GỐI CẦU LÀ GÌ? CẤU TẠO, CHỨC NĂNG VÀ CÁC LOẠI GỐI CẦU

Gối cầu là bộ phận được bố trí giữa kết cấu nhịp cầu và mố hoặc trụ cầu trong các hệ kết cấu sử dụng gối.

Nhiệm vụ cơ bản của gối là truyền phản lực từ kết cấu nhịp xuống kết cấu phần dưới, đồng thời cho phép hoặc kiểm soát các chuyển vị và góc quay theo yêu cầu thiết kế của từng hệ gối.

Có thể hình dung đơn giản:

KẾT CẤU NHỊP
↓
GỐI CẦU
↓
BỆ KÊ GỐI
↓
MỐ / TRỤ
↓
MÓNG
↓
ĐỊA TẦNG

Mặc dù kích thước của gối tương đối nhỏ so với toàn bộ công trình, đây là bộ phận có vai trò quan trọng trong đường truyền lực và khả năng chuyển vị của kết cấu cầu.

2. GỐI CẦU NẰM Ở ĐÂU?

Gối thường nằm tại vùng tiếp xúc giữa đầu kết cấu nhịp và bệ kê gối trên mố hoặc trụ.

Sơ đồ cầu dầm đơn giản:

            KẾT CẤU NHỊP
══════════════════════════════
      ↓                  ↓
   GỐI CẦU            GỐI CẦU
      ↓                  ↓
     MỐ                 TRỤ
      ↓                  ↓
    MÓNG                MÓNG

Không phải mọi cây cầu đều sử dụng cùng một loại gối và cũng không nên mặc định mọi vị trí gối đều có chức năng giống nhau.

3. TẠI SAO CẦU CẦN GỐI?

Kết cấu cầu không phải một hệ hoàn toàn bất động.

Trong quá trình làm việc, kết cấu có thể xuất hiện:

chuyển vị dọc/ngang • góc quay • biến dạng do tải trọng • thay đổi kích thước liên quan đến nhiệt độ • các chuyển động khác theo sơ đồ kết cấu.

Nếu liên kết giữa dầm và mố/trụ được thiết kế theo dạng sử dụng gối, gối sẽ tham gia truyền lực đồng thời đáp ứng các chuyển động được tính toán.

Có thể hiểu:

Gối cầu = bộ phận trung gian giữa kết cấu nhịp và kết cấu đỡ.

4. CHỨC NĂNG CỦA GỐI CẦU

4.1. Truyền phản lực

Đây là chức năng cơ bản.

Kết cấu nhịp → Gối → Mố/Trụ → Móng

Gối tiếp nhận phản lực tại vị trí kê và truyền xuống kết cấu phía dưới.

4.2. Cho phép góc quay theo thiết kế

Khi kết cấu nhịp biến dạng, vùng đầu nhịp có thể xuất hiện góc quay.

Tùy loại gối, cấu tạo gối được thiết kế để đáp ứng góc quay trong phạm vi yêu cầu.

4.3. Cho phép hoặc kiểm soát chuyển vị

Một số gối cho phép chuyển động theo một hoặc nhiều phương; một số gối hạn chế chuyển động theo những phương xác định.

4.4. Tạo điều kiện làm việc cho hệ kết cấu

Việc bố trí đúng loại gối giúp sơ đồ thực tế phù hợp với giả thiết và yêu cầu của thiết kế kết cấu.

5. ĐƯỜNG TRUYỀN TẢI QUA GỐI CẦU

Đây là đoạn nên tối ưu cho Featured Snippet:

Phương tiện

↓

Mặt cầu

↓

Bản mặt cầu

↓

Dầm / kết cấu nhịp

↓

GỐI CẦU

↓

Bệ kê gối

↓

Mố / Trụ

↓

Móng

↓

Nền đất

Gối nằm ở một vị trí rất quan trọng trên đường truyền phản lực từ phần trên xuống phần dưới của cầu.

6. GỐI CẦU HOẠT ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO?

Nguyên lý phụ thuộc vào loại gối.

Ví dụ, đối với một hệ có yêu cầu chuyển vị:

Nhiệt độ tăng → kết cấu có xu hướng giãn dài

→ gối phù hợp cho phép chuyển vị theo phương được thiết kế.

Khi:

Nhiệt độ giảm → kết cấu có xu hướng co lại

→ hệ gối tiếp tục đáp ứng chuyển vị theo cấu hình thiết kế.

Ngoài chuyển vị tịnh tiến, gối còn có thể phải đáp ứng góc quay của kết cấu nhịp.

Vì vậy, không nên hiểu gối chỉ là một “miếng đệm” đặt dưới dầm.

7. CÁC LOẠI GỐI CẦU PHỔ BIẾN

Có nhiều cách phân loại. Theo dạng kết cấu, một số nhóm thường gặp gồm:

Gối cao su

Sử dụng tính đàn hồi của vật liệu elastomer để đáp ứng yêu cầu làm việc.

Gối cao su cốt bản thép

Gồm nhiều lớp cao su và các bản thép gia cường bên trong.

Gối chậu

Sử dụng cấu tạo dạng chậu kết hợp vật liệu elastomer và các bộ phận khác để truyền tải, cho phép quay và, ở các cấu hình nhất định, chuyển vị.

Gối cầu dạng cầu / spherical bearing

Sử dụng bề mặt cong trong cơ chế quay của hệ gối.

Các hệ gối cơ khí khác

Được lựa chọn theo tải trọng, chuyển vị, góc quay và yêu cầu của từng dự án.

8. GỐI CẦU CAO SU LÀ GÌ?

Gối cao su sử dụng đặc tính đàn hồi của elastomer để tiếp nhận và truyền tải tại vị trí kê.

Một dạng thường gặp trong cầu đường là gối cao su cốt bản thép.

Cấu tạo điển hình:

┌───────────────────────┐
│    LỚP CAO SU NGOÀI   │
├───────────────────────┤
│       CAO SU          │
├───────────────────────┤
│    BẢN THÉP TRONG     │
├───────────────────────┤
│       CAO SU          │
├───────────────────────┤
│    BẢN THÉP TRONG     │
├───────────────────────┤
│       CAO SU          │
└───────────────────────┘

9. GỐI CẦU CAO SU CỐT THÉP

Đây là nhóm sản phẩm rất phù hợp với website Vật Tư Cầu Đường.

Gối cầu cao su cốt thép hay gối cao su cốt bản thép là loại gối elastomeric gồm các lớp cao su xen kẽ với bản thép gia cường.

Cấu tạo cơ bản:

Lớp cao su bảo vệ ngoài

↓

Cao su

↓

Bản thép

↓

Cao su

↓

Bản thép

↓

Cao su

Các lớp thép gia cường nằm bên trong khối gối, trong khi cao su bên ngoài tạo lớp bao che theo cấu tạo của sản phẩm.

10. CẤU TẠO GỐI CAO SU CỐT BẢN THÉP

Một gối dạng chữ nhật có thể mô tả bằng:

A = chiều dài

B = chiều rộng

H = tổng chiều cao

Bên trong gồm:

• các lớp elastomer;
• các bản thép gia cường;
• lớp cao su bao ngoài;
• các lớp liên kết thành một khối hoàn chỉnh.

Các thông số như:

A × B × H

số lớp cao su

chiều dày lớp cao su

số lượng bản thép

chiều dày bản thép

phải được xác định theo thiết kế và hồ sơ kỹ thuật của loại gối cụ thể.

Không nên lấy một kích thước gối phổ biến để áp dụng cho mọi công trình.

11. GỐI CAO SU BIẾN DẠNG NHƯ THẾ NÀO?

Ở mức nguyên lý, elastomer có khả năng biến dạng để đáp ứng chuyển động của kết cấu.

Ví dụ:

BAN ĐẦU

   DẦM
════════════
████████████   ← GỐI
────────────
    TRỤ


KHI CÓ CHUYỂN VỊ THIẾT KẾ

      DẦM →
════════════
  ╱████████╱
────────────
    TRỤ

Giới hạn chuyển vị phải theo thiết kế và tài liệu kỹ thuật.

12. GỐI CỐ ĐỊNH VÀ GỐI DI ĐỘNG

Đây là nhóm từ khóa rất quan trọng cho SEO.

Gối cố định

Trong sơ đồ kết cấu, gối cố định được bố trí để hạn chế các chuyển vị nhất định và truyền các lực tương ứng theo thiết kế.

Gối di động

Cho phép chuyển vị theo một hoặc nhiều phương tùy loại.

Có thể minh họa đơn giản:

GỐI CỐ ĐỊNH:
↔ hạn chế chuyển vị theo phương thiết kế

GỐI DI ĐỘNG:
← [ GỐI ] →

cho phép chuyển vị theo phương được xác định.

Phân loại thực tế chi tiết hơn và phụ thuộc vào loại gối.

13. GỐI DẪN HƯỚNG

Một số hệ gối được cấu tạo để:

cho phép chuyển vị theo một phương

nhưng

hạn chế chuyển vị theo phương khác.

Có thể hình dung:

        ↑ HẠN CHẾ
        │
←──── CHO PHÉP ────→
        │
        ↓ HẠN CHẾ

14. GỐI CHẬU LÀ GÌ?

Gối chậu – pot bearing là một loại gối cầu sử dụng cấu tạo dạng chậu kim loại kết hợp với phần elastomer bị giới hạn trong chậu và các bộ phận truyền lực/chuyển động khác tùy cấu hình.

Nguyên lý tổng quát:

KẾT CẤU NHỊP

↓

TẤM PHÍA TRÊN

↓

HỆ GỐI CHẬU

↓

TẤM ĐÁY

↓

MỐ / TRỤ

Gối chậu có nhiều biến thể như:

cố định • dẫn hướng • di động đa hướng, tùy thiết kế.

Thông số tải, chuyển vị và góc quay phải lấy từ hồ sơ kỹ thuật của từng model.

15. GỐI SPHERICAL / GỐI CẦU DẠNG MẶT CONG

Spherical bearing sử dụng bề mặt cong trong cơ chế quay của gối.

Loại gối này thường được xem xét trong các công trình có yêu cầu kỹ thuật phù hợp về:

tải trọng • chuyển vị • góc quay • không gian lắp đặt • tuổi thọ thiết kế và bảo trì.

Không nên mặc định gối spherical “tốt hơn” gối cao su hay gối chậu.

Mỗi loại phù hợp với những yêu cầu khác nhau.

16. SO SÁNH KHÁI QUÁT CÁC NHÓM GỐI

Bảng chỉ dùng để hiểu nguyên lý.

Việc lựa chọn phải dựa trên yêu cầu thiết kế cụ thể.

17. CÁC THÔNG SỐ QUAN TRỌNG KHI CHỌN GỐI CẦU

Không nên chọn gối chỉ bằng kích thước.

Những thông số cần xem xét có thể gồm:

1. Phản lực thiết kế

Gối phải phù hợp với các trường hợp tải trọng của vị trí kê.

2. Chuyển vị

Xác định chuyển vị yêu cầu theo phương dọc/ngang.

3. Góc quay

Xác định khả năng quay cần thiết tại vị trí gối.

4. Kích thước hình học

Chiều dài, rộng, cao và kích thước vùng kê.

5. Loại chuyển động

cố định / một hướng / đa hướng tùy hệ gối.

6. Điều kiện môi trường

Nhiệt độ, nước, bụi bẩn và các điều kiện khai thác liên quan.

7. Tiêu chuẩn và hồ sơ dự án

Đây là căn cứ kỹ thuật quan trọng khi lựa chọn.

18. TIÊU CHUẨN GỐI CẦU CAO SU

Đối với gối cầu cao su cốt bản thép, một tài liệu kỹ thuật có thể được tham khảo trong dự án tại Việt Nam là:

TCVN 10308:2014 – Gối cầu cao su cốt bản thép không có tấm trượt trong cầu đường bộ – Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử.

Tuy nhiên, tiêu chuẩn áp dụng cho từng dự án cần căn cứ hồ sơ thiết kế, chỉ dẫn kỹ thuật và yêu cầu hợp đồng.

Không nên mặc định mọi sản phẩm gối cầu trên thị trường đều đáp ứng TCVN 10308:2014 nếu chưa có hồ sơ chứng minh cho chính sản phẩm đó.

19. GỐI CẦU VÀ MỐ CẦU

Tại mố:

        DẦM CẦU
════════════════════
          ↓
       GỐI CẦU
          ↓
      BỆ KÊ GỐI
          ↓
        MỐ CẦU
          ↓
         MÓNG

20. GỐI CẦU VÀ TRỤ CẦU

Tại trụ cầu:

          DẦM
════════════════════
      ↓        ↓
     GỐI      GỐI
      ↓        ↓
┌──────────────────┐
│     XÀ MŨ TRỤ    │
└──────────────────┘
          ↓
       THÂN TRỤ
          ↓
        MÓNG

21. GỐI CẦU VÀ KHE CO GIÃN CÓ LIÊN QUAN THẾ NÀO?

Đây là một chủ đề quan trọng trong cluster.

Khi kết cấu nhịp thay đổi chiều dài hoặc có chuyển vị theo thiết kế:

Gối cầu tham gia đáp ứng chuyển động tại vị trí kê.

Trong khi:

Khe co giãn xử lý chuyển vị tương đối tại vị trí gián đoạn của mặt cầu nơi thiết kế bố trí khe.

Có thể hiểu đơn giản:

GỐI → chuyển động tại vị trí kê

KHE CO GIÃN → chuyển động tại vùng gián đoạn mặt cầu

Hai hệ thống có liên quan đến chuyển vị của cầu nhưng không phải cùng một bộ phận.

22. GỐI CẦU CÓ GIÚP “CHỐNG RUNG” KHÔNG?

Không nên mô tả tất cả gối cầu đơn giản là thiết bị “chống rung”.

Một số loại vật liệu elastomer có khả năng biến dạng và có các đặc tính động lực nhất định, nhưng chức năng thiết kế của từng hệ gối phải được xác định theo hồ sơ kỹ thuật.

Đặc biệt cần phân biệt:

gối cầu thông thường

với

thiết bị cách chấn/chống động đất chuyên dụng.

Hai khái niệm này không nên dùng thay thế cho nhau.

23. KÍCH THƯỚC GỐI CẦU

Kích thước gối phụ thuộc vào thiết kế.

Đối với gối chữ nhật thường ký hiệu:

A × B × H

Trong đó:

A: chiều dài
B: chiều rộng
H: tổng chiều cao

Ví dụ minh họa cách ghi:

A × B × H (mm)

Không nên đăng một bảng kích thước “chuẩn” nếu đó không phải catalogue của chính dòng sản phẩm đang cung cấp.

Đối với trang sản phẩm CNA, nên sử dụng:

“Kích thước: gia công/lựa chọn theo hồ sơ thiết kế và yêu cầu kỹ thuật của dự án.”

nếu chưa có catalogue xác nhận.

24. CÁCH LỰA CHỌN GỐI CẦU

Một quy trình kỹ thuật khái quát có thể trình bày:

BƯỚC 1: Xác định sơ đồ kết cấu.

↓

BƯỚC 2: Xác định phản lực tại vị trí gối.

↓

BƯỚC 3: Xác định chuyển vị yêu cầu.

↓

BƯỚC 4: Xác định góc quay.

↓

BƯỚC 5: Xác định gối cố định/di động/dẫn hướng.

↓

BƯỚC 6: Kiểm tra kích thước vùng kê.

↓

BƯỚC 7: Đối chiếu tiêu chuẩn và chỉ dẫn kỹ thuật.

↓

BƯỚC 8: Lựa chọn sản phẩm phù hợp hồ sơ thiết kế.

Đối với công trình thực tế, việc lựa chọn cần do đơn vị chuyên môn thực hiện theo hồ sơ dự án.

25. LẮP ĐẶT GỐI CẦU

Ở mức kiến thức, quy trình có thể mô tả khái quát:

Kiểm tra vị trí và cao độ

↓

Kiểm tra bệ kê gối

↓

Xác định tim và hướng gối

↓

Đặt gối theo hồ sơ thiết kế

↓

Lắp/đặt kết cấu phía trên theo biện pháp được duyệt

↓

Kiểm tra vị trí và trạng thái gối

↓

Nghiệm thu

Việc lắp đặt thực tế phải theo bản vẽ, tài liệu của nhà sản xuất, chỉ dẫn kỹ thuật và biện pháp thi công được phê duyệt.

26. VÌ SAO CAO ĐỘ BỆ KÊ GỐI QUAN TRỌNG?

Gối tạo ra một vị trí truyền lực giữa dầm và kết cấu phần dưới.

Do đó, cao độ và hình học vùng kê có liên quan trực tiếp đến vị trí của kết cấu nhịp.

Những yếu tố cần kiểm soát gồm:

tim gối • cao độ • mặt kê • hướng lắp • khoảng cách gối • vị trí so với tim dầm.

Dung sai cụ thể phải theo tài liệu kỹ thuật và hồ sơ dự án.

27. KIỂM TRA GỐI CẦU TRONG QUÁ TRÌNH KHAI THÁC

Trong kiểm tra công trình, có thể quan sát các dấu hiệu liên quan đến:

vị trí gối • biến dạng bất thường • nứt/tách vật liệu • ăn mòn bộ phận kim loại • bụi bẩn/vật cản tại vùng chuyển động • tình trạng bệ kê • dấu hiệu chuyển vị ngoài dự kiến.

Đối với gối cao su, có thể cần chú ý tới:

biến dạng • nứt • phồng bất thường • tách lớp • tình trạng lớp cao su bảo vệ.

Việc kết luận tình trạng kỹ thuật phải dựa trên kiểm tra chuyên môn, không chỉ qua quan sát ảnh.

28. KHI NÀO CẦN THAY GỐI CẦU?

Không có một mốc thời gian duy nhất áp dụng cho tất cả gối cầu.

Quyết định sửa chữa hoặc thay thế cần căn cứ vào:

kết quả kiểm định/kiểm tra • mức độ hư hỏng • chức năng còn lại • hồ sơ thiết kế • yêu cầu khai thác • đánh giá của đơn vị chuyên môn.

Không nên sử dụng tuổi thọ quảng cáo chung để quyết định thay gối cho một cây cầu cụ thể.

29. GỐI CẦU CAO SU VÀ GỐI CHẬU – NÊN DÙNG LOẠI NÀO?

Không có loại gối tốt nhất cho mọi công trình.

Việc lựa chọn phụ thuộc vào:

30. SƠ ĐỒ TỔNG THỂ GỐI CẦU

                  XE
                   ↓
════════════════════════════
              MẶT CẦU
════════════════════════════
           KẾT CẤU NHỊP
                   ↓
             ┌────────┐
             │ GỐI CẦU│
             └────────┘
                   ↓
              BỆ KÊ GỐI
                   ↓
              MỐ / TRỤ
                   ↓
                 MÓNG
                   ↓
                ĐỊA TẦNG

Bên cạnh gối nên thể hiện ba chức năng:

↓ TRUYỀN PHẢN LỰC

↔ CHUYỂN VỊ THEO THIẾT KẾ

↶ GÓC QUAY THEO THIẾT KẾ

CÂU HỎI THƯỜNG GẶP

Gối cầu là gì?

Gối cầu là bộ phận trung gian giữa kết cấu nhịp và mố/trụ trong hệ cầu sử dụng gối, giúp truyền phản lực và đáp ứng chuyển vị, góc quay theo thiết kế.

Gối cầu nằm ở đâu?

Gối thường được đặt giữa đầu kết cấu nhịp và bệ kê gối trên mố hoặc trụ cầu.

Gối cầu có tác dụng gì?

Gối truyền phản lực từ kết cấu nhịp xuống mố/trụ và, tùy loại, cho phép hoặc kiểm soát chuyển vị và góc quay.

Có những loại gối cầu nào?

Một số nhóm thường gặp gồm gối elastomer, gối cao su cốt bản thép, gối chậu và gối spherical cùng các hệ gối chuyên dụng khác.

Gối cầu cao su cốt thép là gì?

Đây là loại gối elastomer gồm các lớp cao su xen kẽ với các bản thép gia cường bên trong.

Gối cố định và gối di động khác nhau thế nào?

Gối cố định hạn chế những chuyển vị nhất định theo sơ đồ thiết kế, trong khi gối di động cho phép chuyển vị theo một hoặc nhiều phương được xác định.

Gối cầu và khe co giãn có giống nhau không?

Không. Gối nằm tại vị trí kê giữa kết cấu nhịp và mố/trụ; khe co giãn nằm tại vùng gián đoạn mặt cầu được thiết kế để đáp ứng chuyển vị tương đối.

Kích thước gối cầu được chọn như thế nào?

Kích thước phải được xác định dựa trên tải trọng, chuyển vị, góc quay, kích thước vùng kê, loại gối và các yêu cầu kỹ thuật của công trình.

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.