Bài giảng Thi công cầu - Phần I: Kết cấu phụ trợ và công tác đo đạc trong xây dựng cầu - Phạm Hương Huyền

1.1. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU VÀ NỘI DUNG CỦA MÔN HỌC

1.1.1. MỤC ĐÍCH

Môn học Xây dựng Cầu nhằm giới thiệu những kiến thức cơ bản về phương

pháp thi công, công nghệ xây dựng và phương pháp tính toán các thiết bị và kết cấu

phụ trợ dùng trong thi công Cầu.

1.1.2. YÊU CẦU

Qua môn học này, sinh viên cần nắm:

- Các phương pháp cơ bản và trình tự thi công một công trình Cầu

- Tính toán lựa chọn các kết cấu phụ trợ và thiết bị thi công Cầu

- Lập và lựa chọn phương án xây dựng cầu hợp lý

- Lập kế hoạch tổ chức thi công Cầu

1.1.3. NỘI DUNG CHỦ YẾU CỦA MÔN HỌC

Nội dung môn học bao gồm:

- Những vấn đề chung trong công tác xây dựng cầu như : Đo đạc, tổ chức thi

công và quản lý xây dựng

- Những phương pháp, công nghệ cụ thể như xây dựng mố trụ, xây dựng kết

cấu nhịp cầu thép, cầu BTCT

Môn học gồm 6 phần :

+ Phần I : Kết cấu phụ trợ và công tác đo đạc trong xây dựng cầu

+ Phần II : Xây dựng kết cấu mố trụ cầu

+ Phần III : Xây dựng kết cấu nhịp cầu BTCT

+ Phần IV : Xây dựng nhịp cầu thép và thép liên hợp bản BTCT

+ Phần V : Xây dựng cầu dây, cầu treo

+ Phần VI : Tổ chức và quản lý xây dựng cầu

Để học tốt môn học, yêu cầu sinh viên ngoài việc học tập ở trên lớp, đọc giáo

trình, còn phải tham khảo thêm :

- Các quy trình về thi công và kiểm định

- Các quy định về khai thác quản lý cầu

- Các thiết kế thi công cầu

- Các báo cáo thử nghiệm cầu

- Các thiết kế sửa chữa, tăng cường cầu

pdf 50 trang yennguyen 09/11/2021 2480
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Thi công cầu - Phần I: Kết cấu phụ trợ và công tác đo đạc trong xây dựng cầu - Phạm Hương Huyền", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Thi công cầu - Phần I: Kết cấu phụ trợ và công tác đo đạc trong xây dựng cầu - Phạm Hương Huyền

Bài giảng Thi công cầu - Phần I: Kết cấu phụ trợ và công tác đo đạc trong xây dựng cầu - Phạm Hương Huyền
BỘ XÂY DỰNG 
TRƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY DỰNG SỐ II 
PHẠM HƯƠNG HUYỀN 
BÀI GIẢNG 
THI CÔNG CẦU 
PHẦN I 
KẾT CẤU PHỤ TRỢ 
VÀ CÔNG TÁC ĐO ĐẠC 
TRONG XÂY DỰNG CẦU 
Chương 1 
MỞ ĐẦU 
1.1. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU VÀ NỘI DUNG CỦA MÔN HỌC 
 1.1.1. MỤC ĐÍCH 
 Môn học Xây dựng Cầu nhằm giới thiệu những kiến thức cơ bản về phương 
pháp thi công, công nghệ xây dựng và phương pháp tính toán các thiết bị và kết cấu 
phụ trợ dùng trong thi công Cầu. 
 1.1.2. YÊU CẦU 
 Qua môn học này, sinh viên cần nắm: 
 - Các phương pháp cơ bản và trình tự thi công một công trình Cầu 
 - Tính toán lựa chọn các kết cấu phụ trợ và thiết bị thi công Cầu 
 - Lập và lựa chọn phương án xây dựng cầu hợp lý 
 - Lập kế hoạch tổ chức thi công Cầu 
 1.1.3. NỘI DUNG CHỦ YẾU CỦA MÔN HỌC 
 Nội dung môn học bao gồm: 
- Những vấn đề chung trong công tác xây dựng cầu như : Đo đạc, tổ chức thi 
công và quản lý xây dựng 
- Những phương pháp, công nghệ cụ thể như xây dựng mố trụ, xây dựng kết 
cấu nhịp cầu thép, cầu BTCT 
 Môn học gồm 6 phần : 
 + Phần I : Kết cấu phụ trợ và công tác đo đạc trong xây dựng cầu 
 + Phần II : Xây dựng kết cấu mố trụ cầu 
 + Phần III : Xây dựng kết cấu nhịp cầu BTCT 
 + Phần IV : Xây dựng nhịp cầu thép và thép liên hợp bản BTCT 
 + Phần V : Xây dựng cầu dây, cầu treo 
 + Phần VI : Tổ chức và quản lý xây dựng cầu 
Để học tốt môn học, yêu cầu sinh viên ngoài việc học tập ở trên lớp, đọc giáo 
trình, còn phải tham khảo thêm : 
 - Các quy trình về thi công và kiểm định 
 - Các quy định về khai thác quản lý cầu 
 - Các thiết kế thi công cầu 
 - Các báo cáo thử nghiệm cầu 
 - Các thiết kế sửa chữa, tăng cường cầu 
1.2. TÌNH HÌNH XÂY DỰNG CẦU TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI 
 1.2.1. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH XÂY DỰNG CẦU TRÊN THẾ GIỚI 
Cầu là một công trình nhân tạo nên lịch sử phát triển của nó gắn liền với lịch sử 
phát triển của xã hội loài người, chính vì vậy công trình cầu có từ rất cổ xưa. Cùng với 
sự phát triển của xã hội loài người, kỹ thuật xây dựng cầu dần dần được hoàn thiện qua 
quá trình lao động sáng tạo của con người từ trước cho tới nay. 
Hình I.1.1. Hình ảnh 
cầu dầm thời sơ khai 
Hình I.1.2. Hình ảnh cầu cầu phao sơ khai (minh hoạ) 
Thời kỳ trước công nguyên, cầu làm bằng vật liệu gỗ, đá là chủ yếu. 
Hình I.1.3. Cầu StoneBridge (Yemen) Hình I.1.4. Cầu Gard (Pháp) thế kỷ 13 
TCN 
Thời kỳ chiếm hữu nô lệ, cầu gỗ và đá vẫn là chủ yếu nhưng vượt nhịp lớn hơn. 
Thời kỳ La Mã cổ đại, chủ yếu là cầu gỗ có dạng dầm, vòm. Sau đó với nhiều kinh 
nghiệm hơn, người ta đã xây dựng các công trình bằng đá vượt nhịp lớn hơn như cung 
điện, đền đài,... Đến thời kỳ La Mã, giao thông khá phát triển và đã có rất nhiều cầu 
đá, đặc biệt là loại cầu có hình vòm bán nguyệt. 
 Hình I.1.5. Cầu Kintaikyo (Nhật) Hình I.1.6. Cầu An Tế (Trung Quốc) năm 
605 
Hình I.1.7. Các cầu Florene (Italia) 
Thời kỳ phong kiến, do tính chất nền kinh tế tự cung tự cấp cùng với sự cản trở 
tôn giáo nên ngành giao thông trong đó có công trình cầu hầu như không phát triển gì. 
Đến giai đoạn cuối cùng của chế độ phong kiến do có sự buôn bán trao đổi hàng hoá 
và chiến tranh nên công trình cầu được xây dựng nhiều. Nói chung các kết cấu cầu 
thời kỳ này vẫn còn đặc điểm tương tự các kiểu cầu thời kỳ La Mã như nhịp ngắn, trụ 
lớn. 
Hình I.1.8. Cầu Busy ở Turin (Italia) 
Thời kỳ thủ công nghiệp tư bản chủ nghĩa phát triển từ giữa thế kỷ 16 dẫn đến sự 
biến đổi lớn về khoa học kỹ thuật. Trong những công trình đặc sắc phải kể đến công 
trình của anh em nhà Gubenman (Thụy Sỹ) làm năm 1757 có nhịp dài 29m qua sông 
Limat, cầu qua sông Rhin có 2 nhịp 59m và trên sông Limat cũng có cầu với nhịp 
119m. Đó là những chiếc cầu dài nhất từ trước tới thời điểm này. Cầu đá cũng có 
những tiến bộ mới như kích thước giảm xuống, bề rộng lớn hơn. Kết cầu vòm được 
xây dựng dạng mới hình elip như cầu Pont neuf. 
Hình I.1.9. Cầu Pon neuf dạng vòm ngắn (Pháp) 
Cuối thế kỷ 18, nền đại công nghiệp tư bản chủ nghĩa phát triển mạnh với các 
ngành luyện kim, chế tạo máy móc, khoa học kỹ thuật, các phương tiện giao thông 
mới ra đời như đường sắt, đường thủy. Với các phương pháp thí nghiệm mới, lý luận 
về sức bền vật liệu, cơ học kết cấu, nhiều hệ thống cầu mới xuất hiện với nhịp lớn hơn 
và chịu tải trọng lớn hơn nhiều. Ở thời kỳ này đã xuất hiện cầu kim loại, cầu vòm bằng 
những thanh sắt được xây dựng đầu tiên ở Anh từ năm 1776 đến 1779, đó là cầu 
Ironbridge. Năm 1755-1799 ở Pháp đã có bản thiết kế các cầu vòm gang. Cầu Neva 
được xây dựng từ năm 1842-1850 có 7 nhịp, mỗi nhịp dài 45-47m. 
Hình I.1.10. Cầu IronBridge - cầu kim loại đầu tiên 1776-1779 (Anh) 
Đồng thời với sự ra đời của cầu vòm gang, cầu treo bằng thép cũng bắt đầu phát 
triển, nhất là ở các nước Anh, Pháp, Mỹ. Một số cầu treo lớn như: cầu qua vịnh Menai 
(Mỹ) xây dựng năm 1826 nhịp 177m, cầu Freiburg (Pháp) năm 1834 nhịp 265m, cầu 
qua sông Kiev (Ukrania) năm 1847-1853 dài 710m, mỗi nhịp 134m. 
Hình I.1.11. Cầu qua vịnh Menai năm 1826 dài nhịp 177m (Mỹ) 
Trong thời kỳ đầu cầu vòm gang, cầu treo có ý nghĩa lớn nhưng chưa giải quyết 
được những tồn tại lớn như: độ võng lớn, nhịp chưa dài, không chịu được tải trọng lớn 
vì lý luận tính toán còn hạn chế, chất lượng không cao. Do vậy đã dẫn đến nhiều đáng 
tiếc xảy ra. 
Hình I.1.12. Cầu Tacoma sụp đổ. 
Khi vật liệu thép ra đời, cầu dàn thép phát triển nhiều. Nước Nga là nước đầu tiên 
áp dụng lý thuyết vào tính toán cầu. Đến nửa thế kỷ 19, đây là giai đoạn phát triển 
nhanh nhất của khoa học lý thuyết, đã thúc đẩy ngành xây dựng cầu phát triển. Thời kỳ 
này đã thiên về lý luận, cầu có dạng biên cong, gãy khúc, phức tạp về mặt chế tạo cũng 
như thi công. 
Hình I.1.13. Cầu Firth of Ford nhịp 521 m. 
Tóm lại, trong thế kỷ 19 đã có những tiến bộ rõ rệt về mặt lý luận, cấu tạo, vật 
liệu cũng như phương pháp xây dựng đã tạo điều kiện cho sự phát triển vượt bậc về kỹ 
thuật làm cầu cho thế kỷ 20. 
Đến thế kỷ 20 cùng với bước tiến lớn trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật, các nền 
công nghiệp phát triển đã làm cho ngành xây dựng cầu không ngừng phát triển và đạt 
những thành tựu lớn. Năm 1917 đã xây dựng cầu mút thừa nhịp dài nhất thế giới 549m 
ở Canada. 
Năm 1932 cầu Sydney Harbor (Úc) là cầu vòm thép nhịp 503m, được đặt ở vị trí 
nhạy cảm và đẹp nhất so với các cầu lớn khác và đã trở thành biểu tượng của nước úc. 
Hình I.1.14. Cầu Quebec dàn mút thừa, nhịp 549m (Canada) 
Hình I.1.15. Cầu Sydney biểu tượng của Úc 
Hình I.1.16. Cầu Golden Gate nhịp 1280m, xây dựng năm 1937 
Hình I.1.17. Cầu Brooklyn (NewYork) 
Khi kết cấu bê tông ứng suất trước ra đời tạo ra khả năng mới cho sự phát triển 
của cầu bê tông ở nhiều nước trên thế giới cùng với lý thuyết ngày càng hoàn chỉnh và 
phát triển không ngừng. Do vậy, ngành xây dựng cầu đạt được những bước tiến khổng 
lồ. 
Hình I.1.19. Cầu Gateway 1986 
Hình I.1.20. Cầu Stormasunset 1998 
Cùng với sự phát triển của kết cấu bê tông, kết cấu thép vẫn được sử dụng mạnh 
mẽ nhờ những ưu điểm của nó. 
Hình I.1.21. Cầu Verezano nhịp 1289m năm 1964, lớn nhất ở Mỹ hiện nay 
Hình I.1.22. Cầu dây văng Tatara, nhịp 890 m lớn nhất thế giới, năm 1998. 
Trong những năm gần đây, nhiều dự án rất lớn về cầu đã hoàn thành. Điển hình, 
cầu treo lớn nhất thế giới Gefyra đang được xây dựng bắc qua vịnh Corinh sẽ nối ở tây 
bắc Hy Lạp với Antirion ở Pelponnesia, đây là dự án khổng lồ tưởng chừng không thể 
thực hiện được nhưng đã khởi công năm 1998 có tổng chi phí đầu tư là 800 triệu Euro 
và hoàn thành năm 2004. Cầu Millau là cầu dây văng cao nhất thế giới với chiều dài 
2.5km và tháp cao nhất là 340m cũng hoàn thành năm 2004 tại Pháp. 
Hình I.1.23. Cầu dây văng Gerfyra khánh thành vào Olympic Athen 2004. 
Hình I.1.24. Cầu dây văng Milau cao nhất thế giới. 
Hình I.1.25. Cầu đường sắt Tây Tạng. 
Ngoài ra còn có thể kể đến các dự án đã và sắp được xây dựng như cầu dài nhất 
thế giới khoảng 12km nối giữa Thượng Hải và Côn Minh đã được khởi công. Dự án 
cầu treo bắc qua eo biển Gibraltar đã được xây dựng mô hình với chiều dài nhịp kỷ lục 
lên đến 5000m, dự án cầu Messina (Italia) có nhịp chính đến 3300m khởi công năm 
2005. 
Hình I.1.26. Cầu nối giữa Thượng Hải và Côn Minh 1.2 tỷ USD. 
Hình I.1.28. Cầu Giralta nhịp chính 5000m, 15 tỷ USD, tổng chiều dài cáp >30 lần 
đường kính trái đất 
Nhìn chung, trên thế giới ngành xây dựng cầu đã có những tiến bộ vượt bậc trên 
các mặt như: chương trình tính toán được hỗ trợ rất mạnh từ ngành công nghệ máy 
tính phục vụ cho công tác thiết kế và thiết kế thi công; công nghệ thi công, máy móc 
thiết bị phục vụ thi công, vật liệu tiên tiến và đã xây dựng thành công rất nhiều cầu 
lớn như trên. 
 1.2.2. TÌNH HÌNH CHUNG CỦA NGÀNH XDC TRONG NƯỚC 
Thời kỳ cổ xưa, người Việt đã biết làm cầu tre, cầu gỗ, cầu đá, cầu gạch có dạng 
đơn giản, vòm bán nguyệt bắc qua sông suối nhỏ. 
Hình I.1.29. Cầu tre Việt Nam Hình I.1.30. Cầu Thê Húc cổ kính 
Hình I.1.31. Cầu chùa Hội An, trụ bằng đá, mặt cầu bằng gỗ 
Thời kỳ Pháp thuộc, cuộc kháng chiến chống Pháp đã hình thành hệ thống giao 
thông đường bộ, đường sắt trong cả nước. Về cầu thép có cầu Long Biên (Hà Nội) 
nhịp 130m với hình dáng con rồng nối bờ sông Hồng, cầu Hàm Rồng (Thanh Hoá) kết 
cấu 1 vòm thép 3 khớp dài 160m, cầu Tràng Tiền (Huế). 
Hình I.1.32. Cầu Long Biên, năm 1902 
Hình I.1.33. Cầu Tràng Tiền ( Huế) 
Thời kỳ năm 1954 đến năm 1975, miền Bắc lập lại hoà bình, ta đã khôi phục và 
mở rộng hệ thống giao thông. Ta đã thiết kế được cầu bê tông cốt thép thường, ứng 
suất trước như cầu Phù Lỗ nhịp 18m. Vào những năm 1970, Việt Nam đã làm được 
cầu khung T bê tông ứng suất trước có nhịp đeo vượt khẩu độ 63m như cầu Rào, cầu 
Niệm (Hải Phòng). Tuy nhiên do công nghệ còn hạn chế nên cầu Rào bị sập đã làm 
cho ngành xây dựng cầu chững lại để nghiên cứu cẩn thận hơn. 
Thời kỳ năm 1975 đến năm 1986, ta đã tự thiết kế cầu bê tông cốt thép ứng suất 
trước nhịp 24m và 33m, cầu khung dầm nhịp 63m, cầu Thăng Long được xem là lớn 
nhất Đông Nam Á thời đó. 
Hình I.1.34. Cầu Thăng Long, kết cấu nhịp 2 tầng, hoàn thành năm 1985 
Từ năm 1986 đến nay, trong trào lưu hội nhập kinh tế quốc tế, nhiều dự án công 
trình cầu lớn đã, đang và sẽ được đầu tư xây dựng. Nhiều cầu lớn đã được xây dựng 
xong như cầu Phú Lương (Hải Dương) dài 491m với 2 nhịp chính 102m được xem là 
mốc đánh dấu bước đột phá công nghệ đúc hẫng. 
Hình I.1.35. Cầu Phú Lương, thi công theo công nghệ đúc hẫng Nhật 
Hình I.1.36. Cầu Hiền Lương, thi công theo công nghệ đúc đẩy 
Hình I.1.37. Cầu dây văng Mỹ Thuận nối liên 2 bờ sông Tiền 
Hình I.1.38. Cầu Kiền, thi công theo công nghệ lắp hẫng 
Nhiều cầu lớn đã và đang được xây dựng như cầu Thanh Trì (Hà Nội), cầu Bãi 
Cháy (Quảng Ninh), cầu Cần Thơ,... 
Hình I.1.39. Cầu Bãi Cháy, 1 mặt phẳng dây. 
Hình I.1.40. Cầu Cần Thơ nhịp 550m lớn nhất Việt Nam, đang xây dựng. 
 1.2.3. PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG 
CẦU TRONG NƯỚC 
* Phương pháp thi công cầu tiên tiến hiện đại là đi theo các hướng chủ yếu sau: 
 - Công nghiệp hóa xây dựng. 
 - Tổ chức thi công theo phương pháp tiên tiến khoa học. 
 - Tận dụng điều kiện tại chỗ như vật liệu địa phương, nhân lực kết hợp với biện 
pháp thi công tiên tiến, ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật với kinh nghiệm sẵn có. 
* Phương hướng phát triển của thi công cầu luôn gắn liền với sự phát triển 
chung của ngành cầu và ngành kết cấu và vật liệu mới: 
 - Nghiên cứu sử dụng vật liệu mới: bê tông chất lượng cao (HPC: High 
Performance Concrete), thép chất lượng cao (HPS: High Performance Steel), polymer 
cốt sợi (FRP: Fiber Reinforced Polymer),... 
 - Tìm kết cấu mới, kết cấu tối ưu. 
 - Nghiên cứu các phương pháp tính toán truyền thống để tính toán cho các kết cấu 
mới, các phương pháp tính toán mới,... 
 - Áp dụng mạnh mẽ công nghệ thông tin: thiết kế tối ưu, tự động hóa thiết kế,... 
 - Định hình hoá: dầm, mố trụ,... 
 - Công nghiệp sản xuất và cơ giới hóa thi công. 
1.3. ĐIỀU KIỆN VÀ NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN TRONG XÂY DỰNG 
CẦU 
 1.3.1. ĐIỀU KIỆN THI CÔNG 
 1. Điều kiện địa lý, khí hậu và thủy văn 
 Nước ta có hình thù chữ S trải dài từ bắc đến nam, phía tây là núi, phía đông là 
bờ biển nên có rất nhiều sông suối cắt ngang. Các sông này có độ dốc lòng sông 
lớn, vận tốc, lưu lượng nước rất lớn nhất là về mua mưa lũ dâng lên rất cao và 
nhanh nhất là khu vực miền trung gọi là lũ quét gây rất nhiều thiệt hại cho nền kinh 
tế thậm chí cả sinh mạng con người. 
 Khí hậu gió mùa nhiệt đới ẩm gần biển nên mức độ ăn mòn và phá hoại của môi 
trường đến vật liệu xây dựng cầu rất nhanh và mạnh. 
 Địa chất hết sức phức tạp, nhiều vùng có đá gốc xen kẽ đất yếu (Khu vực đồng 
bằng trung bộ) gây rất nhiều khó khăn khi thi công, nhiều vùng có chiều dày lớp đất 
yếu rất lớn nên khó có thể xây dựng hoặc phải có những loại thiết bị đặc chủng khi 
xây dựng công trình có quy mô lớn. 
 2. Điều kiện kinh tế - xã hội 
 Điều kiện xã hội nước ta hiện nay tương đối ổn định, kinh tế đang phát triển 
tạo điều kiện cho ngành xây dựng cầu phát triển. 
 Nền kinh tế quốc dân phát triển, thu nhập bình quân đầu người tăng, nguồn vốn 
ngân sách tăng do đó nguồn vốn dùng cho xây dựng cơ bản (hạ tầng giao thông vận 
tải) tăng lên rất nhanh để đáp ứng nhu cầu phát triển cho trước mắt và tương lai, kèm 
theo chính sách ưu tiên phát triển cơ sở hạ tầng coi giao thông vận tải là ngành quan 
trọng cần được ưu tiên phát triển làm tiền đề phát triển các ngành kinh tế khác. 
 3. Điều kiện kỹ thuật, vật tư và thiết bị 
 a.Về mặt kỹ thuật : hiện nay nhìn chung đã tiếp thu được công nghệ kỹ thuật thi 
công tiên tiến trên thế giới. 
 b.Về vật tư : có điều kiện tương đối thuận lợi là chủ động được hầu hết các loại 
vật tư dùng cho ngành cầu như cát, đá, xi măng, sắt thép ... còn những loại vật tư khác 
chúng ta chưa sản xuất được mà phải nhập từ nước ngoài như cáp DUL, neo,... thì chỉ 
chiếm một phần nhỏ trong giá thành xây dựng. 
 c.Về thiết bị thi công : đang gặp rất nhiều khó khăn cụ thể các thiết bị lớn, 
chuyên dụng đang thiếu trầm trọng còn thiết bị nhỏ thì nhiều nhưng quá lạc hậu. 
1.3.2. YÊU CẦU CƠ BẢN TRONG XÂY DỰNG CẦU 
1.Về mặt kỹ thuật, chất lượng: công trình cầu là công trình quan trọng, nó 
liên quan đến khối lượng kinh phí rất lớn, sinh mạng nhiều người và có ảnh hưởng 
trực tiếp đến nền kinh tế - xã hội một cách to lớn. 
2.Về tiến độ: Tiến độ thi công công trình phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố chủ 
quan lẫn khách quan, liên quan trực tiếp đến hiệu quả kinh tế chung cho cả xã hội 
và liên quan trực tiếp đến chi phí của đơn vị thi công. Do đó cần phải đưa công trình 
vào sử dụng sớm để thu được hiệu quả kinh tế cao nhất. 
3.Về mặt an toàn lao động: gồm an toàn lao động cho người, thiết bị và công 
trình do đó khi xây dựng cầu cần phải có các biện pháp về an toàn lao động. 
4.Về mặt mỹ quan: ngoài ý nghĩa về mặt giao thông, công trình cầu còn mang 
ý nghĩa về mặt xã hội, mỹ quan nhất là các công trình cầu trong thành phố và khu 
đông dân cư. Do đó đòi hỏi khi thiết kế lẫn thi công thì yêu cầu mỹ quan đặt lên 
hàng đầu. 
5.Về mặt nhân lực: người cán bộ chỉ huy trên công trường cần phải có chuyên 
môn vững vàng và kinh nghiệm thi công kết hợp với lòng yêu nghề. Lực lượng  ...  đó 
P: tải trọng tiêu chuẩn của kết cấu di chuyển (T) 
f1: hệ số ma sát trượt lấy theo Bảng I.3-3 
f2: hệ số ma sát lăn, tra Bảng I.3-4 
f3: hệ số ma sát trượt trong ổ trượt bạc, có giá trị từ 0,05 đến 0,1 
f4: hệ số ma sát lăn trong ổ trục, f4 = 0,02 cm 
f5: hệ số ma sát trượt của mặt trượt bằng polymer, tra Bảng I.3-5 
R1: bán kính con lăn (cm) 
R2: bán kính bánh xe (cm) 
K: hệ số xét đến ảnh hưởng sự lồi lõm cục bộ của đường ray, . K=2 khi 
trượt trên tấm chất dẻo, K=1,5 khi trượt trên vật liệu khác. 
R: bán kính trục bánh xe 
Bảng I.3-3 
Vật liệu f1 theo trạng thái bề mặt 
Khô Ướt Bôi dầu 
 Thép với thép (không gia công) 0.20 0.45 0.15 
 Gỗ với gỗ 
+ Khi các thớ song song với nhau 
+ Khi các thớ vuông góc với nhau 
+ Trượt bằng dầu 
 Gỗ với thép 
 Gỗ với gang 
 Gỗ với BT 
 BT với đất sét 
 BT với đất á sét và á cát 
 BT với cát 
 BT với sỏi và cuội 
 BT với khối đá 
 BT với BT 
 Thép với BTN 
 Thép với bề mặt BT sần sùi 
 Thép với mặt BT nhẵn 
0.60 
0.55 
0.45 
0.50 
0.50.6 
0.40 
0.25 
0.30 
0.40 
0.50 
0.60 
0.60 
0.35 
0.45 
0.35 
0.70 
0.71 
0.65 
0.10.75 
0.10 
0.25 
0.25 
0.40 
0.15 
0.20 
0.20 
0.25 
0.20 
Bảng I.3-4 
Đường kính của con lăn, bánh xe 
(mm) 
200300 400500 600700 800 9001000 
F2 (cm) 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 
Bảng I.3-5 
Vật liệu tiếp xúc 
Áp lực 
(Kg/cm2) 
Hệ số ma sát trượt f5 của thiết bị 
trượt bằng polymer ứng với nhiệt 
độ 
- + 
Tấm đánh bóng + chất dẻo chứa flo 
<100 
>100 
0.12 
0.09 
0.07 
0.06 
Tấm đánh bóng + naftalen 
<100 
>100 
0.12 
0.10 
0.07 
0.06 
Tấm đánh bóng + kim loại dẻo chứa 
flo 
<100 
>100 
0.12 0.08 
Tấm đánh bóng + plyêtylen 
<100 
>100 
0.18 
0.12 
0.10 
0.06 
10) Lực quán tính ngang theo phương dọc đường di chuyển của cần cẩu, giá 
búa,  lấy bằng 0,08 trọng lượng bản thân của bộ phận bất kỳ của cẩu và 
đặt tại trọng tâm của các bộ phận ấy 
 Lực ngang tiêu chuẩn theo phương ngang đường di chuyển của cẩu khi hãm 
xe treo lấy bằng 0.05 tổng trọng lượng vật nâng của xe treo, cáp và palăng 
nâng tải. 
 Lực quán tính ngang phát sinh do ngừng cơ cấu mâm quay của cẩu tính bằng: 
+ Khi không nâng hàng: 
g
G
T c. (I.3.9) 
+ Khi có nâng hàng: 
g
G
T h.2 (I.3.10) 
Trong đó: 
Gc: trọng lượng bản thân cần đưa về đỉnh cần. 
Gh: tổng trọng lượng hàng và cáp nâng 
 = 
t
ln
.60
...2 
 (m/s) 
n: tốc độ quay của cẩu (vòng/phút) 
l: độ vươn của cần khi đang nâng hàng (m) 
t: thời gian dừng của cẩu, tra Bảng I.3-6 
Bảng I.3-6 
L(m) 5 7.5 10 15 20 25 30 
T(s) 1 1.5 2.5 4 5 8 10 
11) Tải trọng do đổ và dầm hỗn hợp bê tông 
 Tải trọng thẳng đứng: Do dầm chấn động lấy bằng 200 kg/m2 tác dụng lên 
bề mặt nằm ngang của ván khuôn. 
 Tải trọng ngang: Áp lực ngang của bê tông mới đổ tác dụng vào thành ván 
khuôn (chi tiết trong phần tính toán ván khuôn mố, trụ cầu). 
 Tải trọng chấn động theo phương ngang do đổ vữa bê tông vào ván 
khuôn 
Bảng I.3-7 
Phương pháp đổ bê tông vào ván 
khuôn 
Tải tọng ngang tác dụng vào ván 
khuôn 
 Đổ bằng máy, ống vòi voi hoặc từ ống 
của máy bơm bê tông 
400 
 Đổ trực tiếp từ thùng chứa có dung 
tích: 
+ V 0.2 m3 200 
+ V= 0.2 m3  0.8 m3 400 
+ V 0.8 m3 600 
 Tải trọng do đầm bê tông tính bằng 400kg/m2 bề mặt thẳng đứng của 
ván khuôn. 
12) Lực xô ngang (H) do sự cong vênh, lệnh của con lăn, do sự xê dịch ngang 
của kết cấu đang lao lắp và do sự không song song của đường lăn được xác 
định theo: 
 Khi lao trên cầu tạm có bộ chạy, một đầu kết cầu nhịp có giá kê di động: H= 
0.015 P 
 Như trên nhưng có thiết bị tựa cố định cả hai đầu cả hai đầu kết cấu nhịp: H = 
0.15 P 
 Khi lao dọc trên con lăn: H = 0.03 P 
 Khi lao bằng thiết bị trượt polymer: H = 0.015 P 
Trong đó: 
P: tải trọng tiêu chuẩn của kết cấu lao lắp. 
Lực H tính ở trên chỉ áp dụng khi tính các kết cấu chống đỡ, các chi tiết liên kết 
chúng các dầm dọc đường lăn, trụ đỡ đường lăn có chiều cao nhỏ hơn 1m. 
Khi tính trụ của đường lăn có chiều cao lớn hơn 1m và nền của chúng, lực bên 
lấy bằng 50% giá trị tính theo các công thức tính H như trên. 
13) Tải trọng gió tiêu chuẩn (kg /m2) thẳng góc với bề mặt tính toán của các 
công trình phụ trợ, các thiết bị lắp ráp, kết cấu tính theo công thức: q = 
qo.K.C 
Trong đó: 
qo: áp suất gió động ( kg/m2 ) lấy như sau: 
 Vùng đồng bằng gồm các tỉnh châu thổ sông hồng và sông cửu long 
120kg/m2 
 Vùng duyên hải miền trung bao gồm dải đất ven biển rộng 40 km lấy qo= 
100kg/m3 
 Vùng trung du bao gồm các tỉnh và dải đất cách biển 4080 km lấy qo = 
80kg/m2 
 Vùng núi: qo = 50 kg/m2 
 Ninh Bình: 100kg/m2, Tam Đảo, Sa Pa 100kg/m2, các hải đảo: 140 kg/m2 
C: hệ số khí động lấy theo Bảng I.3-8. 
K: hệ số xét đến chiều cao (được tính riêng cho từng bộ phận của công trình 
ứng với từng chiều cao của nó), lấy theo Bảng I.3-9. 
Bảng I.3-8 
Tên của các bộ phận Hệ số C 
 Ván khuôn và những bộ phận tương tự, hợp thành trong mặt phẳng 
ngang 
 Những cấu kiện đặc có tiết diện chắn gió chữ nhật 
 Nhựng bộ phận có tiết diện tròn và kết cấu dàn 
 Hệ dây treo và dây thẳng 
 Tàu kéo, sà lan và tàu thuỷ 
 Hệ phao 
 Nhựng bề mặt nằm ngang (vùng hút gió ra) 
+0.8; -0.6 
1.4 
1.2 
1.1 
1.4(Ngang) 
1.8(Dọc) 
1.4 
-0.4 
Bảng I.3-9 
Chiều cao công trình kể từ mặt nước mùa cạn (m) 10 20 40 100 
Hệ số k tính đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều 
cao đối với sự phân vùng khác nhau 
A 1 1.25 1.55 2.1 
B 0.65 0.9 1.2 1.8 
Ghi chú: Vùng A: Bãi hoang, hồ. 
 Vùng B: Các vùng còn lại có chiều cao cản gió >10m. 
Khi phải hạn chế tốc độ gió lúc thi công để bảo đảm an toàn thì áp suất gió lấy 
như sau: v< 10m/s thì lấy 9 kg/m2, v < 13m/s lấy 18 kg/m2 
Diện tích chắn gió là diện tích hình chiếu các bộ phận công trình lên mặt phẳng 
vuông góc với hướng gió. Đối với những bộ phận kiểu dàn diện tích tính toán là diện 
tích thẳng góc nhân với hệ số như sau: 
- Dàn thứ nhất trên hướng gió = 0.2. 
- Dàn thứ hai về sau = 0.15 
- Tháp dàn hình lưới và tay vươn cần cẩu = 0.8. 
- Kết cấu bằng thanh vạn năng UYKM khi có hai mặt phẳng dàn =0,6 
khi có bốn mặt phẳng dàn =1. 
Lực gió dọc cầu (nằm ngang) tác dụng lên dàn, lấy bằng 60% và lực gió dọc tác 
dụng lên dầm lấy bằng 20% lực gió tiêu chuẩn theo hướng ngang cầu. 
14) Tải trọng và đập do tàu thuyền và hệ nổi tác dụng lên công trình phụ trợ 
hoặc kết cấu bảo vệ chúng. 
a) Hệ nổi phục vụ thi công khi va chạm công trình sẽ phát sinh lực đẩy 
ngang và dọc theo phương dọc Hy và ngang tim cầu Hx. 
Hx tính theo công thức: 
g
Dv
e
k
Hx
.2
..7,0
22
 (I.3.11) 
Trong đó: 
D: Trọng lượng phần nước do tàu chiếm chỗ (T) 
v: thành phần thẳng góc của vận tốc tàu, lấy bằng 0.2m/s. 
e: hệ số xét đến sự hấp thụ động năng của tàu. 
k: hệ số độ cứng của công trình. Lấy k=200T/m 
Hy tính theo công thức: HxfHy . 
 f: hệ số ma sát, lấy theo Bảng I.3-3. 
b) Gỗ, cây trôi va chạm vào công trình: 
Một cây gỗ trôi: H=1.5V2 (tấn); 
Nếu gỗ bị ùn tắc gây va đập thì lực tác động:P=B.L.104.(I.3.5V2+q) 
Trong đó: 
L,B là chiều dài và rộng ùn tắc (m) 
V: Lưu tốc dòng chảy (m/s) 
q: Cường độ gió tính bằng công thức như mục m (kg/m2) 
Tải trọng va đập của tàu thuyền coi như đặt ở giữa chiều dài hay chiều rộng của 
công trình ở cao độ mực nước thi công, trừ trường hợp có phần nhô ra ở cao độ thấp 
hơn hay bằng mực nước thi công thì tải trọng va đập đặt ở đó. 
15) Tải trọng va đập do ôtô. Khi bố trí trụ đà giáo trong phạm vi đường xe 
chạy thì lực ngang do va chạm của ôtô lấy bằng 20 tấn với điều kiện hạn 
chế tốc độ xe chạy dưới 25km/h và đặt ở chiều cao 1 m trên mặt đường xe 
chạy. 
16) Tải trọng do hãm xe ô tô vận chuyển vật tư, cẩu và chỉ tính khi tốc độ di 
chuyển không lớn hơn 30km lấy bằng 0.2 trọng lượng ôtô hoặc cẩu hay 0.3 
trọng lượng cẩu bánh xích. Khi tốc độ <5km/h thì không cần tính tải trọng 
này. 
3.3.4. Chỉ dẫn tính toán 
- Tải trọng tiêu chuẩn được tính toán theo các hướng dẫn như trên. Khi 
tính theo TTGH về cường độ và độ ổn định thì tải trọng tiêu chuẩn được nhân với 
hệ số tải trọng, hệ số xung kích, hệ số điều kiện làm việc và hệ số tin cậy. Khi tính 
theo TTGH về biến dạng thì sử dụng tải trọng tiêu chuẩn. 
- Hệ số tải trọng được lấy theo Bảng I.3-10. 
- Hệ số điều kiện làm việc m và tin cậy KH được lấy theo Bảng I.3-11 
- Hệ số xung kích (1+ µ) được lấy theo Bảng I.3-12. 
Bảng I.3-10 
LỰC TÁC DỤNG VÀ TẢI TRỌNG TIÊU CHUẨN 
 Trọng lượng bản thân các kết cấu của cộng trình phụ trợ 
 Kết cấu luân chuyển 
 Áp lực thẳng đứng do trọng lượng đất 
 Áp lực ngang của đất 
 Áp lực thuỷ tĩnh của nước 
 Áp lực thuỷ động của nước 
 Áp lực do điều chỉnh nhân tạo ứng lực trong các công trình phụ trợ 
 Trọng lượng của các kết cấu đang dược xây dựng (được lắp ráp, đổ 
BT, hoặc lao lắp) 
 Trọng lượng của các vật liệu xây dựng và lớp giữ nhiệt của ván 
khuôn. 
 Trọng lượng của giá búa và các thiết bị lắp ráp (cầu) và các phương 
tiện vận chuyển 
 Trọng lượng người, dụng cụ, các thiết bị nhẹ. 
 Lực ma sát khi di chuyển kết cấu nhịp và các vật khác 
+ Trên bàn trượt (giá trượt) 
+ Trên con lăn 
+ Trên goòng (bộ chạy) 
+ Trên thiết bị trượt bằng polyme 
 Tải trọng do đổ và đầm hỗn hợp BT 
 Lực quán tính của cần cẩu, giá búa, ôtô 
 Lực tác dụng của kích khi điều chỉnh ứng lực hoặc điều chỉnh vị trí 
và độ vồng xây dựng của cá kết cấu lắp ráp 
+ Khi dùng kích răng 
+ Khi dùng kích thuỷ lực 
n 
1.2 và 0.9 
1.1 và 0.9 
1.2 và 0.9 
1.2 và 0.8 
1 
1.2 và 0.75 
1.3 và 0.8 
1.1 và 0.9 
1.3 và 0.8 
1.1 và 0.9 
1.3 vã 0.7 
1.3 và 1 
1.1 và 1 
1.2 và 1 
1.3 và 1 
1.3 và 1 
1.1 và 1 
1.2 
1.3 
LỰC TÁC DỤNG VÀ TẢI TRỌNG TIÊU CHUẨN 
 Lực ngang do sự cong lệch của con lăn hoặc do sự song song của 
đường lăn 
 Tải trọng gió 
 Tải trọng do sự va đập của tàu, các phương tiện nổi, cây trôi 
 Tải trọng do sự va chạm của ôtô 
n 
1 
1 
1 
1 
Bảng I.3-11 
Kết cấu, công trình phụ trợ KH m 
 Dây cáp để treo và nâng hạ các giá và đà giáo thi công 
 Những bộ phận chịu lực khác của đà giáo thi công được treo hoặc 
nâng hạ 
 Trị số của lực giữ( hãm)các kết cấu được kẹp chặt (lực ma sát) trừ 
những đà giáo dùng cho người 
 Những vòng vây cọc ván ở nơi ngập nước 
 Những kết cấu nhịp dưới cẩu, những bộ phận của trụ và đà dọc của 
các thành bến tàu (không kể móng) 
 Cố định bằng neo chôn trọng bê tông 
+ Neo của kết cấu nhịp và console đón 
+ Liên kết cột trụ với bệ 
 Những kết cấu kim loại neo giữ chống lật cho kết cấu 
 Trụ nổi bằng phao giữ cân bằng qua lỗ đáy 
 Trụ nổi bằng xà lan giữ cân bằng bằng bơm 
 Xà lan đáy bằng đặt búa và cần cẩu 
 Xà lan đáy bằng đặt cẩu chân dê, dùng chuyên chở vật liệu và kết cấu 
thi công 
 Những bộ phận bằng gỗ của ván khuôn chịu độ ẩm của hơi nước 
 Những tấm ván lát tăng cường vách hố móng 
 Những bộ phận của ván khuôn đổ bê tông toàn khối ( trừ thanh 
chống) 
 Kết cấu gỗ nằm dưới nước 
 Tường cọc ván (không chống): 
+ Có dạng vòng trên mặt bằng 
+ Có chiều dài <5m và có tầng kẹp chống trung gian 
5 
1.3 
2 
1.1 
1.05 
2 
1.5 
2 
1.125 
1.2 
2 
1.25 
0.8 
1.1 
0.9 
0.9 
1.15 
1.1 
Bảng I.3-12 
Kết cấu, công trình phụ trợ 1+ 
 Trọng lượng những vật năng, kết cấu được điều chỉnh, nâng hạ bằng cần 
cẩu tác động lên công trình phụ trợ 
 Trọng lượng tay cần, vật treo vào cẩu hoặc giá búa kể cả thiết bị treo 
buộc. 
 Trọng lượng búa đóng cọc 
 Hoạt tải tác động lên cầu tạm có tốc độ giới hạn <10km/h 
 Trọng lượng cọc lúc nâng 
 Trọng lượng cột giá búa khi xiên 
 Trọng lượng quá búa khi nâng 
 Trọng lượng bản thân ván khuôn khi di chuyển và lắp ráp 
 Lực rung của đầm rung tác động vào ván khuôn. 
1.1 
1.1 
1.2 
1.05 
1.4 
1.2 
1.3 
1.2 
1.3 
- Hệ số điều kiện làm việc được nhân vào trị số cường độ tính toán. 
- Hệ số vượt tải, hệ số xung kích được nhân thêm vào tải trọng tác động. 
3.2. MỘT SỐ DẠNG KẾT CẤU PHỤ TRỢ, CÔNG TRÌNH PHỤ TRỢ 
 3.2.1. CÁC DẠNG ĐÀ GIÁO PHỤ TẠM PHỤC VỤ THI CÔNG 
Các kết cấu đà giáo làm công trình phụ tạm phục vụ thi công cầu có thể làm bằng 
vật liệu gỗ hay thép. Trong thực tế nước ta thường sử dụng loại kết cấu thép vạn năng 
do nước ngoài chế tạo như: 
 Dàn T66 của Trung Quốc. 
 Dàn Bailey của Mỹ, Anh, Tiệp Khắc. 
 Dầm UYKM của Nga. 
 Các loại dầm thép hình I. 
 Các loại phao nổi, sà lan tự hành. 
 Phao KC do Nga sản xuất. 
 Xà lan 100T, 150T, 200T, 300T, 400T tự hành hoặc không tự hành của Việt 
Nam. 
 Dàn dạng Bailey của Công ty Cơ khí An Giang sản xuất. 
1/2 MAËT BAÈNG TREÂN
1/2 MAËT BAÈNG DÖÔÙI
MAËT CHÍNH DAØN T66, L= 22.6M
 Hình I.3.4. Dàn T66 của Trung Quốc 
Hình I.3.5. Kết cấu UYKM của Nga làm trụ cầu tạm đường sắt 
Hình I.3.52: Kết hợp dàn T66 của Trung Quốc và UTKM của Nga thành giá long môn 
 3.2.2. CẦU TẠM PHỤC VỤ ĐẢM BẢO GIAO THÔNG BẰNG DÀN QUÂN 
DỤNG 
Cầu tạm đảm bảo giao thông có thể sử dụng thép hình để làm mố, trụ, kết cấu 
nhịp. Việc tính toán cấu tạm như vậy sẽ áp dụng lý thuyết và công thức tính toán như 
kết cấu cầu thép không liên hợp bản BTCT. Tuy nhiên việc làm cấu tạm như vậy sẽ 
không kinh tế bằng sử dụng kết cấuy dàn thép quân dụng Bailey. 
Trong thi công cầu người ta thường dùng dàn quân dụng Bailey theo đúng thiết 
kế chuẩn làm cầu tạm. Dàn Bailey co ưu điểm nhẹ, việc tháo và lắp đơn giản (chỉ cần 
dùng sức người). Dàn Bailey hiện nay được chế tạo và sử dụng ở rất nhiều nước, riêng 
Việt Nam hiện nay có Công ty Cơ Khí An Giang đã chế tạo dựa trên dàn Bailey tiêu 
chuẩn để sử dụng làm các cầu giao thông nôn thôn. 
Cầu Bailey có 2 dàn chính do các pano liên kết với nhau tạo thành, mỗi pano dài 
3.048m, thanh biên dưới của pano mang 2 đà ngang (xe nặng hơn 36 tấn phải dùng 4 
đà). Trên đà ngang đặt các đà dọc. Mặt cầu thường rộng 3 đến 4m và lát ván gỗ. 
Có thể lắp ghép các pano lại tạo thành hệ dàn có chiều dài >50m theo sơ đồ giản 
đơn và sơ đồ liên tục. Nếu cầu ngắn, tải trọng nhỏ thì mỗi bên chỉ có 1 dàn; nếu cầu 
dài hay tải trọng nặng có khi phải sử dụng 2 dàn hay 3 dàn và phải chồng ghép lên 
thành 2, 3 tầng. Các kiểu lắp ghép thông dụng hiên nay: 
 Cầu 1 tầng, pano đơn: Bai ley 1:1 
 Cầu 1 tầng, pano kép: Bailey 2:1 
 Cầu 1 tầng, pano ghép 3: Bailey 3:1 
 Cầu 2 tầng, pano kép: Bailey 2:2 
 Cầu 2 tầng, pano ghép 3: Bailey 3:2 
 Cầu 3 tầng, pano kép: Bailey 2:3 
 Cầu 3 tầng, pano ghép 3: Bailey 3:3 
CAÙC CAÁU KIEÄN CÔ BAÛN - KHUNG PANOÂ
CAÀU THEÙP NOÂNG THOÂN NT (2.6 - 3.2 - 4.2) (B - A - H - HA - HB)
H
p
1
H
p
Rp
Dp1
Dp
Hình I.3.6. Cấu tạo 1 pano bailey theo định hình Công ty Cơ Khí An Giang 
Hình I.3.7. Sử dụng dàn Bailey để làm cầu tạm. 
 Mố, trụ cầu tạm cũng có nhiều dạng tùy thuộc vào điều kiện tải trọng và điều kiện 
địa chất tại khu vực. Khi địa chất là đất yếu thì có thể làm mố, trụ cầu tạm ở dạng giàn 
thép trên các cọc thép hình. Khi địa chất tốt và độ chênh cao đáy sông và cầu tạm 
không quá lớn có thể sử dụng rọ đá. 
 Môn học: Thi công Cầu 
BOÁ TRÍ CHUNG TRUÏ TAÏM MAËT BEÂN TRUÏ TAÏM
MAËT BAÈNG TRUÏ TAÏM
A
A
A
A
Hình I.3.8. Sử dụng thép hình làm trụ cầu tạm 
 Môn học: Thi công Cầu 
MAËT BEÂN MOÁ TAÏM
CHÍNH DIEÄN MOÁ TAÏM
MAËT BAÈNG MOÁ TAÏM
Hình I.3.9. Sử dụng thép hình làm mố cầu tạm và giá cố mố bằng rọ đá 

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_thi_cong_cau_phan_i_ket_cau_phu_tro_va_cong_tac_do.pdf