Trong caàu khoâng duøng lôùp phoøng nöôùc ngoaøi phaïm vi taám ñeäm ñaøn hoài, lôùp san baèng phaûi lieân keát vöõng chaéc vôùi daàm baèng coát theùp chôø töø moái noái öôùt doïc. Noái [r]
(1)CHƯƠNG II :
TÍNH TỐN KẾT CẤU BẢN LIÊN TỤC NHIỆT THEO TIÊU CHUẨN 22TCN272-05
2.1 Cấu tạo kết cấu nhịp liên tục – nhiệt : 2.1.1 Khái niệm chung :
Kết cấu nhịp liên tục – nhiệt kết cấu tạo cách nối kết cấu nhịp dầm giản đơn với mức mặt cầu, cho tác dụng lực nằm ngang nhiệt độ cầu làm việc hệ dầm liên tục tác dụng trọng tải thẳng đứng làm việc dầm giản đơn Chỗ nối kết cấu nhịp gọi liên kết chốt, phần để nối kết cấu nhịp gọi nối
Kết cấu liên kết chốt phải đảm bảo tính liên tục áo mặt cầu tiếp nhận nội lực sinh chuỗi kết cấu nhịp, mà không cản trở tới quay đầu dầm (chuỗi dầm hay gọi liên dầm) [5]
2.1.2 Các sơ đồ cấu tạo kết cấu nhịp liên tục – nhiệt :
Kết cấu liên tục - nhiệt dùng cho dầm có độ với tổ hợp bố trí mặt cắt dọc mặt Qui định chiều dài sơ đồ chuỗi xuất phát từ điều kiện bố trí cầu, đặc tính kết cấu điều kiện khí hậu vùng xây dựng Cấu tạo chuỗi cách hợp lý cách chuyển vị nhiệt độ xảy hai phía tính từ tâm chuỗi sử dụng tối đa khả kết cấu khe biến dạng (bảng 2.1)
Bảng 2.1 : Biên độ chuyển vị số kết cấu khe biến dạng [5]
Kết cấu khe biến dạng Biên độ
chuyển vị (mm) - Liên tục kín lớp phủ bê tơng asphalt – 10
- Liên tục kín lớp phủ bê tơng asphalt có lưới thép 15 - Máng thép co giãn nhồi đầy ma tít khơng có gờ cứng 15 – 20 - Máng thép co giãn nhồi đầy ma tít mép khe có gờ cứng 20
- Kết cấu khe co giãn cao su 50
- Dùng trượt phẳng 100
- Dùng trượt phẳng vát phía 200
- Dùng trượt phẳng vát phía 300
(2)- Gối cố định cách hợp lý đặt chuỗi (Hình 2.1a), có độ nhịp khác đặt nhịp có độ lớn (Hình 2.1b)
- Kết cấu liên tục – nhiệt dùng vùng động đất nên thiết kế dùng gối di động (Hình 2.1c)
- Khi chiều dài chuỗi đặt độ dốc dọc lớn, hợp lý đặt gối cố định phía dốc (Hình 2.1d) điều làm cho liên kết chốt chịu lực nén
- Khi đặt kết cấu nhịp trụ mềm, trụ phải đặt gối cố định di động (Hình 2.1e) Việc sử dụng gối cao su phân lớp khơng địi hỏi biện pháp phụ để trụ tham gia làm việc theo chuyển vị dọc cầu
a) Có gối cố định:
b) Có gối cố định:
c) Không có gối cố định :
d) Cầu nằm độ dốc dọc :
e) Cầu trụ mềm, dùng cho vùng đất lún, động đất :
Gối cao su phân lớp Δ Gối cố định
Ο Gối di động Ω Khe biến dạng Hình 2.1 : Sơ đồ cấu tạo chuỗi
2.1.3 Các phương pháp nối liên tục – nhiệt :
2.1.3.1 Dầm tiết diện chữ T nối mặt cầu theo mối nối ướt dọc cầu :
(3)Nối theo mặt cầu, phần chiều dài bản, phải đảm bảo điều kiện xe chạy tốt vững kết cấu coi dạng mối nối kết cấu nhịp liên tục nhiệt
Nối kết cấu nhịp lắp ghép theo mặt cầu chế tạo dầm đầu cánh cần để cốt thép chờ nằm ngang, chiều dài phần cánh để chừa lại lấy nửa chiều dài nối trừ khoảng cách đầu dầm kề cộng với 30 lần đường kính cốt thép nối cánh, khơng cần để cốt thép chờ từ cuống dầm phạm vi nối cánh (Hình 2.2b)
Khi khoảng cách hai đầu dầm kề tương đối lớn (Hình2.2c,d) tốt dùng dầm có phần cánh để chừa lại
Cho phép nối tựa lên xà ngang đầu trụ thơng qua đệm đàn đồi có chiều dày không nhỏ 0,5m không kể trường hợp dầm đặt lên gối cao su phân lớp
b) Trường hợp nối phần chiều dày thực tương tự nối mặt cầu (bản cánh dầm) [10]
Nối thép mối nối ướt dọc (Hình 2.3) áp dụng kết cấu nhịp có chiều rộng mối nối nhỏ 30cm Để lớp áo mặt cầu phủ liên tục qua khoang hở đầu kề phải đặt ván gỗ dán bịt kín
(4)2.1.3.2 Đối với kết cấu dầm : dùng nối theo mối nối then dọc phần chiều dày
Maët cắt II-II
Mặt cắt I-I
Mặt cắt I-I
Mặt cắt II-II
Hình 2.4 : Sơ đồ nối theo mối nối dạng
cá dọc cầu Hình 2.5 : Sơ đồ nối theo mối nối then dọc và phần chiều dày Khi kết cấu nhịp dầm nối cá đặt đầu bản, chế tạo dầm bản, người ta đặt cấu kiện chôn sẵn lắp ráp hàn vào nối nối phải đảm bảo chiều rộng khe hở hai đầu có chiều dài tự 10-15cm (hình 2.4)
Khi kết cấu nhịp có lỗ rỗng nối theo mối nối then dọc, chế tạo cách đầu chiều dài 50-60cm phía khơng để phần gờ, lắp ráp đập bỏ phần gờ Dọc mối nối đặt cốt thép có mặt cắt theo tính tốn chiều dài 25 – 30cm cốt thép cách ly không làm việc với bêtông cách lấy bao tải tẩm nhựa đường, giấy dầu vải pô-li-ê-ti-len bọc lại Đặt cốt thép lắp đầy vào mối nối then dọc, đầm chặt cẩn thận để đảm bảo dính kết với mặt hông để tạo thành then nối Chiều dầy bêtông hai đầu dầm kế khơng lớn q –8cm (hình 2.5)
2.1.3.3 Một số dạng khác :
a) Nối kết cấu nhịp theo lớp phủ bêtông xi măng [10]:
(5)Trong trường hợp chỗ nối theo mối nối dọc, nối kết cấu nhịp kề (bản cánh phần xe chạy, lớp đệm san bằng, lớp phủ bêtông ximăng) phải cách ly với kết cấu kề phía Chiều dài đoạn cách ly xác định tính tốn Tốt chiều dài lớn tối thiểu khoảng cách hai gối đầu kết cấu nhịp kề
b) Nối lớp san cầu khơng dùng lớp phịng nước [10]:
Trong cầu khơng dùng lớp phịng nước ngồi phạm vi đệm đàn hồi, lớp san phải liên kết vững với dầm cốt thép chờ từ mối nối ướt dọc Nối theo lớp san cho phép chiều dài thỏa mãn điều kiện : khoảng cách từ mặt cắt cố định đến đầu chuỗi không vượt 100m
Liên kết chốt kết cấu nhịp theo cánh dầm theo lớp đệm lớp san thực toàn chiều rộng kết cấu nhịp, chiều rộng xe chạy
c) Trường hợp nối kết cấu nhịp theo mối nối ướt dọc mà đầu trụ có xà ngang mặt cắt chữ T phần mặt cầu nằm xà ngang đổ bê tơng đồng thời với mối nối ướt dọc tồn mặt phẳng tựa lên lớp đệm đàn hồi để không làm cản trở chuyển vị dọc Cách nối áp dụng với chiều dài chuỗi không lớn 50m gối đỡ có dạng khơng kể dùng gối đỡ phân lớp [5]
d) Ở cầu xiên sơ đồ nối giống cầu thẳng, dầm xiên thiết kế đặc biệt có phần cánh để chừa lại dùng dầm xiên định hình Khi dùng dầm định cần cắt bỏ cốt thép chờ từ cuống dầm phạm vi nối tới mức mép cánh đổ bê tông xong cuống dầm trước Khi khơng cần đặt dầm ngang đầu dầm xét thiết kế định hình dầm xiên Ở cầu xiên nối theo mối nối ướt dọc [5]
e) Kết cấu nhịp cầu mặt đoạn cong nối theo mặt cầu Mặt nối có dạng hình thang Khi bán kính cong nhỏ, nối phía bụng lưng đường cong khác nhiều, nối phía bụng đường cong tạo nên kết cấu nửa chốt [5]
(6)Việc tính ứng suất kéo cốt thép tải trọng sử dụng dựa đặc trưng tiết diện nứt chuyển sang đàn hồi [A5.7.1] Dùng tỷ số môđun đàn hồi n = ES/EC để chuyển cốt thép sang bêtông tương đương Môđun đàn hồi ES cốt thép 200000 Mpa [A5.4.3.2] Môđun đàn hồi EC cho :
Ec = 0,043γc1,5 fc' (2.52)
Trong :
- γc : tỷ trọng bêtông, γc = 2500 kg/m3;
- fc’ : cường độ chịu nén bêtông 28 ngày (MPa) c) Kiểm tra mỏi cốt thép [1]:
Trạng thái giới hạn mỏi (bảng 3.5) [bảng 3.4.4.1.1] : Uf = ηΣγiQi = 0,75(LL+IM)
Tải trọng mỏi :
- Một xe tải với khoảng cách trục 145KN 9000mm [A3.6.1.4] - Hệ số xung kích : IM = 75% [A3.6.1.4]
- Dùng hệ số phân bố cho xe - Bỏ hệ số 1,2 [C3.6.1.1.2]
Biên độ ứng suất cốt thép thẳng, tổ hợp tải trọng mỏi không vượt :
ff = 145 - 0,33fmin + 55 (r
h) (2.53)
Trong :
- ff : Biên độ ứng suất (MPa);
- fmin : mức ứng suất nhỏ theo giá trị đại số xảy tổ hợp tải trọng mỏi kết hợp với ứng suất phát sinh tải trọng thường xuyên tải trọng thường xuyên co ngót tải trọng từ biến, lấy giá trị dương chịu kéo, giá trị âm chịu nén (MPa)
- r/h : tỷ số bán kính đáy với chiều cao biến dạng cong ngang Nếu giá trị thực khơng biết, lấy 0,3
d) Kiểm tra lượng cốt thép tối đa [1]:
Hàm lượng thép tối đa phải giới hạn cho :
e c
(7)Trong :
de = ps ps p s y s ps ps s y A f d A f d
A f A f
+
+ (2.55)
ở :
- c : khoảng cách từ thớ chịu nén đến trục trung hoà (mm); - de : khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén đến
trọng tâm lực kéo cốt thép chịu kéo (mm)