thiết kế cầu thép nâng cao chương 1 cấu tạo cầu giàn

NỘI DUNG CHÍNH Giới thiệu chung  Tổng quan về các dạng và các sơ đồ cầu giàn thép  Cấu tạo giàn chủ  Cấu tạo thanh giàn  Cấu tạo mặt cầu và hệ dầm mặt cầu  Cấu tạo nút giàn  Hệ li

Trang 1

THIẾT KẾ CẦU THÉP NÂNG CAO

CHƯƠNG I: CẤU TẠO CẦU GIÀN

TS Hồ Xuân Nam

Trang 2

NỘI DUNG CHÍNH

 Giới thiệu chung

 Tổng quan về các dạng và các sơ đồ cầu giàn thép

 Cấu tạo giàn chủ

 Cấu tạo thanh giàn

 Cấu tạo mặt cầu và hệ dầm mặt cầu

 Cấu tạo nút giàn

 Hệ liên kết trong cầu giàn

Trang 3

Cấu tạo giàn chủ

Cấu tạo thanh giàn

Cấu tạo mặt cầu và

hệ dầm mặt cầu

Cấu tạo nút giàn

Hệ liên kết trong

cầu giàn

Trang 4

Trang 5

cầu giàn

Trang 6

Trang 7

 Quy mô thiết kế cầu v μ quy mô của tải trọng thiết kế

 Đảm bảo cho KCN cầu có đủ khả năng chịu lực: theo điều kiện về c ờng độ vường độ v μ iều kiện về đ

độ cứng, cũng nh dao động ường độ v

 Đảm bảo khổ thông xe, tính mỹ quan v μ hạn chế chiều cao kiến trúc của cầu

 Phù hợp với điều kiện thi công v μ lắp ghép kết cấu nhịp

 Kinh nghiệm:

 Gi n giản đơn có biên song song: H/L= 1/10 μ ữ1/7

 Dμn giản đơn có biên đa giác: H/L= 1/8 n giản đơn có biên đa giác: H/L= 1/8 μ ữ 1/5

 Dμn giản đơn có biên đa giác: H/L= 1/8 μ n liên tục: Có thể chọn dμ n có chiều cao thay đổi: H/L= 1/12 ữ 1/10

 Định hỡnh:

 Dμn giản đơn có biên đa giác: H/L= 1/8 μ n Trung Quốc: H = 11 m , với dμ n L < 80 m.; H = 15 m với d n L = 96m v 112 m trở lên.μ μ

 Dμn giản đơn có biên đa giác: H/L= 1/8 n Liên Xô : H = 8.5 m v 11.25 m μ μ Dμn giản đơn có biên đa giác: H/L= 1/8 n Krupp (Bỉ) : H = 6 m μ Dμn giản đơn có biên đa giác: H/L= 1/8 n Nhật: H = 8.5 μ ữ 10.5 m

 Theo 22TCN 272 - 05 : H/L≥ 1/10

Trang 8

 Đ ờng bộ, lề ng ời đi th ờng đ ợc bố trí ở ngoường độ v ường độ v ường độ v ường độ v μ i dμ n để giảm chiều dμ i dầm ngang

 Đ ờng sắt: Đ ờng ng ời đi bộ th ờng đ ợc bố trí ở bên trong dường độ v ường độ v ường độ v ường độ v ường độ v μ n

 Đối với cầu chạy d ớiường độ v : B/L= 1/25 ữ 1/20

 Đối với cầu chạy trên: B/L= 1/20 ữ 1/16

Trang 9

 Dμn giản đơn có biên đa giác: H/L= 1/8 μ n tam giác: d = (1 ữ 1,2)H

 Dμn giản đơn có biên đa giác: H/L= 1/8 μ n có thanh đứng, thanh treo: d = (0,6 ữ 0,8)H

 Chiều dμ i khoang th ờng chọn: −ờng độ v

Đối với cầu chạy trên d= (2 ữ 6)m Đối với cầu chạy d ới d= (6 −ờng độ v ữ 11)m

Trang 10

TIÊU CHUẨN HÓA VÀ ĐỊNH HÌNH HÓA CKN GIÀN

 Giàn Việt Nam 64-71:

 Lmax = 50m

 Giàn Effell:

Trang 11

Trang 12

Trang 13

cầu giàn

TIÊU CHUẨN HÓA VÀ ĐỊNH HÌNH HÓA CKN GIÀN

 Giàn Liên Xô:

Trang 14

Trang 15

 Dμn giản đơn có biên đa giác: H/L= 1/8 ễ liên kết các thanh vμ o trong nút dμ n

 Dμn giản đơn có biên đa giác: H/L= 1/8 ễ thay đổi tiết diện thanh, dễ tăng c ờng sửa chữa ường độ v

 Tiết diện thanh cần đơn giản, ít chi tiết, dễ chế tạo, dễ lắp ráp, dễ kiểm tra, dễ sơn lại v μ không bị đọng n ớc, đất, cát trong quá trình khai thác ường độ v

 Chiều cao của tiết diện phụ thuộc vμ o diện tích tiết diện v μ sự thay đổi diện tích các thanh trong các khoang dμ n (đối với thanh biên) nh ng không nên chọn lớn hơn 1/15 chiều dường độ v μ i thanh để đảm bảo giả thiết tính toán các nút dμ n đều l μ khớp

 Chiều ngang thanh ngoμ i việc để đảm bảo cho độ cứng của thanh còn phải đảm bảo cho dễ tán đinh, dễ cạo rỉ, dễ sơn:

+ Khoảng cách giữa hai thμ nh đứng 400mm, tiết diện nhỏ lòng không sâu thì 300mm ≥ 400mm, tiết diện nhỏ lòng không sâu thì ≥300mm ≥ 400mm, tiết diện nhỏ lòng không sâu thì ≥300mm + Khoảng cách tĩnh của mép thép góc gắn trên hai bản đứng cho tiết diện hình hộp có thép góc quay vμ o trong 200mm ≥ 400mm, tiết diện nhỏ lòng không sâu thì ≥300mm

Trang 16

Cấu tạo nỳt giàn

Hệ liờn kết trong

 Đặc điểm:

 Cấu tạo đơn giản, dễ lắp ráp v dễ chế tạo μ

 Độ cứng của thanh nhỏ nhất l μ khi chịu uốn ngang ra ngoμ i mặt phẳng dμ n

 Khó cấu tạo đ ợc thanh có tiết diện lớn −ờng độ v

 Khó đảm bảo điều kiện cấu tạo nút dμ n l μ trục các thanh dμ n phải giao nhau tại một điểm nhất l μ khi cần thay đổi tiết diện thanh dμ n

THANH MỘT THÀNH ĐỨNG

 Phạm vi ỏp dụng:

 Cầu có khẩu độ v μ chịu tải trọng nhỏ

 Cầu lắp ghép v μ tháo dỡ trong thời gian ngắn, đặc biệt l μ các cầu quân sự

Trang 17

 Đảm bảo độ cứng của thanh dμ n theo cả hai ph ơng ường độ v

 Dμn giản đơn có biên đa giác: H/L= 1/8 ễ dμ ng phát triển v μ thay đổi tiết diện thanh nh ng vẫn đảm bảo điều kiện trục các thanh ường độ v

đồng quy tại một điểm

 Cấu tạo đơn giản, dễ tháo lắp, thay thế v μ bổ xung khi cần thiết

 Dμn giản đơn có biên đa giác: H/L= 1/8 ễ cạo gỉ v sơn lại trong quá trình duy tu bảo d ỡng μ ường độ v

 Không bị đọng n ớc vường độ v μ ọng rác bẩn gây ri thép đ

THANH HAI THÀNH ĐỨNG

 Phạm vi ỏp dụng: Cầu có khẩu độ v μ chịu tải trọng l n ớn?

Trang 18

 Tiết diện chữ H:

 Gồm hai bản thép đặt thẳng đứng liên kết với một bản đặc nằm ngang ở giữa

 ơn giản về cấu tạo, dễ liên kết với các thanh dμ n khác cũng nh liên kết vường độ v μ o bản tiết điểm, khi lắp ráp hai vách đứng của các thanh dμ n liên kết với hai bản nút ốp ngoμ i

 Khi cần thay đổi tiết diện chỉ cần thanh đổi chiều dμ y các tấm thép đứng v μ tấm thép nằm ngang

 Dμn giản đơn có biên đa giác: H/L= 1/8 ễ chế tạo, thi công, lắp ráp, dễ kiểm tra, sơn sửa trong quá trình khai thác

 ộ cứng chống uốn theo hai ph ơng lường độ v μ không đều nhau;

 Dμn giản đơn có biên đa giác: H/L= 1/8 ễ bị đọng n ớc nhất lường độ v μ ở thanh biên, khắc phục nh ợc điểm nường độ v μ y trên bản nằm ngang ng ời ường độ v

ta khoét các lỗ thoát n ớc có đ ờng kính 40mm đến 50mm ường độ v ường độ v

 Tiết diện chữ I:

 Bản cánh hẹp hơn so với tiết diện H

 Tiết diện I th ờng chỉ đ ợc dùng cho các thanh chịu kéo thuần tuý ường độ v ường độ v

Trang 19

 Cấu tạo từ bốn tấm thép bản, liên kết bằng mối hμ n tại góc tạo thμ nh hộp chữ nhật

 Nhiều u điểm nhất về chịu lực cũng nh trong chế tạo vường độ v ường độ v μ thi công

 Các vách của tiết diện hộp có thể kín hoμ n toμ n hoặc có thể có các bản khoét lỗ

 Đối với thanh có bản khoét lỗ có thể bị đọng hơi n ớc, khí ẩm gây han rỉ thanh trong lòng hộpường độ v

 Lưu ý:

 Tiết diện hộp có nh ợc điểm lường độ v μ thi công các liên kết có khó khăn nhất l μ các liên kết bu lông

so với tiết diện H, để khắc phục nh ợc điểm nường độ v μ y tại vị trí liên kết tiết diện hộp có thể thu nhỏ hai thμ nh lại để tạo thμ nh tiết diện H

 Về nguyên tắc thanh có tiết diện hộp đ ợc áp dụng cho tất cả các thanh trong dường độ v μ n tuy nhiên

đối với những thanh chịu kéo v μ nén thuần tuý thì nên dùng thanh có tiết diện chữ H, I

Trang 20

 Cấu kiện chịu nén:

ĐỘ MẢNH CỦA CẤU KIỆN

 Cấu kiện chịu kéo:

Trang 21

Trang 22

 Thanh giằng:

BẢN GIẰNG, THANH GIẰNG, BẢN KHOÉT LỖ

 §èi víi hÖ gi»ng kÐp:

 §èi víi hÖ gi»ng d¬n:

45o ≤α ≤ 60α hîp lý: α = 30 ≤α ≤ 60 60o

 Nªn cè g¾ng cÊu t¹o sao cho trôc cña c¸c thanh gi»ng v μ trôc cña nh¸nh thanh giao nhau ë mét ®iÓm

Trang 23

Trang 24

Trang 25

Trang 26

Trang 27

Trang 28

Trang 29

 Đối với cầu đ ờng ôtôường độ v : a= 1 ữ2,4m

 Đối với cầu đ ờng sắt ường độ v : Kh 1000: a= 1,9 ổ 1000: a= 1,9 ữ2,0 m; Kh 1435: a= 2,0 ổ 1000: a= 1,9 ữ2,4 m

 Chiều cao dầm dọc

 Đối với cầu đ ờng sắtường độ v : H/L= 1/7 ữ 1/5

 Đối với cầu đ ờng ôtô ường độ v : Dμn giản đơn có biên đa giác: H/L= 1/8 ầm thép hình : H/L= 1/12 ữ 1/8; Dμn giản đơn có biên đa giác: H/L= 1/8 ầm thép t h pổ 1000: a= 1,9 ợp : H/L= 1/10 ữ 1/7

L: chiều dài dầm dọc (khoảng cỏch cỏc dầm ngang)

Trang 30

CẤU TẠO HỆ DẦM MẶT CẦU: DẦM NGANG

 Khoảng cỏch giữa cỏc dầm ngang

 Đối với cầu đ ờng ôtôường độ v : a= 1 ữ2,4m

 Đối với cầu đ ờng sắt ường độ v : Kh 1000: a= 1,9 ổ 1000: a= 1,9 ữ2,0 m; Kh 1435: a= 2,0 ổ 1000: a= 1,9 ữ2,4 m

 Chiều cao dầm ngang

 Đối với cầu đ ờng sắtường độ v : H/L= 1/7 ữ 1/5

 Đối với cầu đ ờng ôtô ường độ v : Dμn giản đơn có biên đa giác: H/L= 1/8 ầm thép hình : H/L= 1/12 ữ 1/8; Dμn giản đơn có biên đa giác: H/L= 1/8 ầm thép t h pổ 1000: a= 1,9 ợp : H/L= 1/10 ữ 1/7

Trang 31

Trang 32

Trang 33

Trang 34

Trang 35

Trang 36

Trang 37

Trang 38

Trang 39

Trang 40

CẤU TẠO NÚT GIÀN

 Nguyên tắc cấu tạo

Trang 41

cầu giàn

CẤU TẠO NÚT GIÀN: CÁC LOẠI NÚT

 Nút có các thanh gắn trực tiếp vào nhau

Trang 42

Trang 43

Trang 44

Trang 45

Trang 46

Trang 47

Trang 48

Định dạng
Số trang	48
Dung lượng	8,48 MB