Bài giảng cầu thép ĐH GTVT

8/23/2012 1 BÀI GIẢNG TÍN CHỈ CẦU THÉP Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố & Công trình Thủy Division of Urban Transport and Coastal Engineering http://ctgttp.org Hà Nội, 2012 LOGO BỘ MÔN LOGO HỌC PHẦN Trường Đại học Giao thông Vận tải BÀI GIẢNG TÍN CHỈ HỌC PHẦN: CẦU THÉP 2 Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy — Tên học phần: CẦU THÉP — Viết bằng tiếng Anh: Steel Bridge — Mã số: GTP.03.02 — Số tín chỉ học phần: 02 — Thời gian của học phần: ¡ Lý thuyết: 15 ¡ Bài tập : 30 ¡ Thực hành: 00 ¡ Thảo luận: 10 ¡ Tự học: 60 GIỚI THIỆU HỌC PHẦN 8/23/2012 2 3 Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy GIỚI THIỆU HỌC PHẦN — TÓM TẮT NỘI DUNG HỌC PHẦN • TiếngViệt: Mônhọc“CầuThép”làmônhọcchuyênngànhnhằmtrangbịnhữngkiếnthức cơ bảnvềthiếtkếkếtcấunhịpcầudầmthép,cầugiànthépvàcầuthépliênhợp bảnBTCTtrêncáctuyến đườngsắtvà đườngbộcósơđồ kếtcấugiản đơn. Nộidungmônhọctậptrungvàocácnộidungvềgiảiphápcấutạokếtcấunhịp, trìnhtựvànộidungthiếtkếkếtcấunhịpcầuthép. Phầnbàitậpnhằmgiúpsinhviênnắmđượccáckỹnăngtínhtoán,thiếtkếkết cấunhịpcầudầmthép,cầugiànthépvàcầuthépliênhợpbảnBTCT. • TiếngAnh: Thesubject,“SteelBridge”providesthegeneralknowledgeofthedesignofsteel girderbridge,trussbridge,compositebridgeonrailwayandhighwaywithsimple girderstructureforthestudents. Itsmaincontentsfocusonthesolutionsofsteelbridgestructure,design sequenceanddetaildesignofsteelbridge. Homeworkhelpsthestudentsknowthecalculatingskills,thedesignmethodof steelgirderbridge,trussbridgeandthecompositebridge. 4 Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy — NỘI DUNG ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT GIỚI THIỆU HỌC PHẦN Thứ tự chương trình Nội dung Số giờ (1giờ = 50 phút) Lý thuyết (1) Bài tập (1/2) Thí nghiệm (1/2) Thảo luận (1/2) Thực hành (1/3) Bài tập lớn (1/3) Tự học Chương1 Cáckháiniệmchungvềcầuthép 2 0 0 0 0 0 6 1.1. Đặc điểmchungcủacầuthép. 1.2.Cácsơđồ tĩnhhọccủacầuthép. 1.3.Vậtliệulàmcầuthép. 1.4.Sơlượclịchsửvàphươnghướngpháttriển củacầuthép. 1.5.Tổngquanvềcáccôngnghệ xâydựngcầu thép. Chương2 Kếtcấunhịpcầudầmthépgiản đơn. 3 0 0 0 0 0 6 2.1.Kháiniệmchung 2.2.Bảnmặtcầu 2.3Hệdầmchủ 2.4.Hệliênkếtcủadầmchủ 2.5.Mốinốidầmchủ 8/23/2012 3 5 Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy GIỚI THIỆU HỌC PHẦN Thứ tự chương trình Nội dung Số giờ (1giờ = 50 phút) Lý thuyết (1) Bài tập (1/2) Thí nghiệm (1/2) Thảo luận (1/2) Thực hành (1/3) Bài tập lớn (1/3) Tự học Chương 3 KếtcấunhịpcầudầmthépliênhợpbảnBTCT 1 0 0 0 0 0 2 3.1.Kháiniệmchung. 3.2.Bảnmặtcầu 3.3.Hệdầmchủ vàneo Chương 4 TínhtoáncầudầmthépvàcầudầmthépliênhợpbảnBTCT 4 20 0 10 0 0 8 4.1.Những đặc điểmcơbảnkhithiếtkếcầudầmthépliênhợpvà khôngliênhợp. 4.2.Thiếtkếcấutạovàkíchthướccơbảncủamặtcắtngangcác bộ phậncầudầmthépliênhợpvàkhôngliênhợp. 4.3.Tính đặctrưnghìnhhọctạicácgiai đoạnlàmviệccủadầm thépliênhợpvàkhôngliênhợp. 4.4.Tínhnộilựcvàtínhduyệttheocáctrạngtháigiớihạncủa dầmthépliênhợpvàkhôngliênhợp. 4.5.Thiếtkếmốinối. 4.6.Thiếtkếneocủadầmthépliênhợp 6 Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy GIỚI THIỆU HỌC PHẦN Thứ tự chươngtrình Nội dung Số giờ (1giờ = 50 phút) Lý thuyết (1) Bài tập (1/2) Thí nghiệm (1/2) Thảo luận (1/2) Thực hành (1/3) Bài tập lớn (1/3) Tự học Chương 5 Kếtcấunhịpcầudànthépgiản đơn 2 0 0 0 0 0 4 5.1.Kháiniệmchung 5.2.Cácloạicầudàn 5.3.Bảnmặtcầu 5.4.Hệdầmmặtcầu 5.5.Dànchủ. 5.6.Hệliênkếtcủadànchủ 5.7.Nútdàn 5.8.Dànhãm Chương 6 Tính toán cầu dàn thép 3 0 0 0 0 0 6 6.1.Nguyênlýchung. 6.2.Thiếtkếcấutạovàkíchthướccơbảncủamặtcắt ngangcácbộphậncủacầudànthép. 6.3.Tínhtoánnộilựccácbộphậncủacầudànthép. 6.4.Tínhtoánhệdầmmặtcầu. 6.5.Tínhtoánnútdànvàcácthanhtrongdàn 6.6.Tínhtoánhệliênkếtcầudàn 8/23/2012 4 7 Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy PHẦN LÝ THUYẾT — CHƯƠNG 1: CÁCKHÁINIỆMCHUNGVỀCẦUTHÉP ¡ 1.1. Đặc điểmchungcủacầuthép ¡ 1.2. Cácsơđồ tĩnhhọccủacầuthép ¡ 1.5. Tổngquanvềcáccôngnghệ xâydựngcầuthép. — CHƯƠNG 2: KẾTCẤUNHỊPCẦUDẦMTHÉPGIẢN ĐƠN. ¡ 2.1. Kháiniệmchung ¡ 2.3 Hệ dầmchủ ¡ 2.4. Hệ liênkếtcủadầmchủ — CHƯƠNG 3: KẾTCẤUNHỊPCẦUDẦMTHÉPLIÊNHỢPBẢNBTCT ¡ 3.1. Kháiniệmchung. ¡ 3.3. Hệ dầmchủ vàneo — GIỚI THIỆU HỌC PHẦN 8 Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy PHẦN LÝ THUYẾT — CHƯƠNG 4: TÍNHTOÁNCẦUDẦMTHÉPVÀCẦUDẦMTHÉPLIÊNHỢPBẢNBTCT ¡ 4.1. Những đặc điểmcơbảnkhithiếtkếcầudầmthépliênhợpvàkhôngliên hợp. ¡ 4.2. Thiếtkếcấutạovàkíchthướccơbảncủamặtcắtngangcácbộphậncầu dầmthépliênhợpvàkhôngliênhợp. ¡ 4.4. Tínhnộilựcvàtínhduyệttheocáctrạngtháigiớihạncủadầmthépliênhợp vàkhôngliênhợp. ¡ 4.6. Thiếtkếneo củadầmthépliênhợp — CHƯƠNG 5: KẾTCẤUNHỊPCẦUDÀNTHÉPGIẢN ĐƠN. ¡ 5.1. Kháiniệmchung ¡ 5.4. Hệ dầmmặtcầu ¡ 5.5. Dànchủ. ¡ 5.6. Hệ liênkếtcủadànchủ ¡ 5.7. Nútdàn GIỚI THIỆU HỌC PHẦN 8/23/2012 5 9 Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy PHẦN LÝ THUYẾT — CHƯƠNG 6: TÍNHTOÁNCẦUDÀNTHÉP ¡ 6.1. Nguyênlýchung. ¡ 6.3. Tínhtoánnộilựccácbộphậncủacầudànthép. ¡ 6.4. Tínhtoánhệdầmmặtcầu. ¡ 6.5. Tínhtoánnútdànvàcácthanhtrongdàn ¡ 6.6. Tínhtoánhệliênkếtcầudàn GIỚI THIỆU HỌC PHẦN 10 Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy PHẦN BÀI TẬP — BÀI TẬP 1: Chọncấutạovàtínhtoán đặctrưnghìnhhọccủacầudầmthépliên hợp. — BÀI TẬP 2: Tínhmômen chảyvàmômen dẻo. — BÀI TẬP 3: Tínhduyệttheocáctrạngtháigiớihạn. NỘI DUNG HỌC PHẦN 8/23/2012 6 11 Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy PHẦN THẢO LUẬN — CHƯƠNG 5: KẾTCẤUNHỊPCẦUDÀNTHÉPGIẢN ĐƠN. ¡ 5.2. Cácloạicầudàn NỘI DUNG HỌC PHẦN 12 Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy PHẦN TỰ HỌC — CHƯƠNG 1: CÁCKHÁINIỆMCHUNGVỀCẦUTHÉP ¡ 1.3. Vậtliệulàmcầuthép ¡ 1.4. Sơ lượclịchsửvàphươnghướngpháttriểncủacầuthép. — CHƯƠNG 2: KẾTCẤUNHỊPCẦUDẦMTHÉPGIẢN ĐƠN. ¡ 2.2. Bảnmặtcầu ¡ 2.5. Mốinốidầmchủ — CHƯƠNG 3: KẾTCẤUNHỊPCẦUDẦMTHÉPLIÊNHỢPBẢNBTCT ¡ 3.2. Bảnmặtcầu — CHƯƠNG 4: TÍNHTOÁNCẦUDẦMTHÉPVÀCẦUDẦMTHÉPLIÊNHỢPBẢNBTCT ¡ 4.3. Tính đặctrưnghìnhhọctạicácgiai đoạnlàmviệccủadầmthépliênhợpvà khôngliênhợp. ¡ 4.5. Thiếtkếmốinối. NỘI DUNG HỌC PHẦN 8/23/2012 7 13 Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy PHẦN TỰ HỌC — CHƯƠNG 5: KẾTCẤUNHỊPCẦUDÀNTHÉPGIẢN ĐƠN. ¡ 5.3. Bảnmặtcầu ¡ 5.8. Dànhãm — CHƯƠNG 6: TÍNHTOÁNCẦUDÀNTHÉP ¡ 6.2. Thiếtkếcấutạovàkíchthướccơbảncủamặtcắtngangcácbộphậncủacầu dànthép. NỘI DUNG HỌC PHẦN 14 Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy TÀI LIỆU MÔN HỌC — [1]. GS. TS. NguyễnViếtTrung, Cầuthép, NXBXD,2007. TÀI LIỆU THAM KHẢO — [1]. Bộ GiaothôngVậntải,Tiêuchuẩnngành22 TCN 272 –05,; — [2]. Standard Specifications for Highway Bridges, 16th ed., AASHTO, American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, D.C., 1996. — [3]. American Association of State Highway and Transportation Officials, Load Resistance Factor Design, AASHTO, Washington, D.C., 1996. — [4]. W.F.CHEN & J.Y.RICHARD LIEW, Civil Engineering Handbook. NỘI DUNG HỌC PHẦN 8/23/2012 8 15 Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy — Đánh giá học tập ¡ Điểm đánh giá quá trình học tập: 30% trọng số ÷ Chuyên cần : 10% trọng số ÷ Kiểm tra giữa kỳ, điểm bài tập, thảo luận:20% trọng số ¡ Điểm kết thúc học phần : 70 %trọng số — Điều kiện học phần ÷ Học phần tiên quyết: Kết cấu thép; Cơ sở công trình Cầu ÷ Học phần trước ÷ Học phần song hành: Cầu Bêtông; Cầu Thành phố; Xây dựng, sửa chữa và tăng cường cầu; Chẩn đoán cầu và hầm GIỚI THIỆU HỌC PHẦN 16 Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy — Nhiệm vụ sinh viên: ¡ Tham gia đầy đủ các buổi học lý thuyết và các buổi thảo luận. ¡ Tự học, tự tìm hiểu tài liệu tham khảo phục vụ cho môn học, biết làm việc theo nhóm. ¡ Nắm vững nội dung yêu cầu của học phần ¡ Làm đầy đủ các bài tập và bài tập lớn nếu có. ¡ Tham gia đánh giá kết thúc học phần GIỚI THIỆU HỌC PHẦN 8/23/2012 9 17 Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy CHƯƠNG 1: CÁCKHÁINIỆMCHUNGVỀCẦUTHÉP CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP Cầuthép: làcầucókếtcấuchịulựcchính đượclàmbằngthép,hợpkim théphoặcthépliênhợpBTCTtrong đóvậtliệuthép đóngvaitròchủ yếu. Hình 1.1 Cầu Hàm Rồng (Thanh Hoá) Hình 1.2 Kết cấu nhịp cầu dầm thép. 1.1. Đặc điểm chung của cầu thép 18 Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy CHƯƠNG 1: CÁCKHÁINIỆMCHUNGVỀCẦUTHÉP Hình 1.3 Cấu tạo cầu dàm thép Hình 1.4 Cấu tạo cầu dầm thép. 1.1. Đặc điểm chung của cầu thép PHẦN LÝ THUYẾT CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP 8/23/2012 10 19 Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy PHẦN LÝ THUYẾT Ưu điểm: - Tínhchịulựccao,có độ cứnglớn, độ võngnhỏ.Cótínhdẻocaodo đó chịu đượclựcxungkích(va đập, động đất)vàtảitrọngmỏitốt. -Tính đồngnhấtcao,ítthay đổinênlàmviệctốttrong điềukiệnnhiệt độ môitrườngcao. -Dễgiacông,rèn, đập, đúc,cán,cắt…nêncónhiềuhìnhdạngnhư cầu vòm,cầudàn,cầudầm,cầuliênhợp,cầutreo… -Dễcôngnghiệphoá,tựđộngchế tạotrongcôngxưởnglắpráphiện trườngnênrútngắnthờigianthicôngvànângcaochấtlượngsảnphẩm. -Cótínhkiếntrúccao -Trọnglượngbảnthânnhẹ (Tuynhiêntrọnglượngbảnthân nhẹ cũnglànhược điểmlàmcho Kếtcấunhạycảmvớigiao động Gió) Hình 1.1 Cầu Akashikaikyo, Nhật Bản (Chiều dài nhịp chính 1991m) PHẦN LÝ THUYẾT CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP 20 Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy PHẦN LÝ THUYẾT Nhược điểm: -Dễbịănmònnhấtlàtrong điềukiệnkhíhậunóng ẩmvàmưanhiều ở nướcta.Do đócầnphảicócôngtácduytubảodưỡngthườngxuyêndẫn đếnchiphíbảodưỡngcầulớn -Khigặpnhiệt độ cao(>500 o C)kếtcấunhịpcóthể bị giảmhoặcmấtkhả năngchịulực -Thicôngphứctạpvìcónhiềuchitiếtliênkếtbằnghànvàbulông. -Chíphíduytubãodưỡngtrongquátrìnhsửdụngcao Hình 1.3 Hiện tượng rỉ trong cầu thép Hình 1.4 Mức độ phức tạp của nút dàn thép PHẦN LÝ THUYẾT CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP [...]... cụng theo bin phỏp lp ghộp hoc lao kộo dc khụng cú giỏo hay tr tm di Trong trng hp ny dm liờn hp lm vic theo 2 giai on: Dầm thép Giai đoạn I: Sau khi thi công xong dầm thép Dầm thép Bản bê tông Giai đoạn I: Sau khi đổ bản bê tông mặt cầu Hoạt tải Dầm thép Bản bê tông Lớp phủ mặt cầu Giai đoạn II: Giai đoạn khai thác Hỡnh 2.30: Cỏc giai on lm vic ca cu dm liờn hp B mụn Cụng trỡnh Giao thụng Thnh ph v... trỡnh Thy 59 CHNG 3: KT CU NHP CU DM THẫP LIấN HP BN BTCT 3.1 Khỏi nim chung Bản BTCT Thép thường - Mt ct liờn hp: l mt ct cú s kt hp lm vic ca hai hay nhiu loi vt liu khỏc nhau trờn cựng mt ct nhm phỏt huy ht kh nng chu lc ca tng loi vt Thép cường độ cao liu t ú tng kh nng chu lc cho mt ct dm Mặt cắt liên hợp: Thép - Thép - B trớ h thng neo liờn kt gia cỏnh trờn ca dm thộp vi bn bờ tụng to ra hiu ng... ngang,doc; (3) Sờn tăng cờng; (4) Bản bê tông mặt cầu; (5) Lớp phủ mặt cầu; (6) Gờ lan can; (7) Tay vịn PHN Lí THUYT CHNG II: KT CU NHP CU DM THẫP GIN N (7) 2.1 Khỏi nim chung Cu to tng th ca mt h dm thộp bao gm cỏc b phn c bn nh sau (6) (5) (4) (3) (2) (1) (1) Dầm chủ; (2) Liên kết ngang,doc; (3) Sờn tng cờng; (4) Bản bê tông mặt cầu; (5) Lớp phủ mặt cầu; (6) Gờ lan can; (7) Tay vịn B mụn Cụng trỡnh... Thy 65 PHN Lí THUYT CHNG 3: KT CU NHP CU DM THẫP LIấN HP BN BTCT Trng hp 2: Cu dm liờn hp thi cụng theo bin phỏp lp ghộp trờn giỏo c nh hoc cú tr tm di Dầm thép Bản bê tông Giai đoạn I: Giai đoạn thi công Hoạt tải Dầm thép Bản bê tông Lớp phủ mặt cầu Giai đoạn II: Giai đoạn khai thác Hỡnh 2.33: Trng hp thi cụng KCN trờn giỏo c nh - Giai on I: Mt ct dm cha lm vic - Giai on II: Mt ct lm vic trong giai... liờn kt dc trờn v tham gia chu nộn thay cho bn cỏnh trờn ca dm ch, lm tng chiu cao v tit din lm vic ca dm, do ú gim c chiu cao dm thộp B mụn Cụng trỡnh Giao thụng Thnh ph v Cụng trỡnh Thy Dầm thép Mặt cắt liên hợp: Thép - BTCT 60 30 8/23/2012 PHN Lí THUYT CHNG 3: KT CU NHP CU DM THẫP LIấN HP BN BTCT c im ca cu dm liờn hp Thộp - BTCT - Cu dm liờn hp ó phỏt huy c ht kh nng lm vic hp lý ca cỏc loi vt liu