6.1 Khái niệm hệ liên kết
Trong cầu giàn hệ liên kết có hai nhiệm vụ chính:
+ Liên kết các giàn chủ thành một hệ không gian làm cho kết cấu nhịp trở thành một kết cấu không gian không biến hình thành một kết cấu không gian không biến hình
+ Tiếp nhận tải trọng ngang (tải trọng gió, lực xô ngang của hoạt tải) và phân phối tải trọng cho các nút giàn và truyền xuống gối cầu. phối tải trọng cho các nút giàn và truyền xuống gối cầu.
Có hai loại liên kết: Hệ liên kết dọc và hệ liên kết ngang
7ii ii iv 1/2 Iv-iv 4 1/2 v-v i v iv iii v 5 3 1 2 1/2 Ii-ii 1/2 I-I 6 iii-iii
1. Giàn chủ
2. Hệ liên kết dọc d−ới 3. Hệ liên kết dọc trên 3. Hệ liên kết dọc trên
4. Hệ liên kết ngang cổng cầu
5. Hệ liên kết ngang ở vị tri thanh đứng ( treo ) 6. Hệ dầm mặt cầu 6. Hệ dầm mặt cầu
7. Mặt cầu và lớp phủ mặt cầu
Liên kết dọc bố trí dọc theo biên trên hoặc biên d−ới của giàn chủ và có nhiệm vụ chủ yếu là tiếp nhận nhứng tải trọng ngang. Liên kết ngang bố trí trong những mặt vụ chủ yếu là tiếp nhận nhứng tải trọng ngang. Liên kết ngang bố trí trong những mặt phẳng của các thanh đứng hoặc các thanh xiên của giàn với mục đích chính là phân phối tải trọng giữa các giàn.
Thanh biên giàn chủ đồng thời làm nhiệm vụ thanh biên của giàn liên kết dọc. Gối của gian chủ cũng làm nhiệm vụ gối của giàn liên kết. Giàn liên kết trên sẽ truyền Gối của gian chủ cũng làm nhiệm vụ gối của giàn liên kết. Giàn liên kết trên sẽ truyền lực qua các hệ liên kêt ngang ở gối có tên là cổng cầu xuống gối cầu. Ngoài ra trong cầu xe lửa còn cấu tạo thêm hệ liên kết chịu lực hãm hay còn gọi là khung truyền lực hãm bố trí ở mức biên giàn có mặt cầu. Khung truyền lực hãm tiếp nhận lực hãm từ dầm dọc rồi truyền trực tiếp sang nút giàn và qua thanh biên tới gối cầu cố định, giữ cho dầm ngang không bị uốn đi trong ph−ơng ngang.
6.2 Hệ liên kết dọc
Trong cầu giàn chạy trên bố trí cả hệ liên kết dọc trên và hệ liên kết dọc d−ới. Trong cầu giàn chạy d−ới khi chiều cao giàn chủ thấp để đảm bảo tĩnh không thông xe Trong cầu giàn chạy d−ới khi chiều cao giàn chủ thấp để đảm bảo tĩnh không thông xe chỉ bố trí hệ liên kết dọc d−ới, cầu giàn loại này gọi là cầu giàn hở. Đối với cầu ôtô khi mặt cầu bằng bản BTCT đặt trực tiếp và liên kết chặt với biên giàn chủ thì có thể không cần bố trí liên kết dọc ở mức của biên đó, trừ tr−ờng hợp cần bố trí do yêu cầu thi công. d) c) b) a) e) Hình: Các kiểu hệ liên kết dọc
69/81 Hệ liên kết dọc có các dạng nh− hình vẽ trong đó các thanh biên của hệ liên kết dọc chính là các thanh biên của giàn chủ, dầm ngang cũng có thể là thanh ngang của hệ liên kết dọc ở đ−ờng biên xe chạy. Các thanh của hệ liên kết dọc th−ờng đ−ợc cấu tạo từ thép góc. Các thanh này liên kết với thanh biên của giàn chủ không qua bản nút. Các bản nút này đ−ợc gắn trực tiếp với thép góc nẹp hợp với thành đứng của thanh biên.
Kiểu hình quả trám (Hình c) giảm đ−ợc chiều dài tự do của thanh biên đi một nửa và làm cho công các tán đinh mối thanh biên có phần dễ giàng hơn, nh−ng bên nửa và làm cho công các tán đinh mối thanh biên có phần dễ giàng hơn, nh−ng bên cạnh đó lại gây ra hiện t−ợng thanh biên bị uốn cong trong mặt phẳng ngang.
Hệ liện kết tam giác (Hình b) cũng có nh−ợc điểm nh− vậy và chỉ sử dụng trong kết cấu nhịp nhỏ. kết cấu nhịp nhỏ.
Kiểu liên kết đ−ợc xem là −u điểm nhất là kiểu liên kết chữ thập (Hình a). Đó là kiểu liên kết chắc chắn, tàm tăng độ cứng của kết cấu nhịp. kiểu liên kết chắc chắn, tàm tăng độ cứng của kết cấu nhịp.
Khi khoảng cách giữa các giàn chủ lớn hơn nhiều so với chiều dài khoang, nhất là trong các cầu thành phố, những kiểu liên kết K, chữ thập có thêm thanh chống là trong các cầu thành phố, những kiểu liên kết K, chữ thập có thêm thanh chống ngang (Hình d,e) th−ờng đ−ợc sử dụng. Tuy nhiên kiểu liên kết chữ K cũng gây ra hiện t−ợng uốn ngang đối với các thanh chống ngang, do đó kiểu liên kết chữ thập có thêm thanh chống ngang tuy bị khuyết điểm làm cho kết cấu phức tạp nh−ng vẫn đ−ợc xem là −u điểm hơn.
Tại nút tốt nhất là cấu tạo sao cho giao của đ−ờng trục các thanh nằm trên đ−ờng trục thanh biên giàn chủ. Tuy nhiên, QT cũng cho phép đ−ợc lệch đi nh−ng vẫn phải trục thanh biên giàn chủ. Tuy nhiên, QT cũng cho phép đ−ợc lệch đi nh−ng vẫn phải rơi vào trong phạm vi mặt cắt thanh biên để giảm nhỏ kích th−ớc bản nút.
6.3 Hệ liên kết ngang
Liên kết ngang đ−ợc bố trí trong mặt phẳng vuông góc tim cầu, liên kết ngang ở đầu cầu gọi là cổng cầu, liên kết ngang tại cổng cầu th−ờng có cấu tạo tiết diện lớn đầu cầu gọi là cổng cầu, liên kết ngang tại cổng cầu th−ờng có cấu tạo tiết diện lớn hơn các thanh khác. Liên kết ngang đ−ợc bố trí tuỳ theo cầu chạy trên hay chạy d−ới, bề rộng cầu và chiều cao giàn chủ. Đối với cầu chạy trên liên kết ngang có thể cấu tạo nh− hình 5.20. Còn đối với cầu chạy d−ới có thể cấu tạo nh− hình sau.
Hình: Các kiểu liên kết ngang trong cầu chạy d−ới
ở đây xà ngang có thể là một dầm, cũng có thể là một giàn tuỳ theo chiều cao giàn chủ và chiều cao cần thiết cho xe cộ chạy qua. giàn chủ và chiều cao cần thiết cho xe cộ chạy qua.
Mặt cắt các thanh trong hệ liên kết ngang th−ờng là thép góc t−ơng tự nh− hệ liên kết dọc. liên kết dọc.
Trong cầu chạy d−ới cổng cầu là bộ phận quan trọng của kết cấu nhịp, thanh chống ngang ở chân của cổng cầu chính là dầm ngang tại gối, còn thanh ngang ở trên chống ngang ở chân của cổng cầu chính là dầm ngang tại gối, còn thanh ngang ở trên cũng có thể là một dầm hoặc một giàn.
71/81
3-2-6: Ch−ơng 6: Tính toán cầu giàn thép. (12tiết)
3-2-6-1. Mục đích:
Trang bị các kiến thức cơ bản về tính toán thiết kế các bộ phận của kết cấu nhịp cầu giàn thép. cầu giàn thép.
3-2-6-2. Các nội dung chủ yếu:
ò 1. Nguyên lý chung.
Kết cấu thực là hệ không gian khi tính toán có thể dùng các ph−ơng pháp tính không gian, cũng có thể phân chia thành các hệ phẳng bằng cách tính hệ số phân bố không gian, cũng có thể phân chia thành các hệ phẳng bằng cách tính hệ số phân bố ngang để phân chia tải trọng cho các dầm sau đó tính từng dầm nh− một kết cấu phẳng. Trong cầu giàn để tính hệ số phân bố ngang cho các mặt phẳng giàn th−ờng dùng ph−ơng pháp đòn bảy, tính hệ số phân bố ngang cho các dầm dọc thì t−ơng tự nh− phần cầu dầm thép đã hoc.
Khi tính toán cầu giàn cần tách thành hai bộ phận chính là hệ dầm mặt cầu và mặt phẳng giàn. Tính toán hệ dầm mặt cầu về cơ bản giống nh− tính toán cầu và mặt phẳng giàn. Tính toán hệ dầm mặt cầu về cơ bản giống nh− tính toán cầu dầm thép đã học. Tính toán mặt phẳng giàn giống nh− tính toán kết cấu giàn trong cơ học kết cấu.
ò 2. Tính toán nội lực.
- Vẽ đ−ờng ảnh h−ởng lực dọc thanh cần xác định nội lực
- Xác định các tải trọng tác dụng lên nút giàn t−ơng ứng với các tổ hợp của các trạng thái giới hạn cần kiểm tra. (TTGH→Tổ hợp TTGH→Tải trọng t−ơng ứng) thái giới hạn cần kiểm tra. (TTGH→Tổ hợp TTGH→Tải trọng t−ơng ứng)
-Tải trọng th−ờng xuyên DC, DW…: -Tải trọng tức thời LL, IM, PL… -Tải trọng tức thời LL, IM, PL…
-Xếp tải lên Dah xác định đ−ợc nội lực do từng tải trọng tác dụng