NGỌC HÒA CẦU HẦM K48 CHƯƠNG THỨ TƯ CẦU DẦM THÉP –LIÊN HỢP LIÊN TỤC BẢN BÊ TÔNG chức năng của sườn tăng cường có chức năng tạo liên kết ngang và bản bụng dầm sườn tăng cường có chức năng tăng cường cho.
NGỌC HÒA CẦU HẦM K48 CHƯƠNG THỨ TƯ CẦU DẦM THÉP –LIÊN HỢP LIÊN TỤC BẢN BÊ TÔNG - chức sườn tăng cường : - có chức tạo liên kết ngang bụng dầm - sườn tăng cường có chức tăng cường cho dầm chống ổn định cục K/N:Hệ liên kết ngang mặt phẳng kết cấu thuộc mặt phẳng thẳng đứng,vng góc với trục dầm đặt mặt cắt trung gian mặt cắt gối,khoảng cách dầm ngang vào khoảng 3-5m tùy theo quy mô nhịp khoảng cách dầm chủ Vai trò :tạo độ cứng theo phương ngang cầu - Liên kết hệ thành kết cấu khơng biến hình - Tham gia phân bố tải trọng theo phuong ngang cầu Các loại liên kết ngang tùy vào khoảng cách dầm chủ mà chọn dạng liên kết khác Có loại hệ liên kết ngang Liên kết ngang trung gian : thường sử dụng thép góc kích thước tối thiểu thường L>125X125X10 (vì đảm bảo yêu cầu độ mảnh không làm việc bất lợi) không dùng kết cấu dạng dầm tốn khơng cần thiết H lkn (0,6 �0,7)H sb Liên kết ngang gối :thường dụng dạng dầm :vì nơi sau se đặt kích nâng hạ dầm trường hợp thi công sủa chữa cần thiết cấu tạo chắn chọn loại dầm ngang định hình I700, I1200 NGỌC HỊA CẦU HẦM K48 - k/n: liên kết dầm dọc chủ hình thành mặt phẳng kết cấu mặt phẳng nằm ngang (hay cịn gọi hệ giằng gió hệ giằng ngang ) - vai trò : + chống lại lực ngang (gió,lực ly tâm…) truyền lực ngang xuống gối + giảm chiều dài tự cánh nén + đảm bảo tinh chất bất biến hình cua kết cấu khai thác thi công người ta bố trí hệ liên kết dọc giai đoạn giai đoạn thi công người ta gọi hệ liên kết dọc tạm thời - cấu tạo : hệ liên kết dọc phần dầm chủ bổ sung thêm chéo chống ngang tạo thành dàn phằng mặt phẳng nằm ngang,các hệ liên kết dọc cấu tạo từ thép hình,yêu cầu phải đảm bảo yêu cầu cấu tạo chịu lực Khái niệm :mối nối mối nối đoạn dầm Sự cần thiết phải có mối nối : - điều kiện thi công - điều kiện chế tạo - điều kiện vận chuyển thường đoạn dầm chế tạo công xưởng theo đoạn 12m dùng mối nối để nối chúng lại có loại mối nối mối nối bụng,mối nối cánh mối nối bụng :đặc điểm làm việc bụng chủ yếu làm việc chịu cắt phần chịu mômen - mối nối thường dùng loại mối nối đối đầu hạn chế mối nối vị trí có lực cắt lớn dùng mối nối đối đầu giảm NGỌC HÒA CẦU HẦM K48 số lương môi nối chồng tránh truyền lực lệch tâm giảm số đinh chịu lực êm thuận mối nối cánh :đặc điểm mối nối cánh chủ yếu chịu mô men lực tác động N= M/ (h+tbc) Trong M: mơ men tác dụng lên cánh dầm H: chiều cao dầm Tbc:chiều dày táp cánh dầm mối nối dùng loại mối nối đối đầu,so le hay kết hợp hai dùng mối nối đối đầu có đặc điểm sau :đơn giản tốn nhiều táp mối nối so le cánh táp bị gián đoán nhiều vị trí yêu cầu táp,chiều dày táp nhỏ vận chuyền kho khăn dễ bị cong vênh thi cơng khó khăn khối dầm thuận tiện nâng hạ,cẩu theo phương thẳng đứng số ý bố trí mối nối : - nơi mà mối nối thay đổi mặt cắt nên tính tốn cho mặt cắt nhỏ để tính tốn - vị trí mối nối chịu kéo chịu uốn phải dùng liên kết ma sát (bu lông cương độ cao) dùng mối nối liên kết - táp mối nối không bé 8mm - mối nối xưởng nên dùng mối nối hàn,mối nối ngồi cơng trường nên sử dụng mối nối bu lơng tạo độ vồng mục đích : tạo độ vồng trình chủ động làm cho biến dạng kết cấu nâng cao lên hay cịn nói hạn chế độ võng kết cấu làm cho kết cấu thõa mãn điều kiện độ võng độ vồng thường tính sảu y vồng = Ydc+Ydw+1/2Yll với độ võng kết cấu NGỌC HÒA CẦU HẦM K48 y võng = Ydc+Ydw+1/2Yll với việc tạo độ vồng làm cho biên độ dao động dầm bé nhờ xe chạy êm thuận độ vồng dầm thường thiết kế sau : người ta tính tốn độ vồng cho mặt cắt có độ võng lớn độ vồng mặt cắt cịn lại tính theo phương trình đường cong phương pháp tạo độ vồng - với nhịp nhỏ giá trị tạo đọ vồng khơng lớn :nguwofi ta tạo độ vồng cách thay đổi chiều dày lớp phủ mặt cầu - với nhịp lớn người ta se bẻ cong đầu đoạn dầm lúc hàng đinh phải bố trí lại - Khái niệm :khái niệm liên hợp hiểu theo cách liên hợp mặt vật liệu liên hợp mặt kết cấu -liên hợp mặt vật liệu kết cấu có từ loại vật liệu trở lên (mặt cắt liên hợp) - liên hợp vê mặt kết cấu kết cấu có từ dạng sơ đồ tĩnh học trở lên (kết cấu liên hợp) Nguyên lý cấu tạo: mặt cắt liên hợp BTCT-THÉP mặt cắt có phần BTCT thép phần liên kết chặt chẽ với tham gia chịu lực mặt cắt thống Nguyên lý làm việc :các giai đoạn làm việc dầm - Giai đoạn lắp dầm thép + kết cấu chịu lực dầm thép + mặt cắt chịu lực mặt cắt dầm thép NGỌC HÒA CẦU HẦM K48 +tải trọng :tải trọng thân dầm thép - Giai đoạn lăp dựng ván khuôn đổ bê tông + kết cấu chịu lực dầm thép + mặt cắt chịu lực mặt cắt dầm thép +tải trọng : tải trọng bê tông + tải trọng thi công bê tông -giai đoạn thứ sau thi công neo liên kết BTCT đạt cường độ thi công tải trọng giai đoạn lan can gờ chắn + kết cấu chịu lực dầm thép + BTCT + mặt cắt chịu lực mặt cắt liên hợp +tải trọng :tải trọng giai đoạn + hoạt tải Như ngun lý tính tốn là: ứng với giai đoạn làm việc phải dùng kết cấu tải trọng tương ứng dạng kết cấu thi cơng theo phương pháp khác nội lực kết cấu khác Vai trò :trong cầu liên hợp neo liên kết mặt cầu với dầm thép thành kết cấu thống làm việc chịu lực Một số quy định bố trí neo chống cắt - Việc bố trí neo phụ thc vào dầm dầm giản đơn hay liên tục dầm liên tục vũng chịu moomen âm hay momen dương - Với dầm giản đơn phải bố trí neo chống cắt suốt chiều dài dầm - Với dầm liên tục nên bố trí neo dọc chiều dài dầm Trong vùng moomen âm mặt cắt liên hợp khơng bố trí neo vùng nội lực có điểm uốn nên bố trí neo để tránh tượng chuyển đột ngột từ tiết diện liên hợp sang tiết diện không liên hợp Có hai loại neo thường dùng sau : - Neo chữ C NGỌC HÒA CẦU HẦM K48 - Neo đinh :được làm từ thép trịn gia cơng từ thép bon gia cơng nguội có giới hạn kéo chảy nhỏ 350 Mpa Neo gồm phần thân neo mũ neo ưu điểm loại neo có mũ neo nên chống lực trượt lực tách Một số quy định với loại đing neo : chiều cao đinh neo phải lớn lần đường kính cua thân neo Khoảng cách neo theo phương dọc cầu khơng bé lần đường kính thân neo không lớn 600mm Theo phương ngang cầu khoảng cách đinh neo phải lớn lần đường kính thân neo Khoảng cách từ mép thân neo đến mép cánh không bé 25mm - Các neo bố trí để liên kết bê tông dầm thép chúng thiết kế để tạo lực chống trượt chống bóc bê tơng dầm thép - Khi tính tốn neo có nội dung chủ yếu tính tính neo theo trạng thái cường độ trạng thái mỏi - Khi dầm liên hợp chịu uốn gây biến dạng gây lực trượt neo (hay gọi lực cắt ) lực nhổ Các tải trọng gây gồm :tĩnh tải giai đoạn 2,hoạt tải,các yếu tố co ngót từ biến NGỌC HỊA CẦU HẦM K48 - Tính tốn neo gồm bước sau + người ta tính gây trượt neo sức kháng cắt neo từ theo điều kiện cường độ người ta xác định số neo cần bố trí ,sau người dựa vào số neo cần bố trí người ta kiểm toán theo điều kiện mỏi dựa vào thơng số bước neo cần bố trí Mối nối bị phá hoại theo hai phương thức Bản nối không đủ sức kháng Đám bu lông liên kết không đủ sức kháng Như kiểm toán phải kiểm toán theo điều kiện Sức kháng táp phải lớn ứng lực tác dụng lên táp Sức khánh bu lông phải lớn lực tác dụng lên bu lông Tính mối nối bụng dầm :bụng dầm xem tiếp nhận toàn lực cắt phần moomen lực dọc V=Vsp M=Msp*Iw/I N=Nsp*Aw/A Cơng thức kiểm tốn RuNf -kiểm tốn theo bu lơng N*[Nb] >Nf NGỌC HỊA CẦU HẦM K48 Nf=Nsp/2+Msp/(D+(tc+tt)/2) [Nb] =m*k*fms*N Điều chingr nội lực can thiệp cách chủ động để phân bố lại iệu ứng lực kết cấu Mục đích -:dầm giản đơn sơm đua bê tông vào làm việc chung với dầm -dầm liên tục tạo nên lực nén gối tựa (ví trí chịu moomen ấm giai đoạn khai thác đồng thời đưa bê tông chịu tĩnh tải giai đoạn Đối với dầm giản đơn : gồm bước sau Xây dựng trụ tạm lắp đặt dầm thép thi công BTCT - Kết cấu chịu lực dầm thép sơ đồ tĩnh học thay đổi thành dầm liên tục kết cấu liên hợp với tăng - Tải trọng : tĩnh tải 1+ tải trọng thi công Dỡ bỏ trụ tạm thi công mặt cầu, lan can khe biến dạng …hoàn thiện cầu đưa vào khai thác - Kết cấu chịu lực dầm thép + BTCT - Mặt cắt chịu lục mặt cắt liê hợp - Tải trọng :tĩnh tải phần 2+hoạt tải +hiệu ứng ngược phản lực gối trụ tạm Nhận xét :về sơ đồ làm việc trường hợp giống sơ đồ thông thường bê tông đưa vào sớm để chịu lực vời dầm thép Đối vơi dầm liên tục - Trình tự thi cơng lắp đặt dầm thép - Kết cấu chịu lực dầm thép liên tục - Tải trọng :trọng lượng thân dầm thép Kích căng cao độ kê gối trụ P1,P2 hay hạ cao độ kê gối trụ P1,P4 để tạo nên hiệu ứng chuyển vị gối Y1 Y2 - Kết cấu chịu lực dầm thép liên tục nhịp - Tải trọng chuyển vị cưỡng y1 y2 Thi công đổ BT,theo trình tự đổ phần BT đỉnh trụ sau NGỌC HÒA CẦU HẦM K48 Hạ gối trụ P2,P3 nâng trụ P1,P4 - Kết cấu chịu lực dầm liên hợp mặt cắt chịu lực mặt cắt liên hợp - Tải trọng chuyển vị ngược y1.y2 Thi công lớp phủ mặt cầu,lan can tĩnh tải phần Nhận xét : công nghệ gọi điều chỉnh nội lực cách thay đổi cao độ gối mục đích tạo lực nén trước cho thớ mặt cắt đỉnh trụ để triệt tiêu hiệu ứng kéo sau chịu tĩnh tải giai đoạn hoạt tải Khơng ảnh hưởng giải thích cơng thức tính ứng suất dầm thép thay đổi mac bê tông ảnh hưởng đến lực tác dụng lên bê tơng ảnh hưởng đến moomen dẻo từ ảnh hưởng đến sức kháng kết cấu Khi chiều dài nhịp lớn 90 m người ta nghĩ đến phương án làm dầm thép có mặt cắt thay đổi lúc vào biểu đồ moomen tạo thay đổi chiều cao mặt cắt cách tạo đường cong đáy dầm Bố trí đường cong đáy dầm thép theo đường cong parapol hay dạng đường thẳng Việc bố trí có ưu điểm nhược điểm sau: Ưu điểm : - Kết cấu chịu lực hợp lý tăng khả vượt nhịp,tiết kiệm liêu,tăng tính thẩm mỹ cho kết cấu, Nhược điểm :khó khăn thi cơng chế tạo (trong công mặt cắt thay đổi người ta phải thi cơng theo phương pháp NGỌC HỊA CẦU HẦM K48 lắp hẫng bắt đinh vít bu lơng sơng nước phức tạp ,đáng thi công lao kéo dọc dầm thép tốt rát nhiều - Theo TCN18-79 kiêm toán theo trạng thái giơi hạn + trang thái :kiểm toán cường độ,về mỏi ổn định Về cường độ :Kiểm toán theo ứng suất cắt ứng suất pháp, ứng suất tương đương Kiểm tốn mỏi theo ứng suất pháp (sử dụng mơ men khác với kiểm tốn cường độ cịn moomen chống uốn giữ nguyên có xét đến số triết giảm Kiểm toán ổn định theo ứng suất pháp +trạng thái 2: kiểm toán chuyển vị biến dạng,dao động +trạng thái 3: kiểm toán nứt Bề rộng nứt cho phép phải bé giới hạn nứt an=0.2mm Ưu điểm : công thức đơn giản tường minh dễ tính tốn,hiện sử dụng nhiều mà bật cách tính hệ số phân bố ngang Nhươc điểm :chỉ xét làm việc kết cấu vật liệu thép giai đoạn đàn hồi so với TCN 272-05 khơng phát huy hết khả việc vật liệu,đối với vật liệu bê tơng có xét đến bê tơng làm việc ngồi giới hạn đàn hồi ( bê tơng có biến dạng dẻo) tính tốn sử dụng công thức lý thuyết đàn hồi -sử dụng hệ số kinh nghiệm triết giảm -lấy làm việc điểm mặt cắt để đánh giá làm việc chung toàn kết cấu - Theo TCN 272-05 phân ra: + trạng thái giới hạn cường độ Kiểm toán moomen ,về lực cắt,kiểm toán sườn dầm theo điều kiện mỏi + trạng thái giới hạn đặc biệt +trạng thái giới hạn sử dụng NGỌC HÒA CẦU HẦM K48 Kiểm tra độ võng kết cấu hoạt tải tĩnh tải theo phân tích đàn hồi (thông qua đại lượng ứng suất) Kiểm tra chu kỳ dao động (cái lấy TCN 728-79) Ưu điểm : có xét đến vây liệu làm việc trạng thái giới hạn đàn hồi tận dụng hết khả nằng làm việc vật liệu,các hệ số tính tốn chủ yếu hệ số thống kê từ thực tế ví dụ tính mỏi ( nên độ xác cao )