CÁC LOẠI CẦU PHỔ BIẾN TRONG XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG

Cầu là một trong những công trình quan trọng của hệ thống hạ tầng giao thông, được xây dựng nhằm đưa tuyến giao thông vượt qua sông, suối, thung lũng, đường bộ, đường sắt hoặc những chướng ngại khác.

Tuy cùng có chức năng tạo tuyến vượt chướng ngại, các cây cầu có thể khác nhau đáng kể về sơ đồ chịu lực, vật liệu, chiều dài nhịp, phương pháp thi công và hình thức kiến trúc.

Theo hệ kết cấu chịu lực, những dạng thường được nhắc đến gồm:

Cầu bản → Cầu dầm → Cầu khung → Cầu giàn → Cầu vòm → Cầu dây văng → Cầu treo

Ngoài cách phân loại theo kết cấu, cầu còn có thể được phân loại theo vật liệu, mục đích sử dụng, vị trí tuyến, đặc điểm nhịp hoặc phương pháp thi công.

2. CẦU ĐƯỢC PHÂN LOẠI NHƯ THẾ NÀO?

Không có duy nhất một cách phân loại cầu. Trong thực tế kỹ thuật, có thể phân chia theo nhiều tiêu chí.

Trong đó, phân loại theo hệ kết cấu chịu lực là cách trực quan để người mới bắt đầu hiểu sự khác nhau giữa các loại cầu.

3. CẦU BẢN LÀ GÌ?

Cầu bản là dạng cầu có kết cấu nhịp làm việc chủ yếu dưới dạng bản.

Có thể hình dung đơn giản:

MẶT CẦU
↓
BẢN CHỊU LỰC
↓
GỐI / VỊ TRÍ ĐỠ
↓
MỐ – TRỤ

Tùy thiết kế, kết cấu bản có thể bằng bê tông cốt thép hoặc bê tông dự ứng lực.

Đặc điểm

Cầu bản thường có cấu tạo tương đối gọn, chiều cao kết cấu có thể thuận lợi trong một số điều kiện bị hạn chế không gian.

Tuy nhiên, phạm vi áp dụng và chiều dài nhịp phải được xác định thông qua tính toán thiết kế, không nên mặc định một giới hạn nhịp duy nhất cho mọi dạng cầu bản.

4. CẦU DẦM LÀ GÌ?

Cầu dầm là một trong những dạng kết cấu phổ biến, trong đó hệ dầm đóng vai trò quan trọng trong việc tiếp nhận và truyền tải trọng của kết cấu nhịp.

Sơ đồ khái quát:

PHƯƠNG TIỆN
↓
BẢN MẶT CẦU
↓
DẦM CẦU
↓
GỐI CẦU
↓
MỐ / TRỤ
↓
MÓNG

Dầm có thể được chế tạo từ:

bê tông cốt thép • bê tông dự ứng lực • thép • kết cấu liên hợp, tùy hệ cầu.

5. CÁC DẠNG DẦM CẦU THƯỜNG GẶP

Không phải tất cả cầu dầm đều có cùng tiết diện.

Một số dạng thường được nhắc đến gồm:

Dầm I

Tiết diện có hình dạng gần giống chữ I, được sử dụng trong nhiều hệ cầu.

Dầm T

Có tiết diện dạng chữ T.

Dầm Super-T

Là dạng dầm bê tông dự ứng lực được sử dụng trong một số công trình cầu.

Dầm hộp

Tiết diện dạng hộp, có thể là một hộp hoặc nhiều hộp tùy thiết kế.

Dầm hộp được sử dụng trong nhiều hệ cầu và đặc biệt phù hợp với một số sơ đồ kết cấu yêu cầu đặc tính chịu xoắn và hình học nhất định.

6. CẦU DẦM BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC

Đây là nhóm đặc biệt quan trọng đối với hệ nội dung của CNA vì có thể liên kết trực tiếp đến cáp dự ứng lực, neo và ống gen.

Trong kết cấu bê tông dự ứng lực, lực dự ứng được tạo ra thông qua hệ cốt thép dự ứng lực và các cấu tạo tương ứng.

Một hệ căng sau có thể khái quát:

CÁP DỰ ỨNG LỰC

↓

ỐNG GEN

↓

HỆ NEO

↓

KẾT CẤU BÊ TÔNG

Cấu tạo cụ thể phụ thuộc công nghệ dự ứng lực được sử dụng.

7. CẦU KHUNG LÀ GÌ?

Ở cầu khung, kết cấu nhịp và bộ phận đỡ có liên kết tạo thành hệ khung chịu lực theo sơ đồ thiết kế.

Điểm khác biệt cơ bản so với cách hình dung đơn giản của cầu dầm kê trên gối là liên kết giữa các cấu kiện trong hệ khung có thể tham gia truyền mô men và các nội lực khác.

Sơ đồ minh họa:

KẾT CẤU NHỊP
↙ ↓ ↘
TRỤ / CHÂN KHUNG
↓
MÓNG

Không phải mọi cầu khung đều cần bố trí gối tại vị trí liên kết giữa nhịp và trụ như cầu dầm kê gối thông thường.

Đây cũng là lý do khi viết về gối cầu, không nên nói rằng mọi cây cầu đều bắt buộc có cùng một hệ gối.

8. CẦU GIÀN LÀ GÌ?

Cầu giàn sử dụng hệ thanh liên kết với nhau tạo thành kết cấu giàn.

Các thanh trong hệ giàn chủ yếu được thiết kế để tiếp nhận các lực dọc, mặc dù trạng thái làm việc thực tế còn phụ thuộc cấu tạo nút và sơ đồ kết cấu.

Hình học đặc trưng thường là:

△▽△▽△▽△

Hệ giàn giúp tạo kết cấu có khả năng vượt nhịp với cách phân bố vật liệu khác so với dầm đặc.

Cầu giàn có thể sử dụng thép hoặc các hệ vật liệu/kết cấu khác tùy thiết kế.

9. CẦU VÒM LÀ GÌ?

Cầu vòm là loại cầu sử dụng vòm làm một thành phần chịu lực đặc trưng.

Hình dạng cơ bản:

MỐ ╲________╱ MỐ
** ╰────╯**
** VÒM**

Kết cấu vòm truyền tải thông qua cơ chế có thành phần lực nén đáng kể về phía các vị trí tựa.

Do đó, điều kiện mố, móng và địa chất có vai trò quan trọng trong thiết kế cầu vòm.

10. CÁC DẠNG CẦU VÒM

Tùy vị trí tương đối giữa mặt cầu và vòm, có thể gặp các cấu hình khác nhau.

Cầu vòm chạy trên

Mặt cầu được bố trí phía trên hệ vòm.

Cầu vòm chạy giữa

Mặt cầu nằm ở vùng trung gian của hệ vòm.

Cầu vòm chạy dưới / dạng vòm phía trên mặt cầu

Vòm nằm phía trên mặt cầu và kết cấu mặt cầu có thể được liên kết với vòm thông qua hệ thanh/dây treo tùy sơ đồ.

Tên gọi cụ thể có thể thay đổi theo tài liệu chuyên ngành; khi triển khai bài chuyên sâu nên minh họa bằng mặt cắt để tránh nhầm lẫn.

11. CẦU DÂY VĂNG LÀ GÌ?

Cầu dây văng là dạng cầu trong đó kết cấu mặt cầu được hỗ trợ bởi các dây văng nối trực tiếp từ tháp cầu xuống kết cấu nhịp.

Sơ đồ dễ nhận biết:

** THÁP**
** ││**
** ╱ ││ ╲**
** ╱ ││ ╲**
════════════════ MẶT CẦU

Dây văng có thể được bố trí theo nhiều hình thức khác nhau tùy thiết kế.

Các thành phần chính có thể gồm:

tháp cầu • dây văng • dầm/mặt cầu • trụ • móng • hệ neo và các cấu kiện liên quan.

12. CẤU TẠO CẦU DÂY VĂNG

Một cầu dây văng điển hình có thể gồm:

Tháp cầu

Là bộ phận quan trọng tiếp nhận tác động từ hệ dây.

Hệ dây văng

Kết nối giữa tháp và kết cấu nhịp.

Kết cấu mặt cầu

Có thể bằng thép, bê tông hoặc kết cấu liên hợp tùy dự án.

Hệ neo

Truyền lực giữa dây và các cấu kiện liên quan.

Móng và trụ

Tiếp nhận tác động từ hệ phía trên và truyền xuống địa tầng.

Cầu dây văng thường tạo hình kiến trúc đặc trưng nhờ hệ tháp và dây.

13. CẦU TREO LÀ GÌ?

Cầu treo sử dụng hệ cáp chủ chạy qua tháp và được neo tại hai đầu, trong khi mặt cầu được hỗ trợ thông qua các dây treo.

Sơ đồ:

NEO ╲___________╱ NEO
** │ │ │ │**
══════│═│═│═│══════ MẶT CẦU

Các thành phần đặc trưng gồm:

cáp chủ • tháp • dây treo • dầm/mặt cầu • khối neo • móng.

Cầu treo thường được biết đến với khả năng áp dụng cho những công trình có yêu cầu vượt nhịp lớn, nhưng lựa chọn loại cầu luôn phải dựa trên bài toán kỹ thuật và kinh tế của dự án.

14. CẦU DÂY VĂNG VÀ CẦU TREO KHÁC NHAU THẾ NÀO?

Đây là một từ khóa rất tốt để mở rộng cluster.

Một cách nhận biết trực quan:

Dây văng: dây xiên đi từ tháp trực tiếp xuống mặt cầu.

Cầu treo: có cáp chủ võng giữa các tháp và hệ dây treo nối xuống mặt cầu.

15. CẦU THÉP LÀ GÌ?

Nếu phân loại theo vật liệu, có thể gặp cầu sử dụng thép làm vật liệu chính cho kết cấu nhịp.

Các dạng có thể bao gồm:

cầu dầm thép • cầu giàn thép • cầu hộp thép • các kết cấu thép chuyên dụng khác.

Ưu điểm và hạn chế của cầu thép cần được đánh giá theo thiết kế, môi trường, chế tạo, vận chuyển, lắp dựng và yêu cầu bảo trì.

Đặc biệt, vấn đề bảo vệ chống ăn mòn là một nội dung đáng xây thành bài cluster riêng.

16. CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

Bê tông cốt thép kết hợp:

BÊ TÔNG + CỐT THÉP

để tạo thành kết cấu làm việc đồng thời.

Bê tông có khả năng chịu nén tốt, trong khi cốt thép đảm nhiệm vai trò quan trọng đối với khả năng chịu kéo và các trạng thái nội lực khác theo thiết kế.

BTCT được sử dụng rộng rãi trong:

móng • mố • trụ • bản • dầm và nhiều cấu kiện cầu khác.

17. CẦU BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC

Bê tông dự ứng lực sử dụng lực dự ứng được tạo trước trong kết cấu nhằm kiểm soát trạng thái ứng suất và đáp ứng yêu cầu thiết kế.

Hai khái niệm thường gặp:

căng trước và căng sau.

Đối với hệ căng sau có bám dính, có thể gặp:

ống gen → cáp dự ứng lực → neo → vữa bơm ống gen, tùy công nghệ.

Đây là một cluster rất quan trọng vì người tìm hiểu cầu bê tông dự ứng lực thường tiếp tục tìm:

• Cáp dự ứng lực là gì?
• Cáp 12.7 và 15.2 khác nhau thế nào?
• Neo dự ứng lực là gì?
• Ống gen là gì?
• Căng kéo cáp dự ứng lực là gì?

18. CẦU LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

Một số kết cấu sử dụng thép và bê tông làm việc liên hợp.

Ví dụ khái quát:

BẢN BÊ TÔNG
↕
LIÊN KẾT CHỊU CẮT
↕
DẦM THÉP

Mục tiêu là khai thác đặc tính của các vật liệu trong một hệ kết cấu được thiết kế làm việc chung.

Không nên hiểu đơn giản rằng bất kỳ cầu nào có cả thép và bê tông đều được gọi là cầu liên hợp; phải có cơ chế liên kết và làm việc liên hợp theo thiết kế.

19. PHÂN LOẠI CẦU THEO MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG

Ngoài kết cấu, cầu còn có thể phân loại theo chức năng.

Cầu đường bộ

Phục vụ giao thông đường bộ.

Cầu đường sắt

Phục vụ tuyến đường sắt.

Cầu dành cho người đi bộ

Phục vụ người đi bộ và các đối tượng được phép theo thiết kế.

Cầu hỗn hợp

Có thể bố trí nhiều chức năng giao thông trong cùng công trình theo thiết kế.

Cầu dẫn hệ thống kỹ thuật

Một số công trình vượt chướng ngại được thiết kế để mang đường ống, tuyến kỹ thuật hoặc hệ thống chuyên dụng.

20. CẦU VƯỢT SÔNG VÀ CẦU VƯỢT ĐƯỜNG

Theo loại chướng ngại, có thể phân biệt:

Cầu vượt sông

Vượt qua sông, kênh hoặc vùng nước.

Thiết kế phải quan tâm đến các điều kiện liên quan như thủy văn, dòng chảy, xói và thông thuyền nếu có.

Cầu vượt đường

Đưa một tuyến giao thông vượt qua tuyến khác.

Ở đây, các yếu tố quan trọng có thể gồm:

tĩnh không → bố trí trụ → hình học tuyến → tổ chức giao thông.

Hai công trình đều là cầu nhưng điều kiện thiết kế có nhiều khác biệt.

21. CẦU CẠN LÀ GÌ?

Cầu cạn thường được hiểu là công trình cầu kéo dài trên địa hình hoặc khu vực mà tuyến cần được nâng cao, thay vì chỉ vượt qua một dòng sông đơn lẻ.

Có thể gặp ở:

đô thị • đường cao tốc • khu vực địa hình phức tạp • tuyến trên cao.

Cầu cạn thường gồm nhiều nhịp liên tục theo tuyến.

22. CẦU MỘT NHỊP VÀ CẦU NHIỀU NHỊP

Một cách phân loại đơn giản khác là số lượng nhịp.

Cầu một nhịp

MỐ ═════════ MỐ

Không có trụ trung gian.

Cầu nhiều nhịp

MỐ ═══ TRỤ ═══ TRỤ ═══ MỐ

Có một hoặc nhiều vị trí đỡ trung gian.

Tuy nhiên, số nhịp không cho biết toàn bộ sơ đồ kết cấu. Một cầu nhiều nhịp có thể là dầm giản đơn, liên tục hoặc một hệ khác.

23. CẦU GIẢN ĐƠN VÀ CẦU LIÊN TỤC

Kết cấu nhịp giản đơn

Mỗi nhịp có hệ kết cấu chịu lực được bố trí theo sơ đồ giản đơn giữa các vị trí đỡ.

Kết cấu liên tục

Kết cấu chịu lực kéo dài liên tục qua nhiều vị trí đỡ.

Minh họa:

Giản đơn:
△════△ △════△ △════△

Liên tục:
△════════△════════△

Sự khác biệt này ảnh hưởng đến phân bố nội lực, chuyển vị, cấu tạo gối và khe co giãn.

24. GỐI CẦU TRONG CÁC LOẠI CẦU

Không phải mọi loại cầu sử dụng cùng một dạng gối.

Tùy thiết kế có thể gặp:

gối cao su cốt bản thép • gối chậu • gối cầu cơ khí • các hệ gối chuyên dụng khác.

Gối cầu được lựa chọn dựa trên các yêu cầu như:

phản lực → chuyển vị → góc quay → kích thước → cấu tạo liên kết → điều kiện khai thác.

Vì vậy, không nên lựa chọn gối chỉ dựa vào kích thước bên ngoài.

25. KHE CO GIÃN TRONG CÁC LOẠI CẦU

Tương tự gối cầu, khe co giãn phải phù hợp với chuyển vị và cấu tạo của công trình.

Có thể gặp:

khe cao su • khe thép • khe răng lược • khe modular • các hệ khe khác.

Việc lựa chọn phụ thuộc vào:

chuyển vị thiết kế → chiều rộng khe → cấu tạo mặt cầu → điều kiện giao thông → hệ liên kết → hồ sơ kỹ thuật.

26. LOẠI CẦU NÀO PHÙ HỢP VỚI CÔNG TRÌNH?

Không thể lựa chọn loại cầu chỉ dựa trên một tiêu chí như “nhịp càng dài càng tốt”.

Phương án cầu được xác định thông qua nhiều yếu tố:

địa hình → địa chất → thủy văn → khẩu độ → tĩnh không → tải trọng → điều kiện thi công → vật liệu → cảnh quan → bảo trì → hiệu quả kinh tế.

Do đó, cùng một vị trí có thể tồn tại nhiều phương án kết cấu để nghiên cứu trước khi lựa chọn phương án theo quy trình của dự án.

27. SO SÁNH NHANH CÁC LOẠI CẦU

Bảng này chỉ dùng để nhận biết cấu tạo tổng quát; không thay thế việc phân loại kỹ thuật theo hồ sơ thiết kế.

28. CÁC VẬT TƯ LIÊN QUAN ĐẾN CÔNG TRÌNH CẦU

Một dự án cầu có thể sử dụng nhiều nhóm vật tư khác nhau:

Cáp dự ứng lực
→ phục vụ hệ kết cấu dự ứng lực phù hợp.

Gối cầu
→ truyền phản lực và đáp ứng chuyển vị/góc quay theo thiết kế.

Khe co giãn
→ đáp ứng chuyển vị tương đối tại các vị trí được thiết kế.

Hộ lan / lan can
→ thuộc hệ phòng hộ theo cấu tạo công trình.

Vật liệu chống thấm
→ bảo vệ các khu vực được thiết kế chống nước.

Vật liệu chèn khe
→ sử dụng tại những cấu tạo khe tương ứng.

Đây chính là điểm để bài kiến thức chuyển traffic sang các trang sản phẩm CNA một cách tự nhiên.

Câu hỏi thường gặp

Có những loại cầu nào?

Theo hệ kết cấu, các loại thường được nhắc đến gồm cầu bản, cầu dầm, cầu khung, cầu giàn, cầu vòm, cầu dây văng và cầu treo.

Cầu dầm là gì?

Cầu dầm sử dụng hệ dầm làm thành phần chịu lực quan trọng của kết cấu nhịp, truyền tác động về các vị trí đỡ.

Cầu dây văng và cầu treo có giống nhau không?

Không. Cầu dây văng có các dây nối trực tiếp từ tháp xuống kết cấu nhịp; cầu treo đặc trưng bởi cáp chủ và hệ dây treo nối mặt cầu với cáp chủ.

Cầu bê tông dự ứng lực là gì?

Đây là cầu có các cấu kiện bê tông dự ứng lực, trong đó lực dự ứng được tạo nhằm đáp ứng trạng thái làm việc theo thiết kế.

Cầu nào có thể sử dụng gối cao su?

Gối cao su có thể được sử dụng ở những hệ cầu mà thiết kế xác định loại gối này phù hợp với phản lực, chuyển vị, góc quay và các yêu cầu kỹ thuật khác.

Loại cầu nào có nhịp lớn nhất?

Khả năng vượt nhịp phụ thuộc vào hệ kết cấu và thiết kế cụ thể. Cầu treo thường được sử dụng cho nhiều công trình có nhịp chính rất lớn, nhưng không nên chọn loại cầu chỉ dựa trên chiều dài nhịp.

Cầu có bắt buộc phải có khe co giãn không?

Việc bố trí khe phụ thuộc sơ đồ kết cấu và thiết kế. Không nên mặc định mọi cầu đều có cùng số lượng, vị trí hoặc loại khe co giãn.

VẬT TƯ CẦU ĐƯỜNG CNA – CUNG CẤP VẬT TƯ CẦU ĐƯỜNG & CÔNG TRÌNH

Vật Tư Cầu Đường CNA chuyên cung cấp các loại vật tư cầu đường, vật liệu giao thông, vật tư hạ tầng và sản phẩm phục vụ thi công công trình. Chúng tôi hỗ trợ tư vấn lựa chọn sản phẩm theo quy cách, thông số kỹ thuật và nhu cầu thực tế của từng công trình.

✓ Đa dạng vật tư cầu đường – giao thông – hạ tầng
✓ Tư vấn sản phẩm theo yêu cầu kỹ thuật công trình
✓ Hỗ trợ báo giá nhanh cho nhà thầu và dự án
✓ Cung cấp số lượng lớn theo nhu cầu thi công
✓ Hỗ trợ giao hàng đến công trình

LIÊN HỆ TƯ VẤN & BÁO GIÁ

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI DỊCH VỤ CNA VIỆT NAM
Thương hiệu: Vật Tư Cầu Đường CNA
Địa chỉ: Số 4, Ngách 527/1 Đường Lĩnh Nam, Phường Vĩnh Hưng, Thành phố Hà Nội, Việt Nam
Hotline: 0888.926.269
Email: vattucauduong.vn@gmail.com
Website: www.vattucauduong.vn

Vật Tư Cầu Đường CNA – Tư vấn đúng nhu cầu, báo giá nhanh, đồng hành cùng nhà thầu và công trình.