Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 115 - 2.2.2-Sờn tăng cờng: Sờn tăng cờng của dầm hn lm bằng những bản thép dy 10-12mm, riêng tại gối có thể dy 20-30mm. Ngoi ra nó phải đảm bảo các yêu cầu về mômen quán tính đã trình by trong dầm đinh tán v bulông. Sờn tăng cờng đứng đợc hn đính 1 đầu vo biên chịu nén của dầm nhng đầu kia không nên hn vo biên chịu kéo m phải chêm bằng tấm đệm dy 16-20mm, rộng 30-40mm. Miếng đệm ny đợc chêm chặt v hn đính vo sờn tăng cờng chứ không đợc hn vo biên chịu kéo vì nếu hn vo trực tiếp sẽ tạo ra các mối hn ngang vuông góc phơng ứng suất kéo sẽ lm khả năng chịu mỏi giảm đi. Riêng đối với sờn tại gối thì đợc hn trực tiếp vo biên để chịu lực lớn hơn. sừơn tăng cừơng ngang sừơn tăng cừơng đứng miếng đệm miếng đệm 16ữ20 mm 50:80 mm 30ữ40 mm sừơng tăng cừơng đựơc cắt vát hoặc bo tròn 30ữ40 mm 80ữ120 mm Hình 4.26: Sờn tăng cờng trong dầm hn Sờn tăng cờng trớc khi hn với biên dầm cần đợc khoét lỗ hoặc vát để khỏi vớng đờng hn. 2.2.3-Mối nối: Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 116 - mối nối bản biên thẳng góc hoặc xiên góc mối nối sừơn dầm Hình 4.27: Mối nối trong công xởng dầm hn Mối nối trong công xởng trong cầu thép, ngời ta thờng dùng mối hn v hn đối đầu l tốt nhất. Mối nối bản biên v sờn bố trí so le nhau tránh hn tại 1 tiết diện. Trớc đây ngời ta dùng thêm bản nối nhng cách ny không tốt nên ít dùng. Các mối nối ở công trờng phần lớn liên kết bằng đinh tán hay bulông cờng độ cao vì điều kiện trên công trờng không tốt nh điều kiện thi công, thời tiết, Mối nối ny cấu tạo tơng tự nh dầm tán đinh hoặc bulông nhng có nhợc điểm lm giảm yếu tiết diện nên có thể khắc phục bằng cách hn thêm bản bù: Bản nối Bản bù Dầm chủ chiều di bản nối 60mm b35 a ) b ) a 2 a 2 a 1 Bản nối Bản bù Dầm chủ a 1 bản bù b35 c ) Hình 4.28: Mối nối tại công trờng dầm hn Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 117 - Có các loại bản bù: bản bù dy, bản bù rộng v bản bù riêng. Bản bù riêng l tấm thép mỏng không < 6mm hn táp vo các bản biên phải nối sao cho có bề rộng không > 35 bề dy của nó (hình 4.28a). Trờng hợp lớn hơn thì dùng 2 bản bù có bề rộng nhỏ hơn (hình 4.28b). Chú ý chúng phải đợc cắt vát để giảm ứng suất tập trung v đảm bảo các yêu cầu: Khoảng cách giữa các đờng hn của 2 bản bù kề nhau không < 60mm. Khoảng cách từ tim lỗ đinh đến mép bản bù không < 2 lần đờng kính lỗ đinh. Bản bù đợc cắt vát theo tỷ lệ không quá 1:1. Đờng hn xiên nên dùng đờng hn thoải tỷ lệ 1:2. Loại ny có nhợc điểm l giữa bản nối v bản bù có khe hở nên dễ đọng nớc v gây gỉ. Sự giảm yếu của sờn dầm do các lỗ đinh tơng đối ít ảnh hởng đến mômen quán tính chung cho nên có thể không cần bản bù sờn dầm m chỉ cần tăng kích thớc bản bù biên lên 1 ít. Đ4.3 cấu tạo dầm thép liên hợp với bản bêtông cốt thép 3.1-Khái niệm: Lợi dụng khả năng chịu nén của bêtông, ngời ta đa bản mặt cầu BTCT cùng tham gia lm việc chịu uốn với dầm thép. Nếu không liên kết bản BT với dầm thì bản BT lm việc độc lập với dầm thép, khi đó tiết diện lm việc của dầm chỉ có dầm thép. Nếu liên hợp bản BT với dầm thép thì tiết diện lm việc gồm cả bản BT v dầm thép sao cho trong bản chịu ứng suất nén v dầm thép chịu ứng suất kéo. a) b) c) d) Hình 4.29: Các dạng tiết diện ngang dầm thép liên hợp với bản BTCT a) Dầm I định hình hoặc I định hình có táp thêm bản táp vo biên dới b), c) Dầm I tổ hợp đinh hoặc hn có kích thớc biên dới lớn hơn biên trên d) Dầm có bản BTCT dạng chữ T để tận dụng dầm định hình hoặc tiết kiệm thép đến mức tối đa. u nhợc điểm: Do bản BT chịu lực đỡ cho dầm thép nên tăng chiều cao có hiệu của dầm nên tiết kiệm đợc thép. Giảm đợc chiều cao dầm nên chiều cao kiến trúc giảm. Độ cứng tăng lên. Cấu tạo v thi công phức tạp hơn. Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 118 - ứng dụng: Nó có nhiều hiệu quả nhất l ứng dụng trong cầu đơn giản chỉ có mômen dơng, bản mặt cầu nằm trong vùng chịu nén. Đối với cầu dầm liên tục, mút thừa do có mômen âm nên bản mặt cầu rơi vo khu chịu kéo. Ta có thể khắc phục bằng các biện pháp sau: Không cho bản cùng tham gia chịu lực với dầm thép bằng cách không tạo liên kết bản v dầm trong vùng có mômen âm đó. Khi cho bản cùng tham gia lm việc với dầm thép thì bố trí cốt thép đặc biệt chịu kéo hoặc điều chỉnh ứng suất. Yêu cầu: Phải đảm bảo liên kết chắc chắn để cho bản cùng lm việc với dầm, giữa bản v dầm phải có lực dính bám. 3.2-Nguyên lý lm việc: Sự lm việc của dầm thép liên hợp với bản BTCT có liên quan mật thiết đến phơng pháp thi công kết cấu nhịp. Thông thờng ta thi công nh sau: Lao dầm thép ra trớc có cả hệ liên kết, neo, Thi công bản mặt cầu tại chỗ hay lắp ghép. Nh vậy dầm liên hợp sẽ lm việc theo 2 giai đoạn: Y tỉnh 1 tỉnh 2 hoạt tổng cộng 2 1 2 1 th,d bt,tr bt,tr th,tr Y 2 Hình 4.29: Các giai đoạn lm việc v biều đồ ứng suất pháp của dầm Giai đoạn 1: Tải trọng tác dụng: bản thân dầm thép, bản BT, hệ liên kết, ván khuôn, Tiết diện dầm lm việc: chỉ riêng dầm thép. Giai đoạn 2: Tải trọng tác dụng: các lớp mặt cầu, đờng ngời đi, lan can, tay vịn, Tiết diện dầm lm việc: tiết diện liên hợp gồm cả dầm thép v bản BT. Ta phải thiết kế sao cho ứng suất trong giai đoạn sử dụng l: thtrthdth R .,, v btrbt R , . Nh vậy biên trên của dầm thép rất nhỏ so với biên dới, chỉ trừ khi no dùng dầm thép I cán sẵn (nhịp ngắn) thì tiết diện dầm mới đối xứng. Nhận xét: Ta nhận thấy bản BTCT chỉ chịu tĩnh tải 2 v hoạt tải. Nếu nh bản BTCT tham gia chịu tải trọng nhiều hơn sẽ lm giảm tải cho dầm thép cũng nh giảm kích thớc, trọng lợng của chúng. Một giải pháp có thể đạt đợc mục tiêu nh vậy l điều Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 119 - chỉnh ứng suất. Trong kết cấu nhịp dầm giản đơn, trớc khi đổ bêtông hay lắp mặt cầu, ngời ta dùng kích đặt trên trụ tạm hoặc thanh căng để uốn ngợc dầm thép. Nhờ đó bản BTCT sau khi liên hợp sẽ chịu thêm tĩnh tải phần 1. Những cũng cần lu ý trong tính toán l dầm thép trong giai đoạn 1 sẽ chịu thêm lực kích v trong giai đoạn 2 cũng chịu thêm lực đó nhng có chiều ngợc lại. Trụ tạm Thanh căng Hình 4.30: Các giải pháp nâng cao năng lực của dầm liên hợp 3.3-Cấu tạo của dầm thép liên hợp với bản BTCT: Sơ đồ mặt cắt ngang cầu, số lợng dầm chủ v khoảng cách giữa chúng có thể chọn giống nh dầm thép có bản BTCT không liên hợp. Chiều cao của dầm thép liên hợp với bản BTCT nhỏ hơn dầm thép bình thờng khoảng 15-20%. Chiều cao dầm thép không kể chiều dy của bản BTCT có thể lấy nh sau: Dầm đơn giản: lh = 25 1 15 1 đối với cầu ôtô v lh = 18 1 12 1 đối với cầu xe lửa. Dầm liên tục có chiều cao không đổi: lHh == 35 1 25 1 . Dầm liên tục có chiều cao thay đổi: lh = 60 1 40 1 v lH = 25 1 20 1 Để tạo đợc liên kết chắc chắn giữa bản với dầm, ta cần phải dùng các neo bố trí vo mặt trên của dầm thép. Hình thức cấu tạo, kích thớc v số lợng neo phải đảm bảo dầm thép v bản BTCT không trợt lên nhau. Về hình thức cấu tạo, ta có thể phân thnh các loại l neo cứng, neo mềm, neo cốt thép nghiêng v bulông cờng độ cao: Neo cứng: . nâng cao năng lực của dầm liên hợp 3.3-Cấu tạo của dầm thép liên hợp với bản BTCT: Sơ đồ mặt cắt ngang cầu, số lợng dầm chủ v khoảng cách giữa chúng có thể chọn giống nh dầm thép có bản BTCT. liên hợp. Chiều cao của dầm thép liên hợp với bản BTCT nhỏ hơn dầm thép bình thờng khoảng 15-20%. Chiều cao dầm thép không kể chiều dy của bản BTCT có thể lấy nh sau: Dầm đơn giản: lh = 25 1 15 1 . đoạn lm việc v biều đồ ứng suất pháp của dầm Giai đoạn 1: Tải trọng tác dụng: bản thân dầm thép, bản BT, hệ liên kết, ván khuôn, Tiết diện dầm lm việc: chỉ riêng dầm thép. Giai đoạn