Tải trọng và tổ hợp tải trọng potx

Tổ hợp tải trọng 2.1 Khi tính toán kết cấu và nền móng cầu cống phải xét những tải trọng và tác động có khả năng phát sinh đối với công trình đó trình bày trong bảng 2-1.. Số TT Tên tải

Chương II t¶i träng vµ tæ hîp t¶i träng

1 Tổ hợp tải trọng

2.1 Khi tính toán kết cấu và nền móng cầu cống phải xét những tải trọng và tác

động có khả năng phát sinh đối với công trình đó trình bày trong bảng 2-1

Số

TT Tên tải trọng và tác động

Không tính vào trong tổ hợp những tải trọng

có số sau

A - Tĩnh tải và tác động tĩnh

1 Trọng lượng bản thân kết cấu -

B - Hoạt tải xe và tác động của hoạt tải xe

7 Tải trọng thẳng đứng

9 Tải trọng nằm ngang theo chiều ngang cầu do lực ly tâm 10, 16

10 Tải trọng nằm ngang theo chiều ngang cầu do xe lắc 9, 11, 12, 16

11 Tải trọng nằm ngang theo chiều dọc cầu do hãm hay do

C – Hoạt tải và tác động khác

17 Tải trọng do thi công

* Theo chú thích 2 của điều 2.24

2.2 Tổ hợp các tải trọng và tác động được xét trong tính toán và được phân biệt

theo xác suất cùng xuất hiện một lúc, chia ra như sau:

a Tổ hợp chính, bao gồm một hay một số trong những tải trọng sau: tĩnh tải,

hoạt tải xe, áp lực đất (do hoạt tải xe thẳng đứng gây ra) và lực ly tâm Khi tính về

cường độ phải tính riêng trường hợp chỉ có tĩnh tải tác dụng, trừ áp lực đất

b Tổ hợp phụ là tổ hợp của một hay một số tải trọng thuộc tổ hợp chính cùng

phát sinh với một hay một số tải trọng thuộc những tải trọng còn lại, trừ tải trọng

động đất và tải trọng do thi công

c Tổ hợp đặc biệt gồm tải trọng động đất hay tải trọng do thi công cùng phát

sinh với những tải trọng khác

Ngoài ra đối với trụ cầu kiểu chịu lực đẩy ngoài, thì theo chỉ dẫn riêng Riêng

trường hợp tác động của tĩnh tải với giả thiết khi không có dầm trên một nhịp cầu

được xem như tổ hợp đặc biệt

Chú thích:

1 Khi tính toán các cấu kiện liên kết trong tổ hợp chính dùng tải trọng ứng với

công dụng trực tiếp của những cấu kiện ấy thay cho hoạt tải thẳng đứng (nếu những

cấu kiện liên kết không chịu hoạt tải thẳng đứng)

2 Đối với những kết cấu bê tông và bê tông cốt thép mà khi tính không xét tới từ

biến và sự biến đổi cường độ của bê tông theo thời gian, thì tác động co ngót của bê

tông và lún của đất chỉ đưa vào tổ hợp phụ Đối với những kết cấu thép liên hợp với

bản bê tông cốt thép thì tác động co ngót của bê tông cũng chỉ đưa vào tổ hợp phụ

3 Tổ hợp tải trọng phụ và tổ hợp đặc biệt trong cầu đường ôtô và cầu thành phố

không bao gồm xe bánh nặng và tải trọng xe xích

2.3 Tính toán về độ chịu mỏi cũng như trạng thái giới hạn thứ hai đều chỉ tính

theo tổ hợp tải trọng chính, riêng đối với chuyển vị ngang của đỉnh trụ thì xác định

theo tổ hợp tải trọng phụ

2.4 Những trị số tải trọng và tác động dùng trong tính toán theo các trạng thái

giới hạn đều phải lấy những hệ số tải trọng n (tương ứng với tải trọng và tổ hợp đó)

và hệ số động lực 1+µ theo bảng 2-2

Bảng 2-2 Phân nhóm các hệ số tải trọng

Các hệ số dùng cho Tính toán Tất cả các tải trọng và

tác động trừ tải trọng thẳng đứng do xe

Tải trọng thẳng đứng do xe

Về cường độ và ổn định

hình dạng

Theo trạng

thái giới hạn

Theo trạng thái giới hạn thứ hai và thứ

ba

1 1 (1) : Cả khi tính về cường độ, nếu trong trường hợp riêng có nói rõ

2 TĨNH TẢI VÀ TÁC ĐỘNG TĨNH

2.5 Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn do trọng lượng bản thân của kết cấu bao gồm:

a Trọng lượng các cấu kiện xác định theo danh mục kê trong thiết kế hay trong khối lượng thiết kế và dung trọng vật liệu nêu ở phụ lục 5

b Trọng lượng thiết bị kiểm tra, trọng lượng cột và dây điện của đường sắt điện khí hoá, thiết bị chiếu sáng, đường dây dẫn điện và điện thoại, đường ống v.v tính theo danh mục kê trong thiết kế và có xét tới phát triển tương lai

Sự phân bố tải trọng do trọng lượng bản thân kết cấu nhịp kiểu dầm được tính là tải trọng rải đều theo chiều dài nhịp, nếu như tải trọng không đều trên thực tế lớn hơn trị số trung bình không quá 10%

Qui luật biến đổi của mật độ phân bố tải trọng giữa đỉnh vòm và chân vòm được phép coi là phân bố theo đường parabôn bậc 2 hay theo đường cong thuận khác mà không phụ thuộc vào kiểu kết cấu trên vòm

2.6 Tác động tiêu chuẩn của ứng suất trước trong kết cấu xác định theo trị số lực căng (nén) dự kiến trong đồ án thiết kế ở thời điểm kết thúc quá trình tạo ứng suất trước trong kết cấu

Trị số mất mát tiêu chuẩn của ứng suất trước phải xét trong từng trường hợp ứng với giai đoạn tính toán (chế tạo, xếp dỡ vận chuyển, lắp ráp và sử dụng)

Đối với kết cấu bê tông cốt thép, trị số mất mát tiêu chuẩn lấy theo phụ lục 18 Khi tính về cường độ, tác động của ứng suất trước sẽ không xét đến, nếu cốt thép ứng suất trước đặt ở vùng chịu kéo

Chú thích:

1 Trong tính toán không cần xét tới sự tăng nhất thời ứng suất trước cho phép trong quá trình căng cốt thép theo quy trình công nghệ

2 Trường hợp có lý do thích đáng thì có thể chỉnh lý lại các trị số mất mát tiêu chuẩn dựa vào các số liệu thực nghiệm nhất thiết phải làm đối với những mẫu đầu tiên của mỗi loại công trình

2.7 Áp lực đất tiêu chuẩn trên mố trụ và trên đốt cống do trọng lượng bản thân của đất lấy như sau (tính bằng T/m2)

a Áp lực thẳng đứng P = cγHH

b Áp lực nằm ngang ep = µγHH

Trong đó:

H: chiều cao của tầng đất, đối với mố cầu lấy theo phụ lục 6 và với các đốt cống lấy theo phụ lục 7











=

2

45 0

µ hệ số áp lực ngang của đất đắp

ϕH và γH – Góc ma sát trong tiêu chuẩn và dung trọng tiêu chuẩn của đất lấy theo chương VII

c: Hệ số không thứ nguyên lấy bằng 1 đối với mố trụ, với đốt cống xác định theo phụ lục 7

2.8 Áp lực nước tĩnh tiêu chuẩn, đối với những phần công trình và đất nằm dưới mực nước mặt hay nước ngầm tính như sau:

Trong đất cát, cát sét, sét cát và bùn thì trong mọi trường hợp đều phải xét đến

Trong đất sét khi áp lực này gây ra những điều kiện tính toán bất lợi thì phải xét đến Mức nước bất lợi nhất là mực nước cao nhất hay thấp nhất

Xét tác động của áp lực nước tĩnh bằng cách:

a Giảm áp lực tiêu chuẩn lên nền gây ra do trọng lượng bản thân các bộ phận công trình và trọng lượng đất nằm trên gờ móng (hay trên các cấu kiện khác của công trình)

b Giảm cường độ tính toán của đất no nước thuộc loại cát sét, sét cát và đất bùn trong nền công trình theo như chương VII

Dung trọng của đất có xét áp lực nước tĩnh γB3B tính theo công thức sau:











 +

3

1

ε

γB B

ε: Hệ số rỗng của đất (tỷ số của thể tích lỗ rỗng trên thế tích phần khoáng vật) γ0: Tỷ trọng đất, lấy bình quân 2,7 – 2,8 T/m3

∆: Dung trọng nước lấy bằng 1 T/m3

Chú thích:

1 Khi chiều sâu đặt móng không quá 5m và khi móng đặt trên đá thì cho phép chỉ tính áp lực nước tĩnh lúc kiểm toán về ổn định vị trí mố trụ cầu

2 Khi tính toán móng về cường độ theo công thức qui ước của điều 7 – 8 thì không cần tính áp lực nước

2.9 Tác động co ngót tiêu chuẩn của bêtông cần xét đối với hệ thống cầu siêu tĩnh ngoài có lực đẩy ngoài và giả định tương đương với mức giảm nhiệt độ như sau:

a Đối với kết cấu bêtông cốt thép - giảm đi 200C

b Đối với kết cấu bêtông - giảm đi 300C

Chú thích:

1 Nếu trong thiết kế có dự kiến trình tự thi công đổ bê tông kết cấu để ngăn ngừa hiện tượng co ngót xuất hiện trước lúc khớp kết cấu (kể cả kết cấu lắp ghép) thì trị số tương đương giảm nhiệt độ nói trên có thể được giảm nữa nếu có căn cứ xác đáng, nhưng không được giảm thêm quá 100

2 Khi tính từ biến của bê tông thì tác động co ngót bê tông lấy theo các yêu cầu của chương IV và V

3 Không xét tác động co ngót của bêtông trong trường hợp tác động này làm giảm toàn bộ tác động tính toán

4 Tác động co ngót của bêtông trong kết cấu bêtông ứng suất trước và kết cầu liên hợp thì tính theo chương IV và V

2.10 Tác động tiêu chuẩn do lún của đất trong nền mố trụ cầu có kết cấu nhịp thuộc hệ siêu tĩnh ngoài xác định theo kết quả tính toán đất nền phù hợp với chỉ dẫn thuộc chương VII

2.11 Hệ số tải trọng n của những tải trọng tĩnh nêu trong các điều từ 2.5 đến 2.10 và những tác động tính toán ứng với nội dung đã trình bày trên, lấy theo bảng 2-3, khi tính theo trạng thái giới hạn thứ nhất đối với bất kỳ tổ hợp tải trọng nào

Bảng 2-3 Hệ số tải trọng n của những tĩnh tải

Loại tải trọng Hệ số n Tất cả các tải trọng trừ những tải trọng kể dưới đây 1,1 và 0,9 Trọng lượng kiến trúc phần trên mặt cầu đường sắt có ba lát 1,3 và 0,9 Trọng lượng tầng đệm, tầng cách nước, tầng bảo hộ và các

tầng khác, trọng lượng phần mặt cầu xe chạy, trọng lượng

đường người đi của cầu đường ô tô và cầu thành phố

1,5 và 0,9

Áp lực do trọng lượng đất gây ra đối với mố trụ cầu và cống 1,2 và 0,9

Chú thích:

1 Hệ số n ở mỗi dòng trong bảng dùng trong phạm vi cả một bộ phận công trình như: kết cấu nhịp, mố trụ, cống, lăng thể phá hoại

2 Trị số n lớn hơn (hay bé hơn) đơn vị là đối với trường hợp tải trọng làm tăng (hay giảm) tổng tác động tính toán nhằm đạt được điều kiện chịu lực bất lợi nhất cho kết cấu

3 Những tác động của ứng suất trước và những mất mát của ứng suất trước đều dùng hệ số tải trọng n như nhau

4 Khi xác định tải trọng tính toán do áp lực đất, không những phải tính hệ số tải trọng, mà trong công thức ở điều 2.7 còn phải thay trị số tính toán góc ma sát trong bằng ϕ = ϕH ± 50 tuỳ theo trị số nào gây ra tổng tác động tính toán lớn nhất

Trong đó ϕH - trị số tiêu chuẩn góc ma sát trong

3 HOẠT TẢI VÀ TÁC ĐỘNG CỦA CHÚNG

2.12 Hoạt tải thẳng đứng tiêu chuẩn (có xét tới phát triển tương lai) lấy như sau:

Do đoàn tàu đường sắt trên

đường đơn gây ra

a Trên đường sắt khổ hẹp

1000mm khi tính về cường độ,

ổn định hay khi tính về trạng

thái giới hạn thứ hai, thứ ba thì

dùng tải trọng cấp T – 14

b Trên đường sắt khổ rộng

1435mm khi tính về cường độ,

ổn định hay khi tính về trạng

thái giới hạn thứ hai, thứ ba thì

dùng tải trọng cấp T – Z sau

đây:

Đường cấp I, II: T-26

Đường cấp III dùng T-22

c Tính toán về dộ chịu mỏi

do đoàn tầu khi đặt tải trên tất

cả các đường và trong các tính

toán khác khi đặt tải trên đường

thứ hai và đường thứ ba thì

dạng tải trọng T-Z phải được

triết giảm một hệ số ε - lấy theo

bảng 2-4

Bảng 2-4

Từ 5m trở

xuống

1,0

Từ 10 – 25 m 0,85

Từ 50m trở

lên

1,0

Khi chiều dài đặt tải từ 5

tới 10 và từ 25 – 50m trị số

tính theo nội suy

Do đoàn ôtô hay một xe nào khác trên đường ôtô và đường thành phố gây ra đối với tất cả các công trình (trừ công trình bằng gỗ) thì dùng dạng tải trọng sau đây:

Dùng tải trọng H30 và XB80 cho các tuyến đường liên lạc quốc tế, đường trục chính yếu có ý nghĩa quan trọng về kinh tế, chính trị, văn hoá, quốc phòng phục vụ cho toàn quốc, có cường độ vận tải trong tương lai rất lớn, cũng chư các đường vận chuyển lớn nối liền các khu vực công nghiệp quan trọng và các thành phố lớn nối vào đường trục chính quốc gia thuộc đường ô tô từ cấp

IV trở lên

Dùng tải trọng H10 và X60 hay H13 và X60 cho các đường địa phương trong tỉnh, đường giao thông công nghiệp và các đường kinh tế trong tỉnh thuộc hệ thống đường cấp

IV trở xuống

Chú thích:

Việc lựa chọn tải trọng xe bánh (hay xích) phải có căn cứ thích hợp và phải được thoả thuận của các cơ quan hữu quan

Đối với cầu qua các thành phố lớn, qua khu dân

cư, phải xét tới qui hoạch trong tương lai mà xác định cấp tải trọng cho phù hợp

Quy định cấp tải trọng này không áp dụng cho các đường chuyên dụng lớn, cầu lớn đặc biệt, các cầu khôi phục tạm thời và các cầu đường nông thôn Đối với cầu vừa và cầu lớn trên các đường cấp IV trở xuống có thể dùng tải trọng H30, HK80 nhưng phải được cấp phê chuẩn xét duyệt thiết kế

Khi tính toán về độ chịu mỏi, không dùng tải trọng xe bánh (hay xích), còn khi tính theo trạng thái giới hạn thứ ba thì dùng tải trọng đó với hệ số 0,8

Trị số các tải trọng tiêu chuẩn và nguyên tắc đặt tải trọng trên đường ảnh

hưởng nêu trong phụ lục 8 và 9

2.13 Trong mọi tính toán các cấu kiện chịu tải đồng thời trên một số đường

(số làn xe) với chiều dài đặt tải lớn hơn 25m thì hoạt tải tiêu chuẩn thẳng đứng

εT – Z, CT, H30, H13, H10 đều phải xét tới hệ số ghi trong bảng 2-5

Bảng 2-5

Số đường đặt tải hay số làn

xe

* Với đường sắt không đặt quá 3 đoàn tàu trên 3 đường cùng một lúc

2.14 Trong mọi tính toán các cấu kiện cầu đường sắt, đường bộ đi chung mà

tổ hợp bất lợi là đặt tải đồng thời trên cả đường sắt và mặt cầu đường ô tô thì

hoạt tải thẳng đứng tiêu chuẩn sẽ tác động ít hơn, giảm 25%

2.15 Tải trọng thẳng đứng do đoàn

tàu toa rỗng của đường sắt lấy bằng

1T/m dài

2.16 Áp lực đất nằm ngang tiêu chuẩn tác động lên mố do hoạt tải thẳng

đứng đặt trên lăng thể phá hoại gây ra tuỳ theo trị số tải trọng, chiều cao đất đắp,

đặc trưng γH và ϕH của đất, kiểu kết cấu mố trụ và điều kiện đặt tải trên lăng thể

phá hoại, tính theo phụ lục 10

2.17 Áp lực tiêu chuẩn của đất lên đối cống và đoạn cống do hoạt tải thẳng

đứng gây ra (tính bằng đơn vị tấn trên 1 m2 hình chiếu tương ứng của đường

viền ngoài cống), xác định như sau:

a Áp lực thẳng đứng do đoàn

tàu đường sắt gây ra tính theo

công thức:

25 , 1 5

,

0

3 , 0 +

=

H

Z q

b Áp lực nằm ngang tính theo

công thức:

eq=µq

Do hoạt tải thẳng đứng của đường

ô tô và thành phố gây ra khi chiều cao đất đắp trên cống: lớn hơn hay bằng 1m (đối với XB80) tính theo công thức:

3

19 +

=

H q

Nhỏ hơn 1m thì xét sự phân bố của

áp lực đó trong đất đắp dưới góc 300 với đường thẳng đứng

Ở đây:

Z: Cấp hoạt tải thẳng đứng tiêu chuẩn của đoàn tàu

H: Chiều cao đất đắp tính từ mặt trên của cống đến đáy tà vẹt hay đến mặt trên của lớp phủ mặt đường, tính bằng mét

µ: Hệ số lấy theo điều 2.7

2.18 Tải trọng nằm ngang tiêu chuẩn theo hướng ngang do lực ly tâm gây ra đối với cầu đặt trên đường cong có bán kính là R mét tính dưới dạng tải trọng rải đều C (T/m)

Đối với đường sắt, lực ly tâm có

điểm đặt ở độ cao 2m kể từ đỉnh

ray, với một đường đơn tính theo

công thức sau:

Đối với cầu thép, cầu bê tông cốt

thép, cầu bê tông và cầu đá:

Khi Vk ≤ 135km/h

k R

C =120

nhưng không lớn hơn 0,15k

Khi Vk ≤ 160 km/h

k R

C =180

nhưng không lớn hơn 0.15k

Trong đó:

k: Hoạt tải thẳng đứng rải đều

tương đương tiêu chuẩn ứng với

đường ảnh hưởng chịu tải trọng nằm

ngang tính theo T/m theo phụ lục 8

Đối với cầu ô tô và cầu thành phố trên đường cong bán kính không quá 600m thì lực ly tâm tác dụng ở cao độ đỉnh của mặt đường xe chạy với mỗi làn xe tính theo công thức sau:

l

P R

+

= 100 15

nhưng ít nhất là 0,15P/l Khi R < 250m và ít nhất là

l

P

R .

40 khi R ≥ 250m Trong đó:

P - Trọng lượng chiếc xe nặng trong đoàn xe tính toán (T)

ΣP - Tổng trọng lượng các xe trong đoàn xe tính toán (T)

L - Chiều dài đường ảnh hưởng, nhưng không lớn hơn chiều dài nhịp (m)

2.19 Tải trọng nằm ngang tiêu chuẩn theo hướng ngang do xe lắc gây ra của đoàn tàu đường sắt trên

đường sắt đơn lấy dưới dạng tải

trọng rải đều (T/m) đặt ở đỉnh ray

và xác định theo công thức sau:

S=0,025Z

Trong đó:

Z: Cấp hoạt tải thẳng đứng tiêu

chuẩn của đoàn tàu

a của tải trọng ô tô lấy bằng 0,4 T/m với tải trọng thẳng đứng là H30, và 0,2 T/m với H10, H13 ứng với bất kỳ số làn xe là bao nhiêu

b của tải trọng bánh xích hay bánh nặng lấy dưới dạng lực tập trung, với xe XB80 là 5T, với xe

X-60 là 4T

Tải trọng nằm ngang theo hướng ngang do xe lắc, gây ra được coi như đặt ở trên đỉnh mặt đường xe chạy hay trên đá vỉa (gờ chắn bánh) 2.20 Tải trọng nằm ngang tiêu chuẩn theo hướng dọc do lực hãm hay lực kéo gây ra lấy như sau:

Đối với cầu đường sắt là tải trọng

rải đều l, đặt ở cao độ 2m kể từ đỉnh

ray tác dụng dọc theo đường sắt về

bất kỳ phía nào

Trị số của tải trọng nói trên lấy

bằng 10% trọng lượng hoạt tải tiêu

chuẩn theo phụ lục 8

Tải trọng do lực hãm hay lực kéo

tính như sau: với cầu đường sắt đôi,

tính lực hãm do một đường gây ra,

cầu ba đường hay nhiều đường hơn

nữa thì tính lực hãm do hai đường

gây ra

Đối với cầu đường ô tô và cầu thành phố với một làn xe theo một hướng thì lấy dưới dạng lực tập trung, đặt ở cao độ đỉnh mặt đường

xe chạy và bằng 0,3P, 0,6P và 0,9P khi chiều dài đặt tải trọng tương ứng

là từ 25m trở xuống, từ trên 25m đến 50m và lớn hơn 50m, trong đó

P - trọng lượng chiếc ô tô nặng trong đoàn xe Khi có nhiều làn xe theo một hướng thì lực hãm tính với tất cả các làn

Lực kéo và lực hãm của hoạt tải trên phạm vi lăng thể phá hoại đều không tính

Lực dọc nằm ngang do lực hãm và do lực kéo gây ra sẽ truyền qua các gối cố định của cầu kiểu dầm hay các mố trụ của cầu có lực đẩy ngoài và phân bố đều giữa các gối đó Lực dọc nằm ngang truyền qua gối di động thì mặc dù nó

truyền vào gối cố định như thế nào, vẫn qui ước lấy như sau:

a Trường hợp gối trượt lấy bằng 50% toàn bộ lực dọc