Bài giảng càu thép thầy Nhiệm

B mụn Cu-Hm CHƯƠNG Những vấn đề chung cầu thép 1.1 Khái niệm kết cấu nhịp cầu thép Cầu thép cầu có kết cấu chịu lực đợc làm thép, hợp kim thép thép liên hợp BTCT vật liệu thép đóng vai trò chủ yếu 1.2 Tổng quan dạng, sơ đồ cầu thép Về mặt tĩnh học Sơ đồ tĩnh học gồm loại kết cấu nh sau : - Kết cấu Dầm - Kết cấu cầu Dàn - Kết cấu khung - Kết cấu vòm - Hệ treo - Hệ liên hợp -Kết cấu dầm: * Đặc điểm chịu lực : + Tải trọng P tác dụng thẳng đứng phát sinh phản lực thẳng đứng + Kết cấu làm việc chủ yếu chịu uốn * Dạng kết cấu Giản đơn Liên tục Tĩnh định nhiều nhịp -Kết cấu dàn: + Có thể xem kết cấu dầm, kết cấu tĩnh định siêu tĩnh trong, dàn chủ yếu chịu lực dọc trục ( kéo nén ) Bi Ging Cu Thộp f1 Page B mụn Cu-Hm - Hệ khung vòm * Đặc điểm chịu lực : + Tải trọng P tác dụng thẳng đứng phát sinh phản lực thẳng đứng nằm ngang thành phần nội lực: M, N, Q * Dạng kết cấu + Đờng trục: Gãy khúc Cong - Hê treo + Kết cấu dây mềm + Kết cấu dây văng Kết câu chịu lực chính: hệ dây - Hệ liên hợp ( thép - BTCT ) + Cùng chịu lực tạo nên dạng kết cấu chịu lực có lợi + chiều cao dầm dọc chiều cao kiến trúc khoảng tĩnh không dới cầu Bi Ging Cu Thộp f1 Page B mụn Cu-Hm 1.3.Ưu nhợc điểm phạm vi áp dụng cầu thép 1.3.1 Ưu điểm Thép loại vật liệu xây dựng hoàn chỉnh Thép có phẩm chất cao nh tính đồng nhất, đẳng hớng, làm việc hoàn toàn đàn hồi trớc đạt cờng độ chảy Thép có cờng độ chịu kéo nén cao Qua giới hạn chảy, có độ dẻo cao, tạo đợc độ dự trữ cờng độ lớn mà vật liệu khác đợc, thép chịu ổn định tải trọng động tốt Cầu thép xây dựng nhanh cầu BTCT hay BTCT DƯL, lắp dựng dễ dàng, qua sông, suối, thung lũng điều kiện môi trờng khác giảm chi phí xây dựng Kết cấu nhịp (KCN) cầu thép nhẹ BTCT, giảm giá thành kết cấu phần dới, đặc biệt có ý nghĩa địa chất xấu KCN cầu thép thờng thiết kế với chiều cao thấp cầu BTCT, điều có ý nghĩa cần giảm chiều cao kiến trúc (các cầu vợt, cầu cạn, ).Cầu thép dễ sửa chữa sửa chữa nhanh cầu BTCT 1.3.2 Nhợc điểm Gỉ vấn đề dai dẳng tốn việc tu bảo quản cầu nguyên nhân dẫn tới phá hỏng cầu thép Giá thành sơn cầu thép suốt thời gian phục vụ cao Vấn đề cạo gỉ sơn làm ảnh hởng tới môi trờng, sức khoẻ ngời 1.3.3 Phạm vi ỏp dng cầu thép thờng dùng cho kết cấu nhịp cầu lớn đờng sắt, đờng ôtô, loại cầu tạm (yêu cầu thi công nhanh), loại cầu quân (yêu cầu tháo dỡ nhanh vận chuyển nhẹ nhàng) Mố trụ kết cấu móng chủ yếu dùng BTCT 1.4.Vật liệu làm cầu Thép - Vật liệu sử dụng bao gồm: Bi Ging Cu Thộp f1 Page B mụn Cu-Hm Thép nói chung ( tính chất, đặc điểm, u nhợc điểm, phạm vi áp dụng ) + Đặc điểm: cờng độ cao, tỷ trọng lớn + Ưu điểm: Kết cấu nhẹ, ổn định, hệ số đồng cao Làm việc tơng đối tin cậy, độ dai xung kích lớn tốt để chịu tác dụng xung kích, dễ gia công, tạo hình Môi trờng: u việt ( tận dụng , tái chế) + Nhợc điểm: Giá thành cao Thép dễ bị rỉ, ăn mòn Yêu cầu: Bảo dỡng, tu sửa chữa - Các yêu cầu thép: + Tính chất hoá học + Tính chất học ( thoả mãn Tiêu chuẩn quy định Tiêu chuẩn Vật liệu tơng ứng ) + Tính chất học thép xây dựng Quan tâm: giới hạn chảy y, giới hạn bền b, Mô đuyn đàn hồi E, biến dạng tơng đối Thông số thép có độ lệch tiêu chuẩn thấp Tốt - Các loại thép sử dụng: Thép than / Cacbon cần Không tốt R0(fs) = 190 MPa Bi Ging Cu Thộp f1 Page B mụn Cu-Hm Thép hợp kim thấp : R0(fs) = 270 MPa Trên giới sử dụng thép chất lợng cao ( cờng độ cao, khả tự chống gỉ) y = 800 1000 MPa - Các sản phẩm thép sử dụng + Dùng cho kết cấu đợc tiêu chuẩn hoá cao Thép Thép hình L, [, I, H + Quy định kích thớc tối thiêu xây dựng cầu Tấm dày: t > mm Hiện t 120 , 150 mm + Các loại thép cờng độ cao Bó sợi: song song cờng độ kéo đứt cao fs = 18.000 - 20.000 MPa xoắn + Thép đúc + Thép cho liên kết 1.5.Lịch sử xu hớng phát triển lĩnh vực cầu Thép đại a.Lịch sử phát triển cầu thép giới Cầu thép đời phát triển với lớn mạnh công nghiệp luyện kim giới Tuy nhiên từ nhứng năm kỷ nguyên trớc ngời Trung Quốc ấn Độ biết dùng dây xích sắt để làm cầu treo, kỉ thứ 17 cầu tơng tự đợc xây dựng châu Mỹ châu âu Khoảng kỷ 18, công nghiệp kim loại Châu Âu giai đoạn đầu qúa trình phát triển Các sản phẩm gang sắt Gang chịu uốn chịu kéo nên cầu gang thờng đợc làm dới dạng vòm, có kết cấu giống nh cầu gỗ thời Chiếc cầu vòm gang thuộc loại đợc xây dựng Anh qua sông Severn 1776 1779 Bi Ging Cu Thộp f1 Page B mụn Cu-Hm Cầu treo dâu xích sắt xuất phát triển song song với cầu vòm gang Chiếc cầu treo dây xích đợc xây dựng Pensylvaria (Mỹ) Khoảng đầu thể kỷ 19 cầu treo Pháp xây dựng cầu Frây-bua (1834) có chiều dài nhịp 265m Một cầu dây xích tiếng đợc xây dựng khoảng kỷ 19 đầu kỷ 20 cầu Sơ-giê-tren-ni qua sông Danube Budapest (Hungari) có nhịp 203m Vào năm 20-30 thể kỉ 19, xuất dây cáp thép sợi tha cho dây xích làm cho tốc độ phát triển cầu tăng lên nhanh Sự phát triển đầu máy nớc mở thời kì cách mạng công nghiệp kỉ 19 đợc áp dụng đầu máy xe lửa khiến tải trọng qua cầu lớn dẫn đến xuất kết cấu cầu dầm thép dàn thép Một cầu dầm thé đờng xe lửa cầu Bri-ta-nia qua vịnh Menai Anh, cầu đợc xây dựng vào năm 1846-1850 Cầu có dạng liên tục hai nhịp theo sơ đồ 2x (70 + 140)m, mặt cắt ngang hộp kín có đờng xe chạy dới Các cầu dầm hình hộp tỏ không kinh tế với nhịp lớn không sử dụng hết cờng độ vật liệu vách dầm, kết cấu nặng nề, tốn thép, chiều cao kiến trúc lớn khai thác không thuận tiện bố trí xe chạy dới Từ bắt đầu thời kỳ chuyển từ cầu dầm sang cầu dàn Chiếc cầu dàn thép đợc xây dựng Mỹ vào năm 1840 cầu dàn thép hoàn toàn đợc xây dựng cầu qua kênh Erie New York năm 1840 có chiều dài nhịp 24,5m Cùng với phát triển mạnh mẽ vật liệu thép , cầu vòm trớc làm gang nhng từ năm 1880 bắt đầu thay gang thép đợc ứng dụng rộng rãi Đức, Nga, Mỹ, Thụy Điển Một cầu vòm tiếng giới cầu Sydney Australia, xây dựng năm Bi Ging Cu Thộp f1 Page B mụn Cu-Hm 1924-1932, cầu có nhịp dài 503m chiều rộng toàn cầu 48,8m cho hai đờng xe lửa, xe ôtô, xe đạp lề ngời Kết cấu nhịp cầu treo có trọng lợng nhẹ nên khả vợt nhịp cao, nhiên dao động kết cấu nhịp lớn xảy nhiều tai nạn cầu treo Đầu kỷ 20 Pháp theo hớng tìm hệ giàn dây chịu kéo làm việc theo sơ đồ không biến dạng hình học, đứng đầu trờng phái Gisclar, kỹ s tiếng ngời Pháp Tuy nhiên đến năm 1938 giáo s ngời Đức Dishinbger thử thiết kế cầu treo cho đờng sắt đôi qua sông Elbe với mục đích ông đa dây cáp căng xiên vào cầu treo để tăng cờng độ cứng Dishinbger dùng dây cáp tiết diện lớn để đỡ dầm cứng nh gối tựa đàn hồi đề nghị ông đợc thực vào cầu Stromsund Thụy Điển năm 1955 Cầu có dầm cứng liên tục ba nhịp làm thép hợp kim dây văng làm dây cáp cờng độ cao, cầu có nhịp 183m mặt cầu bê tông cốt thép Kết cấu nhịp cầu dây văng có độ cứng lớn có tiêu kinh tế kỹ thuật tốt nên thời gian ngắn đợc áp dụng rộng rãi hầu hết nớc giới Cuối thể kỷ 20 chạy đua chiều dài nhịp cầu treo cầu dây văng Các cầu treo cầu dây văng có nhịp lớn là: STT Tên cầu Đất nớc Năm Lnhịp Scarsunde Na Uy 1991 (m) 530 t Nam Phố Normandi Trung Quốc Pháp 1993 1995 602 856 e Tatara Akasi Nhật Bản Nhật Bản 1999 1998 890 1991 Bi Ging Cu Thộp f1 Page B mụn Cu-Hm b Lịch sử phát triển cầu thép nớc Việt Nam lịch sử phát triển cầu thép trải qua nhiều giai đoạn, gắn liền với lịch sử đấu tranh dân tộc Thời kì Pháp thuộc thời kì mạng lới giao thông đờng sắt đờng đợc triển khai, đặc biệt tuyến đờng sắt xuyên Việt (1920 1936) Khi nhiều cầu dàn thép đợc xây dựng Đặc điểm bật cầu thép giai đoạn khổ hẹp, tải trọng nhẹ kết cấu theo dạng cổ điển nớc châu âu vào cuối thể kỉ 19 Trên đờng sắt phục vụ đờng đơn chung với ôtô, đờng thởng thiết kế cho xe Dàn chủ có dạng nhiều xiên nh cầu Đuống cũ, dàn biên cong vành lợc nh cầu Ninh Bình, Phú Lơng, Lai Vu, Tân An, Bến Lức; số cầu có tính định hình bán vĩnh cửu nh dàn Pigiô, Effel, Bailey Cây cầu tiếng đợc xây dựng thời cầu Long Biên, cầu dàn có biên đa giác với chiều dài toàn cầu gần 3000m phần dàn thép dài 1860m, theo sơ đồ dàn hẫng, nhịp lớn dài 130m nhịp đeo dài 52,5m đến cầu đợc sử dụng Chiếc cầu vòm tiếng Mỹ quan cầu Hàm Rồng qua sông Mã Thanh Hoá với chiều dài nhịp 160m, theo sơ đồ vòm ba khớp có chịu kéo Cầu bị phá huỷ kháng chiến chống Pháp năm 1946 Sau kết thúc kháng chiến chống Pháp (1954), thời gian ngắn khôi phục làm hàng loạt cầu thép nh cầu Làng Giàng Lào Cai, cầu Việt Trì, cầu Ninh Bình, cầu Hàm Rồng đợc xây dựng lại theo sơ đồ dàn liên tục nhịp (80 + 80)m Từ năm 1954 -1975 hầu hết công trình cầu miền Bắc bị phá huỷ chiến tranh phá hoại Mỹ phát động Các công trình cầu giai đoạn chủ yếu công trình tạm để phục vụ giao thông thời chiến Sau năm 1975 đất nớc hoàn toàn giải phóng, đất nớc ta bớc vào thời kì đổi mới, phục hồi kinh tế quốc dân Hàng loạt cầu cũ đợc phá bỏ không đáp ứng đợc nhu cầu Bi Ging Cu Thộp f1 Page B mụn Cu-Hm tải trọng mật độ xe đại Các cầu thép tuyến đờng sắt xuyên Việt lần lợt đợc thay xây dựng Cầu Thăng Long bắc qua sông Hồng dạng cầu dàn thép liên tục gồm liên, liên nhịp có chiều dài 112m, mặt cầu thép trực hớng (Orthotropic) Cầu đợc thiết kế cho xe ôtô chạy trên, hai đờng sắt xe thô sơ chạy dới Từ năm 1972-1977 chuyên gia Trung Quốc thực từ năm 1978-1985 cầu đợc hoàn thành với giúp đỡ chuyên gia Liên xô Cầu Chơng Dơng đợc xây dựng năm 1985 với chiều dài nhịp 97,6m Cầu Việt Trì (Phú Thọ), cầu Đò Quan (Nam Định) xây dựng năm 1994 dới dạng cầu thép bê tông liên hợp liên tục ba nhịp: 42 + 63 + 42m Cầu dây văng cầu Đarkrông (Quảng Trị) đợc xây dựng năm 1976, đến năm 1999 cầu bị sập gỉ neo đợc xây dựng lại năm 2000, với chiều dài nhịp 129m, chiều rộng cầu + 2x0,8m 1830 1830 1830 1830 2250 1830 1830 12870 2250 Trong gần với giúp đỡ chuyên gia nớc liên tục xây dựng cầu dây văng nhịp lớn nh: STT Tên cầu Tỉnh Năm Sơ đồ nhịp (m) Sông Đà Nẵng Hàn Mỹ Vĩnh Long Thuận Bi Ging Cu Thộp f1 2000 150 + 350 + 150 Page B mụn Cu-Hm Kiền Bính Bãi Cháy Hải Phòng Hải Phòng Quảng Ninh 2003 2005 84 + 200 + 84 100 + 260 + 2006 100 216,5 + 435 + 216,5 Nhật Hà Nội Tân Cần Cần Thơ 270 + 550 + Thơ Phú Mỹ TP Hồ Chí 270 162,5 + 380 + Minh 162,5 c Phơng hớng phát triển kết cấu nhịp cầu thép Phân tích loạt cầu thép đại xây dựng giới năm gần thấy bật lên ba phơng hớng: + Phơng hớng thứ sử dụng loại thép chất lợng cao, nhằm giảm công tác tu bảo dỡng sơn cầu, công việc tốn kém, ảnh hởng đến sức khỏe cộng đồng đồng thời gây ô nhiễm môi trờng mối lo thờng xuyên ngời làm công tác quản lý + Phơng hớng thứ hai tiếp tục nghiên cứu tìm kiếm hệ liên hợp để vợt nhịp dài có tính thẩm mỹ cao + Phơng hớng thứ ba dùng cầu dầm thép giản đơn liên tục có chiều cao không đổi để giảm giá thành chế tạo thi công thay cho kết cấu nhịp dàn thép cổ điển Hiện thờng dùng kết cấu cầu dầm thép liên hợp bê tông cốt thép mặt cầu thép trực hớng Ngoài tiết diện hộp kín đợc nghiên cứu áp dụng để tăng cờng độ cứng chống xoắn để tạo môi trờng không gỉ bên Về liên kết cầu thép, với tiến thép chất lợng cao liên kết đinh tán không thích hợp mà áp dụng hai loại liên kết mang tính công nghiệp Bi Ging Cu Thộp f1 Page 10 B mụn Cu-Hm Tạo nên hiệu ứng liên hợp ( bê tông chịu nén dầm chịu uốn) làm việc Liên kết: + Neo với cánh dầm thép hàn + Neo liên kết với bê tông nh chi tiết thép chôn sẵn 2.5.4 Cấu tạo neo liên kết: - Chức năng: thân neo phải đợc liên kết chặt chẽ với dầm thép, đồng thời thân phải có khả liên kết chống trợt bê tông Tạo nên hiệu ứng liên hợp bê tông chịu nén dầm chịu uốn dầm thép đợc giảm ứng lực - Yêu cầu neo: + Có tác dụng chống trợt ( cắt tốt) + Phải đợc liên kết cách chắn tin cậy, chịu đợc lực tách - Neo thờng liên kết hàn với cánh dầm thép - Các loại neo đợc sử dụng: + Neo đinh chịu cắt: Đặc điểm: l khác với d Neo liên kết hàn vào cánh dầm thiết bị hàn đặc biệt súng gắn neo Liên kết chắn tin cậy dầm thép + Neo thép có vòng móc: 1- thép 50 x 20 x ln Bi Ging Cu Thộp f1 Page 32 B mụn Cu-Hm 2- vòng móc: thép tròn cắt từ dải thép Đơn giản cấu tạo, dễ thi công, làm việc tin cậy + Neo mềm: Neo mềm đợc chế tạo từ thép tròn uốn cong thành nhánh hai nhánh Thờng đợc hàn cánh dầm thép, để tránh khó khăn vận chuyển hàn công trờng hàn neo mềm lên thép, công trờng hàn bắt bu lông liên kết thép với cánh dầm + Neo cứng: Neo cứng thờng cấu tạo từ thép bản, thép góc, thép chữ [, luồn thêm đoạn thép tròn uốn cong dể tăng liên kết BTCT dầm thép theo phơng thẳng đứng, 22 TCN 18 - 79 - Nên u tiên dùng neo ( mềm) xiên để liên kết BTCT với dầm thép dùng neo cúng - Quy định bố trí neo: Khoảng cách mấu neo cứng cấu kiện Bi Ging Cu Thộp f1 Page 33 B mụn Cu-Hm liên kết khác chiều dày bình quân 3.5 chiều cao mặt ép tựa tính toán Bê tông vào neo Khoảng cách neo mềm ( tim nhánh) đờng kính cốt thép nhánh neo Các neo mềm nên dùng kiểu hình khuyên đặt nghiêng 45 22 TCN 272-01 Lớp phủ bê tông mép neo cm Khoảng cách mép mép cánh dầm đến mép neo 2.5 cm 2.6 KCN cầu dầm thép với trực hớng ( có sờn) 2.6.1 Khái niệm - Đặc điểm làm việc bản: (trong mặt phẳng bản) + Chịu kéo tốt + Chịu né, uốn Để tăng cờng ngời ta đặt hệ thống sờn theo hai phơng vuông góc với khả chịu nén, uốn Vậy: - Bản trực hớng kết cấu gồm đợc tăng cờng sờn đỡ vuông góc với mặt phẳng thẳng đứng - Bản bằng: nhựa, vật liệu composit, thép - Bản trực hớng đợc sử dụng rộng rãi trọng lợng thân nhẹ nhung khả chống uốn lớn - Việt Nam: kết cấu trực hớng đợc dùng nhiều xây dựng mặt cầu ô tô ( cầu Thăng Long) sửa chữa cầu nhằm mục đích giảm trọng lợng thân Bi Ging Cu Thộp f1 Page 34 B mụn Cu-Hm 2.6.2 Cấu tạo chung: Bản: thờng làm thép hay thép có chiều dày từ 10 mm trở lên Sờn ( sờn cấp 1) Sờn hở: Các dạng cấu tạo mặt cắt thông thờng dải thép đơn có tiết diện ngang không đổi, có mở rộng cánh để tăng cờng khả chống uốn, có sử dụng thép [ Sờn kín: Dạng hình hộp chữ nhật, hình thang, hình tam giác, hình bán nguyệt Ưu điểm: khả chống uốn chống xoắn tốt Nhợc điểm: chế tạo phức tạp dễ bị ảnh hởng ứng suất d Bi Ging Cu Thộp f1 Page 35 B mụn Cu-Hm Sờn ( sờn cấp 2) Khoảng cách dầm độ tính toán sờn Làm việc: chịu uốn cho dới tác dụng tải trọng cục phạm vi khoang Điều kiện f [f] chiều dài bản, lb = ? [ ] Chú ý: Liên kết sờn với liên kết đờng hàn xét đến biến dạng d, ứng suất d tính toán theo TTGH điều kiện mỏi 2.6.3 Cấu tạo nhịp cầu dầm có trực hớng ( orthotropic) - Có thể sử dụng trực hớng tuý mặt cầu với t cách phận cấu tạo dầm chủ - Dạng 1: Dầm chủ mặt cắt chữ I Bản mặt cầu- thép trực hớng - Dạng 2: Dầm chủ hình hộp kín ( hộp vách, nhiều vách) Bi Ging Cu Thộp f1 Page 36 B mụn Cu-Hm Đối với dạng cầu vợt, cầu cạn thành phố thờng dùng loại có mặt cắt không đổi Với cầu vợt sông độ lớn thờng kết cấu liên tục nhiều nhịp với mặt cắt thay đổi 2.7 Các hệ thống liên kết 2.7.1 Khái quát - Trong KCN cầu dầm để hệ chịu lực tôt cần phải liên kết - Liên kết dầm chủ để tạo thành mạng dầm + Không biến dạng hình học + Có đủ độ cứng, có khả tiếp nhận tác dụng theo phơng ( lực ly tâm, lực gió, lực lắc ngang) - Khi có mặt cầu BTCT thép đợc liên kết chắn liên hợp với dầm chủ đảm nhận vai trò hệ liên kết dọc không cần bố trí hệ liên kết dọc giai đoạn khai thác - Trong giai đoạn chế tạo cần tính đến khả bố trí hệ liên kết dọc tạm bổ sung Ngoài chức liên kết hệ liên kết dọc ( vĩnh cửu tạm thời) nhiệm vụ đảm bảo ổn định cánh dầm - Các hệ liên kết: + Hệ liên kết dọc liên kết ngang cánh dầm Bi Ging Cu Thộp f1 Page 37 B mụn Cu-Hm + Hệ liên kết ngang nằm mặt phẳng thẳng đứng vuông góc với trục dầm- Tác dụng hệ liên kết: liên kết dầm chủ hình thành hệ thống mạng dầm 2.7.2 Hệ liên kết dọc -Chức năng: +Liên kết dầm dọc chủ hình thành mặt phẳng kết cấu mặt phẳng nằm ngang +Chống lại lực ngang ( gió, lực ly tâm cầu nằm đờng cong, lực lắc ngang cầu đờng sắt, lực hãm xe ) +Giảm chiều dài tự cánh nén dầm - Cấu tạo: +Một phần dầm chủ ( phần cánh khu vực cánh ), cánh đóng vai trò nh biên hệ liên kết dọc +Bổ sung chéo, chống ngang tạo dàn phẳng mặt phẳng ngang - Yêu cầu: Không biến dạng hình học, đủ độ cứng cần thiết - Bố trí tổng thể: Trên tất cặp dầm Chỉ số cặp dầm Hoặc cặp dầm - Vấn đề: phân bố tác động tải trọng phân bố ngang cho mặt phẳng liên kết - Sơ đồ bụng cho hệ liên kết dọc - Cấu tạo chi tiết liên kết dọc ( Nhịp nhỏ: Hệ liên kết dọc liên kết trực tiếp với cánh dầm.) Bi Ging Cu Thộp f1 Page 38 B mụn Cu-Hm - Tính toán: Dàn phẳng lớn Dàn phẳng nhỏ chồng lên Chỉ tính cho dàn phẳng chịu toàn tác dụng tải trọng 2.7.3 Hệ liên kết ngang - Vị trí: mặt phẳng kết cấu thuộc mặt phẳng thẳng đứng, vuông góc với trục dầm đợc đặt vị trí gối, vị trí trung gian Khoảng cách - (7)m tuỳ theo quy mô nhịp, khoảng cách dầm chủ - Vai trò: tạo độ cúng theo phơng ngang ( giống dầm ngang) - Tác dụng: + Liên kết hệ dầm thành hệ thống kết cấu không biến hình +Tham gia phân bố tải trọng theo phơng ngang cho tất dầm chủ nh tham gia chịu lực - Các loại liên kết ngang: + Kết cấu hệ thanh: ( bố trí gối) Gồm: sờn dầm, ngang, chéo đảm bảo nguyên tắc: Hạn chế làm việc bất lợi Tiết diện ko nhỏ để đảm bảo độ mảnh Bi Ging Cu Thộp f1 Page 39 B mụn Cu-Hm + Kết cấu mặt cắt đặc [, I ( thép hình tổ hợp thép bản) Đối với mặt cắt gối bố trí kiểu đặc + Một kiểu kích dầm cầu đờng sắt + Một số dạng liên kết ngang dạng đặc biệt Kiểu hỗn hợp Dầm ngang liên kết với mặt cầu (a: tim hai dầm chủ 6-8 m)(>8 m) Bi Ging Cu Thộp f1 Page 40 B mụn Cu-Hm 2.8 Mối nối dầm chủ tạo độ vồng mối nối 2.8.1.Mối nối dầm - Khái niệm: mối nối đoạn dầm ( khác mối nối can) - Sự cần thiết: - Hạn chế kích thớc ( chiều dài đoạn dầm = 10 12 m) - Hạn chế thi công ( điều kiện vận chuyển, chuyên chở, lắp ráp) - Do yêu cầu đặc điểm kết cấu công nghệ ( Đổ bê tông phải phân đoạn để tránh biến dạng đà giáo ván khuôn phần bê tông đổ trớc đông cứng ) - Vị trí mối nối: +Mối nối sờn: sờn dầm làm việc chủ yếu chịu cắt, phần chịu mô men Thờng nối theo kiểu đối đầu Hạn chế mối nối vị trí có lực cắt lớn Hai ghép nối đối xứng số lợng đợc nối chồng tránh truyền lực lệch tâm số lợng đinh truyền lực êm thuận +Mối nối cánh: Đặc điểm chịu lực: chịu mô men tránh nối mặt cắt có mô men lớn Hình thức nối: Đối đầu, so le, kết hợp hai Cấu tạo cánh dầm: Thép nối thép Bi Ging Cu Thộp f1 Page 41 B mụn Cu-Hm Thép góc nối thép thép góc Bản táp không phủ lên cánh thép góc làm việc tải Chú ý: mặt cắt ngang có nhiều dầm tốt nên bố trí mối nối không trùng Bản táp phủ lên cánh thép góc làm việc không tải, giảm số đinh số đinh xa làm việc nhiều (bản đệm có chiều dày cánh đứng thép góc) - Các yếu tố mối nối: + Kích thớc: + Số lợng liên kết: ( đinh, bu lông, bu lông cờng độ cao) lựa chọn dựa khả chịu tải mối nối sức kháng dầm mối nối nội lực lớn mối nối - Cấu tạo loại mối nối: ( cố gắng tối đa để có dạng mối nối đối đầu chi tiết cánh bụng dầm) 1/2 II II 1/2 III III I-I + Mối nối đối đầu Đặc điểm: Đơn giản Tốn nhiều táp Tải trọng tác dụng lớn mối nối không phù hợp + Mối nối so le Đặc điểm: Bản cánh thép góc cánh gián đoạn nhiều vị trí khác Yêu cầu táp Bi Ging Cu Thộp f1 Page 42 B mụn Cu-Hm Vận chuyển khó khăn chiều dày táp mỏng dễ bị cong vênh Thi công khó khăn khối dầm thuận tiện cầu, nâng , hạ theo phơng thẳng đứng + Mối nối hỗn hợp - Trờng hợp nhiều lớp cánh nên áp dụng mối nối so le 2.8.2 Cách tạo độ vồng mối nối - Khái niệm + Độ võng: f xung kích giảm êm thuận giảm tuổi thọ Để hạn chế nguy hiểm f, yêu cầu: fmax l / 400 - đờng ô tô fmax l/ 800 - đờng sắt để f độ cứng mặt cắt dầm chênh lệch cao độ biên dạng độ vồng sau tạo độ vồng độ vồng mặt cắt k f fmax mà không tăng mặt cắt - Lý do: + Hạn chế giá trị cuối độ võng, làm cho kết cấu thoả mãn điều kiện giới hạn độ biến dạng yvõng = yDL + yLL chọn y vồng =y Bi Ging Cu Thộp f1 DL + 0.5 yLL Page 43 B mụn Cu-Hm Vậy: độ vồng ( độ vồng thiết kế khác độ vồng thi công) : - trình chủ động làm cho biên dạng đáy kết cấu đợc nâng cao lên + Thờng xét theo mặt phẳng thẳng đứng, dới tác dụng lực tĩnh tải, hoạt tải xuất ứng suất, biến dạng chung độ võng làm việc dầm võng tiếp 1/2 độ võng hoạt tải làm việc êm thuận - Tính toán độ vồng: + Thông thờng kết cấu nhịp giá trị độ vồng tính theo dầm đại diện ( điểm có độ võng max), độ vồng mặt cắt lại đợc tính theo giá trị độ vồng theo phơng trình đờng cong ( thờng y = f(x) = ax2 + bx + c) + Còn phải vào bố trí cầu trắc dọc, đặc biệt với dầm liên tục - Phơng pháp tạo độ vồng: + Trờng hợp nhịp nhỏ, giá trị tạo độ vồng không lớn Phơng pháp đơn giản thay đổi lớp phủ mặt cầu cầu đờng thay đổi khấc tà vẹt ( đầu nhịp khấc sâu không tạo khấc) phơng pháp hạn chế + Xử lý mối nối dầm: thay đặt đầu nối song song ta bẻ dầu dầm cần nối góc Trờng hợp mối nối: Bi Ging Cu Thộp f1 Page 44 B mụn Cu-Hm i = arctg hi li Trờng hợp nhiều mối nối: hi = li tg i,i+1 i,i+1 = arctg hi + arctg li hi +1 l i +1 Khoảng cách cột đinh, dới nhỏ theo nguyên tắc hình học Chọn ad = mm ( hd chiều cao dầm) at = ad + hd.tg Cự ly hàng đinh thay đổi hàng bên hàng mối nối song song Chú ý: Vị trí mối nối + Kết hợp việc bố trí đờng cong đứng tạo độ vồng Thay bố trí chiều dày mặt cầu thay đổi, ta bố trí dầm có cao độ khác ví dụ: cầu dẫn vào cầu Hoàng Long cao độ đáy dầm phụ thuộc MNTT, khổ thông thuyền Đảm bảo an toàn thoát nớc id bố trí cầu đờng cong đứng bán kính đờng cong đứng chiều dai đoạn cong phải đảm bảo tầm nhìn Bi Ging Cu Thộp f1 Page 45 B mụn Cu-Hm ( Càng dốc chiều dài cầu giảm giảm chi phí nhng sử dụng bất lợi Nên dừng cầu vị trí ? ( ổn định, tốn kém)) Tổ chức bố trí mối nối dầm phải bám theo đờng cong trạng thái không chịu tải đòng cong chế tạo dầm có dạng Khi có hoạt tải kết cấu nhịp võng xuống phải chia đoạn xét yếu tố: + Tạo độ võng riêng biệt + Tạo độ võng theo đờng cong đứng yM = y M ( yêu cầu tạo độ cong đứng) Bi Ging Cu Thộp f1 + yM( yêu cầu độ võng) Page 46 ... chủ, + Dầm ( đặc ) thép ( bụng thép liền) + Dầm liên hợp Thép BTCT + Dầm hộp dầm thép trực hớng Bi Ging Cu Thộp f1 Page 14 B mụn Cu-Hm Dạng + Cầumặt căt thành hở mặt dầm thép cho đ-cắt kiểu... h) = hsuon thép cacbon 12.5 = hsuon 10 Bi Ging Cu Thộp f1 thép hợp kim thấp Page 21 B mụn Cu-Hm ( Tại sao: - thép hợp kim thấp( có cờng độ cao hơn) > thép than ( cờng độ thấp hơn) Thép hợp kim:... 270 MPa Trên giới sử dụng thép chất lợng cao ( cờng độ cao, khả tự chống gỉ) y = 800 1000 MPa - Các sản phẩm thép sử dụng + Dùng cho kết cấu đợc tiêu chuẩn hoá cao Thép Thép hình L, [, I, H + Quy