Cầu là công trình giúp vượt chướng ngại vật, giảm thời gian di chuyển. Các cấu trúc hiện đại được xây dựng từ các vật liệu có thể chịu được tải trọng lớn.
Những cây cầu là gì
Cây cầu là sự tiếp nối của con đường qua chướng ngại vật. Nó có thể nối hai bờ sông hoặc băng qua đường cao tốc sầm uất, tạo thành nút giao thông. Cầu hiện đại được phân loại theo các tiêu chí sau:
- cho mục đích chính;
- bằng quyết định mang tính xây dựng;
- về chiều dài và chiều rộng;
- theo thời hạn hoạt động;
- theo loại vật liệu xây dựng được sử dụng.
Nhiều cây cầu hiện đại có một mục đích cụ thể. Trên cơ sở này, chúng được phân loại thành:
- người đi bộ;
- đường;
- đường sắt;
- kết hợp.
Cầu kết hợp ngụ ý sự chuyển động của ô tô và đường sắt (xe điện, xe lửa) dọc theo chúng. Những thiết kế như vậy là phổ biến, nhưng để đảm bảo an toàn cho con người, việc kiểm soát giao thông chính xác đôi khi là cần thiết.
Theo đặc điểm kích thước, các cây cầu được phân biệt:
- nhỏ (chiều dài lên đến 25 m);
- trung bình (chiều dài 25-100 m);
- lớn (chiều dài hơn 100m);
- ngoại khóa.
Các công trình ngoại khu bao gồm các công trình có chiều dài vượt quá 300 m và khoảng cách giữa các nhịp từ 60 m trở lên. Loại cấu trúc này cũng bao gồm các cầu phức tạp với sơ đồ tĩnh không tiêu chuẩn, cũng như những cầu có chiều dài vượt quá 500 m và khoảng cách giữa các nhịp nhỏ hơn 60 m.
Những cây cầu hiện đại được xây dựng từ những vật liệu khác nhau, mỗi loại đều có những ưu nhược điểm riêng. Trên cơ sở này, các cấu trúc được chia thành:
- bằng gỗ;
- cục đá;
- bê tông cốt thép;
- Thép;
- bê tông cốt thép.
Để xác định cây cầu thuộc loại cầu gì, bạn cần biết phần nền của cấu trúc thượng tầng được làm bằng vật liệu gì. Nếu các giá đỡ và nhịp được đặt ra, ví dụ, từ khối xây, nhưng có các phần tử bằng gỗ trong kết cấu, thì kết cấu đó vẫn được coi là đá.
Đối với cầu bê tông cốt thép, chân cầu được làm bằng bê tông cốt thép và các phần tử thép, liên kết với nhau bằng các neo hấp thụ lực cắt giữa thép và bê tông.
Theo thời gian sử dụng của chúng, cầu được chia thành:
- tạm thời;
- dài hạn.
Các cấu trúc cố định được xây dựng từ các vật liệu bền hơn, vì các cấu trúc như vậy đòi hỏi sử dụng lâu dài. Các cấu trúc tạm thời thường được làm bằng gỗ.
Các loại kết cấu của cầu hiện đại
Có tính đến giải pháp xây dựng, các cây cầu có thể được chia thành nhiều nhóm:
- chùm tia;
- cong cong;
- bàn điều khiển;
- dây văng;
- treo (lơ lửng).
Cầu dầm
Cầu dầm có kết cấu đơn giản. Nó xuất hiện rất sớm, khi mọi người bắt đầu ném những khúc gỗ qua chướng ngại vật nước để có thể sang được bờ bên kia. Cầu dầm là một kết cấu nằm ngang. Nó đứng trên giá đỡ ở cả hai bên. Các yếu tố chính của nó là dầm và giàn, truyền tải trọng đến các giá đỡ của bệ cầu. Dầm và giàn tạo thành một phần của kết cấu, được gọi là nhịp. Các nhịp là:
- tách ra;
- bàn điều khiển;
- chưa cắt.
Cầu dầm hiện đại được xây dựng từ bê tông cốt thép, thép, nhưng cũng có kết cấu bằng gỗ, cũng rất đáng tin cậy.
Cầu vòm
Cơ sở của việc xây dựng cầu vòm là một vòm (vòm), có thể được làm bằng thép, bê tông cốt thép, các khối bê tông cốt thép riêng lẻ. Kết cấu dạng vòm có thể bao gồm một nhịp và khi đó tải trọng chính sẽ tác động lên các giá đỡ cực hạn. Nếu cầu bao gồm một số kết cấu được kết nối với nhau, tải trọng được phân phối đến tất cả các gối đỡ trung gian và bên ngoài.
Cầu treo
Cấu trúc hỗ trợ chính của cầu treo được làm bằng các yếu tố linh hoạt, bao gồm dây thừng và dây xích. Nó hoạt động trong tình trạng căng thẳng, và lòng đường bị đình chỉ. Cầu treo được gọi là cầu treo, nhưng thuật ngữ này không được sử dụng trong thuật ngữ xây dựng.
Loại kết cấu này được sử dụng trong các trường hợp chiều dài của cầu dài nhưng không thể lắp đặt các giá đỡ trung gian. Các kênh vận chuyển là một ví dụ điển hình cho những nơi như vậy. Trong xây dựng cầu treo hiện đại, người ta sử dụng thêm dầm phụ để giảm tải trọng cho lòng đường. Dây thép cường độ cao được sử dụng làm giá đỡ hệ thống treo. Cầu treo có nhiều ưu điểm, bao gồm khả năng xây dựng trên cao trên mặt nước và tương đối nhẹ. Chúng có thể uốn cong dưới tác động của gió mạnh hoặc động đất mà không làm hỏng cấu trúc. Các loại cầu khác cần được xây dựng nặng hơn và đồ sộ hơn. Trong một số tình huống, sự thiếu cứng rắn, ngược lại, là một bất lợi. Cầu treo có thể uốn cong khi tải trọng phân bố không đều, đó là lý do tại sao các công trình đường sắt hiếm khi được xây dựng bằng nguyên tắc này.
Cầu dây văng
Cầu dây văng là một loại cầu treo dân sinh. Trong trường hợp này, một số giá treo được kết nối với đường bằng cáp thép (dây cáp). Trong những cây cầu như vậy, các dây cáp được kết nối trực tiếp với các giá treo, và đây là điểm khác biệt của chúng so với các cấu trúc treo. Ưu điểm chính của cầu dây văng là tính cơ động của đường bộ thấp hơn. Chúng cũng có thể được chế tạo cho mục đích di chuyển vận tải đường sắt.
Cầu công xôn
Cầu hẫng là kết cấu có các nhịp treo bên ngoài các gối đỡ. Chúng được sử dụng cho chiều dài và chiều rộng nhịp lớn. Hiện tại, chúng hầu như không bao giờ được xây dựng. Cầu công xôn trông rất ấn tượng, nhưng chúng khó sản xuất và có những nhược điểm khác. Độ ổn định của chúng phụ thuộc vào độ ổn định của nhịp cơ sở. Nếu nó bị hư hỏng, toàn bộ cấu trúc có thể dần dần sụp đổ.
Cầu khung
Trong hệ thống khung, các nhịp và kết cấu tạo thành một kết cấu duy nhất. Các khung làm giảm đáng kể mômen uốn. Cầu khung không có lợi thế đáng kể so với cầu dầm, nhưng đồng thời, việc xây dựng chúng đòi hỏi chi phí tài chính và nhân công lớn. Đó là lý do tại sao chúng hiếm khi được chế tạo. Việc sử dụng chúng là hợp lý trong việc xây dựng các cây cầu được thiết kế để vượt qua các hẻm núi sâu. Trong trường hợp này, các trụ nghiêng cho phép bạn đóng các lỗ mở dài.
Một số cây cầu hiện đại rất phức tạp và có thể được phân thành nhiều loại cùng một lúc. Khi lựa chọn kích thước của cầu, các tính năng thiết kế, công nghệ chế tạo và vật liệu, mục đích phải được tính đến. Không chỉ độ bền và sức mạnh của cấu trúc, mà sự an toàn của con người cũng phụ thuộc vào việc quyết định này diễn ra đúng đắn và chu đáo như thế nào.
