Piers in Bridges: Các loại và cân nhắc thiết kế
Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về: - 1. Các loại cầu cho cầu 2. Cân nhắc thiết kế của trụ cho cầu 3. Cốt thép.
Các loại cầu cho cầu:
Các vật liệu được sử dụng để xây dựng các trụ cầu là:
(i) Gạch xây,
(ii) Đá xây,
(iii) Bê tông khối,
(iv) Bê tông cốt thép và
(v) Bê tông dự ứng lực.
Tường xây hoặc trụ bê tông khối thường rất lớn và do đó, gây cản trở nhiều hơn cho đường thủy tuyến tính cũng như tăng tải trọng trên nền móng. Mặt khác, bê tông cốt thép hoặc trụ bê tông dự ứng lực, có diện tích mặt cắt giảm nhiều và do đó, đòi hỏi diện tích móng ít hơn nhiều ngoài việc cung cấp ít cản trở hơn cho đường thủy.
Trường hợp vật liệu gạch và đá tốn kém, người ta thường thấy kinh tế khi sử dụng RC hoặc trụ bê tông dự ứng lực.
Hình dạng chung của các loại trụ khác nhau thường được sử dụng được minh họa trong hình 19.1. Từ cấu trúc cũng như từ các xem xét về kiến trúc, các mặt thường được làm với một tỷ lệ 1 trong 50 hoặc 1 trong 60. Để đảm bảo nước chảy và hợp lý Làm thế nào nước, cắt nước được cung cấp trong các trụ.
Hình dạng của các cutwaters này có thể là hình bán nguyệt, hình vòng cung, hình tam giác, v.v ... Vòng cung Piers luôn được cung cấp với các nắp trụ để chuyển tải cho trục trụ.
Masonry, bê tông khối hoặc trụ trục rắn RCC (Hình 19.1a và 19.1b) thường được thành lập trên nền móng bè mở trong đó khả năng cọ rửa là không. Nền móng cọc hoặc móng cũng có thể cho các loại trụ như vậy.
RCC hoặc các trụ tế bào bê tông dự ứng lực (Hình 19. 1e) phù hợp với các cây cầu chính trong đó cả nhịp và độ sâu đều đáng kể và trọng lượng bản thân của các trụ phải ở mức tối thiểu và mô đun tiết diện tối đa nhất có thể. Vòng cung màng trung gian được cung cấp theo chiều ngang để làm cứng các bức tường thẳng đứng.
Mặc dù các cung tròn được phủ bằng nắp RC dày để phân phối tải trọng đều trên các bức tường thẳng đứng, tốt nhất là đặt các dầm trên các bức tường chéo dọc nối các bức tường bên ngoài. Các cột vuông hoặc tròn cô lập RCC (Hình 19.1d & 19.1e) được ưu tiên cho các cây cầu trên đường cao tốc được xây dựng trên đất liền.
Các cột bị cô lập mở rộng từ cọc RC hoặc từ vòng cung nắp giếng cũng được sử dụng cho các cây cầu được xây dựng trên các dòng sông. Các dầm trực tiếp chuyển tải cho các cột. Để làm cho các cột cứng nhắc và để giảm chiều cao hiệu quả, cung tròn trung gian cung cấp.
Loại cầu tàu được chỉ ra trong hình 19. Nếu phù hợp nhất cho các cầu trên mặt đất nơi mà sự tắc nghẽn do các trụ phải ở mức tối thiểu nhất có thể để nhường chỗ cho các làn đường giao thông bình thường trên cả hai bên của các trụ bằng cách đặt chúng ở giữa.
Nắp cầu tàu có thể được đúc ra để hỗ trợ kiến trúc thượng tầng. Thay vì làm các trụ đơn hình chữ nhật như trong Hình 19. Nếu, các trụ tròn đơn cũng có thể được sử dụng cho các cầu trên mặt đất. Cầu tròn đơn vòng cung.
Cân nhắc thiết kế của cầu cho cầu:
Vòng cung trụ bê tông hoặc khối bê tông được thiết kế với tải trọng thẳng đứng và các khoảnh khắc tác động lên các trụ sao cho kết quả rơi vào trong hoặc rất gần đường thứ ba giữa. Theo giới hạn này, có thể đến một điều kiện không căng thẳng hoặc hạn chế sự căng thẳng trong các giá trị bán.
Trong các trụ bê tông cốt thép, bê tông và thép ứng suất do tải trọng thẳng đứng và các khoảnh khắc được đưa vào trong giới hạn cho phép. Phần của các trụ và cường độ của lực dự ứng lực trong các trụ bê tông dự ứng lực phải được xác định nhằm hạn chế ứng suất bê tông tối đa trong giới hạn cho phép.
Nói chung, không được phép căng trong các trụ dự ứng lực nhưng lực căng nhẹ không vượt quá một phần mười ứng suất nén cho phép thường được cho phép khi ứng suất kéo như vậy là do các điều kiện tải tạm thời như vận hành khởi động, v.v.
Tải trọng và lực mà các trụ được thiết kế là:
i) Trọng lượng bản thân của bến tàu.
ii) Tải trọng chết từ các nhịp liền kề và phản ứng tải trực tiếp từ một hoặc từ cả hai nhịp bất kỳ tạo ra hiệu quả tối đa.
iii) Hiệu ứng nổi trên các trụ do áp lực lỗ rỗng (thường được lấy là 15%)
iv) Lực ngang do hiệu ứng nhiệt độ và hiệu ứng kéo hoặc hãm tác động lên đỉnh cầu tàu.
v) Lực ngang do dòng nước tác dụng lên trụ tại tâm trọng lực của sơ đồ áp lực nước.
vi) Lực ngang do gió tác dụng lên cấu trúc thượng tầng và trụ tại tâm trọng lực của sơ đồ áp lực gió tương ứng.
vii) Lực ly tâm tác dụng lên trụ khi cầu nằm trên đường cong.
viii) Lực ngang do tác động địa chấn lên cấu trúc thượng tầng cũng như trên trụ tác dụng tại tâm trọng lực tương ứng.
Sự kết hợp của các tải trọng trên và các lực có thể tác động cùng nhau sẽ tạo ra hiệu quả tối đa.
Gia cố trụ bê tông cho cầu:
Trong các trụ bê tông khối, không cần gia cố từ các xem xét kết cấu nhưng cốt thép danh nghĩa ở mức 5 Kg. đối với thép loại S240 và 3, 5 Kg đối với thép loại S415 trên một mét vuông bề mặt tiếp xúc được cung cấp cho nhiệt độ và hiệu ứng co ngót.
Đối với các trụ bê tông cốt thép, tỷ lệ cốt thép dọc không được nhỏ hơn 0, 8 hoặc không quá 8% tổng diện tích mặt cắt ngang.
Trong trường hợp diện tích mặt cắt vượt quá diện tích bê tông cần thiết chỉ để hỗ trợ tải trọng thẳng đứng, tỷ lệ phần trăm cốt thép phải được tính toán trên cơ sở diện tích cần thiết để chống lại tải trọng trực tiếp và không phải trên diện tích thực của các trụ. Trong mọi trường hợp, diện tích thép không được nhỏ hơn 0, 3 phần trăm tổng diện tích.
Các cốt thép hoặc chất kết dính bên được cung cấp trong các trụ tại khoảng cách không nhỏ hơn 300 mm. Đường kính của cốt thép bên không được nhỏ hơn một phần tư dia. của cốt thép dọc lớn nhất không nhỏ hơn 8 mm.
Khoảng cách của cốt thép bên không được vượt quá kích thước nhỏ nhất của bến tàu hoặc mười hai lần đường kính. của thanh dọc nhỏ nhất tùy theo giá trị nào nhỏ hơn. Các thanh liên kết phù hợp là dọc và các bên phải được cung cấp theo các khoảng thời gian thích hợp.
