Bài giảng Cầu Thép Bài giảng Cầu Thép Bài giảng Cầu Thép Bài giảng Cầu Thép Bài giảng Cầu Thép Bài giảng Cầu Thép Bài giảng Cầu Thép Bài giảng Cầu Thép Bài giảng Cầu Thép Bài giảng Cầu Thép Bài giảng Cầu Thép Bài giảng Cầu Thép Bài giảng Cầu Thép
Bài giảng Cầu thép MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG I - KHÁI NIỆM CHUNG 1.1 Những đặc điểm phạm vi ứng dụng 1.2 Vật liệu dùng cho cầu thép 1.3 Các hệ thống cầu thép 1) Cầu dầm đặc: 2) Cầu dầm giàn: 3) Cầu treo: 1.4 Các phận cầu thép CHƢƠNG II - HỆ MẶT CẦU CỦA CẦU THÉP 2.1 Khái niệm phân loại 2.2 Mặt cầu ô-tô 2.3 Hệ dầm mặt cầu 10 2.4 Tính toán đà dọc liên kết 11 1) Nguyên lý tính toán: 11 2) Tính tải trọng thường xuyên rải đà dọc: 11 3) Tính hoạt tải xe ô-tô: 12 4) Hoạt tải người (PL): 13 5) Hệ số xung kích: (3.6.2) 13 6) Tính nội lực phát sinh mặt cắt đà dọc: 14 7) Kiểm toán mặt cắt đà dọc: 14 8) Tính liên kết đà dọc vào đà ngang: 15 9) Trường hợp đà dọc kết cấu liên tục 17 2.5 Tính toán đà ngang liên kết 17 1) Nguyên lý tính toán : 17 2) Tính tải trọng thường xuyên rải đà dọc: 17 3) Tính hoạt tải truyền vào đà ngang theo lực tập trung từ đà dọc: 18 4) Tính nội lực phát sinh mặt cắt đà ngang: 18 5) Kiểm toán mặt cắt đà ngang: 19 6) Tính mối nối liên kết đà ngang vào giàn chủ: 19 CHƢƠNG III - CẦU DẦM ĐẶC 21 3.1 Khái niệm chung 21 1) Đặc điểm cầu dầm đặc: 21 2) Cấu tạo kích thước bản: 21 3.2 Cấu tạo dầm đặc hàn ghép, liên kết bu lông cƣờng độ cao 22 1) Đặc điểm: 22 Bài giảng Cầu thép 2) Qui định cấu tạo: 22 3) Cấu tạo mối nối dầm đặc: 23 3.3 Tính toán dầm chủ 24 1) Lựa chọn số dầm mặt cắt dầm chủ: 24 2) Tính tĩnh tải rải dầm chủ, bao gồm: 24 3) Tính hoạt tải xe ô-tô: 24 4) Tính nội lực phát sinh mặt cắt dầm chủ: 25 5) Kiểm toán mặt cắt dầm chủ: 26 6) Tính độ võng dầm giản đơn: 27 7) Tính ổn định chung cục bụng dầm: 28 8) Tính sức kháng nén dọc trục nẹp tăng cường đứng gối cầu : 30 9) Tính mối nối dầm chủ : 31 10) Cấu tạo hệ liên kết dọc ngang dầm chủ 32 3.4 Cầu dầm thép liên hợp với bê tông cốt thép 33 1) Đặc điểm chung: 33 2) Nguyên lý làm việc cầu dầm thép liên hợp BTCT: 33 3) Cấu tạo dầm thép liên hợp BTCT 34 4) Tính toán dầm thép liên hợp BTCT 35 5) KT dầm thép liên hợp chịu ảnh hưởng biến dạng cưỡng 38 6) Kiểm tra ứng suất dầm liên hợp tổ hợp tải trọng : 41 7) Giới thiệu số giải pháp tạo dự ứng lực dầm thép liên hợp BTCT : 42 CHƢƠNG IV - CẦU DẦM GIÀN 43 4.1 Khái niệm chung 43 1) Đặc điểm: 43 2) Các sơ đồ cầu dầm giàn kích thước : 43 3) Các phận cầu dầm giàn : 44 4) Cấu tạo mặt cắt cầu dầm giàn : 44 4.2 Tính toán hệ mặt cầu 45 4.3 Tính toán giàn chủ 45 1) Nguyên lý : 45 2) Trọng lượng dầm giàn - tĩnh tải dầm hệ số : 45 3) Hoạt tải hệ số hoạt tải : 46 4) Vẽ đường ảnh hưởng tính nội lực giàn : 46 5) Lựa chọn mặt cắt kiểm tra nội lực 47 6) Tính toán mối nối liên kết nút giàn : 49 7) Kiểm toán đứng chịu lực nén dọc trục dầm giàn kiểu "hở trên" 52 Bài giảng Cầu thép 4.4 Tính hệ liên kết trên, dƣới 52 1) Phân tích tải trọng tác dụng lên hệ liên kết giàn: 52 2) Tải trọng gió ngang vào giàn đoàn xe cầu: 52 3) Tính nội lực kiểm toán cường độ hệ liên kết: 54 4.5 Tính hệ liên kết ngang cổng cầu 55 1) Nguyên lý tính : 55 2) Tính hệ liên kết ngang: 55 4.6 Kiểm tra độ võng đàn hồi KCN thiết kế tạo vồng cho dầm giàn 56 1) Kiểm tra độ võng đàn hồi KCN theo TTGHSD 56 2) Phương pháp thiết kế tạo vồng: 57 4.7 Kiểm toán đà ngang đầu dầm chịu kích 58 4.8 Kiểm toán dầm giàn lao lắp 58 4.9 Bố trí, thiết kế công trình phụ trợ phục vụ tu sửa chữa cầu 58 CHƢƠNG V - GỐI CẦU THÉP 59 5.1 Các loại gối cầu 59 5.2 Cách bố trí gối cầu 59 5.3 Cấu tạo gối cầu 60 5.4 Kiểm toán gối cầu 61 PHỤ LỤC 64 Bài giảng Cầu thép MỞ ĐẦU Cầu kim loại (Metallic Bridge) tên gọi chung cầu có vật liệu kim loại đen (nhƣ sắt, gang, thép) kim loại mầu (nhƣ hợp kim nhôm, vật liệu tổng hợp), nhƣng sử dụng rộng rãi cầu thép (Steel Bridge) Môn học cầu thép đề cập đến cầu thép đƣờng ô-tô Cầu thép đƣờng sắt có khác cầu đƣờng ô-tô cấu tạo phần mặt cầu hệ mặt cầu; tính toán, có khác hoạt tải hệ số Thiết kế cầu thép đƣợc qui định tính theo phƣơng pháp trạng thái giới hạn (giới hạn cƣờng độ, giới hạn sử dụng, giới hạn mỏi phá hoại, giới hạn đặc biệt) Gần đây, để thuận tiện ứng dụng công nghệ tin học thiết kế, số nƣớc qui định thiết kế cầu thép theo phƣơng pháp độ tin cậy, có sử dụng hệ số tin cậy tính toán, hệ số tổng hợp thƣờng đƣợc xác định qua thực nghiệm thống kê nhiều năm Bài giảng "Cầu thép" dựa theo Tiêu chuẩn thiết kế cầu Bộ GTVT ban hành mang ký hiệu 22 TCN 272-05, có tham khảo bổ sung chi tiết cấu tạo theo Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 18-79 Do chi tiết kết cấu thép phải đạt độ xác cao, nên đơn vị đo lƣờng tính theo milimét (mm), đơn vị đo lƣờng khác theo hệ đo lƣờng quốc tế (SI) Lời khuyên: - Cách học ghi chép; - Dẫn giải thực tế có ví dụ tính toán; - Sách tham khảo: Thiết kế cầu thép bê tông cốt thép (ĐHXD), Thiết kế cầu thép (ĐHXD), Bài tập tính toán cầu thép (ĐHGT), Cầu thép (Bộ GTVT), Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 (Bộ GTVT) Bài giảng Cầu thép CHƯƠNG I - KHÁI NIỆM CHUNG 1.1 Những đặc điểm phạm vi ứng dụng - Đặc điểm bật thép đạt tính chịu lực cao ứng với loại ứng suất (kéo, nén, uốn, cắt, xoắn ), dùng để xây dựng tất loại cầu khác nhƣ dầm, giàn, vòm, treo, hệ liên hợp - Thép có trọng lƣợng riêng lớn nhƣng độ bền cao nên trọng lƣợng thân kết cấu nhẹ, có khả làm cầu có chiều dài nhịp lớn mà loại vật liệu khác không thực đƣợc - Thép có cƣờng độ cao nhƣng mô đuyn đàn hồi lớn (2,0 x 105 MPa, bê tông 3,15 x 104 MPa), độ cứng lớn, tính đàn hồi cao, tính dẻo dai cao, chịu tải trọng xung kích tải trọng mỏi tốt - Thép dễ gia công (cắt, rèn đập, đúc cán, hàn) nên chế tạo thành nhiều loại hình dạng thích hợp, tạo khả công nghiệp hóa, tự động hóa chế tạo công xƣởng, vận chuyển đến chân công trình đạt lắp ráp nhanh liên kết đáng tin cậy nhƣ bu lông, chốt, đinh tán, hàn tạo điều kiện rút ngắn thời gian thi công - Thép dễ bị hƣ gỉ môi trƣờng ẩm, mặn, axit độc khác Khi thép bị gỉ mòn, làm tiết diện chịu lực bị giảm yếu, làm liên kết bị hƣ hỏng, dẫn đến giảm tuổi thọ công trình - Hiện có nhiều biện pháp chống gỉ hữu hiệu nhƣ sơn tạo màng bền cao, mạ phủ kim loại, dùng thép chịu thời tiết (weathering steel), thép không gỉ (non-corrosion steel) Tuy nhiên, công trình thép phải thƣờng xuyên đƣợc kiểm tra, bảo quản, cạo gỉ sơn phủ định kỳ - Cầu thép có nhịp lớn thƣờng đƣợc ứng dụng đƣờng sắt, đƣờng ô-tô; kết cấu thép cầu thép thƣờng đƣợc ứng dụng cho kết cấu tạm lắp ráp nhanh thi công, công trình quân sự; ứng dụng thích hợp xây dựng cầu vùng đất yếu có trọng lƣợng thân nhẹ loại cầu khác 1.2 Vật liệu dùng cho cầu thép - Loại thép cấp thép đƣợc phân định theo tính chất thép, thể cƣờng độ chảy (biến dạng tăng mà ứng suất không đổi), cƣờng độ kéo (ứng suất lớn thí nghiệm kéo), độ dẻo (tỷ số độ dãn dài đứt gãy độ dãn dài bắt đầu chảy), độ cứng (độ bền bề mặt mài so với độ mài tiêu chuẩn) độ dai (khi bị va đập số lần qui định mà không bị đứt gãy) - Các vật liệu thô điển hình để luyện thép quặng sắt, than cốc, đá vôi (chất gây cháy hội tụ chất bẩn mặt), kim loại thành phần (Al, Si, C, Cr, Cu, Mn) số kim loại khác (Mo, Nb, Ni, Ti, V, ) ; trình luyện thép phải đƣợc kiểm tra chất lƣợng nấu để có đƣợc sản phẩm đồng - Thép dùng làm cầu, chịu tác động hoạt tải, có đặc điểm phân biệt so với thép xây dựng hai tính chất: độ dãn dài đạt 22%, độ dai đạt 2,0x106 lần Bài giảng Cầu thép - Thép công trình đƣợc phân thành loại khác nhau, tùy theo tính chất, thành phần hóa học cách gia công nhiệt - Các tính chất học tối thiểu thép công trình, tƣơng ứng với chiều dày, hình dạng cƣờng độ, đƣợc thể bảng sau: Thép kết cấu Thép hợp kim thấp, cường độ cao Thép hợp kim Thép hợp kim thấp, ram, cường độ ram chảy dẻo cao Ký hiệu thép A 709M (ASTM) Cấp 250 Cấp tương đương A 709M Cấp 345 A 709M Cấp 345W A 709M A 709M Cấp485W Các cấp 690/690W Chiều dày Tới 100 thép, mm Tới 100 Tới 100 Tới 100 Tới 65 Trên 65 đến 100 Chế tạo thép hình Áp dụng Áp dụng Áp dụng Không áp dụng Không áp dụng Không áp dụng 400 450 485 620 760 690 250 345 345 485 690 620 Cƣờng độ chịu kéo nhỏ Fu , MPa Cƣờng độ chảy giới hạn chảy nhỏ Fy , MPa - Ký hiệu (M) loại thép làm cầu - Ký hiệu W thép chịu thời tiết 1.3 Các hệ thống cầu thép 1) Cầu dầm đặc: - Dầm chủ: có dạng dầm giản đơn, liên tục, mút thừa; - Chiều cao dầm không đổi thay đổi; - Mặt cắt ngang cầu gồm dầm chủ, 4, dầm chủ hơn; - Có hệ liên kết ngang giữ ổn định phiến hệ liên kết dọc dƣới; - Mặt cầu thƣờng BTCT đặt tự lên cánh dầm chủ liên hợp chịu lực với dầm chủ 2) Cầu dầm giàn: - Dầm giàn có loại mạ thẳng, mạ cong; đƣờng xe chạy dƣới; - Khi chịu tải, dầm chịu momen uốn, Bài giảng Cầu thép trạng thái momen đƣợc chuyển thành kéo nén dọc trục, nên trọng lƣợng dầm giàn thƣờng nhẹ so với dầm đặc có chiều dài hoạt tải 3) Cầu treo: - Có dạng cầu treo dây võng, cầu treo dây xiên - Thƣờng dùng cho cầu vƣợt nhịp lớn L>100m 1.4 Các phận cầu thép - Mặt cầu : Bằng BTCT, gỗ ván lát mặt, thép có sƣờn tăng cƣờng ; phận truyền trực tiếp loại hoạt tải lƣu thông cầu vào dầm thép - Hệ mặt cầu : tổ hợp kết cấu đà dọc, đà ngang ; mặt cầu truyền trực tiếp tải trọng phân bố vào đà dọc ; từ đó, đƣợc truyền sang đà ngang dầm chủ - Dầm chủ, giàn chủ : Dầm chủ thƣờng dầm thép đặc, gồm đứng, cánh trên, cánh dƣới, sƣờn tăng cƣờng đứng, dầm dọc Giàn chủ thƣờng thép ghép nối tạo thành giàn hoa, gồm mạ trên-dƣới, xiên, treo-thanh đứng, nút liên kết - Hệ liên kết : gồm hệ liên kết trên-dƣới, hệ liên kết ngang - Hệ cổng cầu : Thƣờng bố trí ngang dầm cầu gắn vào đứng xiên đầu dầm giàn - Công trình phụ cầu thép : nhƣ xe treo, xe kiểm tra, thang kiểm tra, giá dỡ dây thông tin, dây cáp điện, đƣờng ống cấp nƣớc - Gối cầu : gồm gối cố định, gối di động Hệ liên kết dọc Dầm chủ Dầm chủ Sƣờn tăng cƣờng đứng Gối cầu Bài giảng Cầu thép Cầu dầm giàn Giàn chủ Hệ cổng cầu Thanh xiên Đà ngang Thanh đứng Thanh treo Liên kết dọc Đà ngang Đà dọc Hệ mặt cầu liên kết dọc dƣới Bài giảng Cầu thép CHƯƠNG II - HỆ MẶT CẦU CỦA CẦU THÉP 2.1 Khái niệm phân loại 1) Hệ mặt cầu phần trực tiếp đỡ hoạt tải truyền tải trọng sang dầm chủ 2) Hệ mặt cầu bao gồm : - Mặt cầu : đƣờng sắt ô-tô, đƣờng hành xe thô sơ - Hệ dầm mặt cầu : gồm đà dọc, đà ngang (trƣờng hợp hai giàn chủ cách xa nhau), dầm chủ gần nhƣ cầu dầm đặc đà dọc đà ngang hoạt tải từ mặt cầu truyền trực tiếp lên dầm chủ 2.2 Mặt cầu ô-tô 1) Yêu cầu : - Mặt cầu đạt độ phẳng - Kết cấu nhẹ để giảm tĩnh tải - Ít hao mòn, tuổi thọ cao - Thoát nƣớc mặt tốt 2) Mặt cầu dùng BTCT: - Dùng phù hợp cho đƣờng ô-tô - Có thể đổ chỗ hay lắp ghép - Lớp mặt cầu gồm: lớp đệm tạo dốc BTCT mác thấp M-200, dày từ đến 7cm, với độ dốc ngang i = 1,5% đến 2% ; lớp chống thấm (còn gọi lớp cách nƣớc) i = 1,5 - 2,0% Thành phần lớp mặt BT nhựa lớp bảo vệ BTXM lớp chống thấm lớp đệm BTXM vải nhựa tẩm polime, dày khoảng 0,5 đến 1cm ; lớp bảo vệ BTXM ; lớp bê tông nhựa dày khoảng đến 5cm Hiện thƣờng dùng lớp bê tông mác M-300 đổ dày đến cm có lƣới thép Φ6mm đan ô 15x15cm để thay lớp phòng nƣớc lớp bảo vệ BTXM - Khoảng cách dầm chủ nên < 3,0m, có hệ liên kết ngang - dọc giữ ổn định cho phiến dầm chủ - Bản BTCT mặt cầu thƣờng chọn không nhỏ 10cm, thƣờng dùng 12 đến 15cm, mác BT M-300 350 Trƣờng hợp dùng mặt cầu xe chạy trực tiếp BTCT (không có lớp đệm, lớp chống thấm, lớp bảo vệ), BTCT có chiếu dày lớn 14cm, mác M-350 400 3) Mặt cầu dùng thép : - Có đặc điểm: trọng lƣợng nhẹ 1/4 BT; mặt thƣờng thép dầy 6mm, có dập gân để tăng ma sát - Để giải thoát nƣớc nhanh mặt cầu, trải lớp bê tông nhựa sỏi nhỏ dày đến cm mặt thép - Về cấu tạo: chế tạo sẵn thành mảng nhà máy kết cấu thép, sau đƣa lắp đặt cầu Các mặt cầu đƣợc hàn sẵn sƣờn tăng cƣờng mặt dƣới, tạo thành đa hƣớng (orthotrop) Bài giảng Cầu thép δ δ thép dày δ = - 8mm δ 2.3 Hệ dầm mặt cầu - Hệ mặt cầu bao gồm đà dọc, đà ngang ; thƣờng gặp cầu dầm có hai giàn chủ với đƣờng xe chạy dƣới - Hệ mặt cầu có chức năng: chịu thƣờng xuyên tĩnh tải mặt cầu; truyền tĩnh tải mặt cầu hoạt tải lên đà dọc, từ đà dọc truyền vào đà ngang từ đà ngang chuyển vào dầm chủ - Cấu tạo hệ mặt cầu mối nối liên kết đà dọc vào đà ngang, liên kết đà ngang vào giàn chủ nhƣ sau: Bản BT mặt cầu Giàn chủ Bản cá Liên kết đà dọc vào đà ngang Đà dọc Bản cá dƣới Đà dọc Đà dọc Đà ngang Mặt liên kết Giàn chủ Đà dọc Đà ngang Đà ngang Bản cá Đà dọc Đà ngang 10 Đà dọc Bài giảng Cầu thép φ - hệ số sức kháng bu lông, nén dọc trục φ = 0,90, kéo dọc trục theo mặt cắt có hiệu φ = 0,80, bu lông ép mặt vật liệu thép φ = 0,80 Rn - sức chịu danh định bu lông liên kết (N) Đối với bu lông cƣờng độ cao liên kết ma sát, R n = Kh Ks Ns Pt (xem mục 2.5.6) ; bu lông tinh chế (nửa tinh chế) liên kết chịu cắt, Rn = 0,48 Ab Fub Ns đó, Ab - diện tích bu lông tƣơng ứng với đƣờng kính danh định Fub - cƣờng độ kéo nhỏ qui định bu lông ; bu lông tinh chế đinh tán thép cacbon, F ub = 420MPa; bu lông cƣờng độ cao có đƣờng kính từ 16mm tới 27mm, cƣờng độ kéo tối thiểu 830Mpa Ns - số lƣợng mặt phẳng chịu cắt tính cho bu lông Đối với bu lông tinh chế (nửa tinh chế) liên kết chịu ép mặt, có khoảng cách tĩnh lỗ không nhỏ 2,0d với khoảng cách tĩnh đầu không nhỏ 2,0d, Rn = 2,4 d t Fu đó, d - đƣờng kính danh định bu lông (mm) t - chiều dày vật liệu liên kết (mm) Fu - cƣờng độ kéo vật liệu liên kết qui định theo bảng mục 1.2 - Vật liệu dùng cho cầu thép Đối với bu lông loại liên kết chịu cắt hay ép mặt, tính R n theo chịu cắt theo ép mặt để chọn giá trị nhỏ hơn, tính số bu lông cần thiết d) Kiểm tra cƣờng độ nút giàn : - Bản nút phải đủ lớn để liên kết X4 xiên mạ, cắt nút theo 4-4 xét phần phải, ta có nội lực tổng cộng theo hƣớng ngang Pu = P4 + X4 cosα ; α P4 - Kiểm tra cƣờng độ nút giàn chịu nội lực kéo P u uốn Mux kết hợp nhƣ sau : P P M ux 1,0 u 0,2 , u Pr Pu Pr 2,0 Pr 0,2 , Pu Pr M rx 8,0 M ux 9,0 M rx 1,0 đó, P r - nội lực kéo tính toán theo qui định mục (5,a) trên, N Mrx - momen uốn tính toán theo trục x-x mặt cắt gồm nút, nối phủ, thép góc liên kết ngang (N.mm) 2 x x y Mux - momen uốn theo trục x-x, tải trọng tính toán gây (N.mm), thí dụ nút 4, Mux = Pu y, với y khoảng cách từ đƣờng tim mạ dƣới đến trục trung hòa x-x mặt cắt liên kết 4-4 51 Bài giảng Cầu thép Pu - nội lực tổng cộng theo hƣớng ngang tải trọng tính toán gây (N) Nếu nội lực tổng cộng theo hướng ngang tải trọng tính toán gây nội lực nén dọc trục, trị số nội lực nén tính toán P r phải xét theo hiệu ứng ổn định oằn cục nút 7) Kiểm toán đứng chịu lực nén dọc trục dầm giàn kiểu "hở trên" Dầm giàn kiểu "hở trên" kết cấu nhịp đƣờng xe chạy dƣới chạy giữa, liên kết dọc liên kết ngang H H h Khi mạ chịu nén dọc trục, gây ổn định ngang mạ chịu oằn, nên khung ngang dầm giàn (gồm dầm ngang hai đứng có chiều cao tính toán h) đƣợc thiết kế chịu lực ngang H không nhỏ 4,38 N/mm đặt đƣờng tim mạ phạm vi khoang giàn, xem nhƣ tải trọng thƣờng xuyên tổ hợp tải trọng I theo trạng thái giới hạn cƣờng độ đƣợc nhân với hệ số tƣơng ứng Mr ≤ Mn (hệ số kháng uốn φf = 1,0) đó, Mr - momen uốn tính toán (N.mm), Mr = H.h Mn - momen uốn danh định (N.mm), Mn = Z.Fy với Z – momen chống uốn mặt cắt đứng chịu uốn mặt phẳng giàn chủ (mm3), Fy - cƣờng độ giới hạn chảy nhỏ thép làm đứng (MPa) 4.4 Tính hệ liên kết trên, 1) Phân tích tải trọng tác dụng lên hệ liên kết giàn: - Hệ liên kết trên, dƣới cầu dầm giàn kết cấu giữ ổn định có gió tác dụng ngang cầu, hệ liên kết dƣới chịu tác động gió vào đoàn xe cầu truyền vào hệ mặt cầu ; - Đối với cầu dầm giàn, xét tác động tải trọng gió theo hƣớng ngang cầu bỏ qua tải trọng gió theo hƣớng dọc cầu diện tích chắn gió nhỏ ; - Giả thiết toàn tải trọng gió ngang tác động vào giàn đƣợc phân làm hai nửa : nửa hệ liên kết ngang chịu, nửa dƣới hệ liên kết dƣới chịu ; - Cầu đặt vùng phải tính áp lực gió W o theo vùng (Tiêu chuẩn TCVN 2737-1995) ; có xe cộ qua cầu, qui định vận tốc gió tới 25m/s (tƣơng đƣơng 90Km/h, tức gió cấp 9), nhƣ vậy, cho phép xe cộ qua cầu an toàn có gió không cấp 2) Tải trọng gió ngang vào giàn đoàn xe cầu: a) Tải trọng gió ngang tác động vào giàn : WS 52 Bài giảng Cầu thép L1 PD1 H WL PD2 L2 PDM Tải trọng gió ngang rải P D phải đƣợc lấy theo phƣơng tác dụng nằm ngang truyền vào hệ liên kết dọc trên, dƣới nhƣ sau : PD = 0,0006 V2 At Cd ≥ 1,8 At (kN/m) đó, V - tốc độ gió thiết kế (m/s) xác định theo V = VBS, với VB tốc độ gió giật giây với chu kỳ xuất 100 năm thích hợp với vùng tính gió vị trí cầu thiết kế, nhƣ qui định bảng sau : Vùng tính gió theo TCVN 2737 - 1995 Tốc độ gió thiết kế VB (m/s) I 38 II 45 III 53 IV 59 với S - hệ số điều chỉnh khu đất chịu gió độ cao mặt cầu theo qui định bảng sau : Độ cao mặt cầu mặt đất khu vực xung quanh hay mặt nước (m) Khu vực lộ thiên hay mặt nước thoáng , S Khu vực có rừng hay có nhà cửa với cối, nhà cao tối đa khoảng 10m, S 10 1,09 1,00 20 1,14 1,06 30 1,17 1,10 40 1,20 1,13 50 1,21 1,16 At - diện tích phần kết cấu giàn hay hệ mặt cầu hứng chịu tải trọng gió ngang (m2), theo mét dài cầu ; diện tích phần kết cấu giàn hứng chịu gió giả thiết chiếm 40% diện tích mặt giàn tính theo hình sơ đồ đƣờng tim (m2/m); diện tích hệ mặt cầu hứng chịu gió giả thiết chiếm 60% diện tích kín đặc hệ mặt cầu (m2/m) Cd - hệ số cản dùng cho kết cấu phần có mặt hứng gió đặc, tùy thuộc tỷ số b/d (tỷ số chiều rộng ngang cầu tính theo khoảng cách hai lan can với chiều cao kết trúc phần trên: 53 Bài giảng Cầu thép tỷ số b/d 0, hệ số cản C d = 1,8 0,4 = 2,3 0,8 = 2,5 1,2 = 1,9 1,6 = 1,7 2,0 = 1,5 b) Tải trọng gió ngang tác dụng lên xe cộ: WL Khi xét tổ hợp tải trọng gió có vận tốc 25m/s có xe cộ qua cầu, phải xét tính tải trọng gió ngang tác dụng lên xe tải trọng phân bố 1,5 kN/m, tác dụng theo hƣớng nằm ngang, vuông góc với tim dọc kết cấu đặt độ cao 1800mm so với mặt đƣờng 3) Tính nội lực kiểm toán cường độ hệ liên kết: a) Chọn mặt cắt hệ liên kết : Bằng cách tham khảo hệ liên kết kết cấu nhịp giàn tƣơng tự sẵn có để định cấu tạo mặt cắt hệ liên kết ; đó, hai k hoang đầu hệ liên kết thƣờng có cấu tạo giống nhau, khoang lại thƣờng chọn theo qui định kích thƣớc nhỏ qui định độ mảnh cho phép (l / r ≤ 240) b) Tính nội lực hệ liên kết chịu gió : - Tính nội lực theo trạng thái giới hạn cƣờng độ II (tổ hợp tải trọng liên quan đến cầu chịu gió với vận tốc vƣợt 25m/s) trạng thái giới hạn cƣờng độ III (tổ hợp tải trọng liên quan đến việc sử dụng xe tiêu chuẩn cầu chịu gió với vận tốc đến 25m/s) theo tổ hợp sau : Thanh giằng chéo hệ liên kết trên: Pr = PWS (nội lực chéo thứ (i) gây gió với vận tốc vƣợt 25m/s) Giả thiết tải trọng gió ngang vào giàn chủ đƣợc phân làm hai nửa : nửa giàn đƣợc truyền vào hệ liên kết trên, nửa dƣới giàn đƣợc truyền vào hệ liên kết dƣới Thanh giằng chéo hệ liên kết dƣới: Pr = PWS (nội lực chéo thứ (i) gây gió với vận tốc vƣợt 25m/s) Pr = PWS + PWL (nội lực gây gió có vận tốc đến 25m/s tác động vào giàn hệ mặt cầu, cộng với nội lực gây gió vào đoàn xe qua cầu Tải trọng gió WS WL tính theo rải theo mét dài cầu Căn đƣờng ảnh hƣởng giằng chéo khoang tính nội lực hệ 54 WS WS WL Bài giảng Cầu thép Chú ý: giằng chéo chữ X, khoang giả thiết có giằng chéo nội lực phát sinh chịu kéo chịu nén, so sánh nội lực danh định khống chế 4.5 Tính hệ liên kết ngang cổng cầu 1) Nguyên lý tính : - Giả thiết khung cổng cầu điểm tựa cứng cho hệ liên kết dọc ; - Áp lực gió tác động vào mạ hệ liên kết trên, truyền vào khung cổng cầu xuống gối cầu ; - Khung cổng cầu phải đủ độ cứng để giữ ổn định kết cấu không gian kết cấu nhịp D H Io C H h Ix A Ix In B B 2) Tính hệ liên kết ngang: a) Sơ đồ kết cấu để tính hệ liên kết ngang khung kín Áp lực gió đƣợc tính theo diện tích nửa khoang giàn Khung kín có thành bên đứng, có momen quán tính theo chiều vuông góc với mặt phẳng giàn chủ I x ; chống ngang hệ liên kết dọc có momen quán tính I o ; dầm ngang khoang giàn có momen quán tính In ; nội lực phát sinh khung kín hệ liên kết ngang nhƣ sau : Lực kéo (nén) dọc trục vào dầm ngang HA = HB = ± H Nội lực momen phát sinh dầm ngang AB : MAB = ± H h 3x o Nội lực momen phát sinh chống ngang CD : MCD = ± đó, h' = In h Io ν=1+ xo xn + xo 3x o H h xo = h' L' o L' o = B In Io xn = h' L' n L' n = h Io In Từ nội lực momen tính toán, kiểm tra cƣờng độ bền danh định dầm khung b) Tính nội lực phát sinh khung cổng cầu có chống ngang kết cấu giàn: Trƣớc hết, tìm điểm uốn (lo) khung hai chân khung giả thiết ngàm, trị số lo 55 Bài giảng Cầu thép lo = c(c 2l ) 2( 2c l ) đó, l = h sin H H với α góc xiên đầu dầm với trục tim mạ dƣới Có trị số lo, đƣa khung dạng sơ đồ tĩnh định để tính nội lực kiểm tra cƣờng độ bền danh định l c H/2 H/2 lo tim đà ngang V B V B 4.6 Kiểm tra độ võng đàn hồi kết cấu nhịp thiết kế tạo vồng cho dầm giàn 1) Kiểm tra độ võng đàn hồi kết cấu nhịp theo trạng thái giới hạn sử dụng Tức tính độ võng tuyệt đối lớn gây xe tải với tổ hợp tải trọng sử dụng (mục 2.4.3, trang 8) có hệ số tải trọng 1,3 với lực xung kích IM (chỉ tính cho tải trọng trục xe), hệ số xe hệ số phân phối ngang (nếu có); trị số độ võng lớn cầu giàn thép không đƣợc vƣợt giới hạn sau: hoạt tải xe ô-tô nói chung L / 800 tải trọng xe ngƣời L / 1000 đó, L - chiều dài nhịp dầm tính toán - Thông thƣờng cầu dầm giàn, tính độ võng tuyệt đối lớn điểm nhịp cách dùng công thức tính chuyển vị Mohr-Maxwell nhƣ sau : ∆1P = ∑ N N P li EAi đó, ∆1P - chuyển vị thẳng đứng điểm đặt lực P=1 gây tải trọng P tải trọng rải hay tải trọng trục xe), m N - nội lực gây tải trọng P=1 đặt nút nhịp (tức vị trí phát sinh độ võng lớn nhất), kN NP - nội lực gây tải trọng rải tải trọng trục xe, kN li , Ai - chiều dài tính toán (m), diện tích nguyên (m2) thứ (i) giàn chủ 53 P=1 Tải trọng đơn vị rải q = 1kN/ m Hoạt tải rải p = 9,3kN/ m Tải trọng xe trục 110kN 110kN 1,2m ĐAH mạ dƣới 4-6 ĐAH mạ 3-5 ∑ - tổng cộng trị số tính tất giàn chủ, không tính đứng treo E - moduyn đàn hồi thép, E = 200.000 MPa = 200×106 kN/m2 56 Bài giảng Cầu thép Để thuận tiện tính toán, trƣớc tiên tính chuyển vị thẳng đứng dầm giàn vị trí đặt lực đơn vị P =1, gây tải trọng rải đơn vị p = 1kN/m theo công thức có dạng sau: ∆1p = E N N ip li Ai ý nghĩa công thức tƣơng tự trên, N trị số tung độ nhịp đƣờng ảnh hƣởng tất giàn; Nip diện tích đƣờng ảnh hƣởng tất giàn Sau tính đƣợc ∆ 1p (m), độ võng dầm giàn gây hoạt tải tiêu chuẩn p = 9,3 kN/m ∆ 1p × 9,3 (m) Chú ý: - Nếu cầu dầm giàn có hai xe, giàn chủ chịu xe gồm tải trọng rải tải trọng trục xe; - Nếu cầu dầm giàn có xe, giàn chủ chịu nửa xe tải - Trị số chuyển vị thẳng đứng dầm tính theo cộng tác dụng tải trọng (có hệ số làn, hệ số phân phối ngang, hệ số tải trọng) tải trọng trục xe (có hệ số xung kích IM) - Chuyển vị thẳng đứng dầm gây tải trọng trục xe tính theo công thức trên, để tiện tính toán, nên qui đổi thành tải trọng rải tương đương p t , với p t = Σ Pi y i / A, Pi - tải trọng trục xe tải có xét IM, m, g; yi - tung độ đường ảnh hưởng tương ứng vị trí điểm đặt trục xe, lấy đường ảnh hưởng nội lực nhịp, có diện tích A (m) Hoạt tải rải p=9,3 + p t 2) Phương pháp thiết kế tạo vồng: Để ô-tô vào cầu đƣợc êm thuận hơn, cầu có nhịp dài 50m, nên tạo vồng sẵn cho cầu với trị số lớn độ võng tĩnh tải gây (6.14.2.5 22TCN 272-05) Tạo vồng cho cầu dầm giàn phƣơng pháp sau: - thay đổi tăng dần chiều dày lớp bê tông nhựa phủ mặt cầu để bù võng cho dàm giàn (thƣờng dùng dầm giàn có nhịp nhỏ 50m) - nới rộng cự ly tim nút giàn chủ mạ cách tách điểm giao hai đƣờng tim xiên liền kề với tim mạ giàn chủ cách xa từ đến 8mm, tùy chiều cao giàn chủ Bê tông nhựa bù võng mặt cầu ∆ = ~ 8mm Ghi chú: - Theo 22TCN 272-05, điều 4.7.1.5 qui định việc xem xét độ rung độ cứng cầu dầm giàn lắc ngang động đất, phải dựa vào mô hình hóa khối lượng để so sánh với tần số dao động riêng cầu dầm giàn dựa vào mô hình hóa 57 Bài giảng Cầu thép 4.7 Kiểm toán đà ngang đầu dầm chịu kích (xem mục 2.4 mục 3.3, chƣơng III) 4.8 Kiểm toán dầm giàn lao lắp - Khi thiết kế dầm giàn thép, phải định giải pháp thích hợp cho việc lắp đặt dầm, nhƣ : lắp đƣờng lao dầm sông đƣờng trƣợt hệ lăn, lắp hẫng từ đƣờng bờ vƣơn dần sông - Lựa chọn giải pháp thích hợp, sau tiến hành kiểm toán số có khả phát sinh nội lực lớn giai đoạn thi công, nhƣ mạ trên, mạ dƣới, treo choịu nén cục tác động lăn - Thiết kế sẵn nối chữ T bố trí sẵn lỗ đinh cần thiết dự phòng nút đầu dầm mạ lao lắp dầm giản đơn nhiều nhịp Cần cẩu lắp dầm Thanh nối T Lao kéo dọc 4.9 Bố trí, thiết kế công trình phụ trợ phục vụ tu sửa chữa cầu - Trong tập hồ sơ vẽ thiết kế dầm cầu giàn thép phải đƣợc xem xét chế tạo sẵn công trình phụ trợ phục vụ tu sửa chữa nhịp dầm cầu có chiều cao 6m (so với mức nƣớc thấp hàng năm) có chiều dài nhịp 50m - Bố trí tay vịn thang kiểm tra xiên đầu dầm mạ : - Bố trí thiết kế xe treo kiểm tra tu sơn sửa mạ dƣới, thép hệ mặt cầu ; thƣờng lắp đặt cho dầm cầu thép có chiều dài nhịp L>60m : - Bố trí thang kiểm tra kích sửa gối cầu : Thƣờng lắp đặt chiều cao từ mặt cầu mặt đƣờng ngƣời hai bên giàn chủ h>2m 58 h>2m Bài giảng Cầu thép CHƯƠNG V - GỐI CẦU THÉP Gối dùng cho cầu dầm thép phải đƣợc chế tạo vật liệu thép đúc cacbon cấp 485-250; thép đúc rèn đƣợc thành gối phải tuân theo tiêu chuẩn ASTM A47M, cấp 24118 - Tiêu chuẩn sản phẩm gang ferit rèn đƣợc với cƣờng độ chảy dẻo nhỏ phải cao 241MPa Không dùng gối cầu cao su cốt thép cho cầu dầm thép Gối cầu có chức : - truyền áp lực tải trọng từ kết cấu nhịp xuống mố trụ cầu ; - đảm bảo chuyển vị tự đầu dầm, chủ yếu chuyển vị dọc cầu gây tăng giảm nhiệt độ môi trƣờng, hoạt động qua lại loại phƣơng tiện cầu 5.1 Các loại gối cầu - Gối cố định: Đảm bảo giữ cho đầu dầm không di động đƣợc, cho phép xoay; áp lực đƣợc truyền vào gối qua điểm tựa gọi chốt quay - Gối di động : Cho phép đầu dầm vừa di động dọc, vừa xoay; áp lực đƣợc truyền từ dầm xuống theo phƣơng thẳng đứng Ngoài ra, loại dầm cầu thép đặc biệt, đƣa vào sử dụng loại gối cầu xoay vừa xoay vừa di động theo hai phƣơng dọc ngang cầu Gố i d i động Gố i cố đ ịnh 5.2 Cách bố trí gối cầu - Thông thƣờng, bên giàn chủ (hoặc dầm chủ) kết cấu nhịp giản đơn đƣợc bố trí đầu gối cố định, đầu bên gối di động dọc theo tim giàn (hoặc dầm) - Đối với nhịp cầu có khổ mặt cầu xe chạy W>12m bề rộng tim đến tim giàn chủ B>15m, có gối di động đặt xiên theo hƣớng đƣờng chéo, thay gối cố định gối di động theo hƣớng ngang cầu B - Cách bố trí gối nhịp cầu nhƣ sau: ● cầu dầm giản đơn (tĩnh định), đầu gối cố định, đầu bên gối di động; 59 Bài giảng Cầu thép ● cầu dầm liên tục (siêu tĩnh định), bố trí gối cố định trụ cầu, số lại gối di động ; ● khe hở hai đầu dầm thép thƣờng 100mm đến 150mm để tiện thao tác nâng hạ dầm Ký hiệu : gối cố định gối di động 5.3 Cấu tạo gối cầu - Về mặt cấu tạo, có: gối tiếp tuyến, dùng cho nhịp dầm L ≤ 30m; gối có chốt quay gối có lăn (tròn hay vát cạnh) hình vành lƣớc, dùng cho nhịp dầm L > 30 m - Gối cầu gồm phận sau: ● thớt trên, đƣợc bắt bu lông chặt vào đáy dầm, thƣờng thép kết cấu M270M cấp 250 (tƣơng đƣơng A709M cấp 250) có cƣờng độ chịu kéo 400 MPa; có hình thù phức tạp, chế tạo thép đúc cacbon M103M (tƣơng đƣơng 27M) cấp 485-250; ● chốt quay, thƣờng thép cán cácbon, trục tròn, M270M cấp 250; ● thớt dƣới; ● lăn tròn vát cạnh (vừa tăng đƣờng kính lăn, vừa bố trí sát làm nhỏ kính thƣớc thớt), chế tạo thép kết cấu M270M ( tƣơng đƣơng A709M) cấp 250, 345 (biểu thị cƣờng độ chảy nhỏ Fy , MPa) ● thớt đáy, phận dƣới làm mặt tựa cho lăn, đồng thời đƣợc bắt bu lông neo giữ chặt vào bệ kê gối mố trụ cầu Gố i t iếp tuyến (di động, cố định) Gố i d i động Thớttrên Thớt Con lăn tròn Thớt dƣới Thớt Thớt Thớt dƣới Chốt quay Thớt dƣới Gố i cố đ ịnh 60 Thớt đáy Con lăn vát Gố i d i động Bài giảng Cầu thép 5.4 Kiểm toán gối cầu 1) Ngoại lực tác dụng lên gối cầu gồm có: P - phản lực thẳng đứng tính toán từ dầm (giàn) chủ cầu truyền xuống gối cần kiểm toán, gây toàn tĩnh tải hoạt tải tính toán phân phối vào dầm (giàn), bao gồm hệ số tải trọng BR - lực hãm xe, truyền từ mặt cầu xuống chốt gối cố định, lấy 25% trọng lƣợng trục xe tải xe hai trục thiết kế làn, đƣợc đặt làn, coi nhƣ chiều, bao gồm hệ số tải trọng, từ dầm chủ xét tính truyền xuống gối, phân cho số dầm chủ BR / n (số dầm chủ) P bT Thớt hT BR Chốt hD Thớt dƣới bD 2) Lựa chọn kích thước gối: Thông thƣờng, trị số P để lựa chọn gối theo loại dạng cấu tạo đƣợc thiết kế sẵn theo vẽ điển hình; ra, tham khảo kích thƣớc sau: - chiều dài thớt gối dọc theo tim cầu không đƣợc vƣợt hai lần chiều cao thớt (tính đến tim chốt) bT ≤ 2hT bD ≤ 2hD - phần thớt đáy thò trục lăn không đƣợc vƣợt hai lần bề dầy thớt - bề dày thớt gối thép cán hay thép đúc sau gia công không nhỏ 40mm - gối cầu di động loại lớn thƣờng phải bố trí lăn nhƣng không 4; lăn phải đƣợc liên kết với giằng mặt bên cho đảm bảo không bị xê dịch dọc trƣợt ngang, nhƣng dễ dàng cho việc lau chùi phải đƣợc che kín hộp che Sau chọn đƣợc kiểu loại gối thích hợp theo vẽ điển hình, tiến hành kiểm toán gối theo trị số phản lực lực ngang thực có cầu 3) Kiểm toán gối cố định: a) Tính áp lực ép mặt tập thép mạ dƣới đầu dầm tựa khí t lên mặt thớt gối cầu: P ≤ φb RP (N) đó, P - áp lực ép mặt tính toán truyền qua tập thép mạ dƣới đầu dầm φb - hệ số sức kháng ép mặt, φb = 1,0 RP - áp lực ép mặt danh định tập thép mạ lên mặt thớt, RP = 1,5 AP Fy , với AP diện tích tập thép tựa khít lên mặt gối (mm2), Fy cƣờng độ chảy qui định thép cán thép đúc cacbon (MPa) b) Tính áp lực ép mặt bê tông bệ kê gối phạm vi đáy thớt dƣới: Pr ≤ φPn (N) 61 Bài giảng Cầu thép đó, P r - áp lực tổng tải trọng thẳng đứng P, trọng lƣợng thân gối, áp lực thẳng đứng P m lực hãm BR truyền xuống đáy gối, Pm= 6M / b D (N), với M = BR.hD φ - hệ số sức kháng, trƣờng hợp mặt đáy gối ép tựa bê tông, φ=0,70 Pn - sức kháng danh định bệ kê gối bê tông, P n = 0,85 f ' c A1 m, (công thức 5.7.5-2 TCN) với f ' c cƣờng độ chịu nén nhỏ qui định bê tông bệ gối, f ' c = 28 MPa ; A1 = ad.bd diện tích mặt đáy gối; m - hệ số điều chỉnh, m= A2 A1 P bT A A hT Thớt Chốt hD Thớt dƣới C C bD Mặt A-A aT Mặt C-C aD ≤ 2,0 với A2 diện tích mặt bệ kê gối, thông thƣờng rộng đáy gối chiều 150 mm c) Tính áp lực ép mặt chốt gối: Sức kháng ép mặt tính toán chốt tròn đƣờng kính D (mm) phải lấy nhƣ sau : P ≤ φb (RpB)n (công thức 6.7.6.2.2-1) đó, φb - hệ số sức kháng ép mặt thép, φb = 1,00 (RpB)n - sức kháng ép mặt danh định chốt thép, (RpB)n=1,5 t DFy với t chiều dày thép gối (mm) thƣờng lấy trị số nhỏ 40mm; Fy cƣờng độ chảy nhỏ qui định chốt thép cácbon dùng theo bảng sau : Ký hiệu ASSHTO với giới hạn kích thước M169 đường kính 100mm nhỏ M102, đường kính đến 500mm M102, đường kính đến 500 mm M102, đường kính đến 250 mm M102,đường kính đến 500 mm Ký hiệu ASTM, với cấp hạng A108, cấp 1016 đến 1030 A668 Hạng C A668 Hạng D A668 Hạng F A668 Hạng G Điểm chảy nhỏ Fy (Mpa) 250 230 260 345 345 d) Kiểm toán thớt gối tiếp tuyến mặt cắt 1-1 : Mặt cắt 1-1 hT hT Đƣờng tim dầm chủ aT 62 Pr = P/2 bT eT = b T/ Bài giảng Cầu thép Thớt gối tiếp tuyến mặt cắt 1-1 chịu sức kháng uốn tính toán nhƣ sau: Mr ≤ φf Mn đó, Mr = Pr eT (N.mm) φf = 1,00 - hệ số kháng uốn Mn - sức kháng uốn danh định (N.mm), Mn = Z Fy với Z momen chống uốn thớt mặt cắt 1-1, Z = aT hT /6; Fy cƣờng độ giới hạn chảy nhỏ thép cán cácbon (MPa) 4) Kiểm toán gối di động: Kiểm toán thớt trên, thớt dƣới, chốt lăn gối di động tƣơng tự nhƣ kiểm toán gối cố định Riêng thớt đáy gối di động phải xét đến trƣờng hợp phát sinh sức kháng uốn lớn hệ lăn di chuyển dọc phía ∆/2 Chuyển vị dọc lớn nhiệt độ (dãn dài) hoạt tải tính toán : ∆ = ∆T + ∆H = α L ∆to + Pr L EA đó, α - hệ số dãn nở nhiệt thép kết cấu, α = 11,7 × 10 -6 mm/mm/oC L - chiều dài nhịp tính toán (mm) ∆to - biên độ nhiệt độ cầu, khu vực từ miền Bắc đến đèo Hải Vân ∆to = -3oC đến +63oC, khu vực từ đèo Hải Vân đến miền Nam ∆to = +2oC đến +63oC Pr - nội lực dọc trục trung bình mạ giàn (hoặc cánh dầm), N, hoạt tải tính toán (bao gồm hệ số) gây nên, tƣơng ứng với diện tích mạ (hoặc cánh dầm) A (mm2) Đƣờng tim hệ lăn Đƣờng tim gối Hệ lăn Thớt đáy ∆/2 Chú ý : - Kiểm toán thớt đáy gối cầu theo điều kiện cho độ chuyển dịch hệ lăn hai phía nhau, vậy, kích thước thớt gối theo phương dọc cầu nhỏ - Đối với gối cầu di động có lăn (tròn vát cạnh), phải đặt gối cho nhiệt độ trung bình ∆to/2, đường tim hệ lăn đường tim thớt đáy vị trí trùng với tim gối cầu 63 Bài giảng Cầu thép PHỤ LỤC Tải trọng tương đương xe tải HL-93 (theo 22TCN 272-05) đường ảnh hưởng hình tam giác (tính kN/m) *************** 0.6m 0.3m (khi tính phần hẫng mặt cầu) 35kN 145kN 4.3m 145kN 1.8m 4.3m - 9.0m Bề rộng xe th iết kế 3,5m - Tải trọng tƣơng đƣơng bảng không bao gồm tải trọng rải 9.3kN/m - Chiều dài đặt tải có trị số khác bảng, cho phép nội suy Chiều Vị trí đỉnh đường ảnh hưởng dài ở ¼ nhịp đầu đặt tải α=0,5 α=0,25 α=0 λ(m) Vị trí đỉnh đường ảnh hưởng Chiều dài đặt tải λ(m) ở ¼ nhịp đầu α=0,5 α=0,25 α=0 20.55 22.18 18.42 20.25 15.77 19.16 72.5 72.5 72.5 24 21.71 58 58 58 26 20.42 48.33 48.3 48.3 28 19.27 41.43 30 18.23 36.25 32 17.29 34.00 36 15.67 10 34.04 40 14.32 14.42 18.30 11 33.50 50 11.76 12.88 16.96 12 32.67 60 9.97 12.51 15.98 13 31.68 70 8.65 12.30 15.64 14 30.63 80 7.64 12.24 15.06 15 29.57 90 6.84 11.96 14.83 16 28.53 100 6.19 11.80 14.62 18 26.56 120 5.20 11.55 14.24 20 24.76 140 4.48 22 23.15 160 3.94 64 36.25 30.93 29.55 23.71 25.95 23.10 40.78 37.70 34.58 27.62 29.56 25.44 Bài giảng Cầu thép Tải trọng tương đương xe đặc biệt hai trục HL-93 đường ảnh hưởng hình tam giác (tính kN/m) Tải trọng rải 9,3kN/m 110kN Bề rộng tải trọng rải 3,0m 3,0m9,3kN/m 110kN 1,2m Chiều Vị trí đỉnh đường ảnh hưởng dài Chiều đặt dài ở ¼ nhịp đầu tải đặt tải α=0,5 α=0,25 α=0 λ(m) λ (m) Vị trí đỉnh đường ảnh hưởng α=0,5 ¼ nhịp α=0,25 đầu α=0 77.0 77.00 93.50 22 18.88 18.27 19.45 66.88 73.92 77.44 24 17.42 17.72 17.88 58.67 63.56 66.00 26 16.14 15.78 16.53 52.05 55.69 57.47 28 15.05 15.26 15.38 46.75 49.50 50.88 30 14.08 14.28 14.37 42.38 44.55 45.63 32 13.23 13.41 13.49 10 38.72 40.48 41.36 36 11.81 11.95 12.02 11 35.60 37.09 37.88 40 10.67 10.78 10.84 12 33.00 34.22 34.83 50 8.59 8.66 8.69 14 28.73 29.63 30.08 60 7.19 7.24 7.26 16 25.44 26.13 26.47 70 6.18 6.21 6.23 18 22.83 21.28 23.63 80 5.42 5.45 5.46 20 20.68 18.67 21.34 Ghi : - Tải trọng tương đương bảng không bao gồm tải trọng rải 9,3 kN/m - Chiều dài đặt tải có trị số khác bảng trên, cho phép nội suy 65 [...]... B 3.4 Cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép 1) Đặc điểm chung: Mặt cắt cầu gồm phần mặt là bản bê tông cốt thép đƣợc liên hợp chịu lực với dầm thép chữ I hoặc dầm thép hộp bằng kết cấu chống cắt, có tác dụng vừa liên kết vừa chống uốn ngang cầu dầm Cầu dầm thép liên hợp có đặc điểm sau: - Kết cấu đƣợc sử dụng vật liệu hợp lý, đặc biệt đối với cầu dầm giản đơn; - Giảm nhỏ mặt cắt dầm thép hơn... và làm nhám bằng bản chải thép sau khi mạ 20 Bài giảng Cầu thép CHƯƠNG III - CẦU DẦM ĐẶC 3.1 Khái niệm chung 1) Đặc điểm cầu dầm đặc: - Cấu tạo đơn giản, dễ tiêu chuẩn hóa và điển hình hóa; - Lao lắp đơn giản, nhanh chóng; - Cầu dầm đặc giản đơn chỉ nên vƣợt nhịp đến L ... kính bu lông (mm) Các mép cắt Các mép thép hay thép hình cán cắt hàn 16 28 22 20 34 26 22 38 28 24 42 30 27 48 34 30 52 38 36 64 46 c) Tính số bu lông liên kết : Số bu lông liên kết cần thiết... 2) Ks - hệ số điều kiện bề mặt (bảng 3) Bảng - Lực kéo yêu cầu nhỏ thân bu lông Đường kính bu lông (mm) 19 Lực kéo yêu cầu P t (kN) Loại M164 (A 325 M) Loại M253 (A490M) 20 1 42 179 22 176 22 1 24 ... = (It 0-0 + At y2) + 2- 2 [Ic n + Ac (a – y )2] (mm4) đó, It 0-0 – momen quán tính dầm thép chủ trục 0-0 36 Bài giảng Cầu thép Ic2 -2 – momen quán tính mặt cầu trục trung hòa 2- 2 Momen chống uốn