Thiết kế theo trạng thâi giới hạn mỏi bao gồm giới hạn ứng suất do hoạt tải của xe tải thiết kế mỏi chỉ đạt đến một trị số thích hợp ứng với một số lần tâc dụng lặp xảy ra trong quâ trình phục vụ của cầu.
Biín độ ứng suất cho phĩp phụ thuộc văo chu kỳ của tải trọng vă cấu tạo liín kết. Đứt gêy phụ thuộc văo cấp vật liệu vă nhiệt độ.
Điều kiện: Φ.(ΔF)n không nhỏ hơn η.γ.Δf (ΔF)n lă sức khâng mỏi danh định (MPa)
Δf lă biín độ ứng suất do tải trọng mỏi gđy ra (MPa)
Ở trạng thâi giới hạn mỏi thì hệ số sức khâng =1,0; = 1,0. Như vậy điều kiện đảm bảo sức khâng mỏi của dầm lă:
(ΔF)n không nhỏ γ.Δf
γ= 0,75- trạng thâi giới hạn mỏi. Chu kỳ tải trọng:
Giả thiết rằng đđy lă cầu trín đường cao tốc liín tỉnh với lưu lượng xe lă 20000xe/lăn-ngăy.
Tỉ lệ xe tải trong luồng:
Số lượng xe tải của một lăn đơn trong một ngăy:
ADTTSL=p x ADTT= 0,85 x4000 = 3400 (xe/ngăy) Trong đó p=0,85 lă một phần số lăn xe tải trong lăn đơn.
Số chu kỳ xe tải qua cầu trong thời gian(tuổi thọ) của cầu 100 năm lă: N = 365 x 100 x 1,0 x 3400 = 124,1x106 chu kỳ.
n =1,0 lă chu kỳ của một xe tải.
Chọn biín độ cho ứng suất mỏi loại A
(ΔF)n = 1 3 ( ) N A =( 6 11 10 . 1 , 124 10 . 82 )1/3= 40,42 MPa. 1/2(ΔF)TH=1/2x165= 82,5MPa > (ΔF)n = 40,42MPa. Vậy (ΔF)n = 82,5MPa
N lă số chu kỳ biín độ ứng suất. (ΔF)n lă sức khâng mỏi danh định.
A lă hệ số cầu tạo lấy ở bảng 6.5 (sâch Cầu Thĩp – Lí Đình Tđm) (ΔF)TH lă ngưỡng ứng suất mỏi có biín độ không đổi (bảng 6.5)
Biín độ ứng suất lớn nhất được giả thiết bằng 2 lần biín độ ứng suất gđy ra do hoạt tải mỏi đi qua. Tuy nhiín biín độ ứng suất không cần phải nhđn cho 2 vì giới hạn mỏi đê chia cho 2.
Đối với trạng thâi giới hạn mỏi thì: U= 0,75x(LL+IM); IM=15%. MLL+IM lă mômen max do tải trọng của dầm ngoăi không hệ số
Mmỏi = 668,15 kNm. (đê tính ở phần trín) Suy ra biín độ ứng suất của dầm:
f = b S moi M = 668,15x106/(14060280)= 31,97 MPa.
Suy ra f = 47,56 MPa < 82,5MPa (OK) Trong đó: Sb lă mômen khâng uốn của tiết diện liín hợp ngắn hạn.
- Vậy tiết diện dầm đê đảm bảo đủ sức khâng mỏi, nghĩa lă với biín độ ứng suất thấp hơn giới hạn mỏi ( ngưỡng ứng suất) chu kỳ tải trọng sẽ không lan truyền, vết nứt mỏi vă mối nối có tuổi thọ cao.