Chuong 2 cau tao cau dam

- Ch¬ng 2:CÊu t¹o cÇu dÇm thÐp - Bµi gi¶ng cÇu thÐp F1

Ch¬ng 2CÊu t¹o KÕt cÊu nhÞp cÇu dÇm thÐp

2.1.Kh¸i niÖm chung2.1.1. Kh¸i niÖm vÒ cÇu dÇm thÐp.

- KÕt cÊu nhÞp cÇu dÇm thÐp bao gåm çc bé phËn sau:

+ DÇm chñ (dÇm thÐp): ®ãng vai trß chÞu lùc chñ yÕu.

+ HÖ mÆt cÇu: b¶n bª t«ng mÆt cÇu, líp phñ mÆt cÇu: ®ì t¶i träng xe

vµ truyÒn xuèng çc dÇm chñ.

+ HÖ liªn kÕt ngang cÇu: liªn kÕt çc dÇm chñ ®ång thêi t¨ng cêng ®é

cøng cho kÕt cÊu nhÞp theo ph¬ng ngang cÇu. Ngoµi ra dÇm ngang t¹i mÆt

c¾t gèi cßn lµ chç ®Æt kÝch ®Ó n©ng h¹ çc côm dÇm trong qu¸ tr×nh thi

c«ng.

+ HÖ liªn kÕt däc cÇu: Liªn kÕt çc dÇm chñ ®ång thêi chÞu çc ¸p lùc

theo ph¬ng ngang cÇu.2.1.2. Çc s¬ ®å tÜnh häc.

- S¬ ®å dÇm gi¶n ®¬n.

+ Ph©n bè néi lùc: BiÓu ®å m« men chØ cã dÊu (+) vµ gi¸ trÞ lín nhÊt

lµ t¹i gi÷a nhÞp.

+ Ph©n bè vËt liÖu: VËt liÖu tËp trung

chñ yÕu ë khu vùc gi÷a nhÞp do ®ã néi

lùc do tÜnh t¶i lín, dù tr÷ kh¶ n¨ng chÞu

ho¹t t¶i kÐm nªn kh¶ n¨ng vît nhÞp thÊp.

H×nh 2.1: DÇmgi¶n ®¬n

+ Kh¶ n¨ng vît nhÞp hîp lý: L 40 m.

- S¬ ®å hÉng (s¬ ®å mót thõa)

+ Ph©n bè néi lùc: BiÓu ®å m« men xuÊt hiÖn M- t¹i mÆt c¾t gèi vµ M+

t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp.

+ Ph©n bè vËt liÖu: VËt liÖu

tËp trung chñ yÕu ë khu vùc mÆt

c¾t gèi do ®ã kÕt cÊu nhÞp nhá

nªn kh¶ n¨ng vît nhÞp tèt h¬n so víi

kÕt cÊu nhÞp gi¶n ®¬n . H×nh

2.2: KCN gi¶n ®¬n mót thõa.

- S¬ ®å dÇm hÉng + nhÞp ®eo:

KÕt cÊu nhÞp cã nhÞp ®eo thêng

khai th¸c kh«ng ªm thuËn, lùc

xung kÝch lín, khe co gi·n ph¶i

cÊu t¹o phøc t¹p do ®ã hiÖn nay rÊt Ýt dïng. H×nh 2.3:

KCN hÉng + NhÞp ®eo

- NguyÔn V¨n VÜnh - Bé m«n CÇu HÇm - §H GTVT

16

M

M

M


- S¬ ®å dÇm liªn tôc: Ph©n bè néi lùc: Gi¸ trÞ M- t¹i mÆt c¾t gèi lín h¬n M+

t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp dã

®ã ph¸t huy ®îc hÕt kh¶

n¨ng lµm viÖc cña vËt

liÖu.

H×nh 2.4: S¬ ®å KCN liªn tôc.

TØ lÖ ph©n chia çc nhÞp trong kÕt cÊu nhÞp liªn tôc.

1. Khi cÇu cã 2 nhÞp th× nªn chän: L1 = L2.

2. Khi cÇu cã 3 nhÞp th× nªn chän tØ lÖ:

3. Khi cÇu cã 5 nhÞp th× nªn chän: L1: L2: L3 = 1: 0,75 : 0,4

H×nh 2.5: TØ lÖ ph©n chia nhÞp trong KCN liªn tôc2.1.3. Çc d¹ng cÇu dÇm thÐp.

2.1.3.1. CÇu dÇm ®Æc (Steel Beam).

- CÇu dÇm ®Æc hay cßn gäi lµ cÇu dÇm kh«ng liªn hîp, ®©y lµ mét d¹ng

cña kÕt cÊu nhÞp cÇu thÐp, trong ®ã dÇm chñ cã thÓ ®îc cÊu t¹o tõ çc

dÇm thÐp ®Þnh h×nh hoÆc çc dÇm tæ hîp víi çc d¹ng mÆt c¾t ch÷ I, [ ....

B¶n mÆt cÇu th× tuú theo môc ®Ých sö dông cã thÓ cÊu t¹o b»ng gç hoÆc

b»ng bªt«ng.

- CÇu dÇm ®Æc thêng ®îc ¸p dông cho çc kÕt cÊu nhÞp cÇu nhá, cÇu t¹m

phôc vô thi c«ng trong thêi gian ng¾n.

- Çc d¹ng mÆt c¾t ngang dÇm chñ: Trong

kÕt cÊu nhÞp cÇu dÇm ®Æc th× dÇm chñ

cã thÓ ®îc cÊu t¹o theo d¹ng:

+ DÇm thÐp ®Þnh h×nh.

+ DÇm tæ hîp: DÇm tæ hîp hµn hoÆc

tæ hîp ®inh t¸n hay b»ng bul«ng cêng

®é cao.


17

M


H×nh 2.6: MÆt c¾t dÇm I

H×nh 2.7: Çc d¹ng mÆt c¾t ngang cÇu dÇm thÐp.

Trong çc d¹ng mÆt c¾t ngang dÇm chñ th× d¹ng mÆt c¾t ch÷ I lµ ®îc

sö dông phæ biÕn nhÊt v× ®©y lµ mÆt c¾t phï hîp ®èi víi dÇm chÞu uèn

vµ do ®ã cã thÓ ph¸t huy ®îc hÕt kh¶ n¨ng lµm viÖc cña mÆt c¾t. MÆt

c¾t ch÷ I cã thÓ ®îc cÊu t¹o b»ng dÇm ®Þnh h×nh hoÆc b»ng dÇm tæ hîp

hµn vµ tæ hîp ®inh t¸n nh h×nh vÏ.

2.1.3.2. CÇu dÇm liªn hîp ThÐp - BTCT (Composite Beam)

- §èi víi cÇu dÇm thÐp kh«ng liªn hîp cã b¶n mÆt cÇu b»ng bªt«ng, trong tr-

êng hîp cÇu chÞu t¶i träng lín,

®ång thêi díi t¸c dông cña

hiÖn tîng co ngãt, tõ biÕn vµ

thay ®æi nhiÖt ®é th× b¶n

bª t«ng mÆt cÇu cã hiÖn tîng

bÞ trît vµ bong khái dÇm thÐp

nªn tuæi thä cña cÇu dÇm

thÐp kh«ng liªn hîp thêng kh«ng cao.

H×nh 2.8: KCN cÇu dÇm liªn hîp

- §Ó kh¾c phôc nhîc ®iÓm trªn cña cÇu dÇm kh«ng liªn hîp ta tiÕn hµnh bè

trÝ hÖ thèng neo ®Ó liªn kÕt gi÷a çnh trªn cña dÇm thÐp víi b¶n bª t«ng

®Ó t¹o ra hiÖu øng liªn hîp ThÐp - BTCT. Khi ®ã:

+ DÇm thÐp ®ãng vai trß chÞu uèn vµ kÐo ®ång thêi.

+ B¶n bª t«ng ®ãng vai trß nh mét hÖ liªn kÕt däc trªn vµ tham gia

chÞu nÐn thay cho b¶n çnh trªn cña dÇm chñ, lµm t¨ng chiÒu cao vµ tiÕt

diÖn lµm viÖc cña dÇm, do ®ã gi¶m ®îc chiÒu cao dÇm thÐp.


18


2.1.3.3. CÇu dÇm hép.

- Trong çc kÕt cÊu nhÞp cÇu thÐp liªn tôc cã chiÒu dµi nhÞp lín th× viÖc

dïng dµm chñ cã mÆt c¾t ch÷ I hoÆc ch÷ [ sÏ kh«ng cßn hîp lý v× khi ®ã

chiÒu cao dÇm sÏ rÊt lín ®ång thêi kh¶

n¨ng chèng xo¾n cña dÇm kh«ng cao. Khi

®ã ta nªn sö dông dÇm chñ cã d¹ng mÆt

c¾t hép ®Ó t¨ng cêng kh¶ n¨ng chÞu lùc

vµ chèng xo¾n cho dÇm. Tuú theo bÒ

réng cña mÆt c¾t ngang cÇu mµ ta cã

thÓ cÊu t¹o 1 hép, 2 hép hoÆc nhiÒu hép. H×nh 2.9: MÆt c¾t

dÇm hép

- MÆt c¾t dÇm hép thêng ®îc cÊu t¹o tæ hîp tõ thÐp b¶n b»ng çc liªn kÕt

hµn vµ liªn kÕt ®inh t¸n.

H×nh 2.10: MÆt c¾t ngang cÇu dÇm hép

- Tuy nhiªn dÇm hép còng cã nhîc ®iÓm lín ®ã lµ viÖc cÊu t¹o còng nh b¶o

dìng rÊt phøc t¹p. Do ®ã khi cÊu t¹o mÆt c¾t dÇm hép th× ta kh«ng nªn cÊu

t¹o hép kÝn hoµn toµn v× nh thÕ sÏ rÊt khã thùc hiÖn çc liªn kÕt vµ viÖc

s¬n, söa khi cÇn thiÕt trong qu¸ tr×nh khai th¸c.

2.1.3.4. CÇu dÇm thÐp cã b¶n trùc híng (Orthotropic)

- CÇu b¶n trùc híng lµ lo¹i cÇu trong ®ã dïng b¶n mÆt cÇu b»ng thÐp thay

cho b¶n mÆt cÇu b»ng BTCT. Kh«ng kÓ chiÒu dµy líp ¸o ®êng b»ng bªt«ng

atphan dµy tõ 5 7 cm, th× cÇu b¶n trùc híng ®îc coi nh hoµn toµn b»ng

thÐp.


19


Lí p phñ mÆt cÇuThÐp chèng tr î t

S ên t ng c êng däcThÐp tÊm S ên t ng c êng ngang

S ên t ng c êng ngangS ên t ng c êng däc

ThÐp tÊm S ên t ng c êng

ThÐp chèng tr î t Lí p phñ mÆt cÇu

ThÐp chèng tr î t

H×nh 2.11: MÆt cÇu b¶n thÐp trùc híng (Orthotropic)

- Trong cÇu cã b¶n trùc híng , b¶n mÆt cÇu thêng cã ®é cøng theo c¶ hai

ph¬ng. Trong hÇu hÕt çc trêng hîp th× b¶n thÐp mÆt cÇu ®îc hµn thªm

çc sên t¨ng cêng däc, çc sên t¨ng cêng nµy ®îc ®Æt t¬ng ®èi gÇn nhau

song song víi híng xe ch¹y. HÖ sên däc nµy biÕn b¶n thÐp tõ ®¼ng híng

sang kh«ng ®¼ng híng. Çc sên däc l¹i ®îc kª trªn çc sên ngang, khi ®ã

b¶n thÐp chuyÓn tõ kh«ng ®¼ng híng sang trùc híng vµ ta gäi lµ b¶n thÐp

trùc híng (Orthotropic).

- B¶n mÆt cÇu trùc híng lµm viÖc

nh t¸c ®éng cña nhiÒu bé phËn

riªng rÏ. ¸p lùc sÏ truyÒn xuèng sên

däc, sên däc truyÒn xuèng sên

ngang vµ tõ sên ngang truyÒn xuèng

dÇm hoÆc dµn chñ.

- CÇu b¶n trùc híng cã träng lîng b¶n

th©n nhÑ nªn nã ®Æc biÖt thÝch

hîp víi çc nhÞp dµi khi tØ sè m«men

do tÜnh t¶i vµ ho¹t t¶i lín.

- KÕt cÊu b¶n trùc híng cã thÓ ¸p

dông cho b¶n mÆt cÇu hoÆc cho c¶

dÇm chñ trong trêng hîp dÇm hép.

H×nh 2.12: MÆt cÇu Th¨ng Long


20


2.2.CÊu t¹o mÆt cÇu2.2.1. MÆt cÇu cho ®êng «t«.

2.2.1.1. MÆt cÇu b»ng bªt«ng

Atphalt.

- CÊu t¹o:

- Líp mui luyÖn (líp v÷a ®Öm):

+ CÊu t¹o b»ng v÷a xim¨ng

m¸c 150 200.

+ ChiÒu dµy: t = 1 2cm

+ T¸c dông: T¹o ®é dèc theo ph¬ng ngang cÇu.

H×nh 2.13: MÆt cÇu bªt«ng atphan.

- Líp phßng níc:

+ CÊu t¹o tõ gåm mét líp nhùa ®êng nãng tíi trªn bÒ mÆt cña líp v÷a

®Öm, tiÕp theo lµ mét líp v¶i th« tÈm nhùa vµ trªn cïng lµ mét líp nhùa ®-

êng nãng.

+ ChiÒu dµy: t = 1 1,5cm

+ T¸c dông: §¶m b¶o kh«ng thÊm níc mÆt xuèng b¶n bªt«ng mÆt cÇu.

- Líp bªt«ng b¶o hé:

+ CÊu t¹o b»ng bªt«ng m¸c 200.


+ T¸c dông: ChÞu ¸p lùc côc bé tõ b¸nh xe truyÒn xuèng vµ ph©n ®Òu

xuèng b¶n bªt«ng mÆt cÇu.

- Líp bªt«ng atphan:

+ CÊu t¹o tõ hçn hîp bªt«ng nhùa d¶i nãng hoÆc d¶i Êm.


+ T¸c dông: T¹o ra bÒ mÆt ªm thuËn cho xe ch¹y, h¹n chÕ lùc xung

kÝch truyÒn xuèng b¶n bªt«ng mÆt cÇu.

- u, nhîc ®iÓm vµ ph¹m vi ¸p dông:


21

Gê ch¾n b nh

Lí p mui luyÖn h=2.0cm

Lí p phßng n í c h=1cm

Lí p bª t«ng b¶o vÖ h=3cm

Lí p bª t«ng Atphal h=5cm

2%


+ MÆt ®êng b»ng bªt«ng atphan cã kh¶ n¨ng chèng thÊm tèt, thi c«ng

nhanh.

+ T¹o ra mÆt ®êng ªm thuËn cho xe ch¹y h¹n chÕ lùc xung kÝch truyÒn

xuèng b¶n bªt«ng mÆt cÇu vµ h¹n chÕ tiÕng ån.

+ Gi¸ thµnh rÎ h¬n mÆt ®êng b»ng bªt«ng xi m¨ng.

+ Tuæi thä thÊp kho¶ng 10 20 n¨m vµ nhanh bÞ hao mßn do ®ã t¨ng

chi phÝ duy tu b¶o dìng.

+ HiÖn nay mÆt ®êng b»ng bªt«ng atphan ®ang ®îc ¸p dông phæ

biÕn.

2.2.1.2. MÆt cÇu b»ng bªt«ng xim¨ng.

- CÊu t¹o:

- Líp mui luyÖn (líp v÷a ®Öm):

+ CÊu t¹o b»ng v÷a xim¨ng m¸c

150 200.


+ T¸c dông: T¹o ®é dèc theo ph-

¬ng ngang cÇu. H×nh 2.14: MÆt cÇu

bªt«ng cèt thÐp.

- Líp phßng níc:

+ CÊu t¹o tõ gåm mét líp nhùa ®êng nãng tíi trªn bÒ mÆt cña líp v÷a

®Öm, tiÕp theo lµ mét líp v¶i th« tÈm nhùa vµ trªn cïng lµ mét líp nhùa ®-

êng nãng.

+ ChiÒu dµy: t = 1 1,5cm

+ T¸c dông: §¶m b¶o kh«ng thÊm níc mÆt xuèng b¶n bªt«ng mÆt cÇu.

- Líp bªt«ng cèt thÐp:

+ CÊu t¹o b»ng bªt«ng m¸c 300.


+ T¸c dông: ChÞu ¸p lùc côc bé tõ b¸nh xe truyÒn xuèng vµ ph©n ®Òu

xuèng b¶n bªt«ng mÆt cÇu. §ång thêi t¹o ra mÆt ®êng cho xe ch¹y.


+ MÆt ®êng bªt«ng xim¨ng cã tuæi thä kho¶ng 50 60 n¨m cao h¬n

mÆt ®êng b»ng bªt«ng atphan vµ Ýt bÞ hao mßn do ®ã gi¶m chi phÝ

duy tu b¶o dìng.

+ MÆt ®êng b»ng BTCT cã kh¶ n¨ng chèng thÊm tèt.


22

Gê ch¾n b nh

Lí p mui luyÖn h=2.0cm

Lí p phßng n í c h=1cm

2%

L í i cèt thÐp 20@20

Lí p bª t«ng cèt thÐp h=5cm


+ MÆt ®êng kh«ng ªm thuËn cho xe ch¹y g©y ra lùc xung kÝch vµ

tiÕng ån lín khi cã xe ch¹y qua cÇu.

+ Gi¸ thµnh ®¾t h¬n mÆt ®êng b»ng bªt«ng atphan.

+ HiÖn nay mÆt ®êng b»ng BTCT Ýt ®îc ¸p dông.

2.2.1.3. MÆt cÇu b»ng thÐp b¶n trùc híng (Orthotropic)




thÐp.Lí p phñ mÆt cÇuThÐp chèng tr î t

S ên t ng c êng däcThÐp tÊm S ên t ng c êng ngang

S ên t ng c êng ngangS ên t ng c êng däc

ThÐp tÊm S ên t ng c êng

ThÐp chèng tr î t Lí p phñ mÆt cÇu

ThÐp chèng tr î t


- ChiÒu dµy b¶n thÐp: t = 20 30mm.

- Kho¶ng çch gi÷a çc sên: a = 30 50cm.

- Çc sên t¨ng cêng cã thÓ bè trÝ ®øng hoÆc nghiªng vµ trong tÝnh to¸n th×

nã còng thuéc mÆt c¾t tÝnh to¸n cña dÇm chñ. Do ®ã t¹i chè giao nhau

gi÷a sên däc vµ sên ngang th× sên ngang thêng ®îc khoÐt lç ®Ó cho sên

däc liªn tôc.

- Çc d¹ng cÊu t¹o sên däc:

+ D¹ng mÆt c¾t hë: cã thÓ cÊu t¹o tõ thÐp b¶n, thÐp h×nh I, L, [ hoÆc

ch÷ T ngîc. D¹ng mÆt c¾t hë cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n, tuy nhiªn kh¶ n¨ng

t¨ng cêng ®é cøng chèng xo¾n cho b¶n thÐp mÆt cÇu kÐm.

H×nh 2.16: D¹ng sên cã mÆt c¾t hë.

+ D¹ng mÆt c¾t kÝn: cã thÓ cÊu t¹o tõ thÐp b¶n ®îc hµn thµnh çc tiÕt

diÖn ch÷ V, U hoÆc h×nh b¸n nguyÖt. Tuy cÊu t¹o cã phÇn phøc t¹p


23



h¬n nhng d¹ng mÆt c¾t kÝn nµy l¹i cã kh¶ n¨ng t¨ng cêng ®é cøng

chÞu uèn vµ chèng xo¾n cho b¶n thÐp tèt h¬n so víi lo¹i mÆt c¾t hë.

H×nh 2.17: D¹ng sên cã mÆt c¾t kÝn.

- Sên ngang (dÇm ngang):

+ Liªn kÕt çc dÇm chñ hoÆc çc mÆt ph¼ng dµn chñ, ®ång thêi ®ì

hÖ thèng sên däc vµ b¶n mÆt cÇu.

+ Sên ngang thêng ®îc cÊu t¹o tõ çc dÇm ®Þnh h×nh hoÆc dÇm tæ

hîp cã d¹ng mÆt c¾t ch÷ I hoÆc [...

+ Kho¶ng çch gi÷a çc sên ngang thêng tõ 2 4m.


+ CÇu b¶n trùc híng cã träng l-

îng b¶n th©n nhÑ nªn nã ®Æc biÖt

thÝch hîp víi çc nhÞp dµi khi tØ sè

m«men do tÜnh t¶i vµ ho¹t t¶i lín.

+ Do b¶n mÆt cÇu ®îc lµm

b»ng thÐp chèng rØ nªn gi¸ thµnh

lo¹i mÆt cÇu nµy cao h¬n so víi mÆt

cÇu kh¸c.

+ KÕt cÊu b¶n trùc híng cã thÓ

¸p dông cho b¶n mÆt cÇu hoÆc cho

c¶ dÇm chñ trong trêng hîp dÇm

hép.

H×nh 2.18: MÆt cÇu Th¨ng Long2.2.2. MÆt cÇu cho ®êng s¾t.

2.2.2.1. MÆt cÇu cã m¸ng ®¸ bal¸t.

- CÊu t¹o:


24



12

3

45

67

1 DÇm chñ

2 DÇm ngang

3 M ng ® d m

4 §¸ bal t (® d m)

5 Tµ vÑt gç

6 Ray chÝnh

7 Ray phô

H×nh 2.19: MÆt cÇu ®êng s¾t cã m¸ng ®¸ d¨m

- ChiÒu réng lßng m¸ng: B 340cm víi ®êng ray khæ 1435 vµ B 260cm víi

®êng ray khæ 1000.

- Kho¶ng çch gi÷a ray chÝnh vµ ray phô: a = 20 24cm.

- ChiÒu dµy líp ®¸ bal¸t díi tµ vÑt: t 20cm.


+ Lo¹i mÆt cÇu cã m¸ng ®¸ d¨m t¹o ra sù ®ång nhÊt vÒ ®é cøng gi÷a

®êng vµ cÇu do ®ã ®¶m b¶o tµu ch¹y ªm thuËn nhÊt, h¹n chÕ tèi ®a

lùc xung kÝch.

+ Trong trêng hîp cÇu ®Æt trªn ®êng cong b»ng th× lo¹i mÆt cÇu nµy

cho phÐp t¹o ®îc siªu cao b»ng çch thay ®æi chiÒu dµy cña líp ®¸

d¨m.

+ Nhîc ®iÓm chÝnh lµ t¨ng tÜnh t¶i mÆt cÇu vµ t¨ng chiÒu cao kiÕn

tróc cña cÇu nªn hiÖn nay thêng Ýt sö dông ®Æc biÖt lµ trong cÇu dµn

thÐp.

2.2.2.2. MÆt cÇu trÇn (tµ vÑt ®Æt trùc tiÕp lªn dÇm).

- CÊu t¹o:


25


12

3

4

56

7

1 DÇm chñ

2 DÇm ngang

3 Tµ vÑt

4 Gç gê

5 Lan can

6 Ray chÝnh

7 Ray phô

8 LÒ ®i bé

8

H×nh 2.20: MÆt cÇu cã tµ vÑt ®Æt trùc tiÕp lªn dÇm däc.

- Kho¶ng çch gi÷a çc dÇm thÐp d = 1,8 2,5m.

- Trªn khæ ®êng s¾t 1000 mm.

+ ChiÒu dµi tµ vÑt: L = 3m.

+ KÝch thíc thanh tµ vÑt gç: 20x22 cm.

+ Kho¶ng çch gi÷a çc thanh tµvÑt: a = 10 15cm.

- Trªn khæ ®êng s¾t 1435 mm.

+ ChiÒu dµi tµ vÑt: L = 3m.

+ KÝch thíc thanh tµ vÑt gç: 20x24 cm.

+ Kho¶ng çch gi÷a çc thanh tµvÑt: a = 10 15cm.

- Gç gê: kÝch thíc 20x16cm, cã t¸c dông bã chÆt çc thanh tµ vÑt víi dÇm

chñ ®Ó çc thanh tµvÑt kh«ng bÞ chÖch vÞ trÝ. Kho¶ng çch gi÷a çc thanh

gç gê b = 30 40cm.

- Ray phô:

+ Vai trß: Ray phô ®îc bè trÝ ®Ó ®Ò phßng trêng hîp tµu bÞ trËt b¸nh

th× tµu sÏ kh«ng bÞ trît qu¸ xa ra khái ®êng ray, tøc lµ khi ®ã tµu

kh«ng bÞ v¨ng ra khái cÇu.

+ Ray phô ®îc cÊu t¹o tõ ray cã sè hiÖu sè hiÖu cña ray chÝnh.

+ Kho¶ng çch gi÷a ray chÝnh vµ ray phô: a = 20 24cm.

+ §èi víi cÇu th¼ng th× ray phô cÇn ph¶i bè trÝ khi cÇu cã chiÒu dµi L

25m vµ ®èi víi cÇu cong th× ray phô cÇn bè trÝ khi cÇu cã chiÒu dµi L

10m vµ b¸n kÝnh cong R 1000m.

+ Ray phô ®îc bè trÝ trong ph¹m vi trªn cÇu vµ ®o¹n ®êng ®Çu cÇu cã

chiÒu dµi L 10. vµ ®îc uèn nèi chËp l¹i víi nhau nh»m môc ®Ých dÉn h-

íng cho b¸nh xe ®i vµo lßng gi÷a ray chÝnh vµ ray phô.


26


H×nh 2.21: MÆt cÇu trÇn cã tµ vÑt ®Æt trùc tiÕp lªn dÇm däc.


+ MÆt cÇu lo¹i nµy cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n, gi¶m ®îc tÜnh t¶i mÆt cÇu vµ

chiÒu cao kiÕn tróc cña cÇu nªn ®îc ¸p dông kh¸ phæ biÕn hiÖn nay.

+ Nhîc ®iÓm chÝnh lµ khã ®¶m b¶o sù ®ång nhÊt vÒ ®é cøng gi÷a

®êng trªn cÇu vµ ngoµi cÇu nªn thêng g©y ra lùc xung kÝch vµ tiÕng ån lín

khi cã tµu. §ång thêi lo¹i mÆt cÇu nµy rÊt khã t¹o ®îc siªu cao khi cÇu ®Æt

trªn ®êng cong b»ng.

2.2.2.3. MÆt cÇu ray ®Æt trùc tiÕp trªn dÇm däc.

- CÊu t¹o:

H×nh 2.22: MÆt cÇu cã ray ®Æt trùc tiÕp lªn dÇm däc

- Trong çc cÇu cã chiÒu dµi nhÞp lín, ®Ó gi¶m tÜnh t¶i mÆt cÇu vµ chiÒu

cao kiÕn tróc cña cÇu th× cã thÓ liªn kÕt trùc tiÕp ray víi b¶n bªt«ng mÆt

cÇu hoÆc víi dÇm däc b»ng BTCT.

- §Ó gi¶m chÊn th× phÝa díi ray cã thÓ bè trÝ b¶n ®Öm cao su vµ b¶n ®Öm

thÐp, sau ®ã dïng bul«ng ®Ó liªn kÕt ray víi b¶n bªt«ng mÆt cÇu. Cã thÓ

dïng thÐp gãc ®Ó thay cho ray phô. Tèc ®é tµu ch¹y cµng cao, cÊp t¶i träng

cña tµu cµng lín th× liªn kÕt gi÷a ray víi b¶n mÆt cÇu cµng phøc t¹p.



27


+ Lo¹i mÆt cÇu cã ray ®Æt trùc tiÕp lªn dÇm däc th«ng qua hÖ thèng

cãc h·m cã u ®iÓm lµ gi¶m tÜnh t¶i mÆt cÇu vµ gi¶m chiÒu cao kiÕn

tróc cÇu.

+ Liªn kÕt gia ray víi b¶n bªt«ng mÆt cÇu rÊt phøc t¹p.

+ Kh«ng ®¶m b¶o sù ®ång nhÊt vÒ ®é cøng gi÷a ®êng vµ cÇu nªn th-

êng g©y tiÕng ån vµ lùc xung kÝch lín trong qu¸ tr×nh khai th¸c.


28


2.3.cÇu dÇm thÐp kh«ng liªn hîp

(Steel Beam)2.3.1. CÊu t¹o chung.

- CÊu t¹o:

A

A

B

B

12

3

4

56

7

1 DÇm chñ

2 DÇm ngang

3 Tµ vÑt

4 Gç gê

5 Lan can

6 Ray chÝnh

7 Ray phô

8 LÒ ®i bé

8

H×nh 2.23: MÆt c¾t ngang cÇu dÇm trªn ®êng s¾t.

KÕt cÊu nhÞp cÇu dÇm thÐp cã thÓ lµ kh«ng liªn hîp hoÆc liªn hîp.

Trong kÕt cÊu cÇu kh«ng liªn hîp th× dÇm thÐp lµm viÖc ®éc lËp víi b¶n

mÆt cÇu c¶ khi chÞu tÜnh t¶i vµ ho¹t t¶i. Toµn bé tÜnh t¶i vµ ho¹t t¶i sÏ do

mét m×nh dÇm thÐp chÞu, cßn b¶n mÆt cÇu chØ cã vai trß truyÒn ¸p lùc do

ho¹t t¶i xuèng dÇm thÐp do ®ã dÇm thÐp ph¶i cã chiÒu cao lín h¬n. §©y lµ

nhîc ®iÓm lín nhÊt cña cÇu dÇm thÐp kh«ng liªn hîp.

Trong trêng hîp cÇu chÞu t¶i träng lín, ®ång thêi díi t¸c dông cña hiÖn t-

îng co ngãt, tõ biÕn vµ thay ®æi nhiÖt ®é th× b¶n bª t«ng mÆt cÇu cã hiÖn

tîng bÞ trît vµ bong khái dÇm thÐp nªn tuæi thä cña cÇu dÇm thÐp kh«ng

liªn hîp thêng kh«ng cao.

CÇu dÇm thÐp kh«ng liªn hîp thêng ®îc ¸p dông cho çc cÇu nhá phôc

vô thi c«ng trong thêi gian ng¾n, khi ®ã b¶n mÆt cÇu cã thÓ ®îc lµm b»ng

çc dÇm däc dÇm ngang gç, phÝa trªn lµ v¸n l¸t vµ b¨ng l¨n thÐp.

DÇm thÐp liªn hîp vµ kh«ng liªn hîp ®Òu cã thÓ dïng cho çc nhÞp gi¶n

®¬n còng nh liªn tôc. §èi víi çc nhÞp nhá vµ võa (L 30m) th× cã thÓ dïng

çc thÐp çn ®Þnh h×nh cã mÆt c¾t ch÷ I, [. §èi víi çc nhÞp lín h¬n vµ

nhÞp liªn tôc th× cã thÓ dïng dÇm tæ hîp b»ng liªn kÕt hµn hoÆc liªn kÕt

®inh t¸n.


29


2.3.2. CÊu t¹o dÇm chñ.

2.3.2.1. C¨n cø lùa chän kÕt cÊu dÇm chñ.

- Trong kÕt cÊu nhÞp cÇu dÇm thÐp th× hÖ thèng dÇm chñ lµ bé phËn quan

träng nhÊt vµ lµ bé phËn chÞu çc t¶i träng t¸c dông lªn cÇu nh: träng lîng

b¶n th©n cña çc bé phËn vµ ho¹t t¶i khai th¸c trªn cÇu. KÕt cÊu dÇm chñ sÏ

quyÕt ®Þnh kh¶ n¨ng chÞu t¶i vµ kh¶ n¨ng vît nhÞp cña cÇu.

- Çc c¨n cø ®Ó lùa chän kÕt cÊu dÇm chñ:

+ ChiÒu dµi tÝnh to¸n nhÞp: Ltt.

+ BÒ réng mÆt cÇu.

+ §iÒu kiÖn th«ng thuyÒn, th«ng xe.

+ §iÒu kiÖn ®Þa chÊt, thñy v¨n.

+ Quy m« t¶i träng khai th¸c trªn cÇu.

+ C«ng nghÖ chÕ t¹o vµ kh¶ n¨ng thi c«ng kÕt cÊu nhÞp.

2.3.2.2. Sè lîng dÇm chñ.

- Sè lîng dÇm chñ trªn mÆt c¾t ngang cÇu cã ¶nh hëng rÊt lín ®Õn kh¶

n¨ng chÞu lùc, kh¶ n¨ng vît nhÞp vµ tæng gi¸ thµnh x©y dùng cña cÇu.

Trong thiÕt kÕ thêng cã hai quan ®iÓm lµ sö dông sè dÇm chñ Ýt hoÆc sö

dông nhiÒu dÇm chñ.

+ Trêng hîp sè dÇm Ýt: ndc = 2 4: Khi ®ã gi¶m chi phÝ thÐp chÕ t¹o

dÇm vµ chi phÝ thi c«ng cÇu. Tuy nhiªn néi lùc trong dÇm lín do ®ã ph¶i

t¨ng chiÒu cao dÇm dÉn ®Õn t¨ng chiÒu dµi cÇu còng nh chiÒu cao ®Êt

®¾p nÒn ®êng ®Çu cÇu => t¨ng tæng chi phÝ x©y dùng c«ng tr×nh.

+ Trêng hîp sè dÇm nhiÒu: ndc > 4: Khi ®ã néi lùc trong dÇm nhá dã ®ã

gi¶m chiÒu cao dÇm còng nh chiÒu dµi cÇu vµ chiÒu cao ®Êt ®¾p nÒn ®-

êng ®Çu cÇu do ®ã gi¶m ®îc tæng chi phÝ x©y dùng c«ng tr×nh. Tuy nhiªn

t¨ng chi phÝ vËt liÖu thÐp chÕ t¹o dÇm còng nh chi phÝ thi c«ng kÕt cÊu

nhÞp do sè côm dÇm ph¶i lao l¾p lín h¬n vµ ®ång thêi t¨ng tÜnh t¶i mÆt

cÇu.

Nh vËy tuú vµo trêng hîp cô thÓ vµ quan ®iÓm thiÕt kÕ mµ ta so s¸nh

vµ lùa chän ph¬ng ¸n sè dÇm chñ tèi u nhÊt trªn nguyªn t¾c vÉn ®¶m b¶o

kh¶ n¨ng chÞu lùc cña cÇu vµ gi¸ thµnh c«ng tr×nh lµ nhá nhÊt.

+ §èi víi cÇu ®êng s¾t ta thêng chän kÕt cÊu nhÞp cã cÊu t¹o 2 dÇm

chñ t¬ng øng víi kho¶ng çch gi÷a hai ®êng ray.

+ §èi cÇu ®êng «t« th× sè dÇm chñ trªn mÆt c¾t ngang ®îc lùa chän

c¨n cø vµo bÒ réng cña mÆt cÇu. Th«ng thêng ta nªn chän sè dÇm chñ sao

cho kho¶ng çch gi÷a çc dÇm chñ S = 1,2 2,5m ®Ó ®¶m b¶o bÒ réng

tÝnh to¸n cña b¶n bªt«ng mÆt cÇu.

2.3.2.3. ChiÒu cao dÇm thÐp. (Hsb)

- ChiÒu cao dÇm chñ ®îc lùa chän phô thuéc vµo çc yªu tè sau:

+ ChiÒu dµi nhÞp tÝnh to¸n: Ltt.


30


+ Sè lîng dÇm chñ trªn mÆt c¾t ngang.

+ Quy m« cña t¶i träng khai th¸c.

- X¸c ®Þnh chiÒu cao cña dÇm chñ theo ®iÒu kiÖn cêng ®é: ChiÒu cao

dÇm chñ ®îc lùa chän vµ tÝnh duyÖt theo ®iÒu kiÖn:

Trong ®ã:

+ Mr: Søc kh¸ng uèn tÝnh to¸n cña mÆt c¾t dÇm chñ.

+ Mu: M«men tÝnh to¸n lín nhÊt do t¶i träng g©y ra, Mu = Mttmax

- X¸c ®Þnh chiÒu cao cña dÇm chñ theo ®iÒu kiÖn ®é cøng (biÕn d¹ng):

Trong ®ã:

+ LL: Lµ ®é vâng lín nhÊt do ho¹t t¶i g©y ra.

+ []: Lµ ®é vâng cho phÐp.

- X¸c ®Þnh chiÒu cao dÇm theo c«ng thøc kinh nghiÖm: trêng hîp dÇm cã

chiÒu cao kh«ng thay ®æi:

+ NhÞp gi¶n ®¬n:

+ NhÞp liªn tôc:

2.3.2.4. TØ lÖ cÊu t¹o chung cña dÇm chñ.

- DÇm chñ yÕu chÞu uèn do ®ã ph¶i ®îc cÊu t¹o ®¶m b¶o

tØ lÖ sau:

Trong ®ã:

+ Iyc: M«men qu¸n tÝnh cña b¶n çnh chÞu nÐn ®èi víi

trôc th¼ng ®øng Oy.

+ Iy: M«men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t dÇm ®èi víi trôc

th¼ng ®øng Oy.

- Ngoµi ra chiÒu dµy cña çnh dÇm, sên dÇm (trõ sên dÇm

cña thÐp I çn) ph¶i lín h¬n 8mm, cßn chiÒu dµy sên dÇm cña thÐp I hoÆc [

ph¶i lín h¬n 7mm. H×nh 2.24: MÆt c¾t dÇm

thÐp


31

x

y

o


2.3.2.5. Mét sè kh¸i niÖm c¬ b¶n.

- DÇm lai: Lµ dÇm thÐp ®îc thiÕt kÕ víi thÐp sên dÇm cã cêng ®é ch¶y tèi

thiÓu quy ®Þnh thÊp h¬n cña mét hoÆc c¶ hai b¶n çnh.

- MÆt c¾t ®Æc ch¾c: lµ mÆt c¾t cã thÓ ph¸t triÓn m«men dÎo toµn phÇn

Mp tríc khi mÊt æn ®Þnh xo¾n ngang hoÆc mÊt æn ®Þnh côc bé cña b¶n

biªn hay cña sên dÇm x¶y ra.

- MÆt c¾t kh«ng ®Æc ch¾c: lµ mÆt c¾t cã thÓ ph¸t triÓn mét m«men

b»ng hay lín h¬n My nhng nhá h¬n Mp, tríc khi mÊt æn ®Þnh côc bé cña bÊt

cø bé phËn chÞu nÐn nµo cña nã x¶y ra.

- MÆt c¾t m¶nh lµ mÆt c¾t mµ çc bé phËn chÞu nÐn cña nã lµ m¶nh ®Õn

møc chóng bÞ mÊt æn ®Þnh côc bé tríc khi ®¹t ®Õn m«men ch¶y My.

=> Tãm l¹i: MÆt c¾t ®Æc ch¾c lµ mÆt c¾t ®¹t ®Õn m«men dÎo tríc khi

mÊt æn ®Þnh côc bé, cßn mÆt c¾t kh«ng ®Æc ch¾c lµ tiÕt diÖn mÊt æn

®Þnh côc bé tríc khi ®¹t ®Õn m«men dÎo vµ mÆt c¾t m¶nh lµ mÆt c¾t bÞ

mÊt æn ®Þnh côc bé tríc khÝ ®¹t ®Õn m«men ch¶y My.

- Yªu cÇu vÒ tÝnh dÎo: MÆt c¾t liªn hîp muèn tiÕn dÇn ®Õn m«men dÎo Mp

th× b¶n bªt«ng ph¶i ®îc b¶o vÖ kh«ng bÞ nøt nh kh«ng ®îc thi c«ng tÜnh

t¶i giai ®o¹n II khi b¶n bªt«ng cha ®¹t 80% cêng ®é theo yªu cÇu.

- MÆt c¾t thùc cña tiÕt diÖn chÞu uèn: trong çc cÊu kiÖn chÞu uèn cã thÓ

bá qua çc lç ®Ó b¾t bul«ng cêng ®é cao hoÆc çc lç ®Ó hë cã ®êng kÝnh

kh«ng qu¸ 32mm miÔn lµ diÖn tÝch bÞ khuyÕt ®i 15% diÖn tÝch nguyªn

cña b¶n çnh. §èi víi mäi diÖn tÝch bÞ tiªu hao >15% diÖn tÝch b¶n çnh

th× khi tÝnh to¸n ph¶i trõ ®i phÇn diÖn tÝch bÞ tiªu hao.

- §èi víi cÇu liªn hîp nÕu kh«ng bè trÝ hÖ liªn kÕt däc díi th× khi tÝnh to¸n

mÆt c¾t thùc ®Ó tÝnh mäi søc kh¸ng, chiÒu réng b¶n çnh díi ph¶i ®îc trõ

®i hai lÇn bw lµ bÒ réng chÞu lùc giã ngang, bw ®îc lÊy theo ®iÒu 6.10.3.5.1

trong Quy tr×nh.

- MÆt c¾t chÞu uèn d¬ng lµ mÆt c¾t chÞu m«men d¬ng tøc lµ khi ®ã b¶n

çnh díi cña dÇm chÞu kÐo, cßn b¶n çnh trªn vµ b¶n bªt«ng mÆt cÇu sÏ

tham gia chÞu nÐn. Nh vËy mÆt c¾t sÏ lµm viÖc theo ®óng nghÜa cña mÆt

c¾t liªn hîp ThÐp – BTCT.

- MÆt c¾t chÞu uèn ©m lµ mÆt c¾t chÞu m«men ©m, thêng gÆp ®èi víi

kÕt cÊu nhÞp cÇu dÇm liªn hîp liªn tôc. Khi ®ã b¶n çnh díi cña dÇm thÐp sÏ

chÞu nÐn cßn b¶n çnh trªn sÏ chÞu kÐo. B¶n bªt«ng chØ tham gia lµm viÖc

khi cha bÞ nøt cßn khi ®· bÞ nøt th× ta coi nh b¶n bªt«ng kh«ng tham gia


32


lµm viÖc víi dÇm thÐp. Nh vËy mÆt c¾t liªn hîp sÏ chØ gåm cã dÇm thÐp vµ

cèt thÐp bè trÝ trong b¶n bªt«ng. 2.3.3. KÝch thíc çc bé phËn cña dÇm chñ.

2.3.3.1. KÝch thíc b¶n bông (Web).

- ChiÒu cao b¶n bông ®îc x¸c ®Þnh theo chiÒu cao cña dÇm chñ. Th«ng th-

êng trong thiÕt kÕ ta chän chiÒu cao b¶n bông b»ng víi bÒ réng cña çc b¶n

thÐp çn ®Þnh h×nh ®· ®îc s¶n xuÊt ®Ó tr¸nh viÖc ph¶i hµn thªm hay c¾t

bít çc b¶n thÐp.

Th«ng thêng ta cã thÓ chän s¬ bé chiÒu cao b¶n bông theo c«ng thøc:

- ChiÒu dµy b¶n bông: X¸c ®Þnh theo tÝnh to¸n ®Ó ®¶m b¶o kh¶ n¨ng

chÞu c¾t vµ æn ®Þnh côc bé cña sên dÇm. Ta cã thÓ s¬ bé chän theo c«ng

thøc:

+ DÇm b»ng thÐp cacbon:

+ DÇm b»ng thÐp hîp kim:

- Theo quy ®Þnh cña Quy tr×nh AASHTO th× chiÒu dµy çc b¶n thÐp ph¶i

®¶m b¶o:

+ t 0,23inh = 0,23.2,54cm 0,6cm = 6mm.

+ Tuy nhiªn trong cÊu t¹o çc dÇm thÐp tæ hîp th× ®Ó tr¸nh hiÖn tîng

cong vªnh b¶n thÐp khi thùc hiÖn liªn kÕt ®Æc biÖt lµ liªn kÕt hµn th×

ta nªn chän b¶n thÐp cã chiÒu dµy t 12mm.

- §Ó tr¸nh hiÖn tîng mÊt æn ®Þnh côc bé th× sên dÇm ph¶i ®îc cÊu t¹o sao

cho:

+ Khi kh«ng cã sên t¨ng cêng däc:

+ Khi cã sên t¨ng cêng däc:

Trong ®ã:

+ tw: ChiÒu dµy cña sên dÇm.

+ Dc: ChiÒu cao vïng chÞu nÐn cña sên dÇm trong giai ®o¹n ®µn håi

(mm).

+ fc: øng suÊt t¹i träng t©m çnh chÞu nÐn do t¶i träng tÝnh to¸n (MPa).

+ E: M«®un ®µn håi cña thÐp.


33


2.3.3.2. KÝch thíc b¶n çnh (Flange).

- B¶n çnh dÇm ®îc chän theo ®iÒu kiÖn thanh chÞu nÐn vµ uèn ®ång thêi.

- Lùc däc t¸c dông lªn b¶n çnh:

DiÖn tÝch b¶n çnh ph¶i ®¶m b¶o:

Trong ®ã:

+ Mu: M«men tÝnh to¸n lín nhÊt.

H×nh 2.25: S¬ ®å tÝnh b¶n çnh

+ ho: Kho¶ng çch gi÷a tim hai b¶n çnh.

+ fy: Giíi h¹n ch¶y cña thÐp.

=> Th«ng thêng trong thiÕt kÕ ta chän tríc chiÒu dµy b¶n çnh tc sau

®ã tÝnh to¸n vµ chän bÒ réng b¶n çnh bc.

- BÒ réng b¶n çnh ph¶i ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ cÊu t¹o:

(mm)

Vµ

Trong ®ã:

+ ba: BÒ réng çnh n»m ngang cña thÐp gãc

liªn kÕt.

+ tw: ChiÒu dµy b¶n bông.

+ 5mm: §é ch×a ra tèi thiÓu cña b¶n çnh

so víi çnh thÐp gãc.

+ a1: Kho¶ng çch tõ hµng ®inh ngoµi cïng

liªn kÕt b¶n çnh víi thÐp gãc ®Õn mÐp cña

b¶n çnh.

+ a2: Kho¶ng çch tõ hµng ®inh ngoµi cïng

liªn kÕt çc tËp b¶n çnh ®Õn mÐp cña b¶n çnh. H×nh 2.26:

Quy ®Þnh cÊu t¹o

+ : Tæng chiÒu dµy tËp b¶n çnh,

+ d: §êng kÝnh ®inh t¸n.

+ n: Sè tËp b¶n çnh, n 7 9 b¶n.


34

MuVu

Sc

Sc


2.4.cÇu dÇm liªn hîp ThÐp – BTCT

(Composite Beam)2.4.1. Kh¸i niÖm chung vÒ cÇu liªn hîp.

- KÕt cÊu CÇu liªn hîp: lµ kÕt cÊu cÇu cã sù kÕt hîp cña hai d¹ng kÕt cÊu trë

lªn nh»m ph¸t huy kh¶ n¨ng chÞu lùc cña tõng lo¹i kÕt cÊu tõ ®ã t¨ng kh¶

n¨ng chÞu lùc vµ kh¶ n¨ng vît nhÞp cho kÕt cÊu cÇu.

+ CÇu dÇm + Vßm.

H×nh 2.27a: KÕt cÊu nhÞp liªn hîp DÇm - Vßm

+ CÇu dÇm cøng + D©y.

H×nh 2.27b: KÕt cÊu nhÞp liªn hîp DÇm – D©y


35


+ CÇu D©y treo + dµn.

- MÆt c¾t liªn hîp: lµ mÆt c¾t cã sù kÕt hîp lµm viÖc cña hai hay nhiÒu lo¹i

vËt liÖu kh¸c nhau trªn cïng mÆt c¾t

nh»m ph¸t huy hÕt kh¶ n¨ng chÞu lùc

cña tõng lo¹i vËt liÖu tõ ®ã t¨ng kh¶

n¨ng chÞu lùc cho mÆt c¾t dÇm.

+ MÆt c¾t liªn hîp ThÐp – ThÐp.

+ MÆt c¾t liªn hîp ThÐp – BTCT.

+ MÆt c¾t liªn hîp ThÐp – Polime.

+ MÆt c¾t liªn hîp BTCT- BTCT D¦L H×nh 2.28: MÆt c¾t dÇm liªn

hîp

Trong çc d¹ng mÆt c¾t liªn hîp th× mÆt c¾t dÇm thÐp liªn hîp BTCT lµ

lo¹i mÆt c¾t ®iÓn h×nh vµ ®îc sö dông nhiÒu nhÊt.

2.4.2. nguyªn lý lµm viÖc cña cÇu dÇm liªn hîp ThÐp – BTCT.

2.4.2.1. Nguyªn t¾c cÊu t¹o.

- §èi víi cÇu dÇm thÐp kh«ng liªn hîp cã b¶n mÆt cÇu b»ng bªt«ng, trong tr-

êng hîp cÇu chÞu t¶i träng lín,

®ång thêi díi t¸c dông cña

hiÖn tîng co ngãt, tõ biÕn vµ

thay ®æi nhiÖt ®é th× b¶n

bª t«ng mÆt cÇu cã hiÖn tîng

bÞ trît vµ bong khái dÇm thÐp

nªn tuæi thä cña cÇu dÇm

thÐp kh«ng liªn hîp thêng kh«ng cao.

H×nh 2.29: KCN cÇu dÇm liªn hîp

- §Ó kh¾c phôc nhîc ®iÓm trªn cña cÇu dÇm kh«ng liªn hîp ta tiÕn hµnh bè

trÝ hÖ thèng neo ®Ó liªn kÕt gi÷a çnh trªn cña dÇm thÐp víi b¶n bª t«ng

®Ó t¹o ra hiÖu øng liªn hîp ThÐp – BTCT. Khi ®ã:

+ DÇm thÐp ®ãng vai trß chÞu uèn vµ kÐo ®ång thêi.

+ B¶n bª t«ng ®ãng vai trß nh mét hÖ liªn kÕt däc trªn vµ tham gia

chÞu nÐn thay cho b¶n çnh trªn cña dÇm chñ, lµm t¨ng chiÒu cao vµ tiÕt

diÖn lµm viÖc cña dÇm, do ®ã gi¶m ®îc chiÒu cao dÇm thÐp.

2.4.2.2. Nguyªn lý lµm viÖc.

- Tuú theo biÖn ph¸p thi c«ng kÕt cÊu nhÞp mµ cÇu dÇm liªn hîp cã çc giai

®o¹n lµm viÖc kh¸c nhau. Do ®ã khi tÝnh to¸n thiÕt kÕ cÇu dÇm liªn hîp th×

ta ph¶i ph©n tÝch râ qu¸ tr×nh h×nh thµnh kÕt cÊu trong çc giai ®o¹n lµm

viÖc tõ khi chÕ t¹o, thi c«ng ®Õn khi ®a kÕt cÊu nhÞp vµo khai th¸c.


36

DÇm thÐp

B¶n BTCTThÐp th êng

ThÐp c êng ®é cao

MÆt c¾t liªn hîp: ThÐp - ThÐp MÆt c¾t liªn hîp: ThÐp - BTCT


a. Trêng hîp 1: CÇu dÇm liªn hîp thi c«ng theo biÖn ph¸p l¾p ghÐp hoÆc

lao kÐo däc kh«ng cã ®µ gi¸o hay trô t¹m ®ì díi. Trong trêng hîp nµy dÇm

liªn hîp lµm viÖc theo 2 giai ®o¹n:

Giai ®o¹n I: Sau khi thi c«ng xong dÇm thÐp

Giai ®o¹n I: Sau khi ®æ b¶n bª t«ng mÆt cÇu

Giai ®o¹n II: Giai ®o¹n khai th c

DÇm thÐp

DÇm thÐpB¶n bª t«ng

B¶n bª t«ng Lí p phñ mÆt cÇu

Ho¹t t¶i

DÇm thÐp

H×nh 2.30: Çc giai ®o¹n lµm viÖc cña cÇu dÇm liªn hîp.

- Giai ®o¹n 1: Khi thi c«ng xong dÇm thÐp.

+ MÆt c¾t tÝnh to¸n: lµ mÆt c¾t dÇm thÐp.

+ T¶i träng tÝnh to¸n: (tÜnh t¶i giai ®o¹n I)

1 – Träng lîng b¶n th©n dÇm.

2 – Träng lîng hÖ liªn kÕt däc vµ ngang.

3 – Träng lîng b¶n bªt«ng vµ nh÷ng phÇn

bª t«ng ®îc ®æ cïng víi b¶n bªt«ng mÆt

cÇu.

H×nh 2.31: MÆt c¾t

dÇm G§ I

- Giai ®o¹n 2: Khi b¶n mÆt cÇu ®· ®¹t c-

êng ®é vµ tham gia lµm viÖc t¹o ra hiÖu

øng liªn hîp gi÷a dÇm thÐp vµ b¶n BTCT.

+ MÆt c¾t tÝnh to¸n lµ mÆt c¾t liªn

hîp ThÐp - BTCT

+ T¶i träng tÝnh to¸n:

1 – TÜnh t¶i giai ®o¹n II bao

gåm träng lîng líp phñ mÆt cÇu,

ch©n lan can, gê ch¾n b¸nh

(nÕu çc bé phËn nµy ®îc ®æ


37

I I

HsbDw

Dc2

II II

I I

Y1Z1

Hcb


bªt«ng hoÆc l¾p ghÐp sau khi th¸o dì v¸n khu«n b¶n bªt«ng mÆt

cÇu...

2 – Ho¹t t¶i. H×nh 2.32: MÆt c¾t dÇm giai

®o¹n II

b. Trêng hîp 2: CÇu dÇm liªn hîp thi c«ng theo biÖn ph¸p l¾p ghÐp trªn ®µ

gi¸o cè ®Þnh hoÆc cã trô t¹m ®ì díi.

Giai ®o¹n I: Giai ®o¹n thi c«ng

DÇm thÐpB¶n bª t«ng

Giai ®o¹n II: Giai ®o¹n khai th c

B¶n bª t«ng Lí p phñ mÆt cÇu

Ho¹t t¶i

DÇm thÐp

H×nh 2.33: Trêng hîp thi c«ng KCN trªn ®µ gi¸o cè ®Þnh.

- Giai ®o¹n I: Trong giai ®o¹n thi c«ng th× toµn bé träng lîng cña kÕt cÊu

nhÞp vµ t¶i träng thi c«ng sÏ do kÕt cÊu ®µ gi¸o ®ì díi chÞu, nh vËy trong

giai ®o¹n nµy mÆt c¾t dÇm cha lµm viÖc.

- Giai ®o¹n II: Sau khi dì ®µ gi¸o th× träng lîng cña kÕt cÊu nhÞp míi truyÒn

lªn çc dÇm chñ, mÆt c¾t lµm viÖc trong giai ®o¹n nµy lµ mÆt c¾t liªn hîp.

Nh vËy t¶i träng t¸c dông lªn dÇm chñ sÏ gåm: TÜnh t¶i giai ®o¹n I, tÜnh t¶i

giai ®o¹n II, ho¹t t¶i.

- Nh vËy nÕu thi c«ng theo trêng hîp thø 2 nµy th× mÆt c¾t dÇm chñ chØ

lµm viÖc theo 1 giai ®o¹n ®ã lµ mÆt c¾t liªn hîp, do ®ã ph¸t huy tèi ®a ®-

îc kh¶ n¨ng lµm viÖc cña mÆt c¾t dÇm liªn hîp vµ h¹n chÕ ®îc sù chÞu lùc

bÊt lîi cña dÇm thÐp. Tuy nhiªn kh«ng ph¶i lóc nµo ta còng cã thÓ thi c«ng

l¾p ghÐp kÕt cÊu nhÞp trªn hÖ ®µ gi¸o cè ®Þnh ®ì díi nh vËy, mµ trong

thùc tÕ th× kÕt cÊu nhÞp cÇu dÇm thÐp l¹i thêng ®îc thi c«ng theo biÖn

ph¸p cÈu l¾p hoÆc lao kÐo däc, do ®ã ta thêng xÐt ®Õn sù lµm viÖc cña

mÆt c¾t dÇm liªn hîp theo hai giai ®o¹n nh ®· ph©n tÝch ë trªn.

2.4.2.3. §Æc ®iÓm cña cÇu dÇm liªn hîp ThÐp - BTCT.

- §iÓm kh¸c biÖt lín nhÊt gi÷a cÇu dÇm liªn hîp vµ kh«ng liªn hîp ®ã lµ ®· ®-

a ®îc b¶n bªt«ng vµo lµm viÖc cïng víi dÇm chñ, khi ®ã b¶n bª t«ng ®ãng

vai trß nh mét hÖ liªn kÕt däc trªn ®ång thêi tham gia chÞu nÐn thay cho

b¶n çnh trªn cña dÇm chñ tõ ®ã lµm t¨ng chiÒu cao tiÕt diÖn lµm viÖc cña


38


dÇm vµ gi¶m ®îc chiÒu cao dÇm thÐp. Nh vËy cÇu dÇm liªn hîp ®· ph¸t huy

®îc hÕt kh¶ n¨ng lµm viÖc hîp lý cña çc lo¹i vËt liÖu = > TiÕt kiÖm ®îc vËt

liÖu chÕ t¹o dÇm.

- Nhîc ®iÓm chÝnh lµ tÜnh t¶i mÆt cÇu lín vµ ph¶i chÕ t¹o hÖ thèng neo liªn

hîp. Tuy nhiªn cã thÓ thÊy cÇu dÇm liªn hîp u ®iÓm h¬n h¼n so víi cÇu

kh«ng liªn hîp nªn hiÖn nay nã ®· vµ ®ang ®îc ¸p dông rÊt phæ biÕn.

- Kh¶ n¨ng vît nhÞp:

+ KÕt cÊu nhÞp gi¶n ®¬n: Lnhip 50m.

+ KÕt cÊu nhÞp liªn tôc: Lnhip 90m.

- §èi víi kÕt cÊu nhÞp cã chiÒu dµi L 90m th× ta thêng cÊu t¹o dÇm cã

chiÒu cao mÆt c¾t thay ®æi:

+ T¹o thÈm mü cho kÕt cÊu.

+ TËn dông hÕt kh¶ n¨ng chÞu lùc cña vËt liÖu do ®ã tiÕt kiÖm vËt

liÖu.

+ Gi¶m tÜnh t¶i mÆt cÇu.

+ Sù thay ®æi chiÒu cao mÆt c¾t cña dÇm thÐp ®îc thùc hiÖn c¨n cø

theo biÓu ®å m«men do t¶i träng g©y ra.

2.4.3. CÊu t¹o cÇu dÇm liªn hîp ThÐp - BTCT

2.4.3.1. CÊu t¹o chung.

A

A

B

B

1/2 MÆt c¾t gèi 1/2 MÆt c¾t gi÷a

2% 2%

Lí p bª t«ng nhùa dµy 5cm

Lí p phßng n í c dµy 1cm

Lí p bªt«ng b¶o hé dµy 4cm

12 3

4

5 6 87B¶n mÆt cÇu dµy 20cm

H×nh 2.34: CÊu t¹o mÆt c¾t ngang cÇu1. DÇm chñ. 5. B¶n bªt«ng mÆt cÇu.

2. DÇm ngang t¹i mÆt c¾t gèi. 6. Líp phñ mÆt cÇu.

3. HÖ liªn kÕt ngang t¹i mÆt c¾t trung gian. 7. V¹ch s¬n.

4. HÖ liªn kÕt däc cÇu. 8. Lan can.


39


2.4.3.2. CÊu t¹o dÇm chñ (Steel beam)

- ChiÒu cao dÇm chñ nhá h¬n so víi chiÒu cao dÇm thÐp kh«ng liªn hîp.

- ChiÒu cao phÇn dÇm thÐp:


+ NhÞp liªn tôc:

- ChiÒu cao toµn bé dÇm chñ:


+ NhÞp liªn tôc:

Trong ®ã: Hsb vµ Hcb: lµ chiÒu cao mÆt

c¾t dÇm thÐp vµ dÇm liªn hîp.

H×nh 2.35: MÆt c¾t dÇm chñ

- B¶n çnh trªn cña dÇm thÐp thêng cÊu t¹o cã bÒ réng nhá h¬n b¶n çnh díi

do cã b¶n bª t«ng tham gia chÞu nÐn cïng.ChØ trong trêng hîp sö dông dÇm

thÐp ®Þnh h×nh th× ta míi cÊu t¹o çnh trªn b»ng çnh díi.

2.4.3.3. CÊu t¹o b¶n bªt«ng (Slab).

- KÝch thíc cña b¶n bª t«ng ®îc x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn b¶n chÞu uèn díi

t¸c dông cña t¶i träng côc bé.

- Theo quy ®Þnh cña 22TCN.272 – 05 th× chiÒu dµy b¶n bªt«ng mÆt cÇu

(ts) ph¶i lín h¬n 175mm. §ång thêi cßn ph¶i ®¶m b¶o theo ®iÒu kiÖn chÞu

lùc, thêng lÊy theo b¶ng 5.1 (A2.5.2.6.3 – 1) vµ céng thªm kho¶ng 15mm líp

hao mßn.

- B¶n bª t«ng cã thÓ cÊu t¹o vót (haunch) d¹ng ®êng v¸t chÐo, theo d¹ng ®-

êng cong trßn hoÆc cã thÓ kh«ng cÇn cÊu t¹o vót. Môc ®Ých cña viÖc cÊu

t¹o vót b¶n bª t«ng lµ nh»m lµm t¨ng chiÒu cao dÇm => t¨ng kh¶ n¨ng chÞu

lùc cña dÇm vµ t¹o ra chç ®Ó bè trÝ hÖ neo liªn kÕt.

=>Th«ng thêng ®Ó thuËn tiÖn cho viÖc ghÐp v¸n khu«n ®æ bªt«ng

b¶n th× vót thêng cã cÊu t¹o d¹ng v¸t chÐo víi kÝch thíc bh = th = (10 20)cm.2.4.4. CÊu t¹o hÖ neo liªn kÕt.

2.4.4.1. Vai trß cña neo liªn kÕt.

- Neo lµ bé phËn liªn kÕt b¶n bª t«ng víi çnh trªn cña dÇm thÐp ®Ó ®¶m

b¶o cho b¶n bªt«ng kh«ng bÞ trît trong qu¸ tr×nh chÞu lùc tõ ®ã t¹o ra hiÖu

øng liªn hîp gi÷a dÇm thÐp víi b¶n BTCT.

- Neo cã thÓ ®îc lµm b»ng thÐp trßn, thÐp b¶n hoÆc thÐp ®Þnh h×nh vµ

®îc liªn kÕt víi çnh trªn cña dÇm thÐp b»ng ®êng hµn, ®inh t¸n hoÆc bu

l«ng.

- Cã 3 lo¹i neo thêng ®îc dïng phæ biÕn lµ:


40

HsbDw

Dc2

II II

I I

Y1Z1

Hcb


+ Neo cøng: lµm b»ng thÐp b¶n, thÐp gãc...

+ Neo mÒm: Lµm b»ng thÐp trßn.

+ Neo ®inh mò.

H×nh 2.36: CÊu t¹o neo liªn hîp.

a. Neo cøng, b. Neo ®inh mò.

c. Neo mÒm 1 nh¸nh, d. Neo mÒm 2 nh¸nh.

2.4.4.2. CÊu t¹o neo.

a. Neo cøng.

- Neo cøng ®îc cÊu t¹o tõ thÐp b¶n, thÐp gãc hoÆc thÐp ch÷ [.

- Neo cã cÊu t¹o gän vµ thêng dïng cho mÆt cÇu l¾p ghÐp v× khi ®ã lç neo

thêng bè trÝ s½n cã kÝch thíc nhá.

H×nh 2.37a: Neo cøng b»ng thÐp b¶n H×nh 2.37b: Neo cøng b»ng

thÐp [

H×nh 2.37c: Neo cøng b»ng thÐp L

b. Neo mÒm.

- Neo mÒm ®îc cÊu t¹o tõ çc thanh thÐp trßn uèn cong thµnh mét nh¸nh

hoÆc 2 nh¸nh sau ®ã ®îc hµn vµo çnh trªn cña dÇm thÐp.


(a) (b) (c) (d)

41


- Neo mÒm chÞu lùc kÐm h¬n so víi neo cøng tuy nhiªn kh¶ n¨ng liªn kÕt víi

bª t«ng tèt h¬n neo cøng. Theo quy ®Þnh cña QT79 th× nªn u tiªn dïng neo

mÒm ®Ó liªn kÕt b¶n bª t«ng vµ dÇm thÐp trong kÕt cÊu nhÞp liªn hîp.

- Khi cÊu t¹o vµ bè trÝ neo mÒm ph¶i tu©n theo çc quy ®Þnh sau:

+ Cù ly gi÷a tim çc nh¸nh neo mÒm 3d (d lµ ®êng kÝnh thÐp lµm

neo).

+ Çc neo mÒm nªn cÊu t¹o d¹ng h×nh vµnh khuyªn vµ ®Æt nghiªng

gãc 45o so víi mÆt ph¼ng çnh trªn dÇm chñ.

>5cm

>3d

>2,5cm

>2,5

45°

>3d

H×nh 2.38a: Neo mÒm chèng trît

>5cm

>2,5

>2,5cm

>3d

H×nh 2.38b: Neo mÒm chèng bãc

H×nh 2.38c: Neo chèng trît do t¶i träng.


42


H×nh 2.38d: Neo chèng trît do co ngãt vµ thay ®æi nhiÖt ®é.

c. Neo ®inh mò.

- §îc cÊu t¹o díi d¹ng çc ®inh mò b»ng thÐp. Khi thi c«ng sÏ dïng sóng hµn hå

quang ®Ó b¾n hµn do ®ã tèc ®é thi c«ng rÊt nhanh.

- §©y lµ lo¹i neo cã kh¶ n¨ng chÞu lùc vµ cã ®é tin cËy cao.

>5cm

>2,5cm

H×nh 2.39: Neo ®inh mò

- Çc quy ®Þnh vÒ cÊu t¹o neo ®inh mò:

+ §êng kÝnh th©n neo: d = 16 24mm.

+ ChiÒu cao neo ph¶i lín h¬n 4 lÇn ®êng kÝnh th©n neo.

+ Bíc neo tÝnh tõ tim ®Õn tim neo kh«ng ®îc vît qu¸ 600mm vµ kh«ng

nhá h¬n 6 lÇn ®êng kÝnh th©n neo (A6.10.7.4.1b)

+ Theo ph¬ng ngang cÇu kho¶ng çch neo ph¶i lín h¬n 4 lÇn ®êng

kÝnh th©n neo.

+ Kho¶ng çch tÜnh gi÷a b¶n çnh trªn cña dÇm thÐp vµ mÐp neo ph¶i

lín h¬n 25mm (A6.10.7.4.1).


43


+ ChiÒu dµy tÜnh cña líp phñ trªn neo kh«ng ®îc nhá h¬n 50mm. ë

miÒn cã vót, khi kho¶ng çch gi÷a ®Ønh cña tiÕt diÖn thÐp vµ ®¸y

b¶n bªt«ng lín, neo chèng c¾t cÇn ch«n s©u Ýt nhÊ 50mm trong b¶n

(A6.10.7.4.1d).

2.4.4.3. Nguyªn t¾c bè trÝ neo.

- Kho¶ng çch gi÷a çc neo chèng trît ®îc tÝnh to¸n vµ bè trÝ theo ®iÒu

kiÖn chÞu lùc g©y trît gi÷a b¶n bª t«ng vµ b¶n çnh trªn cña dÇm thÐp khi

chÞu lùc.

- T¹i vÞ trÝ ®Çu dÇm do lùc c¾t lín nªn ph¸t sinh lùc bãc b¶n bª t«ng nªn ta

ph¶i bè trÝ çc neo chÞu lùc nhæ.

- Ngoµi t¹i vÞ trÝ ®Çu dÇm ta cßn ph¶i bè trÝ çc neo chèng trît do hiÖn tîng

co ngãt vµ tõ biÕn cña bª t«ng. Çc neo nµy cã chiÒu ngîc víi chiÒu cña çc

neo chèng trît do t¶i träng.

- Trong giai ®o¹n mÆt c¾t ch¶y dÎo, nÕu nh thÐp lµm neo cã tÝnh dÎo dai

cho phÐp th× sÏ cã sù ph©n bè l¹i lùc c¾t ngang ë TTGH cêng ®é. Vµ nh vËy

th× khi lµm viÖc trong giai ®o¹n ch¶y dÎo th× lùc c¾t sÏ b»ng nhau t¹i tÊt c¶

çc mÆt c¾t cña dÇm do ®ã neo ®îc bè trÝ víi kho¶ng çch ®Òu nhau lµ P

trªn toµn bé chiÒu dµi dÇm.

2.5.cÇu dÇm thÐp b¶n trùc híng

(Orthotropic)2.5.1. Kh¸i niÖm chung.




thÐp.


- Trong cÇu cã b¶n trùc híng , b¶n mÆt cÇu thêng cã ®é cøng theo c¶ hai

ph¬ng. Trong hÇu hÕt çc trêng hîp

th× b¶n thÐp mÆt cÇu ®îc hµn

thªm çc sên t¨ng cêng däc, çc sên

t¨ng cêng nµy ®îc ®Æt t¬ng ®èi

gÇn nhau song song víi híng xe ch¹y.

HÖ sên däc nµy biÕn b¶n thÐp tõ

®¼ng híng sang kh«ng ®¼ng híng.

Çc sên däc l¹i ®îc kª trªn çc sên

ngang, khi ®ã b¶n thÐp chuyÓn tõ


44


kh«ng ®¼ng híng sang trùc híng vµ ta gäi lµ b¶n thÐp trùc híng

(Orthotropic).

- B¶n mÆt cÇu trùc híng lµm viÖc nh t¸c ®éng cña nhiÒu bé phËn riªng rÏ. ¸p

lùc sÏ truyÒn xuèng sên däc, sên däc truyÒn xuèng sên ngang vµ tõ sên

ngang truyÒn xuèng dÇm hoÆc dµn chñ.

- CÇu b¶n trùc híng cã träng lîng b¶n th©n nhÑ nªn nã ®Æc biÖt thÝch hîp

víi çc nhÞp dµi khi tØ sè m«men do tÜnh t¶i vµ ho¹t t¶i lín.

H×nh 2.41: MÆt cÇu Th¨ng Long

2.5.2. CÊu t¹o b¶n mÆt cÇu trùc híng.

- ChiÒu dµy b¶n thÐp: t = 12 24mm.

- Kho¶ng çch gi÷a çc sên däc: a = 30 50cm.

- Çc sên t¨ng cêng cã thÓ bè trÝ ®øng hoÆc nghiªng vµ trong tÝnh to¸n th×

nã còng thuéc mÆt c¾t tÝnh to¸n cña dÇm chñ. Do ®ã t¹i chè giao nhau

gi÷a sên däc vµ sên ngang th× sên ngang thêng ®îc khoÐt lç ®Ó cho sên

däc liªn tôc.

- Çc d¹ng cÊu t¹o sên däc:

+ D¹ng mÆt c¾t hë: cã thÓ cÊu t¹o tõ thÐp b¶n, thÐp h×nh I, L, [ hoÆc

ch÷ T ngîc. D¹ng mÆt c¾t hë cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n, tuy nhiªn kh¶ n¨ng t¨ng

cêng ®é cøng chèng xo¾n cho b¶n thÐp mÆt cÇu kÐm.


+ D¹ng mÆt c¾t kÝn: cã thÓ cÊu t¹o tõ thÐp b¶n ®îc hµn thµnh çc tiÕt

diÖn ch÷ V, U hoÆc h×nh b¸n nguyÖt. Tuy cÊu t¹o cã phÇn phøc t¹p h¬n nh-

ng d¹ng mÆt c¾t kÝn nµy l¹i cã kh¶ n¨ng t¨ng cêng ®é cøng chÞu uèn vµ

chèng xo¾n cho b¶n thÐp tèt h¬n so víi lo¹i mÆt c¾t hë.


45




- Sên ngang (dÇm ngang):

+ Liªn kÕt çc dÇm chñ hoÆc çc mÆt ph¼ng dµn chñ, ®ång thêi ®ì

hÖ thèng sên däc vµ b¶n mÆt cÇu.

+ Sên ngang thêng ®îc cÊu t¹o tõ çc dÇm ®Þnh h×nh hoÆc dÇm tæ

hîp cã d¹ng mÆt c¾t ch÷ I hoÆc [...

+ Kho¶ng çch gi÷a çc sên ngang thêng tõ 2 4m.

2.6.cÇu dÇm thÐp uèn tríc

(Prebeam)2.6.1. Kh¸i niÖm chung.

- GÇn ®©y kh¸i niÖm bª t«ng dù øng lùc vµ kiÓu bª t«ng bäc ngoµi dÇm

thÐp ®îc coi nh çc kiÓu cÊu kiÖn bª t«ng.Víi quan ®iÓm nµy dÇm thÐp cã

thÓ ®îc sö dông cïng víi bª t«ng dù øng lùc vµ vÒ nguyªn t¾c kÕt cÊu, kiÓu

nµy gièng hÖt nh dÇm bª t«ng dù øng lùc sö dông çp c¨ng dù øng lùc.KÕt

cÊu nµy ®· ®îc ph¸t triÓn chñ yÕu ë NhËt B¶n víi tªn gäi t¾t lµ “PreBeam”

vµ ®· cã h¬n 500 c«ng

tr×nh, kÓ c¶ cÇu vµ çc

c«ng tr×nh kh¸c sö dông kÕt

cÊu nµy.

- DÇm uèn tríc lµ mét lo¹i

kÕt cÊu nhÞp cña dÇm thÐp


46



øng suÊt tríc. Çc dÇm ®îc t¹o øng suÊt tríc b»ng kü thuËt uèn tríc dÇm do

Lipski ®Ò nghÞ n¨m 1949.

- DÇm uèn tríc cã dÇm thÐp lµm b»ng thÐp cêng ®é cao hoÆc thÐp thêng

bäc bª t«ng. DÇm uèn tríc t¹o ra øng suÊt ngîc dÊu víi øng suÊt do t¶i träng

g©y ra trong bª t«ng vµ gi¶m ®é vâng do ho¹t t¶i. H×nh

2.44: DÇm Prebeam

- §Æc ®iÓm:

+ DÇm thÐp ®îc bäc kÝn, tr¸nh ®îc çc t¸c ®éng cña m«i trêng g©y rØ

thÐp.

+ T¹o ra øng suÊt tríc trong dÇm, h¹n chÕ vÕt nøt trong b¶n bª t«ng mµ

kh«ng cÇn ph¶i sö dông çc bã çp dù øng lùc.

+ ChiÒu cao dÇm nhá: H = 1,1 1,2m => Gi¶m chiÒu cao kiÕn tróc cña

cÇu. §ång thêi kh¶ n¨ng vît nhÞp cña dÇm t¨ng: L 38 42m.

+ Trong dÇm Prebeam bªt«ng cã t¸c dông nh mét lo¹i vËt liÖu b¶o vÖ

cho dÇm thÐp h×nh, chÞu mét phÇn lùc nÐn vµ lµm t¨ng kh¶ n¨ng gi÷ æn

®Þnh ®éng lùc häc cho toµn bé kÕt cÊu, gi¶m ®é m¶nh cho kÕt cÊu díi t¸c

dông cña lùc nÐn.

- Ph¬ng ph¸p t¹o dù øng lùc lµ ph¬ng ph¸p uèn tríc (Pre-flextion). §©y lµ ph-

¬ng ph¸p khai th¸c tÝnh chèng uèn ®µn håi cao cña dÇm thÐp ®Ó t¹o ra

øng suÊt nÐn tríc vµo bªt«ng b¶n çnh díi.

- u ®iÓm cña dÇm Prebeam

+ Nhê cã bªt«ng bao bäc bªn ngoµi thÐp h×nh nªn dÇm Prebeam cßn

®¶m b¶o chèng ¨n mßn dÇm thÐp vµ cßn h¹n chÕ ®îc tiÕng ån vµ ®é rung

cña cÇu khi cã xe ch¹y qua.

+ Gi¶m chiÒu cao dÇm: DÇm Pre-beam cã mét u ®iÓm lín trong trêng

hîp yªu cÇu kh¾t khe vÒ chiÒu cao dÇm bëi v× dÇm nµy cã ®é cøng rÊt cao

vµ ®é cong nhá khi cã ho¹t t¶i t¸c ®éng, ®iÒu nµy cho thÊy gi¶m ®îc chiÒu

cao lµ ®iÒu rÊt râ.

+ DÔ dµng b¶o dìng: Do dÇm thÐp ®îc bäc kÝn bªn trong dÇm bªt«ng

nªn ta kh«ng ph¶i quan t©m ®Õn vÊn ®Ò b¶o dìng chèng gØ cho dÇm

thÐp.

+ C«ng nghÖ thi c«ng ®ßi hái ph¶i sö dông bªt«ng cêng ®é cao vµ

thÐp cêng ®é cao, kÝch cã lùc Ðp lín, tr×nh ®é thi c«ng cao. Nh÷ng ®iÒu

nµy sÏ lµm t¨ng gi¸ thµnh c«ng tr×nh, theo tÝnh to¸n s¬ bé th× gi¸ thµnh

mÆt c¾t ngang cña cÇu dÇm Pre beam ®¾t h¬n dÇm PCI kho¶ng 6 7 lÇn.

Tuy nhiªn sau khi lµm chñ ®îc c«ng nghÖ, ¸p dông chÕ t¹o dÇm hµng lo¹t víi

sè lîng lín vµ xÐt vÒ chiÒu dµi vît nhÞp th× gi¸ thµnh cña dÇm Prebeam

gi¶m xuèng thÊp h¬n so víi gi¸ thµnh cña dÇm PCI th«ng thêng. Víi tÊt c¶

nh÷ng u ®iÓm nªu trªn cã thÓ nãi dÇm Pre-beam lµ mét trong nh÷ng gi¶i

ph¸p kinh tÕ nhÊt trong thi c«ng.


47


- Ph¹m vi ¸p dông:

+ Víi chiÒu dµi nhÞp L = 30 60m vµ chiÒu cao dÇm lµ 1,1m 3,0m. DÇm

Prebeam ®îc sö dông réng r·i ®èi víi çc cÇu cã chiÒu dµi L = 20 30m.

GÇn ®©y dÇm Prebeam ®îc liªn tôc ph¸t triÓn vµ tiÕn tíi ¸p dông cho c¶

cÇu cã nhiÒu nhÞp liªn tôc ®Ó cã thÓ chèng l¹i lùc ®éng ®Êt vµ çc tÝnh u

viÖt kh¸c.

+ Víi tÝnh n¨ng chñ yÕu lµ h¹n chÕ ®îc chiÒu cao dÇm trong khi vÉn

duy tr× ®îc kh¶ n¨ng vît nhÞp nªn cÇu dÇm Prebeam ®îc ¸p dông nhiÒu

trong çc cÇu vît ®êng bé, ®êng s¾t, çc c«ng tr×nh cÇu vît s«ng cã th«ng

thuyÒn vµ çc c«ng tr×nh kiÕn tróc ®ßi hái cã tÝnh mü quan cao.

+ DÇm Prebeam ®îc dïng kh¸ phæ biÕn t¹i NhËt B¶n: víi 750 cÇu ®êng

bé, 29 cÇu ®êng s¾t vµ 86 dÇm trong kiÕn tróc x©y dùng. ë ViÖt Nam

trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y dÇm Prebeam ®îc ®a vµo sö dông cho çc c«ng

tr×nh cÇu trªn tuyÕn Néi Bµi – B¾c Ninh (gåm 6 cÇu víi 106 dÇm nhÞp L =

34 38m vµ trªn tuyÕn ®êng 5 kÐo dµi...HiÖn nay trong giai ®o¹n II cña dù

¸n x©y dùng tuyÕn Néi Bµi – B¾c Ninh còng ®· vµ ®ang ®îc tiÕp tôc ¸p

dông lo¹i dÇm Prebeam nµy.

2.6.2. CÊu t¹o cÇu dÇm Prebeam.


2% 2%

H×nh 2.45a: MÆt c¾t ngang cÇu.


48


H×nh 2.45b: CÊu t¹o dÇm chñ.

2.6.2.2. So s¸nh gi÷a dÇm Prebeam vµ dÇm BTCTD¦L

- So s¸nh dÇm BTD¦L PCI vµ dÇm Pre-beam trªn tuyÕn Néi Bµi – B¾c Ninh

®îc tr×nh bµy ë b¶ng sau:

H¹ng môc DÇm BTD¦L ch÷ I DÇm Pre-beam

NhÞp=33

m

ChiÒu cao 1.8 1.1

Sè lîng dÇm 5 hoÆc 6 10 hoÆc 12

Tæng

chiÒu

dµi

CÇu B1-4 396 231

CÇu B1-5 495 297

CÇu B1-14 792 660

CÇu B1-15 264 198

CÇu B1-OV 198 66

Tæng céng 2145 1452

NhÞp=38

m

ChiÒu cao 1.8 1.2

Sè lîng dÇm 5 10

ChiÒ

u

dµi

CÇu B1-1 302 236

CÇu B1-12 505 362

Tæng 807 598

So s¸nh chi phÝ (US $) 8,185,574 8,074,335

2.6.2.3. VËt liÖu chÕ t¹o dÇm.

a. DÇm ThÐp.

- DÇm thÐp lµ dÇm I tæ hîp hµn ®îc chÕ t¹o víi ®é vång tríc vµ dÇm nµy cã

phÇn çnh díi liªn kÕt víi th©n dÇm b»ng liªn kÕt hµn vµ phÇn çnh trªn liªn

kÕt víi th©n dÇm b»ng liªn kÕt bul«ng. CÊp thÐp lµ cÊp SM520 vµ SM570

theo tiªu chuÈn NhËt B¶n (HoÆc t¬ng ®¬ng víi tiªu chuÈn BS vµ ASTM ).

- §èi víi b¶n çnh díi ta ph¶i thiÕt kÕ çc neo hép (neo cøng) ®Ó liªn hîp dÇm

thÐp víi bªt«ng b¶n çnh díi cña dÇm.

- §èi víi b¶n çnh trªn ta ph¶i thiÕt kÕ çc chèt ®inh neo ®Ó liªn hîp dÇm

thÐp víi b¶n mÆt cÇu.


49


b. DÇm bªt«ng cèt thÐp.

- Bªt«ng çnh díi sö dông bªt«ng cêng ®é cao cã fc = 60MPa. Nhê cã c«ng

nghÖ uèn tríc dÇm thÐp (Pre - flextion), øng suÊt nÐn tríc ®îc t¹o ra trong

bªt«ng b¶n çnh díi. Bªt«ng sö dông phô gia gi¶m níc cã tÝnh n¨ng cao, tØ lÖ

xim¨ng/níc b»ng tõ 0,3 0,35, ®é sôt S = 18 21cm.

- Bªt«ng b¶n mÆt cÇu: cã cêng ®é tõ fc = 30MPa ®îc cÊu t¹o nh b¶n bªt«ng

liªn hîp víi dÇm PCI b×nh thêng, cèt thÐp chÞu lùc lµ cèt thÐp thêng ®îc bè

trÝ thµnh líi däc vµ ngang b¶n.

- Bªt«ng b¶n bông: §Ó bªt«ng kh«ng bÞ bãc t¸ch vµ kh«ng bÞ nøt ngêi ta ®a

vµo cèt thÐp däc ph©n bè vµ cèt thÐp ®ai.2.6.3. Tr×nh tù chÕ t¹o dÇm Prebeam.

2.6.3.1. VËt liÖu chÕ t¹o.

- Xim¨ng sö dông trong bªt«ng dÇm Prebeam lµ xim¨ng portland PC40 trë lªn

vµ ph¶i ®¸p øng ®Çy ®ñ çc quy ®Þnh theo çc TCVN 2682 – 98.

+ Thêi gian b¾t ®Çu ninh kÕt kh«ng sím h¬n 1 giê.

+ Thêi gian kÕt thóc ninh kÕt kh«ng sím h¬n 6 giê.

- Çt ph¶i ®¶m b¶o çc yªu cÇu kü thuËt theo çc TCVN 1770 – 7986.

- Cèt liÖu th« lµ ®¸ d¨m nghiÒn tõ ®¸ v«i hoÆc ®¸ Granit. Cèt liÖu th« ph¶i

®¶m b¶o çc yªu cÇu kü thuËt theo çc ®iÒu quy ®Þnh cña tiªu chuÈn ViÖt

Nam .

- Lo¹i phô gia sö dông lµ phô gia siªu dÎo gèc amin sulfunate hoÆc poly

cacbonxylate.

- ThÐp b¶n: Sö dông thÐp b¶n cña Hµn Quèc, Trung Quèc hoÆc NhËt B¶n

lo¹i 16Mn.

+ Thµnh phÇn ho¸ häc 16Mn.

+ Giíi h¹n ch¶y fy 345 Mpa.

+ Giíi h¹n kÐo ®øt fu 660 Mpa.

+ HÖ sè gi·n dµi: 22%.

- Cèt thÐp thêng cã thÓ sö dông çc lo¹i cèt thÐp th«ng dông hiÖn cã trªn

thÞ trêng phï hîp víi TCVN 3100 - 79 vµ 1651 - 85.

- DÇm thÐp lµ dÇm tæ hîp hµn theo ph¬ng ph¸p hµn tù ®éng.

2.6.3.2. Ph¬ng ph¸p t¶i träng d»n.

- S¬ ®å c«ng nghÖ:


50


ff

TTH

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

II II

P P

P P

TTH II II

TTH I I

TTH I I

H×nh 2.46: S¬ ®å c«ng nghÖ

(a). ChÕ t¹o dÇm thÐp víi ®é vång thiÕt kÕ.

(b). Dïng t¶i träng d»n ®Ó uèn dÇm thÐp.

(c). §æ bªt«ng bäc dÇm thÐp ®Õn vÞ trÝ TTH II – II.

(d). Dì t¶i träng d»n ®Ó dÇm trë vÒ tr¹ng th¸i ban ®Çu.

(e). §æ phÇn bªt«ng cßn l¹i cña dÇm.

- Tr×nh tù thi c«ng:

+ Uèn tríc dÇm ®¹t ®é vång thiÕt kÕ.

+ ChÊt t¶i träng lªn dÇm ®Ó uèn dÇm theo híng t¸c dông cña t¶i träng.

+ §æ bªt«ng bäc phÇn çnh díi chÞu kÐo vµ mét phÇn b¶n bông ®Õn vÞ

trÝ trôc trung hoµ cña mÆt c¾t.

+ §îi ®Õn khi bª t«ng ®¹t cêng ®é 80%Rb th× tiÕn hµnh dì t¶i träng.

Sau khi dì t¶i träng dÇm cã xu híng ®µn håi trë l¹i tr¹ng th¸i ban ®Çu vµ

t¹o ra lùc nÐn tríc trong phÇn bª t«ng ®· ®æ (phÇn bª t«ng sÏ chÞu kÐo

khi khai th¸c).

+ §æ tiÕp bªt«ng phÇn sên dÇm cßn l¹i vµ phÇn bao bäc çnh trªn cña

dÇm thÐp.

+ Hoµn thiÖn dÇm vËn chuyÓn ®Õn c«ng trêng thi c«ng.

- §Æc ®iÓm cña ph¬ng ph¸p:

+ Ph¶i chÕ t¹o bÖ neo ®Çu dÇm khi ta tiÕn hµnh uèn dÇm ®¹t ®é vång

thiÕt kÕ.

+ Mçi lÇn thi c«ng chÕ t¹o dÇm ta chØ ®îc mét dÇm.


51


+ Qu¸ tr×nh ®æ bªt«ng phÇn çnh díi vµ mét phÇn b¶n bông ®îc thùc

hiÖn khi dÇm ®ang ë tr¹ng th¸i cong do ®ã rÊt khã trong viÖc ghÐp v¸n

khu«n ®Ó ®æ bªt«ng dÇm.

2.6.3.3. Ph¬ng ph¸p dïng thanh c¨ng.

a. S¬ ®å c«ng nghÖ:

(a). ChÕ t¹o dÇm thÐp víi ®é vång

thiÕt kÕ.

(b). §Æt hai dÇm thÐp quay lng vµo

nhau.

(c). KÐo c¨ng çc thanh D¦L 32 ®Ó

Ðp hai dÇm thµnh th¼ng.

(d). §æ bªt«ng bäc phÇn chÞu kÐo cña

hai dÇm.

(e). Dì bá lùc c¨ng vµ t¸ch rêi hai dÇm.

(f). §æ bªt«ng phÇn cßn l¹i cña dÇm.

H×nh 2.47: S¬ ®å c«ng nghÖ

b. Tr×nh tù thi c«ng:

- ChÕ t¹o dÇm thÐp theo ®é vång

thiÕt kÕ.

- §Æt 2 dÇm thÐp tùa lng vµo nhau vµ l¾p ®Æt hÖ thèng thanh c¨ng b»ng

thÐp cêng ®é cao vµ hÖ thèng kÝch ®Ó ®iÒu chØnh lùc kÐo trong thanh.

- TiÕn hµnh kÝch ®Ó kÐo c¨ng thanh c¨ng ®Ó t¹o ra lùc Ðp cho hai dÇm trë

vÒ tr¹ng th¸i th¼ng. TiÕn hµnh kÝch theo çc cÊp lùc lµ 5 tÊn. ë cÊp lùc ®Çu

tiªn tiÕn hµnh kÝch 2 lÇn.

1. LÇn 1 cã môc ®Ých lµm triÖt tiªu biÕn d¹ng d trong khi hµn.

2. LÇn 2: môc ®Ých lµ gia lùc theo çc bíc nh lÇn 1 ®Ó ®¹t ®îc ®é

vång theo thiÕt kÕ.

3. Sau khi ®¹t ®Õn lùc kÝch yªu cÇu th× dïng thanh Macaloi ®Ó kho¸

cè ®Þnh vµ ®o ®é vång cña dÇm thÐp.

B¶ng: Lùc kÝch kÐo c¨ng çc thanh D¦L 32STT T¹o lùc

yªu cÇu

(T)

¸p suÊt

lý thuyÕt

(daN/cm2)

¸p suÊt

thùc tÕ

(daN/cm2)

HÖ sè

ma s¸tGhi

chó

0 0 0 0 0 §é vång tríc khi kÝch

dÇm

1 5 15,9 17,8 0,120

2 10 31,8 34,9 1,095


52

ff

TTH

TTH

(a)

(e)

(f)

II II

II II

f

(b)

(c)

(d)

P P

P P

I I

I I

I I

I I

I I

Thanh c ng D¦ L D32Thanh c ng D¦ L D32

Thanh c ng D¦ L D32Thanh c ng D¦ L D32


3 15 47,7 51,4 0,076

4 20 63,7 67,6 0,610 §é vång 2

5 25 79,6 83,5 0,048

6 30 95,5 99,2 0,038

7 35 114,4 114,9 0,031

8 440 127,3 130,4 0,024 §é vång 3

9 45 143,3 146,1 0,019

10 50 159,2 161,7 0,015

11 55 175,1 177,3 0,012

12 60 190,0 192,9 0,010 §é vång 4

- TiÕn hµnh ®æ bªt«ng bäc phÇn çnh díi chÞu kÐo vµ mét phÇn b¶n bông

®Õn vÞ trÝ trôc trung hoµ cña mÆt c¾t.

- §îi ®Õn khi bª t«ng ®¹t cêng ®é 80%Rb th× tiÕn hµnh h¹ ¸p lùc kÝch. Sau

khi bá t¶i träng dÇm cã xu híng ®µn håi trë l¹i tr¹ng th¸i ban ®Çu vµ t¹o ra

lùc nÐn tríc trong phÇn bª t«ng ®· ®æ (phÇn bª t«ng sÏ chÞu kÐo khi khai

th¸c sau nµy).

- Th¸o bá thanh c¨ng vµ lËt dÇm trªn ngîc l¹i. §æ tiÕp bªt«ng phÇn sên dÇm

cßn l¹i vµ phÇn bao bäc çnh trªn cña c¶ hai dÇm thÐp.

- Hoµn thiÖn dÇm vËn chuyÓn ®Õn c«ng trêng thi c«ng.

- §Æc ®iÓm cña ph¬ng ph¸p:

+ Mçi lÇn thi c«ng chÕ t¹o dÇm ta ®îc hai dÇm.

+ Ph¶i c¾t gät b¶n thÐp thµnh d¹ng cong ®Ó chÕ t¹o b¶n bông cña

dÇm, ®©y lµ c«ng viÖc kh¸ phøc t¹p vµ g©y l·ng phÝ thÐp.

+ Qu¸ tr×nh ®æ bªt«ng phÇn çnh díi vµ mét phÇn b¶n bông ®îc thùc

hiÖn khi dÇm ®ang ë tr¹ng th¸i th¼ng do ®ã ®¬n gi¶n h¬n trong viÖc

ghÐp v¸n khu«n ®Ó ®æ bªt«ng dÇm.2.6.4. KÕt luËn.

- Qua nghiªn cøu cho thÊy cã thÓ sö dông lo¹i dÇm Prebeam víi sù thay ®æi

c«ng nghÖ t¹o D¦L b»ng çch nÐn th¼ng mét híng vµ bæ sung cèt thÐp D¦L.

§æ bªt«ng theo mét híng vµ sö dông lo¹i bªt«ng tù ®Çm. Lo¹i dÇm nµy cã

thÓ sö dông trong çc kÕt cÊu cÇu ®êng «t«, cÇu ®êng s¾t trong ®« thÞ víi

chiÒu cao gi¶m kho¶ng 30 40% so víi dÇm BTCT D¦L th«ng thêng.

- Víi nh÷ng u ®iÓm nµy dÇm Prebeam sÏ cßn ®îc ¸p dông ngµy cµng phæ

biÕn trªn thÕ giíi nãi chung vµ t¹i ViÖt Nam nãi riªng.


53


2.7.Çc hÖ thèng liªn kÕt2.7.1. Sên t¨ng cêng.

2.7.1.1. Vai trß cña sên t¨ng cêng.

- T¨ng cêng ®é cøng cho b¶n bông chèng hiÖn tîng mÊt æn ®Þnh côc bé

cña b¶n bông vµ mÊt æn ®Þnh chung cña dÇm.

- T¹o vÞ trÝ ®Ó liªn kÕt çc dÇm ngang, hÖ liªn kÕt ngang vµ hÖ liªn kÕt däc

cÇu.

Liªn kÕt ngang t¹i mÆt c¾t gèi Liªn kÕt ngang t¹i mÆt c¾t gi÷a

A A

B B

H×nh 2.48: Vai trß cña sên t¨ng cêng

2.7.1.2. CÊu t¹o sên t¨ng cêng.

a. CÊu t¹o chung.


54


H×nh 2.49a: Sên t¨ng cêng t¹i gèi H×nh 2.49b: Sên t¨ng cêng trung

gian

4

5

6

3

21

4 5

7

3

Liªn kÕt hµn Liªn kÕt ®inh t n

H×nh 2.49c: CÊu t¹o sên t¨ng cêng

(1) : Gèi cÇu vµ ®¸ kª gèi.

(2) : B¶n bông.

(3) : B¶n bª t«ng mÆt cÇu.

(4) : Sên t¨ng cêng ®øng t¹i gèi.

(5) : Sên t¨ng cêng ®øng trung gian.

(6) : Sên t¨ng cêng ngang.

(7) : B¶n ®Öm (b¶n kª)

- §Ó ®¶m b¶o an toµn khi vËn chuyÓn vµ lao l¾p th× Quy tr×nh quy ®Þnh:

khi kh«ng cã sên t¨ng cêng däc th× ph¶i bè trÝ sên t¨ng cêng ®øng khi:

- Sên t¨ng cêng thêng ®îc cÊu t¹o tõ çc tÊm thÐp b¶n hoÆc çc thanh thÐp

gãc víi chiÒu dµy b¶n thÐp dïng lµm sên t¨ng cêng ph¶i ®¶m b¶o quy ®Þnh

chung:

+ t 0,23inh = 0,23.2,54cm 0,6cm = 6mm.

+ Nªn chän b¶n thÐp cã chiÒu dµy t 12mm.

b. Sên t¨ng cêng t¹i mÆt c¾t gèi.

- T¹i mÆt c¾t gèi sên t¨ng cêng thêng ®îc cÊu t¹o cã chiÒu dµy lín h¬n

hoÆc ®îc cÊu t¹o theo d¹ng sên kÐp, ®«i khi cßn cã thÓ cÊu t¹o b»ng thÐp

gãc ®Ó tiÕp nhËn ph¶n lùc t¹i gèi.

- Sên t¨ng cêng gèi ®îc quy ®Þnh cÊu t¹o dµi hÕt chiÒu cao cña sên dÇm

chñ vµ l¾p khÝt víi çnh cña dÇm chñ, do ®ã sên t¨ng cêng gèi sÏ lµm viÖc


55


theo ®iÒu kiÖn chÞu Ðp mÆt ë diÖn tÝch tiÕp xóc gi÷a ®Çu sên t¨ng cêng

víi çnh dÇm vµ lµm viÖc theo nÐn däc trôc trªn diÖn tÝch hiÖu dông.

- BÒ réng cña sên t¨ng cêng gèi (phÇn ch×a ra) ph¶i cÊu t¹o tho¶ m·n ®iÒu

kiÖn:

Trong ®ã:

+ bt: BÒ réng (phÇn ch×a ra) cña sên t¨ng cêng.

+ tp: ChiÒu dµy cña sên t¨ng cêng.

+ E: Lµ m«®un ®µn håi cña thÐp dÇm chñ.

+ Fys: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt cña thÐp.

- Khoảng çch giữa çc sườn t¨ng cường ®ứng ở ®ầu dÇm ph¶i tu©n theo quy

®Þnh cña Quy tr×nh:

+ do 1,5Dw khi kh«ng cã sên t¨ng cêng däc.

+ do 1,5Dwmax khi cã sên t¨ng cêng däc. (víi Dw

max lµ chiÒu cao m¶nh sên

dÇm lín nhÊt.

+ Chó ý: Çc quy ®Þnh nµy kh«ng ¸p dông cho mÆt c¾t lai.

c. Sên t¨ng cêng t¹i mÆt c¾t trung gian.

- Kho¶ng çch gi÷a çc sên t¨ng cêng ®øng trung gian do ph¶i tho¶ m·n:

Trong đã:

+ tw: Chiều dày sườn dÇm chủ (mm).

+ Dw: Chiều cao sườn dÇm (mm).

+ Dw/tw: Tỷ số giữa chiều cao và chiều dày sên dầm,

khi Dw/tw = 150 th× d0 ≈ 3Dw.

- BÒ réng (phÇn ch×a ra) cña sên t¨ng cêng ®øng ph¶i cÊu t¹o ®¶m b¶o:

Trong ®ã:

+ Hdt: ChiÒu cao dÇm thÐp.

+ bf: BÒ réng b¶n çnh dÇm thÐp.

+ bt: BÒ réng (phÇn ch×a ra) cña sên t¨ng cêng.

+ tp: ChiÒu dµy cña sên t¨ng cêng.

+ E: Lµ m«®un ®µn håi cña thÐp dÇm chñ.

+ Fys: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt cña thÐp.

- Çc sên t¨ng cêng kh«ng ®îc liªn kÕt hµn trùc tiÕp víi b¶n çnh chÞu kÐo

®Ó chèng ph¸ ho¹i liªn kÕt gi÷a sên t¨ng cêng víi b¶n çnh. Do ®ã t¹i çc

mÆt c¾t trung gian th× sên t¨ng cêng ph¶i ®îc hµn víi mét b¶n ®Öm vµ


56


b¶n ®Öm nµy cã thÓ trît tù do trªn b¶n çnh chÞu kÐo cña dÇm. T¹i mÆt

c¾t gèi cã m«men M=0 do ®ã cã thÓ hµn trùc tiÕp sên t¨ng cêng vµo b¶n

çnh chÞu kÐo.

T¹i mÆt c¾t gèi T¹i mÆt c¾t gi÷a

B¶n ®Öm

H×nh 2.50: Liªn kÕt sên t¨ng cêng víi b¶n çnh.

- KÝch thíc çc b¶n ®Öm:

+ KÝch thíc hai chiÒu: a, b = 30 40mm.

+ ChiÒu dµy b¶n: t = 12 20mm.

- §èi víi cÇu dÇm hép th× sên t¨ng cêng cã thÓ lµ thÐp b¶n, thÐp gãc hoÆc

thÐp T t¹o thµnh kÕt cÊu b¶n trùc híng Orthotropic.

- Sên t¨ng cêng nªn bè trÝ ®èi xøng vÒ hai bªn sên dÇm. Th«ng thêng ë

mÆt ngoµi cña dÇm biªn ta cã thÓ kh«ng cÇn bè trÝ sên t¨ng cêng ®Ó ®¶m

b¶o tÝnh thÈm mü cho kÕt cÊu nhÞp cÇu khi nh×n tõ bªn ngoµi vµo.

- KÝch thíc cña sên t¨ng cêng thêng ®îc chän tríc sau ®ã tÝnh to¸n theo

®iÒu kiÖn æn ®Þnh côc bé cña b¶n bông ®Ó x¸c ®Þnh kho¶ng çch bè trÝ

gi÷a çc sên t¨ng cêng. HoÆc còng cã thÓ bè trÝ kho¶ng çch gi÷a çc sên

theo cÊu t¹o cña hÖ liªn kÕt däc vµ ngang cÇu sau ®ã kiÓm to¸n ®iÒu kiÖn

æn ®Þnh côc bé cña b¶n bông.

d. Sên t¨ng cêng däc.

- Chiều rộng sườn tăng cêng dọc: phải thỏa m·n điều kiện:

Trong đã:

+ b1: BÒ réng cña sên t¨ng cêng däc.

+ tp: ChiÒu dµy cña sên t¨ng cêng däc.

+ Fyc: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña çnh chÞu nÐn(MPa).

2.7.1.4. MÆt c¾t hiÖu dông cña sên t¨ng cêng.

- Sên t¨ng cêng gèi chÞu nÐn vµ ®îc xem nh lµ mét cét chÞu nÐn. Khi sên

t¨ng cêng liªn kÕt b»ng bul«ng vµo sên dÇm th× mÆt c¾t hiÖu dông chØ

bao gåm çc cÊu kiÖn cña sên t¨ng cêng. Khi sên t¨ng cêng liªn kÕt hµn vµo

dÇm chñ th× mÆt c¾t hiÖu dông bao gåm tÊt c¶ çc cÊu kiÖn cña sên t¨ng

cêng céng víi d¶i sên dÇm n»m gi÷a trung t©m sên dÇm kÐo dµi ra kh«ng

qu¸ 9.tw sang mçi bªn nÕu cã mét ®«i sên t¨ng cêng vµ tÝnh tõ mÐp nÕu cã

nhiÒu h¬n mét ®«i sên t¨ng cêng.


57


tw

9.t w 9.t w

t p

bt

tw

9.t w 9.t w

bt

t p

100

STC trung gian

S ên dÇm chñ

STC t¹i gèi

S ên dÇm chñ

H×nh 2.51: MÆt c¾t hiÖu dông tiÕt diÖn chÞu nÐn cña STC gèi

- §èi víi sên t¨ng cêng trung gian th× diÖn tÝch hiÖu dông chØ bao gåm çc

cÊu kiÖn cña sên t¨ng cêng.

- DiÖn tÝch sên dÇm kh«ng ®îc tÝnh vµo mÆt c¾t hiÖu dông chÞu nÐn t¹i

çc trô trung gian cña cÇu liªn tôc trong çc bé phËn lai cña nhÞp khi:

Trong đã:

+ Fyw: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña sên dÇm (MPa).

Fyt: Sè lín h¬n trong çc cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña çnh

dÇm (MPa).2.7.2. HÖ liªn kÕt ngang cÇu.

2.7.2.1. Vai trß cña hÖ liªn kÕt ngang cÇu.

- Liªn kÕt çc dÇm chñ thµnh mét hÖ kh«ng gian, ®¶m b¶o tÝnh bÊt biÕn

h×nh cña hÖ vµ t¨ng cêng ®é cøng theo ph¬ng ngang cÇu cho kÕt cÊu

nhÞp.

- Ph©n phèi ®iÒu hoµ t¶i

träng theo ph¬ng ngang cÇu

cho çc dÇm chñ.

- DÇm ngang t¹i mÆt c¾t gèi

cßn lµ chç ®Æt kÝch ®Ó

n©ng h¹ çc côm dÇm trong

qu¸ tr×nh thi c«ng vµ söa

ch÷a cÇu khi cÇn thiÕt. Do ®ã

liªn kÕt ngang t¹i gèi ph¶i cÊu

t¹o ch¾c ch¾n h¬n t¹i çc

mÆt c¾t kh¸c, th«ng thêng lµ

dïng çc dÇm I ®Þnh h×nh.

H×nh 2.52: HÖ liªn kÕt ngang cÇu.

2.7.2.2. CÊu t¹o hÖ liªn kÕt ngang cÇu.

- CÊu t¹o chung:


58


1/2 MÆt c¾t gèi 1/2 MÆt c¾t gi÷a

2% 2%

Lí p bª t«ng nhùa dµy 5cm

Lí p phßng n í c dµy 1cm

Lí p bªt«ng b¶o hé dµy 4cm

12 3

4

5 6 87B¶n mÆt cÇu dµy 20cm

H×nh 2.53: CÊu t¹o mÆt c¾t ngang cÇu

- HÖ liªn kÕt ngang t¹i mÆt c¾t gèi.

A A

MÆt c¾t A-A

D¹ng 1

D¹ng 2

DÇm ngang

DÇm ngangDÇm ngang

DÇm ngang

H×nh 2.54a: HÖ liªn kÕt ngang t¹i mÆt c¾t gèi.


59


H×nh 2.54b: DÇm ngang t¹i gèi.

- HÖ liªn kÕt ngang t¹i mÆt c¾t trung gian.

B B

MÆt c¾t B-B

ThÐp gãc

H×nh 2.55a: HÖ liªn kÕt ngang t¹i mÆt c¾t trung gian.


60


H×nh 2.55b: HÖ liªn kÕt ngang t¹i mÆt c¾t trung gian.

- HÖ liªn kÕt ngang cã thÓ lµm b»ng thÐp h×nh mÆt c¾t ch÷ I, [ hoÆc

thÐp gãc cã sè hiÖu L 100x100x10.

- ChiÒu cao cña dÇm ngang vµ hÖ liªn kÕt ngang:

Hlkn = (0,6 0,7) Hsb.

- Liªn kÕt gi÷a dÇm ngang víi dÇm chñ cã thÓ ®îc thùc hiÖn b»ng: liªn kÕt

hµn, liªn kÕt ®inh t¸n hoÆc bul«ng cêng ®é cao.

- Çc bộ phËn của liªn kÕt ngang ph¶i ®¶m bảo điều kiện độ mảnh để truyền

được tải träng ngang, cô thÓ:

+ Víi çc bé ph©n chÞu kÐo 240, trong ®ã L lµ chiều dµi kh«ng

gi»ng (mm); r lµ b¸n kÝnh qu¸n tÝnh nhá nhÊt (mm) (®iÒu 6.8.4 Quy tr×nh).

+ Víi çc bé phËn chÞu nÐn 140, trong ®ã, cßn K lµ hÖ sè chiÒu

dµi hiÖu dông. Víi liªn kÕt bul«nghoÆc hµn ë c¶ hai ®Çu th× K = 0,75; víi

liªn kÕt chèt ë c¶ hai ®Çu th× K = 0,875 (điều 6.9.3 Quy tr×nh).

- Çc b¶n liªn kÕt cña liªn kÕt ngang ph¶i ®îc hµn hoÆc b¾t bul«ng vµo c¶

çnh chÞu nÐn vµ çnh chÞu kÐo cña dÇm thÐp khi:

+ Liªn kÕt ngang ®îc g¾n nèi vµo b¶n liªn kÕt hoÆc sên t¨ng cêng

®øng thùc hiÖn chøc n¨ng nh çc b¶n liªn kÕt.

+ Çc dÇm mÆt cÇu ®îc g¾n nèi vµo b¶n liªn kÕt, hoÆc cã sên t¨ng c-

êng ®øng thùc hiÖn chøc n¨ng nh çc b¶n ®µn håi.

- Khi kh«ng cã th«ng tin, cÇn thiÕt kÕ liªn kÕt hµn hoÆc bul«ng chÞu ®îc t¶i

träng n»m ngang 90kN ®èi víi cÇu th¼ng.


61


2.7.3. HÖ liªn kÕt däc cÇu.

2.7.3.1.Vai trß cña hÖ liªn kÕt däc cÇu.

- Liªn kÕt çc dÇm chñ thµnh mét hÖ kh«ng gian, ®¶m b¶o tÝnh bÊt biÕn

h×nh cña hÖ vµ t¨ng cêng ®é cøng theo ph¬ng ngang cÇu cho kÕt cÊu

nhÞp.

- ChÞu t¸c dông cña çc t¶i träng theo ph¬ng ngang cÇu nh: lùc l¾c ngang,

lùc ly t©m khi cÇu n»m trªn ®êng cong, lùc giã ngang...vµ truyÒn t¶i träng

ngang xuèng gèi.

2.7.3.2.CÊu t¹o hÖ liªn kÕt däc cÇu.

Chi tiÕt A

Chi tiÕt B

Chi tiÕt C

Chi tiÕt A

Chi tiÕt B

Chi tiÕt C

H×nh 2.56: CÊu t¹o hÖ liªn kÕt däc cÇu

- VÞ trÝ cña hÖ liªn kÕt däc cÇu:

+ §èi víi kÕt cÊu nhÞp cÇu dÇm thÐp ta cÊu t¹o hai hÖ liªn kÕt däc trªn

vµ däc díi n»m trªn mÆt ph¼ng song song víi b¶n çnh trªn vµ çnh díi cña

dÇm thÐp.

+ §èi víi kÕt cÊu nhÞp cÇu dÇm liªn hîp thÐp – BTCT th× b¶n bª t«ng

mÆt cÇu ®ãng vai trß nh mét hÖ liªn kÕt däc trªn do ®ã trong cÇu liªn hîp

thÐp – BTCT ta chØ cÇn cÊu t¹o hÖ liªn kÕt däc díi.

- TiÕt diÖn thanh: Çc thanh cña hÖ liªn kÕt däc thêng ®îc cÊu t¹o tõ thÐp

gãc cã sè hiÖu L L100x100x10. §«i khi ®èi víi çc kÕt cÊu nhÞp cÇu lín,

®Æc biÖt lµ cÇu dµn thÐp th× çc thanh cña hÖ liªn kÕt däc cã thÓ ®îc cÊu

t¹o tõ çc thanh thÐp h×nh mÆt c¾t ch÷ I hoÆc ch÷ [.

- Çc h×nh thøc cÊu t¹o: HÖ liªn kÕt däc ®îc cÊu t¹o theo m« h×nh mét dµn

ph¼ng do ®ã ph¶i tu©n theo çc quy ®Þnh cÊu t¹o c¬ b¶n cña cÇu dµn ®ã


62


lµ trôc çc thanh cña mét nót ph¶i ®ång quy t¹i mét ®iÓm ®Ó h¹n chÕ ph¸t

sinh m«men phô t¹i nót do lùc kÐo hoÆc nÐn lÖch t©m. Tuú thuéc theo

kho¶ng çc gi÷a çc dÇm chñ mµ ta cã thÓ ¸p dông çc h×nh thøc cÊu t¹o

cña hÖ liªn kÕt däc theo çc d¹ng c¬ b¶n díi ®©y.

a = 2 - 3m

a = 3 - 4m

a > 4,0m

H×nh 2.57: Çc d¹ng cÊu t¹o hÖ liªn kÕt däc.

2.8.Mèi nèi dÇm vµ t¹o ®é vång b»ng mèi nèi2.8.1. Sù cÇn thiÕt ph¶i cÊu t¹o mèi nèi dÇm.

- Do sù h¹n chÕ vÒ chiÒu dµi cña çc b¶n thÐp ®îc chÕ t¹o trong nhµ m¸y.

Th«ng thêng çc s¶n phÈm thÐp ®îc chÕ t¹o hiÖn nay cã chiÒu dµi 12m

nªn nÕu ta muèn chÕ t¹o dÇm cã chiÒu dµi lín h¬n th× ph¶i nèi çc b¶n

thÐp víi nhau.


63


- Do sù h¹n chÕ trong viÖc chuyªn trë: HiÖn nay çc ph¬ng tiÖn vËn chuyÓn

trªn ®êng còng kh«ng ®îc vît qu¸ khæ siªu trêng, siªu träng cho phÐp v× sÏ

kh«ng ®¶m b¶o an toµn

giao th«ng.

- Do sù h¹n chÕ trong

qu¸ tr×nh thi c«ng: KÕt

cÊu nhÞp cã chiÒu dµi

qu¸ lín th× sÏ g©y khã

kh¨n trong qu¸ tr×nh thi

c«ng v× çc thiÕt bÞ thi

c«ng kh«ng ®ñ n¨ng lùc

cÈu hay lao kÐo kÕt cÊu

nhÞp ®ång thêi çc côm

dÇm còng sÏ rÊt dÔ bÞ

mÊt æn ®Þnh.

H×nh 2.58: Mèi nèi dÇm

- Do yªu cÇu vÒ viÖc xö lý kÕt cÊu: nh vÊn ®Ò t¹o ®é vång ngîc cho dÇm....

Tõ çc nguyªn nh©n trªn ta thÊy viÖc cÊu t¹o mèi nèi dÇm lµ hÕt søc cÇn

thiÕt.2.8.2. Yªu cÇu cÊu t¹o mèi nèi dÇm.

- Ph¶i ®¶m b¶o qu¸ tr×nh truyÒn lùc kh«ng g©y ra øng suÊt tËp trung vµ

®¶m b¶o kh¶ n¨ng chÞu lùc, kh«ng cã bé phËn nµo cña mèi nèi bÞ qu¸ t¶i.

- Mèi nèi dÇm ph¶i cÊu t¹o ®¬n gi¶n dÔ thùc hiÖn.

- Ph¶i ®¶m b¶o t¹o ®îc ®é vång ngîc cho dÇm khi cÇn thiÕt.


64


2.8.3. CÊu t¹o mèi nèi dÇm.


1

2

3

44

5

8

7

6

H×nh 2.59: CÊu t¹o mèi nèi dÇm chñ

(1): B¶n bông.

(2): B¶n çnh trªn.

(3): B¶n çnh díi.

(4): B¶n t¸p nèi b¶n bông.

(5): B¶n èp ngoµi nèi b¶n çnh trªn.

(6): B¶n èp trong nèi b¶n çnh trªn.

(7): B¶n èp ngoµi nèi b¶n çnh díi.

(8): B¶n èp trong nèi b¶n çnh díi.

2.8.3.2. Mèi nèi b¶n bông.

- Sên dÇm chñ yÕu chÞu lùc c¾t do

®ã kh«ng nªn bè trÝ mèi nèi b¶n

bông t¹i nh÷ng mÆt c¾t cã lùc c¾t

lín nh mÆt c¾t t¹i gèi...

- B¶n bông ®îc nèi theo mèi nèi ®èi

®Çu ®Ó tr¸nh çc b¶n thÐp chång

lªn nhau vµ h¹n chÕ ®îc hiÖn tîng

truyÒn lùc lÖch t©m.

H×nh 2.60: Mèi nèi dÇm chñ


65


2.8.3.3. Mèi nèi b¶n çnh.

- B¶n çnh chÞu uèn vµ chÞu nÐn ®ång thêi do ®ã kh«ng nªn bè trÝ mèi nèi

b¶n çnh t¹i nh÷ng mÆt c¾t cã m«men lín nh mÆt c¾t gi÷a nhÞp vµ mÆt

c¾t trªn ®Ønh trô (®èi víi kÕt cÊu nhÞp liªn tôc).

- Mèi nèi b¶n çnh cã thÓ lµ mèi nèi ®èi ®Çu hoÆc mèi nèi so le hoÆc kÕt

hîp c¶ hai biÖn ph¸p nèi nµy.

Th«ng thêng ®Ó ®¬n gi¶n trong cÊu t¹o th× ta nªn bè trÝ mèi nèi b¶n

bông vµ mèi nèi b¶n çnh t¹i cïng vÞ trÝ cã m«men vµ lùc c¾t cïng kh«ng lín

l¾m. §èi víi dÇm gi¶n ®¬n th× thêng bè trÝ mèi nèi ë mÆt c¾t L/3 hoÆc L/4

tuú vµo kÝch thíc cña çc b¶n thÐp.

`

H×nh 2.61: CÊu t¹o mèi nèi b¶n çnh

(a): Nèi ®èi ®Çu. (b): Mèi nèi so le (c): Mèi nèi kÕt hîp

2.8.3.4. B¶n t¸p dïng cho mèi nèi.

- §èi víi thÐp b¶n th× ta nèi b»ng thÐp b¶n cßn ®èi víi thÐp gãc th× ta cã

thÓ dïng thÐp b¶n hoÆc thÐp gãc cã cïng sè hiÖu ®Ó nèi.

- ChiÒu dµy cña b¶n thÐp dïng ®Ó nèi dÇm:

+ t 0,23inh = 0,23.2,54cm 0,6cm = 6mm.

+ Thêng chän b¶n thÐp cã chiÒu dµy, t 12mm.

- KÝch thíc cña thÐp gãc: ThÐp gãc cã sè hiÖu L L100x100x10.

2.8.4. BiÖn ph¸p t¹o ®é vång b»ng mèi nèi.

- Díi t¸c dông cña tÜnh t¶i vµ ho¹t t¶i sÏ lµm cho dÇm thÐp bÞ vâng xuèng

lµm cho dÇm gi¶m ®é cøng vµ bÞ dao ®éng rÊt lín, ®ång thêi biÕn d¹ng

cña dÇm cßn g©y ra c¶m gi¸c bÊt an vµ g©y khã kh¨n cho viÖc sö dông

b×nh thêng. Do vËy trong kÕt cÊu nhÞp cÇu dÇm ta thêng chÕ t¹o cho dÇm

cã ®é vång tríc.

- §èi víi cÇu dÇm BTCT D¦L th× ®Ó t¹o ra ®é vång ta thêng thùc hiÖn b»ng

çch c¨ng kÐo cèt thÐp dù øng lùc. §èi víi dÇm thÐp th× viÖc t¹o ®é vång

®îc thùc hiÖn th«ng qua xö lý cÊu t¹o cña mèi nèi dÇm.

- ViÖc t¹o ®é vång b»ng mèi nèi võa kinh tÕ vµ võa dÔ thi c«ng. HÇu hÕt çc

dÇm nªn t¹o ®é vång b»ng mèi nèi, tõ nh÷ng dÇm cã chiÒu dµi ng¾n th× ta

kh«ng cÇn cÊu t¹o mèi nèi th× còng kh«ng cÇn thiÕt ph¶i t¹o ®é vång.

- X¸c ®Þnh ®é vång:


4

1

32

5

4

1

32

5

41

32

5

6

(a)

(c)

(b)

66


Trong ®ã:

+ fv: §é vång tÝnh to¸n.

+ ft: §é vâng do tÜnh t¶i (tÜnh t¶i giai ®o¹n I + tÜnh t¶i giai ®o¹n II).

+ fh: §é vâng do ho¹t t¶i.

+ [f]: §é vâng cho phÐp.

- Khi kh«ng cã çc tiªu chuÈn kh¸c, ®é vâng giíi h¹n sau ®©y ®îc ¸p dông

cho c¶ kÕt cÊu thÐp, nh«m vµ bªt«ng.

+ T¶i träng xe nãi chung:

+ T¶i träng xe hoÆc Ngêi ®i bé hoÆc c¶ 2 t¶i träng nµy:

+ T¶i träng xe ë phÇn mót thõa cña cÇu mót thõa:

+ §èi víi cÇu b¶n trùc híng:

+ T¶i träng xe trªn b¶n mÆt cÇu:

+ T¶i träng xe trªn sên t¨ng cêng cña b¶n mÆt cÇu:

+ §é vâng t¬ng ®èi lín nhÊt gi÷a hai sên t¨ng cêng c¹nh nhau khi t¶i

träng xe ®Æt trªn sên t¨ng cêng cña b¶n mÆt cÇu lµ 2,5mm.

- Trêng hîp 1: DÇm cã mét mèi nèi th× khi ®ã c¶ hai ®o¹n dÇm ë hai phÝa

mèi nèi sÏ

®îc ®Æt dèc theo çc gãc 1 vµ 2

®Ó t¹o ®é vång fv theo thiÕt kÕ.

;

H×nh 2.62: Trêng hîp dÇm cã 1 mèi nèi


67

l1 l2

fv


- Trêng hîp 2: DÇm cã 2 hoÆc 4 mèi

nèi th× khi ®ã ®o¹n dÇm ë gi÷a th-

êng ®îc ®Æt th¼ng, cßn 2 ®o¹n

dÇm ë hai phÝa mèi nèi sÏ ®îc ®Æt

dèc theo çc gãc 1 vµ 3 ®Ó t¹o ®é

vång fv theo thiÕt kÕ.

;

H×nh 2.63: Trêng hîp dÇm cã 2 mèi nèi

- Chó ý khi cÊu t¹o mèi nèi t¹o ®é vång lµ çc cét ®inh trong mèi nèi b¶n

bông vÉn song song víi mÐp b¶n bông. Khi l¾p ghÐp mèi nèi sÏ tiÕn hµnh kª

çc ®o¹n dÇm trªn tµvÑt theo gãc nghiªng ®· thiÕt kÕ, sau ®ã ¸p çc b¶n

t¸p nèi b¶n bông vµo lÊy dÊu råi míi tiÕn hµnh khoan lç. Çc b¶n t¸p nèi sÏ

®îc ®Æt th¼ng do ®ã çc cét ®inh cã thÓ kh«ng song song víi mÐp cña

b¶n t¸p.


68

1l 2l 3l

1l2l

vf

Documents

Chuong 2 cau tao cau dam