Chương 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
1.1. Những đặc điểm cơ bản và phạm vi sử dụng
1.1.1. Những đặc điểm cơ bản
a. Những đặc điểm cơ bản
Cầu thép là cầu có kết cấu nhịp bằng thép
Hình 1-1. Một số cầu thép
Thép là vật liệu hoàn chỉnh được sử dụng rất rộng rãi trong mọi ngành kinh tế
quốc dân, đặc biệt trong ngành xây dựng và giao thông vận tải. Đặc điểm nổi bật là:
- Có độ bền cao ứng với mọi loại ứng suất như kéo, nén, cắt, uốn, xoắn, …
- Vật liệu có tính đồng nhất, đẳng hướng cao.
Do vậy nó được sử dụng để xây dựng tất cả các loại cầu khác nhau như cầu
dầm, cầu dàn, cầu treo, cầu vịng và hệ liên hợp.
Thép có trọng lượng bản thân rất nhẹ vì chỉ số CthépR của thép nhỏ hơn (là tỉ
số giữa trọng lượng riêng và cường độ tính tốn vật liệu). Do đó thép có khả năng vượt
nhịp lớn mà các vật liệu khác không thực hiện được. Hiện nay nhịp lớn nhất của cầu
dây văng dầm cứng BTCT hoặc vòm BTCT còn dưới 500m trong khi cầu dàn thép đạt
đến 550m, vầu dây văng dầm thép gần 1000m, cầu treo dây võng đạt đến 2000m và
cịn có dự án lên đến 4500m.
Thép cịn có môđun đàn hồi lớn nên độ cứng lớn, độ võng nhỏ nên cầu thép vẫn
đáp ứng được điều kiện khai thác bình thường, chịu được ảnh hưởng của các loại tải
trọng có tính chu kỳ như động đất, gió bão.
Thép có độ dẻo cao. Sự phá hoại của thép thường diễn ra ở trạng thái dẻo tức là
kèm theo biến dạng lớn làm phân bố lại nội lực và ứng suất. Do đó thép chịu xung kích
và mỏi tốt.
Về mặt lý hố thép có tính đồng nhất cao. Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, cường
độ và mơđun đàn hồi ít thay đổi nên thường làm việc tốt trong điều kiện nhiệt độ của
1
môi trường biến đổi. Mô đun đàn hồi tốt và tính chịu nhiệt cao là ưu điểm cơ bản của
thép so với các loại vật liệu chất dẻo hiện nay.
Về mặt chế tạo, thép dễ gia công, dễ cắt, rèn dập, đúc cán, hàn nên có thể tạo
thành các chi tiết, các loại kết cấu thoả mãn các yêu cầu hình dáng kiến trúc; đồng thời
tạo khả năng cơng nghiệp hố, tự động hố chế tạo trong cơng xưởng, cơ giới hoá cao
trong vận chuyển và lắp ráp tạo điều kiện thi cơng nhanh và sớm đưa cơng trình vào sử
dụng.
Một đặc điểm rất quan trọng nữa của cầu thép là có nhiều dạng liên kết tin cậy
như bulơng, đinh tán, hàn và dán. Các loại liên kết này đảm báo tính lắp ghép cao, dễ
lắp, dễ tháo, có thế dùng được trong các cơng trình vĩnh cửu, kết cấu phụ tạm và cơng
trình trong quốc phịng.
Thép trong q trình sử dụng bị gỉ do tác dụng của môi trường ẩm, mặn, acid và
các hơi khí độc khác. Hiện tượng gỉ sẽ ãn mòn thép làm giảm tiết diện chịu lực, hư
hỏng liên kết và giảm tuổi thọ cơng trình. Hiện nay có nhiều biện pháp chống gỉ như
sơn, mạ và dùng thép khơng gỉ nhưng nói chung cầu thép thường xuyên được kiểm tra,
bảo quản, cạo gỉ và sơn phủ định kỳ.
Mặc dù có những nhược điểm trên nhưng vẫn không hạn chế việc sử dụng vật
liệu thép trong cơng trình cầu vượt nhịp lớn trên đường ơ tơ, đường sắt, các loại cầu
tạm, cơng trình có u cầu thi công nhanh, vận chuyển dễ dàng và các công trình qn
sự.
b. Ưu điểm
Thép là loại vật liệu hồn chỉnh nhất. Nó có tính đồng nhất, đẳng hướng, làm
việc hồn tồn đàn hồi trước khi đạt cường độ chảy, có cường độ chịu nén và chịu kéo
cùng cao. Théo có độ dự trữ biến dạng và cường độ cao mà các vật liệu khác khơng có
được do đó chịu được ổn định và tải trọng tốt.
Thời gian xây dựng cầu thép nhanh hơn cầu bê tơng. Nó có thể được lắp dựng
dễ dàng qua sống suối, thung lũng trong các điều kiện môi trường khác nhau nên giảm
giá thành xây dựng.
Kết cấu cầu thép có trọng lượng nhẹ nên làm giảm giá thành kết cấu phần dưới.
Điều này càng có ý nghĩa khi gặp địa chất xấu.
Kết cấu nhịp cầu thép có thể thiết kế chiều cao thấp hơn cầu bê tông nên giảm
được chiều cao kiến trúc khi sử dụng cầu vượt, cầu trên đường cao tốc,…
Cầu thép dễ sửa chữa và sửa chữa nhanh hơn cầu bê tông.
c. Nhược điểm
Thép là một kim loại dễ bị ăn mòn dưới tác dụng của môi trường phải tốn nhiều
công sức, chi phí để bảo dưỡng. Hiện nay đã sử dụng các loại thép chống gỉ nhưng
không như công bố của nhà sản xuất.
Giá thành sơn cầu thép trong suốt thời gian phục vụ là rất lớn. Vấn đề cạo gỉ
ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người.
Thép là loại vật liệu khơng có sẵn trong tự nhiên, vì vậy giá thành vật liệu làm
cầu thép khá cao.
Chính vì những nhược điểm này mà làm giảm sự hấp dẫn của nó so với cầu bê
tơng ứng suất trước.
1.1.2. Phạm vi ứng dụng
Phạm vi chiều dài nhịp kinh tế được áp dụng trong các hệ thống cầu nói trên có
thể tham khảo trong bảng 1-1. Chiều dài nhịp của các hệ thơng cầu trên thực tế có thể
lớn hơn nhiều so với các trị số ghi trong bảng 1-1, song theo các nhà chuyên môn phân
2
tích sẽ khơng mang lại hiệu quả kinh tế và trong nhiều trường hợp chi phí rất tốn kém
nên cần cân nhắc kỹ lưỡng trước khi quyết định lựa chọn phương án kết cấu cầu sao
cho phù hợp với các mục tiêu của dự án.
Bảng 1-1. Phạm vi chiều dài nhịp kinh tế được áp dụng trong các hệ thống cầu
Hệ thống cầu
Cầu dầm nhịp đơn giản
Cầu dầm liên tục có chiều cao khơng thay đổi
Cầu dầm liên tục có biên dưới gãy khúc hoặc cong
Cầu dầm khung
Cầu dầm hộp liên tục
Cầu dàn đơn giản
Cầu dàn liên tục
Cầu dàn mút thừa
Cầu vòm
Cầu dây văng
Cầu treo dây võng
Chiều dài nhịp kinh tế (m)
đến 30
đến 120
50 – 200
40 – 200
100 -250
30-150
150-400
250 – 550
200 – 500
250 – 600
350 - 1300
1.2. Vật liệu dùng trong cầu thép
1.2.1. Các loại thép kết cấu
Theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05, trong cầu thép thường dùng 4 loại
thép sau:
- Thép cácbon hay thép kết cấu M 270M cấp 250.
- Thép hợp kim thấp cường độ cao M 270M cấp 345 và 345W.
- Thép hợp kim thấp tôi và gia nhiệt M 270M cấp 485W.
-Thép hợp kim thấp tôi và gia nhiệt với cường độ chảy dẻo cao M270M cấp
690 và 690W.
1.2.1.1. Thép Cacbon
Thép cacbon được dùng phổ biến trong cầu thép, đặc điểm nổi bật của loại thép
này là: có hàm lượng cacbon thấp, do đó dễ gia cơng cơ khí. Loại thép này có mác là
CT3 cầu được dùng cho các bộ phân chủ yếu của kết cấu nhịp tán nối. Ngồi ra cịn có
loại M16C chuyên dùng cho các cầu liên kết hàn. Hai loại thép trên tương đương với
thép C38/23 của Nhật Bản.
Thép CT2 và CT1 dùng trong cầu chủ yếu là đinh tán vì nó mềm hơn và có độ
dãn dài lớn hơn thép CT3 cầu. Thép M16C hiện tại ít dùng vì về mặt kinh tế nó khơng
cạnh tranh nổi với thép hợp kim thấp. Một số đặc trưng cơ học của thép cacbon cho ở
bảng 1-2
Bảng 1-2. Các đặc trưng cơ bản của thép Cácbon
3
1.2.1.2. Thép hợp kim thấp
Trong quá trình luyện thép người ta đưa thêm một số chất phụ gia làm tăng mt
số tính chất tốt cuả thép do từng loại kết cấu đòi hỏi. Các chất này thường là: Đồng
(Cu) làm tăng độ dẻo và khả năng chống gỉ của thép; Crom (Cr) Mangan (Mn); Niken
(Ni) và Silic (Si) làm tăng cường độ của thép.
Thép hợp kim thấp có cường độ lớn gấp 1,4 đến 1,5 lần thép CT3 cầu. Với tính
chất như vậy, thép hợp kim thấp được sử dụng rộng rãi. Trong xây dựng cầu hiện nay
dùng loại thép này có mác sau: 15XCНД; C50/35; 10XCНД; C55/40; 12ГМФТ;
C60/45.
1.2.1.3. Thép cường độ cao
Do áp dụng tiến bộ khoa học trong công nghệ luyện thép, hiện nay đã sản xuất
được nhiều thép cường độ cao từ thép cacbon hay thép hợp kim bằng cách xử lý nhiệt.
Thép cường độ cao thường có ứng suất kéo đứt lớn gấp 2 đến 3 lần thép hợp kim và
gấp 3 đến 4 lần thép cacbon. Tuy nhiên giá thành loại thép này thường khá cao do địi
hỏi cơng nghệ gia cơng phức tạp.
Thép cường độ cao có hàm lượng cacbon lớn hơn thép cacbon 1,5 đến 2 lần. Vì
vậy tính dịn cao, khó gia cơng cơ khí. Loại thép này chưa được dùng rộng rãi trong
các bộ phận chủ yếu của kết cấu nhịp cầu mà chỉ làm bulông cường độ cao.
1.2.1.4. Thép đúc
Thép đúc được chế tạo trong lị Mactanh, thép có chứa 0,22 - 0,30%C và một
lượng nhỏ Silic và Mangan. Tính chất cơ học của thép này có giới hạn bền
4000kG/cm2; giới hạn chảy 2400kG/cm2; độ dãn dài tương đối 19%; môđun đàn hồi
Et = 2,1.106 kG/cm2.
Thép đúc được sử dụng dùng cho gối cầu, khớp và một vài bộ phận đặt biệt
khác. Loại thép này hiện nay đang dùng loại thép có mác 25Л.
1.2.1.5. Thép làm dây cáp, que hàn
Trong cầu treo thường dùng loại cáp trịn khơng có lõi, bện bằng các sợi thép
cán nguội có giới hạn bền từ 12000 đến 180000kG/cm2.
Trong cầu dầm đặc liên kết hàn thì chất lượng que hàn ảnh hưởng rất lớn đến
chất lượng mối hàn. Khi hàn tự động hay bán tự động các thanh thép M16C thường
dùng que hàn bằng thép cacbon có số hiệu CB - 08A hoặc CB - 08RA. Khi hàn thép
hợp kim thấp dùng que hàn CB - 08RA; CB - 08RC; CB - 10R2. Khi hàn tay thép
M16C dùng que hàn loại E - 42A, còn khi hàn thép hợp kim dùng loại E - 50A.
1.2.1.6. Thép hình
Trong xây dựng cầu thép, thường sử dụng một số loại thép cán định hình sau:
Thép góc, thép chữ I, thép hình máng, thép bản, thép ống và một số loại thép hình đặc
biệt để làm mặt cầu (hình 1-2).
a. Thép bản (hình 1-2a)
Thép bản có hai loại là thép bản rộng và thép bản vạn năng.
Thép bản rộng do Liên xơ cũ sản xuất có chiều dài 8 - 12m, chiều rộng loại lớn
2000 - 3600mm, chiều rộng loại nhỏ 160 - 1050mm, chiều dày của thép bản từ 4 đến
60mm.
Trong cầu thép, thép bản sử dụng cho bộ phận chịu lực chủ yếu với chiều dày ít
nhất 10 - 12mm, các giằng liên kết chiều dày ít nhất 8mm và các bản đệm chiều dày
nhỏ nhất 4mm.
4
b. Thép góc (hình 1.2b và 1.2c)
Thép góc có hai loại là thép góc cánh đều và loại cánh khơng đều.
Thép góc cánh đều (hình 6.1b) có chiều rộng các cánh bằng nhau. Các cánh có
mép song song, góc trong hai cánh có lượn trịn để dễ cán và bảo đảm độ bền. Chiều
rộng cánh từ 20 đến 250mm, chiều dày cánh phụ thuộc vào chiều rộng và có độ dày từ
3 - 4mm đến 20 - 25mm.
Thép góc cánh khơng đều (hình 1-2c) có chiều rộng cánh khơng bằng nhau.
Cánh dài gấp khoảng 1,5 lần cánh ngắn. Kích thước lớn nhất của thép góc khơng đều
cánh là 250x160x20mm.
Hình 1-2. Thép hình
Bảng 1-3 cho các đặc tính cơ học tối thiểu của thép, trong đó có cường độ chịu
kéo nhỏ nhất (Fu) là cường độ nhỏ nhất khi đứt trong thí nghiệm kéo thép và cường độ
chảy nhỏ nhất (Fy) là cường độ của vật liệu ở giới hạn chảy trong thí nghiệm kéo thép.
Đối với tất cả các loại thép khi thiết kế đều lấy môđun đàn hồi E = 200000 MPa
và hệ số giãn nở vì nhiệt 11,7. 10-6 mm/mm/00C.
Trong các loại thép ở bảng 1-3 thì M 270M là ký hiệu thép còn cấp của loại
thép là cường độ chảy tính bằng MPa. Thí dụ thép cấp 345 thì cường độ chảy của thép
là 345MPa, cịn chữ W ở sau cấp thép là chỉ thép chống gỉ, thí dụ thép cấp 690W là
thép chống gỉ có cường độ chảy 690MPa.
Tất cả các loại thép cho trong bảng 1-3 đều là thép hàn được.
Chiều dày nhỏ nhất của thép trong cầu thép quy định ở điều 6.7.3 như sau:
- Thép kết cấu bao gồm cả liên kết ngang, liên kết dọc và các loại bản nút trừ
sườn dầm của thép hình, sườn tăng cường kín trong mặt cầu có bản trực hướng (bản
orthotrope), tấm đệm và thép lan can đều phải có chiều dày tối thiểu là 8mm.
- Chiều dày sườn của thép hình, sườn tăng cường kín trong mặt cầu có bản trực
hướng phải có chiều dày tối thiểu là 7mm.
- Với những kết cấu hoặc bộ phận kết cấu chịu ảnh hưởng ăn mịn nghiêm trọng
thì phải được bảo vệ đặc biệt chống ăn mòn hoặc phải quy định chiều dày bị ăn mòn để
tăng thêm chiều dày thép khi thiết kế.
5
Bảng 1-3. Các đặc tính tối thiểu của thép kết cấu theo hình dáng, cường độ và chiều
dày
Ký hiệu
Thép kết
AASHTO
cấu
Thép hợp kim thấp
cường độ cao
Thép hợp
kim thấp
Thép hợp kim tôi và
gia nhiệt cường độ
tôi và gia
nhiệt
chảy cao
M 270M
cấp 250
M 270M
cấp 345
M 270M
cấp 345W
M 270M
cấp 485W
M 270M cấp
690/690W
Kí hiệu ASTM
tương đương
A 709M
cấp 250
A 709M
cấp 345
A 709M
cấp 345W
A 709M
cấp 485W
A 709M các cấp
690/690W
Chiều dày bản
thép, mm
Tới 100
Tới 100
Tới 100
Tới 100
Tới 65
Trên
65 đến
100
áp Khơng
áp
dụng
690
Tấtcả
Tất cả các Tất cả các Khơng áp Khơng
các
nhóm
nhóm
dụng
dụng
nhóm
Cường độ chịu 400
450
485
620
760
kéo nhỏ nhất
Fu (Mpa)
Điểm
chảy 250
345
345
485
690
620
nhỏ nhất hoặc
cường độ chảy
nhỏ nhất Fy
(Mpa)
1.2.2 Liên kết bulơng
Bulơng dùng trong cầu có thể là bulông thường hoặc bulông cường độ cao.
Bulông thường được dùng chủ yếu trong các bộ phận phụ như lan can, ống
thốt nước v.v... Bulơng cường độ cao được dùng phổ biến trong cầu nhất là ở các mối
nối thực hiện tại công trường. Liên kết bulông cường độ cao có thể làm việc theo ma
sát hay theo ép tựa.
Thép hình
Các mối nối chịu ứng suất đổi dấu, tải trọng va chạm mạnh, chấn động lớn…
phải dùng liên kết ma sát, cụ thể là:
- Các mối ghép chịu tải trọng mỏi.
- Các mối nối chịu cắt với các bulông lắp vào lỗ quá cỡ.
- Các mối nối chịu cắt với các bulông lắp vào lỗ ôvan ngắn hoặc dài, lực tác
dụng lên mối nối khác với phương thẳng góc với trục dài của lỗ ôvan.
- Các mối nối chịu ứng suất đổi dấu.
- Các mối nối trong đó các bulơng cũng tham gia truyền tải trọng ở bề mặt
được tạo nhám.
- Các mối nối kéo dọc trục hoặc kéo dọc trục đồng thời cắt.
- Các mối nối chịu nén dọc trục với các lỗ tiêu chuẩn hoặc các lỗ ôvan chỉ trong
một lớp của liên kết, phương của tải trọng thẳng góc với phương của trục dài lỗ ơvan.
Các liên kết chịu ép tựa được dùng cho các mối nối chịu nén dọc trục hoặc các
mối nối trên hệ liên kết với điều kiện phải thỏa mãn sức kháng tính tốn trong trạng
thái giới hạn cường độ.
6
1.2.3. Liên kết hàn
Liên kết hàn được dùng phổ biến trong kết cấu thép nhất là các mối nối trong
công xưởng vì liên kết hàn đơn giản về mặt cấu tạo, tiết kiệm vật liệu, tuy nhiên trong
các mối hàn lớn cần quan tâm đặc biệt đến biến dạng và ứng suất dư.
Để giảm biến dạng và ứng suất dư cần phải quan tâm đến cơng nghệ hàn cũng
như trình tự hàn, thí dụ khi hàn một dầm chữ I trình tự hàn được thực hiện theo thứ tự
1, 2, 3 và 4 (hình 1-3) và khi mối hàn nhiều lớp thì lớp sau được hàn theo hướng
ngược lại với lớp trước v.v…
Hình 1-3. Trình tự hàn ghép
Khi hàn kim loại cơ bản, kim loại hàn phải tuân theo các yêu cầu của quy
chuẩn. Phải sử dụng kim loại hàn (kim loại của que hàn, dây hàn) phù hợp với kim loại
cơ bản (kim loại của vật liệu được hàn) trừ trường hợp có quy định riêng.
1.3. Phân loại cầu thép
1.3.1. Cầu dầm
Khi nghiên cứu về cầu thép theo quy trình Thiết kế cầu cống theo các trạng thái
giới hạn đã xét ba loại cầu dầm:
- Cầu dầm bản hay cầu dầm đặc là các cầu mà giữa dầm thép và bản mặt cầu
(có thể bằng bê tơng, gỗ hay thép) chỉ có các liên kết để chống xê dịch tương đối,
khơng có liên kết chống trượt (neo). Ở cầu dầm bản mặt cầu không tham gia chịu uốn
cùng với dầm chủ. Hiện nay các cầu này chỉ dùng làm cầu tạm để phục vụ thi cơng
hoặc các cầu có thời gian khai thác ngắn.
a)
b)
Hình 1-4. Cầu dầm thép
a) Cầu dầm giản đơn
b) Cầu dầm liên tục
- Cầu liên hợp dầm thép – bản bê tông cốt thép (gọi tắt là cầu liên hợp) gồm có
bản mặt cầu bằng bê tông cốt thép, dầm chủ bằng thép, giữa bản và dầm có neo liên
kết chắc chắn để tạo thành một kết cấu liền khối. Trong cầu liên hợp bản mặt cầu tham
gia làm việc với dầm chủ. Hiện nay với những cầu có bề rộng khơng q lớn (hơn
7
20m) trong điều kiện tịnh không thông thuyền cho phép người ta hay áp dụng cầu liên
hợp hai dầm chủ, khi đó khoảng cách giữa hai dầm chủ có thể từ 3m đến 14m, dầm
ngang với khoảng cách khoảng 4m được đẩy lên cao ngang với mặt cánh trên dầm
chủ. Neo liên kết được bố trí ở cả dầm chủ và dầm ngang, khi đó tùy khoảng cách giữa
hai dầm chủ và khoảng cách dầm ngang mà bản mặt cầu có thể làm việc như bản kê
trên 4 cạnh hoặc trên hai cạnh (hai dầm ngang). Cầu liên hợp hai dầm chủ tiết kiệm
thép, giảm thời gian thi công và có giá thành thấp nên được dùng khá phổ biến cho cả
kết cấu nhịp giản đơn và liên tục.
- Cầu có bản trực hướng là cầu có mặt bằng thép được tăng cường bằng các
sườn tăng cường dọc và ngang. Bản mặt cầu tham gia chịu uốn với dầm chủ. Ưu điểm
của cầu có bản trực hướng là trọng lượng mặt cầu nhẹ nên thường dùng cho các cầu có
khẩu độ lớn.
Cầu dầm thường có ba bộ phận chính: mặt cầu, dầm chủ và hệ liên kết. Mặt cầu
đã được nghiên cứu trong môn học Tổng quan cầu và mố trụ cầu, ở đây chỉ xét cấu tạo
của dầm chủ và hệ liên kết, trong đó những khái niệm đã nghiên cứu ở phần trước sẽ
không được nhắc lại.
1.3.2. Cầu dàn
Ở nước ta hiện tại cầu dàn được dùng nhiều nhất trong cầu đường sắt, do vậy
khi thiết kế cầu dàn vẫn đang dùng quy trình 22TCN-18-79 vì chưa có quy trình mới
cho cầu đường sắt. Phần đầu khi nghiên cứu về tính cầu thép theo quy trình cũ đã
nghiên cứu kỹ về cấu tạo, ở đây chỉ giới thiệu những vấn đề khác với quy trình cũ hoặc
là những vấn đề mà quy trình cũ chưa đề cập đến.
Quy định chung:
Các cấu kiện của dàn phải bố trí đối xứng qua mặt phẳng trung tâm dàn. Nếu
hình dạng dàn cho phép nên bố trí các thanh biên chịu nén liên tục. Khi các thanh bụng
(thanh xiên và thanh đứng) chịu ứng suất đổi dấu, các liên kết ở đầu của chúng không
được là chốt. Nên tránh dùng các thanh xiên phụ.
a)
b)
Hình 1-5. Cầu dàn thép
a) Dàn giản đơn
b) Dàn liên
tục
1.3.3. Cầu thép kiểu vòm
8
a)
b)
Hình 1-6. Cầu thép kiểu vịm
a) Kiểu vịm dàn b) Kiểu vịm cứng
1.3.4. Cầu thép kiểu dây võng
b)
a)
Hình 1-7. Cầu thép kiểu dây võng
1.4. Cấu tạo của cầu thép
1.4.1. Cấu tạo cầu dầm thép
Hình 1-8. Mặt cắt ngang cầu
1- Dầm chính (dầm chủ): bộ phận chịu lực chính, vượt qua khẩu độ.
9
2- Hệ liên kết ngang: dầm ngang hoặc khung ngang, liên kết các dầm chính với
nhau.
3- Hệ liên kết dọc: nằm theo mặt phẳng nằm ngang: chịu lực gió hay lực lắc
ngang của xe.
4- Hệ mặt cầu: cho các phương tiện giao thông hay người đi lên.
5- Gối cầu: bố trí dưới đầu các dầm chính để truyền tải trọng xuống mố, trụ.
Hình 1-9. Mặt cắt ngang dầm chính
1.4.2. Cấu tạo cầu dàn thép
1- Dàn chính (dàn chủ): chịu lực
chính, vượt qua khẩu độ.
2- Hệ dầm mặt cầu: gồm dầm dọc
và dầm ngang, có tác dụng liên kết 2 dàn
chính và nâng đỡ mặt cầu.
3- Hệ liên kết ngang: liên kết 2 dàn
chính, tạo thành khung khơng gian.
4- Hệ liên kết dọc: chịu lực gió
ngang hay lực lắc ngang của xe.
5- Mặt cầu, bằng gỗ , bằng thép
hay bằng BTCT cho các phương tiện giao
thông và người đi lên.
6- Gối cầu: đảm bảo chuyển vị đầu
nhịp và truyền tải trọng xuống mố, trụ
Hình 1-10. Cấu tạo dàn thép
10
1.5. Lịch sử và phương hướng phát triển cầu thép
1.5.1. Lịch sử cầu thép ở Việt Nam
Ở Việt Nam, lịch sử phát triển cầu thép trải qua nhiều giai đoạn. Thời Pháp
thuộc, mạng lưới giao thông đường sắt và đường bộ được triển khai, đặc biệt là tuyến
đường sắt xuyên Việt (1920-1936), nhiều cầu dàn thép được xây dựng. Đặc điểm nổi
bật của cầu thép giai đoạn này là khổ hẹp, tải trọng nhẹ, kết cấu theo các dạng cổ điển
của các cầu châu Âu vào cuối thế kỉ 19. Cầu đường sắt và cầu ơ tơ đi chung, cịn đối
với cầu dành riêng cho ơ tơ chỉ bố trí 1 làn
Một số cầu có kiến trúc đặc biệt như cầu Long Biên với chiều dài tồn cầu
3000m, trong đó phần dàn thép dài 1860m, kết cấu nhịp hẫng 130m, nhịp treo 52.5m
được xây dựng 1893-1903. Chiếc cầu vòm nổi tiếng về kiến trúc là cầu Hàm Rồng
(Thanh Hóa) nhịp 160m theo sơ đồ vịm 3 khớp có thanh kéo nhưng bị đánh sập năm
1946 và được xây dựng lại thành sơ đồ liên tục 2 nhịp 80+80m. Sau khi kết thúc cuộc
kháng chiến chống Pháp, trong một thời gian ngắn chúng ta đã khôi phục và làm mới
hàng loạt cầu thép như Việt Trì, Hàm Rồng, …
Hình 1-11. Cầu Long Biên
Hình 1-12. Cầu Hàm Rồng
Hình 1-13. Cầu Tràng Tiền
Ở miền Nam, Mỹ đầu tư khá nhiều vào giao thông vận tải nhưng chủ yếu các
cơng trình tạm phục vụ qn sự. Đường sắt hồn tồn bị đình trệ. Một vài chiếc cầu
thép được xây dựng như cầu Sài Gòn, Bình Triệu, Bình Phước, Tân An, Hóa An, Bến
Lức. Ở miền bắc 1964-1972 hầu hết các cơng trình cầu đều bị phá hoại. Các cơng trình
cầu trong giai đoạn này chủ yếu là các cơng trình tạm để phục vụ giao thơng.
Sau khi đất nước được giải phóng, đất nước ta bước vào thời kì mới, phục hồi
nền kinh tế quốc dân. Các cầu thép trên tuyến đường sắt xuyên Việt lần lượt được thay
thế, xây dựng mới, trong đó đáng kể như cầu Thăng Long nhịp liên tục 112m có 2
tầng, cầu Chương Dương nhịp 97,6m năm 1985.
11
Hình 1-14. Cầu Thăng Long 2 tầng
Cầu dây văng được áp dụng từ năm 1976 tại cầu Đakrông (Quảng Trị), cầu
sông Hàn với nhịp thép quay, cầu Cần Thơ với kết cấu hộp thép bê tơng, nhịp chính
500m.
Hình 1-15. Cầu quay sơng Hàn
Hình 1-16. Cầu Cần Thơ
1.5.2. Phương hướng phát triển cầu thép
Phân tích một loạt các cầu thép hiện đại được xây dựng trên thế giới trong
những năm gần đây ta thấy nổi bật có 3 phương hướng rõ rệt:
- Phương hướng 1: Sử dụng các loại thép chất lượng cao nhằm giảm giá thành
công tác duy tu, bảo dưỡng, một việc làm tốn kém ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng,
gây ô nhiễm môi trường.
- Phương hướng 2: Tiếp tục nghiên cứu tìm kiếm các hệ liên hợp để vượt nhịp
dài, có tính thẩm mĩ cao.
- Phương hướng 3: Giảm khối lượng và chi phí chế tạo, xây dựng cầu thép
1.5.2.1. Phương hướng thứ nhất
Các chuyên gia tiếp tục nghiên cứu các biện pháp chống gỉ cho vật liệu thép.
Các loại thép chống gỉ (không sơn) đã thành thương phẩm và được AASHTO chấp
nhận đưa vào tiêu chuẩn thiết kế. Tuy nhiên theo hướng dẫn, thép không gỉ mới chỉ
được dùng trong những điều kiện đặc biệt và vẫn vần sơn những bộ phận nhạy cảm gỉ.
Vì vậy việc nghiên cứu hồn thiện chất lượng thép khơng gỉ vẫn phải được tiếp tục
tiến hành.
Hiện nay vẫn phải sử dụng các biện pháp bọc lót hữu hiệu các cơng trình. Nhiều
loại sơn mới chất lượng cao được nghiên cứu nhằm kéo dài tuổi thọ cầu (cho phép 1520 năm sơn lại).
12
Vấn đề bọc các bó cáp cường độ cao trong cầu treo và cầu dây văng cũng cần
được quan tâm vì đã phát hiện hiện tượng gỉ bó cáp và việc thay cáp rất phức tạp.
Hình 1-17. Cầu Tacarville (Pháp) với nhịp chính 608m phải thay cáp
Hình 1-18. Cầu Grant (Ohio) phải thay cáp
1.5.2.2. Phương hướng thứ hai
Các sơ đồ cầu thép hệ liên hợp tiếp tục được nghiên cứu áp dụng và thành công
rực rỡ. Các kỉ lục về chiều dài nhịp treo và cầu dây văng liên tục bị phá trong những
năm cuối thế kỉ 20. Hiện có nhiều dự án với chiều dài nhịp rất lớn như cầu treo
Messina (Italia) 3300m, cầu treo liên hợp dây võng và dây văng Gibraltar 5000m.
Cầu dây văng ra đời và được phát triển hầu như thay thế cho cầu dàn thép trên
đường ơ tơ, cầu dàn thép chỉ cịn được sử dụng cho cầu đường sắt có tải trọng lớn. Cầu
vịm thép dạng dàn sau thời gian qn lãng vì phức tạp trong chế tạo và thi cơng thì
cầu vịm thanh kéo thế hệ mới gồm vòm chủ bằng ống thép nhồi bê tông đang được
nghiên cứu áp dụng cho các cầu qua kênh rạch trong thành phố, khu du lịch và có u
cầu thẩm mỹ cao.
Hình 1-19. Cầu vịm thép nhồi bê tông – Cầu Tianjin (Trung Quốc)
13
1.5.2.3. Phương hướng thứ ba
Trên đường ô tô áp dụng hệ cầu dầm thép, liên tục, chiều cao không đổi để
giảm giá thành chế tạo và thi công thay cho việc dùng dàn cổ điển, dùng các cầu dầm
có đường xe chạy trên liên hợp với bản BTCT hoặc mặt cầu bằng thép trực hướng và
hiện nay tiết diện hộp kín được nghiên cứu áp sụng để tăng độ cứng chống xoắn và để
tạo môi trường không gỉ bên trong lòng hộp.
Về liên kết trong cầu thép, cùng với sự tiến bộ về thép chất lượng cao, liên kết
định tán khơng cịn thích hợp nữa. Hiện nay 2 loại liên kết mang tính cơng nghiệp và
hiện đại đang được ưa dùng là liên kết hàn và liên kết bu lông cường độ cao. Ngồi ra
cịn có liên kết dán đang bước vào giai đoạn ứng dụng. Liên kết dán hoàn tồn haowjc
dán kết kết hợp với bu lơng cường độ cao không làm giảm yếu tiết diện thanh và bản
nút nên tiết kiệm thép, liên kết dán có ưu điểm là cấu tạo bản nút đơn giản.
Vấn đề hiệu chỉnh nội lực trong kết cấu cầu tự lâu được coi là biện pháp có hiệu
quả lớn trong việc chủ động phân bố một cách hợp lí nội lực và ứng suất trong kết cấu
cơng trình nhằm nâng cao khả năng chịu lực và tiết kiệm vật liệu.
14
Chương 2: CẤU TẠO CẦU DẦM THÉP
2.1. Khái niệm chung
Khi nghiên cứu về cầu thép theo quy trình Thiết kế cầu cống theo các trạng thái
giới hạn đã xét ba loại cầu dầm:
- Cầu dầm bản hay cầu dầm đặc là các cầu mà giữa dầm thép và bản mặt cầu
(có thể bằng bê tơng, gỗ hay thép) chỉ có các liên kết để chống xê dịch tương đối,
khơng có liên kết chống trượt (neo). Ở cầu dầm bản mặt cầu không tham gia chịu uốn
cùng với dầm chủ. Hiện nay các cầu này chỉ dùng làm cầu tạm để phục vụ thi cơng
hoặc các cầu có thời gian khai thác ngắn.
- Cầu liên hợp dầm thép – bản bê tông cốt thép (gọi tắt là cầu liên hợp) gồm có
bản mặt cầu bằng bê tơng cốt thép, dầm chủ bằng thép, giữa bản và dầm có neo liên
kết chắc chắn để tạo thành một kết cấu liền khối. Trong cầu liên hợp bản mặt cầu tham
gia làm việc với dầm chủ. Hiện nay với những cầu có bề rộng không quá lớn (hơn
20m) trong điều kiện tịnh không thông thuyền cho phép người ta hay áp dụng cầu liên
hợp hai dầm chủ, khi đó khoảng cách giữa hai dầm chủ có thể từ 3m đến 14m, dầm
ngang với khoảng cách khoảng 4m được đẩy lên cao ngang với mặt cánh trên dầm
chủ. Neo liên kết được bố trí ở cả dầm chủ và dầm ngang, khi đó tùy khoảng cách giữa
hai dầm chủ và khoảng cách dầm ngang mà bản mặt cầu có thể làm việc như bản kê
trên 4 cạnh hoặc trên hai cạnh (hai dầm ngang). Cầu liên hợp hai dầm chủ tiết kiệm
thép, giảm thời gian thi cơng và có giá thành thấp nên được dùng khá phổ biến cho cả
kết cấu nhịp giản đơn và liên tục.
- Cầu có bản trực hướng là cầu có mặt bằng thép được tăng cường bằng các
sườn tăng cường dọc và ngang. Bản mặt cầu tham gia chịu uốn với dầm chủ. Ưu điểm
của cầu có bản trực hướng là trọng lượng mặt cầu nhẹ nên thường dùng cho các cầu có
khẩu độ lớn.
Cầu dầm thường có ba bộ phận chính: mặt cầu, dầm chủ và hệ liên kết. Mặt cầu
đã được nghiên cứu trong môn học Tổng quan cầu và mố trụ cầu, ở đây chỉ xét cấu tạo
của dầm chủ và hệ liên kết, trong đó những khái niệm đã nghiên cứu ở phần trước sẽ
không được nhắc lại.
2.2.1. Cầu dầm đơn giản
Đây là loại cầu đơn giản nhất về thiết kế, tính tốn, cấu tạo và thi cơng. Ưu
điểm của nó là áp dụng cho những nơi có địa chất bất kì, các nhịp làm việc độc lập, lún
của mố trụ không ảnh hưởng đến nội lực, dễ tiêu chuẩn hóa, định hình hóa; cấu tạo và
thi công đơn giản và sử dụng rộng rãi trong cầu ô tô và đường sắt. Nhược điểm là tốn
vật liệu hơn so với các sơ đồ khác, vượt nhịp nhỏ và trên trụ có 2 hàng gối làm trụ chịu
nén lệch tâm nhiều nên thường có kích thước lớn.
2.2.3. Cầu dầm liên tục
Cầu dầm liên tục là cầu có dầm bắc qua 2 hay nhiều nhịp. Ưu điểm của nó là
nhờ có mơ men gối nên làm giảm mơ men giữa nhịp nên tiết kiệm được vật liệu hơn so
với sơ đồ dầm đơn giản và điều này càng có ý nghĩa khi cầu có nhịp lớn, trên trụ chỉ có
một hàng gối nên chịu nén đúng tâm, do đó trụ có kích thước nhỏ hơn, dầm liên tục có
độ cứng lớn nên độ võng nhỏ hơn, đường đàn hồi liên tục nên xe chạy êm thuận, khe
biến dạng ít hơn và cấu tạo mặt cầu đơn giản và có thể áp dụng nhiều cơng nghệ thi
cơng như lắp hẫng, lao kéo dọc, giàn giáo treo,… Tuy nhiên, nhược điểm là hệ siêu
tĩnh nên sự lún của mố trụ, sự thay đổi nhiệt độ hoặc chế tạo khơng chính xác sẽ gây
nên nội lực phụ trong kết cấu.
15
Cầu dầm liên tục được sử dụng nhiều trong cầu đường ô tô và đường thành phố.
2.2.4. Cầu dầm mút thừa
Về mặt tiết kiệm vật liệu gần giống cầu dầm liên tục nhưng có nhiều nhược
điểm là đường đàn hồi gãy khúc tại khớp nên xe chạy không êm thuận, lực xung kích
lớn nên rất nguy hiểm cho cầu xe lửa và rất hạn chế dùng cho cầu thành phố vì gây ồn,
và cấu tạo khớp phức tạp và bất lợi. Do vậy không được sử dụng rộng rãi như cầu dầm
liên tục. Tuy nhiên ưu điểm của cầu dầm mút thừa là thường có kết cấu tĩnh định nên
áp dụng những nơi có địa chất xấu; mố trụ chịu nén đúng tâm nên có kích thước nhỏ,
có thể điểu chỉnh được nội lực khi thay đổi vị trí khớp và thi cơng có thể áp dụng được
cơng nghệ lắp hẫng hoặc đà giáo treo.
Hình 2-1. Các sơ đồ tĩnh học của cầu dầm thép
a) Cầu dầm giản đơn
b) Cầu dầm liên tục có biên dưới gãy khúc
c) Cầu dầm liên tục có biên dưới cong
d) Cầu dầm mút thừa có nhịp đeo
2.2. Cấu tạo chung và hệ mặt cầu
2.2.1. Cấu tạo chung
Các bộ phận chính của cầu thép tương tự như cầu bê tông. Bao gồm:
2.2.1.1. Dầm chủ
Dầm chủ là bộ phận chịu lực chính của cầu. Số lượng dầm chủ phục thuộc vào
chiều rộng cầu và cấu tạo của hệ mặt cầu.
Đối với cầu đường ô tô khổ 7-8m, đường người đi chiều rộng 0,75-1,5m nên
chọn 4-6 dầm chủ, khoảng cách từ 1,4-2,1m (hoặc đến 3m).
Đối với cầu đường sắt một làn thường bố trí hai dầm chủ đặt cách nhau 1,92,1m với đường ray và tà vẹt đặt trực tiếp lên dầm chủ hoặc thông qua máng đá ba lát.
16
Hình 2-2. Tiết diện ngang của dầm chủ
2.2.1.2. Hệ dầm mặt cầu
Vai trò của hệ dầm mặt cầu là đỡ hệ mặt cầu, truyền lực từ mặt cầu xuống dầm
chủ đồng thời đảm bảo cho kết cấu làm việc đúng sơ đồ tính.
Hệ dầm mặt cầu có thể có đầy đủ gồm dầm dọc và dầm ngang nhưng cũng cuso
thể chỉ có dầm ngang. Đối với cầu dầm có thể không cần làm hệ dầm mặt cầu khi đặt
trực tiếp bản mặt cầu lên dầm chủ.
2.2.1.3. Phần mặt cầu
Là phần trực tiếp chịu tác dụng của tải trọng bánh xe. Nó có thể bằng thép, bê
tơng cốt thép hoặc bằng gỗ. Có những trường hợp nó có tác dụng liên kết và làm tăng
sự làm việc không gian của hệ dầm chủ hay dầm mặt cầu.
2.2.1.4. Phần lan can, bộ hành
Có thể làm bằng gỗ, thép hoặc bê tơng cốt thép.
2.2.1.5. Hệ liên kết dọc
Thực chất là một dàn liên kết 2 dàn chủ hoặc dầm chủ theo chiều dọc cầu. Tác
dụng của nó để chịu tải trọng ngang (lực gió). Thơng thường người ta làm hệ liên kết
dọc trên và liên kết dọc dưới.
2.2.1.6. Hệ liên kết ngang
Nó có tác dụng liên kết các dầm chủ lại tạo thành hệ không gian để làm tăng độ
cứng và chống biến dạng kết cấu theo phương ngang.
2.2.1.7. Gối cầu
Mục đích đỡ KCN và truyền áp lực kết cấu nhịp xuống mố trụ. Gối cầu phải
đảm bảo cho cầu chịu tác dụng lực đúng sơ đồ tính tốn và đảm bảo cho kết cấu nhịp
biến dạng, co giãn do tác dụng của nhiệt độ.
17
2.2.2. Hệ mặt cầu
Yêu cầu chung của mặt cầu là độ bền cao, bằng phẳng và đủ độ nhám để xe
chạy êm thuận và có lực dính bám tốt và trọng lượng nhẹ, cấu tạo và thi công đơn
giản.
2.2.2.1. Mặt cầu gỗ
Ưu điểm là nhẹ, cấu tạo thi công đơn giản, trọng lượng từ 150-180kg/m2 và dễ
thay thế sửa chữa. Tuy nhiên nhược điểm là chóng mục, hao mịn, mau hỏng và lực
dính bám kém, dễ cháy nên thường dùng cho cầu tạm, bán vĩnh cửu và cầu nhỏ địa
phương.
a. Mặt cầu ván gỗ
Mặt cầu thường làm 2 lớp ván:
- Lớp ván trên gọi là lớp chống mòn coi như khơng chịu lực, dày 5-6cm. Có 2
cách đặt:
Đặt dọc: có ưu điểm là khi hư hỏng những tấm dưới vệt bánh xe thì chỉ cần sửa
chữa cục bộ nhưng có nhược điểm là lực dính bám kém, dễ hỏng.
Đặt ngang: lực dính bám tốt hơn nhưng khi bị hư hỏng thì thay tồn bộ.
- Lớp ván dưới: là lớp chịu lực, chiều dày tính tốn từ 6-8cm được đặt cách
nhau từ 2-3cm cho thống khí và thốt nước.
Mặt cầu trên có cấu tạo, thi cơng đơn giản và rẻ. Nếu phịng mục tốt thì sử dụng
5-8 năm, cịn khơng thì khơng đến 2 năm.
Hình 2-3. Cấu tạo mặt cầu gỗ
b. Mặt cầu gỗ phủ lớp bêtơng asphalt
Gỗ ván đóng thành từng phiến, bên trên phủ lớp bêtông nhựa dày 4- 6cm. Loại
này có ưu điểm thốt nước tốt, bảo vệ gỗ và có độ dính bám tốt nên tuổi thọ cao hơn
loại trên.
Mặt cầu loại này nặng 250- 300kg/m2. Loại này trước kia người ta dùng cho
cầu thành phố.
2.2.2.2. Mặt cầu bằng bê tông
Trong các cầu hiện đại đường ôtô và đường thành phố, người ta dùng bản
BTCT làm mặt cầu. Trên bản mặt cầu ta cũng làm các lớp mặt đường như cầu bêtơng.
Nó có ưu điểm tuổi thọ cao, chất lượng tốt nhưng có trọng lượng nặng từ 600800kg/m2. Nó được làm dưới 2 dạng: đổ tại chỗ và lắp ghép.
- Loại lắp ghép có ưu điểm là có thể chế tạo trước nên thi cơng nhanh, đảm bảo
chất lượng, không cần giàn giáo và ván khuôn quay vịng nhiều. Tuy nhiên nó làm
18
việc không gian của bản kém, mối nối nhiều, thi cơng phức tạp. Mặt khác phải có
phương tiện vận chuyển, cẩu lắp nhất là ở những nơi xa và đường vận chuyển xấu.
- Loại đổ tại chỗ có ưu điểm: tính tồn khối của bản tốt. Nếu liên hợp với dầm
thì tăng cường chịu lực của dầm thép, khơng phải vận chuyển. Nhược điểm là phải làm
giàn giáo, thi công lâu hơn và tốn kém ván khuôn.
Việc chọn loại nào cần dựa trên cơ sở kinh tế, kỹ thuật đồng thời căn cứ vào tốc
độ thi công, điều kiện thi công.
a. Cấu tạo bản mặt cầu đổ tại chỗ
Bản kê trực tiếp lên dầm chủ hoặc dầm mặt cầu. Tùy theo bản chỉ kê lên dầm
dọc hoặc cả dầm dọc và dầm ngang mà bản làm việc theo bản kê 2 cạnh hoặc 4 cạnh.
Tại vị trí kê của bản phải được làm vút.
Hình 2-4a. Cấu tạo mặt cầu bêtơng
Khi khoảng cách giữa các dầm chủ lớn hơn 3m thường thêm dầm ngang. Khi
đó bản vừa kê lên dầm chủ vừa kê lên dầm ngang.
Hình 2-4b. Cấu tạo mặt cầu bêtông khi d>3m
b. Cấu tạo bản mặt cầu lắp ghép
Loại đơn giản nhất là những khối hình chữ nhật kê lên dầm dọc của hệ mặt cầu.
Loại này đơn giản, trọng lượng nhẹ nhưng mối nối nhiều.
19
Hình 2-5. Cấu tạo mặt cầu lắp ghép
Loại bản mút thừa:
Hình 2-6. Cấu tạo mặt cầu lắp ghép loại mút thừa
Loại bản chữ Π: loại này áp dụng khi khoảng cách dầm thép lớn.
Hình 2-7: Cấu tạo mặt cầu lắp ghép loại bản chữ Π
Đối với kết cấu lắp ghép phải giải quyết tốt mối nối, vị trí mối nối phải đảm bảo
đúng vị trí của dầm thép. Bản bêtơng liên kết với dầm thép phải khít. Để đảm bảo điều
đó trước khi đặt bản phải đổ 1 lớp vữa lót ximăng. Đối với bản liên hợp với dầm chủ
phải bố trí neo liên kết theo tính tốn.
Một số hình thức nối và liên kết:
20
Hình 2-8: Một số hình thức nối và liên kết
Ngồi ra cịn có mặt cầu Robinson:
Hình 2-9: Cấu tạo mặt cầu Robinson
2.2.2.3. Mặt cầu kim loại
Mặt cầu kim loại có ưu điểm là nhẹ hơn so với mặt cầu bêtông đồng thời có thể
tận dụng bản thép mặt cầu cùng tham gia chịu lực với dầm chủ. Kết cấu nhịp có mặt
cầu kim loại thường cấu tạo dưới hình thức tiết diện hình hộp kín hoặc các dầm I
nhưng ít dùng.
Cấu tạo mặt cầu kim loại bao gồm tấm thép nằm ngang chạy suốt chiều rộng
cầu, phía dưới tấm thép này được hàn tăng cường các sườn dọc, khoảng cách giữa các
sườn dọc 25-30cm có các mặt cắt ngang là thép dải có hoặc khơng có gia cường biên
dưới hoặc là mặt cắt kín (mặt cắt kín có ưu điểm ít tốn đường hàn hơn, ổn định và chịu
xoắn tốt hơn. Các sườn dọc truyền lực lên các sườn ngang khoảng cách 2-4m. Như vậy
mặt cầu kim loại gồm tấm thép nằm ngang với các sườn dọc và sườn ngang cùng trong
mặt phẳng, có độ cứng khác nhau theo 2 hướng tương hỗ thẳng góc với nhau nên được
gọi là bản trực hướng.
Nhờ bản trực giao này nối liền các dầm chủ lại với nhau do đó khơng cần phải
cấu tạo hệ thống liên kết dọc trên. Loại kết cấu nhịp có bản trực giao rất kinh tế về
phương diện sử dụng vật liệu.
Cần chú ý rằng các sườn dọc thuộc thành phần tiết diện tính tốn và tham gia
chịu lực cùng với kết cấu nhịp, vì thế phải đảm bảo chúng có khả năng chịu được ứng
suất pháp. Như vậy tại những chỗ giao nhau với các sườn ngang, các sườn dọc phải
được cấu tạo liên tục, còn sườn ngang phải được k hoét lỗ để sườn dọc đi qua. Lỗ
kht nên có hình dạng lượn cong, đặc biệt tại các góc để tránh ứng suất tập trung. Tuy
21
nhiên trong nhiều trường hợp để đơn giản cho công việc chế tạo, người ta cũng giải
quyết hàn đính đầu các sườn dọc vào sườn ngang. Hiện nay người ta có xu hướng bỏ
sườn ngang vì thi cơng khó khăn. Khi thi công người ta chế tạo thành từng khối có
kích thước phù thuộc vào trọng lượng cẩu lắp và vận chuyển.
Hình 2-10: Tiết diện ngang có bản trực giao
1
Bản thép làm mặt cầu thường có chiều dày δ = 10-12mm, chiều cao sườn lấy từ
1
nhịp của nó.
8 10
Mặt trên bản trực hướng phủ 1 lớp áo đường bằng bêtông asphalt hay một lớp
chất dẻo để tăng độ bám. Lớp phủ cố gắng làm sao cho mỏng nhất:
- Nếu dùng bêtông asphalt δ = 5-6cm, loại này trọng lượng 300-350 kg/m2. Ta
có thể hàn cốt thép5-6 vào bản thép để tăng lực dính của bêtơng vào bản mặt cầu,
đồng thời để cho bêtông nhựa khỏi bị dồn xơ khi có lực trượt. Cốt thép có thể hàn
thành lưới hoặc lượn sóng. Để chống gỉ, trước khi trải lớp bêtông nhựa cần quét một
lớp nhựa mỏng dày khoảng 1cm hoặc tráng 1 lớp kẽm hoặc chì.
- Nếu dùng lớp phủ chất dẻo thì thường dùng keo ebôsi và 1 số chất phụ gia
khác như cao su. Lớp này có chiều dày khoảng 1-2cm và trọng lượng 200-250 kg/m2.
22