Tiêu chuẩn ngành 22TCN 18:1979 về quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn

TIÊU CHUẨN NGÀNH

22TCN 18-79

QUY TRÌNH THIẾT KẾ CẦU CỐNG

THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN

Ban hành theo Quyết định số 2057 QĐ/KT4 ngày 19/9/1979

Chương 1.

QUY TRÌNH CƠ BẢN

1. CHỈ DẪN CHUNG:

1.1.Bản quy trình kỹ thuật này được ban hành để thiết kế cầu làm mới vĩnh cửu (trong đó có cầu cạn, cầu vượt, cầu dẫn v.v…) và cống dưới nền đường trên các tuyến đường sắt khổ 1000mm, 1435mm và tuyến đường ô tô, các đường phố và đường qua thành phố.

Các loại cầu khôi phục, cải tạo nâng cấp theo quy trình riêng. 

Chú thích: Khi thiết kế các công trình đặc biệt lớn cũng như dùng vật liệu và kết cấu đặc biệt trong trường hợp cần thiết có thể thảo ra những bổ sung và sửa đổi cho quy trình này; các bổ sung và sửa đổi đó phải được Bộ Giao thông Vận tải phê duyệt. 

1.2. Khi thiết kế cầu đường sắt, đường ô tô và đường thành phố và cống dưới nền đường thì ngoài qui phạm này, còn cần xét tới các yêu cầu tương ứng của những tiêu chuẩn và qui phạm thiết kế hiện hành về đường sắt và đường ô tô thuộc mạng lưới chung toàn quốc, cũng như về các phố, đường thành phố và quảng trường , và phải xét đến các qui định của Nhà nước về vệ sinh và phòng cháy; các qui định thiết kế ở vùng có nguy cơ động đất, trong điều kiện đất đặc biệt (đất lún, đất có chất muối) và phải xét tới các tài liệu tiêu chuẩn khác chung của toàn quốc về thiết kế và xây dựng cũng như các yêu cầu đảm bảo an toàn vận chuyển, bảo hộ lao động cho công nhân trong thời kỳ xây dựng và sử dụng đường sắt, đường ô tô, đường qua thành phố và đường phố.

Chú thích: 1. Khi không có điều kiện thực hiện đúng các qui định của tiêu chuẩn, ghi trong qui trình này, có thể áp dụng các qui định có yêu cầu, nội dung tương đương với các tiêu chuẩn đó.

2. Các qui trình kỹ thuật đặc biệt, các chỉ dẫn qui trình qui tắc dùng riêng chi thiết kế những dạng đặc biệt về kết cấu và nền móng cầu cống đường sắt, đường ô tô và đường thành phố đều phải phù hợp với các yêu cầu của bản qui trình này.

1.3. Cầu cống được thiết kế trong suốt thời gian sử dụng phải đảm bảo an toàn, không gián đoạn và thuận lợi cho giao thông vận tải cũng như phải đảm bảo cho việc bảo dưỡng được đơn giản và đỡ tốn công nhất trong quá trình khai thác, cầu cống còn phải đảm bảo cho nước lũ và các vật nổi (gỗ, cây, v.v…) thông qua an toàn; trong trường hợp là cầu vượt, cầu cạn, cầu dẫn phải đảm bảo cho vận tải bộ lưu thông liên tục dưới cầu đó.

Ngoài ra cầu vượt qua các tuyến đường thuỷ phải thoả mãn những qui định cụ thể trong bản nhiệm vụ thiết kế về thông tàu thuyền và bè mảng.

Khi thiết kế cửa cầu cống cần phải dự kiến được giá thành xây dựng ít nhất, thời gian thi công ngắn nhất với chi phí tiết kiệm về vật liệu và lao động. 

1.4.  Bố trí chung, kích thước, kết cấu, vật liệu và hình dạng cầu cống phải phù hợp với công dụng của chúng cũng như với các yêu cầu và điều kiện địa phương, có xét tới tương lai phát triển giao thông vận tải, các đường giao thông ngầm dưới đất và trên mặt đất hiện có cũng như dự kiến sẽ có. 

Bố trí cầu cống trong vùng có dân cư cần phải chú ý đến những điều kiện thuận lợi và quy hoạch của vùng đó.

2. CHỌN VỊ TRÍ CẦU CỐNG

1.5.Chọn địa điểm vượt sông và vị trí công trình trên bình diện và trắc dọc phải xét tới các chỉ tiêu xây dựng và khai thác, chế độ dòng chảy, các điều kiện lòng lạch, địa chất, các điều kiện địa phương, và các điều kiện khác nhằm xác định một giải pháp kinh tế kỹ thuật hợp lý nhất của đoạn đường tương ứng có xét tới sự phát triển tương lai của con đường ấy. Khi có lý do đặc biệt mới được phép làm cầu vượt qua những dòng bùn đỏ trong khu vực có phù sa bồi tụ.

1.6.  Tại nơi có dòng chảy giao nhau thường chỉ dự kiến một công trình thoát nước. Làm thêm các công trình thoát nước trên bãi bồi phải dựa trên cơ sở tính toán về kinh tế và thuỷ lực. 

Chỉ cho phép dự kiến tập trung thoát nước của vài dòng sông liền nhau vào một công trình khi có cơ sở kinh tế kỹ thuật có kể tới điều kiện khai thác. Chỉ được phép dồn nước của vài kênh tưới vào một công trình khi có sự thoả thuận của các cơ quan hữu quan. 

1.7. Cầu có ba lát trên đường sắt, cầu nhỏ và vừa của đường ô tô và đường thành phố cũng như cống dưới nền đường được phép bố trí theo sự kết hợp bất kỳ giữa trắc dọc và bình diện của tuyến theo các qui trình thiết kế tuyến đường tương ứng.

Cầu cống đường sắt có phần đường xe chạy không có ba lát phải đặt trên các đoạn đường thẳng và cố gắng đặt trên các đoạn bằng. Chỉ được đặt các cầu đó trên đoạn dốc quá 4‰ khi có căn cứ kinh tế kỹ thuật riêng. 

Đối với cầu lớn đường ô tô và đường thành phố, độ dốc dọc của mặt đường trên cầu thông thường không quá 2 ‰. Khi có đặt đá vỉa cao (cao 40cm) được phép nâng độ dốc dọc tới 30‰ cho cầu ô tô và 40‰ cho cầu thành phố. Đối với tất cả các loại cầu khi lát ván gỗ dọc thì độ dốc mặt cầu không được quá 20‰, khi lát ván gỗ ngang thì độ dốc dọc không lớn hơn 30‰. 

1.8.Khi định cao độđáy ray trên cầu đường sắt phải xét đến việc đặt đường ở hai đầu cầu trên lớp ba lát đá dăm có đệm cát.

Khoảng chênh cao giữa đáy ray với vai đường đầu cầu ít nhất là 66cm đối với đường 1435 và 49cm đối với đường 1000mm (ứng với tà vẹt gỗ).

1.9.Cao độ vai đường ở vị trí công trình phải thoả mãn điều kiện là chiều dày lớp đắp trên vành vòm cầu và trên các đốt hoặc đoạn cống dưới nền đường không được nhỏ hơn trị số qui định ở bảng 1.1.

Bảng 1.1

CHIỀU DÀY LỚP ĐẮP TÍNH BẰNG m

Ghi chú: Trong trường hợp đặc biệt, có thể giảm bớt chiều dày đắp theo quy định của bảng trên, song phải đảm bảo an toàn kỹ thuật cho kết cấu.

3. YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐi VỚi KẾT CẤU 

1.10. Những giải pháp về mặt kết cấu dùng trong thiết kế cầu cống phải tuân theo các văn bản qui định về tiết kiệm chi phí thép, xi măng và gỗ trong xây dựng, phải đạt được khả năng sử dụng nhiều nhất nguyên vật liệu địa phương và theo hướng công nghiệp hoá công tác xây dựng trên cơ sở cơ giới hoá thi công. 

Thông thường nên sử dụng các kết cấu lắp ghép chế tạo theo các đồ án định hình, các tiêu chuẩn và qui định Nhà nước.

1.11.Qui định các kích thước chủ yếu của những kết cấu định hình công trình cũng như kích thước các cấu kiện cần xuất phát từ những nguyên tắc môđuyn hoá và thống nhất hoá các cấu kiện công trình.

Định kích thước kết cấu nhịp và mố trụ cầu cần phải xét tới khả năng xây dựng trong tương lai tuyến đường thứ hai cũng như khả năng cải tạo và thay thế các công trình trên mạng lưới đường đang khai thác.

1.12.Sơ đồ kết cấu nhịp và mố trụ cầu phải đảm bảo : 

a. Kết cấu không biến dạng hình học cũng như đảm bảo cường độ, độ chịu mỏi, dộ ổn định và dộ cứng của tất cả các bộ phận công trình có xét tới điều kiện chế tạo, vận chuyển lắp ráp và các đặc điểm làm việc trong quá trình khai thác. 

b. Trị số nhỏ nhất của ứng suất sẵn có (dự ứng suất), ứng suất phụ, ứng suất cục bộ cũng như các ứng suất do lực đặt lên tâm gây ra trừ trường hợp các ứng suất được tạo làm cho kết cấu chịu lực tốt hơn. 

1.13.Khi thiết kế các kết cấu lắp ghép cần dự kiến:

a.Đảm bảo độ vững chắc, độ bền yêu cầu, đảm bảo thực hiện có chất lượng các mối nối lắp ghép, các liên kết và chỗ tựa, đảm bảo thuận tiện cho việc đặt và điều chỉnh nhanh vị trí kết cấu, đồng thời phải xét tới khả năng lắp ghép tốn ít sức lao động nhất bằng phương pháp tiên tiến.

b.Chế tạo giản đơn ở nhà máy (hoặc bãi sản xuất) kết hợp sử dụng công nghệ tiên tiến và có năng suất cao.

c.Chia các kết cấu thành những khối và những cấu kiện với trọng lượng và kích thước thế nào để không trở ngại tới việc xếp dỡ và vận chuyển, và trong trường hợp hợp lý cũng có thể ghép các cấu kiện ấy thành khối lớn hơn tại công trường. 

1.14.Trong kết cấu cầu cống phải dự kiến các khe co dãn để giảm tác dụng do nhiệt độ thay đổi, do bê tông co ngót, do đất lún và do các yếu tố lực khác gây ra. Các khe co dãn này không vi phạm tính chất không biến hình của hệ thống và bảo đảm biến dạng tương ứng tiến triển tự do (chuyển vị). 

1.15.Đối với những cầu vượt qua sông lớn và trung bình, trong các trường hợp cần thiết phải dự kiến những công trình hướng nước và bảo vệ bờ, còn với cầu vượt qua dòng nước nhỏ và cống phải dự kiến đào sâu, san bằng và gia cố lòng sông ở phía vào và phía ra trong phạm vi công trình, đồng thời dự kiến biện pháp giảm tốc độ nước chảy ở cửa vào và cửa ra.

1.16.Cống dùng thích hợp hơn cầu, đặc biệt ở những đoạn trắc dọc đường ô tô hình lõm. Tại những nơi có vật trôi không được phép dùng cống. Vượt qua dòng suối có đá trôi tốt nhất là dùng cầu một nhịp có khẩu độ bé nhất là 4m hoặc khi có dòng chảy bị bó hẹp đến mức tối đa thì dùng công trình đặc biệt. 

Trên đường sắt cấp III và trên đường ô tô thấp với lưu lượng nước nhỏ và ít hạt phù sa cho phép dùng nền đường thấm nước và các công trình thấm nước hỗn hợp khi có căn cứ kinh tế kỹ thuật xác đáng. 

1.17.Khẩu độ cống thoát nước (và chiều cao có hiệu) thông thường qui định không nhỏ hơn 0,75m; khi chiều dài cống trên 20m thì khẩu độ không bé hơn 1,00m. 

Dưới nền đắp đường ô tô dùng cống khẩu độ 1m khi chiều dài cống không quá 30m, khẩu độ 0,75m khi chiều dài không quá 15m.

Trong thành phố cống khẩu độ 0,5m chỉ được phép dùng khi có bố trí thiết bị bảo vệ.

Chú thích:

Từ nay về sau các loại càu qui định như sau: cầu nhỏ có tổng chiều dài dưới 25m, cầu vừa có tổng chiều dài 25-100m, cầu lớn có tổng chiều dài lớn hơn 100m. Chiều dài qui định ở trên tính từ đuôi mố này tới đuôi mô kia.

1.18.Chiều dài đốt cống và phân đoạn qui định tuỳ thuộc vào điều kiện địa phương và điều kiện chế tạo nhưng không được vượt quá 5m. Khi dùng cống bê tông cốt thép có chiều dài đốt cống từ 3m trở lên phải kiểm toán sức chịu uốn của cống theo phương ngang nền đường.

1.19.Đối với cống chỉ được phép dự kiến chế độ bán áp; khi làm cửa cống có dạng đón nước thuận mới được phép dự kiến chế độ có áp, nhưng chỉ với điều kiện cống có móng và lưu lượng dòng chảy (xem điều 1.29) như sau:

- Lưu lượng lớn nhất - trên đường sắt

-Lưu lượng tính toán – trên đường ô tô và đường thành phố 

Ngoài ra phải đảm bảo không thấm nước ở các khe nối giữa các đốt cống và đảm bảo ổn định chống thấm cho nền đường.

1.20.Cống phải có cửa vào và cửa ra, hình dạng và kích thước các cửa này phải đảm bảo cho nước chảy được thuận lợi và đảm bảo ổn định của nền đường cạnh cống. 

Với cống không có móng phải dự kiến biện pháp kết cấu chống xê dịch đốt cống          do biến dạng của đất nền và nền đường.

1.21.Công trình phải được ngăn ngừa chống rác bẩn, chống tác hại của ảnh hưởng khí quyển, khói, dòng điện cảm ứng, tác dụng xâm thực của nước và đất bằng cách chọn vật liệu thích hợp cũng như chọn biện pháp kết cấu và bảo vệ đặc biệt; những biện pháp này cần nêu rõ trong đồ án thiết kế. 

Những bộ phận cầu bằng gỗ phải có biện pháp phòng mục.

4. KHỔ GIỚI HẠN

1.22.Kết cấu của các công trình làm mới tuỳ theo nhiệm vụ thiết kế đều phải thoả mãn những yêu cầu về khổ giới hạn sau đây: 

a) Đường sắt khổ ray 1435mm và khổ ray 1000mm xác định theo qui phạm khai tháckỹ thuật đường sắt VN do Bộ Giao thông Vận tải duyệt.

b) Đường ô tô và đường thành phố: 

-Đối với khổ cầu trên đường ô tô xác định theo tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô do Bộ Giao thông vận tải ban hành

-Đối với khổ cầu thành phố cần căn cứ vào tiêu chuẩn thiết kế đường thành phố và các yêu cầu cụ thể của nhiệm vụ thiết kế

-Đối với khổ giới hạn tiếp cận kiến trúc có thể tham khảo phụ lục qui trình này.

1.23.Chiều rộng, khổ giới hạn cầu và hầm cho người đi bộ và xe thô sơ xác định theo yêu cầu vận chuyển bộ hành, được qui định cụ thể trong nhiệm vụ thiết kế được duyệt.

1.24.Đối với cầu đường nông thôn chiều rộng và chiều cao khổ giới hạn sẽ có qui định riêng.

1.25. Khoảng cách giữa các tim đường trên những cầu có kết cấu nhịp riêng biệt cho mỗi tuyến phải qui định với tính toán thế nào để đảm bảo tĩnh cự giữa các mép dầm chủ ở cạnh nhau ít nhất là 0,60m, còn đối với các kết cấu nhịp thép, ngoài điều đó ra còn phải qui định ít nhất là 0,8m cho các bản bụng thẳng đứng của các thanh dàn chủ hay dầm chủ.

1.26.Khổ giới hạn tĩnh không dưới cầu đối với những nhịp cầu có thuyền bè qua lại cần theo những qui định của nhiệm vụ thiết kế và qui định riêng tuỳ thuộc vào cấp đường thuỷ nội địa, phù hợp với qui định thiết kế khổ giới hạn dưới cầu trên sông thông thuyền và những yêu cầu chủ yếu về vị trí cầu.

1.27.Chiều cao từ mặt nước tới đáy kết cấu nhịp cầu không có thuyền bè qua lại, trên sông có thông thuyền phải căn cứ vào điều kiện địa phương để quyết định nhưng trong mọi trường hợp đều không được nhỏ hơn trị số ghi ở bảng 1.2.

Ở các sông không có thuyền bè qua lại, vị trí các cấu kiện cầu trên mức nước qui định theo bảng 1.2.

Bảng 1.2

VỊ TRÍ CỦA CẤU KIỆN CẦU TRÊN MỰC NƯỚC

Chú thích: 1. Cho phép chân của cầu vòm đặc không chốt và của vành vòm ngập dưới mực nước tính toán nhưng không được quá nửa đường tên vòm; khi đó khoảng cách từ đỉnh của vòm đến mức nước dềnh tính toán phải để ít nhất là 1m.

2. Tĩnh không nhỏ nhất trên mức nước dưới các nhịp cầu tại vùng nước ứ và hồ chứa nước phải cao hơn mực nước tính toán ít nhất là 3/4 chiều cao sóng tự do tính đối với mực nước đó.

1.28.Trong cống khi xét với lưu lượng tính toánvà chế độ nước chảy không áp lực thì tĩnh không cống (khoảng trống từ điểm cao nhất mặt trong của cống tới mặt nước chảy trong cống) phải lấy như sau:

Ít nhất bằng 1/4 chiều cao cống đối với cống tròn và cống vòm có chiều cao dưới 3m.

Ít nhất bằng 0,75m đối với cống tròn và cống vòm có chiều cao lớn hơn 3m;

Ít nhất bằng 1/6 chiều cao cống, đối với cống hình chữ nhật có chiều cao dưới 3m.

Ít nhất bằng 0,5m đối với cống hình chữ nhật chiều cao trên 3m.

5. CHỈ DẪN TÍNH CẦU CỐNG DƯỚI TÁC DỤNG CỦA DÒNG NƯỚC

1.29.Cầu cống và nền đường đắp ở bãi sông chịu tác động của dòng nước được tính theo lưu lượng nước tính toán (và theo mực nước tương ứng với lưu lượng ấy). Tần suất của lưu lượng tính toán đó lấy theo bảng 1.3.

Bảng 1.3

TIÊU CHUẨN TẦN SUẤT CỦA LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN

Ngoài những tiêu chuẩn quy định của bảng trên.

+ Đối với đường sắt cầu cống và nền đường đắp ở bãi sông cần kiểm toán với lưu lượng lớn nhất (và mức nước tương ứng với lưu lượng đó). Cầu lớn, cầu vừa của đường cấp I, II dùng lưu lượng lớn nhất có tần suất 0,3% - cầu trên đường cấp III cầu nhỏ và cống của các cấp đường dùng lưu lượng lớn nhất có tần suất 1%.

+ Đối với đường ôtô và đường thành phố, tiêu chuẩn tần suất của lưu lượng tính toán sẽ căn cứ vào yêu cầu của nhiệm vụ thiết kế.

Khi thiết kế cầu cống gần các công trình hiện có trên sông cần phải lưu ý tới kinh nghiệm thoát nước tại các công trình đó.

Khi có những mực nước không liên quan tới lưu lượng (trường hợp gió dồn, tắc dòng, thay đổi của sông du đãng, ứ dềnh của công trình thuỷ v.v…) thì căn cứ vào các mức nước này (với xác xuất đã cho) để định kích thước chiều cao của kết cấu nếu như các mực nước này cao hơn mực nước tính theo lưu lượng với cùng tần suất.

Khi thiết kế đường gần khu vực dân cư cần kiểm tra an toàn để các kiến trúc và ruộng đất không bị ngập do ứ dềnh trước công trình.

1.30.Cần tính toán khẩu độ cầu nhỏ và cốngtheo lưu lượng quy định phù hợp với chỉ dẫn hiện hành và theo lưu tốc bình quân cho phép của dòng nước (lưu tốc đảm bảo điều kiện khai thác bình thường) tuỳ thuộc vào đặc tính của đất, kiểu gia cố lòng sông và phần tư nón cũng như theo độ chênh cao của đáy kết cấu và độ ngập nền đường cho phép.

+ Trên đường sắt đối với cầu nhỏ và cống khi kiểm toán cho thoát lưu lượng cao nhất thì lưu tốc cho phép được tăng lên 20% đối với cầu và 35% đối với cống. 

Chú thích: 1. Trường hợp tính toán dòng chảy do mưa rào phải xét đến tích nước. Còn khi tính toán về lưu lượng của các loại dòng chảy khác thông thường không xét đến tích nước. Được phép giảm lưu lượng trong các công trình do xét đến tích nước, nhưng không được giảm quá 3 lần.

2. Khi tính toán cầu khẩu độ lớn quá 10m thì không cần dự kiến gia cố lòng sông.

1.31.Tính toán khẩu độ cầu qua sông lớn và trung bình phải căn cứ vào lưu lượng xác định theo tài liệu thực để có xét tới khả năng xói mòn và khơi lòng sông để tăng diện tích thoát nước dưới cầu phù hợp với những chỉ dẫn hiện hành.

Tốc độ nước chảy dưới cầu ứng với lưu lượng tính toán thường lấy bằng tốc độ bình quân tự nhiên của lòng sông ứng với chiều sâu sau khi bị xói.

Khi chọn khẩu độ cần phải dựa trên cơ sở tính toán kinh tế kỹ thuật, có xét tới ứ dềnh, biến động lòng sông ở mố trụ, ở chân phần tư nón, ở công trình điều tiết, đồng thời xét đến yêu cầu thông thuyền với tốc độ nước chảy, yêu cầu đối với tĩnh không thông thuyền trên sông có thuyền bè qua lại và yêu cầu cơ bản về đặt vị trí cầu. 

1.32. Đường xói mòn dưới cầu lấy theo lưu lượng có tần suất nêu ở Điều 1.29.

Khi vẽ đường xói mòn chung ở tiết diện eo hẹp còn phải xét đến xói cục bộ ở mố trụ, ảnh hưởng của công trình điều tiết và của các cấu kiện khác của cầu đối với xói mòn, đồng thời phải xét đến khả năng thay đổi của lòng sông tự nhiên.

Hệ số xói chung dưới cầu ứng với lưu lượng tính toán không được vượt quá trị số ở bảng 1-4 (các trị số này tính cho khẩu độ cầu khi chưa xét tới xói và khơi lòng sông)

Được phép khơi lòng tại các đoạn bãi bồi thuộc phạm vi khẩu độ cầu khi các bãi này thường hay ngập nước. Diện tích khơi lòng sông không nên vượt quá 25% diện tích tính toán dưới cầu trừ trường hợp cầu đặt trên lòng sông đào.

Nếu theo đúng từng điểm hạn chế nêu trên thì tổng số diện tích bị xói và đào bới đi thường không được vượt quá 50% diện tích làm việc tính toán đối với sông không có thông thuyền và không được vượt quá 35% đối với sông có thông thuyền.

Chú thích: Định chiều sâu đặt móng mố trụ kể từ đường xói trở xuống phải phù hợp với các chỉ dẫn ở chương VII. 

1.33. Trên sông lớn và sông trung bình, vai đường trên đường dẫn vào cầu trong phạm vi nước lũ ngập và vai các đê ngăn nước phải cao hơn ít nhất là 0,5m, còn vai các công trình điều tiết không bị ngập và các bờ bảo hộ của nền đắp phải cao hơn ít nhất là 0,25m so với mức nước tương ứng của

+ lưu lượng lớn nhất đối với đường sắt.

+ lưu lượng tính toán đối với đường ôtô và đường thành phố

Các mức nước này có tính cả chiều cao sóng vỗ vào ta luy và nước dềnh; xác định nước dềnh có xét đến khả năng xói mòn lòng sông dưới cầu nhưng không quá 50% xói lở toàn bộ.

Vai đường dẫn vào cầu nhỏ và cống phải cao hơn ít nhất là 0,50m so với mực nước dềnh xác định theo lưu lượng nêu trên, còn đối với cống có áp hay bản áp có khẩu độ từ 2m trở lên thì vai đường phải cao hơn ít nhất là 1m.

Ta luy của đê bằng đất của các công trình điều tiết không được dốc quá 1:2 về phía sông, còn về phía bên kia không được dốc quá 1:1,5. Bề rộng mặt đê phải ít nhất là 2m.

Bảng 1-4

HỆ SỐ XÓI MÒN

6. CHỈ DẪN CHUNG VỀ TÍNH TOÁN CÁC KẾT CẤU VÀ NỀN MÓNG CHỊU LỰC

1.34. Phải tính toán các kết cấu chịu lực và nền móng của cầu cống theo phương pháp những trạng thái giới hạn. Trạng thái giới hạn là trạng thái mà ở đó kết cấu hoặc nền móng không còn thoả mãn được yêu cầu về khai thác nữa do ảnh hưởng của các tác động lực.

Khi tính toán theo những trạng thái giới hạn, trị số nội lực (ứng suất) và trị số biến dạng do tác động lực tính toán gây ra không được vượt quá trị số giới hạn xác định theo qui trình này.

1.35. Khi thiết kế cầu cống phải tính toán theo 3 trạng thái giới hạn sau đây, có xét đến các điều kiện làm việc bất lợi của kết cấu và nền móng trong thời kỳ xây dựng và sử dụng: 

a) Tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất bảo đảm cho công trình không bị đình chỉ sử dụng do không còn sức chịu lực (về cường độ, ổn định, độ chịu mỏi) hoặc phát triển biến dạng dẻo lớn.

b) Tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai bảo đảm cho công trình không phát sinh biến dạng chung quá lớn như dao động, chuyển vị, lún, gây khó khăn cho việc sử dụng bình thường.

c) Tính toán theo trạng thái giới hạn thứ ba đảm bảo độ bền chống nứt cho công trình để tránh gây khó khăn cho việc sử dụng bình thường

1.36. Tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất về cường độ (ổn định hình dạng) là bắt buộc đối với tất cả các loại cầu cống và phải dùng hệ thống các hệ số tính toán 

Hệ số tải trọng n cho tải trọng tiêu chuẩn (hay nội lực). Hệ số đồng nhất k cho cường độ tiêu chuẩn R^H. Hệ số điều kiện làm việc m. Đồng thời hoạt tải thẳng đứng phải tính với hệ số động lực. Chỉ tính toán mỏi đối với kết cấu bê tông cốt thép của đường sắt và các kết cấu cầu thép với các hệ số nêu trên trừ hệ số tải trọng.

Tính ổn định vị trí (chống lật và trượt) sẽ không dùng bệ số động lực. 

1.37. Đưa các hệ số n, k, m vào tính toán nhằm đảm bảo không xuất hiện trạng thái giới hạn thứ nhất khi sử dụng (cũng như khi thi công) là xét đến khả năng có thể có những sai lệch theo chiều hướng bất lợi so với các thông số và điều kiện tiêu chuẩn. Trị số qui định cho các hệ số trên phụ thuộc vào điều kiện sử dụng, vào vật liệu và kết cấu; các điều kiện này phải thoả mãn những yêu cầu của các qui tắc khai thác hiện hành, những tiêu chuẩn Nhà nước và các tiêu chuẩn khác. 

1.38. Tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai tiến hành như sau:

a.Đối với kết cấu nhịp phải tính trị số độ võng thẳng đứng, chu kỳ các dao động tự do theo hướng thẳng đứng và nằm ngang, góc gẫy khúc của đường đàn hồi.

b.Đối với mố trụ tính số lún và chuyển vị.

Tính toán theo trạng thái giới hạn thứ ba phải tính độ mở rộng vết nứt hoặc xuất hiện vết nứt trong các cấu kiện bê tông cốt thép của kết cấu.

Khi tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai và thứ ba không xét tới hệ số tải trọng và hệ số động lực.

1.39. Những tải trọng và tác động tiêu chuẩn qui định trong chương II dựa theo trị số có thể lớn nhất của tỉnh tải và trị số lớn nhất của hoạt tải trong điều kiện sử dụng bình thường có xét tới phát triển tương lai. Khi tính toán phải lấy tải trọng ở các vị trí và tổ hợp bất lợi nhất có thể xảy ra trong khi khai thác và xây dựng đối với từng cấu kiện hay bộ phận của công trình. 

1.40. Các hệ số tải trọng ndùng để xét những sai lệch có thể xảy ra theo chiều hướng bất lợi (hoặc lớn hơn hoặc nhỏ hơn) so với các trị số tiêu chuẩn của chúng trong các tổ hợp tải trọng và tác động khác nhau. Trị số các hệ số tải trọng nêu ở chương II. 

1.41. Cường độ tiêu chuẩn (cơ bản) của vật liệu và đất R^H nêu trong phụ lục 3 được qui định trên cơ sở những số liệu đã kiểm tra bằng thí nghiệm làm theo những qui tắc hiện hành. Cường độ dẫn xuất xác định bằng cách nhân cường độ cơ bản với hệ số chuyển đổi theo các số liệu của các chương III, IV, V và VI. 

1.42. Hệ số đồng nhất k xét khả năng hạ thấp cường độ của vật liệu và đất so với trị số tiêu chuẩn do những thay đổi về tính chất cơ học và tính không đồng nhất của chúng.

Chú thích: Trị số hệ số đồng nhất của vật liệu nêu trong phụ lục 3 và 15, còn của nền đất và cọc (theo loại đất) nêu trong chương VII. 

1.43. Hệ số điều kiện làm việc m phản ánh sự đưa các tính toán lý thuyết vào cho phù hợp với điều kiện làm việc thực tế của kết cấu, trong đa số trường hợp của qui phạm này các hệ số đó được chia thành hai hệ số: m₁ và m₂ theo các Điều 1.44 và 1.45.

Chú thích: Trong tính toán về ổn định vị trí (chống lật và chống trượt) trị số các hệ số m nêu ở các điều 1.49 và 1.50 tương ứng với trị số nghịch đảo của hệ số an toàn cố định. 

1.44. Hệ số điều khiển làm việc m₁ xét đến sự sai lệch có thể có của kết cấu thực tế so với thiết kế trong phạm vi cho phép đã qui định, thí dụ như lệch tim tuyến đường, tim kết cấu nhịp và tim mố trụ, sự sai lệch kích thước thực tế của tiết diện so với thiết kế v.v... cũng như xét tới khả năng xuất hiện những điều kiện bất lợi khác chưa được dự kiến trong qui phạm đối với sự làm việc thực tế của kết cấu.

Chú thích: Trong phần lớn tính toán về cường độ và ổn định hình dạng của tất cả các kết cấu, trừ kết cấu gỗ, hệ số m₁ lấy bằng 0,9 và qui ước đưa vào các trị số cường độ tính toán (xem điều 1.46). Trong tổ hợp đặc biệt có xét đến tải trọng thi công, thì lấy m₁ = 1, nghĩa là trị số tính toán về cường độ phải tăng lên 10%. 

1.45. Dùng hệ số điều kiện làm việc m₂, phản ánh tính chất qui ước của tính toán là xét tới sự sai khác giữa nội lực, mô men và ứng suất tính toán với thực tế, sở dĩ có những sai khác đó là do trong các trường hợp riêng biệt đã áp dụng sơ đồ tính toán khá giản đơn như không xét tới tính mềm của các liên kết và của đất nền, đến các ứng suất tập trung v.v...

Trị số các hệ số m₂, nêu trong các chương III tới VII. Trong các trường hợp không có chú thích riêng thì lấy m₂ = 1.

Chú thích: Khi có một số yếu tố qui ước về tính toán thể hiện bằng các hệ số tương ứng m₂ như đã nêu trong qui phạm này, thì trong tính toán phải xét tính các hệ số đó.

1.46. Trong tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất dùng các công thức có dạng dưới đây:

Về cường độ:

Về ổn định hình dạng:

Về độ chịu mỏi:

Còn về ổn định vị trí thì theo mục 7 của chương này.

Các ký hiệu:

N: Tác động tính toán (lực pháp tuyến, mô men v.v...)

phụ thuộc vào tải trọng tiêu chuẩn đã nhân với các hệ số tương ứng n và (1+) theo chương II.

F: Đặc trưng hình học của mặt cắt (diện tích, mô men kháng v.v...)

Hệ số triết giảm sức chịu lực (hệ số uốn dọc)

R = m₁kR^H: Cường độ tính toán tính đổi (qui ước) lấy phù hợp với các chương từ III tới VII và sau này gọi tắt là cường độ tính toán. Khi tính toán các kết cấu chịu lực chỉ do tỉnh tải thì cường độ tính toán nêu trên phải giảm đi 20%.

: Hệ số triết giảm cường độ tính toán về độ chịu mỏi.

Khi m₂ 1thì trong tính toán thay R bằng trị số m₂R (hoặc thay F bằng trị số m₂F)

Chú thích:

1.Trong tính toán về cường độ và ổn định hình dạng các cấu kiện bê tông cốt thép dùng công thức có dạng N ≤ FR

2.Trong tính toán được phép xác định nội lực với giả định vật liệu làm việc đàn hồi.

3. Hệ sốvà  không cùng tính với nhau. 

1.47. Tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai và thứ ba, tiến hành bằng cách so sánh độ vòng thẳng đứng và các chuyển vị khác (biến dạng) của kết cấu nhịp, độ lún nền mố trụ, các đặc trưng mở rộng và xuất hiện vết nứt trong cấu kiện bê tông cốt thép của kết cấu với các trị số cho phép tương ứng khi thiết kế nêu trong qui phạm này.

7. ỔN ĐỊNH VỊ TRÍ CỦA KẾT CẤU

1.48. Tính toán ổn định vị trí của kết cấu chống lật và chống trượt theo tải trọng tiêu chuẩn có xét đến hệ số tải trọng và không xét đến hệ số động lực.

1.49. Tính toán ổn định chống lật theo công thức sau:

Tức là:

Ở đây: M_onp và M_np: Mô men lật tính toán và giới hạn

P_i: Phân lực thẳng góc với mặt cắt kiểm toán (H1.1) của tất cả các lực chủ động.

T_i: Phân lực song song với mặt cắt kiểm toán và thẳng góc với trục (mép ria mặt cắt) mà qua trục đó phải kiểm toán lật của tất cả các lực chủ động.

e_i và h_i: Cánh tay đòn của lực P_i và T_i đối với trọng tâm của mặt cắt kiểm toán.

Hình 1-1

e_o: Khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt đến giao điểm của đường tác dụng của hợp lực P_i và T_i với mặt phẳng của mặt cắt kiểm toán.

y: Khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt đến trục A-A trên hình vẽ 1-1 là trục để kiểm toán lật (khi tựa trên toàn mặt thì tính đến mép của mặt cắt).

m: Hệ số điều kiện làm việc đối với kết cấu tựa trên nhiều điểm (tại những điểm riêng biệt) lấy như sau:

Theo hướng dọc lấy m = 0,95

Theo hướng ngang lấy m = 0,85

Đối với mặt cắt của kết cấu bê tông và đá cũng như đối với móng trên nền đá lấy m = 0,80

Đối với móng trên nền không có tính đá lấy m = 0,70

Các khoảng cách e_i, h_i, y và e_o đo trong mặt phẳng thẳng góc với trục (mép mặt cắt) mà qua trục này sẽ kiểm toán chống lật. Các mô men P_i e_i, T_ih_i và lấy dấu dương hay âm tùy theo hướng của chúng.

Chú thích: Khi tựa trên toàn mặt thì mặt cắt lấy theo hình 1,1a; khi tựa tập trung trên trụ mố riêng biệt lấy theo hình 1.1b.

1.50. Tính ổn định chống trượt theo công thức sau:

Trong đó: T_cg và T_np lực trượt tính toán và giới hạn.

P_i: Phân lực của tất cả các lực chủ động thẳng góc với mặt cắt kiểm toán.

m = 0,8: Hệ số điều kiện làm việc.

: Tổng hình học các phân lực của các lực chủ động song song với mặt cắt kiểm toán.

j: Hệ số ma sát lấy theo chương VII.

Hệ số tải trọng của tĩnh tải lấy như sau:

Lớn hơn 1 khi tg a ≥ y

Nhỏ hơn 1 khi tg a < y

Trong đó: a - Góc hợp giữa phương các hợp lực do tải trọng cho trước và phương thẳng góc với mặt cắt kiểm toán.

8. ĐỘ CỨNG, ĐỘ LÚN VÀ ĐỘ VỒNG XÂY DỰNG

1.51. Độ võng thẳng đứng của kết cấu nhịp tính theo hoạt tải thẳng đứng tiêu chuẩn không được vượt quá các trị số cho phép nêu ở bảng 1-5.

Trị số độ võng cho phép của kết cấu nhịp liên tục và kết cấu nhịp trong cầu một nhịp được tăng lên 20%.

Độ võng của kết cấu nhịp treo thì xác định so với hai đầu của nhịp.

Đối với hệ thống mà trong phạm vi một nhịp có thể có độ võng khác dấu nhau khi đặt hoạt tải thẳng đứng khác nhau trên nhịp đó thì độ võng tính toán là tổng các tung độ cực đại khác nhau của đường võng ứng với một trị số tải trọng.

Bảng 1-5

ĐỘ VÕNG THẲNG ĐỨNG CHO PHÉP KHI THIẾT KẾ KẾT CẤU NHỊP

Trong đó: l: khẩu độ tính toán

l_k: chiều dài đá hẫng

Chú thích: Độ võng của kết cấu nhịp dàn hoa được phép tăng quá 1/600l đối với kết cấu thép và bê tông cốt thép, nếu đảm bảo được cường độ của kết cấu trong đó có xét tới độ cứng của các nút.

Trong cầu đường ôtô và đường thành phố biên độ võng của đà hẫng tự do không được vượt quá 4cm.

Trong kết cấu nhịp cầu ô tô cầu thành phố và cầu bộ hành, chu kỳ tính toán của dao động tự do thẳng đứng không được nằm trong khoảng từ 0,3 tới 0,7 sec, còn chu kỳ dao động ngang không được trùng hoặc bằng bội số của chu kỳ dao động thẳng đứng.

1.52. Trong cầu đường sắt ở đầu đà hẫng khi có xét độ vồng xây dựng thì góc bẫy khúc tính toán của đường đàn hồi do hoạt tải thẳng đứng tiêu chuẩn và do tĩnh tải tiêu chuẩn gây ra không được vượt quá trị số cho phép là 0,006.

1.53. Trong kết cấu nhịp dầm kim loại giản đơn của cầu đường sắt chu kỳ tính toán của dao động tự do ngang xác định theo phụ lục 4 không được vượt quá 0,011 sec và không lớn hơn 1,5 sec (l: khẩu độ tính bằng m)

1.54. Độ lún của nền móng mố trụ tính theo tải trọng tĩnh tiêu chuẩn như chỉ dẫn của chương VII và chuyển vị nằm ngang của đỉnh trụ theo hướng dọc và ngang tim cầu tính theo tổ hợp phụ các tải trọng tiêu chuẩn, không được xét tới các trị số có thể gây khó khăn cho việc sử dụng bình thường. Các trị số này qui định trong từng trường hợp riêng biệt phụ thuộc vào kết cấu nhịp cầu (bao gồm cả gối và chốt) vào kích thước khe hở tại chỗ liên kết, tại các khe co giãn, tại đường ray và lớp lát mặt đường, vào điều kiện liên kết giữa cầu và đường và có xét tới khổ giới hạn tĩnh không dưới cầu.

Độ lún và chuyển vị của trụ mố các cầu thuộc hệ siêu tĩnh ngoài cũng phải hạn chế tùy theo kết quả tính toán kết cấu theo trạng thái giới hạn thứ nhất và thứ ba có xét ảnh hưởng của lún và chuyển vị.

Trong mọi trường hợp trị số giới hạn cho phép (tính bằng cm) khi thiết kế thường không được vượt quá những trị số sau:

Lún đều toàn bộ của trụ 1,5 .

Chênh lệch lún đều toàn bộ của trụ bên cạnh nhau 0,75.

Chuyển vị nằm ngang của đỉnh trụ 0,5.

Trong đó: l – Chiều dài của nhịp ngắn kề với trụ đó tính bằng m và lấy ít nhất là 25m.

1.55. Phải tạo cho đường ray và lớp phủ mặt đường xe chạy trên kết cấu nhịp một độ vồng xây dựng sao cho ở vị trí bất kỳ nào của hoạt tải thẳng đứng tiêu chuẩn cũng đảm bảo cho xe lửa, ô tô và các xe cộ khác chạy êm khi trắc dọc đường ray hoặc mặt đường xe chạy có góc gẫy tối thiểu trên trụ biên, trụ giữa và ở những điểm nối chốt.

1.56. Tạo độ vồng xây dựng cho đường ray, và cho lớp phù mặt đường xe chạy bằng cách dùng mặt cầu xe chạy thay đổi bề dày lớp ba lát, thay đổi chiều cao làm việc của xe và có xét tới trắc dọc của mặt dầm dọc cũng như bằng cách tạo độ vồng xây dựng cho kết cấu nhịp cầu.

Chú thích: Trong kết cấu nhịp nếu độ võng tĩnh tải tiêu chuẩn và hoạt tải thẳng đứng của đoàn xe gây ra không vượt quá 1,5cm hay 1/1600 trị số khẩu độ thì cho phép không dự kiến độ vồng xây dựng.

1.57. Định độ vồng xây dựng phải xét đến: biến đổi nhiệt độ đối với kết cấu nhịp chịu lực đẩy ngang bên ngoài; co ngót và từ biến của bê tông, tổn thất ứng suất đối với kết cấu nhịp bê tông và bê tông cốt thép khẩu độ trên 50m cũng như đối với kết cấu bê tông ứng suất trước.

Chú thích: Những yếu tố trên cũng phải xét đến khi xác định vị trí các khe co dãn và tính trị số của chúng.

1.58. Kết cấu nhịp định hình kiểu dầm giản đơn cấu tạo đường vồng xây dựng theo đường cong đều (“pa ra bôn”, cung tròn) như thế nào để sau khi xét biến dạng do tĩnh tải tiêu chuẩn đường tên của đường vồng xây dựng nếu có dạng “Pa ra bôn” thì phải tương ứng với trị số võng đàn hồi của kết cấu nhịp do nửa hoạt tải tiêu chuẩn thẳng đứng gây ra, còn khi có dạng cung tròn thì phải bằng 80% trị số này.

1.59. Với kết cấu nhịp nghiêng và các nhịp khác có tải trọng đặt lệch tâm phải tạo độ cứng và tăng cao độ vồng xây dựng tương ứng của một đường ray này so với đường ray khác để độ nghiêng của tuyến đường khi đoàn tàu qua không vượt quá trị số cho phép.

1.60. Cống không có móng cọc phải đặt dưới nền đắp với độ vồng xây dựng bằng 1/80H trên đất cát và bằng 1/50H trên đất sét (ở đây H – chiều cao nền đắp). Ở nền đất yếu khi xác định độ vồng xây dựng của cống phải xét độ lún dự kiến do trọng lượng đất đắp có thể tạo nên theo chỉ dẫn của chương VII.

Chú thích: Để tránh ứ nước (nhất là trong thời kỳ đầu mới khai thác) dù ở điều kiện nào cao độ đáy cống ở cửa vào cũng phải cao hơn cao độ đáy cống ở đốt giữa.

9. KIẾN TRÚC PHẦN TRÊN CỦA ĐƯỜNG TRÊN CẦU ĐƯỜNG SẮT

1.61. Kết cấu phần đường trên mặt cầu về cường độ và độ ổn định phải đảm bảo chạy tàu an toàn và êm với tốc độ cấu tạo lớn nhất của đầu máy cũng như phải đảm bảo chịu được bánh xe của đầu máy toa xe lăn trong trường hợp tàu bị trật bánh.

1.62. Đường trên cầu có kết cấu nhịp phải đặt trên lớp ba lát đá dăm hoặc trên dầm ngang bằng gỗ, còn ở các kết cấu nhịp cầu thép đặc biệt lớn thì đặt trên các dầm ngang thép.

Phần đường trên ba lát phải đặt ở tất cả các công trình nhỏ thông thường là cầu vượt và các cầu nằm trong phạm vi nhà ga, trên đường cong hoặc trên dốc quá 4‰ cũng như trên tất cả các cầu bằng đá, bê tông và bê tông cốt thép.

Cho phép đặt đường trực tiếp lên bản bê tông cốt thép khi tuân theo các chỉ dẫn ở Điều 1.65.

1.63. Trên kết cấu nhịp có đường đơn, chiều rộng phía trên máng ba lát với đường khổ ray 1435mm không được hẹp hơn 3,4m, với đường khổ ray 1000mm không được hẹp hơn 2,6m, nếu trong kết cấu không dự kiến biện pháp đặc biệt để đảm bảo ổn định sườn ba lát và biện pháp chống xô đá ba lát.

Trên kết cấu nhịp có đường đôi chiều rộng máng ba lát sẽ tăng thêm một trị số bằng khoảng cách giữa hai tim của hai tuyến đường cạnh nhau.

Khi bố trí cầu trên đường cong chiều rộng máng ba lát cần tăng lên tùy theo bán kính đường cong và số đường trên cầu phù hợp với các chỉ dẫn nêu trên.

Ngoài ra ở các đoạn thẳng của máng ba lát đặt trong đường cong, chiều rộng máng ba lát phải tăng lên một trị số bằng đường tên của đoạn cong f =

Trong đó:

l – Chiều dài đoạn kết cấu nhịp

R: Bán kính đường cong

Khi đó nếu ray ngoài của đường phía ngoài có chênh cao thì khoảng cách từ tim đường đến mặt thẳng đứng phía trong của thành máng ba lát phải ít nhất là:

Với đường khổ ray 1435mm: 1,85m

Với đường khổ ray 1000mm: 1,45m

1.64. Chiều dày nhỏ nhất của lớp ba lát đá dăm dưới tà vẹt trên cầu và cầu vượt thông thường lấy bằng 20 cm (và ít nhất bằng 15cm) tính từ đáy tà vẹt đến mặt trên tầng phòng nước ở chỗ đỉnh phân thủy.

1.65. Mặt cầu đường sắt cần thiết kế phù hợp với yêu cầu của các tiêu chuẩn, các thiết kế định hình hoặc các quy định hiện hành về bảo dưỡng đường sắt.

1.66. Phải đặt ray phòng hộ (hoặc thép góc phòng hộ) trên các cầu và cầu vượt có mặt cầu trần hoặc mặt cầu ba lát nếu cầu dài quá 25m hoặc khi cầu đặt trên đường cong có bán kính nhỏ hơn 1000m.

Ngoài ra ở các tuyến đường chui dưới cầu vượt nếu khoảng cách từ tim tuyến đến các cột trụ của cầu vượt nhỏ hơn 3m thì cũng phải đặt ray phòng hộ.

1.67. Tà vẹt trên cầu thép dùng theo bản thiết kế mặt cầu thép (kể cả tà vẹt) tính cự giữa các tà vẹt không được vượt quá 150mm và không nhỏ hơn 100mm.

1.68. Những cầu trần trên đường sắt mà khoảng cách giữa hai tường chắn đá ba lát hay tường chắn đất của mố với nhau lớn hơn 20cm thì phải làm đường người đi. Với mọi cấp đường, trừ đường đôi và đường nhiều tuyến phải làm đường người đi hai bên còn thì thường chỉ làm đường người đi một bên.

Các cầu mà mặt có đá ba lát có khoảng cách giữa các tường chắn với nhau từ 10 – 20m thì trên tất cả các cấp đường đều phải làm đường người đi một bên; khoảng cách dài hơn 20m thì làm hai đường người đi hai bên. Nếu điều kiện địa phương và điều kiện đường bộ cho rằng không cần thiết thì cũng có thể làm đường người đi một bên.

Những cầu gần thành phố có dân cư qua lại và cầu trong phạm vi ga thì đều phải làm hai đường người đi.

Cầu dài từ 60m trở lên thì theo chiều dọc cầu cứ cách 30m nên đặt một sàn tránh rộng 1m dài 1,5m ở bên ngoài phạm vi đường đi. Khi hai bên đều có đường người đi nên đặt so le sàn tránh trên cầu, đối với mặt cầu ba lát có thể đặt ở trên trụ sàn tránh trên cầu thép, mặt cầu trên có thể kết hợp với sàn phòng hỏa làm một và chiều dài của sàn phải tăng thêm.

1.69. Trên cầu thép khi “khẩu độ nhiệt” lớn hơn 100m thì phải đặt thiết bị điều chỉnh. Đầu nhọn của thiết bị điều chỉnh phải đặt thuận chiều theo chiều vận chuyển chủ yếu nếu bệ của nó không đặt trùng trên mố hoặc trên nhịp kề bên có mặt cầu là ba lát.

1.70. Với cầu dài trên 500m khi có nhiệm vụ qui định cần đặt thiết bị đặc biệt ở trước cầu để cho bánh xe của đoàn tàu tự động lăn vào đường ray trong trường hợp tàu trật bánh.

1.71. Với cầu bình thường và cầu vượt dù là dùng loại ba lát nào trên cả tuyến, những đoạn đường vào cầu phải thiết kế trên ba lát đá dăm hoặc sỏi với chiều dài mỗi phía đầu cầu như sau: ít nhất là 30m với cầu nhỏ 100m với cầu vừa và 200m đối với cầu lớn.

1.72. Trên đoạn đường vào cầu không ba lát cần phải bố trí chống xô trên đủ một chiều dài tính toán, tùy thuộc vào trắc dọc tuyến đường và hướng xe chở nặng.

10. MẶT CẦU XE CHẠY TRÊN CẦU Ô TÔ VÀ CẦU THÀNH PHỐ

1.73. Lớp phủ mặt cầu ở phần xe chạy làm bằng bê tông át phan hay bằng bê tông xi măng kết hợp bố trí lưới cốt thép đối với cầu lắp ghép.

1.74. Ở cầu thành phố, đỉnh ray của đường tàu điện đi chung với đường ô tô phải bố trí trên cùng một cao độ với mặt đường.

1.75. Kết cấu khe co dãn bố trí trên mặt cầu phải đảm bảo cho các bộ phận tiếp nối nhau chuyển vị dễ dàng và xe cộ chạy qua được êm cũng như phải đảm bảo không thấm nước và không rơi rác bẩn xuống phía dưới.

Kết cấu các khe co dãn để hở còn phải đảm bảo thuận tiện cho công tác kiểm tra và quét dọn máng rãnh.

Trong mọi trường hợp lớp lát mặt cầu bằng bê tông xi măng đều phải cắt đoạn bằng khe hở, còn mặt cầu bê tông át phan chỉ đặt khe hở khi độ chuyển vị của các bộ phận tiếp nối có trị số lớn hơn 1cm.

11. NỐI TIẾP CẦU VỚI ĐƯỜNG VÀO CẦU

1.76. Kết cấu nối tiếp cầu với nền đắp đầu cầu phải đảm bảo xe vào cầu được êm (không bị xóc).

Đối với cầu lớn đường sắt, nền đường cần mở rộng thêm 0,5m mỗi bên trên đoạn dài 10m kể từ mép sau của mố, còn trên đoạn 15m tiếp sau thì vuốt nhỏ dần tới bề rộng bình thường.

1.77. Các mố cầu loại nặng phải bố trí hình dạng và kích thước thế nào để đảm bảo được độ vững chắc như tường chắn để chắn được đất đắp nền đường vào cầu.

Trong cầu đường sắt chỗ tiếp giáp mố với nền đường phải dự kiến kết cấu giữ cho khối ba lát khỏi trượt.

1.78. Khi nối tiếp kết cấu cầu bê tông cốt thép, bê tông, cầu đá với nền đắp của đường vào cầu, cần thực hiện các điều sau đây:

a) Sau khi nền đắp và phần tư nón đã lún rồi, phần mố hoặc đầu hẫng tự do (cầu đường ô tô) tiếp giáp với nền đường phải đặt quá vào đỉnh phần tư nón một đoạn ít nhất là 0,65m (kể cả từ đỉnh nón ở cao độ vai đường đến đầu kết cấu tiếp xúc với nền đắp) nếu chiều cao nền đường đắp dưới 6m, và ít nhất là 1,00m nếu chiều cao nền đắp lớn hơn 6m.

b) Đường dốc ta luy của phần tư nón cầu đường sắt phải nằm dưới và cách mép sau của mặt phẳng đá kê gối (trong mặt phẳng tường cách mố) ít nhất là 0,30m, chân phần tư nón của loại mố không vùi không được đưa quá mép trước của mố.

Điểm giao của khối nón với mặt trước của mố vùi phải cao hơn mực nước tính toán ít nhất là 0,25m.

c) Độ dốc ta luy của khối nón đắp tại mặt tiếp giáp với mặt bên của mố nặng loại không vùi cần phải xác định như sau:

- Trên chiều cao kể từ vai đường xuống không được dốc quá 1:1,00

- Từ đoạn tiếp theo 6m xuống dưới nữa không được dốc quá 1:1,25

Ta luy của khối nón cao hơn 12m phải xác định theo tính toán, nhưng không được nhỏ hơn 1: 1,50.

d) Ta luy khối nón của mố vùi, của trụ biên cầu khung bê tông cốt thép hay cầu kiểu bệ cọc, cũng như ta luy khối nón của các cầu khác trong phạm vi bị nước ngập đều phải có độ dốc nhỏ hơn 1:1,5.

Chú thích: Ở cầu ô tô và cầu thành phố ngoài phạm vi bị ngập nước, độ dốc ta luy khối nón cho phép dùng theo điểm “c”, còn đối với cầu vượt nếu chiều cao đất đắp tới 8,5m thì dùng độ dốc ta luy khối nón 1:1,25.

1.79. Phải dùng loại đất cát hay loại đất khác dễ thoát nước để đắp khối nón bên cầu, cũng như để đắp phần sau mố trên đoạn dài bằng chiều cao mố cộng với 2m ở trên mặt và trên đoạn dài 2m ở dưới chân nền đường.

1.80. Ta luy khối nón đầu cầu và cầu vượt phải gia cố trên suốt cả chiều cao.

a) Bằng xây đá hay bản bê tông nếu dùng độ dốc lớn nhất nêu ở Điều 1.78. “c” và “d”.

b) Bằng các lớp cỏ xếp hay trồng cỏ, nếu dùng độ dốc lớn nhất nêu ở Điều 1.78 “d”.

Chú thích: Cầu ô tô trong phạm vi không bị ngập nước khi mái dốc của khối nón không quá 1:1,5 và khi chiều cao không quá 6m thì cho phép gia cố bằng lát cỏ.

1.81. Các loại gia cố ta luy và chân của khối nón gia cố nền đường đắp trong phạm vi nước ngập ở đường đầu cầu và ở gần cống, cũng như gia cố ta luy các công trình điều tiết phải chọn sao cho phù hợp với điều kiện sóng vỗ, nước chảy theo lưu tốc, ứng với lưu lượng tính toán theo Điều 1.29.

Điểm cao nhất của mái gia cố phải cao hơn các mức nước sau đây (có tính cả dềnh và sóng vỗ vào nền đường):

Mức nước lớn nhất đối với cầu đường sắt

Mức nước tính toán đối với cầu đường ô tô và đường thành phố

Một khoảng ít nhất là 0,50m đối với cầu lớn, cầu vừa;

Một khoảng ít nhất là 0,25m đối với cầu nhỏ và cống.

12. THOÁT NƯỚC VÀ CÁCH NƯỚC

1.82. Phải đảm bảo thoát nước tốt và có điều kiện thông gió cho các kết cấu cầu.

Trong cầu đường sắt có máng ba lát thì nước phải thoát trên máng theo độ dốc dọc và ngang ít nhất là 30‰ và thoát ra ngoài bằng các ống thoát nước.

Trong cầu đường ô tô và đường thành phố mặt cầu xe chạy thông thường phải tạo dốc dọc và trong mọi trường hợp phải có dốc ngang 15-20‰ không phụ thuộc vào độ dốc dọc.

Tùy theo chiều dài cầu, nước chảy thoát dọc bờ đá vỉa, thoát thẳng ra ngoài cầu hoặc thoát qua các ống thoát nước

Để thoát nước sau mố cần bố trí các rãnh ngầm thoát nước.

1.83. Toàn bộ mặt trong máng ba lát của kết cấu nhịp và mố, cũng như mặt bản đường xe chạy phải được bảo vệ chắc chắn bằng lớp cách nước trên có lớp bảo vệ. Trên mặt phẳng ngang của mố trụ phải làm mái thoát nước.

Với cầu đường ô tô khi có lý do xác đáng cho phép không làm tầng cách nước và phải tuân theo các chỉ dẫn kỹ thuật riêng.

1.84. Lớp cách nước phải hoàn toàn không thấm nước, dẻo bền vĩnh cửu và chịu nóng. Lớp này tạo bằng ma tít bituym giữa có xen 3 lớp vật liệu giấy tẩm bi-tuym đối với cầu đường sắt và 2 lớp đối với cầu đường ô tô và đường thành phố.

Khi có căn cứ kỹ thuật xác đáng, cho phép dùng cấu tạo lớp cách nước đơn giản hơn qui định nói trên.

Tầng phòng nước bằng chất dẻo được phép dùng theo qui định riêng.

1.85. Khe nối của máng ba lát và của bản mặt cầu xe chạy ở những nơi tiếp giáp giữa các nhịp với nhau, giữa nhịp với mố cũng như giữa các khối lắp ráp và ở các khe co giãn phải đảm bảo phủ thế nào để tầng cách nước không bị đứt quãng.

Cho phép cắt đứt tầng phòng nước trên các khe nối trong:

Chỉ ở đỉnh phân thủy với điều kiện giữ cho khe nối khỏi bị đá ba lát rớt xuống khe, đối với cầu đường sắt.

Khi có chuyển vị lớn hơn 1cm với điều kiện bố trí thoát nước ở ngay khe nối đó đối với cầu ô tô và cầu thành phố.

1.86. Ống thoát nước phải có đường kính trong tối thiểu 150mm làm bằng vật liệu bền chống được tác dụng của khí quyển và trên mặt phải có nắp đậy. Phải đặt ống thoát nước thế nào để thoát nước được nhanh và khi nước thoát không chảy vào mặt ngoài của công trình hoặc chảy lên nền đường nằm dưới cầu. Muốn vậy trong trường hợp cần thiết có thể đặt ống máng dọc, ống thoát nước thẳng đứng và giếng tụ.

1.87. Mặt phẳng đứng và mặt nghiêng của mố cầu trong phạm vi ngập trong đất phải quét một lớp cách nước, còn đối với đá xây trong trường hợp này phải phủ một lớp vữa xi măng.

1.88. Mặt ngoài của cống bê tông cốt thép tiếp xúc với đất cần phải phủ một lớp vật liệu cách nước.

Khe nối giữa các đoạn cống hay đốt cống phải trát bằng vật liệu cách nước đàn hồi.

13. THIẾT BỊ KHAI THÁC

1.89. Tất cả các bộ phận nhịp cầu, các mặt ngoài nhìn thấy được của cống và mố trụ cũng như các mặt trong của kết cấu rỗng của cầu phải đảm bảo vào tận nơi được để kiểm tra và bảo quản một cách an toàn. Muốn thế cần dự kiến các cửa nhỏ, cầu thang, lan can phòng hộ, các thiết bị kiểm tra đặc biệt để làm việc được ở ngoài khổ giới hạn tàu xe qua lại và dự kiến thiết bị nổi trên sông để kiểm tra.

Để theo dõi vị trí các mố trụ, trong thiết kế cần dự kiến bố trí các mốc tiêu đặc biệt.

1.90. Phải làm lan can kiểm tra ở mạ trên dầm chạy dưới và khi chiều cao từ mặt đất (hay mặt nước thấp) đến đỉnh trụ cao hơn 5m (mà kích thước trên đỉnh trụ có thể lên kiểm tra được) thì phải làm lan can trên đỉnh trụ.

1.91. Đối với kết cấu đường xe chạy dưới, nếu khẩu độ dài hơn 60m, cần làm giá kiểm tra di động để kiểm tra phần xe chạy, còn với kết cấu nhịp có phần mặt chạy trên, kết cấu đường kiểm tra thường phải làm bằng vật liệu không cháy.

1.92. Với nhịp cầu thép chạy dưới, có khẩu độ lớn hơn 80m cần bố trí giá kiểm tra di động trên suốt dọc mặt bằng mạ trên.

1.93. Ở mỗi đầu cầu, cầu vượt, cống khi chiều cao lớn hơn 2m thông thường phải đặt một hoặc hai (khi cần thiết) đường bậc thang cố định theo mái dốc.

1.94. Đối với cầu đường sắt dài trên 50m và cầu chui kiểu hầm thì ở mỗi bên đường cứ cách 50m phải dự kiến một chỗ đứng tránh tàu đặt so le nhau ở cao độ ngang với đường sắt.

1.95. Trên đường đắp đầu cầu ô tô, cầu vượt và cống cần đặt các thiết bị phòng hộ (cọc tiêu).

1.96. Trên cầu phải đặt các thiết bị phòng hỏa theo các qui định hiện hành.

1.97. Những kết cấu thép của cầu đặt cách các bộ phận của mạng tiếp điện có điện áp cao, một khoảng cách nhỏ hơn 5m, và những kết cấu gắn sứ cách điện của mạng tiếp điện trên các công trình cầu bê tông cốt thép, bê tông và cấu đá đều phải nối với đất bằng thiết bị nối đất đặc biệt.

1.98. Ở những cầu vượt và cầu bộ hành, thiết kế nằm trên các tuyến đường sắt điện khí hóa, phải dự kiến ván chắn hoặc lưới an toàn để ngăn cách mạng lưới tiếp điện có điện áp cao.

1.99. Các cầu lớn cầu vừa phải có thiết kế để đạt đường dây thông tin cho tuyến đường đó và các đường dây khác được phép cho qua cầu, còn trên đường sắt phải có dự kiến thiết bị để treo các dây dẫn của mạng tiếp điện.

Trong trường hợp cần thiết phải đặt thiết bị chiếu sáng và các báo hiệu đường thủy.

Cấm dùng đai thép để liên kết các giá đỡ và giá treo vào các cấu kiện cầu.

Các đường dây thông tin và các đường dây khác đặt trên cầu phải đảm bảo không trở ngại cho việc thi công sửa chữa và bảo dưỡng cầu.

Ở cầu thành phố khi lề đường người đi hai bên rộng từ 3m trở lên, thì các cột điện của mạng tiếp điện và mạng chiếu sáng có thể đặt ở ngay cạnh bờ vỉa

1.100. Thông thường trên cầu cấm đặt đường dây dẫn điện cao thế.

Khi có lý do đặc biệt mới được phép đặt các đường dẫn nhiệt, đường ống nước, đường dẫn nước mưa. Còn đường ống dẫn hơi đốt, ống dẫn dầu, ống thoát nước bẩn thì cấm đặt trên cầu.

1.101. Các cầu mở nhịp phải có tín hiệu đóng mở đặt cách đầu cầu ít nhất là 50m. Chỉ cần đã hoàn toàn đặt vào vị trí bình thường mới được phát triển tín hiệu mở cầu.

Đối với cầu mở nhịp trên đường sắt cũng như cầu một đường trên những đoạn đường đôi phải làm đường cụt bảo hiểm (hoặc làm đường tránh nạn) hay đặt thiết bị ngăn đường để đảm bảo an toàn.

Ở cầu dài trên 500m cần phải đặt đèn hiệu cản đường và khi cần thiết phải đặt pháo hiệu.

1.102. Gần các cầu lớn cần phải dự kiến kho cất vật liệu dụng cụ, nhà bảo vệ và các thiết bị dụng cụ duy tu cầu. Khi cần thiết phải làm nhà ở cho nhân viên duy tu cầu.

Chương 2.

TẢI TRỌNG VÀ HỆ SỐ TẢI TRỌNG

1. TỔ HỢP TẢI TRỌNG

2.1. Khi tính toán kết cấu và nền móng cầu cống phải xét những tải trọng và tác động có khả năng phát sinh đối với công trình đó trình bày trong bảng 2-1.

Sự phân bố tải trọng do trọng lượng bản thân kết cấu nhịp kiểu dầm được tính là tải trọng rải đều theo chiều dài nhịp, nếu như tải trọng không đều trên thực tế lớn hơn trị số trung bình không quá 10%.

Qui luật biến đổi của mật độ phân bố tải trọng giữa đỉnh vòm và chân vòm được phép coi là phân bố theo đường parabôn bậc 2 hay theo đường cong thuận khác mà không phụ thuộc vào kiểu kết cấu trên vòm.

2.6. Tác động tiêu chuẩn của ứng suất trước trong kết cấu xác định theo trị số lực căng (nén) dự kiến trong đồ án thiết kế ở thời điểm kết thúc quá trình tạo ứng suất trước trong kết cấu.

Trị số mất mát tiêu chuẩn của ứng suất trước phải xét trong từng trường hợp ứng với giai đoạn tính toán (chế tạo, xếp dỡ vận chuyển, lắp ráp và sử dụng).

Đối với kết cấu bê tông cốt thép, trị số mất mát tiêu chuẩn lấy theo phụ lục 18.

Khi tính về cường độ, tác động của ứng suất trước sẽ không xét đến, nếu cốt thép ứng suất trước đặt ở vùng chịu kéo.

Chú thích: 1. Trong tính toán không cần xét tới sự tăng nhất thời ứng suất trước cho phép trong quá trình căng cốt thép theo quy trình công nghệ.

2. Trường hợp có lý do thích đáng thì có thể chỉnh lý lại các trị số mất mát tiêu chuẩn dựa vào các số liệu thực nghiệm nhất thiết phải làm đối với những mẫu đầu tiên của mỗi loại công trình.

2.7. Áp lực đất tiêu chuẩn trên mố trụ và trên đốt cống do trọng lượng bản thân của đất lấy như sau (tính bằng T/m²).

a) Áp lực thẳng đứng P = cg_H H.

b) Áp lực nằm ngang e_p = mg_H H.

Trong đó:

H: Chiều cao của tầng đất, đối với mố cầu lấy theo phụ lục 6 và với các đốt cống lấy theo phụ lục 7.

m = tg² - Hệ số áp lực ngang của đất đắp.

j_H và g_H – Góc ma sát trong tiêu chuẩn và dung trọng tiêu chuẩn của đất lấy theo chương VII.

c – Hệ số không thứ nguyên lấy bằng 1 đối với mố trụ, với đốt cống xác định theo phụ lục 7.

2.8. Áp lực nước tính tiêu chuẩn, đối với những phần công trình và đất nằm dưới mực nước mặt hay nước ngầm tính như sau:

- Trong đất cát, cát sét, sét cát và bùn thì trong mọi trường hợp đều phải xét đến.

- Trong đất sét khi áp lực này gây ra những điều kiện tính toán bất lợi thì phải xét đến. Mức nước bất lợi nhất là mực nước cao nhất hay thấp nhất.

Xét tác động của áp lực nước tĩnh bằng cách:

a) Giảm áp lực tiêu chuẩn lên nền gây ra do trọng lượng bản thân các bộ phận công trình và trọng lượng đất nằm trên gờ móng (hay trên các cấu kiện khác của công trình).

b) Giảm cường độ tính toán của đất no nước thuộc loại cát sét, sét cát và đất bùn trong nền công trình theo như chương VII.

Dung trọng của đất có xét áp lực nước tĩnh g_B3B tính theo công thức sau:

g_B3B =

Trong đó:

e: Hệ số rỗng của đất (tỷ số của thể tích lỗ rỗng trên thể tích phần khoáng vật).

g_o: Tỷ trọng đất, lấy bình quân: 2,7-2,8T/m³.

D: Dung trọng nước lấy bằng 1T/m³.

Chú thích: 1. Khi chiều sâu đặt móng không quá 5m và khi móng đặt trên đá thì cho phép chỉ tính áp lực nước tĩnh lúc kiểm toán về ổn định vị trí mố trụ cầu.

2. Khi tính toán móng về cường độ theo công thức qui ước của điều 7-8 thì không cần tính áp lực nước.

2.9. Tác động co ngót tiêu chuẩn của bê tông cần xét đối với hệ thống cầu siêu tĩnh ngoài có lực đẩy ngoài và giả định tương đương với mức giảm nhiệt độ như sau:

a) Đối với kết cấu bê tông cốt thép – giảm đi 20^oC

b) Đối với kết cấu bê tông – giảm đi 30^oC

Chú thích: 1. Nếu trong thiết kế có dự kiến trình tự thi công đổ bê tông kết cấu để ngăn ngừa hiện tượng co ngót xuất hiện trước lúc khớp kết cấu (kể cả kết cấu lắp ghép) thì trị số tương đương giảm nhiệt độ nói trên có thể được giảm nữa nếu có căn cứ xác đáng, nhưng không được giảm thêm quá 10^o.

2. Khi tính từ biến của bê tông thì tác động co ngót bê tông lấy theo các yêu cầu của chương IV và V.

3. Không xét tác động co ngót bê tông trong trường hợp tác động này làm giảm toàn bộ tác động tính toán.

4. Tác động co ngót của bê tông trong kết cấu bê tông ứng suất trước và kết cấu liên hợp thì tính theo chương IV và V.

2.10. Tác động tiêu chuẩn do lún của đất trong nền mố trụ cầu có kết cấu nhịp thuộc hệ siêu tĩnh ngoài xác định theo kết quả tính toán đất nền phù hợp với chỉ dẫn thuộc chương VII.

2.11. Hệ số tải trọng n của những tải trọng tĩnh nêu trong các điều 2.5 đến 2.10 và những tác động tính toán ứng với nội dung đã trình bày trên, lấy theo bảng 2-3, khi tính theo trạng thái giới hạn thứ nhất đối với bất kỳ tổ hợp tải trọng nào.

Bảng 2-3

HỆ SỐ TẢI TRỌNG n CỦA NHỮNG TĨNH TẢI

Chú thích: 1. Hệ số n ở mỗi dòng trong bảng dùng trong phạm vi cả một bộ phận công trình như: kết cấu nhịp, mố trụ, cống, lăng thể phá hoại.

2. Trị số n lớn hơn (hay bé hơn) đơn vị là đối với trường hợp tải trọng làm tăng (hay giảm) tổng tác động tính toán nhằm đạt được điều kiện chịu lực bất lợi nhất cho kết cấu.

3. Những tác động của ứng suất trước và những mất mát của ứng suất trước đều dùng hệ số tải trọng n như nhau.

4. Khi xác định tải trọng tính toán do áp lực đất, không những phải tính hệ số tải trọng, mà trong công thức ở điều 2.7 còn phải thay trị số tính toán góc ma sát trong bằng j = j_H ± 5^o tùy theo trị số nào gây ra tổng tác động tính toán lớn nhất.

Trong đó j_H – trị số tiêu chuẩn góc ma sát trong.

3. HOẠT TẢI VÀ TÁC ĐỘNG CỦA CHÚNG

2.12. Hoạt tải thẳng đứng tiêu chuẩn (có xét tới phát triển tương lai) lấy như sau:

Do đoàn tàu đường sắt trên đường đơn gây ra.

a) Trên đường sắt khổ hẹp 1000mm khi tính về cường độ, ổn định hay khi tính về trạng thái giới hạn thứ hai, thứ ba thì dùng tải trọng cấp T-14.

b) Trên đường sắt khổ rộng 1435mm khi tính về cường độ, ổn định hay khi tính về trạng thái giới hạn thứ hai, thứ ba thì dùng tải trọng cấp T-Z sau đây:

- Đường cấp I, II: T-26

- Đường cấp III dùng T-22

c) Tính toán về độ chịu mỏi do đoàn tàu khi đặt tải trên tất cả các đường và trong các tính toán khác khi đặt tải trên đường thứ hai và đường thứ ba thì dạng tải trọng T-Z phải được triết giảm một hệ số e - lấy theo bảng 2-4.

Do đoàn ô tô hay một xe nào khác trên đường ô tô và đường thành phố gây ra đối với tất cả các công trình (trừ công trình bằng gỗ) thì dùng dạng tải trọng sau đây:

Dùng tải trọng H30 và XB80 cho các tuyến đường liên lạc quốc tế, đường trục chính yếu có ý nghĩa quan trọng về kinh tế, chính trị, văn hóa, quốc phòng phục vụ cho toàn quốc, có cường độ vận tải trong tương lai rất lớn, cũng như các đường vận chuyển lớn nối liền các khu vực công nghiệp quan trọng và các thành phố lớn nối vào đường trục chính quốc gia thuộc đường ô tô từ cấp IV trở lên

- Dùng tải trọng H10 và X60 hay H13 và X60 cho các đường địa phương trong tỉnh, đường giao thông công nghiệp và các đường kinh tế trong tỉnh thuộc hệ thống đường cấp IV trở xuống.

Chú thích:

1. Việc lựa chọn tải trọng xe bánh (hay xích) phải có căn cứ thích hợp và phải được thỏa thuận của các cơ quan hữu quan.

2. Đối với cầu qua các thành phố lớn, qua khu dân cư, phải xét tới qui hoạch tương lai mà xác định cấp tải trọng cho phù hợp.

3. Qui định cấp tải trọng này không áp dụng cho các đường chuyên dụng lớn, cầu lớn đặc biệt, các cầu khôi phục tạm thời và các cầu đường nông thôn.

4. Đối với cầu vừa và cầu lớn trên các đường cấp IV trở xuống có thể dùng tải trọng H30, XB80 nhưng phải được cấp phê chuẩn xét duyệt thiết kế.

5. Khi tính toán về độ chịu mỏi, không dùng tải trọng xe bánh (hay xích), còn khi tính toán theo trạng thái giới hạn thứ ba thì dùng tải trọng đó với hệ số 0,8

Trị số các tải trọng tiêu chuẩn và nguyên tắc đặt tải trọng trên đường ảnh hưởng nêu trong phụ lục 8 và 9.

2.13. Trong mọi tính toán các cấu kiện chịu tải đồng thời trên một số đường (số làn xe) với chiều dài đặt tải lớn hơn 25m thì hoạt tải tiêu chuẩn thẳng đứng T-Z, eT, H30, H13, H10 đều phải xét tới hệ số ghi trong bảng 2-5.

Bảng 2-5

^*Với đường sắt không đặt quá 3 đoàn tàu trên 3 đường cùng một lúc.

2.14. Trong mọi tính toán các cấu kiện cầu đường sắt, đường bộ đi chung mà tổ hợp bất lợi là đặt tải đồng thời trên cả đường sắt và mặt cầu đường ô tô thì hoạt tải thẳng đứng tiêu chuẩn sẽ tác động ít hơn, giảm 25%.

2.15. Tải trọng thẳng đứng do đoàn tàu toa rỗng của đường sắt lấy bằng 1T/m dài.

2.16. Áp lực đất nằm ngang tiêu chuẩn tác động lên mố do hoạt tải thẳng đứng đặt trên lăng thể phá hoại gây ra tùy thuộc trị số tải trọng, chiều cao đất đắp, đặc trưng của đất, kiểu kết cấu mố trụ và điều kiện đặt tải trên lăng thể phá hoại, tính theo phụ lục 10.

2.17. Áp lực tiêu chuẩn của đất lên đốt cống và đoạn cống do hoạt tải thẳng đứng gây ra (tính bằng đơn vị tấn trên 1m² hình chiếu tương ứng của đường viền ngoài cống) xác định như sau:

a) Áp lực thẳng đứng do đoàn tàu đường sắt gây ra tính theo công thức:

q =

b) Áp lực nằm ngang tính theo công thức:

e_q = m q

Do hoạt tải thẳng đứng của đường ô tô và thành phố gây ra khi chiều cao đất đắp trên cống: lớn hơn hay bằng 1m (đối với XB80) tính theo công thức:

q =

Nhỏ hơn 1m thì xét sự phân bố của áp lực đó trong đất đắp dưới góc 30^o với đường thẳng đứng

Ở đây:

Z: Cấp hoạt tải thẳng đứng tiêu chuẩn của đoàn tàu.

H: Chiều cao đất đắp tính từ mặt trên của cống đến đáy tà vẹt hay đến mặt trên của lớp phủ mặt đường, tính bằng mét.

m: Hệ số lấy theo Điều 2.7

2.18. Tải trọng nằm ngang tiêu chuẩn theo hướng ngang do lực ly tâm gây ra đối với cầu đặt trên đường cong có bán kính là R mét tính dưới dạng tải trọng rải đều C(T/m)

Đối với đường sắt, lực ly tâm có điểm đặt ở độ cao 2m kể từ đỉnh ray, với một đường đơn tính theo công thức sau:

Đối với cầu thép, cầu bê tông cốt thép, cầu bê tông và cầu đá:

- Khi V_k ≤ 135km/h

C = k

Nhưng không lớn hơn 0,15k

Trong đó:

k: Hoạt tải thẳng đứng rải đều tương đương tiêu chuẩn ứng với đường ảnh hưởng chịu tải trọng nằm ngang tính theo T/m theo phụ lục 8.

Đối với cầu ôtô và cầu thành phố trên đường cong bán kính không quá 600m thì lực ly tâm tác dụng ở cao độ đỉnh của mặt đường xe chạy, với mỗi làn xe tính theo công thức sau:

C =

Nhưng ít nhất là 0,15P/l.

Khi R < 250m và ít nhất là:

khi R ≥ 250m

Trong đó:

P – Trọng lượng chiếc xe nặng trong đoàn xe tính toán (T).

 - Tổng trọng lượng các xe trong đoàn xe tính toán (T)

l – Chiều dài đường ảnh hưởng, nhưng không lớn hơn chiều dài nhịp (m).

2.19. Tải trọng nằm ngang tiêu chuẩn theo hướng ngang do xe lắc gây ra của đoàn tàu đường sắt trên đường sắt đơn lấy dưới dạng tải trọng rải đều (T/m) đặt ở đỉnh ray và xác định theo công thức sau:

S = 0,025Z

Trong đó

Z: Cấp hoạt tải thẳng đứng tiêu chuẩn của đoàn tàu.

a) của tải trọng ôtô lấy bằng 0,4T/m với tải trọng thẳng đứng là H30, và 0,2T/m với H10, H13 ứng với bất kỳ số làn xe là bao nhiêu.

b) của tải trọng bánh xích hay bánh nặng lấy dưới dạng lực tập trung, với xe XB80 là 5T, với xe X-60 là 4T.

Tải trọng nằm ngang theo hướng ngang do xe lắc, gây ra được coi như đặt ở trên đỉnh mặt đường xe chạy hay trên đá vỉa (gờ chắn bánh).

2.20. Tải trọng nằm ngang tiêu chuẩn theo hướng dọc do lực hãm hay lực kéo gây ra lấy như sau:

Đối với cầu đường sắt tải trọng rải đều t, đặt ở độ cao 2 m kể từ đỉnh ray tác dụng dọc theo đường sắt về bất kỳ phía nào.

Trị số của tải trọng nói trên lấy bằng 10% trọng lượng hoạt tải tiêu chuẩn theo phụ lục 8.

Tải trọng do lực hãm hay lực kéo tính như sau: với cầu đường sắt đôi, tính lực hãm do một đường gây ra, cầu ba đường hay nhiều đường hơn nữa thì tính lực hãm do hai đường gây ra.

Đối với cầu đường ôtô và cầu thành phố một làn xe theo một hướng thì lấy dưới dạng lực tập trung, đặt ở cao độ đỉnh mặt đường xe chạy và bằng 0,3P, 0,6P và 0,9P khi chiều dài đặt tải trọng tương ứng là từ 25m trở xuống, từ trên 25m đến 50m và lớn hơn 50m, trong đó P – trọng lượng chiếc ôtô nặng trong đoàn xe. Khi có nhiều làn xe theo một hướng thì lực hãm tính với tất cả các làn

Lực kéo và lực hãm của hoạt tải trên phạm vi lăng thể phá hoại đều không tính.

Lực dọc nằm ngang do lực hãm và do lực kéo gây ra sẽ truyền qua các gối cố định của cầu kiểu dầm hay các mố trụ của cầu có lực đẩy ngoài và phân bố đều giữa các gối đó. Lực dọc nằm ngang truyền qua gối di động thì mặc dù nó truyền vào gối cố định như thế nào, vẫn qui ước lấy như sau:

a) Trường hợp gối trượt lấy bằng 50% toàn bộ lực dọc.

b) Trường hợp gối con lăn, con lăn vát, con lăn hình quạt thì lấy bằng 25% toàn bộ lực dọc, nhưng không lớn hơn lực ma sát theo Điều 2.28.

c) Trường hợp trên một trụ đặt hai gối khác nhau (gối di động và gối cố định) thì lực dọc truyền lên trụ lấy bằng tổng các lực dọc truyền qua những gối, của hai nhịp hai bên trụ ấy. Tổng các lực này lấy không lớn hơn lực dọc truyền từ nhịp lớn hay truyền từ một trong hai nhịp bằng nhau tới trong trường hợp nếu nhịp này kê trên gối cố định đặt trên trụ đó.

Chú thích: Cho phép không tính áp lực thẳng đứng và mô men do chuyển rời lực hãm hay lực kéo từ điểm tác dụng của chúng đến:

a) Trọng tâm gối khi tính mố trụ cầu

b) Đáy ray khi tính mố

c) Tim dầm ngang của khung – khi tính kết cấu khung

2.21. Hoạt tải thẳng đứng tiêu chuẩn của đường người đi và của cầu bộ hành tính như sau:

- Đối với cầu bộ hành và đường người đi của các loại cầu lấy là 300kg/m².

- Đối với đường người đi của cầu đường sắt có ba lát lấy là 1000kg/m².

Đối với đường công vụ dùng cho người đi trên cầu đường sắt, tải trọng nói trên được xét tới trong khi chỉ có tĩnh tải tác dụng, còn trong tính toán các cấu kiện khác của kết cấu nhịp thì không xét.

Tải trọng tiêu chuẩn trên đường người đi của cầu đường ô tô và cầu thành phố không tính đồng thời với tải trọng tiêu chuẩn của xe bánh nặng và xe xích XB80, X60

Áp lực tập trung tính toán khi có các tải trọng khác tác dụng thì lấy như sau:

a) Lực thẳng đứng đối với ván sàn đường người đi là 180kg.

b) Lực thẳng đứng hay lực nằm ngang đối với tay vịn của lan can là 130kg.

2.22. Hệ số động lực (1+m) của hoạt tải đoàn tàu đường sắt và đoàn xe ô tô lấy như sau:

1. Đối với hoạt tải thẳng đứng

a) Với những cấu kiện của kết cấu nhịp bằng thép, kể cả những cấu kiện kết cấu nhịp thép liên hợp với bê tông và đối với những mố trụ bằng thép của cầu đường sắt các kiểu không kể là chạy trên hay chạy dưới đều tính:

1 + m= 1 +

Nhưng không được nhỏ hơn 1,2 khi tính về cường độ và không nhỏ hơn 1.10 khi tính về độ chịu mỏi.

Cầu đường ô tô và cầu thành phố các kiểu trừ cột và giàn chủ của cầu treo, đều tính:

1 + m = 1 +

Cột và giàn chủ của cầu treo tính là:

1 + m = 1 +

b) Đối với những kết cấu nhịp dầm bê tông cốt thép và kết cấu khung (kể cả những kết cấu bên trên vòm kiểu rỗng) với những mố trụ cầu rỗng bằng bê tông cốt thép và ống cống trên:

Đường sắt khi chiều dày ba lát nhỏ nhất là 0,25m (kể từ đáy tà vẹt)

1 + m = 1 +

Nhưng không nhỏ hơn 1,15 khi tính về cường độ và không nhỏ hơn 1,10 khi tính về độ chịu mỏi.

Khi chiều dày ba lát, kể cả đất đắp, lớn hơn 0,25m nhưng nhỏ hơn 1,0m thì hệ số động lực xác định bằng cách nội suy từ các trị số tính được theo mục “b” và “c”.

Đường ô tô và đường thành phố nếu không có đất đắp:

Khi l ≤ 5m; 1 + m = 1,3

Khi l ≥ 45m; 1 + m = 1,0

Khi 5 < l < 45 thì 1 + m tính bằng cách nội suy.

c) Đối với kết cấu nhịp vòm bằng bê tông cốt thép, bê tông và đá có phần kết cấu bên trên là vòm kiểu đặc, với mố trụ đặc và cống, nền và móng cầu cống đường sắt khi chiều dày ba lát (kể cả đất đắp) không nhỏ hơn 1,0m, nền và móng cầu cống đường ô tô, đường thành phố khi chiều dày đất đắp không nhỏ hơn 0,5m và đối với cả những cấu kiện đã nêu trong mục “b” thì:

1 + m = 1,0

d) Với kết cấu nhịp vòm và cuốn vòm bê tông cốt thép có lực đẩy ngoài và với kết cấu phần trên vòm kiểu rỗng thì:

Đối với cầu đường sắt

1 + m = 1 +

Trong đó:

f: Mũi tên vòm

l: Khẩu độ vòm

Đối với cầu đường ô tô và đường thành phố:

Khi l ≤ 20m; 1 + m = 1,2

Khi l ≥ 70m; 1 + m = 1,0

Khi 20 < l < 70m; 1 + m tính theo nội suy

2. Đối với hoạt tải nằm ngang và với áp lực đất do hoạt tải thẳng đứng gây ra:

1 + m = 1,0

Trị số l (tính bằng mét) trong những công thức nói trên lấy như sau:

a) Đối với những cấu kiện của mặt cầu xe chạy, những cấu kiện chỉ chịu tải trọng cục bộ, và đối với những cấu kiện của mố trụ - lấy bằng chiều dài đặt tải của đường ảnh hưởng nội lực (ứng suất) tương ứng, xác định như một tổng chiều dài của các đoạn đặt tải.

Đối với cầu cống đường sắt trị số l lấy ít nhất là 3m (trong đó bao gồm cả chiều dài đoạn phân cách khác dấu không đặt tải) còn khi tính toán bản máng ba lát mặt cầu (hướng ngang thì giả thiết bằng 0)

b) Đối với những cấu kiện chính của dàn chủ (dầm, vòm, khung) thì l lấy bằng chiều dài của nhịp, hay chiều dài đặt tải trọng của đường ảnh hưởng nếu chiều dài này lớn hơn chiều dày nhịp.

Chú thích: 1. Hệ số động lực của hoạt tải xe XB80, X60 và cả hệ số động lực của hoạt tải đường người đi và của cầu bộ hành tính bằng

1 + m = 1,0

2. Trong cầu dùng chung cho đường sắt và đường ô tô thì hệ số động lực của tải trọng nào dùng cho tải trọng ấy.

2.23. Hệ số tải trọng của loại hoạt tải và tác động của chúng nêu ở những điều từ 2.12 đến 2.21 lấy như sau:

1. Với tổ hợp tải trọng chính:

a) Do đoàn tàu đường sắt gây ra đối với cấu:

n          1,30      1,15      1,10

khi        l          0          50   ≥    150

trong đó l- chiều dài đặt tải của đường ảnh hưởng xác định theo Điều 2.22 nhưng không tính chiều dài những đoạn đặt toa xe rỗng.

Những trị số n trung gian xác định bằng cách nội suy: đối với cống qui ước l = 0

b) Do đoàn tàu rỗng n = 1,0

a) Do đoàn ô tô:

n = 1,4

b) Do tải trọng xe bánh và xe xích:

n = 1,1

c) Do tải trọng đường người đi (trừ đường công vụ) và cầu bộ hành n = 1,4; đối với đường người đi cho công vụ và tay vịn n = 1,1.

2. Với tổ hợp tải trọng phụ, hệ số tải trọng bằng 0,8n.

3. Với tổ hợp tải trọng đặc biệt hệ số tải trọng bằng 0,7n.

Chú thích: Khi xác định tải trọng tính toán của áp lực đất do hoạt tải thẳng đứng sinh ra thì góc ma sát trong tính toán phải lấy theo chỉ dẫn ở điều 2.11.

4. HOẠT TẢI VÀ TÁC ĐỘNG KHÁC

2.24. Tải trọng gió nằm ngang tiêu chuẩn theo hướng ngang tính theo cường độ gió trên bề mặt chắn gió tính toán như sau:

a) Khi trên cầu có hoạt tải thẳng đứng:

đối với cầu đường sắt 100kg/m²

với cầu ô tô và cầu thành phố: 50 kg/m²

b) Khi trên cầu không có hoạt tải đứng: 180kg/m²

c) Khi xét tổ hợp tải trọng đặc biệt (kể cả khi lắp ghép) 50kg/m²

Bề mặt chắn gió tính toán xác định như sau:

1. Đối với những kết cấu công trình thì lấy theo đường viền thiết kế của kết cấu, tức là theo diện tích hình chiếu các bộ phận kết cấu trên mặt phẳng thẳng đứng trực giao với hướng gió và có xét tới hệ số sau:

Đối với dầm dàn hoa:

Khi có 2 dàn – 0,4

Khi có 3 hay nhiều dàn – 0,5

Đối với diện tích của vòm dàn hoa nằm giữa những thanh mạ và đối với mố trụ rỗng – 0,5.

Đối với diện tích của vòm dàn ở khoảng giữa từ mạ dưới tới thanh giằng hay ở khoảng giữa từ mạ trên tới mặt cầu và diện tích của phần kết cấu bên trên vòm rỗng – 0,2.

Đối với kết cấu nhịp đặc, mố trụ đặc và đối với những cấu kiện của mặt đường xe chạy 1,0.

Đối với lan can 0,3 – 0,8.

2. Đối với đoàn tàu đường sắt coi là một dải đặc có chiều cao là 3m, điểm tác dụng của áp lực gió ở cách đỉnh ray 2m.

Đối với đoàn xe ô tô và các đơn vị vận tải khác đều không tính áp lực gió trên xe.

Sự phân bố tải trọng gió theo chiều dài nhịp được phép coi là rải đều.

Chú thích: 1. Mặt chắn gió tính toán của phần đường xe chạy lấy bằng toàn bộ bề mặt bên của nó.

2. Tải trọng gió ở điều “b” không tính đồng thời với tải trọng do thuyền bè va.

3. Trong tải trọng gió đã có xét tới hệ số khí động 1,4.

2.25. Tải trọng gió nằm ngang tiêu chuẩn theo hướng dọc tác dụng trên kết cấu nhịp kiểu dàn hoa tính bằng 60% tải trọng gió tiêu chuẩn theo hướng ngang tác dụng vào dàn chủ.

Tải trọng gió nằm ngang theo hướng dọc tác dụng lên mố trụ phần cao hơn mặt đất hoặc mực nước thấp nhất thì cũng lấy với cường độ trên 1m² của mặt chịu gió tính toán tương ứng giống như tải trọng gió theo hướng ngang.

Lực nằm ngang do tải trọng gió hướng dọc gây ra tác dụng trên kết cấu nhịp coi như truyền xuống mố trụ giống như cách truyền lực của lực nằm ngang theo hướng dọc do lực hãm hay lực kéo gây ra (xem Điều 2.20).

Chú thích: Không tính tải trọng gió hướng dọc tác dụng vào kết cấu nhịp đặc, vào phần mặt đường xe chạy và đoàn xe.

2.26. Tải trọng tiêu chuẩn do lực va chạm của tàu bè tác dụng lên mố trụ cầu lấy theo bảng 2-6 và phụ thuộc vào trọng tải toàn phần của tàu.

Bảng 2-6

Tải trọng do va tàu đặt tải giữa chiều rộng hai chiều dài của mố trụ ở cao độ mức nước thông thuyền tính toán; trừ trường hợp mố trụ có làm phần nhô ra để cố định cao độ tác dụng của tải trọng này, và trường hợp tải trọng tác dụng ở cao độ thấp hơn lại gây tác dụng bất lợi hơn.

Chú thích:

1. Đối với mố trụ có bảo vệ khỏi va, không tính tải trọng nói trên.

2. Đối với mố trụ cầu ôtô móng là một hàng cọc bê tông cốt thép và đường vận tải thủy có tàu trọng tải toàn phần dưới 300 tấn, thì tải trọng hướng dọc theo tim cầu được giảm 50%.

2.27. Tác động thay đổi nhiệt độ đối với những kết cấu cầu siêu tĩnh ngoài thuộc hệ có lực đẩy ngoài bằng bê tông cốt thép, thép, bê tông và bằng đá, và cả đối với những kết cấu thép liên hợp với bê tông cốt thép thì tính toán tùy theo điều kiện xây dựng và điều kiện địa phương; khi đó dùng hệ số nở dài như sau:

Đối với thép 0,000012 (đối với thép trong kết cấu liên hợp thì được phép lấy bằng 0,00001).

Đối với bê tông và bê tông cốt thép: 0,00001

Đối với khối xây bằng đá thiên nhiên: 0,000008.

Biến đổi nhiệt độ tiêu chuẩn lấy như sau:

a) Đối với kết cấu thép và kết cấu liên hợp thép với bê tông, khi không có các chỉ dẫn hợp lý khác trong nhiệm vụ thiết kế cho mỗi công trình và cho các khu vực từ đèo Hải Vân trở vào phía Nam, thì lấy bằng + 0^oC và + 60^oC.

b) Đối với kết cấu bê tông cốt thép, bê tông và đá sẽ tùy theo đường đẳng nhiệt ở nơi đặt công trình, kích thước của cấu kiện và mức độ cấu kiện lộ ra ngoài để chịu ảnh hưởng của nhiệt độ không khí, lấy phù hợp với phụ lục 11. Nhiệt độ cao nhất lấy theo đường đẳng nhiệt tháng 6 hoặc tháng 7, nhiệt độ thấp nhất lấy theo đường đẳng nhiệt tháng giêng. Các khu vực từ đèo Hải Vân trở vào phía Nam thì lấy bằng + 5^oC và 55^oC.

Nhiệt độ khớp công trình lấy trong khoảng từ 15-30% trên 0^o tùy theo khí hậu địa phương (tính với điều kiện bất lợi cho công trình).

Nhiệt độ chênh lệch tiêu chuẩn của thép và bê tông cốt thép trong kết cấu liên hợp lấy theo chương IV.

Trong mố trụ bê tông đổ liền khối và trong phần bê tông nhồi trong cột ống bê tông cốt thép phải tính sự phân bố nhiệt không đồng đều trong khối nề.

Chú thích: không tính tác động của nhiệt độ lên cống, lên cầu đá có khẩu độ dưới 15m, đường tên vòm lớn hơn 1/4 khẩu độ và mố trụ không đặt trên đá.

2.28. Tác động ma sát tiêu chuẩn hay tính toán trên gối di động của kết cấu nhịp lấy dưới dạng lực dọc nằm ngang truyền qua gối di động và gối cố định đều bằng.

T_f = f N

Trong đó: N – Phản lực ở gối do trị số tiêu chuẩn hay tính toán của tĩnh tải và hoạt tải (không tính động lực) gây ra.

f – Hệ số ma sát trên gối di động, khi là gối con lăn, gối con lăn vát hay gối hình quạt lấy bằng 0,05 còn những trường hợp khác lấy bằng 0,5.

Lực ma sát cần xét trong tính toán kết cấu gối và những phần của mố trụ và kết cấu nhịp kề với gối, cũng như phải xét trong tính toán trụ nặng trên nền đá.

2.29. Tải trọng động đất tính cho những công trình xây dựng ở vùng có động đất từ cấp 6 trở lên.

Vùng động đất và địa điểm xây dựng công trình lấy theo bản đồ phân vùng động đất của Ủy ban khoa học Nhà nước.

Tải trọng động đất tính toán lấy bằng cấp động đất của địa điểm xây dựng công trình, đối với cầu lớn lấy tăng lên một cấp.

Trị số tải trọng động đất lấy theo các tiêu chuẩn riêng.

2.30. Tải trọng do thi công tác dụng lên kết cấu khi lắp ráp hay khi xây dựng tại chỗ (trọng lượng bản thân, trọng lượng giàn giáo thi công, trọng lượng cần trục, lực đẩy lệch một bên v.v…) và cả khi vận chuyển hoặc chế tạo những cấu kiện thì lấy theo số liệu thiết kế có xét điều kiện dự kiến thi công, trọng lượng lớn nhất của thiết bị và của người có khả năng xảy ra.

Đối với trọng lượng bản thân của cấu kiện treo trên cần trục phải tính hệ số động lực bằng 1,2 và 0,85; khi trọng lượng cấu kiện lớn hơn 20 tấn thì hệ số lấy bằng 1,1 và 0,95.

Tải trọng do cần trục gây ra có tính cả trọng lượng cấu kiện lắp ráp cũng phải tính với hệ số động lực nói trên.

2.31. Hệ số tải trọng n đối với hoạt tải nêu trong Điều từ 2.24 đến 2.30 lấy theo bảng 2-7.

Bảng 2-7

HỆ SỐ a

Chú thích:

1. Trị số hệ số tải trọng của tải trọng do thi công nêu ở trên trong trường hợp cần thiết phải xét đến điều kiện và phương pháp xây dựng công trình cụ thể mà chỉnh lý lại.

2. Những tác động được xét đến trong khi xây dựng và còn tồn tại trong thời gian sử dụng (trọng lượng bản thân kết cấu, hiệu chỉnh ứng suất nhân tạo, sự vượt tải của các cấu kiện v.v…) thì coi như là tải trọng tĩnh và tính với hệ số tải trọng tương ứng theo Điều 2.11.

Chương 3.

KẾT CẤU THÉP*

VẬT LIỆU

3.1. Những vật liệu chủ yếu của cầu thép là:

1. Đối với những cấu kiện bằng thép cán không chịu hàn ghép:

a) Thép các-bon lò Mác-Tanh cán nóng số hiệu: “CT3 cầu” dùng làm cầu.

b) Thép kết cấu hợp kim thấp lò Mác-Tanh số hiệu 15XCHD với yêu cầu bổ sung về độ dài xung kích ở nhiệt độ âm; cho phép dùng những thép hợp kim thấp có số hiệu khác, nhưng chất không kém hợp kim trên và phải có căn cứ thích hợp.

2. Đối với các cấu kiện bằng thép chịu hàn ghép, chế tạo ở nhà máy.

a) Thép các-bon lò Mác-Tanh cán nóng, số hiệu 16C dùng làm cầu.

b) Những loại thép hợp kim thấp nêu ở điểm 1 “b” kèm theo yêu cầu bổ sung về độ dài xung kích sau khi đã hóa giá cơ học.

Trong cầu hàn đường sắt cho phép dùng những loại thép hợp kim thấp này, nhưng phải tuân theo các chỉ dẫn riêng.

3. Đối với những bộ phận đúc – dùng thép các-bon đúc số hiệu 25, 30, 35 nhóm II.

4. Đối với bu-lông chốt, con lăn và bu-lông ở nút dùng thép các-bon lò Mác-Tanh rèn (hay cán nóng) số hiệu BCT5.

5. Đối với kết cấu nhịp cầu treo, cầu dàn dây và kết cấu nhịp ứng suất trước – dùng dây cáp thép theo những chỉ dẫn kỹ thuật riêng.

5. Để đổ đặc những đầu dây cáp thép thanh treo hình cốc dùng hợp kim kẽm – nhôm SiAM 9-1.

7. Đối với những đinh tán dùng thép các bon lò Mác-Tanh cán nóng số hiệu “CT.2 đinh tán”.

8. Đối với bu-lông tinh chế - dùng thép các-bon lò Mác-Tanh cán nóng số hiệu BCT.3.

9. Đối với bu-lông cường độ cao và đai ốc của nó – dùng thép chế tạo máy hợp kim thấp số hiệu 40Cr được gia công nhiệt để đảm bảo cường độ cực hạn của bu-lông và đai ốc ít nhất là 140kg/mm².

10. Để hàn tự động (bán tự động) các cấu kiện bằng thép số hiệu 16C-dùng dây hàn bằng thép các-bon số hiệu CB.08A và CB-08RA và thuốc hàn chảy số hiệu OCSi-45 và AH-348-A (OCSi-45M và AH-348-AM); để hàn tự động (bán tự động) các cấu kiện bằng thép số hiệu 15XCHD phải dùng dây hàn bằng thép số hiệu CB-08RA, CB-08RC và CB-10R2 và thuốc hàn chảy số hiệu OCSi-45 và AH-348-A (OCSi-45M và AH-348-AM). Cho phép dùng dây hàn thuốc hàn chảy có số hiệu khác, nhưng phải có căn cứ thích hợp và đảm bảo được tính chất cơ học của mạch hàn không kém thép cơ bản.

11. Khi hàn tay các cấu kiện bằng thép số hiệu 16C phải dùng que hàn điện loại E-42A, các cấu kiện bằng thép hợp kim thấp số hiệu 15XCHD phải dùng que hàn điện E-50A; khi hàn tay các chi tiết phụ bằng thép các-bon số hiệu BCT3 và CT-O cho phép dùng que hàn điện loại E-42.

Chú thích: 1. Đối với bản ngăn nẹp tăng cường, lề người đi, thiết bị kiểm tra cũng như các cấu kiện cầu bộ hành, cho phép dùng thép các-bon cán nóng lò Mác-Tanh số hiệu BCT-3 (thép sủi) nếu các cấu kiện đó không cần hàn; đối với cấu kiện cần hàn của đường người đi, của thiết bị kiểm tra cũng như các cấu kiện cầu bộ hành cho phép dùng thép các-bon lò Mác-Tanh cán nóng số hiệu BCT-3 dùng cho kết cấu hàn;

2. Đối với các chế phẩm bằng thép của mặt cầu, lan can cầu thang và bản che gối cầu cho phép dùng thép các-bon cán nóng lò Mác-Tanh số hiệu CT-0.

3. Trong các kết cấu nhịp bằng thép hợp kim thấp việc sử dụng hợp lý thép các-bon để làm mặt cầu xe chạy, thanh liên kết, thanh treo, thanh giằng và bản giằng của các cấu kiện giàn chủ phải xét đến ảnh hưởng biến dạng của cấu kiện chính mà quyết định. Riêng bản ngăn ngang và thép góc nẹp tăng cường của kết cấu nhịp bằng thép hợp kim thấp thì nên dùng thép các-bon.

4. Kết cấu nhịp cầu bằng thép hợp kim thấp cho phép dùng đinh tán bằng thép kết cấu hợp kim thấp lò Mác-Tanh số hiệu 09G2; thỏa mãn các yêu cầu sau đây (thử hai lần cho một nhóm):

Thử độ lún trong trạng thái nguội khi:

x = = 0,5

Thử độ lún trong trạng thái nóng tới 1/2 chiều cao;

Thử rèn mũ và đập bẹt trong trạng thái nguội cho tới khi đường kính bằng 2,5 lần đường kính thanh thép.

2. ĐẶC TRƯNG TÍNH TOÁN CỦA VẬT LIỆU VÀ LIÊN KẾT

3.2. Cường độ tính toán cơ bản của các loại thép nêu trong Điều 3.1. dùng cho các kết cấu tán nối và hàn phải lấy theo bảng 3-1 (theo ứng suất pháp tuyến).

Bảng 3-1

CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN CƠ BẢN CỦA THÉP

Chú thích: 1. Cường độ tính toán R_u tính bằng 1,05 R_o (lấy tròn số) trong đó 1,05 – hệ số tính chuyển khi mặt cắt chịu uốn.

2. Đối với thép cán hợp kim thấp số hiệu 15XCHD bề dày lớn hơn 32 mm và đối với thép cán hợp kim thấp số hiệu khác, thì cường độ tính toán phải xác định theo những chỉ dẫn kỹ thuật riêng.

Khi lực dọc và mô men uốn cùng tác dụng; và khi cấu kiến chịu uốn xiên thì cường độ tính toán lấy theo Điều 3.36.

Cường độ chịu cắt tính toán của hợp kim SiAM 9 – 1,5, lấy bằng 500kG/cm².

3.3. Các loại cường độ tính toán khác của thép trong các cấu kiện của kết cấu và liên kết lấy bằng cường độ tính toán cơ bản tương ứng R_o nhân với hệ số tính chuyển nêu trong bảng 3-2 và 3-3 tùy theo dạng ứng suất.

Cường độ tính toán (sức chịu lực tính toán) của một bu lông cường độ cao tại mỗi chỗ tiếp xúc giữa các mặt tiếp xúc xác định theo công thức.

S = 0,75N.f

Trong đó:

N – Lực kéo kiểm tra tính toán của một bulông; đối với bulông đường kính 18,22 và 24mm (đường kính tiêu chuẩn của lỗ đặt bulông là 20, 23 và 26mm) lấy tương ứng bằng 13, 20 và 24T.

f – Hệ số ma sát (trường hợp làm sạch mặt tiếp xúc bằng cách phun cát hay phun lửa) lấy bằng 0,45 đối với thép các-bon và bằng 0,55 đối với thép hợp kim thấp.

0,75 – Hệ số điều kiện làm việc.

Cường độ tính toán của kim loại trong mạch hàn, khi hàn tự động, bán tự động và hàn tay, lấy như cường độ tính toán của kim loại cán cơ bản dùng trong cấu kiện hàn; nếu mạch hàn chịu lực dọc trục và chịu uốn, lấy theo bảng 3-1 còn nếu chịu ứng suất tiếp tuyến thì phải xét đến hệ số tính chuyển theo bảng 3-2.

Bảng 3-2

HỆ SỐ TÍNH CHUYỂN SANG CƯỜNG ĐỘ DẪN XUẤT CỦA THÉP TRONG CÁC CẤU KIỆN CỦA KẾT CẤU

Chú thích: Khi ứng suất tiếp tuyến phân bố không đều, đối với trường hợp chịu cắt phải nhân thêm với hệ số c’ theo Điều 3.36 và 3.56.

Bảng 3-3

HỆ SỐ TÍNH CHUYỂN SANG CƯỜNG ĐỘ CỦA LIÊN KẾT ĐINH TÁN VÀ BU LÔNG

(tính tỉ lệ với cường độ của kim loại kết cấu)

Chú thích: Đối với đinh tán đầu chìm và đầu nửa chìm, hệ số tính chuyển giảm đi: 20%.

3.4. Hệ số g triết giảm cường độ tính toán của kim loại cơ bản ở các cấu kiện, các liên kết hàn, đinh tán và bu lông khi tính theo độ chịu mỏi các kết cấu liên kết bằng đinh tán và hàn, lấy theo công thức:

g =

Trong đó b- Hệ số có hiệu của ứng suất tập trung lấy theo phụ lục 12;

r - Đặc trưng chu kỳ ứng suất thay đổi

r =

s_min và s_max – Các trị số ứng suất lớn nhất và nhỏ nhất (trị số tuyệt đối) có kèm theo dấu của chúng (khi kéo – lấy dấu cộng, khi nén lấy dấu trừ). Những trị số này xác định theo vế trái công thức trong bảng 3-9 và theo Điều 3.56.

a và b – Hệ số đối với kết cấu bằng thép các bon lấy a = 0,58; b = 0,26; đối với kết cấu thép hợp kim thấp lấy a = 0,65; b = 0,30.

Khi xác định hệ số g cho kim loại cơ bản của cấu kiện liên kết bằng đinh tán, bu lông và hàn tại nhà máy chủ yếu chịu lực nén do tải trọng ngoài sinh ra (s_max < 0) thì các dấu nằm trong hoặc ở mẫu số của công thức (khi kiểm tra theo ứng suất s_max ) phải đổi ngược lại.

Đối với những cấu kiện (và các liên kết của chúng) của đường xe chạy và những cấu kiện chịu tải trọng cục bộ (và các liên kết của chúng) của giàn chủ khi chiều dài đặt lực của đường ảnh hưởng l < 22m, thì hệ số a tính tăng lên A lần; trị số A tính theo công thức:

A = B - Cl ≥ 1

Các trị số B và C phụ thuộc vào trị số của hệ số blấy theo bảng 3 – 4

Đối với các cấu kiện và liên kết của cầu ô tô và cầu thành phố trong mọi trường hợp trị số a đều tính giảm đi 30%

3.5. Mô đun đàn hồi tính toán lấy như sau:

Mô đun đàn hồi dọc của thép và thép đúc – 2.100.000kg/cm²

Mô đun cắt của thép và thép đúc – 840.000kg/cm²

Bảng 3-4

CÁC GIÁ TRỊ CỦA HỆ SỐ B VÀ C

TÍNH TOÁN

3. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ MÔ MEN

3.6. Nội lực và mô men trong các bộ phận kết cấu đều xác định theo giai đoạn chịu lực đàn hồi. Điều đó qui ước cho cả những trường hợp riêng biệt khi cho phép biến dạng dẻo; biến dạng dẻo được xét bằng cách đưa các hệ số qui định trong những điều tương ứng của chương này.

Những biến dạng cũng xác định theo giai đoạn chịu lực đàn hồi, không kể đến sự giảm yếu của tiết điện do các lỗ đinh tán và bu lông.

3.7. Sơ đồ tính toán kết cấu được lựa chọn cho phù hợp với sơ đồ hình học thiết kế của nó. Khi xác định sơ đồ tính toán, cho phép không xét đến độ vồng xây dựng và biến dạng do tải trọng.

Đường tim của thanh là đường nối liền các trọng tâm mặt cắt của thanh. Khi đường tim của thanh không trùng với đường nối liền giữa các tâm của nút thì cho phép không xét độ lệch tâm trong tính toán nếu không vượt quá:

1,5% chiều cao mặt cắt, đối với thanh hình chữ P chữ I và thanh ghép bằng hai thanh Ì

0,7% chiều cao của mặt cắt, đối với thanh chữ H.

Chú thích: 1. Trong kết cấu nhịp chịu lực đẩy ngang bên ngoài phải xét đến biến dạng do tải trọng trong sơ đồ tính toán, nếu ảnh hưởng của biến dạng đó đến ứng suất vượt ra ngoài giới hạn chính xác của tính toán.

2. Đối với các thanh giằng và các thanh liên kết có mặt cắt là một thép góc, lấy tim theo đường đinh tán, cho phép không xét độ lệch tâm của tim thanh so với tâm của nút.

3.8. Đối với kết cấu nhịp cầu không gian, cho phép phân thành nhiều hệ mặt phẳng riêng biệt để tính toán được đơn giản: giàn chủ hoặc dầm chủ, hệ liên kết giữa chúng, hệ mặt cầu. Nhưng phải xét sự cùng chịu lực và ảnh hưởng lẫn nhau giữa các hệ mặt phẳng này.

3.9. Trong loại giàn hoa, liên kết cứng ở nút của các thanh, khi tính toán được coi là khớp, nếu kết cấu đảm bảo không biến dạng hình học và nếu (đối với giàn chủ) tỷ số giữa chiều cao của mặt cắt với chiều dài của thanh không lớn quá 1/15.

Khi tỷ số trên lớn quá 1/15, thì phải tính đến mô men uốn trong các thanh của giàn chủ do độ cứng của nút, cũng như do điều chỉnh ứng suất gây nên, nếu trong đồ án có dự kiến sự điều chỉnh đó.

Khi tính độ chịu mỏi của các thanh và liên kết trong giàn hoa hàn nối toàn bộ, phải tính mô men uốn do độ cứng của nút gây ra với bất kỳ tỷ số nào giữa chiều cao của mặt cắt với chiều dài thanh.

Trong giàn hoa, cho phép xét tới độ cứng của nút theo phương pháp gần đúng; riêng lực dọc cho phép xác định theo sơ đồ tính toán kiểu khớp.

Khi kiểm toán về cường độ nếu xét đến ứng suất phụ do độ cứng của nút gây ra, cũnh như khi tính toán độ chịu mỏi trong trường hợp tỷ số giữa chiều cao mặt cắt với chiều dài thanh nhỏ hơn 1/15, xét đến độ cứng của nút, đều dùng hệ số điều kiện làm việc m₂ = 1,2

Chú thích: 1. Phải tính đến ứng suất phụ trong những thanh mạ của giàn gây ra do biến dạng của những thanh treo, với bất kỳ tỷ số nào giữa chiều cao mặt cắt với chiều dài thanh.

2. Trong giàn hoa chủ không nên chọn chiều cao của mặt cắt thanh lớn hơn 1/10 chiều dài của thanh, trừ các thanh mạ chịu hoạt tải thẳng đứng ở ngoài điểm nút.

3.10. Khi tính toán giàn hoa có thanh mạ ở cùng cao độ với mặt cầu, nếu thanh mạ cùng chịu tác dụng đồng thời của lực dọc trục và mô men uốn do hoạt tải thẳng đứng bên ngoài điểm nút gây nên, thì phải xét đến độ cứng tại nút của thanh mạ với bất kỳ tỷ số nào giữa chiều cao mặt cắt với chiều dài của khoang. Trong tính toán tất cả các thanh và liên kết tán nối hoặc hàn nối đều phải xét đến độ cứng các nút thanh mạ.

Còn tính chất cứng của các nút khác, kể cả liên kết thanh mạ với các thanh đứng và kiểu giàn đều theo quy định ở Điều 3.9.

Khi tính thanh mạ chịu hoạt tải đặt ngoài điểm nút, hệ số m₂ không xét.

Chú thích: khi chiều cao mạ trên nhỏ hơn 1/10 chiều cao ở giữa nhịp của giàn, và khi chiều dài khoang của thanh mạ không quá 3m, thì mômen uốn ở mặt cắt bất kỳ chỗ nào của thanh mạ đều được phép giả định bằng ± 0,6 lần mômen ở giữa nhịp của dầm giản đơn, có nhịp bằng chiều dài một khoang, còn lực dọc trục trong các thanh giàn sẽ tính theo trường hợp không xét đến độ cứng của nút thanh mạ.

3.11. Mô men uốn ở mặt cắt bất kỳ của những thanh nằm ngang, thanh xiên của giàn hoa chủ và các thanh giằng dưới tác dụng của trọng lượng bản thân của thanh lấy bằng 0,8 lần mô men của một thanh đặt tự do.

3.12. Các thanh của kết cấu nhịp (thanh đứng, thanh chống ngang, thanh căng, thanh liên kết) dùng để giảm chiều dài tự do của các thanh chịu nén phải kiểm toán dưới tác dụng của lực đẩy, lấy bằng 3% lực dọc trục của thanh chịu nén.

3.13. Đối với kết cấu nhịp có hai hệ thống liên kết dọc, tải trọng nằm ngang lấy theo bảng 3-5.

Bảng 3-5

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÁC THANH LIÊN KẾT TÍNH BẰNG % CỦA TOÀN BỘ TẢI TRỌNG NẰM NGANG

3.14. Nội lực trong các thanh mạ của giàn chủ do áp lực gió gây ra được xác định như đối với giàn phẳng kiểu dầm có nhịp tính toán bằng nhịp tính toán của giàn chủ, sau đó lấy kết quả tính được nhân với cát tuyến của góc nghiêng giữa thanh mạ với đường nằm ngang.

Sơ đồ tính toán của hệ liên kết dọc giữa các sườn vòm cầu chịu lực đẩy ngang, được phép tính như loại giàn kiểu dầm ngàm hai đầu trên gối.

3.15. Khi tính các thanh chéo, thanh đứng của giàn chủ đều không tính đến áp lực gió, trừ các thanh của cổng cầu, đối với các thanh mạ dưới của kết cấu nhịp kiểu dầm có khung cổng cầu đặt xiên, thì cần phải tính ảnh hưởng của nội lực dọc trong chân xiên cổng cầu do tác dụng gió gây ra.

3.16. Mô men uốn của các chân khung cổng cầu có mặt cắt hai bản bụng dưới tác dụng của tải trọng nằm ngang, sẽ tính theo giả định là đầu dưới khung ngàm cứng.

Khi xà ngang khung cổng cầu là một giàn hoa, vị trí của điểm trên chân cổng cầu có mô men bằng không được phép xác định theo công thức:

l_o =

Trong đó: l_o – Khoảng cách từ điểm có mô men bằng không đến nút ở chân khung;

l – Chiều dài của chân khung cổng cầu tính từ tim nút tựa trên nút chân khung đến tim nút trên của xà ngang.

c – Khoảng cách tính từ tim nút gối bên dưới đến tim nút dưới của hệ cống cầu.

3.17. Đối với các thanh mạ của giàn chủ phải tính nội lực dọc trục do lực hãm hay lực kéo đoàn tàu gây ra; các lực này đều truyền tới gối cầu.

Đối với các thanh tập trung vào nút ở các gối của loại giàn chủ không chịu lực đẩy ngang bên ngoài, phải tính mô men uốn trong mặt phẳng của giàn do lực hãm hoặc sức kéo gây ra, mô men này gây ra do có độ lệch tâm giữa tim của khớp gối cầu so với tim thanh mạ.

Đối với những thanh tập trung vào nút ở gối di động có một con lăn của giàn hoa chủ phải tính mô men uốn trong mặt phẳng giàn gây ra do vị trí điểm đặt của phân lực gối lệch tâm so với tim nút, độ lệch tâm này phát sinh khi con lăn gối cầu di chuyển.

Những mô men uốn nói trong điều này sẽ phân bố cho các thanh, tỷ lệ với độ cứng dài của các thanh tập trung vào một nút ở gối.

3.18. Tim gối các hệ liên kết dọc có hình bắt chéo, hình thoi và hình tam giác, khi tính nội lực của các thanh giằng, phải tính ảnh hưởng do biến dạng những thanh mạ của giàn chủ hay dầm chủ (dưới tác dụng của toàn bộ tải trọng thẳng đứng kể cả trọng lượng bản thân kết cấu nhịp).

Nội lực do tải trọng thẳng đứng gây ra của các thanh giằng trong những hệ liên kết dọc nói trên được phép xác định theo công thức sau đây:

Nội lực trong các thanh giằng chéo của hệ liên kết: có hình bắt chéo:

S_d =                               (1)

Hoặc là:

S_d = F_d (s_d cos²a + s_nssin²a)                               (2)

Có hình thoi:

S_d =                (3)

Có hình tam giác:

S_d =                (4)

Nội lực của các thanh chống ngang của tất cả ba hệ liên kết dọc nêu trên:

S_P = ().sina

Ở đây Sn và Fn - Nội lực và diện tích mặt cắt thanh mạ;

S_d và F_d – Nội lực và diện tích mặt cắt của thanh giằng chéo;

S_p và F_p – Nội lực và diện tích mặt cắt của thanh chống ngang (trường hợp thanh chống ngang là dầm ngang chịu uốn, trong các công thức (3) và (4) lấy F_p = ¥ còn nội lực trong các thanh giằng chéo của hệ liên kết dọc có hình bắt chéo xác định theo công thức (2);

I – Mô men quán tính của thanh mạ đối với trục thẳng đứng;

a - Góc giữa thanh giằng chéo và thanh mạ;

s_n - Ứng suất pháp tuyến trong thanh mạ;

s_ns - Ứng suất bình quân (tương đương) trong cánh dưới của dầm ngang.

và  - Nội lực trong các thanh giằng chéo tương ứng ở phía bên trái và bên phải của thanh chống ngang.

B – Khoảng cách giữa các tim giàn

Đối với những thanh liên kết của dầm đặc phải thay số hạng bằng ứng suất tác dụng trong dầm ứng với độ cao bố trí mặt phẳng của hệ liên kết: ứng suất này tính theo mặt cắt nguyên.

Trường hợp mặt phẳng của hệ liên kết dọc không bố trí ở cùng độ cao với cánh của dầm, khi tính theo công thức (2), nội lực trong các thanh giằng chéo phải nhân với hệ số bằng tỷ số của ứng suất pháp tuyến ở mức thanh liên kết chia cho ứng suất ở thớ mép của mặt cắt dầm đặc.

Cho phép không tính nội lực trong các thanh liên kết dọc thuộc hệ chữ K gây ra do tải trọng thẳng đứng.

Đối với kết cấu nhịp hàn toàn bộ, tùy theo phương pháp lắp ráp mà xét ảnh hưởng của hệ liên kết dọc làm giảm nội lực sinh ra do toàn bộ tải trọng hoặc chỉ do hoạt tải thẳng đứng trong thanh mạ của giản chủ; còn đối với kết cấu nhịp tán nối hay hàn tán kết hợp, bất kể lắp ráp theo phương pháp nào, cũng chỉ xét đối với hoạt tải thẳng đứng.

3.19. Đối với hệ liên kết dọc hình tam giác (cũng như trường hợp hệ hình thoi) trong tính toán cường độ và độ chịu mỏi, cần xét đến mô men uốn trong thanh mạ tác dụng trong mặt phẳng của hệ liên kết và được xác định tại mặt cắt ở những nút nối thanh liên kết vào thanh mạ theo công thức:

M =

Trong đó: S_p – Nội lực trong các thanh chống ngang do biến dạng thanh mạ gây ra.

d – Chiều dài khoang của thanh liên kết (giữa những nút nối thanh liên kết vào thanh mạ trong phạm vi một thanh giằng chéo).

Trong tính toán về cường độ thanh mạ, nếu xét tới ứng suất phụ trong thanh mạ do mô-men nói trên thì phải dùng hệ số điều kiện làm việc m₂ = 1,2.

Trong tính toán về ổn định thanh mạ, không cần xét đến mô-men uốn trong thanh mạ do nội lực của thanh liên kết gây ra.

3.20. Đối với kết cấu nhịp tán nối và hàn tán kết hợp, thì mô-men uốn (ở phần giữa nhịp) lực cắt và phản lực gối tác dụng theo mặt phẳng đứng trong dầm dọc sẽ tính như dầm giản đơn.

Khi tính bản con cá hay chân đỡ có bản con cá hoặc các kết cấu chịu uốn khác ở chỗ liên kết dầm dọc với dầm ngang, thì mô-men âm ở gối lấy bằng 0,6 lần mô-men giữa nhịp dầm dọc tính như dầm giản đơn.

3.21. Khi tính nội lực và mô-men trong những dầm thuộc hệ mặt cầu của kết cấu nhịp hàn toàn bộ và tại những chỗ liên kết hàn của dầm đều phải xét tới tính chất đàn hồi của mố trụ và coi liên kết là cứng.

3.22. Đối với nhịp tán nối và hàn tán kết hợp thì mô-men uốn (ở giữa nhịp) lực cắt và phản lực gối tác dụng theo mặt phẳng đứng trong dầm ngang, trong mọi trường hợp đều tính như dầm giản đơn có nhịp bằng khoảng cách giữa các tim giàn chủ.

Khi kiểm toán các mặt cắt ở gối của dầm ngang cũng như ở các thanh đứng, thanh treo và thanh chéo của giàn chủ, nếu những thanh này là một phần của khung ngang kín, thì phải tính ứng suất do mô-men uốn trong mặt phẳng đứng phát sinh trong dầm ngang. Trong trường hợp này, khi tính toán cường độ của thanh chéo phải dùng hệ số điều kiện làm việc: m₂ = 1,2.

Chú thích: 1. Khi có thanh đứng hoặc thanh treo thì đối với các thanh chéo không cần tính như ứng suất nói trên.

2. Trong cầu đường ô tô và cầu thành phố khi tính mô-men uốn ở phần giữa nhịp dầm ngang, được phép coi dầm ngang như một bộ phận của khung cứng ngang.

3.23. Khi tính các cấu kiện hệ mặt cầu, thường phải xét tới những nội lực trong dầm dọc và mô-men uốn trong dầm ngang, phát sinh ra do các bộ phận này cùng chịu lực với các thanh mạ của giàn chủ.

Chỉ trong trường hợp dùng những biện pháp đặc biệt đảm bảo hệ mặt cầu cùng chịu lực với các thanh mạ, mới được phép xét tới ảnh hưởng của hệ mặt cầu làm giảm nội lực trong các thanh mạ của giàn chủ.

Khi tính toán phải theo giai đoạn chịu lực đàn hồi và dùng hệ số giảm nội lực: t = 0,7 nếu là liên kết tán, t = 0,85 nếu là liên kết hàn.

Chú thích: 1. Ngoài việc tính toán có xét đến sự cùng chịu lực với thanh mạ của giàn, còn cần phải kiểm toán dầm hệ mặt cầu cả khi không xét tới sự cùng chịu lực với các thanh mạ.

2. Chỉ căn cứ vào hoạt tải thẳng đứng để xét ảnh hưởng biến dạng của các thanh mạ đối với hệ mặt cầu và hệ liên kết trong các kết cấu nhịp có dự kiến lắp ráp mặt cầu sau khi tĩnh tải truyền lên giàn chủ; và để xét ảnh hưởng của hệ mặt cầu và hệ liên kết đối sự giảm tải cho các thanh mạ trong kết cấu nhịp tán đinh và hàn tán kết hợp, bất kể trình tự lắp ráp thế nào, cũng chỉ căn cứ vào hoạt tải thẳng đứng.

3.24. Để tính nội lực và mô-men uốn trong các cấu kiện của hệ mặt cầu khi chúng cùng chịu lực với các thanh mạ giàn chủ, được phép giả định dầm dọc liên kết bằng khớp với dầm ngang và dầm ngang ngàm cứng ở chỗ tiếp xúc với giàn chủ có hai bản bụng.

Để kiểm toán cường độ ở những điểm mép của mặt cắt dầm ngang, phải xét tới ứng suất phụ của hệ mặt cầu cùng chịu lực với thanh mạ giàn chủ gây ra mô-men uốn trong dầm ngang theo mặt phẳng nằm ngang và dùng hệ số làm việc m₂ = 1,7.

3.25. Đối với kết cấu nhịp của cầu đường sắt đơn khi hệ mặt cầu có hai dầm dọc thì mô men uốn trong khung ngang thẳng đứng khép kín gồm thanh treo hay thanh đứng chỉ chịu tải trọng cục bộ được tính như sau: Mô men uốn ở gối trong dầm ngang và mô men trong thanh treo hay thanh đứng ở độ cao ngang với cạnh liên kết của dầm ngang:

M =

Khi không có dầm ngang ở độ cao tim thanh mạ của giàn chủ (cũng như không có thanh giằng ngang) hay ở độ cao của nút đầu tiên của hệ thanh giằng ngang thì mô men uốn trong thanh treo hay thanh đứng:

M =

Ở đây:

I và I_nd - Mô men quán tính toàn mặt cắt của thanh treo hay thanh đứng và dầm ngang ở giữa chiều dài dầm;

b – Khoảng cách giữa các tim giàn chủ;

a – Khoảng cách giữa tim giàn chủ và tim dầm dọc;

H – Chiều dài tự do ngoài mặt phẳng giàn của thanh treo hay thanh đứng (giữa tim thanh mạ giàn chủ, giữa nút của giằng ngang, giữa tim của dầm ngang).

N – Phản lực gối của dầm ngang

3.26. Khi tính nửa khung cứng ngang của kết cấu nhịp “hở trên” có đường xe chạy dưới (không có hệ liên kết dọc ở trên) phải xét tới lực đẩy ngang: lực này coi như tác dụng vào nẹp tăng cứng của dầm đặc (hoặc vào thanh đứng tương đương trên giàn hoa chủ) là một bộ phận của nửa khung ngang, vị trí lực đẩy nằm ngang đặt ở độ cao trọng tâm của mặt cắt thanh mạ trên. Trị số lực đẩy ngang lấy bằng 1% nội lực dọc trục của thanh mạ chịu nén.

3.27. Về ổn định chống lật ngang của kết cấu nhịp cầu thép khi không có các neo chịu lực để giữ ổn định đối với kết cấu nhịp dàn hoa phải kiểm toán ổn định đối với mép dưới của bản ốp thẳng đứng ngoài cùng ở nút gối; còn đối với kết cấu nhịp dầm đặc thì phải kiểm toán đối với mặt ngoài cùng của bản gối cũng như đối với những điểm nguy hiểm khác.

Chú thích: Trong kết cấu nhịp dầm đặc bề rộng tính toán của bản gối không được vượt quá mép ngoài của nẹp tăng cường ở gối.

4. CHIỀU DÀI TỰ DO VÀ ĐỘ MẢNH CỦA THANH

3.28. Chiều dài tự do của các thanh thuộc giàn hoa chủ lấy như sau:

a) Đối với các thanh mạ, các thanh chéo ở gối và các thanh đứng ở gối nằm trong mặt phẳng giàn cũng như ra ngoài mặt phẳng giàn đều lấy bằng chiều dài hình học tương ứng, nghĩa là khoảng cách giữa hai điểm nút cạnh nhau hoặc điểm nút của hệ liên kết.

b) Đối với các thanh bụng giàn:

Ra ngoài mặt phẳng giàn – lấy bằng toàn bộ chiều dài hình học của thanh; nếu thanh bị các kết cấu ngang chia làm nhiều đoạn thì lấy chiều dài của đoạn dài nhất;

Trong mặt phẳng của giàn – lấy bằng toàn bộ chiều dài của thanh nhân với hệ số: 0,8

Khi thanh bụng giao nhau với thanh chịu nén hay với thanh chịu kéo lệch tâm, hoặc nối với thanh không chịu lực thì chiều dài tự do của thanh bụng này chỉ được giảm bớt trong mặt phẳng của giàn chủ.

Khi thanh bụng chịu nén giao nhau với thanh chịu kéo đúng tâm, thì không những chiều dài tự do trong mặt phẳng của giàn được giảm đi mà ra ngoài mặt phẳng giàn cũng được giảm, và lấy bằng toàn bộ chiều dài hình học của thanh nhân với hệ số hiệu chỉnh, bằng:

0,7 – khi có một hay hai điểm giao nhau

0,5 – khi có ba điểm giao nhau.

3.29. Chiều dài tự do của thanh mạ chịu nén trong dầm đặc chủ (hoặc giàn hoa chủ) thuộc kết cấu nhịp “hở trên” lấy bằng chiều dài nhịp tính toán của dầm chủ nhân với hệ số u₁ phụ thuộc vào tham số x, xác định theo biểu thức sau:

x =

Trong đó: L – nhịp tính toán của dầm chủ (giàn chủ)

d – Khoảng cách giữa các nửa khung hở giữ thanh mạ không chuyển vị ngang theo phương nằm ngang;

E – Mô đun đàn hồi của thép;

I_n – Mô-men quán tính của thanh mạ chịu nén (lấy giá trị bình quân, theo toàn bộ chiều dài) đối với trục thẳng đứng;

d - Chuyển vị ngang lớn nhất (đối với một thanh mạ) của những điểm nút trên của khung hở (trừ khung hở ở gối) dưới tác dụng lực “đẩy ngang” bằng đơn vị (P = 1) tính theo công thức:

d =

Ở đây: h – Chiều cao của thanh đứng hay nẹp tăng cứng lấy bằng khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt của thanh mạ chịu nén đến đỉnh dầm ngang;

B- Khoảng cách giữa tim dầm chủ (giàn chủ);

I_s - Mô men quán tính mặt cắt của dầm ngang;

I_c – Mô men quán tính mặt cắt của thanh đứng (nẹp tăng cứng) tương ứng với chiều uốn ra ngoài mặt phẳng của giàn.

Đối với các dầm (giàn) có các thanh mạ song song với nhau giá trị hệ số v phụ thuộc vào x lấy theo bảng 3-6.

Bảng 3-6

GIÁ TRỊ HỆ SỐ

Chú thích: Đối với những giá trị nằm ở giữa những tham số thì tính các giá trị của hệ số v theo cách nội suy.

Đối với thanh mạ trên là hình đa giác trị số v được phép xác định theo bảng 3-6. Trường hợp này tính chuyển vị cho khung hở giữa nhịp, và lấy chiều dài toàn bộ của thanh mạ chịu nén thay cho khẩu độ tính toán L.

3.30. Chiều dài tự do trong mặt phẳng cong của vòm đặc có mặt cắt không đổi xác định theo công thức:

I_o =

Trong đó: l và f – Nhịp của vòm và chiều cao đường tên vòm.

Trị số - K lấy bằng:

a) Đối với vòm hai chốt: K = K_o

b) Đối với vòm hai chốt có thanh giằng và thanh giằng liên kết với vòm bằng những thanh treo: K = 2 K_o

c) Đối với vòm không chốt: K =

d) Đối với vòm ba chốt thì chọn lấy trị số nhỏ nhất trong hai hệ số sau đây:

K = K₁ và K = K_o;

e) Đối với vòm cùng chịu lực với kết cấu nằm trên vòm, khi kết cấu nằm trên vòm có dạng dầm liên tục và liên kết với vòm bằng các thanh chống:

K =

Trong đó: I_d - Độ cứng của dầm.

EI_a – Độ cứng của vòm.

Các trị số K_o và K₁ tùy theo tỷ số xác định theo bảng 3-7

Bảng 3-7

GIÁ TRỊ K_o VÀ K₁

Các giá trị nằm giữa những trị số trong bảng dùng cách nội suy đường thẳng mà tính.

Khi xác định chiều dài tự do của vòm có mặt cắt thay đổi, nếu độ cứng thay đổi không đáng kể thì lấy độ cứng ở 1/4 nhịp để tính toán, dùng trị số K theo công thức ở điểm “e”.

Nếu độ cứng của vòm thay đổi nhiều, trị số K phải xác định trên cơ sở tính toán riêng về ổn định của vòm, với trường hợp đặt tải trọng phân bố trên toàn nhịp vòm.

3.31. Chiều dài tự do của thanh trong hệ liên kết ngang và liên kết dọc có xét đến chỉ dẫn trong Điều 3.28, lấy như sau:

a) Trong mặt phẳng của hệ liên kết – lấy bằng khoảng cách giữa các tâm liên kết của thanh.

b) Ra ngoài mặt phẳng của hệ liên kết – lấy bằng khoảng cách giữa giao điểm của đường tim thanh liên kết với đường liên kết của bản nút thanh giằng nối vào các thanh của giàn (dầm).

Khi xác định chiều dài tự do của thanh giằng chéo trong hệ liên kết hình thoi, nếu thanh giằng chéo giao nhau với thanh chống ngang cứng (ra ngoài mặt phẳng giàn), thì điểm giao được coi như điểm cố định, còn nếu giao nhau với thanh chống ngang mềm, và cả hai thanh giằng kéo đều chịu nén, thì lấy chiều dài tự do theo chỉ dẫn ở điểm “b”.

Chiều dài tự do của thanh liên kết trong mặt phẳng của trục chính của mặt cắt thanh, nằm nghiêng so với mặt phẳng của hệ liên kết, trong mọi trường hợp đều lấy bằng chiều dài tự do ra ngoài mặt phẳng của hệ liên kết.

3.32. Độ mảnh tính toán l của thanh lấy như sau:

a) Bằng tỷ số giữa chiều dài tự do với bán kính quán tính tương ứng đối với thanh có mặt cắt nguyên khối khi tính toán trong cả hai mặt phẳng, đối với thanh ghép khi tính toán trong mặt phẳng thẳng góc với mặt phẳng bản giằng, bản liên kết có khoét lỗ hoặc hệ giải giằng.

b) Đối với các thanh ghép bằng hai nhánh, khi tính trong mặt phẳng bản giằng, bản liên kết khoét lỗ hoặc hệ giải giằng, thì độ mảnh tương đương l_np xác định theo chỉ dẫn ở Điều 3.33.

Chú thích: Bất kỳ một thanh chịu kéo hay chịu nén, đều dùng toàn bộ mặt cắt để tính độ mảnh, trong đó xét cả mặt cắt tương đương của bản liên kết khoét lỗ hay bản giằng.

3.33. Độ mảnh tương đương l_np của thanh ghép bằng hai nhánh, tính trong mặt phẳng của bản giằng, bản liên kết khoét lỗ hay hệ giải giằng, xác định theo công thức:

a) Với bản giằng hay bản liên kết khoét lỗ:

l_np =

b) Với hệ giải giằng:

l_np =

Ở đây:

l - Độ mảnh của toàn bộ thanh trong mặt phẳng của bản giằng, bản liên kết khoét lỗ hay hệ giải giằng (coi như mặt cắt nguyên);

l_B – Độ mảnh của nhánh (chiều dài tự do của nhánh là khoảng cách giữa các hàng đinh tán ngoài cùng của hai bản giằng cạnh nhau, hay khoảng cách giữa các mép trong của hai bản giằng cạnh nhau hàn vào các nhánh, hoặc 80% chiều dài của lỗ trong bản liên kết khoét lỗ, hoặc chiều dài một khoang của hệ giải giằng).

F_dp – Diện tích nguyên của toàn bộ mặt cắt thanh;

F_d – Tổng số diện tích nguyên của tất cả các giải giằng chéo nằm trong một mặt cắt ngang của thanh;

B_d – Hệ số xét đến ảnh hưởng hình dạng mặt cắt của giải giằng chéo, lấy bằng 1,8 với giải giằng bằng thép góc và bằng 1,4 với giải giằng bằng giải thép dẹt có mặt cắt hình chữ nhật.

K – Hệ số phụ thuộc vào độ mảnh của thanh:

a) Đối với thanh có độ mảnh l ≤ 100; K = ;

b) Đối với thanh có độ mảnh l > 100; K = ;

Chú thích: 1. Thanh thép bằng hai nhánh mà trong mối liên kết hai nhánh ấy dù chỉ có một bản đặc, vẫn được coi như thanh nguyên khối (nếu theo đúng chỉ dẫn ở Điều 3.77)

2. Thanh thép bằng các bộ phận liên kết trực tiếp với nhau, hoặc liên kết qua các bản … đệm, theo chỉ dẫn ở Điều 3.110, được coi là thanh nguyên khối.

3.34. Cánh mạ chịu nén của dầm đặc chịu uốn khi kiểm toán ổn định với giả định nó như thanh chịu uốn ra ngoài mặt phẳng của dầm, lấy chiều dài tự do bằng khoảng cách giữa các nút của hệ liên kết không biến dạng hình học và thỏa mãn yêu cầu tính toán ở điều 3.12.

Nếu là dầm tán nối, khi tính độ mảnh của cánh, phải xét trong mặt cắt cánh bao gồm cả mặt cắt của bản đậy cánh nằm ngang, thép góc cánh và phần mặt cắt của bản bụng trong phạm vi thép góc cánh; còn nếu là dầm hàn, thì chỉ xét bản đậy cánh nằm ngang.

3.35. Chiều dài tự do của nẹp tăng cường ở gối dầm đặc lấy bằng khoảng cách giữa các nút của liên kết ngang nhân với hệ số 0,7.

Khi tính độ mảnh và kiểm toán ổn định nẹp ở gối, phải xét mặt cắt bao gồm cả thép góc hay thép bản nẹp và phần mặt cắt của bản bụng, có bề rộng tính từ chỗ gắn về mỗi phía không quá 15 lần bề dày bản bụng.

5. TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN KẾT CẤU

3.36. Tính toán độ bền của các bộ phận trong các kết cấu nhịp và mố trụ bằng thép dùng các công thức ghi trong bảng 3-8.

Bảng 3-8

CÔNG THỨC TÍNH CƯỜNG ĐỘ CÁC CẤU KIỆN

Ký hiệu trong bảng:

N, M và Q – Lực dọc trục tính toán, mô men uốn tính toán và lực cắt tính toán trong mặt cắt kiểm toán;

F_HT và W_HT – Diện tích và mô men chống uốn của mặt cắt có hiệu;

và - Mô men quán tính có hiệu đối với các trục chính của mặt cắt;

x và y – Khoảng cách từ trục chính của mặt cắt đến điểm tính ứng suất;

R_o và R_u – Cường độ tính toán cơ bản khi chịu lực dọc và khi uốn lấy theo Điều 3.2.

R’ – Cường độ tính toán khi chịu tác dụng đồng thời lực dọc trục và uốn tại một trong số các mặt phẳng chính lấy bằng R_o khi s_N ≥ s_{M ­}và bằng R_u khi s_N < s_M

C = 1 + 0,3nhưng không được lớn quá 1,15;

s_N - Ứng suất do lực dọc trục sinh ra trong mặt cắt kiểm toán;

s_M - Ứng suất do mô men uốn sinh ra tại điểm tính toán trên mặt cắt;

s_M1 và s_M2 - Ứng suất lớn nhất và nhỏ nhất tại điểm tính toán trên mặt cắt do mô men uốn M_x và M_y.

c’ – Hệ số tăng cường độ tính toán do ứng suất tiếp tuyến phân bố không đều trong một bản bụng (hoặc nhiều bản bụng) của mặt cắt kiểm toán, lấy bằng:

Khi            c’ = 1,0

Khi            c’ = 1,25

Với những trị số nằm giữa hai trị số trên, thì tính theo cách nội suy đường thẳng;

t_cp - Ứng suất tiếp tuyến bình quân, tính toán theo giả định chuyển toàn bộ lực cắt Q lên các bản bụng của mặt cắt; đối với mặt cắt có một bản bụng lấy:

t_cp =

H – Chiều cao toàn bộ của bản bụng;

t_max - Ứng suất tiếp tuyến lớn nhất;

S_sp – Mô men tĩnh của các phần mặt cắt nguyên đối với trục trung hòa;

I_sp – Mô men quán tính của mặt cắt nguyên;

d - Bề dày bản bụng;

t - Ứng suất tiếp tuyến tại điểm kiểm toán của mặt cắt;

s - Ứng suất pháp tuyến tại điểm kiểm toán của mặt cắt tính theo mặt cắt có hiệu.

Chú thích: 1. Khi xét tới việc đồng thời có nhiều yếu tố gây ra ứng suất phụ thì trong tính toán dùng hệ số m₂ có trị số lớn nhất trong những hệ số tương ứng với các yếu tố xét. Khi kiểm toán cường độ theo ứng suất tiếp tuyến và ứng suất tính đổi không cần tính ứng suất phụ.

2. Tuy kiểm toán cường độ có kể tới ứng suất phụ nhưng vẫn cần thiết phải kiểm toán cường độ mà không xét tới ứng suất phụ và không đưa vào hệ số điều kiện làm việc m₂. Trường hợp này vẫn cho phép dùng sơ đồ tính toán như khi tính toán có xét đến ứng suất phụ.

3.37. Diện tích mặt cắt có hiệu và mô men quán tính có hiệu của thanh xác định bằng cách lấy diện tích nguyên và mô men quán tính nguyên trừ đi những tổ hợp giảm yếu thực tế bất lợi nhất của từng phần riêng lẻ của thanh; trong đó có xét tới sự truyền nội lực theo hàng đinh tán và mạch hàn. Trong trường hợp này cường độ tính toán của vật liệu thanh và liên kết lấy theo các chỉ dẫn ở điều 3.2 và 3.3.

3.38. Về độ chịu mỏi của các cấu kiện cầu thép chịu hoạt tải thẳng đứng của đoàn xe lửa hay đoàn xe ô tô trong tổ hợp chính thì tính theo các công thức ở bảng 3-9 về ứng suất kéo hay nén lớn nhất (về trị số tuyệt đối); riêng đối với mạch hàn còn phải tính cả ứng suất cắt. Vế trái của các công thức trong bảng 3-9 cũng dùng để tính các trị số s_max và s_min khi tính các hệ số g cho các cấu kiện và các liên kết .

Bảng 3-9

CÔNG THỨC TÍNH TOÁN ĐỘ CHỊU MỎI CÁC THANH

Ký hiệu trong bảng:

g - Hệ số giảm cường độ tính toán khi tính về độ chịu mỏi, lấy theo điều 3.4.

M’ – Mô men uốn trong mặt phẳng kiểm toán lấy như sau:

a) Đối với những mặt cắt nằm ở đoạn giữa thanh trong phạm vi chiều dài bằng một nửa chiều dài thanh, nếu độ mảnh l lớn hơn 70, thì lấy bằng:

- Khi lực dọc trục là lực kéo N

M’ =

- Khi lực dọc trục là lực nén N

M’ =

b) Trong các trường hợp khác lấy M’ = M

Ở đây: N_e – Lực tới hạn Ơle đối với các thanh chịu nén đúng tâm khi sinh ra uốn dọc trong mặt phẳng tác dụng của mô men.

N_e =

Trong đó:

l_o – Chiều dài tương ứng;

E – Mô đun đàn hồi dọc trục của thép;

Những ký hiệu khác xem Điều 3.36.

3.39. Tính toán về ổn định toàn bộ các thanh chịu nén và chịu nén đồng thời chịu uốn của giàn hoa, của hệ liên kết và mố trụ bằng thép dùng các công thức trong bảng 3-10

Bảng 3-10

CÔNG THỨC TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TOÀN BỘ CỦA THANH

Về ổn định cục bộ của bản bụng và bản cánh của thanh chịu nén và chịu nén đồng thời chịu uốn, phải đảm bảo các yêu cầu về cấu tạo theo điều 3.74.

Ký hiệu trong bảng

F_sp – Diện tích của mặt cắt nguyên;

j - Hệ số triết giảm sức chịu lực lấy theo điều 3.40 khi kiểm toán ổn định của thanh chịu nén đứng tâm và chịu nén lệch tâm, tùy theo độ mảnh và độ lệch tâm tương đối i trong mặt phẳng uốn. Độ lệch tâm tương đối i tính theo công thức:

i =

Trong đó:

e_o =  - Độ lệch tâm tính toán trong mặt phẳng uốn, tính với mô men uốn tính toán lớn nhất M_c ở đoạn giữa trong phạm vi 1/3 chiều dài của thanh chịu nén; nếu thanh chịu nén đúng tâm thì e_o lấy bằng O.

j₂ =  - Hệ số triết giảm sức chịu lực khi kiểm toán ổn định của thanh chịu nén đồng thời chịu uốn xiên, và khi kiểm toán ổn định chống oằn trong mặt phẳng có độ mảnh lớn nhất của thanh chịu nén đồng thời chịu uốn trong mặt phẳng có độ mảnh nhỏ nhất, với j tính theo công thức:

j = 1 + ji

r = - Cự li lõi theo phương lệch tâm e_o;

Trong công thức để xác định j₂ và j, trị số j tính theo mặt phẳng có độ mảnh lớn nhất và trị số i tính theo mặt phẳng có độ mảnh nhỏ nhất; riêng đối với mặt cắt hở (hình H, hình U, hình T, v.v…) trong công thức để xác định j trị số của hệ số j  tính theo độ lệch tâm tính toán trong mặt phẳng có độ mảnh lớn nhất, nhưng với l = 0.

Các ký hiệu khác xem điều 3.36.

Chú thích: Khi tính diện tích toàn bộ F_dp của thanh có bản khoét lỗ, phải trừ đi diện tích mặt cắt ngang của các lỗ rỗng.

3.40. Đối với các thanh chịu nén đúng tâm hoặc các thanh chịu nén lệch tâm trong kết cấu tán và hàn kết hợp, thì hệ số triết giảm sức chịu lực j lấy theo bảng 3.11, 3.12.

Chú thích: Đối với các thanh hàn và thanh thép hình cánh rộng có mặt cắt hình I hay hình H, chỉ được dùng hệ số theo bảng 3-11 và 3-12 khi có dự kiến những biện pháp cấu tạo và công nghệ đặc biệt để đủ đảm bảo giảm ứng suất nén bản thân (còn dư) trên các ria mép thanh tới một trị số không quá 500kg/cm². Cho tới khi nào những biện pháp như vậy chưa được coi là bắt buộc đối với các thanh nói trên có ứng suất bản thân không triết giảm thì hệ số j khi tính về ổn định trong mặt phẳng của hai cánh sẽ lấy theo bảng 3-13 và 3-14.

3.41. Cho phép thay việc tính toán ổn định toàn bộ của dầm đặc chịu uốn khi có kết cấu mặt đường trên cầu hay mặt cầu, bằng cách dùng công thức (13) ở bảng 3-10 để kiểm toán về ổn định của cánh dầm chịu nén ra ngoài mặt phẳng của dầm, cánh dầm này xem như thanh chịu nén. Chiều dài tự do, mặt cắt và độ mảnh của cánh lấy theo điều 3-34, còn nội lực dọc trục lấy theo ứng suất ở trọng tâm mặt cắt của cánh, ở giữa chiều dài tự do của nó.

Khi khoảng giữa các nút của hệ liên kết dọc không vượt quá 15 lần chiều rộng của cánh chịu nén đối với thép các bon, và 13 lần đối với thép hợp kim thấp, thì không cần kiểm toán ổn định toàn bộ của dầm.

3.42. Cho phép tính toán ổn định cục bộ của bản bụng của thanh đặc giống như tấm mỏng trong trường hợp chúng chịu ứng suất dọc pháp tuyến s ứng suất tiếp tuyến t và ứng suất ngang pháp tuyến p (ứng suất thẳng đứng).

Khi kiểm toán ổn định cục bộ của bản bụng của thanh đặc chịu uốn, lấy hệ số điều kiện làm việc m như sau:

Đối với các thanh tán – lấy bằng 1,0

Đối với các thanh hàn – lấy bằng 0,9

Tính toán ổn định cực bộ bản bụng của thanh đặc được phép theo chỉ dẫn ở phụ lục 14.

3.43. Cho phép tính toán về ổn định cục bộ các bản bụng của dầm chịu uốn trong những trường hợp sau:

a) Nếu bề dày của bản bụng d không nhỏ hơn 1/50h;

b) Nếu bề dày của bản bụng d không nhỏ hơn 1/80h, đối với thép các bon 1/65h đối với thép hợp kim thấp, và có các nẹp tăng cường theo bề rộng của bản (mà không có nẹp tăng cường theo bề dài) bố trí cách nhau một khoảng a không quá 2h, và trong mọi trường hợp không quá 2m.

Bảng 3-11

HỆ SỐ TRIẾT GIẢM SỨC CHỊU LỰC ĐỐI VỚI CÁC THANH BẰNG THÉP CÁC BON

Bảng 3-12

HỆ SỐ j TRIẾT GIẢM SỨC CHỊU LỰC ĐỐI VỚI CÁC THANH BẰNG THÉP HỢP KIM THẤP

Bảng 3-13

HỆ SỐ j TRIẾT GIẢM SỨC CHỊU LỰC ĐỐI VỚI CÁC CẤU KIỆN CÁN VÀ HÀN NỐI BẰNG THÉP CÁC BON, NÊU TRONG CHÚ THÍCH CHO ĐIỀU 3-40

Bảng 3-14

HỆ SỐ j TRIẾT GIẢM SỨC CHỊU LỰC ĐỐI VỚI CÁC CẤU KIỆN CÁN VÀ HÀN NỐI BẰNG THÉP HỢP KIM THẤP, NÊU TRONG CHÚ THÍCH CHO ĐIỀU 3-40

Trong đó h – Chiều cao tính toán của bản bụng; đối với kết cấu hàn nối lấy bằng chiều cao toàn bộ của bản bụng; đối với kết cấu tán nối lấy bằng khoảng cách giữa các đường tim của hai hàng đinh tán của thép góc cánh dầm nằm gần trục của bản bụng nhất.

3.44. Khi tính các thanh chịu kéo chỉ làm bằng một thép hình, được phép không xét tác dụng của mô men do liên kết lệch tâm trong hàn tán thanh, nhưng phải dùng các hệ số điều kiện làm việc m₂ như sau:

a) Đối với thanh làm bằng một thép góc không đều cánh, chỉ liên kết ở cánh hẹp, lấy m₂ = 0,7; khi chỉ liên kết ở cánh rộng, lấy m₂ = 0,8;

b) Đối với thanh làm bằng một thép góc không đều cánh chỉ liên kết một cánh lấy m₂ = 0,75;

c) Đối với thanh có hình chữ U (cán sẵn hay ghép thành), chỉ liên kết ở bản bụng, và đối với thanh hình chữ T, chỉ liên kết ở cánh đều lấy hệ số m₂ = 0,9;

6. TÍNH TOÁN MỐI NỐI VÀ LIÊN KẾT

3.45. Tính toán mối nối và liên kết (bằng đinh tán và bu lông) phải căn cứ vào sức chịu lực tính toán của thanh xác định theo chỉ dẫn ở điều 3,36 – 3,39 còn khi tính liên kết bằng hàn, thì căn cứ vào các nội lực có xét đến sự phân bố nội lực giữa các bộ phận riêng lẻ của thanh và với giả định rằng tải trọng sẽ phân bố đều cho các đinh tán bu lông hoặc các mạch hàn dọc theo hướng tác dụng của ứng suất pháp tuyến trong các thanh được liên kết.

Mỗi phần của thanh phải có đủ số lượng đinh tán (bulông) hoặc mạch hàn để liên kết.

Không được dùng liên kết phối hợp vừa đinh tán vừa hàn.

Nếu toàn bộ nội lực truyền qua đầu gia công nhẵn của thanh chịu nén thì liên kết của mối nối bằng đinh tán được giả định tính theo diện tích chịu lực của thanh được nối, giảm đi 50%, còn khi tính mạch hàn của mối nối, phải dùng toàn bộ nội lực trong thanh được nối để tính.

Chú thích: Cho phép căn cứ vào nội lực tính toán để tính liên kết bằng đinh tán (bu lông) của các bộ phận trong hệ mặt cầu, hệ dải giằng các mối nối và các thanh liên kết của hệ liên kết, cũng như tất cả các liên kết khi xét các tác động phát sinh lúc thi công.

3.46. Khi tính liên kết bằng đinh tán, lấy đường kính tính toán là đường kính đinh sau khi đã tán (tức là đường kính lỗ khoan) làm đường kính đinh tán. Chiều dài tính toán h của mặt cắt mạch hàn lấy như sau:

a) Đối với mạch hàn nối, lấy bằng bề dày mỏng nhất của thanh đem hàn không kể “phần tăng cường” thêm của mạch hàn.

b) Đối với mạch hàn góc, tùy theo mặt ngoài của mạch hàn (phẳng hay cong), tùy theo tỷ số các cạnh góc vuông của mặt cắt mạch hàn b/a (a – cạnh nhỏ, b – cạnh lớn), và tùy theo phương pháp hàn (hàn tay hay hàn tự động) mà lấy bằng:

h = t_m . a

Khi tính mạch hàn góc có mặt ngoài hình cong lồi, không xét đến “phần tăng cường”

Các giá trị của hệ số t_m nêu trong bảng 3-15

Trị số t_m =

(tỷ số giữa chiều cao tính toán của mặt cắt mạch hàn góc h chia cho cạnh góc vuông nhỏ nhất của mạch hàn a)

Bảng 3-15

3.47. Trong những trường hợp dưới đây, khi tính toán liên kết đinh tán, phải dùng các hệ số điều kiện làm việc m₂ như sau:

a) Đối với đinh tán trong các liên kết của các nhánh thanh lệch tâm đối với mặt phẳng của bản nút, nếu trong phạm vi liên kết các nhánh này không được liên kết với nhau bằng bản giằng, cũng như đinh tán trong các bản nối ở một phía của thanh và một phía của nhánh của thanh, đều lấy m₂ = 0,9;

b) Đối với đinh tán bố trí ở cánh thò ra của khúc thép góc ngắn, lấy m₂ = 0,7;

3.48. Khi tính toán các liên kết bằng đinh tán, không có phần nối phủ trực tiếp, phải dùng các hệ số điều kiện làm việc như sau:

a) Đối với các đinh tán không trực tiếp nối các bộ phận riêng lẻ của thanh mà thông qua các bộ phận khác của mặt cắt nối;

Khi liên kết qua một lớp bản thép: m₂ = 0,9;

Khi liên kết qua hai lớp bản thép hoặc nhiều hơn: m₂ = 0,8;

Khi liên kết thông qua các bản đệm thò ra ngoài phạm vi của liên kết tán và được liên kết bằng số đinh tán có diện tích ít hơn 1/4 diện tích bản đệm thì lấy: m₂ = 0,9;

b) Đối với các đinh tán trong các mối nối có bản nối phủ hai bên, không tiếp xúc trực tiếp với các bộ phận được nối thì lấy hệ số m₂ = 0,9;

3.49. Khi tính toán các bản nối của thanh chịu kéo của giàn và của cánh dầm đặc, dùng hệ số điều kiện làm việc m₂ = 0,9.

3.50. Khi kiểm soát về cường độ của bản nút (kiểm toán chịu cắt), cường độ (sức bền) tính toán của vật liệu bản nút lấy như sau:

a) Đối với phần mặt cắt vuông góc với trục của thanh được liên kết lấy là R_o;

b) Đối với phần mặt cắt nằm nghiêng với trục của thanh được liên kết, lấy là 0,75R_o

Ở đây R_o là cường độ tính cơ bản.

Khi kiểm toán các bản nút phải dùng hệ số điều kiện làm việc m₂ = 0,9.

3.51. Các đinh tán và mạch hàn trên cánh dầm đặc, tính theo lực cắt ngang truyền tới và ngoại lực tác động trực tiếp trên cánh dầm.

3.52. Đối với các bản cá, chân đỡ có bản cá, hoặc những bộ phận khác của kết cấu chịu mô men gối và các liên kết nối chúng tại chỗ nối dầm dọc vào dầm ngang, phải tính chịu được toàn bộ mô men uốn ở gối và toàn bộ nội lực dọc trục trong dầm dọc.

3.53. Khi tính các đinh tán trên các thép góc thẳng đứng dùng để liên kết dầm dọc vào dầm ngang, phải giả định chúng chịu được toàn bộ phần lực ở gối của dầm dọc.

Trong trường hợp này dùng các hệ số điều kiện làm việc m₂ như sau:

a) Đối với đinh tán trên các cánh thép góc dùng để nối vào dầm dọc cũng như đinh tán trên các cánh thép góc nối vào dầm ngang (đối với những kết cấu có khả năng chịu được mô men uốn ở gối) lấy m₂ = 0,9

b) Đối với đinh tán trên các cánh thép góc dùng để liên kết vào dầm ngang (đối với những kết cấu không có khả năng chịu được mô men uốn ở gối) lấy m₂  = 0,7.

Chú thích: Chỉ được phép dùng những kết cấu không có khả năng chịu được mô men uốn trong trường hợp không xét đến sự cùng chịu lực của hệ mặt cầu với các thanh mạ giàn chủ.

3.54. Khi tính bản con cá và các liên kết nối trực tiếp dầm dọc với hệ liên kết dọc của giàn chủ, trong trường hợp không tính sự cùng chịu lực của hệ mặt cầu và các thanh mạ của hệ giàn chủ, phải dùng hệ số điều kiện làm việc là m₂ = 0,9;

Chú thích: Khi tính đinh tán trên các thép góc liên kết thẳng đứng của dầm dọc, hệ số nói trên phải dùng cùng với hệ số tương ứng theo điều 3.53.

3.55. Khi tính đinh tán trên các thép góc thẳng đứng liên kết các dầm ngang với giàn chủ, giả định nó chịu toàn bộ phản lực gối của dầm ngang.

Trong trường hợp này dùng những hệ số điều kiện làm việc m₂ như sau:

a) Đối với đinh tán trên những cánh thép góc liên kết với giàn (đối với những kết cấu không có khả năng chịu được mô men gối) lấy m₂ = 0,85;

b) Đối với đinh tán trên cánh thép góc liên kết với giàn (đối với kết cấu có khả năng chịu mô men uốn) lấy m₂ = 0,9.

c) Đối với đinh tán trên cánh thép góc liên kết vào dầm ngang, lấy m₂ = 0,9.

3.56. Kiểm toán về độ bền các mối nối hàn và liên kết hàn phải tính như sau:

a) Đối với các mặt cắt đi qua phần thép cơ bản gần bên các mạch hàn, và đối với các mặt chịu lực của mạch hàn nối, dùng các công thức ở điều 3.36

b) Khi kiểm toán liên kết chịu lực dọc trục, đối với mặt cắt qua các mạch hàn góc, tính theo công thức:

c) Khi kiểm toán liên kết vừa chịu lực dọc trục N, vừa chịu mô men uốn M tác dụng trong mặt phẳng liên kết của thanh, đối với mặt cắt qua mạch hàn góc, tính theo công thức:

d) Đối với mặt cắt qua mạch hàn góc của cánh gồm nhiều lá thép và mặt cắt qua mạch hàn của cánh dầm chịu uốn, khi áp lực của hoạt tải không truyền trực tiếp lên cánh của dầm, tính theo công thức:

e) Đối với mặt cắt qua các mạch hàn của cánh dầm chịu uốn, khi áp lực của tà vẹt mặt cầu truyền trực tiếp lên cánh, tính theo công thức:

Trong đó: Q – Lực cắt tính bằng kg.

q – Áp lực của hoạt tải thẳng đứng truyền qua tà vẹt của mặt cầu lên dầm, tính bằng kg/cm;

S_sp – Mô men tĩnh nguyên của toàn mặt cắt thanh có mạch hàn góc đối với trục trung hòa, tính bằng cm³.

I_sp – Mô men quán tính nguyên của toàn mặt cắt dầm chịu uốn tính bằng cm⁴.

I_n – Mô men quán tính độc cực của mặt cắt chịu lực qua các mạch hàn, tính bằng cm⁴.

r – Khoảng cách lớn nhất tính từ trọng tâm của mặt cắt qua các mạch hàn đến điểm nằm trên đường bao quanh các mạch hàn;

a - Góc tạo bởi đường r và trục dọc của thanh được liên kết (a < 90^o);

F_se – Diện tích tính toán của mặt cắt qua các mạch hàn, lấy bằng tổng các tích số hl_se’ trong đó h là chiều cao tính toán của mặt cắt mạch hàn góc, lấy theo điều 3.46.

l_se – Chiều dài tính toán của mạch hàn, bằng chiều dài thiết kế của mạch hàn trên toàn mặt cắt; riêng mạch hàn bên sườn lấy bằng 50 lần cạnh góc vuông của mạch hàn.

n – Số lượng mạch hàn góc dùng để tính toán.

0,75 = 0,6 c’

Trong đó: c’ – Hệ số xét sự phân phối không đều của các ứng suất tiếp tuyến đối với mạch hàn góc lấy bằng 1,25.

Độ chịu mỏi của các mối hàn và liên kết, tính theo các công thức ở điểm “a” (có xét điều 3.38), “b” và “c” trên đây, với hệ số điều kiện làm việc m₂ tương ứng với các nội lực, và với hệ số g.

Chú thích: Đối với thanh có mặt cắt gồm hai bản bụng, mà các nhánh của thanh được liên kết với một cặp bản nút, thì mô men uốn tác dụng trong mặt phẳng thẳng góc với mặt phẳng bản nút được tính dưới dạng lực phụ dọc trục tác dụng trên mỗi nhánh của thanh (có mang theo dấu); trị số của lực dọc trục này xác định bằng cách chia mô men cho cánh tay đòn của ngẫu lực. Đối với thanh có mặt cắt gồm có một bản bụng hay hai bản bụng, mà chỉ liên kết bằng một bản nút, thì khi xác định ứng suất, được phép không xét tác dụng của mô men nói trên.

3.57. Khi tính toán chịu uốn của bu lông chốt ở bản nút, phải giả định bu lông chịu tác dụng của lực tập trung đặt ở tim của tập bản thép tiếp giáp với bu lông.

7. TÍNH TOÁN BẢN GIẰNG, TÂM LIÊN KẾT KHOÉT LỖ VÀ HỆ THANH GIẰNG

3.58. Lực cắt giả định Q dùng để tính các bản giằng, bản liên kết khoét lỗ và hệ thanh giằng của các thanh ghép chịu nén đúng tâm, tính theo công thức sau:…

Q = a F_sp . R_o

Trong đó:

F_sp – Diện tích nguyên của toàn bộ mặt cắt thanh đã trừ đi diện tích của bản thép (tập bản thép) đặc, liên kết dọc giữa các nhánh của thanh.

R_o – Cường độ tính toán cơ bản;

j - Hệ số triết giảm sức chịu lực của thanh chịu nén đúng tâm (khi i = 0) khi kiểm toán ổn định của thanh trong mặt phẳng của bản giằng, tấm liên kết khoét lỗ hay của hệ thanh giằng

j_min – Hệ số triết giảm sức chịu lực nhỏ nhất của thanh.

a = 0,024 – 0,00007l, nhưng không được lớn quá 0,015 đối với thanh bằng thép các bon, và không được lớn quá 0,017 đối với thanh bằng thép hợp kim thấp.

Trong tính toán, trị số Q giả định là một hằng số trên toàn chiều dài của thanh.

Chú thích: Các bản giằng và phần nằm giữa các lỗ của tấm liên kết khoét lỗ, chịu lực cắt giả định Q, được tính như các thanh của giàn không có thanh chéo, còn đối với các thanh giằng được tính như các thanh của giàn có thanh chéo.

3.59. Khi tính toán độ chịu mỏi các bản giằng, tấm liên kết khoét lỗ và hệ các thanh giằng của các thanh lúc chịu nén, lúc chịu kéo, phải xác định diện tích mặt cắt của chúng với hệ số g; nghĩa là lực cắt Q được phép tính theo công thức trong điều 3.58 rồi nhân kết quả với hệ số g/j_min; còn nếu trong trường hợp căn cứ vào lực kéo để xác định mặt cắt của thanh, thì trị số Q còn phải nhân thêm với tỷ số của nội lực nén trên nội lực kéo.

Trong các thanh ghép chịu nén đồng thời chịu uốn thì lực cắt giả định Q còn phải cộng thêm với lực cắt do uốn đã tính trực tiếp trong tính toán.

3.60. Nếu các bộ phận liên kết bố trí trong một số mặt phẳng song song, thì lực cắt Q phân bố như sau:

a) Khi chỉ dùng bản giằng (hay hệ thanh giằng) hay chỉ dùng tấm liên kết khoét lỗ, cũng như trường hợp dùng kết hợp nhiều loại, thì phân đều cho các mặt phẳng của bản giằng (hệ thanh giằng) và của tấm liên kết khoét lỗ,

b) Khi dùng bản liên kết đặc (hay tập bản liên kết) cùng với các bản giằng (hay hệ thanh giằng) hoặc các tấm liên kết khoét lỗ thì phân nửa đều cho bản liên kết đặc, nửa cho các mặt phẳng của bản giằng (hay hệ thanh giằng) hoặc các tấm liên kết khoét lỗ.

3.61. Tính các bộ phận của hệ thanh giằng, phải xét tới độ lệch tâm sinh ra trong trường hợp chỉ liên kết ở một bên với nhánh của thanh.

Chú thích: Đối với hệ thanh giằng bằng các dải thép dẹt, được phép không xét độ lệch tâm trong tính toán.

8. TÍNH GỐI CẦU

3.62. Mô men uốn trong thớt trên của gối cầu lấy bằng mô men uốn của phần hẫng do tải trọng phân bố đều tác dụng trên diện tích tựa tương ứng.

3.63. Khi tính gối cầu, phải theo các qui định trong điều 2.20 và 2.28, đối với gối di động phải tính tới độ lệch tâm của áp lực trên truyền xuống do chuyển vị dọc của con lăn (con lăn vát) và trụ lắc gây ra.

Các chuyển vị dọc của gối di động, sau khi đã tính ảnh hưởng của tĩnh tải còn phải xét ảnh hưởng của hoạt tải thẳng đứng tính toán, kể cả hệ số động lực và ảnh hưởng do nhiệt độ thay đổi.

Chú thích: Trong các kết cấu nhịp có tỷ số khoảng cách giữa các giàn trên chiều dài nhịp nhỏ hơn 1/15 thì trong tổ hợp tải trọng phụ nên tính tác động đối với gối cố định do chênh lệch nhiệt độ ở các thanh mạ giàn chủ vào khoảng 15^oC

3.64. Khi tính độ ngàm chặt của bu lông neo chịu lực phải xét hệ số làm việc m₁ = 0,7; khi tính con lăn theo mặt cắt qua đường kính, nếu số con lăn không quá 2, thì lấy hệ số điều kiện làm việc m₂ = 1,4; nếu số con lăn từ 4 trở lên và gối có trụ lắc phân bố áp lực thì lấy hệ số m₂ = 1,2

CẤU TẠO

9. NHỮNG YÊU CẦU, CƠ BẢN VỀ CẤU TẠO

3.65. Khi thiết kế kết cấu thép, phải xét tới những sai số của thép cán gia công tại nhà máy cũng như sự cần thiết về thống nhất hóa tiết diện, chiều dài, số hiệu thép cán tương ứng với việc sử dụng thép bảo đảm giảm những phế liệu và những mất mát với mức ít nhất. Cũng cần phải dự kiến việc áp dụng rộng rãi hàn tự động và hàn tự động, thống nhất hóa các loại cấu kiện, các mạng lỗ và hình dạng lỗ của đinh tán và bu lông, với số lượng đường kính đinh tán và bu lông khác nhau ít nhất; và cần đảm bảo tạo các lỗ đó theo các thiết bị gá định vị và các thiết bị kẹp thuận tiện cho việc lắp ghép và liên kết các thanh trong khi lắp ráp.

3.66. Khi thiết kế các kết cấu nhịp cầu hàn hay các cấu kiện hàn và từng nút hàn không được phép có mặt cắt thay đổi đột ngột hoặc chuyển tiếp không đều sang tiết diện thay đổi và không để những yếu tố khác gây ra ứng suất tập trung lớn.

Cũng cần xét tới những tác hại do biến dạng và ứng suất gây ra trong khi hàn và phải dự kiến những biện pháp cấu tạo và công nghệ thích hợp để giảm bớt các tác hại đó, như là: giảm ứng suất tập trung gia công cơ khí các vùng cần thiết, phân tán các mạch hàn, thứ tự lắp và hàn các cấu kiện, uốn cong trước, nung nóng cục bộ kết cấu v.v…

3.67. Kết cấu nhịp và các khối lắp ghép phải có các hệ liên kết dọc và ngang để đảm bảo kết cấu nhịp không bị biến dạng không gian trong thời gian sử dụng và các khối không bị biến dạng trong quá trình vận chuyển và lắp ráp.

Các loại kết cấu nhịp kiểu dầm thường phải có hệ liên kết dọc đặt ở trong mặt phẳng của các thanh mạ (cánh) trên và mạ (cánh) dưới. Nếu do điều kiện cần thiết về tĩnh không cầu, trong kết cấu nhịp cầu chạy dưới nếu không cho phép bố trí hệ liên kết dọc ở trên thì có thể làm dầm kiểu “hở trên”, nhưng phải có các khung cứng hở đảm bảo ổn định cho các thanh mạ trên; các khung hở đó phải đặt ở mặt phẳng của mỗi dầm ngang. Trong kết cấu nhịp hàn kiểu dầm đặc có đường xe chạy trên, các hệ liên kết dọc nên đặt cách xa cùng cao độ với cánh, nhưng không được cách xa quá 1/5 chiều cao của bản bụng. Trong trường hợp này, tất cả các liên kết, trừ kiểu liên kết có hình bắt chéo và hình chữ K, đều phải liên kết với các cánh chống gió đặc biệt hoặc liên kết với các thanh nẹp cứng nằm ngang liên tục. Đối với kết cấu nhịp có các bộ phận liên kết cứng với các thanh mạ (cánh) của dầm hoặc giàn (thí dụ bản bê tông cốt thép) ở mặt phẳng thì được phép bỏ hệ liên kết dọc ở trong mặt phẳng đó, nếu xét nó không cần thiết trong khi lắp ráp. Nhịp kiểu vòm phải có hệ liên kết dọc ở mặt phẳng đường xe chạy và thêm ít nhất là một hệ liên kết dọc tại mặt phẳng một cánh vòm.

3.68. Hệ liên kết dọc thường phải đặt trùng tim với tim của thanh mạ giàn chủ, cấu tạo chỗ liên kết nó với thanh mạ không được gây nên mô men uốn trong các bộ phận của các thanh trong giàn chủ. Không nên tán đinh liên kết hệ liên kết dọc với các dầm dọc của hệ mặt cầu.

3.69. Trong trường hợp cầu đường sắt, tàu chạy trực tiếp trên các thanh tà vẹt thì khoảng cách tim giữa các dầm dọc quy định là 1,9m. Khi không có khung dầm mặt cầu thì khoảng cách tìm giữa hai dầm chủ (giàn chủ) quy định là 2,00 – 2,2m.

3.70. Trong cầu đường sắt khi các dầm dọc của hệ mặt cầu có nhịp lớn hơn 3m và không có bản mặt cầu thì phải có hệ liên kết dọc ở mặt trên. Các dầm dọc của cầu đường sắt phải có các hệ liên kết ngang bố trí với những khoảng cách không quá 5m. Nếu dầm dọc đặt chồng lên trên dầm ngang phải bố trí thanh liên kết ngang cách nhau không quá 5m.

3.71. Đối với hệ mặt cầu nếu tính toán có cơ sở thì cho phép làm gối tựa di động dọc cho các dầm dọc với số lượng ít nhất. Cấu tạo của gối tựa di động phải đảm bảo cho các đầu dầm dọc chuyển vị được theo chiều dọc và không được để đầu tỳ của dầm dọc cao hơn đầu đỡ của dầm dọc bên cạnh.

3.72. Trong các kết cấu nhịp có dầm dọc không trực tiếp liên kết với hệ liên kết dọc của giàn chủ, cần phải làm hệ liên kết chống hãm đặc biệt.

Chú thích: Khi dầm dọc có gối di động dọc thì các hệ liên kết chống hãm phải bố trí ở mỗi đoạn giữa hai chỗ ngắt rời.

3.73. Các kết cấu nhịp phải thiết bị chỗ tựa để kích nâng dầm.

10. MẶT CẮT VÀ ĐỘ MẢNH CỦA CẤU KIỆN

3.74. Kích thước nhỏ nhất của mặt cắt các bộ phận kết cấu tính bằng mm cho phép lấy như sau:

- Bề dày của bản thép dùng trong kết cấu nhịp và mố trụ cầu phải lấy là 10. Trừ các trường hợp sau:

- Bề dày bản tiết điểm của giàn chủ

Trong cầu đường sắt lấy là 12;

Trong cầu đường ô tô và cầu thành phố lấy là 10

Bề dày bản bụng của dầm chủ hàn nối chịu uốn, lấy là 12;

Bề dày bản giằng: 8;

Bề dày bản đệm: 4;

Bề dày bản gối nằm ngang: 20;

Bề dày vòng đệm của bu lông tinh chế: 6;

Thép góc trong các mặt cắt của các thanh cơ bản trong giàn chủ và hệ mặt cầu lấy là: 100 x 100 x 10;

Trong cầu đường sắt, thép góc liên kết dầm dọc với dầm ngang và thép góc liên kết dầm ngang với giàn chủ lấy là 100 x 100 x 12

Thép góc của hệ liên kết lấy là 80 x 80 x 8;

Thép góc làm thanh giằng trong các thanh tổ hợp lấy là 63 x 63 x 6;

Trong các cấu kiện tán nối bề dày lớn nhất của thép cán lấy là: 20mm, cấu kiện hàn bằng thép các bon lấy là: 50mm, cấu kiện hàn bằng thép hợp kim thấp lấy là: 40mm;

3.75. Trong mặt cắt của thanh chịu lực dọc trục của giàn chủ, vật liệu tập trung chủ yếu vào tập bản ghép thẳng đứng (trong mặt phẳng của giàn).Tốt nhất là dùng bản thép đặc để liên kết các nhánh của thanh, nhất là đối với thanh chịu nén.

3.76. Mặt cắt của các thanh hàn nối phải cố gắng làm đối xứng và ghép bằng ít bộ phận nhất để giảm tới mức ít nhất số lượng mạch hàn liên kết. Không nên dùng tập bản hàn ghép, trừ khi thật cần thiết. Số mối hàn nối trong thanh chịu kéo phải ít nhất.

3.77. Tỷ lệ bề rộng tính toán b và bề dày d của từng tập bản thép (hay bản thép) ghép trong các thanh chịu nén, không được vượt quá trị số ghi trong bảng 3-16.

Bảng 3-16

TỶ SỐ LỚN NHẤT GIỮA BỀ RỘNG VÀ BỀ DÀY CỦA TẬP BẢN THÉP (HAY CỦA BẢN THÉP)

Chú thích:

1. Các điểm 1 và 2 trong bảng dùng cho các tập bản thép (bản thép) có mặt cắt hai bản bụng mà các nhánh của nó liên kết với nhau bằng bản đặc hay bản khoét lỗ, bản giằng v.v… ngoài ra còn dùng cho bản bụng của mặt cắt hình chữ I; các điểm 3 và 4 dùng các tập bản thép (bản thép) của mặt cắt có một bản bụng và mặt cắt có hai bản bụng mà một mặt để trống, không liên kết với nhau bằng bản giằng v.v…

2. Theo điểm 1 và 2 trong bảng bề rộng tính toán b của tập bản thép (bản thép) trong thanh tán ghép lấy bằng khoảng cách giữa hai hàng đinh tán gần nhất, dùng để liên kết các bản thép trong tập bản thép nói trên với hai tập bản thép thẳng góc với nó (hoặc với các giằng liên kết). Còn đối với thanh hàn ghép, lấy bằng khoảng cách giữa các đường tim hai tập bản thép thẳng góc với nó. Bề rộng tính toán của cánh thò ra (theo điểm 3 và 4 trong bảng) lấy bằng i khoảng cách từ mép tự do của tập bản thép (bản thép) đến hàng đinh tán gần nhất của thép góc (đối với thanh tán ghép) hay đến tim của tập bản thép (bản thép) gần nhất đặt thẳng góc với cánh nói trên (đối với thanh hàn ghép).

3. Trong trường hợp mặt cắt thanh bằng thép các bon không kiểm toán theo cường độ tính toán chịu nén, thì trị số b/б ghi trong bảng tăng lên bằng cách nhân với hệ số:

y =

Nhưng không được vượt quá 1,35 và trong mọi trường hợp số b/ б không được vượt quá 50 đối với bản thép đứng và quá 60 đối với bản thép nằm ngang. Trong đó б tính theo vế trái của công thức ghi trong bảng 3-10.

Ngoài ra, bề dày các tập bản thép (bản thép) liên kết trong các thanh chịu nén có mặt cắt hình chữ H và I quy định như sau:

a) Đối với thanh tán ghép: không nhỏ hơn 0,4d_B

b) Đối với thanh hàn ghép: không nhỏ hơn 0,5d_B khi d_B lớn hơn hoặc bằng 30mm, và không nhỏ hơn 0,6d_B khi d_B nhỏ hơn hoặc bằng 25mm; trong đó d_B bề dày của tập bản thép (bản thép), đặt trong mặt phẳng của giàn.

3.78. Khi tà vẹt đặt trực tiếp lên cánh trên của dầm cầu đường sắt, thì dầm phải có bản đậy nằm ngang đặt trên toàn chiều dài của cánh trên với bề rộng ít nhất là 240mm.

3.79. Dầm hàn bản đặc nên ghép bằng một bản thép đứng và hai bản thép nằm ngang.

Nếu bề dày cần thiết của cánh dầm hàn bằng thép các bon vượt quá 50mm và bằng thép hợp kim thép vượt quá 40mm, thì được phép dùng tập bản thép và cố gắng không ghép quá hai bản ghép. Trong trường hợp này nên lấy khoảng cách từ rìa mép của bản thép rộng đến rìa mép của bản thép hẹp ít nhất là 50mm.

3.80. Bản thép đậy của cánh dầm trong phạm vi nhịp dầm, phải cắt quá đường ngắt lý thuyết của nó hay đường ngắt thực tế của bản đậy kề đó (bản ngắn hơn) một đoạn đảm bảo liên kết được toàn bộ diện tích chịu lực của mặt cắt bản đậy với tối thiểu là 3 hàng đinh tán (đối với kết cấu tán đinh).

3.81. Thép góc cánh trong dầm đặc phải có diện tích chiếm phần lớn diện tích của mặt cắt tập bản thép ở cánh.

3.82. Bề rộng phần thò ra không viền mép của cánh chịu nén trong dầm hàn có đường xe chạy trên không được vượt quá:

10d và 0,3m trong cầu đường sắt

Bề rộng và bề dày của tập bản thép nằm thép nằm ngang (và cao độ các thanh giằng liên kết) phải đảm bảo đặt được các tà vẹt cầu tiêu chuẩn có khấc và giữ được độ vồng xây dựng của đường

15d và 0,4m, trong cầu ô tô và cầu thành phố. Trong đó d - bề dày của cánh

3.83. Cấu tạo của dầm dọc và liên kết giữa dầm dọc với dầm ngang, thường phải đảm bảo chịu được mô men âm ở gối (dùng bản cá hay cánh dầm dọc chạy suốt).

3.84. Độ mảnh của thanh xác định theo điều 3.32 và 3.33 không được vượt quá các trị số sau:

- Đối với các thanh của giàn chủ chịu nén hay lúc chịu nén lúc chịu kéo cũng như thanh mạ chịu kéo của giàn chủ là 100;

- Đối với các thanh của giàn chủ chỉ chịu kéo, trừ thanh mạ, cũng như các thanh của giàn chủ không chịu tác dụng của hoạt tải thẳng đứng, và các thanh căng dùng để giảm chiều dài tự do là 150.

- Đối với các thanh chịu nén hay chịu kéo trong hệ liên kết dọc của giàn chủ và của dầm dọc, các thanh trong hệ liên kết ngang tại gối và trong hệ liên kết chống hãm là 130.

Đối với các thanh chịu kéo của hệ liên kết dọc trong cầu ôtô là 180;

Đối với các thanh chịu nén hay chịu kéo của hệ liên kết ngang trong phạm vi nhịp là 150;

- Đối với các thanh liên kết chỉ chịu lực kéo, nếu phải kéo căng trong khi lắp ráp là 200;

- Đối với các thanh giằng trong thanh chịu nén là 150;

- Đối với các thanh giằng kép có hình bắt chéo trong thanh chịu nén tán ghép bằng các thanh thép dẹt có mặt cắt hình chữ nhật là 180;

3.85. Độ mảnh của các nhánh trong thanh ghép không được vượt quá 40 khi chịu nén, không vượt quá 50 trong các trường hợp khác.

11. NẸP TĂNG CƯỜNG CỦA DẦM ĐẶC CHỊU UỐN

3.86. Nẹp (thép góc) tăng cường ngang trong dầm đặc chịu uốn, phải đặt trên các gối tựa ở các điểm truyền lực tập trung.

Khi chiều cao tính toán h của bản bụng dầm đặc chịu uốn lớn hơn 50 lần bề dày của bản bụng, thì căn cứ vào tính toán ổn định cục bộ của bản bụng để bố trí các thanh nẹp tăng cường trung gian theo chiều ngang và chiều dọc của dầm.

Khi cầu dùng nẹp cứng theo chiều dọc thì nên đặt chúng theo cự ly dưới đây kể từ cánh chịu nén:

- Khi dùng một nẹp: (0,20 ÷ 0,25)h

- Khi dùng hai hay ba nẹp: nẹp thứ nhất: (0,15 ÷ 0,20)h; nẹp thứ hai: (0,40 ÷ 0,50)h; nẹp thứ ba thường đặt trong khu vực chịu kéo của bản bụng.

3.87. Khi bản bụng chỉ dùng nẹp theo chiều ngang để tăng cường thì bề rộng cánh thò ra của hai nẹp đối xứng về mỗi bên của bản bụng không được nhỏ hơn 30 ÷ 40mm.

Khi tăng cường cho bản bụng bằng cả nẹp theo chiều dọc thì mô men quán tính của mặt cắt các nẹp phải dùng công thức sau đây để tính:

Nẹp ngang: I = 3 h d³

Nẹp dọc: I = (2,5 – 0,45)

Nhưng không nhỏ hơn 1,5 h d³ và không lớn hơn 7hd³

Các ký hiệu trong công thức trên dùng như ở điều 3.43

3.88. Nẹp tăng cường nên dùng từng đôi đối xứng và thò ra hai bên của bản bụng.

Trong trường hợp nẹp tăng cứng chỉ đặt ở một bên bản bụng, thì mô men quán tính lấy đối với trục là đường tiếp xúc của bản bụng với thép nẹp.

Bề dày của nẹp tăng cường không được nhỏ hơn 1/15 bề rộng của cánh thò ra và không nhỏ hơn 10mm.

3.89. Trong dầm tán nối mặt đầu của nẹp tăng cường (cánh thò ra của thép góc nẹp và bản thép nẹp) ở những chỗ truyền lực tập trung, phải tựa khít vào cánh nằm ngang của thép góc cánh dầm và phải kiểm toán chịu ép mặt.

Chú thích:

1. Thép góc tăng cường thẳng đứng bố trí trong phạm vi nhịp trừ chỗ truyền lực tập trung, được phép uốn cong đầu.

2. Cánh thò ra của thép góc tăng cường không nhất thiết phải tựa khít lên đà ngang.

3.90. Trong dầm hàn nối, để đảm bảo cục bộ cho bản bụng nếu chỉ dùng riêng nẹp thẳng đứng và tăng bề dày của bản bụng mà thấy không hợp lý, thì mới dùng nẹp nằm ngang để tăng cường.

Nẹp tăng cường song song với các mạch hàn nối của bản bụng phải cách xa mạch nối gia công tại nhà máy một đoạn ít nhất là 10б. (б là bề dày của bản bụng và cách xa mạch hàn nối lúc lắp ráp một đoạn tùy theo yêu cầu về hàn nối khi lắp ráp mà xác định.

3.91. Nẹp tăng cường phải hàn đối xứng ở hai bên bản bụng bằng hai đường hàn liên tục.

Khi mạch hàn nối của cách nẹp tăng cường và mạch hàn liên kết nẹp với bản bụng của dầm giao nhau, thì nên hàn liên tục qua mạch nối.

Ở những chỗ giao nhau giữa nẹp tăng cường nằm ngang và nẹp tăng cường thẳng đứng nên để nẹp tăng cường nằm ngang và mạch hàn gắn nó với bản bụng chạy liên tục, còn nẹp thẳng đứng nên cắt rời và liên kết với nẹp ngang bằng các mạch hàn góc; nếu nẹp thẳng đứng chạy liên tục không cắt, thì nẹp nằm ngang phải gắn với nẹp thẳng đứng bằng mạch hàn thấu suốt toàn bề dầy của nẹp.

3.92. Ở những chỗ tiếp giáp giữa nẹp tăng cường thẳng đứng với nẹp nằm ngang với cánh dầm hoặc bản tiết điểm nằm ngang của hệ liên kết dọc hàn vào bản bụng của dầm, thì ở nẹp tăng cường thẳng đứng nên khoét thủng một hình chữ nhật có làm tròn góc, kích thước của lỗ thủng lấy theo chiều cao là 80 – 120mm, theo chiều rộng 50 – 80mm, và bán kính góc tròn không nhỏ hơn 20mm.

Đối với lỗ khoét thủng ở chỗ tiếp giáp của đầu nẹp tăng cường với cánh dầm, nên lấy trị số lớn nhất trong những trị số nêu trên.

3.93. Các đầu của nẹp tăng cường thẳng đứng phải tựa khít vào các cánh dầm, muốn thế phải có bản đệm đặt giữa đầu nẹp và cánh dầm.

Các bản đệm phải có bề dày là 16 – 20mm và bề rộng 30 – 40 mm, phải ép chặt vào vị trí và chỉ hàn vào nẹp tăng cường bằng các mạch hàn góc. Cho phép hàn trực tiếp nẹp tăng cường với bản thép của cánh dầm chịu nén, hay với cánh dưới của dầm ở gối; không được hàn nẹp tăng cường với cánh chịu kéo.

12. YÊU CẦU VỀ CÁC LIÊN KẾT TÁN NỐI VÀ HÀN NỐI

3.94. Cần phải hết sức tránh lệch tâm giữa trọng tâm mặt cắt của các bộ phận kết cấu ở tại mối nối và bên ngoài mối nối, trừ trường hợp vì lệch tâm mà kết cấu chịu lực tốt hơn.

Đối với mặt cắt bằng một hay hai thép góc, cho phép hướng tâm theo hàng đinh tán.

Chú thích: Trong kết cấu hàn nối, trường hợp không thể tránh được lệch tâm ở các liên kết, thì các thanh có mặt cắt kiểu một bản bụng phải gắn chặt trên toàn chu vi của liên kết.

3.95. Mạch nối của bụng thẳng đứng trong dầm phải được thực hiện trên toàn chiều cao để nối thép góc cánh, được phép dùng loại bản thép phẳng có từ hai hàng đinh tán trở lên.

3.96. Trường hợp dùng bản đậy gián tiếp của diện tích tiết diện để liên kết hay nối các thanh giàn chủ, thì phần diện tích được nối trực tiếp không được nhỏ hơn 50% của toàn bộ diện tích chịu lực của thanh. Khi đó phải cố gắng giảm lệch tâm chỗ liên kết bản đậy và tăng chiều dài của bản đậy.

3.97. Số lượng đinh tán tối thiểu để liên kết các thanh theo hàng dọc (trừ các thanh chéo của hệ giằng) được phép dùng như sau:

- Với một hàng đinh tán là 3; với từ hai hàng đinh tán trở lên là 2; trên cánh thò ra của đoạn thép góc ngắn là 5;

Các mối nối và liên kết các thanh chịu kéo hay lúc chịu kéo lúc chịu nén, phải có số lượng đinh tán bằng nhau ít ra là ở hai hàng đầu tiên kể từ mặt cắt của thanh hay của bản thép nối chịu toàn bộ nội lực. Trong trường hợp ở các mối nối và liên kết của thép góc có hai hàng đinh thì chiếc đinh đầu tiên phải bố trí ở góc của thép góc.

3.98. Đường kính của đinh tán bố trí ở thép góc của các thanh chủ, không nên lớn hơn 1/4 bề rộng của cánh thép góc.

Trong những trường hợp bắt buộc, đối với những thanh giằng, nẹp tăng cường, bản ngăn v.v… được phép bố trí các đinh tán có đường kinh 23mm trên thép góc cánh rộng 80mm và đường kính 26mm trên thép góc cánh rộng 90mm.

3.99. Chiều dài thân đinh tán trong bản thép (giữa hai đầu đinh đã tán xong) không được lớn hơn 4,5 lần đường kính lỗ đinh; số bản thép ghép lại bằng đinh tán đường kính 23mm, không nên nhiều hơn 7 lớp; với đường kính 26mm không nên nhiều hơn 8 lớp.

Khi tán đinh bằng hai búa tán hơi ép hoặc có dùng giá đỡ hơi ép động lực, hoặc dùng máy kẹp thì bề dày tán ghép có thể được tăng đến 5,5 lần đường kính lỗ đinh, và số bản tán ghép khi ấy có thể tăng tới 8 lớp đối với đường kính lỗ đinh 23mm và tới 9 lớp đối với đường kính lỗ đinh 26mm.

Khi chiều dày của tập bản ghép vượt quá 3,5 lần đường kính lỗ đinh thì phải dùng loại đinh tán có thân hình nón cụt và đầu kiểu chóp cao.

3.100. Bố trí đinh tán cần phù hợp với những chỉ dẫn trong bảng 3-17.

Bảng 3-17

KHOẢNG CÁCH CHO PHÉP GIỮA CÁC ĐINH TÁN

Các ký hiệu trong bảng

đ – Đường kính lỗ đinh tán;

d - Bề dày của bản thép mỏng nhất trong bộ phận tán nối;

Chú thích: Hàng đinh tán sát mép là hàng đinh tán ở gần mép bản thép hay hàng đinh tán ở gần mép của cánh thép góc.

3.101. Trong các bản vẽ thiết kế kết cấu hàn phải ghi rõ:

a) Loại và kích thước của tất cả các mạch hàn và ký hiệu mạch hàn ở nhà máy, mạch hàn lắp ráp.

b) Phương pháp hàn tất cả các mạch hàn (hàn tự động, bán tự động và hàn tay) và trình tự khi hàn.

c) Có cần gia công các mép cạnh không và gia công thế nào.

d) Khu vực hàn thấu suốt toàn bề dày (hàn chảy thấu suốt bề dày).

e) Hình dạng và kích thước các chi tiết có liên quan đến việc gia công cơ khí các mạch hàn và các khu vực có ứng suất tập trung, các kiến nghị vẽ phương pháp gia công cũng như tất cả các chỗ phải gia công trên kết cấu.

3.102. Không được dùng liên kết hàn đối với thép cán có hình phức tạp (chữ I và U) trong các thanh giàn chủ và hệ mặt cầu làm mới. Không nên dùng kết hợp hàn nối đầu và hàn bản nối phủ bằng mạch hàn góc tại chỗ nối ghép.

Loại đinh hàn

Không được phép dùng trong cầu đường sắt.

Trong cầu ô tô và cầu thành phố chỉ được phép dùng cho các liên kết không chịu lực

Không được phép dùng hàn để lắp đầy các lỗ lắp ghép.

3.103. Mạch hàn góc thường phải có bề mặt lõm và vuốt đều tới mặt kim loại cơ bản.

Mạch hàn bên sườn của liên kết chịu lực dọc trục có thể là hình cong lõm, lồi hoặc phẳng.

Đối với mạch hàn chính diện, nên quy định tỷ số cạnh lớn trên cạnh nhỏ của mạch bằng 2 đến 2,5. Cạnh lớn phải dọc theo hướng nội lực tác dụng lên mạch hàn chính diện.

3.104. Kích thước của mạch hàn góc phải căn cứ theo tính toán về cường độ và độ chịu mỏi để cố gắng quy định nhỏ nhất, nhưng không được nhỏ hơn các trị số nêu trong bảng 3-18.

Bảng 3-18

KÍCH THƯỚC NHỎ NHẤT CỦA CẠNH MẠCH HÀN GÓC

Chú thích: Kích thước nhỏ nhất của cạnh bên mạch hàn nêu trong bảng dùng cho vết hàn một đường cong.

Chiều dài của mạch hàn góc ở chính diện và ở bên sườn không được nhỏ hơn 60mm và không nhỏ hơn 6 lần kích thước cạnh mạch hàn.

3.105. Các mạch hàn nối thường phải hàn hai bên, không phụ thuộc vào hình dạng gia công ria mép.

Trong trường hợp hàn hai bên có nhiều khó khăn thì cho phép dùng hàn một bên tại mối nối, không phải đảm bảo hàn chảy thấu suốt đáy mạch hàn; đối với mạch hàn chịu kéo cũng thực hiện như trên được, nhưng sau đó phải gia công cơ khí mạch hàn tại những chỗ nối.

3.106. Chiều dày của mạch hàn nối không được nhỏ hơn chiều dày của bản thép đem hàn.

Để nối các bản thép có chiều dày khác nhau, nên dùng mạch hàn nối có chiều dày thay đổi để chuyển tiếp từ bản mỏng sang bản dày. Trong trường hợp này đối với mối nối hàn chịu kéo và lúc chịu kéo lúc chịu nén, mạch hàn được phép có mặt nghiêng là 1:8; còn đối với mối nối hàn chịu nén, là 1:4. Nếu bề dày các bản thép chênh nhau tới mức tại các mép đứng thẳng mà mạch hàn có mặt nghiêng lớn hơn quy định thì phải cắt vát (theo chiều dày) đầu của bản thép dày hơn theo cùng với độ nghiêng của mặt nghiêng đó.

3.107. Ở những chỗ liên kết và gắn các thanh hàn (chịu kéo hay lúc chịu kéo lúc chịu nén) cũng như ở chỗ lắp ráp các bộ phận kết cấu khác với nó đều phải đảm bảo chuyển tiếp điều hòa từ mạch hàn nối, mạch hàn góc ngang hay xiên, hay từ đầu của mạch hàn góc dọc đến kim loại cơ bản của các thanh này; muốn vậy trong những trường hợp nêu dưới đây, phải gia công cơ khí các phần tương ứng của mặt mạch hàn và các khu vực có ứng suất tập trung.

3.108. Trong các thanh có mặt cắt tổ hợp không được phép dùng mạch hàn liên kết gián đoạn. Trong những liên kết dùng mạch hàn góc ở hai bên để tạo thành hình chữ T, không nhất thiết phải hàn thấu suốt nếu toàn bộ mặt cắt thiết kế trên toàn chiều dài của dầm hay của thanh không bị ngắt đoạn.

Trường hợp liên kết các bộ phận của thanh ghép bằng mạch hàn một bên, được phép không hàn thấu suốt chiều dày của bản thép mỏng. Kích thước mạch hàn không thấu suốt phải không được quá 4mm và không quá 0,25d trong đó d là bề dày bản mỏng.

13. CHI TIẾT KẾT CẤU

3.109. Trong kết cấu không được có những bộ phận tiếp giáp với nhau mà không dùng đinh tán hay hàn nối, những khe hẹp khoảng trống và lòng máng để đọng nước và không thoáng gió.

Đường kính của lỗ thoát nước thường không được nhỏ hơn 50mm.

Mọi chi tiết kết cấu phải cấu tạo dễ dàng cho việc kiểm soát, cạo gỉ và sơn.

3.110. Trong trường hợp dùng các bản đệm hay vòng đệm trong các thanh tổ hợp, thì khoảng cách giữa chúng không được vượt quá 40r đối với thanh chịu nén và 80r đối với thanh chịu kéo (r là bán kính quán tính của thép góc đối với trục song song với mặt phẳng). Trên chiều dài thanh chịu nén tối thiểu phải dùng hai bản đệm hay vòng đệm.

3.111. Đầu của thanh chịu kéo có các lỗ cho bu lông chốt để liên kết thanh với nút phải được thiết kế đảm bảo diện tích có hiệu của mặt cắt qua lỗ bu lông không nhỏ hơn 140% mặt cắt tính toán của thanh khi mặt cắt đối xứng và diện tích có hiệu của mặt cắt tính từ mép đầu thanh đến lỗ bu lông không nhỏ quá 100% mặt cắt tính toán của thanh.

Số lượng đinh tán hay mạch hàn ở những chỗ này phải đủ đảm bảo cho toàn bộ mặt cắt đều tham gia chịu lực.

3.112. Các nhánh của những thanh tổ hợp phải liên kết với nhau bằng các vách ngăn, do xét tới điều kiện hình thành các cấu kiện tại nhà máy và chuyên chở chúng đi.

3.113. Trong các thanh hàn nối chịu nén và lúc chịu nén lúc chịu kéo có mặt cắt hình hộp và các thanh mặt cắt hình chữ H và chữ I chịu nén cùng với chịu xoắn, nên đặt các vách ngăn ở đầu và dọc theo chiều dài thanh, cứ cách nhau nhiều nhất là 3m có một vách.

Chỉ nên hàn các bản ngăn với bản thép đứng, còn giữa bản ngăn với bản thép nằm ngang nên để một khe trống ít nhất là 50mm.

3.114. Không được phép hàn trực tiếp những bộ phận phụ (phần hẫng, các bộ phận lan can và đường người đi v.v…) với các bộ phận của dầm chủ và dầm của hệ mặt cầu, cũng như với các thanh của giàn chủ. Chỉ được phép hàn những bộ phận phụ này với cánh thò ra của nẹp tăng cường.

3.115. Tại những chỗ thay đổi mặt cắt của các bản thép nằm ngang của dầm, thì những bản có bề dày hay bề rộng lớn hơn đều phải cắt vát đầu với độ xiên không quá 1:4 đối với thanh mạ chịu nén và 1:8 đối với thanh mạ, chịu kéo. Để đảm bảo vuốt đều (với bán kính không nhỏ hơn 50mm) từ mạch hàn tới kim loại cơ bản, ở những mối nối của thanh mạ chịu kéo phải gia công cơ khí theo chỉ dẫn kỹ thuật riêng.

3.116. Khi cắt bản thép đậy cánh dầm trong phạm vi nhịp, cần phải cấu tạo như sau: bề dày ở đầu cắt của bản thép là 10mm; đầu vát theo bề rộng – với độ nghiêng không quá 1:4, và theo bề dày – với độ nghiêng không quá 1:8; đối với mạch hàn xiên ở đầu bản thép của cánh mạ chịu kéo thì tỷ số hai cạnh mặt cắt hàn là 1:2. Ngoài ra phải gia công cơ khí để vuốt đều (với bán kính không nhỏ hơn 5mm) từ kim loại cơ bản tới mạch hàn. Kích thước và vị trí của khu vực gia công cơ khí lấy phù hợp với chỉ dẫn kỹ thuật riêng.

3.117. Các mạch nối nằm ngang của bản bụng dầm trong kết cấu nhịp cầu xe chạy trên, được phép dùng các bản nối xuyên nằm ngang (liên tục) và hàn bằng mạch hàn góc không thấu suốt toàn bộ bề dày của bản bụng. Trong kết cấu nhịp cầu xe chạy dưới, thì loại kết cấu nói trên để liên kết mạch nối nằm ngang của bản bụng chỉ được dùng khi đảm bảo được hàn thấu suốt toàn bộ bề dày bản bụng.

Các mạch nối thẳng đứng của bản bụng không được dùng bản nối xuyên thẳng đứng.

3.118. Không nên dùng mạch nối xiên ở cánh và bản bụng của dầm đặc.

3.119. Không được hàn trực tiếp các thanh giằng ngang và các thanh giằng chéo của hệ liên kết nằm ngang với cánh của dầm. Trong dầm đặc có các thanh liên kết không đặt cùng cao độ với cánh, cho phép hàn các thanh liên kết với cánh chống gió, nẹp tăng cường nằm ngang hay bản cánh nằm bên trong (đối với cánh có mặt cắt hình chữ I), nếu khoảng cách giữa cánh dầm và cánh chống gió không nhỏ hơn 1/7 chiều cao của dầm.

3.120. Đối với cánh chống gió đặt ở khu vực chịu kéo của dầm, phải đảm bảo những yêu cầu sau: các mạch hàn ngang và các mạch hàn góc nằm xiên trên cánh dầm phải có dạng lõm và hàn bằng phương pháp hàn bán tự động; nếu dùng phương pháp hàn tay, cần phải có tỷ số các cạnh góc vuông của mạch hàn là 1:2. Các đoạn mạch hàn xiên riêng biệt ở tại chỗ liên kết của thanh thẳng đứng hàn bằng phương pháp hàn tay, cần phải gia công cơ khí theo chỉ dẫn kỹ thuật đặc biệt để đảm bảo vuốt đều từ phần kim loại cơ bản tới các mạch hàn (bán kính vuốt r ≥ 5mm).

3.121. Trong trường hợp hàn bản nút nằm ngang của hệ liên kết dọc với cánh dầm đặc trực tiếp tại mạch nối cần phải đảm bảo hàn thấu suốt bề dày của bản nút, muốn vậy phải cắt vát mép bản nút và đầu bản nút phải có một đoạn tù (không vát) theo bề rộng của mép cắt vát.

Ở các đầu của bản nút cần phải cắt tròn và gia công cơ khí phần cắt đó cùng với các điểm cuối của mạch hàn để chuyển điều hòa tới cánh dầm, bán kính phần cắt tròn không nhỏ hơn 65mm. Kích thước và vị trí khu vực gia công cơ khí lấy theo chỉ dẫn kỹ thuật riêng.

Cho phép hàn bản nút nằm ngang chồng lên cánh chịu nén của dầm dọc. Khi đó bản nút phải có dạng hình thang, mà đáy lớn của nó liên kết với cánh dầm bằng bốn đường hàn trên toàn bộ chu vi chồng và nên theo những quy định sau:

- Độ xiên phần vát của bản nút là 1:1, đoạn chồng bản nút lên cánh dầm là 5d và cạnh góc vuông nhỏ nhất của mạch hàn góc là d, trong đó là d là bề dày bản nút; tỷ số cạnh góc vuông của mạch hàn xiên là 1:2.

3.122. Đối với hệ liên kết dọc kiểu bắt chéo và kiểu chữ K không đặt cùng cao độ với cánh dầm; ở đầu các bản nút phải cắt tròn và hàn với bản bụng dầm, đảm bảo cho mạch hàn thấu suốt toàn bộ chiều dày bản nút và phải gia công cơ khí các đầu của bản nút; khi đó chiều rộng đầu kế tiếp của bản nút và bán kính vòng tròn vuốt tới cánh dầm phải phù hợp với yêu cầu của Điều 3.121. Kích thước và vị trí của khu vực gia công cơ khí phải phù hợp với những tài liệu hướng dẫn kỹ thuật riêng.

Trong trường hợp các bản nút nói trên cắt ngang nẹp tăng cường thẳng đứng thì nên để bản nút và mạch hàn của nó liên tục và hàn các bộ phận của nẹp tăng cường thẳng đứng với bản nút bằng cách hàn bán tự động với mạch hàn có dạng lõm; khi hàn bằng tay mạch hàn phải có tỷ số giữa các cạnh góc vuông là 1:2 (cạnh lớn nằm trên bản nút).

Nếu nẹp tăng cường thẳng đứng liên tục thì các bản nút ở khu vực dầm chịu kéo phải hàn vào nẹp tăng cường với mặt hàn thấu suốt bề dày.

3.123. Khoảng cách giữa hai mạch hàn liên kết các thanh giằng và giữa các mạch hàn liên kết các bản nút hay cánh chống gió với bản bụng của dầm cũng như với các bản nẹp tăng cường thẳng đứng không được nhỏ hơn 60mm.

3.124. Chỉ trong trường hợp đặc biệt mới được phép hàn bản nút thẳng đứng hoặc nẹp tăng cường thẳng đứng với cánh chịu kéo của dầm trong phạm vi nhịp; nhưng các mạch ngang liên kết các bộ phận nói trên phải dùng hàn bán tự động với mạch hàn hình lõm; nếu hàn bằng tay, mạch hàn phải đảm bảo tỷ số các cạnh góc vuông là 1:2 (cạnh lớn nằm trên cánh) và phải gia công cơ khí để vuốt đều tới kim loại cơ bản với bán kính vuốt ít nhất là 5mm. Kích thước và vị trí gia công cơ khí phải phù hợp với chỉ dẫn kỹ thuật riêng.

3.125. Thép góc chống xô phải hàn vào cánh trên của dầm bằng các mạch hàn góc dọc và ngang. Các mạch hàn ngang nên hàn bán tự động và có dạng lõm; nếu hàn bằng tay phải đảm bảo tỷ số các cạnh góc vuông là 1:2; khi đặt thép góc lên cánh trên chịu kéo, cũng phải gia công cơ khí mạch hàn để vuốt đều từ mạch hàn tới kim loại cơ bản (có bán kính vuốt ít nhất là 5mm). Kích thước của khu vực gia công cơ khí lấy phù hợp với chỉ dẫn kỹ thuật riêng.

3.126. Trường hợp bố trí các vách ngăn ngang đặt trong các thanh chịu kéo và lúc chịu nén, lúc chịu kéo, thường phải gia công cơ khí các mạch hàn ngang gắn vách ngăn với bản thép đứng; yêu cầu về gia công cơ khí theo chỉ dẫn trong điều 3.124.

Trong các thanh lúc chịu kéo lúc chịu nén không cần gia công cơ khí để vuốt đều từ mạch hàn ngang tới kim loại cơ bản nếu hệ số biên độ của chu kỳ ứng suất đổi dấu trong thanh chủ yếu chịu nén r ≥ - 0,3

14. CẤU TẠO BẢN GIẰNG, TẤM LIÊN KẾT KHOÉT LỖ VÀ THANH GIẰNG

3.127. Ở những phía trống không có các tấm liên kết và từng nhánh trong cấu kiện của dầm chủ và của hệ liên kết, thì đều phải có bản giằng, tấm liên kết khoét lỗ hay hệ thanh giằng; nếu dùng hệ thanh giằng thì phải có bản giằng ở đầu thanh và ở những chỗ hệ thanh giằng bị gián đoạn.

Khi các nhánh của thanh liên kết với nhau bằng bản thép đặc, thì có thể không cần bố trí bản giằng và thanh giằng nếu trong những thanh chịu nén có mặt cắt hình chữ H và chữ I thỏa mãn mọi quan hệ kích thước trong điều 3.77 cũng như trong các thanh chịu kéo có mặt cắt hình hộp và hình chữ H phù hợp với những chỉ dẫn ở điều 3.77 về tỷ số giữa bề rộng tính toán phần thò ra của tập bản thép (bản thép) với bề dày của nó đã tăng lên 50%.

3.128. Đối với cách thanh hàn, không được dùng hệ thanh giằng bằng thép góc hay bằng thanh thép dẹt.

Đối với các thanh hàn của giàn chủ trong cầu đường sắt, chỉ được phép dùng tấm liên kết liền với tấm liên kết có lỗ còn bản giằng chỉ được dùng trong các thanh chịu lực thứ yếu của hệ liên kết và trong các trường hợp theo tính toán về độ chịu mỏi của cấu kiện thấy có thể liên kết giữa bản giằng với phần chịu lực cơ bản của mặt cắt mà không cần vuốt tròn và gia công đặc biệt khu vực chịu ứng suất tập trung.

3.129. Bề dày d của bản giằng phải được quy định như sau:

- Đối với các thanh chịu nén và lúc chịu nén lúc chịu kép của giàn chủ làm việc dưới tác dụng của hoạt tải lấy d ≥  , nhưng không được nhỏ hơn 10mm.

- Đối với các thanh chịu nén và lúc chịu nén lúc chịu kéo của hệ liên kết d ≥ , nhưng không được nhỏ hơn 8mm.

- Đối với các thanh thứ yếu của giàn chủ chỉ chịu tác dụng tĩnh tải; và các thanh của hệ liên kết chịu kéo – không được nhỏ hơn 8mm.

Ở đây b – khoảng cách giữa hai hàng đinh tán (hay giữa các mạch hàn) liên kết các bản giằng. Nếu các nhánh của thanh chịu nén có mặt cắt hình chữ H liên kết với nhau bằng các bản giằng đặt theo trục thanh, thì bề dày của các bản giằng phải phù hợp với những chỉ dẫn trong điểm 1 của bảng 3-16.

Chiều dài của các bản giằng nằm giữa không được nhỏ hơn 0,75b.

3.130. Trong các thanh chịu nén và lúc chịu nén lúc chịu kéo, thì chiều dài của các bản giằng ở đầu thanh nên lấy lớn hơn 1,7 lần chiều dài các bản giằng nằm giữa; còn trong các thanh chịu kéo, trị số ấy lấy là 1,3.

Các bản giằng ở đâu các thanh chịu nén và chịu kéo phải cố gắng đặt gần nút.

3.131. Số lượng đinh tán tối thiểu cần để liên kết một bên của bản giằng phải lấy bằng:

4. đối với các thanh giàn chủ chịu hoạt tải;

3. đối với các thanh giàn chủ chỉ chịu tĩnh tải và các thanh của hệ liên kết;

2. đối với các thanh không chịu lực;

Cự ly giữa các đinh tán liên kết bản giằng không được lớn quá 120mm.

3.132. Góc xiên của các thanh chéo thuộc hệ thanh giằng đối với trục thanh nên lấy như sau:

- Không nhỏ hơn 45^o, khi dùng hệ thanh giằng kép và khoảng 60^o khi dùng hệ thanh giằng đơn.

Chú thích: Không cho phép dùng hệ thanh giằng dạng tam giác kết hợp với các thanh chống ngang phụ.

3.133. Khi phải dùng giản đồ hệ thanh giằng có lệch tâm ở nút, thì độ lệch tâm phải là ít nhất.

15. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA KẾT CẤU NHỊP HÀN TÁN KẾT HỢP

3.134. Trong các kết cấu nhịp dùng liên kết hàn-tán, hay bu lông hàn kết hợp (liên kết hàn ở nhà máy, liên kết đinh tán hay bu lông khi lắp ráp) được phép dùng các bản nối hay bản ốp để bù vào sự giảm yếu do các lỗ đinh tán hay do lỗ bu lông.

3.135. Ở chỗ nối, đầu các bản nối bù hao, phải cắt vắt theo bề dày hay theo bề rộng tùy theo loại bản nối bù hao để tăng bề dày hay tăng bề rộng của thanh ghép nối, đồng thời ở những chỗ nối đó đều phải gia công cơ khí theo chỉ dẫn ở điều 3.115. Đối với những bản ốp bù hao, phải cắt vát theo bề rộng với độ xiên không quá 1:1. Đối với các mạch hàn xiên nên lấy tỷ số các cạnh góc vuông của mạch là 1:2.

Cần phải gia công cơ khí mạch hàn xiên ở đầu các bản bù hao để vuốt đều từng mạch hàn đến kim loại cơ bản (với bán kính vuốt không nhỏ quá 5mm). Vị trí và kích thước khu vực gia công cơ khí phải phù hợp với chỉ dẫn kỹ thuật riêng.

Mặt cắt các mạch hàn phải chọn thế nào để các mạch hàn xiên và cách đoạn mạch hàn dọc ở trước hàng đinh lỗ thứ nhất đảm bảo liên kết được toàn bộ diện tích của bản bù hao.

Nếu bề rộng của bản bù hao lớn hơn bề dày của nó 35 lần thì nên dùng bản bù kép. Khi đó khoảng cách giữa các mạch hàn của hai bản bù kề nhau không được nhỏ quá 60mm.

Khoảng cách từ tim lỗ đinh tán (bu lông) đến mép của bản bù hao không được nhỏ hơn hai lần đường kính lỗ.

3.136. Đối với giàn hoa hàn-tán và bu lông – hàn kết hợp, được phép dùng bản nút chồng và bản nút kề liên kết với các thanh mạ bằng hàn.

Các bản nút chồng và bản nút kề phải lượn tròn đều tới các thanh mạ theo bán kính không nhỏ hơn 0,25H đối với bản nút đệm, và 0,50H đối với bản nút kề, trong đó H là chiều cao của thanh mạ. Khoảng cách từ mạch nối thanh mạ với bản nút chồng cho đến điểm đầu tiên trên vòng tròn chuyển tiếp của bản nút, không được nhỏ hơn 70mm.

Đối với các mạch hàn nối của bản nút chồng trong thanh mạ chịu kéo và lúc chịu kéo lúc chịu nén, phải gia công cơ khí phù hợp với yêu cầu trong điều 3.115.

Hình dáng cấu tạo (trừ bán kính của vòng tròn chuyển tiếp đến thanh mạ nói trên) và gia công cơ khí của bản nút kề phải phù hợp với yêu cầu trong các điều 3.121 và 3.122.

3.137. Liên kết dầm dọc với dầm ngang, dầm ngang với giàn chủ có hai bản bụng, cần phải dùng thép góc thẳng đứng có hai cánh liên kết bằng đinh tán (hay bu lông). Khi đó cánh của dầm ngang thường phải kéo liên tục đến giáp mép bản bụng của dầm.

Đối với những kết cấu có cánh bị cắt thì cần phải có biện pháp sau đây làm giảm ứng suất tập trung.

- Ở chỗ cắt, cánh dầm phải cắt vát theo bề dày với độ xiên 1:8 và theo bề rộng với độ xiên 1:4; ở ngay chỗ đầu cắt, nên lấy bề dày cánh ít nhất là 6mm (trước khi hàn) và bề rộng cánh ít nhất là 36mm; bản bụng dầm ở phạm vi cánh bị vát phải đảm bảo hàn xuyên thấu suốt. Cần phải gia công cơ khí ở đầu của cánh dầm để vuốt đều tới bản bụng (trong hai mặt phẳng) với bán kính vuốt ít nhất là 65mm. Vị trí và kích thước của khu vực gia công cơ khí phải phù hợp với các chỉ dẫn kỹ thuật riêng.

Đầu bản bụng của dầm dọc cần phải khoét và vuốt tròn (bán kính r ≥ 30mm) để nối với cánh dầm bị cắt và phải gia công cơ khí (sau khi hàn dầm) theo các chỉ dẫn kỹ thuật riêng.

16. CẤU TẠO GỐI CẦU

3.138. Các kết cấu nhịp kiểu dầm có nhịp lớn hơn 25m phải dùng gối kiểu con lăn chốt hay gối hình vành lược.

3.139. Đầu di động của kết cấu nhịp phải đảm bảo chuyển vị dọc tự do và không bị chuyển vị ngang. Nếu khoảng cách giữa các tim của giàn chủ lớn hơn 15m thì cần phải có thiết bị di động hai hướng để đảm bảo di động ngang.

Thớt dưới của gối cố định và bản đệm dưới của gối di động, cũng như cột đứng của mố trụ thép đều phải dùng bu lông neo liên kết chặt vào trụ.

Các đầu kết cấu nhịp phải giữ chặt vào trụ bằng bu lông neo chịu lực, nếu tính toán về ổn định chống lật ngang đối với mép ngoài của kết cấu thép theo điều 3.27 có tỷ số:

(xem điều 1.50)

3.140. Kết cấu gối cầu phải đủ cứng để phân bố tải trọng đều trên toàn bộ diện tích tựa của nút kết cấu nhịp và trên trụ.

Không nên dùng quá 4 con lăn.

Gối cầu con lăn, chốt và gối vành lược thường phải dùng thép đúc theo kiểu chốt tiếp xúc tự do.

3.141. Chiều dài của gối cầu dọc theo tim cầu không được vượt quá hai lần chiều cao tính từ mặt đệm kê gối đến tâm chốt.

Chiều cao thớt trên của gối cố định càng nhỏ càng tốt. Hiệu số giữa các kích thước bề rộng gối cầu tại mặt đệm kê gối và tại chốt không được vượt quá hai lần bề dày của thớt.

Phần bản thò ra ngoài trục con lăn ngoài cùng không được vượt quá hai lần bề dày của bản.

Bề dày cấu kiện kim loại của gối làm bằng thép đúc không kể tới gia công như thế nào đều không được nhỏ hơn 40mm.

3.142. Các con lăn phải được liên kết với nhau bằng thanh giằng ở mặt bên sao cho đảm bảo không bị xê dịch lọc và trượt ngang nhưng dễ dàng cho việc lau chùi và phải được bảo vệ bằng các hộp che ngoài.

Chương 4.

KẾT CẤU THÉP LIÊN HỢP VỚI BẢN BÊ TÔNG CỐT THÉP

1. QUY ĐỊNH CHUNG

4.1. Những chỉ dẫn trong chương này dùng cho kết cấu nhịp liên hợp đường xe chạy trên, có bản mặt cầu bằng bê tông cốt thép cùng chịu lực với giàn chủ (dầm chủ) bằng thép, và cho kết cấu hệ mặt cầu bằng bản bê tông cốt thép cùng chịu lực với dầm thép hệ mặt cầu.

Khi thiết kế kết cấu nhịp thép liên hợp bê tông cốt thép các hệ phức tạp (hệ hai bản, hệ xe chạy dưới, hệ có cốt thép ứng suất trước cường độ cao v.v..) phải xét các chỉ dẫn kỹ thuật riêng.

Chú thích: Các kết cấu nhịp liên hợp đường sắt, trừ nhịp dầm bản đặc giản đơn, chỉ được phép dùng trong từng trường hợp cá biệt với những lý do đặc biệt.

4.2. Những yêu cầu đối với vật liệu bê tông và thép của kết cấu thép liên hợp với bản bê tông cốt thép, các đặc trưng tính toán cơ bản, cũng như các chỉ dẫn về tính toán và cấu tạo không dự kiến trong chương này thì được dùng những chỉ dẫn ở các chương III và V.

2. QUY ĐỊNH CƠ BẢN VỀ TÍNH TOÁN

4.3. Kết cấu thép liên hợp với bản bê tông cốt thép được tính toán theo giả định mặt cắt phẳng. Cho phép không xét đến tính biến dạng của khe nối giữa bê tông cốt thép và thép.

4.4. Sự làm việc của bê tông được coi là dẻo hoặc hoàn toàn không tính đến dựa theo những chỉ dẫn sau đây:

a) Trong tính toán mặt cắt kết cấu thép liên hợp với bản bê tông cốt thép, sự làm việc của bê tông lấy là dẻo (ứng suất nén cực hạn tác dụng trong bê tông bằng cường độ tính toán của bê tông), nếu ứng suất nén trong bê tông tính theo giả định làm việc đàn hồi vượt quá cường độ tính toán của nó.

b) Không xét đến sự làm việc của bê tông trong mặt cắt liên hợp khi tính ứng suất thuộc tổ hợp tải trọng chính gây ra trong phần cấu kết thép và cốt thép dọc về cường độ, độ chịu mỏi và độ phát triển vết nứt ngang bê tông, nếu ứng suất kéo dọc thớ trong bê tông tính theo giả định đàn hồi vượt quá các trị số sau:

- Vượt quá 0 – đối với cầu đường sắt không kể là dùng loại cốt thép nào, cũng như đối với cầu đường ô tô và cầu thành phố khi cốt thép là loại thép sợi cường độ cao.

- Vượt quá R_pn (cường độ chịu kéo tính toán của bê tông) – đối với cầu đường ô tô và cầu thành phố khi không dùng cốt thép loại thép sợi cường độ cao.

Trong các trường hợp này ứng suất tính toán trong bê tông do các tải trọng nói trên gây ra bằng 0.

c) Bê tông coi là làm việc đàn hồi, trong mặt cắt liên hợp đối với các tính toán về cường độ, độ chịu mỏi và độ phát triển vết nứt, cũng như đối với tất cả các tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai (không phụ thuộc vào trị số và dấu của tổng ứng suất trong bê tông) và đối với tính toán nội lực do các loại tải trọng tác động trong hệ siêu tĩnh, tính nội lực,tính ứng suất do bê tông co ngót và nhiệt độ thay đổi gây ra trong tất cả các hệ.

4.5. Đối với một trường hợp đặt tải nhất định vẫn phải xét đến bê tông làm việc chịu nén trong thàn phần mặt cắt liên hợp, mặc dù với cách đặt tải khác hoặc khi xét các tải trọng và tác động khác có hoặc không có tổng ứng suất kéo trong bê tông mặt cắt đó và mặc dầu trị số tổng ứng suất kéo này là bao nhiêu.

Mặc dù xét hoặc không xét bê tông làm việc, vẫn phải xét cốt thép dọc của bê tông, cốt thép làm việc trong thành phần mặt cắt liên hợp.

Việc tính về cường độ và độ chịu nứt của bản bê tông cốt thép, chịu kéo có xét tác động thay đổi nhiệt độ hoặc co ngót bê tông sẽ tiến hàn như một thanh bê tông cốt thép chịu kéo. Ở đây nội lực trong cốt thép dọc xác định theo ứng suất kéo tính toán ở trọng tâm mặt cắt bê tông.

Ứng suất tính toán trong cốt thép xác định bằng cách cộng ứng suất do nội lực nói trên gây ra trong cốt thép với ứng suất của cốt thép tính trực tiếp cho mặt cắt dầm.

4.6. Trong tính toán theo giả thiết bê tông làm việc đàn hồi lấy tỷ số mô đun đàn hồi giữa thép và bê tông như sau:

- Trong mọi tính toán, trừ tính về độ chịu mỏi trong trường hợp nêu dưới đây, lấy – n₁ trong bảng 5-12 chương V.

Tính độ chịu mỏi của cầu đường sắt khi hoạt tải làm tăng lực nén trong bê tông:

- Theo mặt cắt ngang, lấy n theo bảng 5-13 chương V.

- Theo mặt cắt dọc và kết cấu liên hợp, lấy bằng

Chú thích: Cho phép dùng tỷ số môđun n₁ khi xác định nội lực trong hệ siêu tĩnh để tính về độ chịu mỏi.

4.7. Cần tính độ phát triển vết nứt ngang trong bản bê tông cốt thép chịu kéo trong những trường hợp khi tổng ứng suất kéo ở trọng tâm mặt cắt bê tông tính theo giả định bê tông làm việc đàn hồi trong thành phần mặt cầu vượt quá trị số nếu ở mục “b” điều 4.4.

Khi xác định bán kính đặt cốt thép phải xét cốt thép dọc và cốt thép neo nghiêng nằm trong mặt cắt tính toán, còn ảnh hưởng của cánh dầm thép thì không tính.

4.8. Khi tính về cường độ của kết cấu liên hợp với giả định bê tông làm việc đàn hồi, chỉ xét từ biến của bê tông dưới tác dụng trọng lượng bản thân công trình và ứng suất trước (nếu có), nếu ứng suất nén lớn nhất trong bê tông do các tải trọng nói trên (không kể từ biến) vượt quá 20% cường độ chống nén tính toán của bê tông khi chịu uốn.

Độ từ biến tiêu chuẩn của bê tông lấy theo phụ lục 17.

4.9. Khi tính toán các kết cấu liên hợp về tác động co ngót của bê tông, cần xét tới ảnh hưởng của từ biến (xem phụ lục 17).

Nếu thiếu các số liệu kỹ thuật làm căn cứ thì trị số biến dạng tương đối tính toán do co ngót bê tông được phép lấy như sau:

- Đối với kết cấu đổ tại chỗ e_y = 2.10^-4

- Đối với kết cấu lắp ghép e_y = 1.10^-4

4.10. Khi tính toán dầm bản liên hợp chịu tác động của nhiệt độ thay đổi, tiêu chuẩn độ chênh lớn nhất, về nhiệt độ giữa thép và bê tông cốt thép lấy như sau:

30^o – đối với dầm chủ, trường hợp nhiệt độ thép cao hơn nhiệt độ bê tông cốt thép;

15^o – đối với dầm chủ, trường hợp nhiệt độ thép thấp hơn nhiệt độ bê tông cốt thép, và đối với dầm hệ mặt cầu trong cả hai trường hợp.

Ở đây để xác định nội lực và ứng suất do nhiệt độ thay đổi, dùng đồ thị đường cong nhiệt độ thay đổi theo chiều cao của dầm thép.

Nội lực và ứng suất trong bản bê tông cốt thép do nhiệt độ thay đổi cho phép tính theo đồ thị hình chữ nhật biểu diễn nhiệt độ thay đổi theo chiều cao của dầm thép, nhưng trong phép tính này tiêu chuẩn chênh lệch nhiệt độ cần lấy bằng 50% trị số ở trên.

Đối với giàn hoa có thanh mạ thép tiết diện mảnh (hình chữ H hoặc chữ T) liên hợp với bản bê tông cốt thép, cho phép không tính chênh lệch nhiệt độ giữa thép và bê tông cốt thép.

4.11. Tải trọng nằm ngang tác dụng vào bản bê tông cốt thép mặt cầu và vào liên kết dọc dưới của kết cấu nhịp liên hợp định theo bảng 4-1.

Bảng 4-1

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG VÀO BẢN BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ HỆ LIÊN KẾT DƯỚI TÍNH THEO TỶ LỆ PHẦN TRĂM CỦA TOÀN BỘ TẢI TRỌNG NẰM NGANG

Bản bê tông cốt thép mặt cầu đường sắt cần kiểm toán về cường độ trong mặt phẳng nằm ngang như một cấu kiện bê tông cốt thép chịu nén uốn dưới tác dụng của lực nén dọc trục do tải trọng thẳng đứng và ứng suất trước (nếu có) và tác dụng của mô men uốn do lực ngang. Trong tính toán cho phép xét bản bê tông cốt thép được giảm tải do bản thép của cánh trên dầm thép chịu một phần mô men do lực ngang gây nên. Lực nén dọc trục tính theo giả định bê tông làm việc đàn hồi. Còn từ biến của bê tông cũng như ứng suất do nhiệt độ thay đổi và co ngót bê tông thì không cần xét.

Cũng không cần kiểm toán độ phát triển nứt trong bê tông.

4.12. Việc tính kết cấu liên hợp hoặc theo cả giai đoạn làm việc thứ nhất và thứ hai, hoặc chỉ theo giai đoạn làm việc thứ hai, là tùy thuộc vào phương pháp thi công xây dựng.

Giai đoạn làm việc thứ nhất là giai đoạn dưới tác dụng của tải trọng, chỉ có phần kết cấu thép chịu lực.

Giai đoạn làm việc thứ hai là giai đoạn dưới tác dụng của tải trọng, kết cấu liên kết cùng chịu lực. Nếu chia giai đoạn làm việc thứ nhất hay thứ hai thành một số bước thì cần phải tính riêng theo từng bước một.

4.13. Khi tính toán giàn hoa có thanh mạ trên là thanh liên hợp làm việc dưới tác dụng đồng thời của lực dọc trục và lực uốn do hoạt tải thẳng đứng ở ngoài nút giàn, thì cần xét đến độ cứng của thanh liên hợp đó. Cho phép dùng phương pháp tính toán dựa trên cơ sở chỉ xét đến độ cứng của nút giàn khi lập đường ảnh hưởng mô men uốn của nó. Đối với cầu ô tô và cầu thành phố khi chiều cao thanh mạ liên hợp nhỏ hơn 1/10 chiều dài khoang thì tính theo công thức gần đúng ở điều 4.14.

4.14. Mô men uốn do thanh mạ trên cứng của cầu giàn hoa đường ô tô và đường thành phố chịu ở giai đoạn làm việc thứ nhất và thứ hai, khi chiều cao thanh mạ liên hợp nhỏ hơn 1/10 chiều dài khoang cho phép tính theo công thức sau:

Mô men do giàn chịu uốn:

M =

Mô men do thanh chéo liên kết lệch tâm so với đường tim thanh mạ trên:

Ở các nút đầu                           M = - Te;

Ở các nút giữa                          M = ± T;

Mô men do uốn cục bộ

Ở giữa khoang                          M = + 0,7M_o

Ở các nút giữa                          M =  - 0,7M_o

Trong đó: N_* và N_r – Lực dọc trục trong thanh mạ trên (cứng) và thanh mạ dưới của giàn ở khoang tính toán;

I_*, F_* - Mô men quán tính và diện tích thanh mạ trên của giàn (ở giai đoạn làm việc thứ hai cần tính đổi thành thép);

F_r – Diện tích thanh mạ dưới của giàn;

H_F - Chiều cao tính toán của giàn ở khoang tính toán;

T – Nội lực nằm ngang của thanh chéo truyền vào thanh mạ trên nút ở nút giàn tính toán;

e – Độ lệch tâm giữa điểm đặt lực T với trọng tâm thanh mạ trên;

M_o – Mô men ở giữa nhịp dầm giản đơn có chiều dài bằng chiều dài khoang tính toán của giàn.

3. TÍNH TOÁN MẶT CẮT NGANG

4.15. Khi tính toán về cường độ của dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép dưới tác dụng của mô men dương, dùng các công thức ở bảng 4-2 theo một trong ba trường hợp tính toán xác định tùy thuộc vào trị số ứng suất ở thớ mép của bê tông s_sfvà ở trọng tâm mặt cắt của bê tông s_stính theo giả định bê tông làm việc đàn hồi.

Trong đó:

Trường hợp A – Dầm thép I và bê tông cốt thép làm việc ở giai đoạn đàn hồi;

Trường hợp B – Dầm thép I và cốt thép làm việc ở giai đoạn đàn hồi; còn bê tông làm việc ở giai đoạn dẻo;

Trường hợp C – Dầm thép I làm việc ở giai đoạn đàn hồi, bê tông cốt thép làm việc ở giai đoạn dẻo (hình 41a).

a) Tác động của mô men uốn dương

b) Tác động của mômen uốn âm

Hình 4.1

Khi ứng suất s_sF và s_s do tải trọng thẳng đứng và ứng suất trước (nếu có), trong trường hợp cần thiết, phải xét từ biến của bê tông, còn khi tính toán hệ siêu tĩnh dưới tác dụng của tải trọng và tác động tổ hợp phụ thì phải xét thêm ảnh hưởng co ngót bê tông và nhiệt độ thay đổi đối với mô men uốn ngoài tại mặt cắt. Khi tính s_sF và s_s không cần xét ứng suất do lực nằm ngang và ứng suất cân bằng nội tại trong phạm vi mặt cắt tính toán do co ngót của bê tông và do nhiệt độ thay đổi.

Bảng 4-2

CÔNG THỨC TÍNH CƯỜNG ĐỘ MẶT CẮT LIÊN HỢP DƯỚI TÁC DỤNG CỦA MÔ MEN DƯƠNG

Bảng 4-3

CÔNG THỨC TÍNH CƯỜNG ĐỘ MẶT CẮT LIÊN HỢP DƯỚI TÁC DỤNG CỦA MÔ MEN ÂM

Ký hiệu trong bảng:

F_c; F_a; F_CT = F_c + F_a; F_s - Diện tích mặt cắt ngang tương ứng theo thứ tự lần lượt của: phần cấu kiện thép (không kể cốt thép dọc), cốt thép dọc, toàn bộ thép, bê tông;

m = - Hệ số hàm lượng, thép trong bê tông cốt thép;

W_ic =  - Các mô men chống uốn và đặc trưng hình học tương tự của thớ

W_i.CT =  i (thớ H, b, s, a, s_f trong hình 4-1 lần lượt ứng với các mặt cắt sau:

M^I; M^IIn; M^I.II.n = M^I + M^II.n ; M^yT – Mô men uốn ngoài lần lượt ứng với: giai đoạn làm việc thứ nhất, giai đoạn làm việc thứ hai (trường hợp cần thiết, có tính đến từ biến của bê tông trong hệ siêu tĩnh) tổ hợp cả hai giai đoạn làm việc, do co ngót của bê tông và do nhiệt độ thay đổi (chỉ trong hệ siêu tĩnh);

- Ứng suất nội (cân bằng trong phạm vi mặt cắt liên hợp) trong thớ i ứng với: từ biến của bê tông dưới tác dụng trọng lượng bản thân công trình và ứng suất trước, do co ngót của bê tông và do nhiệt độ thay đổi.

R_s - Cường độ tính toán chịu nén của bê tông, lấy như sau:

R_s= R_Uskhi

R_s= 0,9R_Uskhi

R_s= R_np.skhi

Trong đó:

R_Us - Cường độ tính toán chịu nén của bê tông khi uốn;

R_nps - Cường độ tính toán chịu nén dọc trục của bê tông;

R_a – Cường độ tính toán của cốt thép;

R_uc – Cường độ tính toán của thép cơ bản khi chịu uốn;

m₂ – Hệ số điều kiện làm việc, lấy như sau:

Khi s_s < 0,6R_s   m₂ = 1,2

Khi 0,6R_s < s_s< 0,8R_sm₂ = 1,1

Khi s_s> 0,8R_s   m₂ = 1,0

e_s - Biến dạng tương đối ở cao độ trọng tâm mặt cắt bê tông.

D_s= 0,0016 – giới hạn tính toán biến dạng tương đối của bê tông (đối với cao độ trọng tâm mặt cắt của bê tông);

E_s- Mô đun đàn hồi của bê tông;

Những số hạng của công thức có chấm ở dưới ghi trong bảng 4-2 (và trong bảng 4-4) chỉ tính với tải trọng và tác động tổ hợp phụ.

4.16. Để tính toán cường độ dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép dưới tác dụng của mô men âm, dùng các công thức ở bảng 4-3 theo một trong hai trường hợp tính toán xác định tùy thuộc vào trị số ứng suất kéo dọc thớ của bê tông s_sF tính theo giả định bê tông làm việc đàn hồi trong mặt cắt liên hợp.

Trong đó, trường hợp D giả định là không có vết nứt ngang trong bê tông, còn trường hợp E giả định vết nứt ngang trong bê tông phát triển trên toàn bộ chiều cao phần mặt cắt bê tông cốt thép và coi như bê tông không làm việc nữa (xem hình 4.1b).

Ứng suất s_sFtính tương tự như chỉ dẫn ở điều 4.15 nhưng có khác là với tải trọng và tác động tổ hợp phụ, trị số s_sFkhông những chỉ tính với ứng suất do ngoại lực mà cả ứng suất nội do bê tông co ngót và nhiệt độ thay đổi gây nên.

Trong bảng 4,3, R_np – Là cường độ tính toán chịu kéo của bê tông.

Các ký hiệu khác đã nêu ở điều 4.15.

Các mô men uốn đưa và công thức đều có kèm dấu.

4.17. Cần tính ứng suất tiếp tuyến trong phần thép của mặt cắt ngang dầm liên hợp với giả định bê tông làm việc đàn hồi (trong trường hợp cần thiết xét thêm từ biến của bê tông) theo công thức sau đây (ứng với thớ k):

t_K =

Trong đó: Q^I và Q^II.n – Lực cắt ngoài ứng với giai đoạn làm việc thứ nhất và thứ hai;

I_C và I_CTs - Mô men quán tính của mặt cắt thép và của toàn bộ mặt cắt tính đổi ra thép;

d - Chiều dày bản bụng.

S_K.C và S_K.CTs - Mô men tĩnh của phần mặt cắt thép ở độ “K” đối với trọng tâm toàn bộ phần thép của mô men tĩnh của toàn bộ mặt cắt tính đổi ra thép với trọng tâm của nó.

Khi tính t_K trong hệ siêu tĩnh thì không những tính theo tải trọng và tác động tổ hợp phụ, mà còn phải tính cả lực cắt ngoài do bê tông co ngót và nhiệt độ thay đổi gây nên.

4.18. Khi tính về cường độ bản bụng chịu nén trong vòng ở gần bản bê tông cốt thép, đối với ứng suất pháp tuyến tính đổi, cần đưa vào hệ số điều kiện làm việc m₂ theo điều 4.15.

Khi tính toán về ổn định cục bộ của bản bụng thì không cần tính ứng suất nội (cân bằng bên trong mặt cắt liên hợp) do nhiệt độ thay đổi và bê tông co ngót gây ra.

4.19. Khi tính về cường độ mặt cắt liên hợp chịu tác động đồng thời của mô men uốn và lực dọc trục, cũng như tính cường độ của mặt cắt liên hợp trong từng trường hợp phức tạp hơn (có cốt thép ứng suất trước cường độ cao, có hai bản v.v…) thì cần theo các nguyên tắc trình bày trong các điều 4.4, 4.5, 4.15 và 4.16, có xét thêm các chỉ dẫn kỹ thuật riêng.

4.20. Trong cầu đường sắt dùng các công thức sau đây để tính về cường độ chịu mỏi của dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép dưới tác dụng của mô men dương:

Ở đây:

W’_HCT.s; W’_BCT.s; W’_sf.CT.s- Mô men cuống uốn và các đặc trưng hình học tương tự của toàn bộ mặt cắt tính đổi ra thép với tỷ lệ mô đun đàn hồi giữa thép và bê tông.

n’ =

R’_U,s - Cường độ tính toán chịu nén của bê tông theo độ chịu mỏi khi uốn, với: r ≤ 0,1 lấy theo điều 5.18 chương V.

K’_p – Hệ số điều chỉnh nhân với R’_ud để xét ảnh hưởng r>0,1 theo điều 5.19 chương V.

g_H và g_B – Hệ số chiết giảm cường độ tính toán khi tính về độ chịu mỏi đối với cánh trên và cánh dưới.

Các ký hiệu khác đã nêu trong điều 4.15.

4. TÍNH TOÁN MẶT CẮT DỌC VÀ LIÊN KẾT GIỮA BẢN BÊ TÔNG CỐT THÉP VỚI KẾT CẤU THÉP

4.21. Kết cấu liên kết giữa bản bê tông cốt thép với kết cấu thép cần tính về nội lực trượt phát sinh giữa các bộ phận này do tác động lực cắt ngang và do tác động phân bố tại lực dọc nội giữa bê tông cốt thép và thép. Đối với kết cấu liên kết tại phần đầu các bản bê tông cốt thép trong nhịp cầu thì ngoài việc tính về lực trượt do lực ngang gây ra, còn phải tính theo lực tách do bê tông co ngót và nhiệt độ thay đổi.

Lực trượt trên đơn vị chiều dài xác định theo công thức:

t =

Trong đó: Q^H.n – Lực cắt ngoài ở giai đoạn làm việc thứ hai (khi tính hệ số siêu tĩnh, trong trường hợp cần thiết, xét thêm cả ảnh hưởng từ biến của bê tông);

S_sa.CT.s - Mô men tĩnh của bản bê tông cốt thép tính đổi ra thép đối với trọng tâm mặt cắt liên hợp.

I_CT.s - Mô men quán tính của toàn bộ mặt cắt tính đổi ra thép;

t’ – Lực trượt trên đơn vị chiều dài do sự phân bố lại lực dọc nội giữa bê tông cốt thép và thép (đặc biệt là do bê tông co ngót và nhiệt độ thay đổi).

Ngoài ra, khi tính t trong hệ siêu tĩnh theo tải trọng và tác động phụ, còn phải xét cả lực cắt ngoài do bê tông co ngót và nhiệt độ thay đổi.

Nội lực tác động vào một liên kết tính bằng phần diện tích biểu đồ lực trượt ứng với một đoạn dầm bằng cự ly giữa các liên kết đó.

Biểu đồ lực trượt và lực tách do bê tông co ngót và nhiệt độ thay đổi cho phép lấy theo dạng hình tam giác có tung độ lớn nhất ở mép ngoài của bản bê tông cốt thép và có chiều dài cạnh đáy bằng:

0,7 H đối với lực trượt;

0,25 H đối với lực tách;

Trong đó H – Chiều cao toàn bộ của dầm liên hợp.

4.22. Khi tính liên kết giữa bản mặt cầu bằng bê tông cốt thép với thanh mạ trên bằng thép của giàn hoa, cần xét các lực trượt giữa bê tông cốt thép và thép đo độ chênh giữa các lực dọc trục trong thanh mạ ở các khoang, do lực cắt ngang khi thanh mạ liên kết chịu uốn cũng như do lực dọc nội phân bố lại giữa bê tông cốt thép và thép. Chiều dài phân bố lực trượt do chênh lệch giữa các lực dọc trục tại các khoang mạ liên hợp lấy theo chỉ dẫn kỹ thuật riêng.

4.23. Tính liên kết giữa thép với bê tông cốt thép ở các mấu neo cứng theo nén cục bộ của bê tông dùng các công thức sau:

- Đối với cầu đường sắt, tính về cường độ:

T ≤ 2R_np F_CM

Tính về độ chịu mỏi

T_B ≤ 1,5K_r R’_np F_CM

Đối với cầu đường ô tô và cầu thành phố, do không tính về độ chịu mỏi của liên kết nén cục bộ bê tông, nên chỉ tính về cường độ theo công thức:

T ≤ 1,6R_np F_CM

Ở đây T và T_B – Lực trượt tác động trên một mấu neo cứng với tính toán về cường độ và về độ chịu mỏi;

F_CM – Diện tích mặt ép tựa của bê tông vào mấu neo; nếu mấu neo hình trụ hoặc hình vòng cung thì đó là diện tích mặt cắt theo đường kính mấu neo (nếu là mặt cầu lắp ghép và mấu neo bố trí ô cửa sổ thì không tính chiều dày vữa đệm vào diện tích ép tựa);

R_np – Cường độ (sức chịu) tính toán của bê tông khi tính về cường độ chịu nén dọc trục

R’_np – Cường độ tính toán của bê tông khi tính về cường độ chịu mỏi lúc nén dọc trục và khi r > 0,1;

Kr - Hệ số điều chỉnh đối với R’_np xét ảnh hưởng khi r > 0,1 theo điều 5.1 chương V.

Nếu là mặt cầu lắp ghép và mấu neo bố trí ở ô để trống của bản cửa sổ thì cường độ tính toán R_np và R’_np lấy theo số hiệu bê tông của toàn khối.

4.24. Tính thép liên kết với bê tông cốt thép bằng cọc thanh cốt thép đặt xiên so với bề mặt phần thép của kết cấu sẽ tiến hành theo hướng dẫn kỹ thuật riêng vì điều kiện neo chịu tổ hợp lực kéo và uốn cùng với ép mặt của bê tông giống như kiểu ngõng chốt.

Tính về cường độ và độ chịu mỏi của liên kết bằng cốt thép neo với phần kết cấu thép là tính về chịu cắt ứng với lực trượt phải truyền hoặc về chịu tổ hợp lực cắt và tách ứng với hợp lực tính toán trượt và tách phát sinh giữa bê tông cốt thép và thép.

Liên kết giữa phần kết cấu thép và cốt thép neo đặt xiên một góc bằng hoặc lớn hơn 45^o, nếu dùng hàn đổi đầu thì cho phép coi mạch hàn nối có diện tích bằng diện tích mặt cắt ngang của cốt thép neo.

4.25. Cường độ và độ chịu mỏi của mối liên kết giữa mấu neo cứng và kết cấu thép tính theo lực trượt và mô men của lực này. Hợp lực trượt coi như tác dụng ở trong tâm diện tích ép tựa tính toán của bê tông vào mấu neo.

Khi kiểm toán cường độ ngàm hoặc neo kết của mấu neo cứng vào bê tông để chịu mô men lực trượt, cho phép chỉ kiểm tra neo kết của mấu neo chịu tác dụng lực trượt, nhưng ứng suất lớn nhất tìm được phải nhân với hệ số không đồng đều là 1,2.

Khi tính cường độ và độ chịu mỏi của liên kết giữa thanh mạ trên bằng thép với bản đệm đã được neo kết vào bê tông bằng các thanh cốt thép đặt xiên để truyền toàn bộ lực trượt, hợp lực trượt coi là tác dụng ở cao độ mặt dưới của bê tông cốt thép (mặt dưới cánh, nách hoặc bản).

4.26. Đối với phần bê tông cốt thép trong kết cấu liên hợp dưới tác dụng của ứng suất tiếp tuyến và ứng suất kéo chủ thì tính về cường độ theo nội lực trượt trong mặt cắt dọc của bê tông cốt thép.

5. CẤU TẠO

4.27. Bề dày cánh thép trên của dầm liên hợp ít nhất phải 1/10 phần cánh hẫng tiếp xúc với bê tông hoặc vữa.

4.28. Nên ưu tiên dùng các cối thép neo xiên để liên kết bê tông cốt thép với thép hơn là dùng các mấu neo cứng.

4.29. Mấu neo hàn cho phép làm bằng thép cùng loại với các cấu kiện không chịu hàn, với điều kiện phải dùng đinh tán hoặc bu lông để liên kết nó với cánh dầm.

4.30. Bố trí các cấu kiện liên kết phải thỏa mãn những yêu cầu sau:

- Cự ly tịnh giữa các mấu neo cứng hoặc giữa các cấu kiện liên kết khác không được vượt quá 8 lần chiều dày bình quân của bản mặt cầu.

- Cự ly tịnh giữa các mấu neo cứng ít nhất phải bằng 3,5 lần chiều cao của mặt ép tựa tính toán của bê tông vào mấu neo.

- Cự ly giữa tim các thanh cốt thép neo ít nhất phải bằng 3 lần đường kính thanh cốt thép.

4.31. Kết cấu của mấu neo cứng phải đảm bảo khả năng phân bố áp lực trên bê tông theo toàn bộ mặt ép tựa tính toán của bê tông. Mấu neo không được có các góc gây nứt chẻ bê tông. Khi mặt truyền áp lực từ mấu neo sang bê tông có dạng mặt cong lồi (mấu neo hình trụ v.v…) thì cần phải bố trí cốt thép phụ trong vùng bê tông chịu ép cục bộ ở mấu neo.

4.32. Các thanh neo cốt thép nên dùng kiểu bình khuyên và đặt nghiêng 45^o so với mặt phần kết cấu thép. Cho phép dùng thanh neo mặt nhánh. Các thanh neo một nhánh nên đặt phân chẽ trong mặt phẳng và ở đầu uốn móc cân. Các thanh neo cốt thép nên hàn vào cánh dầm (cánh mạ), bản đệm, và vào các chi tiết gá lắp nằm ngang v.v… theo kiểu tiếp đầu.

4.33. Trong các kết cấu liên hợp phải đảm bảo neo chặt phần bê tông cốt thép chống tách khỏi phần thép. Ở phần cuối của bản bê tông cốt thép phải đảm bảo neo kết đủ chắc trên cơ sở tính toán.

Trường hợp dùng các mấu neo cứng mà tự nó không đủ đảm bảo neo chặt bản bê tông cốt thép thì phải có biện pháp đặc biệt giữ cho bản khỏi bị tách rời.

4.34. Các thi tiết gá lắp để liên kết các khối bản bê tông cốt thép đúc sẵn với kết cấu thép và để nối các khối này với nhau phải được neo chặt vào các khối bê tông. Muốn vậy nên dùng các cốt thép neo xiên hoặc hàn cốt thép của bản vào các bảo đệm. Mối liên kết lắp ráp giữa các bản đệm với nhau hay với kết cấu thép nên dùng hàn hoặc bu lông cường độ cao (theo chỉ dẫn kỹ thuật riêng).

4.35. Ô để trống gắn mấu neo cứng với bản bê tông cốt thép lắp ghép phải mở về phía trên. Nên dùng loại ô có dạng mở rộng phía trên. Không được gắn các mấu neo vào các lỗ bịt kín phía trên trong khối bê tông cốt thép. Khe hở giữa mặt nhẵn của mấu neo và mặt ô hoặc khe nối ít nhất phải bằng 5cm, còn các khe hở khác giữa mấu neo với kết cấu bê tông ít nhất phải bằng 3cm.

4.36. Tại khe hở các bản bê tông cốt thép lắp ráp ghép mặt cầu, việc nối trực tiếp các cốt thép với nhau hoặc dùng các chi tiết gá lắp liên kết bằng hàn hay bằng bu lông cường độ cao cần được dự kiến như sau:

- Đối với cầu đường sắt: dùng trong mọi trường hợp, khi không có cốt thép cường độ cao ép tựa ở khe nối.

- Đối với cầu ô tô và cầu thành phố: dùng trong trường hợp có ứng suất kéo dọc thớ tính toán ở mặt cắt khe nối.

Không được dùng các mối nối hình vành khuyên có lõi hình trụ trong khe nối giữa các khối bản mặt cầu bằng bê tông cốt thép lắp ghép.

Nên ưu tiên dùng mối nối kiểu hàn các đầu cốt thép thò ra hoặc liên kết bằng các chi tiết gá lắp hơn là dùng mối nối vòng khuyên có các chốt thẳng ở đầu.

4.37. Khi dùng bản mặt cầu lắp ghép thì giữa khối bê tông cốt thép vá cánh trên của dầm thép phải có một lớp bê tông hoặc vữa để phòng gỉ cho cánh trên dầm thép.

Khi lớp này dày từ 5cm trở lên, cần đặt một lưới cốt thép bằng loại thép sợi đường kính từ 3 – 5 mm với mắt lưới từ 70 đến 100mm.

4.38. Thông thường phải để bản bê tông cốt thép chịu kéo cùng chịu lực với phần kết cấu thép.

Trong trường hợp cần thiết không cho bản chịu kéo cùng chịu lực với phần kết cấu thép thì phải đặt mấu neo tăng cường tại phần mép bản tiếp cận với phần không chịu lực và đảm bảo phần không chịu lực này di động được so với phần thép của kết cấu nhịp.

Chương 5.

KẾT CẤU BÊ TÔNG TOÀN KHỐI VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP

1. QUY ĐỊNH CHUNG

CHỈ DẪN CƠ BẢN

5.1. Chương này được thảo ra trên cơ sở phát triển các chương “Cầu và cống – Tiêu chuẩn thiết kế” và áp dụng cho việc thiết kế các kết cấu bê tông cốt thép và bê tông của cầu (kể cả cầu vượt, cầu cạn, cầu dẫn v.v…) và cống dưới nền đắp trên đường sắt, đường ô tô, đường trong các xí nghiệp công nghiệp và đường thành phố thị trấn thành phố.

Chú thích: Các đồ án chế tạo, chuyên chở và lắp ráp cấu kiện cần làm phối hợp với đồ án kết cấu.

5.2. Cấu kiện, trong đó xét đến toàn bộ hay một phần cốt thép chịu lực trong các phép tính cường độ và chống nứt, được thiết kế (tính toán và cấu tạo) như cấu kiện bê tông cốt thép.

Ngoài trường hợp đó ra, phải thiết kế như cấu kiện bê tông. Trong các cấu kiện bê tông cốt thép, không qui định lượng cốt thép tối thiểu căng trước hay không căng trước.

5.3. Những mối nối liên kết các cấu kiện lắp ghép phải đảm bảo cho các cấu kiện đó cùng chịu lực, đồng thời bảo đảm cường độ (độ chịu mỏi), độ ổn định, độ chịu nứt, độ cứng, độ không thấm nước và tuổi thọ của kết cấu. Ngoài ra, các mối nối trong kết cấu bê tông cốt thép lắp ghép phải đảm bảo toàn bộ kết cấu chịu lực trong không gian, thiết kế mối nối các cấu kiện ghép dọc cần thực hiện theo tiêu chuẩn tương ứng.

VẬT LIỆU

5.4. Các kết cấu cầu cống cần thiết kế bằng loại bê tông xi măng nặng có số hiệu thiết kế nhất định, đáp ứng các điều kiện cường độ và trong những trường hợp cần thiết bảo đảm chịu nước ăn mòn, không thấm nước.

Ngoài cơ sở tính toán, cần chọn số hiệu thiết kế của bê tông sao cho phù hợp kích thước, tuổi thọ và tầm quan trọng của công trình, cũng như phù hợp với điều kiện chịu lực của kết cấu.

Trong đồ án thiết kế phải dự kiến bảo đảm chất lượng cho bê tông qua việc tuân thủ các yêu cầu của “Cầu và cống – Quy tắc tổ chức và thi công – Nghiệm thu đưa vào sử dụng” và những tiêu chuẩn tương ứng khác.

Đồng thời dự kiến hạn chế lượng xi măng đến tối đa là 450kg/m³ đối với các kết cấu bê tông cốt thép có số hiệu thiết kế bê tông không quá 500, dùng loại xi măng ít co ngót, loại bê tông chặt, loại cốt liệu cấp phối hạt to, sạch, có ít nhất là hai thành phần hạt đong đo riêng biệt, nếu bảo dưỡng bằng hấp nhiệt phải bảo đảm chế độ hấp nóng ôn hòa (có thời gian giữ nhiệt cần thiết, tăng giảm nhiệt độ dần dần), bảo dưỡng bê tông cẩn thận và kiểm tra việc sản xuất bê tông.

Chú thích: Không cho phép dùng bê tông nhẹ trong thiết kế cầu cống.

5.5. Trong các kết cấu phải dùng bê tông có số hiệu thiết kế theo cường độ chịu nén là 150; 200, 250, 300, 400, 500, 600 (số hiệu 150 chỉ dùng cho kết cấu bê tông, còn số hiệu 250, 500, và 600 chỉ dùng cho kết cấu bê tông cốt thép).

Tùy thuộc kết cấu và điều kiện chịu lực qui định số hiệu bê tông thiết kế tối thiểu theo cường độ chịu nén như sau:

400 – Cho kết cấu nhịp giàn hoa, cũng như kết cấu nhịp cầu lớn các loại, cột ống bê tông cốt thép thành mỏng, mố trụ và cọc ứng suất trước dài quá 12m.

300 – Cho kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước, cọc bê tông cốt thép thường dài quá 7m, cọc bê tông cốt thép ứng suất trước dài dưới 12m và trụ lắp ghép và nửa lắp ghép tại vùng có mực nước thay đổi.

200 – Cho móng (kể cả cọc bê tông cốt thép thường dài dưới 7 m) và cống.

Để nhồi lòng rỗng không chịu lực của mố trụ chỉ dùng bê tông có số hiệu thiết kế không quá 150.

5.6. Bê tông mỏng, mố trụ, cống và các cấu kiện khác phải đáp ứng yêu cầu “Bê tông thủy công. Các yêu cầu chung”. Trong trường hợp có tác dụng của môi trường nước, phải thỏa mãn yêu cầu của “Quy trình thiết kế. Những dấu hiệu và tiêu chuẩn tính xâm thực của môi trường nước đối với các kết cấu bê tông cốt thép và bê tông” TCVN.

Nếu có tác dụng xâm thực của không khí, nước và đất, khi thiết kế cần dự kiến biện pháp bảo vệ theo đúng các tiêu chuẩn tương ứng.

5.7. Nên dùng các loại thép Mác tanh và thép lò thổi ô xy có số hiệu sau đây để làm cốt thép không căng trước.

a) Thanh trơn bằng thép các bon cán nóng cấp A – I số hiệu BMCr 3cm – đường kính dưới 40mm và BCt.3cn – đường kính không quá 28mm.

b) Thanh có gờ bằng thép các bon cán nóng cấp A-II, số hiệu Ct.5cn (Mác tanh), đường kính tới 40mm và số hiệu Ct.5cn (thép lò thổi ôxy) đường kính không quá 28mm, cũng cho phép dùng cốt thép cấp A-II và số hiệu 18G 2S đường kính từ 45 đến 90mm.

c) Thanh có gờ đường kính dưới 40mm bằng thép Mác tanh cán nóng hợp kim thấp cấp A-III số hiệu 25G 2S và 18G 2S (số hiệu sau có đường kính từ 6 đến 8 mm). Đối với các cấu kiện không phải tính theo độ chịu mỏi có thể dùng số hiệu 35GS nhưng phải theo yêu cầu của điều 5.30.

Quai lắp ráp (để cẩu nâng) trong các cấu kiện lắp ghép phải dùng cốt thép Mác tanh cán nóng hoặc thép lò thổi ô xy cấp A-I số hiệu BMCt.3cn và BCt 3cn.

Chú thích:

1. Đối với những cấu kiện không phải tính độ chịu mỏi, cho phép dùng cốt thép không căng trước đường kính tối đa là 28mm cấp A-II số hiệu Ct 5cn (thép lò thổi ô xy).

2. Cho phép dùng thép số hiệu BMCt 2cn và BCt 2cn để làm cốt thép lắp ráp và nằm trong các phần công trình không cần tính, nếu các loại thép này đạt kết quả thí nghiệm bẻ cong ở trạng thái nguội.

3. Để làm cốt thép đai và lưới thép (buộc hoặc hàn) không cần tính về độ chịu mỏi, cho phép dùng thép cấp A-I đường kính tối đa 10mm (dây thép cán) số hiệu BCt.3cn, BCt.3cn, BCt .3cn và BCt 3cn cũng như thép Mác tanh hay thép lò thổi ô xy số hiệu Ct .3cn, Ct.3n và Ct. 3cn.

4. Cho phép dùng cốt thép cấp A-II đường kính tối đa 20mm và số hiệu BCt .5cn (nấu trong lò Mác tanh hoặc lò thổi ô xy) tại các bộ phận không tính về độ chịu mỏi và chịu lực với hệ số động lực nhỏ hơn 1,1. Nếu ở kết cấu nhịp thì các loại thép này chỉ dùng để làm cốt thép nén tính toán và tất cả các cốt thép cấu tạo.

5.8. Về tính năng cơ học, cốt thép không căng trước phải đáp ứng yêu cầu trong các qui trình hiện hành của Nhà nước.

5.9. Nên dùng các loại thép sau đây làm cốt thép căng trước:

a) Thép sợi trơn cường độ cao kéo nguội cấp B-II (khi kết thành bó).

b) Thép sợi có gờ cường độ cao kéo nguội cấp Bp-II (khi kết thành bó hay để rời).

c) Thép bện bảy sợi để làm cốt thép trong các kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước.

d) Thép cáp;

e) Cốt thép cán nóng cấp A-IV số hiệu 20CrG 2Si.

Chú thích: Khi dùng cáp phải tuân thủ các tiêu chuẩn hiện hành qui định việc dùng cáp vào cầu.

5.10. Về tính năng cơ học của thép căng trước, thép cán nóng phải đáp ứng yêu cầu của tiêu chuẩn Nhà nước.

Đối với thép cường độ cao (kể cả thép bện) giới hạn chảy giả định (s_0,2) ít nhất phải bằng 0,8

Ngoài ra, cốt thép dùng cho các bộ phận kết cấu tính theo độ chịu mỏi phải có giới hạn chịu mỏi qui định trên cơ sở 2.10⁶ chu kỳ và r = 0,85.

Tối thiểu là 0,9- đối với thép có gờ, cán nóng

Tối thiểu là 0,6- đối với thép sợi.

5.11. Các chi tiết thép theo tính toán của kết cấu bê tông cốt thép (gối cầu, chi tiết gá đệm, thiết bị neo tựa, bộ phận chốt v.v…) thường dùng thép có số hiệu giống như kết cấu cầu thép. Các chi tiết thép đạt cấu tạo nên dùng thép số hiệu BCt .3cn và BCt.3cn.

CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN CỦA VẬT LIỆU DÙNG KHI TÍNH VỀ CƯỜNG ĐỘ VÀ ĐỘ CHỊU NỨT

5.12. Các cường độ tính toán của bê tông khi tính về cường độ chịu nứt nêu trong 5-1.

Bảng 5-1

CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN CỦA BÊ TÔNG DÙNG KHI TÍNH VỀ CƯỜNG ĐỘ VÀ ĐỘ CHỊU NỨT

Chú thích:

1. Trị số cường độ tính toán thuộc nhóm A chỉ qui định cho các loại bê tông sản xuất tại nhà máy hoặc nơi tập trung, với điều kiện đã có thiết kế thành phần bê tông kèm theo kiểm tra bằng thí nghiệm kết quả chọn thành phần, đong đo tự động hoặc nửa tự động các thành phần theo trọng lượng, kiểm tra có hệ thống cường độ và độ đồng nhất bê tông trong phòng thí nghiệm riêng để so sánh kết quả với tiêu chuẩn đề ra ở nhóm A đồng thời có kiểm tra chu đáo chất lượng sản xuất các kết cấu.

2. Khi tính các bộ phận chịu tác dụng tải trọng thi công trong giai đoạn tạo ứng suất trước, bảo quản, chuyên chở và lắp ráp, v.v… có thể nâng cường độ tính toán bê tông (ghi ở số thứ tự 1, 2 11 và 12 của bảng này) lên 10%.

3. Khi tính toán về cường độ các bộ phận chịu riêng tĩnh tải tác dụng trong giai đoạn sử dụng, cường độ tính toán của bê tông hạ xuống 20%.

4. Chỉ dùng cường độ tính toán và trong tính toán về chống xuất hiện nứt dọc trong quá trình tạo ứng suất trước, bảo quản chuyên chở và lắp ráp. Nếu có ứng suất kéo ngang trong bê tông do các ngoại lực gây nên, trị số sẽ phải hạ thấp tùy theo trị số các ứng suất kéo ấy. Chỉ dùng cường độ tính toán R_p.m và R_r.p.n khi tính chịu nứt đối với mắt cắt thẳng góc và xiên so với trục của cấu kiện.

5. Nếu trị số ứng suất nén chủ s_r.c ≤ 0,8R_r.c.n thì trị số R_rpcn lấy ở số 6 bảng 5-1 với hệ số m_p = 0,7 nếu s_rc = R_rcn thì m_p = 0,5 (đối với số hiệu thiết kế của bê tông 300 – 400) hoặc 0,55 (đối với số hiệu thiết kế 500 – 600). Khi tính cầu đường sắt trong giai đoạn sử dụng, hệ số m_p phải nhân thêm với 0,8

6. Khi tính cầu đường bộ và cầu thành phố chịu tải trọng bánh xe và xích, cũng như khi tính bụng dầm các loại cầu chịu tải trọng thi công, cho phép nâng trị số R_r.c.n lên đến R_np.

7. Khi kiểm toán cường độ chống cắt theo mặt phẳng tiếp xúc phần bê tông đổ sau với phần bê tông ép trước, phải nhân R_ck với hệ số điều kiện làm việc m₂ = 0,5.

8. Cường độ tính toán nêu ở phần c cùng dùng trong các phép tính kết cấu lắp ghép đổ tại chỗ kết hợp tại các vùng mặt cắt không tính đến ảnh hưởng của cốt thép căng trước.

9. Đối với các cấu kiện đổ tại chỗ và chịu nén đúng tâm và lệch tâm có cạnh lớn nhất hoặc đường kính mặt cắt dưới 30cm (bê tông cốt thép) hoặc dưới 35cm (bê tông) khi tính về cường độ trong giai đoạn sử dụng, cần nhân cường độ chịu nén tính toán của bê tông với hệ số điều kiện làm việc m₂ = 0,85.

10. Đối với các cấu kiện chịu nén đúng tâm và lệch tâm, đổ bê tông liên tục ở vị trí thẳng đứng (cột, mố trụ v.v… đổ tại chỗ) khi tính về cường độ cần nhân cường độ tính toán chịu nén R₁ và R_np với hệ số điều kiện làm việc m₂ = 0,85.

11. Trong trường hợp chịu ép chiều ngang, cường độ chịu cắt khi uốn R_ck của bê tông được tăng thêm một trị số là k_ck, s_y; k_ck là hệ số xét ảnh hưởng ứng suất ép ngang s_y Khi s_y ≤ 10kg/cm², k_ck = 1,5; khi s_y ≥ 30kG/cm², k_ck = 1.

12. Cường độ tính toán chịu ép cục bộ xác định điều 5.58

5.13. Cường độ tính toán chịu kéo và nén của cốt thép không căng trước, khi tính về cường độ, nêu ở bảng 5-2.

Bảng 5-2

CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN CỦA CỐT THÉP KHÔNG CĂNG TRƯỚC KHI TÍNH VỀ CƯỜNG ĐỘ

Chú thích:

1. Cường độ tính toán thép lò thổi ô xy số hiệu BCt .3cn và Ct .5cn cũng lấy như thép Mác tanh số hiệu tương ứng.

2. Cường độ tính toán cốt thép Mác tanh và thép lò thổi ô xy đường kính tối đa, 10mm, số hiệu BCt 3cn, BCt 3cn, BCt .3cn và BCt .3cn, Ct .3cn, Ct .3cn cũng lấy như thép Mác tanh nấu lặng.

3. Khi xét đến tải trọng thi công (trong giai đoạn lắp ráp v.v…) được nâng cường độ tính toán lên 10%. Khi tính về cường độ bộ phận chịu riêng tải trọng tĩnh, cần hạ cường độ tính toán xuống 20%.

4. Khi tính chịu lực cắt ngang, cần nhân cường độ tính toán của cốt thép ngang với hệ số điều kiện làm việc quy định ở điều 5.16.

5. Trong các trường hợp nối cốt thép bằng phương pháp hàn tiếp xúc, hàn có máng đỡ dài hay ngắn hoặc hàn cặp giữa hai thanh đỡ so le cũng như hàn điểm (loại này riêng đối với thép cấp A-I, A-II, A-III) cường độ tính toán của thép nối hàn lấy như thanh thép nghiêng.

6. Khi tính mối hàn lắp ráp các cấu kiện lắp ghép cần xét đến ứng suất phụ sinh ra trong quá trình hàn và lấy cường độ tính toán theo các tiêu chuẩn tương ứng.

5.14. Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép căng trước khi tính về cường độ trong giai đoạn sử dụng, khi tạo ứng suất trước, chuyên chở bảo quản và lắp ráp nêu ở bảng 5-3.

Bảng 5-3

Cường độ tính toán chịu kéo của cốt thép căng trước khi tính về cường độ

Chú thích: 1. Khi tính với lực cắt ngang, phải nhân cường độ tính toán của cốt thép ngang căng trước với các hệ số điều kiện làm việc qui định ở điều 5.16.

2. Đối với thép thanh cấp A-IV nối với nhau bằng hàn tiếp xúc dũa sạch mặt theo chiều dọc, cho phép lấy cường độ tính toán như thép thanh nguyên. Nếu thanh đó hàn tiếp xúc không dũa sạch mặt hoặc hàn cặp giữa hai thanh so le thì nhân cường độ tính toán với hệ số 0,9.

3. Không cho phép hàn điểm các cốt thép làm bằng thép cường độ cao cấp A-IV và thép sợi cường độ cao

4. Khi dùng cáp thép, cần tuân thủ các tiêu chuẩn tương ứng.

5.15. Cường độ tính toán của các chi tiết thép theo yêu cầu tính toán dùng cho các kết cấu bê tông cốt thép (gối cầu, thiết bị tựa, các bộ phận chốt v.v…) lấy như tại các kết cấu cầu thép.

5.16. Khi tính về cường độ các mặt cắt xiên chịu lực ngang, cường độ tính toán R_a và R_H của thép uốn xiên, thép dai và lưới thép phải nhân với hệ số m_Ho, m_a.o và m_Hx, m_ax bằng 0,8 (đối với cốt thép thanh) hoặc m_H.O và m_Hx bằng 0,7 (đối với cốt thép sợi và bện).

5.17. Khi tính về cường độ tính toán chống nén của cốt thép căng trước (R_HC) lấy như sau:

a) Trường hợp cốt thép dính bám với bê tông, tính cho giai đoạn tạo ứng suất trước, bảo quản chuyên chở và lắp ráp: R_HC = 2700kG/cm²; tính cho giai đoạn sử dụng R_HC = 3600kG/cm².

b) Trường hợp thép và bêtông không dính bám với nhau (cho phép khi tính toán cho giai đoạn sản xuất và lắp ráp) R_HC = 0.

CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN CỦA VẬT LIỆU DÙNG KHI TÍNH VỀ ĐỘ CHỊU MỎI

5.18. Khi tính độ chịu mỏi với biên độ chu kỳ ứng suất r = không vượt 0,1 cường độ tính toán của bê tông qui định theo bảng 5-4.

sminsmax

Bảng 5-4

CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN BÊ TÔNG KHI TÍNH VỀ ĐỘ CHỊU MỎI VỚI r ≤ 0,1

5.19. Khi tính độ chịu mỏi với biên độ chu kỳ ứng suất r > 0,1 cần lấy cường độ tính toán của bê tông theo bảng 5-4 rồi nhân với hệ số k_p ghi ở bảng 5-5.

Bảng 5-5

HỆ SỐ k_p DÙNG CHO CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN BÊ TÔNG CHỊU NÉN DỌC TRỤC VÀ CHỊU NÉN KHI UỐN VỚI r > 0,1

Nếu trong bê tông phát sinh ứng suất kéo pháp tuyến, hệ số k_p phải lấy bằng 1 bất kể trị số rlà bao nhiêu.

Cường độ tính toán về chịu mỏi của bê tông, sau khi nhân với hệ số k_p lấy ở bảng 5-5 không được lấy cao hơn cường độ tính toán về cường độ tương ứng của bê tông ghi ở bảng 5-1.

5.20. Cường độ tính toán chịu kéo của thép không căng trước, khi tính về độ chịu mỏi với biên độ chu kỳ ứng suất r= 0 nêu ở bảng 5-6

Bảng 5-6

CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN CHỊU KÉO CỦA CỐT THÉP KHÔNG CĂNG TRƯỚC KHI TÍNH VỀ CHỊU MỎI R_a VỚI r = 0

Chú thích: Cường độ tính toán của thép lò thổi ô xy số hiệu BCt 3cn lấy như đối với thép Mác tanh số hiệu BCt.3cn

r¹ 0 cường độ tính toán chịu mỏi khi kéo của cốt thép không căng trước lấy theo bảng 5-6 nhân với hệ số gaga- R’_a.

Bảng 5-7

HỆ SỐga DÙNG CHO CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN CHỊU KÉO CỦA CỐT THÉP KHÔNG CĂNG TRƯỚC VỚI r¹ 0

bị kéo và không căng trước với nhau hoặc hàn chúng với các thanh khác, cường độ tính toán cơ bản về độ chịu mỏi của cốt thép R’_a lấy ở bảng 5-6 phải nhân với hệ số bổ sung ga.cr¹ 0 cũng nhân trị số gaa với hệ số y_a.c

Bảng 5-8

HỆ SỐ ga.c DÙNG CHO CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN CHỊU KÉO CỦA CỐT THÉP KHÔNG CĂNG TRƯỚC, KHI TÍNH VỀ CHỊU MỎI CHO CÁC KIỂU HÀN NỐI KHÁC NHAU

ga theo bảng 5-7 (cũng như trong trường hợp tương ứng sau khi nhân thêm với hệ số ga.c theo bảng 5-8) không được lấy cao hơn cường độ tính toán của thép qui định trong bảng 5-2.

chịu kéo của cốt thép căng trước khi tính độ chịu mỏi, cần nhân cường độ tính toán R_H2 ghi ở bảng 5-3 với hệ số krH ở bảng 5-9 tùy theo đặc tính biên độ chu kỳ ứng suất trong cốt thép.

Bảng 5-9

HỆ SỐ krH DÙNG CHO CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN CỦA CỐT THÉP CĂNG TRƯỚC KHI TÍNH VỀ ĐỘ CHỊU MỎI

NHỮNG ĐẶC TRƯNG CỦA TÍNH CHẤT BIẾN DẠNG VẬT LIỆU

chịu nén kéo và chịu cắt G_s

Bảng 5-10

MÔ ĐUN ĐÀN HỒI BAN ĐẦU VÀ MÔ ĐUN CẮT BAN ĐẦU CỦA BÊ TÔNG.

Chú thích: Mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông ứng với trị số ứng suất ss < 0,2

a và E_H nêu trong bảng 5-11.

Bảng 5-11

MÔ ĐUN ĐÀN HỒI CỐT THÉP

Chú thích: Đối với cốt thép cán nóng cấp A-IV căng trước theo phương pháp đốt nóng bằng điện, khi tính độ giãn dài thì không xét mô đun đàn hồi mà xét môđun biến dạng cốt thép lấy theo phụ lục 16.

5.26. Hệ số n₁ = dùng để xác định ứng suất (trừ các hệ số nêu ở điều 5.27) và xác định đặc trưng hình học mặt cắt tính đổi được phép lấy theo bảng 5-12.

Bảng 5-12

HỆ SỐ n₁

5.27. Hệ số n’ = dùng trong các phép tính về độ chịu mỏi của kết cấu bê tông cốt thép thường, nêu ở bảng 5-13.

Bảng 5-13

HỆ SỐ n’

Chú thích: Mô đun biến dạng của bê tông E_s xác định trong trường hợp tải trọng tác dụng lặp đi lặp lại nhiều lần không trực tiếp đưa vào các phép tính.

từ biến (mức từ biến, đặc tính từ biến) và biến dạng co ngót kết thúc cũng như phương pháp xác định các trị số này đều được nêu lên ở phụ lục 17 để áp dụng cho các điều kiện chịu lực cụ thể của công trình.

trong các cấu kiện bê tông và bê tông cốt thép lấy là a-5 độ^-1.

NHỮNG QUY ĐỊNH CƠ SỞ TÍNH TOÁN

giới hạn. Riêng đối với kết cấu bê tông, lấy kiểm toán vị trí hợp lực của các lực chủ động để thay thế cho các phép tính theo trạng thái thứ ba (tính chịu nứt).

(hình dạng và vị trí) cho giai đoạn sử dụng (kể cả các phép tính về cường độ chịu riêng tĩnh tải), và nếu xét cần thiết cho cả giai đoạn tạo ứng suất trước, bảo quản, chuyên chở và lắp ráp, phải tiến hành theo tất cả các loại tổ hợp tải trọng tính toán.

Chú thích: Các phép tính ứng suất nén và cắt chủ thuộc về phép tính cường độ.

theo lý thuyết cân bằng giới hạn trong tiết diện, giả định biểu đồ ứng suất bê tông vùng chịu nén là hình chữ nhật và không xét đến tác dụng chịu lực của bê tông vùng chịu kéo.

Chú thích:

thứ nhất về cường độ (độ ổn định hình dạng) thì nội lực do các tác động của lực tính toán gây ra không được để vượt sức chịu lực tính toán của mặt cắt cấu kiện. Sức chịu lực tính toán đó khi xác định phải đề cập:

j theo qui định ở điều 5.24.

h xét ảnh hưởng độ uốn của cấu kiện đến trị số độ lệch tâm của lực nén dọc, theo qui định điều 5.26.

h xét ảnh hưởng độ uốn của cấu kiện đến trị số độ lệch tâm của lực nén dọc, theo

theo trạng thái giới hạn thứ nhất về độ chịu mỏi, ứng suất trong bê tông và cốt thép do các tác động tiêu chuẩn gây ra (kể cả tác động ứng suất trước) không được vượt cường độ tính toán tương ứng của bê tông và cốt thép.

thứ hai là xác định trị số độ võng và các biến dạng khác theo tải trọng tiêu chuẩn rồi so sánh chúng với các trị số giới hạn tương ứng qui định trong chương I của qui trình này.

cốt thép về độ chịu nứt, nhũng trị số dưới đây xác định theo những tác động tiêu chuẩn không được vượt quá những trị số giới hạn cho phép tương ứng.

trước, bảo quản, chuyên chở và lắp ráp.

Chú thích:

suất căng trước và ứng suất dư, đồng thời xét các ứng suất đó thay đổi do bê tông biến dạng dẻo.

ngoài các nội lực chủ yếu, cần xét tác dụng của các mômen xoắn phát sinh do tải trọng đặt lệch tâm, do tiết diện không đối xứng.v.v... đồng thời xét cả ảnh hưởng nội lực thẳng đứng vuông góc.

khi tính cần xét hiện tượng uốn ngoài mặt phẳng phát sinh do dầm bị xoắn. Trường hợp này sẽ xét dầm là một kết cấu nguyên không cắt ra thành từng đoạn trong phạm vi

của vòm phải xét đến tác dụng lực gây ra do nó cùng chịu lực chung với vòm hoặc cuốn vòm. Trong trường hợp này cho phép tính đến ảnh hưởng giảm tải của kết cấu phần trên vòm đối với trị số mô men uốn trong vòm.

dựa vào vòm nhờ các cột chống, khi tính dầm dọc chủ và dầm ngang, cho phép coi như cột chống không ngàm vào dầm. Mômen gối trong dầm tại các cột chống biên được xác định tùy theo tỷ lệ độ cứng theo chiều dài của dầm và cột chống, bằng công thức:

M_on =                           (1)

Trong đó:

c =

s - Mô men quán tính của dầm

c - Mô men quán tính của cột chống.

kiểu giàn hoa trên vòm tính theo nén uốn. Cho phép tính mô men uốn ở những cột chống giữa kết cấu phần trên vòm tùy theo tỷ lệ độ cứng giữa dầm và cột chống.

20% mô men đó.