia giao thông. Tương tự, bề rộng vết nứt trên bề mặt kết cấu bê tông cốt thép cũng phải được kiểm soát chặt chẽ để ngăn ngừa sự ăn mòn cốt thép, đảm bảo độ bền lâu dài cho công trình. Khi tính toán theo trạng thái này, các hệ số vượt tải thường được lấy bằng 1.

V. Vật liệu bê tông cốt thép trong xây dựng cầu đường hiện đại

Bê tông cốt thép là vật liệu xây dựng được sử dụng phổ biến nhất trong ngành xây dựng cầu đường hiện đại nhờ sự kết hợp ưu việt giữa bê tông và cốt thép. Bê tông là vật liệu có khả năng chịu nén rất tốt nhưng khả năng chịu kéo lại kém. Ngược lại, cốt thép có cường độ chịu kéo và chịu nén đều cao. Khi kết hợp, cốt thép sẽ khắc phục nhược điểm chịu kéo của bê tông, tạo ra một loại vật liệu tổng hợp làm việc hiệu quả dưới mọi hình thức chịu lực. Sự làm việc đồng thời của hai vật liệu này được đảm bảo bởi ba yếu tố chính: lực dính bám chặt chẽ giữa bê tông và bề mặt cốt thép; hệ số giãn nở vì nhiệt của cả hai gần như bằng nhau, tránh gây ứng suất nội bộ khi nhiệt độ thay đổi; và bê tông chất lượng tốt có khả năng bảo vệ cốt thép khỏi sự ăn mòn của môi trường. Sự phát triển của công nghệ vật liệu, đặc biệt là bê tông cường độ cao và bê tông dự ứng lực, đã cho phép xây dựng những công trình cầu bê tông cốt thép có nhịp ngày càng lớn, kiến trúc đa dạng và tuổi thọ cao. Việc hiểu rõ các đặc tính cơ lý của vật liệu là yêu cầu cơ bản đối với người kỹ sư thiết kế cầu.

5.1. Ưu và nhược điểm của kết cấu bê tông cốt thép trong cầu

Kết cấu bê tông cốt thép có nhiều ưu điểm nổi bật. Thứ nhất, nó có độ bền và tuổi thọ cao do cốt thép được bê tông bảo vệ khỏi rỉ sét. Cường độ bê tông còn tiếp tục tăng theo thời gian. Thứ hai, vật liệu có khả năng chống cháy tốt và tận dụng được nguồn vật liệu địa phương (cát, đá, sỏi), giúp giảm giá thành so với kết cấu thép. Thứ ba, kết cấu bê tông cốt thép có thể được đúc thành nhiều hình dạng kiến trúc phức tạp. Tuy nhiên, nó cũng có những nhược điểm. Trọng lượng bản thân của kết cấu rất lớn, làm tăng tĩnh tải và đòi hỏi hệ thống móng phức tạp, tốn kém. Quá trình thi công thường kéo dài hơn và khó kiểm soát chất lượng tại hiện trường. Đặc biệt, kết cấu dễ bị nứt dưới tác dụng của tải trọng và co ngót, nếu không được kiểm soát tốt sẽ ảnh hưởng đến độ bền lâu dài.

5.2. Các chỉ tiêu cơ lý của bê tông và cốt thép theo TCVN

Chất lượng của kết cấu bê tông cốt thép phụ thuộc hoàn toàn vào các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu thành phần. Đối với bê tông, chỉ tiêu quan trọng nhất là mác bê tông theo cường độ chịu nén, được ký hiệu là M (ví dụ M200, M300). Theo tiêu chuẩn 22TCN 18-79, mác bê tông được định nghĩa là cường độ chịu nén của mẫu lập phương tiêu chuẩn (150x150x150mm) sau 28 ngày bảo dưỡng. Từ mác bê tông, ta có thể xác định được các cường độ tính toán chịu nén và chịu kéo. Đối với cốt thép, các chỉ tiêu chính bao gồm giới hạn chảy và giới hạn bền, được phân loại thành các nhóm như A-I, A-II, A-III. Cốt thép nhóm A-I là thép tròn trơn, trong khi các nhóm sau là thép có gờ để tăng cường lực dính bám với bê tông. Mô đun đàn hồi của bê tông và cốt thép cũng là các thông số quan trọng dùng trong tính toán biến dạng của kết cấu.

VI. Kết luận Hướng phát triển của giáo trình thiết kế cầu

Giáo trình thiết kế cầu trình độ trung cấp đã cung cấp một hệ thống kiến thức toàn diện và nền tảng cho ngành xây dựng cầu đường. Nội dung bám sát các tiêu chuẩn thiết kế cơ bản như 22TCN 18-79, trang bị cho người học đầy đủ các kỹ năng cần thiết từ khâu khảo sát, xác định tải trọng, phân tích kết cấu theo trạng thái giới hạn, đến việc lựa chọn và tính toán với vật liệu cụ thể như bê tông cốt thép. Quy trình thiết kế một công trình cầu, dù lớn hay nhỏ, đều phải tuân thủ một trình tự logic chặt chẽ: thu thập số liệu đầu vào, lập phương án sơ bộ, tính toán chi tiết cho từng cấu kiện (kết cấu nhịp, mố trụ), và cuối cùng là hoàn thiện hồ sơ bản vẽ thi công. Việc nắm vững kiến thức từ giáo trình không chỉ giúp tạo ra những công trình an toàn, bền vững mà còn là nền tảng để tiếp cận những công nghệ và tiêu chuẩn thiết kế mới. Trong bối cảnh ngành xây dựng không ngừng phát triển, việc liên tục cập nhật các tiêu chuẩn thiết kế mới (như 22TCN 272-05), ứng dụng các phần mềm phân tích kết cấu hiện đại và các loại vật liệu mới là xu hướng tất yếu để nâng cao chất lượng và hiệu quả của các công trình cầu.

6.1. Tóm tắt quy trình thiết kế một công trình cầu cơ bản

Quy trình thiết kế cầu là một chuỗi các bước công việc có liên quan mật thiết. Đầu tiên là giai đoạn chuẩn bị, bao gồm công tác khảo sát địa chất, thủy văn và thu thập các yêu cầu kỹ thuật. Tiếp theo là giai đoạn thiết kế cơ sở, trong đó kỹ sư đề xuất các phương án kết cấu, so sánh kinh tế-kỹ thuật để chọn ra phương án tối ưu. Giai đoạn thiết kế kỹ thuật là quan trọng nhất, bao gồm việc xác định chính xác các kích thước, tính toán tất cả các loại tải trọng và tổ hợp chúng theo các trường hợp bất lợi. Dựa trên tổ hợp nội lực lớn nhất, kỹ sư tiến hành tính toán và kiểm tra tiết diện cho tất cả các bộ phận chịu lực như bản mặt cầu, dầm chủ, mố, trụ và móng theo các trạng thái giới hạn. Cuối cùng, tất cả các kết quả tính toán sẽ được thể hiện chi tiết qua bộ hồ sơ bản vẽ thiết kế thi công và thuyết minh tính toán.

6.2. Xu hướng cập nhật tiêu chuẩn và công nghệ mới trong ngành

Ngành xây dựng cầu đường luôn vận động và phát triển. Các tiêu chuẩn thiết kế cũ như 22TCN 18-79 dần được thay thế bằng các tiêu chuẩn mới hài hòa với quốc tế như 22TCN 272-05 (dựa trên AASHTO LRFD của Mỹ). Các tiêu chuẩn mới cập nhật các mô hình hoạt tải thực tế hơn (HL-93), áp dụng phương pháp thiết kế theo hệ số tải trọng và sức kháng (LRFD) một cách triệt để hơn, và đưa vào các yêu cầu khắt khe hơn về độ bền và tuổi thọ công trình. Song song đó, công nghệ vật liệu mới như bê tông tính năng siêu cao (UHPC), vật liệu composite (FRP) và các công nghệ thi công tiên tiến (lao lắp, đúc hẫng cân bằng) cho phép xây dựng những cây cầu có khẩu độ lớn, kiến trúc độc đáo và bền vững hơn. Việc ứng dụng các phần mềm máy tính chuyên dụng (như Midas Civil, SAP2000) đã trở thành công cụ không thể thiếu, giúp quá trình phân tích và thiết kế cầu trở nên nhanh chóng, chính xác và tối ưu hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BO GIAO THODONG VAN TAI TRUONG CAO DANG GIAO THO! AN TAI TRUNG UONG I GIÁO TRÌNH MÔN HỌC THIẾT KÉ CẬU SS © `vTRÌNH ĐỘ TRUNG CÁP ` Rout: XAY DUNG CAU DUONG 'Ban hành theo Quyét djnh sé 1955/QD-CDGTVTTWLDT ngiy 21/12/2017 cita Hiệu trường Trường Cao ding GTVT Trung wong 1 Hà nội, 2017 ĐỘ GIAO THONG VAN TAL TRUONGCAO DANG GIAO THONGVAN TAITRUNG UONG I GIÁO TRÌNH _ Môn học: Thiét ké Câu NGHE: XAY DUNG CAU DUONG TRINH BO: TRUNG CAP HàN§ - 307 Huy ie Ala NGƯỜI BIEN SOẠN. HH ti i Qystuit ari i “THẮNG 50017 an ii “§ Đi. Z2? đt, gây 274 0114117 fal ino > a6 Sang d3312/HẤn dị ay si wh OpVAS Hiares sibel 3, th 7 3 HanHHD 232323 Healy ĐỊNH BI SH HH † cae gHIi HH.| 14 jiz pie Tân li3ri Hants T3312a lộ THiitiaat niteTT HINH: HỮN tận TÊN HINH Ea 1 Tất Uo antl FEY # š age ease ast 2 ve Lye Nov dung LOLNOLDAU Thần Chươngthứ nhất, Ì KHẨI NHONG MẸM VAN ĐỀVECHƯNG CHUNG CONG VỀTRINH THIẾTCALKẾ CẬU c bộ hpclevà và te cob ci ls Franti ygbchcha phon cin apa cng Tmnggn wegyucca phatrere dc gic ch % RS .y v”2ã “ THSi heo ớc ,€7 1% ae ig tig mi 2 Nguyên tức cũng ác thể kể > g > 36 Câu dda S nhe củ nông bút mứt ¬ “Chương3. CAU BAN Vi raauesse rien oán tắc phảnbồ BỊ wg do ot ti a ch 8#4£88R “TRh tán xc wong bi Chọntế điện bản im a eang cho tc bi “Tĩnh tán độ vũng kế cầu nhịp bản theo TTGH th bai “Tah tán ết cu nhịp bản theo TH thí bà về nút lô “Cân hố ôn tận 1g 'Chương 5, CAU YOM thuyvm di 107 Chto mbBE tytng.cha venép 0 “Cân ôi n tập iy "Phần thứ ba.

Chương 6 CIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂU THÉP chức yer cheep ie diém ve liga ding tog elu tp ng 13 “Các lên kết đồng tung cầu thép aT Bộ phận mặt chu của cầ ty BỊ Câu hố ôn tận 126 7. KET CAU NHỊP CẦU DÂN THÉP VÀ DAN THÉP Chm Mr hoán a (Ci in hep gi dom Hà Ca dp 1 “Chương 8. MỘT SỐ LOẠI CÂU THÉP KHÁC. & Cu dina op th = tg cổt tép Cluweo 130 (Cha dtp Pa née.

wo Tay VÀ ôi câu CÔ. MÔ TRỤ CÀU. m mm m 176 V8 10 ye a ga 31111103: 4 Ễ j i i giis ie: Sngcen gh te a, ‘inle cù thủ at HH ine fa wity 211111111 hod.)ma eck con th ng — DEE og‘inh chelobcingof‘Behe màapa UIT! ql ccna a chỉnh đồng sống, M3 fe ‘dit nen dining xà nỗi tiếp cầu và đường. Tất cả các tải trọng của cầu và hoạt ti trên.

_cầu đều truyền xuống nền đất thông qua móng. Hai bên mố mới đốc. -cua nên đường đều câu được đáp thành những khẩt lượn. ti hắn linh ng và mi amhe le cước trên sông luôn thay đôi, vẽ mùa lã mực nước dãng cao, mực nước cao nhất mà người ta ghỉ lại hoặc điều ra được gọi là mục nước lịch sử "hay mực nước cao nhất (MNCN).

Mực nước thiết kế là mực nước cao nhất rong Xing 100 nựn hợ 30 xộm mỹ eo guy md ci mg nh (đun di suất ính toán). Về mùa khô mực nước sông rất xuống, mực nước thắp nhất mà người taghỉ được trong mùa này gợi là mực nhất (MNTN). "Mực nước thông thuyền tính toán (MNTT) là mực nước ‘cho phép tầu hề qua. litt ng wong ne i ang MNT tip hon MCR.

¬ “ie cha (1) 1 Klng chit hk aA nga (ie ck Nhịp nh toán (,) còn gọi là khảu độ nh a i gi ch một ship. Kong ech ita dầu im te _Nhịp tĩnh (lu) là khoảng thông thuỷ, ) được 'ở mực, nhất thiết kế. La ig ce nhp ha =) gS ts am đcgiữatà me mốoan mép hai tường về phía 3 Tr atbopch ‘ca King tg fe al fas tưởng mổ mà cắt mỗ đất hình nón, ca thiết kể và MNTN, Cà cà UIẾU 'cách từ. iPS ay ita toe mit dng it vn _Chiễu cao kiến, sr mt py ct be cầu dần thép có.

sich ‘thanh biên trên. tha biển“Chiều.dư) Boi Š-/DNRRNINM đấy kế cấu a cao này phải đủ bảo im an toàn khi “lã phụ thuậc vào cấp đường thuỷ iain en 8M Ha ay og Sh FS nu cha vot ne hn th phn ig thi ice tinesec ee nứt go tông có mặt độ xe lớn phải giao khác nhau nhưng co độ Lực nhau ca ng Hig i sl a ok hm dng hông "2that ube ung mùa lũ. Dùng ích hợp với shững, to one tng hp ld dn cu 29 ign sting dle eg ch in. ch ca rừng hơn ny mì ch din - Theo Hi trọng lưa tông tên ay sChaeeth ache at ais 4 {Cha non 0 cat tng co yt eco 1 gu.

Lov ch ny Ae “đường st vệ khô cu và cầu tạo mặt cầu. + Cầu bộ hành. dành đêng cho người đã bộ qua lạ. Thường được xây đọng ở tong công viên khu ngi mức.

+ Cầ thành ph khác cần ö ô ở chỗ là xây đọng với mục đích đ thoi mãn yê cầu gian thông lớ và mỹ qua tành phủ, + Cầu hỗn hợp, đàng chúng cho tô, người đi bộ uậc c ð tá, ấu bo, ngưửi đi bộ (cla Thing Long là một ròng những cầm hoc lợi này). + Clu tha, xy dmg ở ác bản sống và hải công đểö tổ và cn tục ra vào bắc đi hàng to và neo buộc tu uyên. -+ Các loại cu đặc bit chuyền dòng cho một nh cầu đặc bit như: máng dẫn nước, cổng dẫn dẫu huộc khí đức dây cáp hệ, ga sông cấu nip mgthoệcts giapinđường, rz Chg chu db, ch bê ứng, lực của THệ hắng cầu dằm hệ “+ tê, cầu có nhân “vi lại ột liệu sử đụn lu bản, bị phí hoại do opi cầu có mổ erụ được thất ế với những loi vụ ‘st dung ia bin, nh cửu, Còn kế cu nhịp được làm bằng kế chu dầm thép thio lip đ (dầm quân dạng, các Danh vạn năng ). su mộ thời gian sử đụng có đu kiện sẽ hay Theo ị tí ương đẫu đữa tre tìm cào và bưởng đồng nước chy, người ta có thế chà nọ + Cla thẳng tực tim chu nim vuông góc hay tạ với hưởng đồng nước chấy một cúc lớn hơ 8) “++ ClCn ho, cong.

tyett tah incni cbtựa nen vộ hong wen đăngtng cong, ngộcchyNgo mộ ach sắc nhscb cha8° ln ging ing ing ha gv la si age i ch ln + Tuy theo chi di toàn cầu và khẩ» độ tửng nhập người ta cha r: Cầu nhủ, cầu trung, co lớn và cu đặc bậc Theo qøy tình 22 TCN š- 79 ùì được phản cha như sau: + Cầu lớm. Nếu hiệu di toàn cầu lớn hơn 10m hạy kh độ tính toán của mỗi nhịp lớn bm Sôm. "Cha mg: Nu cid di to ch từ 30 ổn 100m hay kIỂ độ tính tán ch mỗi nhập từ lớm đến 3ôm, ` + Cầu hs Nw cid di bùn cu nhớ hơn Sim hay ẫ ộ nh tin của nỗi nhịp hbo 6. a “Tons tưởng Tình cụ tệ mà phấn chai hợp đặc bộc lay cầu bề những > 8 tạp tì mỹ nh ‘Tim quan trọng của ngành xây.

ee OA ites tb tw ce innei am a kinA tt cevì nàycin đến mh mũi que gia sắc tì công tình in có nhiều những nh to bên thần bộ hyện có nhều song sông tình nghi Ti ‘in đó hiKmsah tên 155 tiệu nhức TpđiệnNókỹđộ hi va phá cỡiy cơđọngs cầu lý lậnlà mộchặt ưng ch vànhững Minh ngành nghiệmkỹthụcthậtlỂ dị dào‘Cine Sẵn hảwindcócluáng to những hông rà Sỹ ngà một th cũngxà wih LF that poe vụ chủ n kinh tế quốc âm, mà và phương din vi ot 3 ep pin tro đổi và phứ trn đồi công vân há gia cíc Xông với nha Mặt Móc bàn hân công án cầu công là một cổng tình nghệ thật Bi trúc Ning yu cl sơ bản ca côn th cu Và hương hướng phá in cần ngành “Những yêu cầu cơ bn của công tình cầu H HH PTD Tuy H Ÿ Hid ‡ a +i 4 1 air ong | isep 4 egdigy Hiagleg s Hu2 7 | HHCY 4 HHÌ HH g lợi và quy hoạch của vùng đề. i Ban nul ta Pease 8 THeET HH 4 š Hai] Holand 242% :Hšn i # a4 THah 113819393 NT HH CHỈ (charg nen 80 của th kỹ XX tổ về ước, ‘iba kiện nản kính tệ của nước b ca khí ig dựng cầu còn hạn chế nhiêu công tức tung xây THỂ HH ¡1 cơ bản của BÌNHal abypty thước ay ti itt innila id 3 433112 angi ah 4 Hy thi iu tpl của công 1. Niu we: ange bộ phận TRHENH! cing ih tiện i Châu d củo 8 10m ip a ID + hid i ch du 25m lp nh đổ g lệ M9. + Chều ica wen 25m ip tn e500.

mtg in ch cay nmi in tk ing i sino cho co qua hth. ‘in pt Kem eo c vn hans ly te + MOE bg ot xy dmg cl cv ue tim a + Sơ ồ bồ ví và ayệ mnh ác at của đường sửn đ đạc + Cc bản eo nạ ee hùng sớm đo đc R .+ Các yếu tổ của đường sườn đo đạc (điểm định vị tim cầu và thuyết minh đường vào. “sầu, mốc cao đạc hoặc mốc tog độ) a‘kha ve cit.laHin citngđọc phải thể hiệnPamtheo quyying in pm 08 an - Hình cất dọc tuyến theo tím cầu và đường hai đầu cầu lấy về mỗi phía từ 150 đến. định sau: AechmeaNI, SỂT ola Hàn 43s tạm im: # TA ho SEE ay se ne a _Điều tra.

ân về thuỷ lực (I and | ‘Cling the điều tra thuỷ văn cung cấp số liệu cho cơ. Tà một tong những. tài liệu có tính quan ọng trong hổ sơ khảo sát để uất kế văn tra thụ thập. chê nh teodã tà nưyg tự ân go tỉnh hình thuỷ vẫn của dùng cháy qua cầu cần có ý 3g bệ đổ cu co 'phương có.

‘tie wt eh ng _Các số liệu điều tra đo đạc thuỷ vẫn bao. ve ———¬— “Mts nie spear-xuất hiện). CN Tp ai ty ~ Mức nước thấp nhất lịch sử. & na pele ome & Tih hy Tan nh vể ly we aay = y — sưng (nêu.

sess bt gb smaa Coes và quy hoạch th lợi địx eshte chy gan cha wong amg a. of Soil `Bàn pe io tg po va tn Kém, liệu tăm đồ ti của thế cho cũng tác hết kế vỀ lựa chọn .