Aashto tctk cauv01

Tiêu chuẩn thiết kế cầu Phần - Giới thiệu chung 1.1 Phạm vi Các quy định Bộ Tiêu chuẩn nhằm dùng cho công tác thiết kế, đánh giá khôi phục cầu cố định cầu di động tuyến đờng Tuy nhiên không bao hàm khía cạnh an toàn cầu di động cho loại xe giới, xe điện, xe đặc biệt ngời Các quy định Bộ Tiêu chuẩn không dùng cho cầu dành riêng cho đờng sắt, đờng sắt nội đô (rail-transit) công trình công cộng Dự kiến phần bổ sung thiết kế cầu đờng sắt đợc biên soạn tơng lai Với cầu loại đó, quy định Tiêu chuẩn đợc áp dụng có thêm Tiêu chuẩn thiết kế bổ sung cần thiết Bộ Tiêu chuẩn đa yêu cầu tối thiểu cần cho an toàn công cộng Chủ đầu t đòi hỏi linh hoạt thiết kế chất lợng vật liệu thi công không thiết cao yêu cầu tối thiểu Các quy định Bộ Tiêu chuẩn dựa vào phơng pháp luận Thiết kế theo hệ số tải trọng hệ số sức kháng (LRFD) Các hệ số đợc lấy từ lý thuyết độ tin cËy dùa trªn kiÕn thøc thèng kª hiƯn vỊ tải trọng tính kết cấu Những quan điểm an toàn thông qua tính dẻo, tính d, bảo vệ chống xói lở va chạm đợc lu ý nhấn mạnh Bộ Tiêu chuẩn đợc biên soạn, dựa Tiêu chuẩn thiết kế cầu theo hệ số tải trọng hệ số sức kháng AASHTO, xuất lần thứ hai (1998), in dùng hệ đơn vị quốc tế (SI) Phần giải thích Tiêu chuẩn thiết kế cầu theo hệ số tải trọng hệ số sức kháng AASHTO, xuất lần thứ hai, in dùng hệ đơn vị quốc tế (SI), bao gồm thông tin bổ sung, khuyến nghị tài liệu tham khảo khác, giúp ích cho việc sử dụng Bộ Tiêu chuẩn Bộ Tiêu chuẩn đa vào sử dụng ngữ nghĩa thèng nhÊt toµn bé néi dung nh sau:  Từ phải có nghĩa yêu cầu theo quy định Tiêu chuẩn Từ cần có nghĩa nên u tiên dùng tiêu chuẩn đà cho Từ có nghĩa tiêu chuẩn đợc áp dụng nhng cho phép áp dụng tiêu chuẩn khác địa phơng có tài liệu phù hợp, đà qua kiểm nghiệm đợc phê chuẩn phù hợp với phơng pháp thiết kế cầu theo hệ số tải trọng hệ số sức kháng Hệ đơn vị mét (hệ quốc tế) đợc dùng thống Bộ Tiêu chuẩn Tiêu chuẩn thiết kế cầu 1.2 Các định nghĩa Cầu - Một kết cấu vợt độ không dới 6m tạo thành phần đờng Sụp đổ - Sự thay đổi lớn hình học cầu dẫn đến sử dụng đợc Cấu kiện, thành phần - Là chi tiết kết cấu riêng biệt tổ hợp chi tiết cầu đòi hỏi phải đợc xem xét thiết kế riêng Thiết kế - Xác định kích thớc cấu tạo cấu kiện liên kết cầu Tuổi thọ thiết kế - Khoảng thời gian nguồn gốc thống kê tải trọng thời đà dựa vào : với Tiêu chuẩn thiết kế cầu 100 năm Tính dẻo - Thuộc tính cấu kiện liên kết cho phép đáp ứng không đàn hồi Kỹ s - Ngời chịu trách nhiệm thiết kế cầu Đánh giá - Việc xác định khả chịu tải cầu có Trạng thái giới hạn đặc biệt - Trạng thái giới hạn liên quan đến cố nh động đất va xô tầu bè, va xô xe cộ vào công trình có chu kỳ lặp lại v ợt tuổi thọ thiết kế cầu Cầu cố định - Cầu có khổ giới hạn (tịnh không) cố định cho thông xe cộ thông thun HiƯu øng lùc - BiÕn d¹ng, øng st tổ hợp ứng suất (tức lực dọc trục, lực cắt, mô men uốn xoắn) gây tác động tải trọng, biến dạng cỡng thay đổi thể tích Trạng thái giớí hạn - Điều kiện mà vợt qua cầu cấu kiện cầu ngừng thoả mÃn quy định đà đợc dựa vào để thiết kế Hệ số tải trọng - Hệ số xét đến chủ yếu biến thiên tải trọng, thiếu xác phân tích xác suất xảy lúc tải trọng khác nhau, nhng liên hệ đến thống kê sức kháng thông qua trình hiệu chỉnh Hệ số điều chỉnh tải trọng - Hệ số xét đến tính dẻo, tính d tầm quan trọng khai thác cầu Mô hình - Sự lý tởng hoá kết cấu dùng cho mục đích phân tích kết cấu Cầu di động - Cầu có khổ giới hạn (tịnh không) thay đổi cho thông xe cộ thông thuyền KÕt cÊu cã nhiỊu ®êng trun lùc - KÕt cÊu có khả chịu đợc tải trọng đà định sau cấu kiện liên kết chịu lực Tiêu chuẩn thiết kế cầu Sức kháng danh định - Sức kháng cấu kiện liên kết ứng lực đợc xác định kích thớc ghi hồ sơ hợp đồng ứng suất cho phép, biến dạng cờng độ đợc ghi rõ vật liệu Chủ đầu t - Cơ quan cá nhân có quyền lực pháp lý định đầu t cầu Sử dụng bình thờng - Điều kiện sử dụng cầu không bao gồm : loại xe đợc phép đặc biệt, tải trọng gió với tốc độ vợt 25 m/s cố đặc biệt kể xói lở Khôi phục - Qúa trình mà sức chịu tải cầu đợc khôi phục nâng cao Hệ số sức kháng - Hệ số chủ yếu xét đến biến thiên cđa c¸c tÝnh chÊt cđa vËt liƯu, kÝch thíc kÕt cấu tay nghề công nhân không chắn dự đoán sức kháng, nhng liên hệ đến thống kê tải trọng thông qua trình hiệu chỉnh Tuổi thọ sử dụng - Khoảng thời gian cầu đợc dự kiến khai thác an toàn Trạng thái giới hạn sử dụng - Trạng thái giới hạn liên quan đến ứng suất, biến dạng vết nứt Trạng thái giới hạn cờng độ - Trạng thái giới hạn liên quan đến cờng độ ổn định 1.3 Triết lý thiết kế 1.3.1 Tổng quát Cầu phải đợc thiết kế theo trạng thái giới hạn quy định để đạt đợc mục tiêu thi công đợc, an toàn sử dụng đợc, có xét đến vấn đề : khả dễ kiểm tra, tính kinh tế mỹ quan nh nêu Điều 2.5 Bất kể dùng phơng pháp phân tích kết cấu phơng trình 1.3.2.1-1 luôn cần đợc thỏa mÃn với ứng lực tổ hợp đợc ghi rõ chúng 1.3.2 Các trạng thái giới hạn 1.3.2.1 Tổng quát Mỗi cấu kiện liên kết phải thỏa mÃn Phơng trình với trạng thái giới hạn, trừ đợc quy định khác Đối với trạng thái giới hạn sử dụng trạng thái giới hạn đặc biệt, hệ số sức kháng đợc lấy 1,0, trừ trờng hợp với bu lông phải áp dụng quy định Điều 6.5.5 Mọi trạng thái giới hạn đợc coi trọng nh i Yi Qi  Rn = R r (1.3.2.1-1) víi : i= D R l > 0,95 Đối với tải trọng dùng giá trị cực đại Yi: (1.3.2.1-2) Tiêu chuẩn thiết kÕ cÇu ηi  1,0 ηD ηR ηI (1.3.2.1-3) : Yi = hệ số tải trọng : hệ số nhân dựa thống kê dùng cho ứng lực = hệ số sức kháng: hệ số nhân dựa thống kê dùng cho sức kháng danh định đợc ghi Phần 5, 6, 10, 11 12 i = hệ số điều chỉnh tải trọng; hệ số liên quan đến tính dẻo, tính d tầm quan trọng khai thác D = hệ số liên quan đến tính dẻo đợc ghi Điều 1.3.3 R = hệ số liên quan đến tính d đợc ghi Điều 1.3.4 I = hệ số liên quan đến tầm quan trọng khai thác đợc ghi Điều 1.3.5 Qi = øng lùc Rn = søc kh¸ng danh định Rr = sức kháng tính toán : Rn 1.3.2.2 Trạng thái giới hạn sử dụng Trạng thái giới hạn sử dụng phải xét đến nh biện pháp nhằm hạn chế ứng suất, biến dạng vết nứt dới điều kiện sử dụng bình thờng Tiêu chuẩn thiết kế cầu 1.3.2.3 Trạng thái giới hạn mỏi phá hoại giòn Trạng thái giới hạn mỏi phải đợc xét đến tính toán nh biện pháp nhằm hạn chế biên độ ứng suất xe tải thiết kế gây với số chu kỳ biên độ ứng suất dự kiến Trạng thái giới hạn phá hoại giòn phải đợc xét đến nh số yêu cầu tính bền vật liệu theo Tiêu chuẩn vật liệu 1.3.2.4 Trạng thái giới hạn cờng độ Trạng thái giới hạn cờng độ phải đợc xét đến để đảm bảo cờng độ ổn định cục ổn định tổng thể đợc dự phòng để chịu đợc tổ hợp tải trọng quan trọng theo thống kê đợc định để cầu chịu đợc ph¹m vi ti thä thiÕt kÕ cđa nã 1.3.2.5 Trạng thái giới hạn đặc biệt Trạng thái giới hạn đặc biệt phải đợc xét đến để đảm bảo tồn cầu động đất lũ lớn bị tầu thuỷ, xe cộ va, điều kiện bị xói lở Tiêu chuẩn thiết kế cầu 1.3.3 Tính dẻo Hệ kết cấu cầu phải đợc định kích thớc cấu tạo để đảm bảo phát triển đáng kể nhìn thấy đợc biến dạng không đàn hồi trạng thái giới hạn cờng độ trạng thái giới hạn đặc biệt trớc phá hoại Có thể giả định yêu cầu tính dẻo đợc thoả mÃn kết cấu bê tông sức kháng liên kết không thấp 1,3 lần ứng lực lớn tác động không đàn hồi cấu kiện liền kề tác động lên liên kết Sử dụng thiết bị tiêu đợc coi biện pháp làm tăng tính dẻo Đối với trạng thái giới hạn cờng độ : D 1,05 cho cấu kiện liên kết không dẻo = 1,00 cho thiết kế thông thờng chi tiết theo Tiêu chuẩn 0,95 cho cấu kiện liên kết có biện pháp tăng thêm tính dẻo quy định vợt yêu cầu Tiêu chuẩn Đói với trạng thái giới hạn khác : D = 1,00 1.3.4 Tính d Các kết cấu có nhiều đờng truyền lực kết cấu liên tục cần đợc sử dụng trừ có lý bắt buộc khác Các phận cấu kiện mà h hỏng chúng gây sập đổ cầu phải đợc coi có nguy h hỏng hệ kết cấu liên quan tính d, phận có nguy h hỏng đợc xem phá hoại giòn Các phận cấu kiện mà h hỏng chúng không gây nên sập đổ cầu đợc coi nguy h hỏng hệ kết cấu liên quan d Đối với trạng thái giới hạn cờng độ : R 1,05 cho phận không d = 1,00 cho mức d thông thờng 0,95 cho mức d đặc biệt Đối với trạng thái giới hạn khác: R = 1,00 1.3.5 Tầm quan trọng khai thác Tiêu chuẩn thiết kế cầu Điều quy định dùng cho trạng thái giới hạn cờng độ trạng thái giới hạn đặc biệt Tiêu chuẩn thiết kế cầu Chủ đầu t công bố cầu cấu kiện liên kết loại cầu quan trọng khai thác Đối với trạng thái giới hạn cờng độ: I 1,05 cho cầu quan trọng = 1,00 cho cầu điển hình 0,95 cho cầu tơng đối quan trọng Đối với trạng thái giới hạn khác: I = 1,00 Tiêu chuẩn thiết kế cầu Phần - Thiết kế tổng thể đặc điểm vị trí cầu 2.1 Phạm vi đề cập Quy định yêu cầu tối thiểu khổ giớí hạn, bảo vệ môi trờng, mỹ quan, nghiên cứu địa chất, kinh tế, khả thông xe, tính bền, khả thi công, khả kiểm tra khả tu đợc Các yêu cầu tối thiểu an toàn giao thông đợc tóm lợc Các yêu cầu tối thiểu thiết bị thoát nớc biện pháp tự bảo vệ chống nớc nớc mặn đợc đề cập Vì nhiều cầu bị phá hoại nguyên nhân xói lở nên vấn đề thuỷ văn thuỷ lực đợc đề cập chi tiết 2.2 Các định nghĩa Bồi tích - Sự tích lại chung phù sa nâng cao trắc dọc lòng sông phù sa bồi lắng Lũ kiểm tra xói cầu - Lu lợng lũ dùng để tính toán xói lở móng phải kiểm toán cầu vợt sông theo trạng thái giới hạn đặc biệt Trừ trờng hợp có định khác Chủ đầu t, lũ kiểm toán xói cầu phải dùng lũ 500 năm Vùng trống - Vùng chớng ngại, tơng đối phía mép xe xe nhầm quay lại đợc Làn xe không bao gồm lề phụ Khổ giới hạn (tịnh không) - Khoảng không gian trống chớng ngại, đợc dành cho thông xe cầu thông xe dới cầu thông thuyền dới cầu Xói mòn - Sự hạ thấp chung trắc dọc lòng sông bị xói lâu ngày Lu lợng lũ thiết kế - Lu lợng nớc lớn mà cầu phải chịu không vợt hạn chế thiết kế đợc duyệt Lũ thiết kế xói cầu - Lu lợng dùng để tính toán xói lở móng thiết kế cầu vợt sông theo trạng thái giới hạn (TTGH) cờng độ TTGH sử dụng Trừ trờng hợp có định khác Chủ đầu t, lũ thiết kế xói lở cần phải dùng lũ 100 năm Lũ thiết kế độ cầu - Lu lợng đỉnh mực nớc cao ( có tính đến ảnh hởng sóng hay dòng triều, ảnh hởng nớc dềnh cần thiết), mà ứng với cầu vợt sông hay vợt qua vùng ngập lũ đợc thiết kế mà không làm kết cấu bị ngập hay không gây ngập lụt mức cho phép Trừ có định khác Chủ đầu t, lũ thiết kế cho độ cầu phải dùng lũ 100 năm Hồ chứa nớc - Phơng tiện quản lý nớc ma không cho chảy qua xả thời qua kết cấu xả nớc đến hệ thống dẫn hạ lu RÃnh nhỏ giọt - Vệt lõm đáy cấu kiện làm nớc chảy mặt nhỏ xuống Lũ 500 năm - Lũ ma bÃo và/hoặc triều có tần suất xẩy vợt 0,2% năm cho trớc Tiêu chuẩn thiết kế cầu 10 Xói chung - Xói sông bÃi mà không tập trung trụ vật cản khác dòng chảy sông xói chung thờng tác động đến toàn gần hết chiều rộng sông thu hẹp dòng chảy gây Thuỷ lực - Khoa học liên quan đến đặc trng dòng chất lỏng, đặc biệt ống cống kênh, sông Thuỷ văn - Khoa học liên quan đến xuất hiện, phân bổ tuần hoàn nớc trái đất, bao gồm ma, dòng chảy nớc ngầm Xói cục - sông bÃi tập trung mố trụ vật cản khác dòng chảy Lũ hỗn hợp - Dòng lũ hai nhiều nguyên nhân gây nh triều cuờng kèm theo gió bÃo gây bờ Lũ trăm năm - Lũ ma /hoặc triều có khả xảy vợt xác suất 1% năm cho trớc Lũ tràn - Dòng lũ mà vợt gây chảy tràn qua đờng cầu, vợt qua đờng phân chia lu vực qua kết cấu xả khẩn cấp §iỊu kiƯn xãi xÊu nhÊt cã thĨ lị trµn gây Cầu xả lũ - Khoảng trống đờng bÃi sông dòng chảy bÃi vuợt qua Kết cấu chỉnh trị sông - Một kết cấu đợc xây dựng dòng sông kề bên gần bờ để nắn dòng sông, gây bồi tích, giảm xói lở, số cách khác làm thay đổi dòng chảy chế độ bồi lắng dòng sông Lỗ thoát nớc, ống thoát nớc - Thiết bị để thoát nớc qua mặt cầu Bề rộng đờng ngời - Khoảng không gian trống dành cho ngời Triều cờng - Triều biên độ tăng xảy hai tuần lần trăng tròn đầu tuần trăng