3.8.1.1-2Xác định vận tốc

Xác định vận tốc gió thiết kế S V V B

Xác định tải trọng gió ngang tác dụng lên công trình (Pd) ) ( 8 . 1 0006 . 0 2 kN A C A V PD t d  t

 At : diện tích đặc, chiếu lên mặt vuống góc

 Cd : hệ số cản, với các cấu kiện có mặt trớc đặc xác

định theo Hình 3.8.1.2.1-1, với các cấu kiện giàn, lan can, kết cấu phần dới lấy theo TCVN2737-1995-Bảng 6, với các cấu kiện khác lấy theo thí nghiệm hầm gió

Xác định tải trọng gió dọc tác dụng

lên công trình

 Nếu kết cấu có mặt truớc đặc thì lấy bằng 25% tải

trọng gió ngang

 Nếu kết cấu là giàn hay có bề mặt cản gió dọc lớn thì

tình theo các bớc nh với tải trọng gió ngang

 Tốc độ gió:

Tốc độ gió thiết kế, V, phải đ-ợc xác định theo công thức: V = VB .S (3.8.1.1-1)

Trong đó :

VB = tốc độ gió giật cơ bản trong 3 giây với chu kỳ xuất hiện 100 năm thích hợp với vùng tính gió tại vị trí cầu đang nghiên cứu, nh- quy định trong Bảng 3.8.1.1-1.

S = hệ số điều chỉnh đối với khu đất chịu gió và độ cao mặt cầu theo quy định trong bảng 3.8.1.1-2.

Bảng 3.8.1.1-1- Các giá trị của VB cho các vùng tính gió ở Việt Nam Vùng tính gió theo TCVN 2737 - 1995 VB(m/s)

II 45

III 53

IV 59

Để tính gió trong quá trình lắp ráp, có thể nhân các giá trị VB trong Bảng trên với hệ số 0,85.

Bảng 3.8.1.1-2 - Các giá trị của S Độ cao của mặt cầu

trên mặt đất khu vực xung quanh hay trên

mặt n-ớc (m) Khu vực lộ thiên hay mặt n-ớc thoáng Khu vực có rừng hay có nhà cửa với cây cối, nhà cao tối

đa khoảng 10m

Khu vực có nhà cửa với đa số nhà

cao trên 10m 10 1,09 1,00 0,81 20 1,14 1,06 0,89 30 1,17 1,10 0,94 40 1,20 1,13 0,98 50 1,21 1,16 1,01

 Tải trọng gió tác dụng lên công trình:

 Gió ngang cầu:

PD = 0,0006 V2 At Cd  1,8 At (kN) (3.8.1.2.1 -1) Trong đó: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

V = tốc độ gió thiết kế xác định theo ph-ơng trình 3.8.1.1 -1 (m/s) At = diện tích của kết cấu hay cấu kiện phải tính tải trọng gió ngang (m2)

Cd = hệ số cản đ-ợc quy định trong Hình 3.8.1.2.1-1

 Gió dọc cầu:

Lấy bằng 0.25% gió ngang cầu.

 Gió theo ph-ơng thẳng đứng:

Phải lấy tải trọng gió thẳng đứng Pv tác dụng vào trọng tâm của diện tích thích hợp theo công thức:

Pv = 0.00045 V2Av (kN) (3.8.2-1) Trong đó:

V= tốc độ gió thiết kế đ-ợc xác định theo phơng trình 3.8.1.1-1 (m/s) Av = diện tích phẳng của mặt cầu hay cấu kiện dùng để tính tải trọng gió thẳng đứng (m2).

 Gió tác dụng lên hoạt tải:

Theo ph-ơng ngang cầu là tải trọng phân bố đều, có giá trị 1.5 kN/m, đặt cách mặt cầu 1.8 m

Theo ph-ơng dọc cầu, cũng là tải trọng phân bố đều, gía tri là 0.75 KN/m, đặt cách mặt cầu 1.8 m

II.5.4.2.2.8. áp lực đất

 áp lực đất cơ bản đ-ợc giả thiết là phân bố tuyến tính và tỷ lệ với chiều sâu đất và lấy bằng: ) 10 x ( gz k p hs 9 ( 3.11.5.1 -1) Trong đó: p = áp lực đất cơ bản (MPa)

kh = hệ số áp lực ngang của đất lấy bằng ko đối với t-ờng không uốn cong hay dịch chuyển (t-ờng trọng lực) , hoặc ka đối với t-ờng uốn cong hay dịch chuyển (t-ờng công xon) đủ để đạt tới điều kiện chủ động tối thiểu. k0 = 1 - sinf ( 3.11.5.2 - 1) Trong đó: f = góc ma sát của đất thoát nớc          Sin Sin Sin ka 2 2 (3.11.5.3-1) ở đây:

           2 1                       Sin Sin Sin Sin (3.11.5.3-2) Trong đó:

 = góc ma sát giữa đất đắp và t-ờng lấy nh- quy định trong Bảng 1 (độ)  = góc của đất đắp với phơng nằm ngang nh- Hình1 ( độ)

 = góc của đất đắp sau t-ờng với ph-ơng thẳng đứng nh- Hình1 (độ) = góc nội ma sát hữu hiệu (độ)

s = tỷ trọng của đất (kg/m3) z =chiều sâu d-ới mặt đất (mm) g = hằng số trọng lực (m/s2)

 Trừ quy định khác đi, tổng tải trọng ngang của đất do trọng l-ợng đất lấp phải giả định tác dụng ở độ cao 0,4H phía trên đáy t-ờng, trong đó H là tổng chiều cao t-ờng tính từ mặt đất đến đáy móng.

II.5.4.2.2.9. Lực va xe cộ

Trừ khi đ-ợc bảo mố trụ phải thiết kế cho một lực tĩnh t-ơng đ-ơng là 1800KN tác dụng ở bất kỳ h-ớng nào trong mặt phẳng nằm ngang, cách mặt đất 1,2m

II.5.4.2.2.10. Lực va xô tàu thuyền

Tất cả các cầu v-ợt qua đ-ờng giao thông thuỷ phải đ-ợc thiết kế xét tàu thuyền va với kết cấu phần d-ới

 Lực va đâm thẳng đầu tàu vào trụ phải đ-ợc lấy nh- sau PS = 1,2.105 V. DWT (3.14.5-1)

Trong đó:

Ps = lực va tàu tĩnh t-ơng đ-ơng (N) DWT = tấn trọng tải của tàu (Mg) V = vận tốc va tàu (m/s)

 Lực va của xà lan vào trụ

= 6.106.aB + 1600.aB nếu aB≥ 100mm Trong đó aB là chiều dài h- hỏng của mũi xà lan (mm)

 Chú ý

 Lực va tàu theo ph-ơng dọc cầu lấy bằng 50% Lực va tàu thiết kế, theo ph-ơng ngang cầu lấy bằng 100% Lực va thiết kế (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

 Lực va tàu đ-ợc tính là một lực tập trung, tác dụng tại MNTT khi tính ổn định chống lật và chống tr-ợt

 Trong tr-ờng hợp kiểm toán về mặt c-ờng độ, coi là một lực rải đều theo ph-ơng dọc và ngang cầu nh-ng vẫn đặt ở MNTT

II.5.4.2.2.11. Lực động đất

 Không phải tính động đất cho cầu một nhịp.

 Nếu cầu nhiều nhịp, tính động đất theo một trong các ph-ơng pháp sau đây:

 ph-ơng pháp tải trọng tĩnh t-ơng đ-ơng.

 Ph-ơng pháp phân tích phổ đơn.

 Ph-ơng pháp phân tích phổ đa.

 Ph-ơng pháp lịch sử thời gian.

 Tuỳ theo mức độ quan trọng của cầu mà lựa chon ph-ơng pháp phân tích thích hợp

VD : Cầu quan trọng thì dùng ph-ơng pháp 3,4. Cầu thông th-ờng thì dùng ph-ơng pháp 1.  Công thức A T S A C m SM 1,2. . 2,5. 3 2   Trong đó: A: hệ số gia tốc động đất S: hệ số thực địa Tm: Chu kỳ dao động

Kg g W Tm . 623 , 31 . 2  W: trọng l-ợng tĩnh của KCN + mố (trụ) G: gia tốc trọng tr-ờng K: hệ số cứng của cầu ã 0. sm V L P K 

VS: chuyển vị của đỉnh trụ so với vị trí cũa khi tác dụng lên thân trụ lực rải đều Po=1N/m

L: chiều dài nhịp

Ch-ơng 3 : Mặt cầu và đ-ờng ng-ời đi

III.1. Mặt cầu

III.1.1. Nhiệm vụ

Mặt cầu là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với bánh xe của hoạt tải nên cần đáp ứng đ-ợc các yêu cầu sau:

- Đảm bảo c-ờng độ. - ít bị mài mòn.

- Bằng phẳng, êm thuận. - Đảm bảo độ nhẵn.

- Không gây xung kích cho KCN. - Đảm bảo thoát n-ớc nhanh. - Trọng l-ợng bản thân nhỏ.

- Giá thành hạ.(2% - 3% chi phí xây dựng cầu).

III.1.2. Các loại mặt cầu đ-ờng bộ

III.1.2.1.Mặt cầu có lớp phủ bằng bê tông atphan

 lớp vữa đệm: Tạo phẳng cho bề mặt cầu, tạo độ dốc ngang cầu.

 Lớp phòng n-ớc: Ngăn n-ớc thấm xuống bản mặt cầu. Có thể dùng loại bao tải tẩm nhựa đ-ờng hoặc dùng vải chống thấm

Vữa XM, mác 150-200 dày 1-1.5cm dày 0.4-1cm Lớp phòng n-ớc BT atphan dày 5-7cm dày 3-4cm Lớp bảo vệ

 Lớp bảo vệ: - Tăng c-ờng độ cho mặt cầu. - Chống nứt cho bản mặt cầu.

- Bảo vệ lớp phòng n-ớc khỏi tác dụng cục bộcủa LL - Th-ờng đ-ợc bố trí các l-ới thép: 5x5;10x10 (d=10).  Lớp BT Atphal: Tạo độ phẳng, độ nhám, êm thuận cho xe chạy.

Ưu điểm: Dễ thi công, dễ duy tu sữa chữa, là mặt đ-ờng mềm nền khi có LL từ đ-ờng vào cầu thì không gây xung kích. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Nh-ợc điểm: Tuổi thọ thấp

III.1.2.2. Mặt cầu bằng BTXM

 Lớp BT xi măng: BT mác 300, bên trong có bố trí l-ới cốt thép 810 ô l-ới 10x10cm

 Lớp phòng n-ớc: Ngăn n-ớc thấm xuống bản mặt cầu. Có thể dùng loại bao tải tẩm nhựa đ-ờng hoặc dùng vải chống thấm

 Lớp vữa đệm: Tạo phẳng cho bề mặt cầu, tạo độ dốc ngang cầu Ưu điểm: C-ờng độ tốt, chống thấm tốt.

Nh-ợc điểm: Trọng l-ợng bản thân lớn, khó sửa chữa.

III.1.2.3. Mặt cầu bằng thép

 Bản thép: phía d-ới có bố trí các s-ờn tăng c-ờng dọc và ngang.

 L-ới thép: Nhằm làm tăng độ nhám của bản thép, nó đ-ợc hàn vào bản thép, sau đó đổ lớp BT Atphal lên trên (hoặc BTXM).

Lớp BTXM, mác 300 dày 6-8cm Lớp phòng n-ớc dày 0.4-1cm dày 1-1.5cm Vữa XM, mác 150-200 S-ờn tăng c-ờng dọc dày 5-7cm BT atphan or atphan S-ờn tăng c-ờng ngang Bản thép dày 12-20cm L-ới cốt thép

 Loại mặt cầu này không cần lớp phòng n-ớc, ng-ời ta sử dụng loại thép không gỉ để tránh gỉ cho bản mặt cầu).

III.1.2.4. Mặt cầu bằng sàn mắt cáo

 Thoát n-ớc tốt  Trọng l-ợng nhẹ

 Có độ nhám, bằng phẳng cao

III.1.3. Các loại mặt cầu đ-ờng sắt III.1.3.1. Mặt cầu trần

 Tà vẹt: dài khoảng 3m, tiết diện ít nhất là 20 x 24 cm. Khoảng cách các tà vẹt

khoảng 10  15 cm, liên kết giữa tà vẹt với dầm chủ bằng bu lông móc.  Ray phụ:cách ray chính khoảng 20cm, và kéo dài ra ngoài phạm vi mố 25 m,

đề phòng tàu bị trật bánh  Ưu điểm :

- Chiều cao kiến trúc nhỏ. - Cấu tạo đơn giản, tính tải nhỏ.  Nh-ợc điểm:

- Tiếng ồn lớn

- Khó đảm bảo sự đồng nhất giữa đ-ờng đầu cầu và cầu - Khó tạo siêu cao đ-ờng cong

- Đàn hồi kém.

- Ô nhiễm môi tr-ờng.

III.1.3.2. Mặt cầu có máng ba lát

 Ray đặt trực tiếp trên tà vẹt. Ray chính và ray phụ nhằm trámh tr-ợt bánh qua xa

 D-ới tà vẹt là đá Ba lát dày hơn 20 cm. Có tác dụng phân bố lại -s trên mặt cầu và giảm tiếng ồn. Là đá dăm tiêu chuẩn cỡ 2-4 cm

Vữa XM, mác 150-200 Lớp phòng n-ớc l-ới thép Đá ba lát

 Bản mặt cầu bằng BTCT, có dạng lòng máng để chứa đá dăm.  Ưu điểm:

-Tạo sự đồng nhất giữa cầu và đ-ờng. -Tính đàn hồi tốt.

- Dễ tạo siêu cao bằng cách thay đổi chiều dày đá dăm -Tuổi thọ lớn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

 Nh-ợc điểm:

-Chiều cao kiến trúc lớn. -Trọng l-ợng bản thân lớn.

III.1.3.3. Mặt cầu có ray đặt trực tiếp trên bản bê tông

 Ưu điểm:

-Giảm chiều cao kiến trúc -Tiết kiệm vật liệu

- Giảm tĩnh tải

-Giảm chi phí duy tu bảo d-ỡng  Nh-ợc điểm:

-Cấu tạo liên kết ray phức tạp khi V tàu lớn -Độ êm thuận kém hơn

- Không đồng nhất độ cứng giữa đ-ờng và cầu

III.2. Khe co giãn

III.2.1. Tác dụng

 Đảm bảo chuyển vị tự do theo ph-ơng dọc cầu d-ới tác dụng của nhiệt độ, lực ngang theo ph-ơng dọc cầu.

 Đảm bảo chuyển vị xoay cho mặt cắt ngang đầu nhịp.

III.2.1.2. yêu cầu

 Khe co dãn phải đảm bảo điều kiện êm thuận khi xe chạy qua cầu.  Không để n-ớc tràn xuống đầu kết cấu nhịp và mố, trụ cầu.

III.2.1.3. Cấu tạo

 Chiều rộng khe co dãn xác định từ các điều kiện sau: : -Vật liệu làm kết cấu nhịp.

-Chiều dài nhịp.

-Biên độ thay đổi nhiệt độ ở khu vức đặt cầu. -Vị trí đặt gối di động.

 Trong tr-ờng hợp thông th-ờng, đối đối với cầu giản đơn nhiều nhịp, ng-ời ta th-ờng bố trí cho các khe co dãn t-ơng tự nhau để thuận tiện cho thi công và chế tạo.

III.2.1.3.1. Khe co giãn hẹp III.2.1.3.1.1. Khe co giãn kín