Cầu vòm ống thép nhồi bê tông.

1. www.trungtamtinhoc.edu.vn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
PHÂN HIỆU TẠI TP HỒ CHÍ MINH
LỚP: CẦU ĐƯỜNG BỘ 1 - K54
1

2. MÔN : THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG
NÂNG CAO
UNIVERSITY OF TRANSPORT
AND COMMUNICATIONSGVHD: NGUYỄN XUÂN TÙNG

3. 4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 3
I: ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ, PHẠM VI ÁP DỤNG, ƯU NHƯỢC
ĐIỂM
II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
III. BỐ TRÍ DÂY, CÁP (SƠ ĐỒ TÍNH, BỐ TRÍ CÁP,…)
NỘI DUNG

4. I: ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ, PHẠM VI ÁP DỤNG, ƯU NHƯỢC ĐIỂM
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 4
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦU VÒM ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG
 Caàuvoømoángtheùp nhoàibeâtoângñaõñöôïcxaâydöïng taïiLieânXoâtöø nhöõngnaêm1930
 Trongthôøigian töønaêm1990ñeánnay,caàuvoøm oángtheùpnhoàibeâtoângñaõñöôïcphaùttrieånmaïnhmeõôûTrung
Quoác,vôùi nhieàuloaïi hìnhkeátcaáunhòpvoømchaïytreân,chaïydöôùi,chaïygiöõa,keátcaáucoù hoaëckhoângcoù thanh
caêng.Vôùi caùctieátdieän toåhôïptöø3 oángtheùptrôûleân,caàuvoømoángtheùpnhoàibeâtoângcoù theåvöôïtnhòpleân
tôùi360m.Hieän nay,caùc nöôùckhaùctreântheágiôùi coønsöû duïngkeátcaáuoángtheùpnhoàibeâtoângtronglónhvöïc xaây
döïngdân dụng nhưNga,Phaùp,Myõ,Cannada,vaønhieàunöôùckhaùccuõng ñaõquantaâmñeánkeátcaáunaøy.
 Taïi Vieät Nam cuõng ñaõ xaây döïng xong 3 caàu voøm oáng theùp nhoài treân ñöôøng Nguyeãn Vaên Linh thaønh phoá Hoà Chí
Minh dotövaánnöôùcngoaøithieátkeá.ÔûphíaBaéccuõng coùmoätsoácaàuñang ñöôïcthieákeánhöcaàuHaøn,caàuÑoâng.

5. 4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 5

6. 4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 6

7. I: ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ, PHẠM VI ÁP DỤNG, ƯU NHƯỢC ĐIỂM
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 7
Đặc điểm công nghệ
 Hệ thống kết cấu liên hợp ống thép nhồi bê tông ( Concrete-Filled Steel Tube viết tắt tiếng anh là CFST)
là một hệ thống gồm các cấu kiện chịu lực chính là các ống thép được nhồi đặc bằng bê tông cường độ
cao.
 Kết cấu cầu vòm ống thép nhồi bê tông không những giúp vượt nhịp lớn mà còn là một trong những kết
cấu mang tính thẩm mỹ cao. Tuy nhiên việc áp dụng loại cầu này tại việt nam vẫn chưa được phổ biến
do chưa có quy trình, quy phạm , tiêu chuẩn kỹ thuật , tài liệu hướng dẫn tính toán thiết kế liên quan đến
loại kết cấu này.

8. I: ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ, PHẠM VI ÁP DỤNG, ƯU NHƯỢC ĐIỂM
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 8

9. I: ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ, PHẠM VI ÁP DỤNG, ƯU NHƯỢC ĐIỂM
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 9
Phạm Vi Áp Dụng
• Chiều cao kiến trúc của cầu thấp, hạn chế được cao độ đất đắp đầu cầu góp phần làm giảm độ
dốc của trắc dọc
• Cầu có kiến trúc thanh mảnh, hình vòm cân đối có độ cong bắt mắt vì vậy tính thẩm mỹ cao
phù hợp với cầu hiện đại trong thành phố.
• Áp dụng phù hợp với cả cầu đường bộ và cầu đường sắt.

10. I: ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ, PHẠM VI ÁP DỤNG, ƯU NHƯỢC ĐIỂM
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 10
Ưu điểm
+ Độ bền của lõi bêtông tăng khoảng 2 lần.
+ Bêtông không bị co ngót mà bị trương nở vì không có sự trao đổi độ ẩm giữa bêtông và môi trường bên
ngoài.
+ Sau 2-3 ngày tuổi thì không xuất hiện thêm vết nứt
+ Khối lượng của các cấu kiện ống nhồi bêtông nhỏ hơn so với cấu kiện bêtông cốt thép
+ Lượng thép khi dung ống tròn nhồi bê tông ít hơn so với kết cấu BTCT thông thường khoảng 40%.
+ Không cần ván khuôn trong thi công
- Khi so sánh với kết cấu bêtông có tiếp xúc với môi trường bên ngoài, bêtông trong ống thép có đặc điểm:

11. I: ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ, PHẠM VI ÁP DỤNG, ƯU NHƯỢC ĐIỂM
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 11
+ Tăng khả năng chống biến dạng của ống thép
+ Độ bền ăn mòn và chống gỉ của mặt trong ống thép cao hơn
+ Giảm độ mảnh của cấu kiện
Ưu điểm
- Khi so sánh với kết cấu thép dạng ống:

12. I: ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ, PHẠM VI ÁP DỤNG, ƯU NHƯỢC ĐIỂM
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 12
+ Mặt ngoài của kết cấu ống thép nhồi bêtông nhỏ hơn do đó chi phí sơn phủ và bảo dưỡng thấp hơn
+ Độ bền chống gỉ cao hơn
+ Khả năng ổn định đều hơn
+ Giảm được ảnh hưởng của tải trọng gió
+ Tăng độ cứng chống xoắn
Ưu điểm
- Khi so sánh với kết cấu sử dụng thép hình có mặt cắt hở:

13. I: ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ, PHẠM VI ÁP DỤNG, ƯU NHƯỢC ĐIỂM
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 13
Nhược điểm
+ Loại cầu này tiết kiệm được một khối lượng thép tương đối lớn nhưng giá thành trên một đơn vị thép lại
rất cao.
+ Bê tông phải có độ sụt cao
+Thi công lắp ráp phức tạp.

14. II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 14
Cấu tạo chung kết cấu nhịp

15. II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 15
Cấu tạo sườn vòm
 Tuỳ theo cường độ tải trọng tác dụng sườn vòm có cấu tạo từ một ống
thép hay nhiều ống thép tròn liên kết nhau thông qua bản thép tăng
cường. Các ống thép thường dùng có đường kính ngoài từ 30-120cm,
chiều dày thành ống từ 5-20mm. ống thép được chế tạo từ thép tấm
cuốn tròn có đường kính tuỳ thuộc vào công trình thiết kế.

16. II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 16
Cấu tạo sườn vòm

17. II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 17
Cấu tạo sườn vòm

18. II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 18
Cấu tạo sườn vòm
 Mặt phẳng vòm: có thể cấu tạo thẳng đứng, hoặc khi cần thiết phải tăng độ ổn định của kết cấu, có
thể cấu tạo mặt phẳng vòm dốc nghiêng vào nhau

19. II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 19
Cấu tạo hệ thanh treo
Gồm những thanh treo được cấu tạo từ những bó cáp cường độ
cao. Đầu trên thanh neo được neo cố định vào sườn vòm, đầu
dưới neo vào dầm ngang.

20. II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 20

21. II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 21
Cấu tạo thanh giằng
 Khi cầu có 2 hay nhiều vòm, để chịu lực gió
đẩy ngang cầu, giữa các vòm bố trí các thanh
giằng ngang. Các thanh giằng cũng làm bằng
ống thép nhồi bê tông liên thông với sườn vòm
hoặc thép hình liên kết hàn với sườn vòm. Các
ống của thanh giằng thường làm bằng các ống
thép cuốn dọc đường kính nhỏ, bề dày ống
thép khoảng 5mm. Hệ giằng ngang được bố trí
theo nhiều kiểu chẳng hạn dạng chữ “I”, “K”

22. II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 22
Cấu tạo thanh giằng

23. II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 23

24. II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 24
Cấu tạo hệ cáp giằng chân vòm
 Các bó cáp nối liền 2 chân vòm để chịu
lực đẩy ngang của vòm. Cáp được bố trí 2
bên hệ mặt cầu song song với trục dọc
cầu. Hệ cáp giằng nằm tự do trên mặt
dầm ngang và dầm dọc biên, sau khi căng
cáp xử lý nội lực xong sẽ đậy kín bằng
hộp bê tông để bảo vệ dây cáp tránh chịu
ảnh hưởng của môi trường. Dây cáp
thanh buộc được neo vào chân vòm như
các bó cáp được neo trong dầm bê tông
dự ứng lực. Tất cả các bó cáp đều được
đặt trong các ống nhựa, sau khi căng
xong phải bơm vữa bảo vệ. .

25. II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 25

26. II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 26
Cấu tạo dầm ngang
Dầm ngang bằng BTCT dự
ứng lực M500 với chiều dài
nhịp phụ thuộc bề rộng mặt
cầu. Dầm ngang được bố trí
tại vị trí các cáp treo. Dầm
ngang liên kết với sườn vòm
thông qua cáp treo tại mỗi
đầu dầm. Riêng 2 dầm ngang
ngoài cùng (tại đầu vòm)
được liên kết ngàm với sườn
vòm để thực hiện chức năng
liên kết ngang dưới giữa 2
sườn vòm. .

27. II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
27

28. II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 28
Cấu tạo dầm dọc
Dầm dọc bằng BTCT
thường M400 đúc sẵn hoặc
đổ tại chỗ với chiều dài phụ
thuộc vào khoảng cách
giữa các dầm ngang. Dầm
dọc được nối vào 2 đầu lên
dầm ngang. Trên mặt dầm
dọc và dầm ngang là lớp
BTCT mặt cầu M300 đổ tại
chỗ tạo đồng khối mặt cầu
và hiệu chỉnh cao độ mặt
cầu. Dầm dọc ngoài chức
năng phân bố tải trọng còn
phải định vị cho các dầm
ngang trong quá trình chịu
tải.

29. II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 29
Cấu tạo chân vòm
 Chân vòm là nơi bố trí đầu neo các thanh buộc và cũng là nơi bố trí các gối
cầu để truyền tải trọng xuống mố trụ cầu. Độ cứng không gian của vòm tăng
đáng kể là nhờ liên kết bởi dầm ngang tại vị trí chân vòm. Chân vòm được
cấu tạo từ thép bản dày 12 ~15mm, bên trong được lấp đầy bê tông cốt thép.

30. II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 30
Cấu tạo chân vòm
Chân vòm là nơi bố trí đầu neo các thanh buộc và
cũng là nơi bố trí các gối cầu để truyền tải trọng
xuống mố trụ cầu. Độ cứng không gian của vòm
tăng đáng kể là nhờ liên kết bởi dầm ngang tại vị
trí chân vòm. Chân vòm được cấu tạo từ thép bản
dày 12 ~15mm, bên trong được lấp đầy bê tông
cốt thép.

31. II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 31
Cấu tạo chân vòm

32. II. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP (HÌNH DẠNG, KÍCH THƯỚC…)
4/04/2017 | Nhóm 11 | CĐBO1 – K54 | 32

33. III. Sơ Đồ Tính
Đối với những vòm là một phần của
đường tròn, nếu tải trọng phân bố
đều tác dụng hướng tâm lên vòm
như thì sẽ không gây ra momen uốn
trong vòm
Thay thế tải trọng phân bố đều bằng
các lực tập trung giống nhau và cách
đều dọc theo trục vòm cũng tác
dụng hướng tâm. Với một số lượng
lớn vô hạn các lực tập trung như thế
sẽ phản ánh giống tác dụng của tải
phânbố đều.

34. III. Sơ Đồ Tính
Nếu độ lệch này càng lớn, momen xuất
hiện trong vòm càng lớn
Trong cầu vòm với đường xe chạy dưới,
tải trọng không tác dụng trực tiếp lên vòm.
Do đó, tải trọng thẳng đứng được thay thế
bằng cách sử dụng các dây treo với các nút
bố trí cách đều và giao nhau ở tâm vòm
tròn, chịu lực tập trung P tại tâm.

35. 35

36. Các Thành Viên Trong Nhóm:
4.Nguyễn Quốc Hùng
5.Phạm Tín Hiếu
6. Trần Quang Khải
1.Bùi Đức Hoàng
2.Trương Văn Hòa
3.Lê Văn Hưng