Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 120 - a ) b ) c ) d ) Hình 4.31: Các loại neo cứng Neo cứng đợc lm bằng thép góc có cánh dy 10-12mm hoặc bằng thép bản, có hn thêm 1 hoặc 2 sống tăng cờng dy 8-10mm (hình 4.31a, d). Ta cũng có thể giảm bớt công chế tạo neo nếu dùng thép I cắt cánh (hình 4.31b). Ngoi ra để nâng cao diện truyền lực trợt từ bản BTCT sang neo ta dùng kết cấu neo phức tạp hơn ở hình 4.31c, khi đó độ lệch tâm giữa tâm của bản v tâm ép mặt của neo sẽ giảm xuống tức l giảm mômen cục bộ có xu hớng bóc bản BTCT khỏi dầm thép. Chiều rộng các neo chọn sao cho đủ bố trí đờng hn, thờng lấy nhỏ hơn bề rộng biên trên dầm thép khoảng 3-5cm. Nếu neo chỉ nằm trong phạm vi sờn hoặc vút của bản BTCT thì chiều rộng của nó không > 5.1 s b , với bs l bề rộng sờn hoặc vút của bản BTCT tại mức ứng với điểm giữa chiều cao của neo. Nói chung neo cứng hiện nay ít dùng vì sớm h hỏng v ảnh hởng xấu đến tuổi thọ công trình. Neo mềm: h' h' R R h n d n Hình 4.31: Các loại neo mềm . Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 121 - Nó đợc lm từ thép hình hoặc các đoạn thép tròn có mũ. Loại ny dùng cho bản có sờn. Do có thể đn hồi 1 chút nên neo mềm có khả năng phân bố v lm dịu lực trợt tập trung từ bản sang dầm tốt hơn. Loại ny tốt thép hơn, hn khó khăn hơn. Neo cốt thép nghiêng (cũng có thể gọi l neo mềm): l Hình 4.32: Các loại neo cốt thép xiên Đợc lm bằng cốt thép dới hình thức quai sanh hoặc những nhánh đơn hn đính vo biên trên của dầm thép. Neo quai sanh cho sự liên kết giữa bản v dầm thép rất tốt do lực từ neo truyền qua bêtông không những thông qua lực dính m còn cả sự ép mặt của bêtông vo quai sanh. Neo có những nhánh đơn thờng có móc để tăng sự liên kết, loại ny có u điểm có thể đặt chéo trên mặt bằng nên chịu ứng suất kéo chính tốt hơn v rất thích hợp trong kết cấu liên tục, mút thừa có cốt thép dọc đặt trong bản. Neo bằng bulông cờng độ cao: Hình 4.32: Neo bằng bulông cờng độ cao Thờng dùng trong kết cấu bản BTCT lắp ghép. Loại ny lm tăng khả năng lm việc tối đa của kết cấu liên hợp dới tải trọng trùng phục v thi công không phụ thuộc vo thời tiết. Đờng kính bulông d=22-24mm, khoảng cách giữa tim các bulông từ 16- 24cm, khoảng cách đến mép bản không < 10cm khi d=16mm v 12cm khi d=24mm. Chú ý: . Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 122 - Khoảng cách tĩnh giữa các vấu neo cứng v giữa neo cứng với các cấu kiện liên kết khác không > 8 lần chiều dy bình quân của bản v không < 3.5 lần chiều cao của diện ép mặt tính toán của bêtông vo neo. Khoảng cách tĩnh giữa các neo mềm không < 3 đờng kính cốt thép lm neo. Đ4.4 tính toán cầu dầm đặc 4.1-Xác định nội lực trong dầm chủ: 4.1.1-Tải trọng: Tĩnh tải: Trọng lợng bản thân các lớp mặt cầu, có thể lấy gần đúng 0.3t/m 2 . Trọng lợng bản thân lan can, tay vịn, Trọng lợng bản mặt cầu. Trọng lợng dầm thép trên 1m di đợc xác định theo công thức của Streletski: () la lan R gngnkn g u lmcbmch d 1. 1 210 + + + = (4.4) Trong đó: +l: nhịp tính toán của dầm, m. +R u : cờng độ tính toán của dầm thép, t/m 2 . +: trọng lợng thể tích của dầm thép, lấy 7.85t/m 3 . +: hệ số xét đến trọng lợng hệ liên kết giữa các dầm chủ, có thể lấy =0.1- 0.12. +a: hệ số đặc trng trọng lợng ứng với dầm đơn giản, có thể lấy a=5. +n h , n 1 , n 2 : các hệ số vợt tải của hoạt tải, tĩnh tải 1 v tĩnh tải 2. +g bmc , g lmđ : tĩnh tải 1 v tĩnh tải 2. +k 0 : hoạt tải tác dụng lên dầm. đợc tính nh sau: () nn qkk 1 004/10 + + = đối với cầu ôtô, () 4/10 .15.0 kk + = đối với cầu xe lửa. + o , n : hệ số phân phối ngang của ôtô v ngời. +(1+): hệ số xung kích. +k 1/4 : tải trọng tơng đơng của 1 ln xe ôtô hoặc xe lửa với đờng ảnh hởng tam giác có đỉnh ở 1/4 nhịp. +q n : cờng độ tải trọng ngời, t/m 2 . Nếu dầm chủ l dầm tán đinh thì g d xác định theo (4.4) phải đợc nhân thêm hệ số cấu tạo khoảng 1.2-1.5. Trọng lợng hệ liên kết: lấy bằng 0.1-0.12 trọng lợng dầm chủ theo (4.4). Chú ý: Nếu dầm thay đổi kích thớc theo chiều di v cờng độ tĩnh tải chênh lệch nhau không > 15% thì có thể xem nh phân bố đều. Nếu độ cứng EI thay đổi theo chiều di nhịp nếu tại gối v tại giữa nhịp chênh lệch nhau không > 2 lần thì có thể xem EI không đổi. . Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 123 - Hoạt tải: đã biết. 4.1.2-Hệ số phân bố ngang: 4.1.2.1-Phơng pháp đòn bẩy: Giả thiết: Liên kết ngang gồm bản mặt cầu v dầm ngang l các đoạn dầm kê tự do lên dầm chính. Độ cứng liên kết ngang bằng 0 tại gối tựa trừ phần bản mút thừa. Các hệ dầm độc lập với nhau. Từ đó ta có thể mô hình hóa nh hệ phao: hệ phao-dầm chính Hình 4.33: Mô hình hóa phơng pháp đòn bẩy Nguyên tắc phân bố tải trọng: 12 đ.a.h R 1 đ.a.h R 2 1 1 Hình 4.34: Tính toán theo phơng pháp đòn bẩy Hệ số phân phối ngang đợc tính: = i y 2 1 . u, nhợc điểm của phơng pháp: Đơn giản, xếp tải trọng không phức tạp. Không đúng với thực tế. Phạm vi áp dụng: Kết cấu nhịp có 2 dầm chính, 2 dn chủ. Kết cấu nhịp có nhiều dầm chính: Tại gối: vì tại gối có độ cứng lớn nên dầm ngang có độ cứng không đáng kể. Dầm thép có bản mặt cầu lắp ghép. Kết cấu hộp liên kết mềm theo phơng ngang. Cầu cũ bị nứt ở nách dầm. 4.1.2.2-Phơng pháp nén lệch tâm: Giả thiết: Độ cứng liên kết ngang l vô cùng. Dầm ngang chỉ có chuyển vị m không có biến dạng. . Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 124 - Nguyên tắc phân bố tải trọng: có 2 cách xác định: Cách 1: bằng cách vẽ đ.a.h a i a 1 1,1 0,5 i y đ.a.h R n 1 n a 2 1 2 a 2 1 1 n a 2 1 2 a 2 1 Hình 4.35: Tính toán theo phơng pháp nén lệch tâm Cách 2: không cần vẽ đ.a.h m xác định trực tiếp hệ số phân bố ngang lên dầm thứ i. += 2 . 1 . i i i a ae n m (4.5) Trong đó: +m: số ln xe. +n: số dầm chính. +e: độ lệch tâm của hợp lực tải trọng đối với tim cầu. +a i : khoảng cách giữa các dầm i đối xứng. Dựa vo công thức (4.5), ta nhận thấy dầm biên có hệ số phân bố ngang lớn nhất vì a i =a max . Ví dụ: . . loại neo cốt thép xiên Đợc lm bằng cốt thép dới hình thức quai sanh hoặc những nhánh đơn hn đính vo biên trên của dầm thép. Neo quai sanh cho sự liên kết giữa bản v dầm thép rất tốt do. dầm, m. +R u : cờng độ tính toán của dầm thép, t/m 2 . +: trọng lợng thể tích của dầm thép, lấy 7.85t/m 3 . +: hệ số xét đến trọng lợng hệ liên kết giữa các dầm chủ, có thể lấy =0.1- 0.12 Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 120 - a ) b ) c ) d ) Hình 4.31: Các loại neo cứng Neo cứng đợc lm bằng thép góc có cánh