Bài giảng cầu thép p1

Bi ging CU THẫP M U Cu kim loi (Metallic Bridge) l tờn gi chung ca cu cú vt liu l kim loi en (nh st, gang, thộp) hoc kim loi mu (nh hp kim nhụm, vt liu tng hp), nhng s dng rng rói nht l cu thộp (Steel Bridge) Mụn hc cu thộp ch cp n cu thộp trờn ng ụ-tụ Cu thộp trờn ng st cú khỏc cu trờn ng ụ-tụ v cu to phn mt cu v h mt cu; cũn v tớnh toỏn, cú khỏc v hot ti v cỏc h s Thit k cu thộp c qui nh tớnh theo phng phỏp cỏc trng thỏi gii hn (gii hn v cng , gii hn v s dng, gii hn v mi v phỏ hoi, gii hn c bit) Gn õy, thun tin ng dng cụng ngh tin hc thit k, mt s nc ó qui nh thit k cu thộp theo phng phỏp tin cy, cú s dng h s tin cy tớnh toỏn, l h s tng hp thng c xỏc nh qua thc nghim v thng kờ nhiu nm Bi ging "Cu thộp" da theo Tiờu chun thit k cu B GTVT ban hnh mang ký hiu 22 TCN 272-05, cú tham kho b sung v chi tit cu to theo Tiờu chun thit k cu 22 TCN 18-79 Do chi tit kt cu thộp phi t chớnh xỏc cao, nờn n v o lng tớnh theo milimột (mm), cỏc n v o lng khỏc theo h o lng quc t (SI) Li khuyờn: - Cỏch hc v ghi chộp; - Dn gii thc t v cú vớ d v tớnh toỏn; - Sỏch tham kho: Thit k cu thộp v bờ tụng ct thộp (HXD), Thit k cu thộp (HXD), Bi tớnh toỏn cu thộp (HGT), Cu thộp (B GTVT), Tiờu chun thit k cu 272-05 (B GTVT) Bi ging CU THẫP CHNG I - KHI NIM CHUNG 1.1 Nhng c im c bn v phm vi ng dng - c im ni bt ca thộp l t tớnh chu lc cao ng vi mi loi ng sut (kộo, nộn, un, ct, xon ), ú cú th dựng xõy dng tt c cỏc loi cu khỏc nh dm, gin, vũm, treo, h liờn hp - Thộp cú trng lng riờng khỏ ln nhng bn cao nờn trng lng bn thõn kt cu rt nh, vỡ vy cú kh nng lm cỏc cu cú chiu di nhp rt ln m cỏc loi vt liu khỏc khụng thc hin c - Thộp cú cng cao nhng mụ uyn n hi ln (2,0 x 105 MPa, cũn bờ tụng l 3,15 x 104 MPa), ú cng ln, tớnh n hi cao, tớnh dai cao, ú chu ti trng xung kớch v ti trng mi tt - Thộp d gia cụng (ct, rốn p, ỳc cỏn, hn) nờn cú th ch to thnh nhiu loi hỡnh dng thớch hp, to kh nng cụng nghip húa, t ng húa ch to cụng xng, chuyn n chõn cụng trỡnh t lp rỏp nhanh bng cỏc liờn kt ỏng tin cy nh bu lụng, cht, inh tỏn, hn to iu kin rỳt ngn thi gian thi cụng - Thộp d b h g mụi trng m, mn, axit v cỏc hi c khỏc Khi thộp b g mũn, lm tit din chu lc b gim yu, lm cỏc liờn kt b h hng, dn n gim tui th cụng trỡnh - Hin ó cú nhiu bin phỏp chng g hu hiu nh sn to mng bn cao, m ph kim loi, hoc dựng thộp chu thi tit (weathering steel), thộp khụng g (non-corrosion steel) Tuy nhiờn, cỏc cụng trỡnh bng thộp phi thng xuyờn c kim tra, bo qun, co g v sn ph nh k - Cu thộp cú nhp ln thng c ng dng trờn ng st, ng ụ-tụ; kt cu thộp v cu thộp thng c ng dng cho kt cu tm lp rỏp nhanh thi cụng, cụng trỡnh quõn s; cũn ng dng thớch hp xõy dng cu vựng t yu vỡ cú trng lng bn thõn nh hn cỏc loi cu khỏc 1.2 Vt liu dựng cho cu thộp - Loi thộp v cp thộp c phõn nh theo cỏc tớnh cht c bn ca thộp, th hin cng chy (bin dng tng m ng sut khụng i), cng kộo (ng sut ln nht thớ nghim kộo), (t s dón di t góy v dón di bt u chy), cng ( bn b mt mi so vi mi tiờu chun) v dai (khi b va p bng s ln qui nh m khụng b t góy) - Cỏc vt liu thụ in hỡnh luyn thộp l qung st, than cc, ỏ vụi (cht gõy chỏy v hi t cỏc cht bn ni trờn mt), cỏc kim loi thnh phn (Al, Si, C, Cr, Cu, Mn) v mt s kim loi him khỏc (Mo, Nb, Ni, Ti, V, ) ; quỏ trỡnh luyn thộp phi c kim tra cht lng nu cú c sn phm ng nht - Thộp dựng lm cu, chu tỏc ng ca hot ti, cú c im phõn bit so vi thộp xõy dng hai tớnh cht: dón di t trờn 22%, dai t trờn 2,0x106 ln - Thộp cụng trỡnh c phõn thnh loi khỏc nhau, tựy theo tớnh cht, thnh phn húa hc v cỏch gia cụng nhit Bi ging CU THẫP - Cỏc tớnh cht c hc ti thiu ca thộp cụng trỡnh, tng ng vi chiu dy, hỡnh dng v cng , c th hin bng sau: Ký hiu thộp (ASTM) Cp tng ng Chiu dy ca cỏc bn thộp, mm Ch to thộp hỡnh A 709M Cp 250 Ti 100 A 709M Cp 345 Ti 100 Thộp hp kim thp, tụi v ram A 709M A 709M Cp 345W Cp485W Ti 100 Ti 100 p dng p dng p dng Cng chu kộo nh nht Fu , MPa Cng chy hoc gii hn chy nh nht Fy , MPa 400 450 485 620 760 690 250 345 345 485 690 620 Thộp kt cu Thộp hp kim thp, cng cao Khụng ỏp dng - Ký hiu (M) l loi thộp lm cu - Ký hiu W l thộp chu c thi tit 1.3 Cỏc h thng chớnh ca cu thộp 1) Cu dm c: - Dm ch: cú dng dm gin n, liờn tc, mỳt tha; - Chiu cao dm khụng i hoc thay i; - Mt ct ngang cu gm dm ch, 4, dm ch hoc hn; - Cú h liờn kt ngang gi n nh cỏc phin v h liờn kt dc di; - Mt cu thng l bn BTCT t t lờn cỏnh trờn dm ch hoc liờn hp chu lc vi dm ch 2) Cu dm gin: - Dm gin cú loi m thng, m cong; ng xe chy trờn hoc di; - Khi chu ti, dm chu momen un, trng thỏi momen c chuyn thnh kộo nộn dc trc, nờn trng lng dm gin thng nh hn so vi dm c cú cựng chiu di v hot ti 3) Cu treo: - Cú dng cu treo dõy vừng, cu treo dõy xiờn - Thng dựng cho cu vt nhp ln L>100m Thộp hp kim tụi v ram, cng chy cao A 709M Cỏc cp 690/690W Ti 65 Trờn 65 n 100 Khụng Khụng ỏp dng ỏp dng Bi ging CU THẫP 1.4 Các phận cầu thép - Mặt cầu : Bằng BTCT, gỗ ván lát mặt, thép có sờn tăng cờng ; phận trực tiếp với loại hoạt tải lu thông cầu truyền tải trọng 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, đợc truyền sang đà ngang dầm chủ - Dầm chủ, giàn chủ : Dầm chủ thờng dầm thép đặc, gồm đứng, cánh trên, cánh dới, sờn tăng cờng đứng, dọc dầm Giàn chủ thờng thép ghép nối tạo thành giàn hoa, gồm mạ trên-dới, xiên, treo-thanh đứng, nút liên kết - Hệ liên kết : gồm hệ liên kết trên-dới, hệ liên kết ngang - Hệ cổng cầu : Thờng bố trí ngang dầm cầu gắn vào đứng xiên đầu dầm giàn - Công trình phụ cầu thép : nh xe treo, xe kiểm tra, thang kiểm tra, giá đỡ dây thông tin-dây cáp điện-đờng ống cấp nớc - Gối cầu : gồm gối cố định, gối di động Hệ liên kết dọc Dầm chủ Dầm chủ Sờn tăng cờng đứng Gối cầu Hệ liên kết ngang Giàn chủ Hệ cổng cầu Thanh xiên Đà ngang Cầu dầm giàn Hệ liên kết dọc Thanh treo Thanh đứng Đà ngang Hệ mặt cầu hệ liên kết dọc dới Đà dọc chơng ii - hệ mặt cầu 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 : đờng sắt ô-tô, đờng hành xe thô sơ - hệ dầm mặt cầu : gồm đà dọc, đà ngang (trờng hợp hai giàn chủ cách xa nhau), dầm chủ gần nh cầu dầm đặc đà dọc đà ngang hoạt tải từ mặt cầu truyền trực tiếp lên dầm chủ Bi ging CU THẫP 2.2 Mặt cầu ô-tô 1) Yêu cầu : - mặt cầu đạt độ phẳng i = 1.5 - 2% - kết cấu nhẹ để giảm tĩnh tải - hao mòn, tuổi thọ cao - thoát nớc mặt tốt 2) Mặt cầu dùng BTCT - dùng phù hợp cho đờng ô-tô - đổ chỗ hay lắp ghép - lớp mặt cầu gồm : lớp đệm tạo dốc BTCT mác thấp M-200, dầy từ đến 7cm, với độ dốc ngang i = 1.5% đến 2% ; lớp chống thấm (còn gọi lớp cách nớc) vải nhựa tẩm polime, dày khoảng 0.5 đến 1cm ; lớp bảo vệ BTXM ; lớp bê tông nhựa dầy khoảng đến 5cm Hiện thờng dùng lớp bê tông mác M-300 đổ dày đến 7cm có lới thép đan ô 15x15cm để thay lớp phòng nớc lớp bảo vệ BTXM lớp mặt BT nhựa lớp bảo vệ BTXM lớp chống thấm lớp đệm BTXM - khoảng cách dầm chủ nên < 3.0m, có hệ liên kết ngang - dọc giữ ổn định cho phiến dầm chủ, nên hệ dầm mặt cầu - BTCT mặt cầu thờng chọn không nhỏ 10cm, thờng dùng 12 đến 15cm, mác BT M-300 350 Trờng hợp dùng mặt cầu xe chạy trực tiếp BTCT (không có lớp đệm, lớp chống thấm, lớp bảo vệ), BTCT có chiều dầy lớn 14cm, mác M-350 400 3) Mặt cầu dùng thép - có đặc điểm : trọng lợng nhẹ 1/4 BT ; mặt thờng tôn có dập gân phải hàn thép tròn 4mm đặt ngang mặt cầu tạo thành đờng gân để tăng ma sát - để giải thoát nớc nhanh mặt cầu, trải lớp bê tông nhựa sỏi nhỏ dày đến 3cm mặt cầu thép - cấu tạo : chế tạo thành sẵn Nhà máy kết cấu thép, sau đa lắp đặt cầu Các mặt cầu đợc hàn sẵn sờn tăng cờng mặt dới, tạo thành đa hớng (orthotrop) (chiều dầy thép = - 8mm) =6 =8 bê tông nhựa 3cm 2.3 Hệ dầm mặt cầu - Hệ mặt cầu bao gồm đà dọc, đà ngang ; thờng gặp cầu dầm có hai giàn chủ với đờng xe chạy dới - Hệ mặt cầu có chức : chịu đỡ tĩnh tải mặt cầu ; truyền tĩnh tải mặt cầu hoạt tải lên đà dọc, từ đà dọc chuyển vào đà ngang từ đà ngang chuyển vào giàn chủ - Cấu tạo hệ mặt cầu mối nối liên kết đà dọc vào đà ngang, liên kết đà ngang vào giàn chủ nh sau : Bản BTCT mặt cầu Giàn chủ Liên kết đà dọc vào đà ngang Bản cá Đà dọc Đà dọc Bi ging CU THẫP Đà dọc Đà ngang Đà ngang Bản cá dới Mặt liên kết Bản cá Giàn chủ Đà dọc Đà dọc Đà ngang Bản cá Đà ngang Đà ngang Đà dọc 2.4 Tớnh toỏn dc v liờn kt 1) Nguyờn lý tớnh toỏn: - dc c tớnh theo h phng, coi nh dm gin n, vi chiu di nhp c tớnh t tim n tim ngang; - Nu h mt cu cú trờn dc, phi xột thờm h s phõn phi ngang (g) hot ti di chuyn ngang trờn mt cu tỡm ni lc ln nht dc hot ti t v trớ nguy him nht trờn ú; nh vy, tớnh momen v lc ct phỏt sinh dc, phi tỡm h s (g) ln nht cho dc biờn hoc dc bờn - Cỏc yu t tỏc ng vo dc bao gm: ti trng bn thõn v cỏc b phn ph gn vo (DC), ti trng phn bn mt cu v lp mt cu trờn bn (DW), hot ti tỏc ng vo dc (LL) 2) Tớnh ti trng thng xuyờn ri u trờn dc: - tớnh ti trng thng xuyờn Lp mt cu ri u trờn dc, da vo t trng ca vt liu thụng dng nh sau: (3.5.1) Hp kim nhụm 2800 kg/m3 Bn mt cu Lp ph bờ tụng nha 2250 X than 960 dc hỡnh I Bờ tụng nghốo 1775 Bờ tụng ph thụng 2400 - b Bi ging CU THẫP Thộp 7850 ỏ xõy 2725 - H s iu chnh ti trng (1.3.2): i = D R l , ú: D - h s liờn quan n tớnh ca kt cu, i vi trng thỏi gii hn cng v cỏc trng thỏi gii hn khỏc D = (iu 1.3.3); R - h s liờn quan n tớnh d ca kt cu, i vi trng thỏi gii hn cng v cỏc trng thỏi gii hn khỏc R = (iu 1.3.4); l - h s liờn quan n tm quan trng khai thỏc, i vi trng thỏi gii hn cng v cỏc trng thỏi gii hn khỏc l = (iu 1.3.5); i vi dc cu thụng thng, mi trng hp i = 1; - H s ti trng P dựng cho ti trng thng xuyờn c qui nh nh sau: LOI TI TRNG DC: Cu kin thộp v cỏc thit b ph DW: Bn mt cu v lp ph mt H s ti trng ln nht nh nht 1,25 0,90 1,50 0,65 - Ti trng thng xuyờn ri u trờn dc c tớnh nh sau: D = i P Di Thớ d: Bn mt cu BTCT dy 14cm (0,14m), b rng tớnh toỏn (b) l 1,8m, mt trờn bn l lp ph bờ tụng nha dy 4cm (0,04m), bn mt cu ta trờn dc thộp hỡnh I cỏnh bng ký hiu W610 (khi lng riờng 140kg/m) Ti trng ri u ca lp ph mt cu: DW1 = ,8 x 0,04 x 2,25 x 10 = 1,62 kN/m Ti trng ri u ca bn BTCT: DW2 = 1,8 x 0,14 x 2,40 x 10 = 6,05 kN/m Ti trng ri u ca mt dc I-W610: DC = 0,14 x 10 = 1,40 kN/m H s iu chớnh ti trng i = Ti trng ri u trờn dc: D = 1,25 x 1,40 + 1,50 (1,62 + 6,05) = 13,26 kN/m 3) Tớnh hot ti xe ụ-tụ: - Hot ti HL-93 gm t hp ca xe ti thit k hoc xe hai trc thit k: Bi ging CU THẫP 600mm 300mm tớnh phn hng mt cu 35kN 145kN 4300mm 145kN 1800mm 900mm 4300mm B rng ln thit k 3500mm 9,3kN/m 9,3N/mm hoc 9,3kN/ m 110kN 1200mm 110kN - Ti trng ln ri u 9,3N/mm phõn b u trờn chiu dc cu; theo chiu ngang cu, ti trng ln phõn b u trờn b rng 3000mm; ng lc ca ti trng ln khụng xột lc xung kớch - t hot ti ụ-tụ trờn cu phi xột ni lc khng ch ti trng xe trc cựng tỏc ng vi ti trng ln hoc ti trng xe trc cựng tỏc ng vi ti trng ln; b rng mt ln ụ-tụ trờn cu l 3000mm - i vi cu trờn ng cp thp (cp tr xung), cú th dựng xe hai trc hoc trc thit k nhõn vi h s 0,50 hoc 0,65 - Khi tớnh momen õm khong hai im un i du, hoc tớnh phn lc gi gia, thỡ ly 90% ni lc phỏt sinh hai xe ti xp liờn tip vi khong cỏch trc bỏnh trc xe ny, cỏch bỏnh sau xe l 15000mm, t hp vi 90% ni lc phỏt sinh ti trng ln thit k; khong cỏch gia cỏc trc 145kN tớnh ni lc trờn qui nh l 4300mm - H s ln xe: S ln xe c xỏc nh bi phõn s nguyờn ca w/3500, õy w l b rng ca lũng ng, tc l kh cu thit k H s ln (m) c tớnh nh sau: S ln cht ti >3 H s ln (m) 1,20 1,00 0,85 0,65 - H s ti trng dựng cho hot ti t hp tớnh theo trng thỏi gii hn v cng I l 1,75 (iu 3.4.1) - Tớnh h s phõn phi ngang (g) ca hot ti tỏc ng trờn dc: Dựng phng phỏp ũn by tớnh h s phõn phi ngang ca hot ti t v trớ nguy him nht theo chiu ngang mt cu truyn vo mt s cỏc dc Bi ging CU THẫP -Thớ d: Tớnh h s phõn phi ngang ca hot ti HL93 hoc xe trc lờn cỏc dc h mt cu vi kh cu 7m tỡm h s phõn phi ngang phỏt sinh ln nht vo mt s dc, phi xp xe dn hng ngang trờn mt cu theo hai kh nng: Cỏch 1: Hai hng ụ-tụ i lch sang cn trỏi ca mt cu, ng tim ca hng bỏnh xe ngoi cựng cỏch mộp l ng 0,6m; nh vy ng tim ca hot ti ụ-tụ cỏch mộp l ng l 1,5m Cỏch 2: Hai hng xe ụ-tụ t gia lũng cu, nh vy ng tim ca mi hng xe ụ-tụ cỏch ng tim cu 1,5m Tr s tung ca ng nh hng tng ng vi im t ca ng trng tõm hng xe ụ-tụ chớnh l h s phõn phi ngang (g) vo dc ú Kh cu 7,0m 0,6 1,8 1,2 1,8 1 1,8 1,2 1,8 AH 1 AH 4) Hot ti ngi i (PL): - i vi tt c ng ngi i rng hn 600mm, ti trng ngi i trờn cu l x 10-3 MPa, v phi tớnh ng thi vi hot ti ụ-tụ thit k - i vi cu ch dnh riờng ngi i b v xe thụ s, ti trng ngi i l x -3 10 MPa - Khụng xột xung kớch cho hot ti ngi i 5) H s xung kớch: (3.6.2) - T lc xung kớch (IM) gõy hot ti xe ụ-tụ (khụng tớnh vi lc ly tõm v lc hóm), qui nh h s xung kớch l (1+ IM/100), ú IM cú tr s sau: Cu kin Tr s IM Mi ni bn mt cu, tớnh cho cỏc 75 trng thỏi gii hn Cỏc cu kin khỏc * tớnh gii hn mi v giũn 15 * tớnh trng thỏi gii hn khỏc 25 - Lc xung kớch khụng c tớnh cho hot ti ngi i v ti trng ln ri u thit k - Cú th chit gim lc xung kớch tớnh cỏc cu kin khỏc (tr mi ni) chu ti trng lc ngang ca xe 6) Tớnh ni lc phỏt sinh ti mt ct dc: - V ng nh hng ni lc momen ti mt ct gia dc v ng nh hng lc ct ti v trớ u dc tớnh toỏn - Cụng thc tng quỏt tớnh ni lc momen dc nh sau: M1/2=Mmax=D.AAH+1,75[mg(MtahocMtr).(1+IM/100)+mgMln+gnMng] kNm Bi ging CU THẫP 10 ú: D - tng ti trng thng xuyờn vi cỏc h s Chiu di tớnh dc L d ti trng (kN/m); AAH- din tớch ng nh hng momen (m ); a = Ld/ 1,75 - h s hot ti tớnh t hp theo TTGH cng I; m - h s ln xe; a AH M g, gn - h s phõn phi ngang ca hot ti lờn dc thit k; Mta , Mtr , Mln , Mng : tr s momen xe ti AH Q hoc xe hai trc, ti trng ln, ti trng ngi (kNm) Tớnh momen bng cỏch ly tr s hot ti nhõn vi tung ng nh hng (nu l ti trng trc) hoc vi din tớch ng nh hng (nu l ti trng ri u) Ni lc ct: Vmax = V0 =D.AAH+1,75[mg(Vta hoc Vtr)(1+IM/100)+mgVln+gnVng] kN ú, AAH - din tớch ng nh hng lc ct (m); cỏc h s khỏc, tng t cụng thc tớnh ni lc momen 7) Kim toỏn mt ct dc: - Chn mt ct dc: Cu to dc thng cú dng hỡnh ch I; cú th chn theo qui cỏch sn cú ca sn phm thộp ch to thnh thng phm T mt ct ó chn, tớnh (hoc tra bng) cỏc c trng hỡnh hc ca dc xột tha iu kin sau: Momen un: Mr f Mn = Z.f Fy (2.4.7.1) ú: Mr - momen tớnh toỏn (kNm, chuyn thnh Nmm bng s nhõn 106) f - h s cng , theo 6.5.4.2, tớnh dc chu un thun tỳy, chn f = 1,00; Mn - momen danh nh ca dc ó la chn; Z - momen chng un ca dc ó chn (mm3) F y - cng gii hn chy nh nht ca thộp (MPa); thớ d thộp lm dc l A709M, theo mc (1.2) cho Fy = 345MPa Ni lc ct Vr v Vn (2.4.7.2) ú: Vr - lc ct tớnh toỏn (kN) v - h s cng , theo 6.5.4.2 cho v = 1; Vn - ni lc ct danh nh ca dc ó chn (kN) Tớnh Vn theo cụng thc sau: Vn = CVp (6.10.3.2.3-1) ú: C - t s ca ng sut gõy mt n nh trờn tr s cng chy chu ct bn cỏnh; Bi ging CU THẫP 11 -Ek D 1,10 t Fy nu , thỡ C = nu khỏc bt ng thc trờn, chn C = 1,25 Vp - kh nng chu ct c qui nh theo iu 6.10.7.3.3a (N) Vp = 0,58 Fyw Dtw ú: D - chiu cao bn bng (mm) Fyw - cng chy nh nht qui nh ca bn bng (MPa) tw - chiu dy bn bng (mm) Ek - moduyn n hi ca thộp bn, E = 200.000 MPa - Sau kim toỏn dc tha bt ng thc (2.4.7.1) v (2.4.7.2), chng t qui cỏch thộp hỡnh I ó chn t yờu cu v cng Khụng phi xột trng thỏi gii hn mi cho dc 8) Tớnh liờn kt dc vo ngang: Liên kết đà dọc vào đà ngang thờng tính toán với nội lực cắt momen gối đà dọc Nguyên lý chịu lực liên kết hai đầu đà dọc đựơc ngàm vào đà ngang, trị số nội lực nh sau : cắt V = V0 momen Mg = - 0,6 Mmax Pc Đà dọc hd V Mg Vk Đà ngang dk Pc hk Về cấu tạo mối nối, có trờng hợp sau : a) Trờng hợp có cá vai kê : Giả thiết cá chịu toàn momen âm Mg (hoặc thép góc) đầu đà dọc chịu toàn nội lực cắt - Nội lực cá đợc xác định nh sau : Pc = Mg hd (hd - chiều cao đà dọc ) Diện tích mặt cắt cá cần thiết để chịu lực Pc Pc u Pnu = u Fy Ag đó, u - hệ số sức kháng kéo đứt mặt cắt có hiệu, u=0,80; Ag - diện tích mặt cắt có hiệu cá Cũng từ diện tích nguyên cá, tính số đinh cần thiết liên kết cá vào cánh đà dọc theo diện tích làm việc (hoặc theo khả chịu lực) cá Thông thờng, chọn cấu tạo liên kết cánh dới đà dọc với vai kê nh bố trí liên kết cánh - Bản đầu đà dọc đợc liên kết vào đà ngang qua thép đặt đứng hàn sẵn vào đầu đà dọc qua cánh thép góc đứng Chiều dày đầu đà dọc thờng chọn 12mm Toàn lực cắt A đầu đà dọc truyền qua hàng đinh bu lông (đinh tán, đờng hàn) để đợc cố định vào đà ngang Số lợng bu lông (đinh tán) cần thiết để liên kết đầu đà dọc vào đà ngang đợc xác định theo nội lực cắt tính toán V Bi ging CU THẫP 12 Vai kê trờng hợp đợc tính với giả thiết lực cắt gối V phân phối cho tất đinh (n) bố trí thép góc liên kết đầu đà dọc vai kê vào dầm ngang, nh lực cắt A truyền lên vai kê : Vk = V nv n (nv - số đinh bố trí đầu vai kê) Điểm đặt lực cắt Vk vị trí đoạn dài vai kê tạo nên momen dơng hàng đinh liên kết đầu vai kê vào đà ngang Vậy vai kê làm việc chịu uốn với momen Mv : Mv = Vk dk - Pc hk đó, dk - khoảng cách từ hàng đinh liên kết đứng đến điểm đặt lực cắt Av ; hk - khoảng cách từ trọng tâm hàng đinh liên kết đứng vai kê đến điểm đặt lực cắt Vk Kiểm tra trị số tổ hợp lực Rmax phát sinh phạm vi vai kê theo công thức sau : Rmax = Vk nv M d + v max d i Tn đó, Tn - sức chịu danh định bu lông cá Đà dọc cá dới Đà ngang b) Trờng hợp có cá dới : Tính tơng tự nh giả thiết trờng hợp (a), đó, nội lực momen đợc chuyển thành ngẫu lực kéo nén dọc vào cá dới, nội lực cắt V truyền vào thép góc liên kết đầu đà dọc với đà ngang c) Trờng hợp cá : Toàn lực cắt gối V momen đầu đà dọc ngàm vào bụng đà ngang M g đợc truyền qua liên kết bu lông đờng hàn kết hợp với bu lông CĐC bắt trờng Nh liên kết chịu đồng thời lực cắt momen gối, công thức tính nội lực phát sinh lớn cho bu lông (đinh) biên Rmax tơng tự trờng hợp tính mục (a) vai kê 9) Trờng hợp đà dọc kết cấu liên tục Đối với nhịp cầu thép có mặt cầu thép có sờn tăng cứng, thờng dùng đà dọc dải thép chữ I nối dài suốt chiều dài nhịp dầm đặt trực tiếp lên cánh đà ngang Nội lực momen lực cắt gối đợc xác định nh dầm liên tục, đó, hệ số xung kích lấy theo chiều dài nhịp dầm 2.5 Tính toán đà ngang liên kết 1) Nguyên lý tính toán : - cho phép tính đà ngang đơn theo hệ phẳng, coi nh dầm giản đơn, chiều dài tính toán đà ngang khoảng cách từ tim đến tim giàn chủ (hoặc dầm chủ), tức bề rộng (B) - đà ngang hệ mặt cầu không chịu trực tiếp tác động hoạt tải di chuyển mặt cầu, mà đà dọc truyền vào đà ngang dới dạng tải trọng tập trung - tính liên kết đà ngang vào giàn (dầm) chủ, tính khung cứng ngang giàn, kiểm toán đà ngang đầu dầm chịu kích, giả thiết đà ngang phận khung cứng ngang Đối với kết cấu nhịp giàn có đờng xe chạy dới, với hai xe hơn, cho phép không tính nội lực momen phát sinh đầu đà ngang liên Bi ging CU THẫP 13 kết vào giàn chủ, nh liên kết trờng hợp chịu nội lực cắt phát sinh đầu đà ngang G-4,5 EIđ G-8 EIđ EIng B = 5m Mặt cắt ngang dầm giàn hở B = 9,80m B Mặt cắt ngang dầm giàn kín (có hệ liên kết trên) Sơ đồ tính khung giàn đà ngang 2) Tớnh ti trng thng xuyờn ri u trờn dc: - Gi thit rng trng lng lp mt v bn mt cu, trng lng dc phm vi khong cỏch gia hai ngang liờn tip, trng lng tng cng (kN) c tớnh ri u trờn ngang bng cỏch chia cho chiu di tớnh toỏn ngang (kN/m) - Ti trng thng xuyờn ri u ca ngang l trng lng n v di ca ngang (T/m x 10 = kN/m) - Ti trng thng xuyờn ri u tớnh toỏn trờn ngang: D = ni P Di ú, cỏc h s ti trng v ý ngha ca ký hiu tng t tớnh ti trng dc (2.4.2) Đà dọc ////////////////////// l 2l Đà ngang / //// //?////// //// / / / / / / / / //// ////////////// Đà dọc l phạm vi chịu Đà ngang tải đà ngang 2l 3) Tớnh hot ti truyn vo ngang theo lc trung t dc: - Tớnh lc trung t dc truyn vo ngang bng cỏch tớnh lc ct phỏt sinh hot ti xe t v trớ nguy him trờn hai khoang bờn trỏi v phi ca ngang, bng cỏch v ng nh hng lc ct bờn trỏi v phi ca ngang; ngoi ra, mi ngang chu mt phn ti trng ln t mt cu truyn xung theo h s phõn phi ngang (gi) v h s ln (m) cú ni lc momen ln nht cho ngang, nờn xp xe vo lũng cu - Lc ct phỏt sinh hot ti xe truyn vo ngang tr thnh lc trung, im t lc ny chớnh l im ta ca dc vo ngang, theo cụng thc sau: Vi = 1,75 mgi [Vhi (1+IM/100) + Vlni ] (kN) ú, Vhi - lc ct th (i) t dc hai bờn truyn vo ngang hot ti xe (tớnh theo ng nh hng lc ct); ln V i - lc ct th (i) t dc hai bờn truyn vo ngang ti trng ln 4) Tớnh ni lc phỏt sinh ti mt ct ngang: Bi ging CU THẫP 14 dc AH lc ct ca dc ti ngang D l d V1 V '2 V2 ld V '1 ln AH momen ngang AH lc ct ngang xi yi Cụng thc tng quỏt tớnh ni lc phỏt sinh ti mt ct ngang nh sau: momen gia nhp Mmax = D M + Vi xi (kN.m) lc ct ti gi Vmax = D V + Vi yi (kN) ú, D - tng ti trng thng xuyờn ri u trờn ngang bao gm cỏc h s tớnh, kN/m; M, V - din tớch ng nh hng momen v lc ct; xi, yi - tung ng nh hng momen v lc ct tng ng v trớ dc th (i) trờn ngang 5) Kim toỏn mt ct ngang: - Kim toỏn mt ct ngang ó la chn ban u theo trng thỏi gii hn v cng : Mmax f Mn = Zf Fy Vmax v Vn vi Vn = CVp v Vp = 0,58Fyw Dtw ý ngha cỏc ký hiu cụng thc trờn cng tng t mc 2.4.(7) 6) Tớnh mi ni liờn kt ngang vo gin ch: i vi cu thộp ng ụ-tụ, mi liờn kt ngang vo gin ch c gi thit l ngm cng, ú ti mi liờn kt liờn kt ny ch tớnh vi lc ct V max phỏt sinh u ngang S bu lụng liờn kt cn thit c xỏc nh theo cụng thc: Vmax n= R v n ú, Vmax - lc ct tớnh toỏn tỏc dng vo liờn kt v - h s mi liờn kt chu ct, õy v = 1,00 (iu 6.5.4.2) Rn - sc chu danh nh ca mt bu lụng liờn kt i vi cỏc liờn kt ma sỏt, Rn = Kh Ks Ns Pt ú: Ns - s lng mt ma sỏt tớnh cho mi bu lụng Pt - lc kộo yờu cu nh nht ca thõn bu lụng (bng 1) Kh - h s kớch thc l (bng 2) Ks - h s iu kin b mt (bng 3) Bi ging CU THẫP 15 Bng - Lc kộo yờu cu nh nht ca thõn bu lụng ng kớnh bu lụng (mm) 20 22 24 Lc kộo yờu cu Pt (kN) Loi M164 Loi M253 (A325M) (A490M) 142 179 176 221 205 257 Bng - H s kớch thc l Kh Cho cỏc l tiờu chun Cho cỏc l vt quỏ c v cú khớa rónh 1,0 0,85 Bng - H s iu kin b mt Ks Cho cỏc iu kin b mt loi A 0,33 Cho cỏc iu kin b mt loi B 0.50 Cho cỏc iu kin b mt loi C 0,33 Ghi chỳ bng 3: - B mt loi A l b mt c lm sch lp cỏu bn khụng sn, hoc c lm sch bng thi sau ú ph bc s qua loi A; - B mt loi B l cỏc b mt c lm sch bng thi khụng sn, hoc c lm sch bng thi sau ú cú lp ph loi B; - B mt loi C l cỏc b mt c m km núng v lm nhỏm bng bn chi st sau m  ... 1.4 Các phận cầu thép - Mặt cầu : Bằng BTCT, gỗ ván lát mặt, thép có sờn tăng cờng ; phận trực tiếp với loại hoạt tải lu thông cầu truyền tải trọng vào dầm thép - Hệ mặt cầu : tổ hợp kết... Gối cầu Hệ liên kết ngang Giàn chủ Hệ cổng cầu Thanh xiên Đà ngang Cầu dầm giàn Hệ liên kết dọc Thanh treo Thanh đứng Đà ngang Hệ mặt cầu hệ liên kết dọc dới Đà dọc chơng ii - hệ mặt cầu cầu thép. .. đến 3cm mặt cầu thép - cấu tạo : chế tạo thành sẵn Nhà máy kết cấu thép, sau đa lắp đặt cầu Các mặt cầu đợc hàn sẵn sờn tăng cờng mặt dới, tạo thành đa hớng (orthotrop) (chiều dầy thép = - 8mm)