Cơ Sở Thiết Kế và Ví Dụ Tính Toán Cầu Dầm Thép và Cầu Giàn Thép – Hướng Dẫn Lý Thuyết và Thực Hành

Mục Lục:

1. Cơ sở thiết kế và ví dụ tính toán
2. Lời nói đầu

Phần 1 – Chỉ dẫn chung
3. Quá trình tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu
4. Các trạng thái giới hạn và hệ số tải trọng
5. Hệ số siêu tải của hoạt tải và tĩnh tải
6. Hệ số làn xe và hệ số xung kích
7. Tính toán về mỏi

Phần 2 – Cầu dầm thép
2.1. Xác định hình dạng tiết diện ngang cầu và các kích thước cơ bản
2.2. Tính hệ số phân phối ngang
2.3. Tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ
2.4. Nội lực trong dầm chủ
2.5. Tiết diện dầm chủ
 2.5.1. Chiều cao tiết diện
 2.5.2. Kích thước tấm sườn dầm
 2.5.3. Biên dầm của dầm tán đinh
 2.5.4. Chọn biên dầm của dầm hàn
 2.5.5. Xác định các đặc trưng hình học của tiết diện
 2.5.6. Kiểm tra tiết diện dầm
2.6. Xác định vị trí thay đổi tiết diện biên dầm
 2.6.1. Xác định vị trí cắt các bản biên trong dầm tán đinh
 2.6.2. Xác định vị trí thay đổi bản biên dầm hàn
 2.6.3. Kiểm tra ứng suất tương đương
 2.6.4. Kiểm tra điều kiện mỏi
2.7. Bố trí sườn tăng cường và kiểm tra ổn định
 2.7.1. Bố trí sườn tăng cường
 2.7.2. Kiểm tra ổn định chung của dầm
 2.7.3. Kiểm tra ổn định cục bộ sườn dầm
2.8. Cấu tạo hệ liên kết giữa các dầm chủ
2.9. Tính toán độ võng của dầm

Phần 3 – Cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép
3.1. Tiết diện ngang cầu và các kích thước cơ bản
3.2. Chọn phương pháp thi công và xác định các giai đoạn làm việc của dầm
3.3. Xác định nội lực ở các giai đoạn
3.4. Tính chiều rộng làm việc của cánh bản BTCT
3.5. Tính đặc trưng hình học của dầm liên hợp
3.6. Kiểm tra ứng suất pháp
3.7. Kiểm tra ứng suất tiếp
3.8. Xác định vị trí thay đổi tiết diện biên dầm
3.9. Kiểm tra ứng suất tương đương
3.10. Ứng suất trong dầm liên hợp do nhiệt độ và co ngót bê tông
3.11. Kiểm tra điều kiện chịu mỏi
3.12. Kiểm tra ổn định của dầm
3.13. Cấu tạo và tính toán neo liên kết bản BTCT với dầm thép

Tóm tắt nội dung

1. Mục tiêu và phạm vi

Tài liệu trình bày cơ sở thiết kế và ví dụ tính toán cho cầu dầm thép và cầu giàn thép, bao gồm lý thuyết, nguyên tắc cấu tạo, các công thức tính, và hướng dẫn áp dụng vào thực tế. Phù hợp cho sinh viên ngành xây dựng cầu đường và kỹ sư thiết kế.

2. Phần 1 – Chỉ dẫn chung

• Nguyên tắc thiết kế: Phải kết hợp giữa tính toán đảm bảo bền vững và cấu tạo hợp lý.

• Trạng thái giới hạn:

  • Trạng thái I: Cường độ, ổn định, chống mỏi.

  • Trạng thái II: Biến dạng.

• Hệ số tải trọng: Quy định hệ số siêu tải cho tĩnh tải, hoạt tải, xe đặc biệt, người đi bộ…

• Hệ số làn xe, xung kích: Cách xác định khi tính cầu ô tô, cầu xe lửa.

• Tính toán mỏi: Sử dụng hệ số giảm cường độ vật liệu và công thức tra bảng.

3. Phần 2 – Cầu dầm thép

3.1. Xác định tiết diện ngang và kích thước cơ bản

• Chọn số lượng dầm chủ dựa vào bề rộng cầu, tải trọng, và nhịp.

• Xác định chiều cao dầm chủ theo tỷ lệ với chiều dài nhịp.

3.2. Phân phối tải trọng ngang

• Cách xác định hệ số phân phối ngang cho cầu ô tô và xe lửa.

• Tính tĩnh tải mặt cầu, lan can, mặt đường và bản thân dầm.

3.3. Nội lực trong dầm chủ

• Xác định mô men uốn, lực cắt cho các vị trí 1/2, 1/4, 1/8 nhịp.

• Tổ hợp tải trọng (ô tô + người; xe đặc biệt…).

3.4. Thiết kế tiết diện dầm chủ

• Chọn chiều cao, bề rộng, bề dày tấm sườn, thép góc biên, bản ngang.

• Công thức xác định mô men quán tính, diện tích tiết diện.

3.5. Thay đổi tiết diện biên dầm

• Cắt giảm bản ngang ở gần gối để tiết kiệm thép.

• Xác định vị trí cắt dựa trên biểu đồ mô men.

3.6. Sườn tăng cường và ổn định

• Quy định bố trí sườn đứng, sườn ngang.

• Kiểm tra ổn định chung của biên chịu nén và ổn định cục bộ mảnh sườn.

3.7. Các nội dung khác

• Cấu tạo hệ liên kết dọc và ngang.

• Tính toán độ võng.

4. Phần 3 – Cầu dầm thép liên hợp với bản BTCT

• Tiết diện ngang: Kết hợp dầm thép và bản BTCT.

• Giai đoạn thi công: Chia thành giai đoạn 1 (dầm thép chịu lực), giai đoạn 2 (liên hợp với bản BTCT).

• Tính toán nội lực cho từng giai đoạn.

• Chiều rộng làm việc của bản BTCT, đặc trưng hình học của tiết diện liên hợp.

• Kiểm tra ứng suất pháp, ứng suất tiếp, ứng suất tương đương.

• Tác động đặc biệt: Nhiệt độ, co ngót bê tông.

• Kiểm tra mỏi và ổn định.

• Neo liên kết: Cấu tạo và tính toán neo giữa bản BTCT và dầm thép.

5. Điểm nổi bật

• Tài liệu vừa có lý thuyết chuẩn vừa kèm công thức, bảng tra, sơ đồ và mẫu tính toán.

• Có thể áp dụng trực tiếp vào thiết kế cầu thép đơn giản và liên hợp.

• Cấu trúc rõ ràng, dễ tra cứu từng phần.

​