Mố cầu trong các loại cầu: Các loại và cân nhắc thiết kế
Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về các loại và cân nhắc thiết kế của mố cầu trong cầu.
Các loại mố cầu:
Gạch hoặc đá xây, bê tông khối hoặc bê tông cốt thép có thể được sử dụng trong xây dựng mố cầu. Các loại mố cầu thường được sử dụng trong cầu đường cao tốc được thể hiện trong hình 19.2. Trong móng bè mở, mố hoặc khối bê tông khối thường được sử dụng, chúng cung cấp trọng lượng chết cho sự ổn định của cấu trúc như vậy.
Mố trụ cọc là loại mố mở, trong đó phần trám lại không được giữ lại bởi mố mà được phép tràn qua các khoảng trống của máng và kè dốc trước mố được hình thành.
Kè dốc được bảo vệ bằng gạch hoặc đá cuội khỏi bị hư hại do dòng nước. Loại mố cầu này có ưu điểm là không cần cấu trúc đặc biệt nào ngoại trừ việc nâng cọc và cung cấp một nắp cọc ở phía trên để hỗ trợ kiến trúc thượng tầng. Một bức tường bụi bẩn được yêu cầu phải được cung cấp để ngăn chặn bụi bẩn hoặc trái đất khỏi các phương pháp tràn ra trên vòng bi.
Mố trụ đối ứng là mố loại kín có một số cột hoặc đối trọng được nối với nhau bằng một tấm mặt ở phía trước. Khoảng cách của các đối trọng thường là 2, 5 đến 3 mét.
Độ ổn định của mố cầu được duy trì bởi trọng lượng bản thân và trọng lượng của vật liệu lấp đầy ở giữa các thông tin phản hồi và phía trên bè. Mở bè hoặc cọc hoặc móng 'phù hợp với loại mố cầu này.
Mố cầu kiểu mở với các cột RC (Hình 19.2d) được ưa thích trong đó chiều cao của đội hình rất cao. Để làm giảm các mố cầu khỏi áp lực đất quá lớn, trái đất được phép tràn ra phía trước như trong các mố trụ cọc.
Khoảng cách của các cột cũng ít nhiều giống với khoảng cách của khoảng cách, ví dụ 2, 5 đến 3, 0 mét. Một bức tường màn hình sâu khoảng 1, 5 đến 2, 5 mét được yêu cầu phải được cung cấp kết nối các cột và treo từ chùm mũ.
Chức năng của bức tường màn hình này là ngăn chặn sự di chuyển của trái đất từ khu vực phía trên ngay phía sau mố do phụ phí, độ rung, vv Các nền tảng cần thiết cho loại mố như vậy là cọc hoặc móng. Nền tảng bè có thể có thể nếu nó nằm trên đá.
Ưu điểm của mố cầu mở là không cần tường hoặc tường quay lại nhưng nhược điểm là một số tuyến đường thủy bị hạn chế bởi kè dốc phía trước mố cầu. Mặt khác, các mố kiểu kín đòi hỏi tường cánh hoặc tường trở lại để bảo vệ trái đất, nhưng các mố này đảm bảo nhiều đường thủy hơn so với mố loại mở.
Thiết kế cân nhắc của mố cầu:
Các mố phải chịu tải trọng và lực sau:
i) Trọng lượng bản thân của mố bao gồm trọng lượng của vật liệu lấp đầy trên mố.
ii) Tải trọng chết và tải trực tiếp từ cấu trúc thượng tầng - tải trực tiếp tối thiểu để kiểm tra lực căng và tải trực tiếp tối đa để kiểm tra nén tối đa.
iii) Nhiệt độ và hiệu ứng kéo hoặc hãm.
iv) Lực ngang do gió trên cấu trúc thượng tầng.
v) Lực ly tâm nếu cầu nằm trên đường cong.
vi) Áp lực đất chủ động ở phía sau bao gồm cả hiệu ứng phụ tải trực tiếp. Tất cả các mố cầu phải được thiết kế cho phụ phí tải trực tiếp tương đương với 1, 2 mét chiều cao đầy đất.
vii) Lực địa chấn.
Tấm nắp cho mố loại mở hoặc đối trọng sẽ được thiết kế cho cả tải dọc và tải ngang. Thông thường, các nắp abutment phải chịu ứng suất xoắn và gia cố xoắn đầy đủ được yêu cầu phải được cung cấp.
Áp lực đất trên các cột đối với mố loại mở nên tính đến tác động vòm của khối đất gây áp lực. Để ăn hiệu ứng này, sự gia tăng áp lực trái đất đến mức 100 phần trăm trên các cột mố như vậy thường được giả định.
Điều rất quan trọng là kiểm tra tính ổn định của các mố nói chung đối với trượt và lật khi các mố này được thiết lập trên các bè mở. Xu hướng của các mố trượt do lực ngang được chống lại bởiVV, trong đó p. là hệ số ma sát giữa đất và nền móng và V là tổng tải trọng thẳng đứng trên móng.
Yếu tố an toàn đầy đủ chống lại thất bại nên được cho phép. Gọi H là tổng lực trượt ngang và V là tổng tải trọng thẳng đứng. Để ổn định,
Giá trị của Lọ được lấy bằng với tan θ = tan. 20 °. Tương tự như vậy, phải có đủ biên độ an toàn chống lại việc lật các mố nói chung về ngón chân. Điều này có thể được đưa ra bởi,
Trong các mố cao kiểu kín, tổng áp lực đất trên các bức tường tương đối ở phía cao và do đó, chỉ có ma sát cơ bản có thể không có khả năng chống lại sự trượt của mố. Trong những trường hợp như vậy, phím cắt như trong hình 19.3 được sử dụng để tăng khả năng chống trượt. Áp lực đất thụ động ở phía trước phím cắt được tận dụng cho mục đích này.
Một số nhà chức trách khuyến nghị rằng điện trở thụ động có thể được tính bằng cách sử dụng mô đun của phản ứng phụ theo phương ngang là 0, 7 lần so với phương thẳng đứng. Sức đề kháng thụ động được cung cấp bởi trái đất ở phía trước các bức tường cũng có thể được tận dụng nếu nó là đất nguyên chất được nén chặt và không có khả năng quét sạch trái đất ở phía trước.
Lý thuyết về áp lực đất và thiết kế của loại trọng lực hoặc tường loại không may có thể được tìm thấy trong bất kỳ cuốn sách nào về Lý thuyết cấu trúc và do đó, không được thảo luận ở đây. Các mố loại mở có thể được thiết kế theo cách chỉ ra dưới đây.
Các bức tường màn hình liên tục trên các cột và cố định ở trên cùng với nắp. Nếu cà vạt được cung cấp ở phía dưới, tường có thể được coi là được hỗ trợ đơn giản nhưng đôi khi phía dưới được giữ miễn phí mà không cần bất kỳ sự hỗ trợ nào. Trong trường hợp đó, đáy được giả sử là đúc hẫng miễn phí.
Áp lực đất trên tường màn hình được phân phối trên nó theo cả hai hướng có tính đến các điều kiện hỗ trợ. Các cột được thiết kế với tải trọng thẳng đứng và khoảnh khắc gây ra bởi áp lực đất và các lực khác tương tự như các thành viên chịu lực đẩy và uốn trực tiếp. Các bè móng là một tấm liên tục trên các cột hỗ trợ với áp lực đất bên dưới và có thể được thiết kế như vậy.
Hiệu ứng địa chấn của mặt sau Điền vào các mố:
Trong các cơn địa chấn, vật liệu lấp phía sau các mố cũng rung và do đó, làm tăng áp lực đất có thể được tính toán như chi tiết dưới đây. Do tác động của trận động đất có hệ số địa chấn, cả tường mố và phần trám được giả định là sự dịch chuyển tưởng tượng của tan -1 n g (vide Hình 19.4) và trọng lượng đơn vị của phần lấp lại được tăng lên bằng cách nhân nó với một yếu tố
Áp suất đất được tính toán theo lý thuyết thông thường với các sửa đổi ở trên mang lại hiệu quả tăng lên do sự xáo trộn địa chấn trong các vật liệu san lấp. Ngoài áp lực đất tăng, hiệu ứng địa chấn trên mố cầu phải được xem xét theo cách thông thường.
Ví dụ minh họa 1:
Tính theo lý thuyết của Coulomb, thành phần nằm ngang của áp lực đất bình thường và với hiệu ứng động đất ở mặt sau. Tìm phần trăm tăng áp lực đất bình thường khi hiệu ứng địa chấn trên mặt sau được xem xét:
Do đó, cần lưu ý rằng do hiệu ứng địa chấn, áp lực đất ngang tăng gần 10% và 20% khi các hệ số địa chấn lần lượt là 0, 05 và 0, 10.
Phụ phí trực tiếp:
Các mố cầu phải được thiết kế cho phụ phí tải trực tiếp tương đương với 1, 2 mét chiều cao của đất lấp.
Lỗ khóc:
Trong các mố loại kín, phải cung cấp đủ số lượng lỗ khóc (Hình 19.2) để thoát nước tích tụ ở mặt sau của mố, nếu không, áp lực ngang sẽ được tác động bởi nước tích lũy trên mố. Các lỗ khóc phải được thực hiện tại một nhúng ở phía bên ngoài để dễ thoát nước.
Mặt sau của các lỗ khóc phải được đóng gói và bảo vệ đúng cách bằng các vật liệu lọc có kích cỡ khác nhau, kích thước lớn hơn tiếp xúc với tường để các vật liệu lấp lại cũng như các vật liệu lọc không thể thoát ra khỏi các lỗ khóc. Kích thước của các lỗ khóc có thể sâu 150 mm và rộng 75 mm và khoảng cách không được vượt quá một mét theo cả hai chiều ngang và dọc.
Vật liệu điền lại:
Mặt sau phải là vật liệu dạng hạt càng xa càng tốt. Đất cát hoặc cát cát cũng có thể được sử dụng nếu vật liệu dạng hạt không có sẵn. Độ ẩm tối ưu của các vật liệu dạng hạt như vậy phải nằm trong khoảng từ 7 đến 10. Vật liệu lọc phía sau các lỗ khóc.
nếu được sử dụng ở toàn bộ khu vực phía sau của mố cầu, sẽ giúp thoát nước tích lũy nhanh hơn và do đó, quy định sau tốt hơn so với quy định trước. sử dụng vật liệu lọc cục bộ ngay phía sau các lỗ khóc.
