06 cơ sở phân tích kết cấu cầu hầm GS TS nguyễn viết trung, PGS TS hoàng hà

06 cơ sở phân tích kết cấu cầu hầm GS TS nguyễn viết trung, PGS TS hoàng hà06 cơ sở phân tích kết cấu cầu hầm GS TS nguyễn viết trung, PGS TS hoàng hà06 cơ sở phân tích kết cấu cầu hầm GS TS nguyễn viết trung, PGS TS hoàng hà06 cơ sở phân tích kết cấu cầu hầm GS TS nguyễn viết trung, PGS TS hoàng hà06 cơ sở phân tích kết cấu cầu hầm GS TS nguyễn viết trung, PGS TS hoàng hà06 cơ sở phân tích kết cấu cầu hầm GS TS nguyễn viết trung, PGS TS hoàng hà06 cơ sở phân tích kết cấu cầu hầm GS TS nguyễn viết trung, PGS TS hoàng hà06 cơ sở phân tích kết cấu cầu hầm GS TS nguyễn viết trung, PGS TS hoàng hà06 cơ sở phân tích kết cấu cầu hầm GS TS nguyễn viết trung, PGS TS hoàng hà06 cơ sở phân tích kết cấu cầu hầm GS TS nguyễn viết trung, PGS TS hoàng hà06 cơ sở phân tích kết cấu cầu hầm GS TS nguyễn viết trung, PGS TS hoàng hà

GS.TS Nguyễn viết Trung, PGS.TS Hoàng Hà

CO’ SO’ PHAN TICH

KET CAU CAU -

HAM

Bài Giảng Chuyên đề tại ĐH GTVT-cơ sở 2, tháng 9-2008

HÀ NỘI -2008

47

1 KHÁI NIỆM

Việc xây dựng các công trinh giao thông có chất lượng cao đồng thời có chi phí hợp lý

phụ thuộc rất nhiều vào khâu khảo sát thiết kế chúng

Nhù chung việc thiết kế các công trình xây dựng giao thông hiện đại yêu cầu giải quyết các vẫn đề chủ yếu sau đây:

+ Lựa chọn hình đáng cấu tạo, kích thước kết cấu, vật liệu phù hợp với công năng sử dụng công trỉnh

+ Đáp ứng các yêu cầu về khả năng chịu lực, tính ôn định, độ bền vững và tuôi thọ của công trỉnh

+ Hình đáng kiến trúc đẹp, phù hợp với cảnh quan của vị trí xây dựng

+ Sử dụng vật liệu hợp lý, giảm chi phí

+ Thuận lợi thi công, tiện quản lý, vận hành, khai thác

+ Dễ duy tu, bảo trỉ, sửa chữa khi cần thiết

Trên thực tế khai thác, ngoài tác động của các yếu tố lực, các công trình giao thông

còn chịu tác động của các yếu tố khác ví dụ như ăn mòn của môi trường, suy giảm khả năng

chịu lực của vật liệu

Trong việc tính toán thiết kế các công trình cầu, hằm các phương pháp phân tích thích

hợp để thiết kế và đánh giá kết cầu bao gồm việc mô hình hoá kết cẫu và xác định tác động

của lực (hiệu ứng lực) là nội dung quan trọng đòi hỏi sự quan tâm đúng mức

Nội dung phân tích kết cấu các công trình xây dựng giao thông hiện đại đòi hỏi sự

kết hợp của nhiều ngành khoa học hiện đại như các lý thuyết cơ học, cơ học vật liệu, toán học, tin học, công cụ tính toán và cả đúc kết kinh nghiệm từ thực tế xây dựng các công

trình trên thực tế để có được kết quả khoa học và đầy đủ mức độ tin cậy về khả năng đáp ứng các công năng sử dụng và tính bền vững của công trình

Nhin chung, cac kết câu cầu được phân tích trên giả thiết vật liệu làm việc ở giai đoạn

2 CÁC ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN

Thiết kế - Việc xác định kích thước và bố trí cầu tạo các cấu kiện và liên kết của cầu

nhằm thoả mãn các yêu cầu của các Tiêu chuẩn kỹ thuật

Đánh giá kết cầu: Xác định năng lực chịu tải hiện có của kết cầu công trỉnh

Hiệu ứng lực - Biến dạng, ứng suất hoặc hợp lực, có nghĩa là lực đọc trục, lực cắt, mô

men uốn và mô men xoắn gây ra do tải trọng tạo nên biến dạng hoặc thay đổi thé tích

Biến dạng - Sự thay đôi hình học của kết cấu do tác dụng của lực, bao gồm chuyển VỊ dọc trục, chuyên vị cắt hoặc xoay

Biến dạng cưỡng bức - Tác động của lún, từ biến và thay đổi nhiệt độ và/ hoặc độ âm

Mô hinh - Sự lý tưởng hoá theo vật lý hoặc toán học của kết cầu hoặc một bộ phận của

nó để phân tích

Phương pháp phân tích - Phương pháp dùng toán học đề xác định biến đạng, lực và ứng suất

Phương pháp phân tích được chấp nhận - Phương pháp phân tích không đòi hỏi

việc xác minh lại và đã trở thành thông dụng trong thực tế kỹ thuật kết cấu công trỉnh

Sự phân tích tổng thể - Sự phân tích kết cầu như một tổng thể

Phân tích cục bộ - Sự nghiên cứu theo chiều cao mặt cắt về quan hệ ứng suất và biến dạng bên trong cấu kiện hoặc giữa các câu kiện bằng cách sử dụng các hiệu ứng lực đã tính toán được từ những phân tích tông thể hơn

Đàn hồi - Sự làm việc của vật liệu kết cấu trong đó tỉ lệ giữa ứng suất và biến dạng là

hằng số, và khi lực thôi tác dụng thỉ vật liệu quay trở lại trạng thái ban đầu như khi chưa chịu

tai

Tĩnh không đàn hồi - Mợi trạng thái làm việc của kết cầu mà ở đó tỉ lệ giữa ứng suất

và biến dạng không phải là một hằng số và một phần của biến đạng vẫn tồn tại sau khi đỡ tải

Ứng xử phi tuyến - Sự làm việc của kết câu khi mà độ võng không tỉ lệ thuận với tải trọng đo ứng suất ở trong phạm vi không đàn hồi, hoặc độ võng gây ra sự thay đối khá lớn về

hiệu ứng lực, hoặc do kết hợp cả hai tình huống trên

Ứng xử tuyến tính - Sự làm việc của kết cấu trong đó biến đạng tỉ lệ thuận với tải trọng

Độ cứng - Hiệu ứng lực phát sinh từ biến dạng đơn vị

Ứng biến - Độ giãn dài trên một đơn vị chiều đài

Biên độ của ứng suất - Độ chênh đại số giữa các ứng suất cực trị

49

Hoạt tái làn xe - Sự tổ hợp giữa 2 trục của xe hai trục với tải trọng phân bố đều, hoặc

sự tổ hợp của xe tải thiết kế vơí tải trọng phân bố đều theo thiết kế

Vét bánh xe - Diện tích tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường

Dam tương đương - Dầm giản đơn cong hoặc thang chịu được cả tác động của lực

xoắn và uốn

Dải tương đương - Một phần tử tuyến tính nhân tạo được tách ra từ mặt cầu để phân

tích, trong đó hiệu ứng của lực cực trị tính cho một đường của tải trọng bánh xe, theo phương

ngang hoặc dọc, sẽ xấp xỉ bằng các tải trọng này xuất hiện thật trên mặt cầu

Lý thuyết biến dạng lớn - Mợi phương pháp phân tích mà các ảnh hưởng của biến

dạng lên hiệu ứng lực luôn luôn được xét tới

Lý thuyết biến dạng nhỏ - Cơ sở cho phương pháp phân tích mà trong đó có thể bỏ qua ảnh hưởng của biến dạng đến các hiệu ứng lực trong kết cấu

Nguyên tắc đòn bẩy - Tông mô men tĩnh tại một điểm để tính phản lực ở điểm thứ hai Điểm uốn ngược - Điểm mà tại đó chiều của mô men uốn thay đổi; đồng nghĩa với từ điểm uốn

Mémen thứ cấp - Các mômen được sinh ra trong kết cấu siêu tĩnh do tác động của kéo sau

Góc chéo - Góc giữa đường tim của gối đỡ và đường thắng vuông góc với tim đường

Đường chảy dẻo - Đường khớp nỗi dẻo

3 CAC PHUONG PHAP PHAN TICH KET CAU DUQC CHAP NHAN

Các phương pháp phân tích kết cấu được chấp thuận trong tính toán thiết kế cầu chủ yếu dựa trên các nguyên lý cân bằng, tính tương hợp và sử đụng được mối liên hệ ứng suất - biến dạng cho loại vật liệu đang xét, chúng bao gồm các phương pháp sau: Phương pháp biến dạng cổ điển: Phương pháp phân tích trong đó kết cấu được chia thành các thành phần mà độ cứng của chúng có thể được tính một cách độc lập Điều kiện cân bằng và tính tương thích được dầm bảo bằng điều kiện cân bằng biến đạng tại các nút

giao

Phương pháp lực cổ điển: Phương pháp phân tích trong đó kết câu được chia thành

các thành phần tĩnh định độc lập sau khi chấp nhận điều kiện cân bằng về lực tại liên kết giữa

chúng

Phương pháp sai phân hữu hạn - Phương pháp phân tích trong đó phương trỉnh vi phân khống chế được thoả mãn chỉ ở các điểm riêng biệt của kết cấu

Phương pháp phần tử hữu hạn - Phương pháp phân tích trong đó kết cầu được tách

ra thành các phần tử nối với nhau tại các nút, dạng của trường chuyến vị của các phần tử

được giả định, tính tương hợp một phần hoặc đầy đủ sẽ được duy trỉ giữa giao diện của các

50

phần tử, và các chuyển vị nút được xác định bằng cách sử dụng nguyên lý biến đổi năng lượng hoặc phương pháp cân bằng

Phương pháp dải hữu hạn - Phương pháp phân tích trong đó kết cầu được chia thành các đải nhỏ song song, dạng chuyển vị của đải được giả định và tính tương hợp từng phần được duy trỉ giữa các giao diện của các phần tử các tham số chuyển vị của mô hình được xác định bằng cách sử dụng nguyên lý biến đổi năng lượng hoặc phương pháp cân bằng

Phương pháp bản gập - Phương pháp phân tích trong đó kết cấu được chia thành các bản thành phần và cả hai yêu cầu về điều kiện cân bằng và tính tương hợp được thoả mãn tại các giao diện giữa các phần tử

Phương pháp mạng dâm tương đương - Phương pháp phân tích mà trong đó toàn bộ

hoặc một phần của kết cấu phần trên được tách thành các phần tử trực hướng đại điện cho

các đặc trưng của kết cấu

Chuỗi hoặc Phương pháp điều hoà - Phương pháp phân tích trong đó mô hình tải trọng được phân chia thành các phần nhỏ thích hợp, những phần như vậy tương ứng với một

số hạng của chuỗi vô hạn hội tụ, nhờ đó các biến dạng của kết câu được mô tả

Phương pháp đường chảy dẻo - Phương pháp phân tích trong đó một số đồ thị đường

chảy dẻo có thể có được xem xét để xác định khả năng chịu tải trọng

Người thiết kế có thể sử dụng các chương trình máy tính để hỗ trợ phân tích kết cấu và giải trình cũng như sử dụng các kết quả tính toán

4 MÔ HINH TOAN HOC PHAN TICH KET CẤU

4.1 TONG QUAT

Các mô hình toán học phải bao gồm tdi treng, so’ dé két cau, dac trung hinh học và

tính năng vớt liệu ca kết cấu, và khi thấy thích hợp, c những đặc trưng ứng xứ của

móng Trong việc lựa chọn mô hình, phải dựa vào các trạng thái giới hạn đang xét, định

lượng, hiệu ứng lực đang xét và độ chính xác yêu cầu

Không xét đến độ cứng của các lan can, dải tường phân cách liên tục và các giải phân cách không liên tục trong khi phân tích kết cấu

Phải đưa cách thê hiện thích hợp về đất và/ hoặc đá vào trong mô hỉnh toán học của kết

cầu nền móng

Khi thiết kế về động đất, phải xét đến sự chuyển động tông thê và sự hoá lỏng của

đất

4.2 UNG XU CUA VAT LIEU KET CAU

4.2.1 Các giai đoạn làm việc của vật liệu kết cầu

51

M6 hinh đơn giản để nghiên cứu các giai oO,

đoạn làm việc của vật liệu đàn - dẻo thê hiện trên

hình 2-1 Tương ứng với giới hạn trị số tải trọng

nhất định, quan hệ ứng suất - biến dạng tuân theo

qui luật tuyến tính

Ứng suất lớn nhất trong giai đoạn này gọi là

giới hạn đàn hôi og Néu tg suat vuot qua gid1

hạn đàn hồi sự ứng xử của vật liệu không còn theo Hình 1: Các giai đoạn làm việc của

Biến dạng ở giai đoạn này sẽ bao gồm 2 thành phần: biến dạng đàn hồi z„ và biến dạng dẻo #ạ Sau giai đoạn đàn hồi quan hệ ứng suất biến dạng có tính đa trị phức tạp Một trong các mô hỉnh được lý tưởng hoá là sau giai đoạn đàn hồi biến dạng trở nên rất lớn gọi là vật liệu đàn - dẻo lý tưởng

Khi phân tích kết cầu công trỉnh cau ham can xét vật liệu của kết câu ở giai đoạn đàn hồi hoặc giai đoạn sau đàn hồi

Đối với các tác động ở trạng thái giới hạn đặc biệt có thể xét trong phạm vi cá đàn

hồi và không đàn hồi

4.2.2 Tính chất vật liệu kết cầu trong phạm vi đàn hài

Trong giới hạn đàn hồi ứng suất và biến dạng tuân theo qui luật tuyến tính (định luật Hook) Tuy vậy cần chú ý đến tính chất và các đặc tính của vật liệu đàn hồi có thay đôi các giá trị do phát triển cường độ của bê tông phụ thuộc vào tuôi và các tác động của

môi trường cần được đưa vào mô hình thích hợp

Các đặc trưng độ cứng của bê tông và các bộ phận liên hợp phải dựa trên các mặt cắt đã xuất hiện vết nứt và/ hoặc chưa xuất hiện vết nứt tuỳ theo trạng thái làm việc của kết cấu dự kiến

4.2.3 Tính chất vật liệu kết cầu ngoài phạm vi đàn hài

Khi làm việc ngoài giới hạn đàn hồi, mặt cắt của cấu kiện có khả năng hình thành

man My/ \My

Can Oqn San a) b) Cc) d)

Hinh 2: Quá tr ïnh hỉnh thành khớp dẻo

Mô men tương ứng gây ra ứng suất có trị số đạt tới giới hạn đàn hồi ở các thớ biên

của mặt cắt gọi là mô men giới hạn đàn hồi (Mạn) Khi mô men vượt quá (M ah) img suất tiếp tục tăng lên Đến thời điểm toàn bộ mặt cắt đều đạt đến giới hạn đàn hồi, các

thớ đều bị chảy dẻo, mặt cắt vẫn phẳng nhưng biến dạng không xác định ( hinh 2c)

Tương ứng với biểu đồ này là mô men giới hạn chảy dẻo (M„) Lúc này các thớ nén bị

co lại trong khi các thớ kéo dẫn ra, sự truyền lực cắt lúc này tập trung ở một điểm Mặt

cắt làm việc như một khớp do đó gọi là hỉnh thành khớp đẻo (hình 2d)

Trên hỉnh 3 mô tả sự hỉnh thành khớp dẻo trên một dầm chịu uốn chịu tải trọng tập

Hinh 3: Hinh thanh khép dẻo trên dầm chịu uốn

Khi sử dụng phép phân tích không đàn hồi thi phai dy kién co cầu phá huỷ và các

vị trí sẽ xuất hiện khớp dẻo

Trong phân tích kết cẫu phải cho rang su pha huy do cat, do mat 6n định khi uốn doc và do hư hỏng các liên kết trong các bộ phận kết cấu chỉ xảy ra sau khi hỉnh thành

cơ cau sau giai doan dan hồi khi uốn Cần xét đến sự chịu tải quá mức dự kiến của cấu

kiện mà trong đó khớp déo sẽ hỉnh thành

Cân phải xét đên các thay đôi về hình học của kết câu do các biên dạng lớn

Mô hình phân tích kết cấu ngoài giới hạn đàn hồi phải dựa trên hoặc là kết quả thử

nghiệm vật lý hoặc dựa trên mối quan hệ tải trọng - biến dạng thu được bằng thí nghiệm

4.3, ANH HUONG CUA YÊU TÔ HÌNH HỌC KHI XÂY DỰNG MÔ HÌNH

53

4.3.1 Lý thuyết biến dạng nhỏ

Nếu biến dang của kết cấu không tạo ra sự thay đối đáng kể của nội lực do sự tăng

độ lệch tâm của các lực kéo hoặc nén thỉ có thê bỏ qua nội lực phụ thêm này

4.3.2 Lý thuyết biến dạng lớn

Nếu biến dạng của kết cầu gây ra thay đổi đáng kê về hiệu ứng lực thỉ phải xét các tác động của biến dang trong các phương trình về điều kiện cân bằng

Ảnh hưởng của biến dạng và tính chất không thắng của các cấu kiện phải được xét

khi phân tích về ỗn định và các phân tích về biến dạng lớn

Đối với các câu kiện mảnh chịu nén, trong phân tích phải xem xét những tính chat vật liệu phụ thuộc vào thời gian và ứng suất gây ra những thay đối đáng kể về hình học kết cấu

Các hiệu ứng tương tác của các lực nén và kéo dọc trục trong các cau kiện liền kề

nhau phải được xem xét khi phân tích về khung và giàn

Phải dùng tải trọng tính toán và không áp dụng nguyên lý cộng tác dụng của hiệu ứng lực trong phạm vi không tuyến tính Thứ tự đặt tải trọng trong phân tích không

tuyến tính phải theo đúng thứ tự đặt tải trên cầu thực tế

4.4 CÁC ĐIÊU KIỆN BIÊN CỦA MÔ HÌNH

Các điều kiện biên phải thể hiện được các đặc tính của gối tựa và tính liên tục Phải mô hình hoá các điều kiện của móng sao cho thể hiện được các tính chất của

đất nằm dưới móng cầu, tác dụng tương hỗ của cọc với đất và các tính chất đàn hồi của CỌC

4.5 CÂU KIỆN TƯƠNG ĐƯƠNG

Có thê mô hình hoá các cấu kiện không có dạng hình lăng trụ bằng cách chia nhỏ

các thành phần thành một số các phần tử khung có đặc trưng về độ cứng đại diện cho kết

cấu thực tế tại vị trí của cầu kiện

Có thể mô hình hoá các cấu kiện hoặc các nhóm cấu kiện của các cầu có có mặt cắt

thay đổi hoặc mặt cắt không đổi như một cấu kiện đơn tương đương, miễn là thể hiện tất

cả các đặc trưng về độ cứng của các cau kiện hoặc các nhóm cấu kiện

4.6 XÂY DỰNG CÁC MÔ HÌNH PHÂN TÍCH KÉT CÂU CÂU - HẦM

Kết cầu công trỉnh giao thông, đặc biệt là các kết cấu công trình cầu có cấu tạo phức tạp và đa dạng (hình 4) Mức độ chính xác của kết quả phân tích kết cẫu sẽ phụ

thuộc tính mô tả gần sát với cầu tạo và sự làm việc thực tế của mô hình Tuy nhiên do

khó khăn ở khâu tính toán mà trong nhiều trường hợp kỹ sư thiết kế phải xây dựng các

54

mô hình theo hướng đơn giản hoá mà vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết Tuỳ theo quan điểm khác nhau có thê xây dựng nhiều loại mô hỉnh khác nhau để phân tích cùng

một bộ phận két cau

c) Cau treo b) Cầu dầm thép liên tục

Hình 4: Một số dạng kết cấu nhịp cầu hiện đại

Tuy nhiên các phương pháp phân tích và đánh giá kết cấu đều dựa trên các nguyên tắc

co ban sau day (hinh 5):

+ Tính tương thích về chuyên vị và biến dạng của các bộ phận kết cấu Điều này đảm bảo khi xảy ra chuyển vị và biến dạng các bộ phận kết cầu vẫn không tách rời nhau

+ Dựa trên giả thiết được chấp nhận về qui luật ứng xử của vật liệu: đàn hồi tuyến tính, đàn hồi phi tuyến, đàn dẻo

+ Điều kiện cân bằng về lực liên kết giữa các bộ phận

và bê tông tại

liên kêt dâm t )

bản BTCT cân băng

a) b)

Hình 5: Cơ sở của các phương pháp phân tích kết cấu

Có thể phân tích kết cẫu theo các mô hình sau đây:

+ M6 hinh tinh hoc

+ M6 hinh dong luc hoc

+ M6 hinh vat ly (thi nghiém m6 hinh)

a- Phân tích kết cấu theo mô hỉnh tính học:

Dựa trên nguyên tắc mô hình hoá các tải trọng và các tác động là các tác động tĩnh

(không biến đôi theo thời gian)

Các tải trọng và các tác dụng mang tính động lực được thay thế bằng các tác động “giả tĩnh”

Ưu điểm chính của mô hình này là khá đơn giản, tường minh và thuận tiện cho các tính

toán thiết kế

Nhược điểm là không phản ánh sát thực tế bản chất tác động của tải trọng:

+ Không xét tương tác qua lại giữa kết cấu — tải trọng

+ Không kiểm soát được khả năng xảy ra cộng hưởng dao động

+ Không kiểm soát hoàn toàn ảnh hưởng do mỏi

b- Phân tích kết cấu theo mô hình động lực học:

Nhằm mục tiêu khắc phục các nhược điểm của mô hình tĩnh học

Nhược điểm là tính toán rất phức tạp đòi hỏi khối lượng tính toán lớn đòi hỏi công cụ

tính toán mạnh

c- Phân tích kết cấu theo mô hình vát lý:

Cả mô hình tĩnh học lẫn mô hình vật lý đều dựa trên cơ sở toán học Để phân tích phải

mô hình hoá kết cầu theo hướng đơn giản hơn tai trong va các tác động cùng với các giả thiết gần đúng nên khó đảm bảo hoàn toàn chính xác Vĩỉ lý do trên nên đối với các công trình

quan trọng, tính chất chịu lực phức tạp và tác động của tải trọng khó mô hỉnh hoá thỉ cần

phải phân tích theo m6 hinh vat ly

Nhược điểm của phương pháp này là cần có các thiết bị thí nghiệm chính xác và các

phòng thí nghiệm tiêu chuẩn

d- Thứ nghiệm cầu:

56

Việc thử nghiệm mô hỉnh vẫn còn tồn tại sự thiếu chính xác đo tính không tương thích

hoan toàn giữa mô hình và cấu tạo thực tế vỉ vậy trong những kết cẫu mới cần phải tiễn hành những thử nghiệm trên các cầu thực tế

Các nội đung thử nghiệm cầu thường phản ánh trạng tháI làm việc thực tế của công trỉnh

với độ chính xác cao nhưng đòi hỏi trang thiết bị lớn, chi phí tốn kém

5 CƠ SỞ PHÂN TÍCH TĨNH HỌC

5.1 ANH HUONG CUA CAU TAO VA KiCH THƯỚC HÌNH HỌC ĐẾN VIỆC LỰA CHỌN MÔ HÌNH

5.1.1 Tỷ lệ kích thước của mô hình dằm đơn

Nêu chiêu dài nhịp của kết cầu phan trên với các mặt cắt kín cứng chịu xoắn vượt quá 2.5 lần chiêu rộng của nó, thỉ kêt câu phân trên đó có thê được lý tưởng hoá như dâm giản đơn Các định nghĩa vê kích thước theo hỉnh 6:

Bê rộng: Bê rộng phân lõi của bản mặt câu liên khôi hoặc khoảng cách trung bình giữa các mặt ngoài của các bản bụng biên

O Chiéu dai doi với các câu tựa giản đơn, hình chữ nhật: khoảng cách giữa các môi nôi của

bản mặt câu, hoặc

Chiêu đài đôi với các câu liên tục và/ hoặc cầu chéo: chiêu dài của cạnh dài nhât của hình

chữ nhật mà có thê vẽ được trong mặt băng của bê rộng của nhịp bé nhật (hinh 2-6)

O Cần lu ý rằng với kích thớc nêu trên đây cấu tạo mặt cắt phải là các mặt cắt kín cứng

và chịu xoắn Các mặt cắt thoả mãn điều kiện này phải coi là không bị biến dạng cục bộ

khi chịu các tác động xoắn như trên hình 2-7a Khi chiều rộng quá lớn hay kết câu không

đủ độ cứng ngang, điều kiện mặt cắt cứng chống xoắn không còn đảm bảo (hình 7b, lức này cau tao cua kết cấu không thoả mãn mô hỉnh dầm đơn, cần phải xem xét mô hỉnh như một mạng dầm trong không gian, trong đó nội dung quan trọng nhất là phải giải quyết vấn đề phân phối tải trọng cho các bộ phận của kết cấu

37

Hinh 7: Cấu tạo mặt cắt ngang kết cấu nhịp cầu điển hỉnh

5.1.2 Các kết cầu cong trong mặt bằng

5.1.2 Các kết cầu cong trong mặt bằng

Do nhiều nguyên nhân khác nhau các kết cấu cầu cong trên mặt bằng và cong không gian ngày càng đợc sử dụng rộng tãi đặc biệt là trong các cầu thành phố hay các nút giao thông khác mức Hiện cầu cong chiếm khoảng 30% các cầu xây dựng ở nớc Mỹ và 20% ở Châu Âu Do có cẫu tạo đặc biệt, kết câu nhịp có thể cong trên mặt bằng, cong không gian hay rẽ nhánh như trên hinh 2-8

Hinh 8: Kết cấu nhịp cầu cong

Đặc điểm chịu lực của kết câu nhịp cầu cong rất phức tạp, đặc biệt đáng chú ý là hiệu ứng xoắn đưới tác dụng của tải trọng thắng đứng Trị số nội lực trong cầu cong phụ thuộc rất

58

lớn vào “độ cong” có thể biểu thị bằng 2 tham số chính: tỷ lệ giữa chiều dài nhịp và bán kính cong (L/R) hay góc ở tâm đối diện nhịp cong o

5.1.2.1 Điều kiện không cẩn xét tới bán kính cong

Các đoạn của kết cấu nhịp cong trong mặt bằng có các mặt cắt kín cứng chịu xoắn

mà góc ở tâm được đối điện bởi một nhịp cong hoặc một phần của nó, nhỏ hơn 12.0 °, có

thể được phân tích như các đoạn thắng (hình 2-9)

Hinh 9: Quan hệ giữa chiều dài nhịp L, bán kính R và góc ở tâm ọ của kết cấu nhịp cong

Ảnh hưởng của độ cong có thể bỏ qua trong các mặt cắt hở với bán kính cong sao cho

góc ở tâm được đối diện bởi một nhịp nhỏ hơn giá trị cho trong Bảng 1

Bảng 1 - Góc giới hạn ở tâm đề cho phép bỏ qua độ cong khi xác định mô men uốn ban đầu

5.1.2.2 Mô hỉnh kết cầu nhịp dầm cứng chịu xoắn kiểu thanh cong đơn

Có thê phân tích kết câu nhịp cong trong mặt bằng, theo mô hỉnh dầm cong đơn chịu xoắn uốn về các hiệu ứng lực tổng thể như đối với dầm có trục cong

Vị trí đường trục của loại đầm này phải lấy theo đường đi qua trọng tâm của mặt cắt, và phải tính độ lệch tâm của tải trọng bản thân theo phương pháp thể tích

Ví dụ đơn giản về mô hình kết cẫu nhịp sử dụng mô hình thanh cong phẳng hay thanh cong không gian là dạng kết câu dầm cau cong có mặt cắt ngang hỉnh hộp thể hiện trên hỉnh 10

59

Hình 10: Dầm hộp cong sử dụng mô hình thanh cong

5.1.2.3 Mô hình kết cấu nhịp kiểu mạng dầm cong

Kết cấu cong trong mặt phẳng nằm ngang gồm nhiều dầm cấu tạo dạng mạng dầm

cong có thể được phân tích theo các mô hỉnh, trong đó các đoạn của đầm dọc được giả

thiết là thắng giữa các giao điểm Độ lệch tâm thực tế của phân đoạn giữa các giao điểm

sẽ không được vượt quá 2,5% chiều dài của phân đoạn (hỉnh 11)

Hỉnh 11: Độ lệch tâm của các dầm cong

5.1.3 Các kết cầu chéo góc trong mặt bằng

5.1.3.1 Tính chất ca kết cấu nhịp chéo

Ngày nay,các kiểu kết cấu nhịp cầu dang chéo góc, dạng hình nêm trên mặt băng

và dạng cong đợc xây dựng ngày một nhiều trên các đờng ô-tô liên tỉnh cũng nh trong thành phố Theo nguyên tắc thiết kế cầu phụ thuộc hờng tuyến đờng để thuận tiện cho giao thông toàn tuyến việc giảm góc chéo hoặc độ cong của cầu ít khi đợc chấp nhận Tuy nhiên do sự phát triển mạnh mẽ của các phơng pháp tính toán cung nh công nghệ

mà giờ đây nói chung có thể thiết kế một kết cấu ở bất kỳ góc chéo nào Ngoài ra, trong việc thiết kế chỉ tiết kết cầu nhịp, góc chéo có anh hong dang kể đến sự làm việc của kết cầu nhịp và gây ra nhng trạng thái ứng suất bất lợi Trên hỉnh (9.1) đã tóm tắt các đặc tính của kết cầu nhịp chéo góc trên mặt bằng nh sau:

1 Có sự đôi hướng của momen uốn cực đại dọc chiều rộng từ cạnh song song với

nhịp ở tại gờ đến cạnh trực giao ở giữa mồ

2 Có momen uốn cong ở gần góc tù

3 Kết cấu nhịp chịu xoắn đáng kê

Manen linh A

Hinh 12: Đặc điểm chịu lực của kết cấu nhịp cầu chéo

Mức độ ảnh hướng phụ thuộc vào góc chéo, tỉ số chiều rộng nhịp,và đặt biệt là

cách thức thi công kết cấu nhịp và những trụ đở

Góc chéo quá lớn nên kết câu nhịp được gác hãng khỏi mồ tại góc nhọn

¢ Bién dang xoắn của kết câu nhịp có thể xoắn mà không sinh phản lực lớn nếu độ cứng chống xoắn của tắm và dầm thấp Dưới tác động của tải trọng tập trung cục bộ, sự phân bố tải trọng cũng xảy ra do uốn ngang của tấm Tuy nhiên , đối với kết cấu dạng dầm việc gia tăng lực cắt và phản lực ở tại các góc nhọn vốn có ý nghĩa nên được xem xét Ở những góc tù lực nâng không có Nên chú ý rằng, nếu đầm có mặt cắt là hình hộp

có độ cứng chống xoắn cao thỉ chúng sẽ chịu lực xoắn lớn

- Ảnh hưởng của góc chéo nói chung t đợc xét đến đối với những kết cấu nhịp

dầm hay bản giản đơn, giá trị góc chéo nhỏ hơn 20” Tuy nhiên , những ảnh hưởng này

có ý nghỉa đối với góc chéo nhỏ hơn của các kết cấu nhịp liên tục, đặc biệt ở những khu vực có gối đở trung gian

Cơ sở phân tích kết cầu theo mô hình tĩnh học có thể tóm tắt ở các nguyên tắc

cơ bản sau đây:

1 Đối với kết cầu có độ cứng ngang đủ lớn (mặt cắt cứng hỉnh hộp có tỷ lệ chiều

rộng nhỏ hơn so với chiều dài nhịp) có thể áp dụng mô hình tính toán dầm đơn

Mô hỉnh dầm đơn có thê áp dụng cho cả các kết câu chéo góc hay cong trên mặt

bằng VỚI VIỆC XÉT đầy đủ các hiệu ứng uốn, xoắn, dọc trục

[1 Yếu tổ cầu tạo có ảnh hớng rất lớn tới trạng thái nội lực trong kết cấu

Khi điều kiện tính toán dầm đơn không thoả mãn phải phân tích kết cầu theo mô hỉnh không gian

Chú ý: Khi áp dụng mỗi mô hỉnh (dầm đơn hay mạng dầm) cần phân tích đầy đủ cả hai

tác động cục bộ và tông thể của tải trọng đối với kết cấu

Hiệu ứng thiết kế phải là tông của các hiệu ứng cục bộ và hiệu ứng không gian như trên hỉnh 13

“It a I I Hiệu ứng cục bộ

Hiệu ứng không gian gian

Hinh 13: Hiệu ứng cục bộ và hiệu ứng không giancủa tải trọng

tác động lên bộ phận kết cấu

5.2 PHÂN TÍCH TĨNH HỌC THEO CÁC MÔ HÌNH GAN DUNG

5-2-1 Đường lối tông quát phân tích tĩnh học kết cấu theo các mô hỉnh gần đúng

Kết cấu xây dựng nói chung bao gồm các kết câu cầu hầm có cấu tạo không gian gồm nhiều bộ phận, liên kết chặt chẽ và cùng phối hợp chịu lực Việc tính toán chính xác các hiệu ứng phát sinh trong các bộ phận của kết cấu là rất phức tạp Trong các tính toán thiết kế công trỉnh có thể sử dụng các phương pháp phân tích gần đúng dựa trên các giả thiết cơ bản sau đây:

+ Kêt cầu được rời rạc hoá thành các bộ phận độc lập như bản mặt câu, dâm dọc,

dầm ngang

+ Khi phân tích các bộ phận kết câu có thể tưởng tượng chúng làm việc như các

kết câu độc lập, đồng thời phải xét tới ảnh hưởng do cấu tạo liên kết của bộ phận kết cấu

đang xét với các bộ phận khác

+ Tác dụng của tải trọng lên các bộ phận kết cấu theo các phương bất kỳ được qui

về tác động theo các mặt phẳng thắng đứng, mặt phẳng nằm ngang theo phương ngang cầu và mặt phẳng nằm ngang theo phương đọc cầu Bộ phận kết cấu chịu tác dụng đồng thời của tải trọng theo nhiều mặt phẳng được xem xét độc lập trong từng mặt phẳng sau

trên mô hình và các kết câu thực tế

5.2.1 Phân tích tĩnh học kết cấu mặt cầu theo mô hỉnh gần đúng

5.2.1.1 Mô hỉnh hoá kết cấu

62

Bản mặt cầu thường được đồ tại chỗ hay lắp ghép tạo thành kết câu bản không gian Đề phân tích gần đúng sẽ sử dụng phương pháp đải bản tương đương trong đó mặt cầu được tưởng tượng chia thành những dai nhỏ vuông góc với các câu kiện đỡ (hình 14)

Khi áp dụng phương pháp dải bản tương đương thỉ phải lẫy mô men đương cực trị của giải bản bất kỳ giữa các dầm để đặt tải cho tất cả các vùng có mô men men dương

Tương tự phải lẫy mô men âm cực trị trên bất cứ dầm nào để đặt tải cho tất cả các vùng

có mô men âm

Hinh 14: Mô hỉnh và chiều rộng của các dải bản tương đương

5.2.1.3 Bề rộng cửa các dới tương đương bên trong (E)

Có thê lẫy bề rộng dải tương đương của mặt cầu theo bảng 2

Khi chiêu dài nhịp tính toán của bản song song với hướng xe chạy, chiêu rộng của các đải bản tương đương đỡ tải trọng trục xe lẫy lớn hơn 3600mm cho tất cả các loại mặt câu mà ở đó xét việc chât tải trọng lên nhiêu làn Các dải tương đương cho mặt cầu mà

có nhịp đài nhịp chính theo hướng ngang thỉ không được giới hạn bề rộng

Những ký hiệu sau đây áp dụng cho Bảng 2:

S = khoảng cách của các câu kiện đỡ (mm) Có thê là khoảng cách giữa các dâm

chủ ( khi bản chịu lực theo phương ngang) hay các khoảng cách giữa các dầm ngang ( khi bản chịu lực chủ yếu theo phương dọc cầu)

Sp = khoảng cách của các thanh trong hệ mạng dầằm(mm)

-M = mômenâm

X = _ khoang cach ti tải trọng đến điểm gối tựa (mm)

E = _ chiều rộng của đải bản tương đương

Chiều rộng của đải bản tương đương được xác định trên cơ sở phạm vi ảnh hướng

của tải trọng theo phương vuông góc với phương chịu lực chính (hỉnh 14)

Bảng 2- Chiều rộng các dải bản tương đương

Loại kết cấu nhịp cầu Hướng của dải chính liên quan

tới giao thông

Khái niệm về kết câu nhịp trong bảng 2 được minh hoạ trên hình 15

IYI Bán mặt cầu bê tông đúc tại chỗ

Ván

Ban mặt cầu bê tông đúc tại chế có Lấp đây một Lap day

† ván khuôn bang BTCT để lại vính viễn

Bán mặt cầu bê tông đúc tại chế có cốt thép DUL căng su Không léáp — liên hợp An lấn _ lê Dâm thép NÓ SỐ

Hinh 15: Mặt cắt ngang các dạng kết cấu nhịp cầu thông dụng

5.2.1.4 Bể rộng di tương đương tại các mép cứa két cầu

5.2.1.4a Khái niệm

Khi thiết kế, phải xem như có dầm biên quy ước là một đải băng có chiều rộng

được quy định dưới đây cộng thêm bộ phận tăng chiều dày cục bộ gắn liền với nó hay

bộ phận nhô ra có tác dụng tăng cứng cho bản mặt cầu Phải giả thiết các dầm biên đỡ

một hàng bánh xe, nếu thích hợp, đỡ thêm một phần nào đó của tải trọng làn thiết kế

5.2.1.4b Các mép dọc hướng xe chạy

Khi mặt cầu chủ yếu có nhịp dọc theo hướng xe chạy, bề rộng hữu hiệu của dải, có

hoặc không có đầm biên, có thể được lấy giá trị bằng tông của: Khoảng cách giữa mép của bản với bề mặt trong của lan can giao thông, cộng với 300 mm và cộng với 1/2 bề rộng của đải như trong lẫy theo bảng 2, nhưng chiều rộng hữu hiệu không được vượt quá

một trong hai giá trị: hoặc bè rộng toàn bộ dải hoặc 1800mm (hỉnh 16)

300

Hinh 16: Bề rộng của dải bản tương đương tại mép kết cấu theo hướng xe chạy

5.2.1.4c Các mép ngang hướng xe chạy (bđn mặt cầu đầu nhịp)

Bè rộng hữu hiệu của dái bản đầu nhịp, có hoặc không có dầm ngang đầu nhịp (F¿) có thé được lẫy bằng tông của: Khoảng cách từ đầu nhịp đến tim gối, thường là bản bụng dầm cộng với 1/2 bề rộng của dải trong , nhưng không vượt quá bề rộng tông cộng của dải trong E (hình 17)

Hinh 17: Chiều rộng hữu hiệu của bản đầu nhịp

5.2.1.5 Phan bé tai trọng bánh xe trên bứn mặt cầu gối đỡ theo hai phương

Nếu khoảng cách của các cẫu kiện đỡ theo hướng phụ vượt quá 1.5 lần khoảng cách

theo hướng chính, tất cả tải trọng bánh xe phải coi như được đặt lên dải chính

Nếu khoảng cách của các cầu kiện đỡ theo hướng phụ nhỏ hơn 1.5 lần khoảng cách

theo hướng chính, thỉ mặt cầu phải được mô hỉnh hoá như một hệ các dải giao nhau (hỉnh

18)

Dim ¢

Hình 18: Mô hinh dai bản giao nhau

Bè rộng của các dải tương đương theo cả hai hướng có thể được lẫy như trong Bảng 2

Mợi tải trọng bánh xe sẽ được phân bố giữa hai dải giao nhau Sự phân bố phải được xác định bằng tỉ số giữa độ cứng của dải và tổng của các độ cứng của các dai giao nhau Nếu

không có sự tính toán chính xác hơn thỉ độ cứng của đải có thể được ước lượng như sau:

EI

Ki G)

trong đó:

1, = mô men quán tính của dải tương đương (mm?)

S = khoảng cách giữa các câu kiện đỡ (mm)

9.2.1.6 Tính toán các hiệu ứng lực

Các dải phải được coi như các dầm liên tục hoặc dầm đơn giản Chiều đài nhịp phải

được lây băng khoảng cách tâm đên tâm giữa các câu kiện đỡ Nhăm xác định hiệu ứng lực trong các dải, các câu kiện đỡ phải được giả thiệt là cứng tuyệt đôi

Các tải trọng bánh xe có thể được mô hình hoá như tải trọng tập trung hoặc như tải trọng vệt mà chiêu dài đọc theo nhịp sẽ là chiêu dài của diện tích tiêp xúc của lop xe cong

với chiêu cao của bản mặt câu Các dải cân được phân tích băng lý thuyêt dâm cô điên

Mặt cắt thiết kế cho các mô men âm và lực cắt có thể được lay nhu sau:

Cho dầm hộp bê tông và đúc liền khối : ở mặt câu kiện đỡ,

¬_ Cho đầm thép : ở 1/4 bề rộng bản cánhdầm kê từ đường tim của gối,

_ Cho đầm bê tông đúc sẵn dạng T hoặc I : ở 1/3 bề rộng của bản cánh dầm, nhưng không qua 380 mm tính từ đường tim của øÔi,

Trong đó, mỗi bán bụng dầm của dầm hộp thép hoặc bê tông có thể được coi như là

một câu kiện đỡ riêng biệt

Theo điều 4-6-2-1-8 của 22TCN-272-05:

Mômen tính theo đơn vị N.mm/m của mặt cầu kiểu lưới thanh thép do hoạt tải trong

các loại mặt câu dạng lưới thanh thép lâp đây hoặc lâp đây một phân được xác định như sau: + Đôi với các thanh chính năm ngang hướng xe chạy:

Khi mặt cầu là một phần không tách rời của mặt cắt nhiều ngăn hoặc mặt cắt hình

hộp hộp, thì độ cứng uốn hoặc xoắn của các thành phần đỡ của mặt cắt, tức là các bản

bung dam và bản đáy dầm có thể gây ra các nội lực đáng kể trong bản mặt cầu Phải đưa các thành phần đó vào trong tính toán bản mặt cầu

5.2.2 Phân tích kết cấu nhịp cầu dầm - bản

5.2.2.1 Khái niệm

Theo phương pháp phân tích gần đúng đối với kết cấu nhịp cầu bản và cầu đầm

được tiến hành theo mô hình dầm đơn sau khi đã được mô hình hoá bằng:

+ Đối với kết cấu nhịp cầu dầm tính toán như mô hỉnh dầm đơn độc lập sau khi xắc

định hệ số phân bố tải trọng mà dầm phải chịu Các phương pháp xác định hệ số phân bố tải trọng trỉnh bày ở chương 3 của tài liệu này

+ Đối với kết cấu nhịp cầu bản mô hình hoá bằng cách tách thành các đải bản có

chiều rộng tương đương (hỉnh 19)

5.2.2.2 Phương pháp hệ số phân bố dùng cho mô men và lực cắt

Khi tính toán các hệ số phân bố tái trọng cần chú ý tới các yếu tố sau đây:

+ Dang mat cat dam

+ Kích thước kết câu

+ Vật liệu kết cấu

+ Vị trí đầm ( đầm trong hay đầm ngoài)

+ Đại lượng nghiên cứu

+ Hình học trên mặt bằng ( cầu thắng hay chéo)

5.2.2.3 Bề rồng dái tương đương đối với các loại cầu bđn

Đối với các loại cầu bản bê tông đúc tại chỗ và công đúc tại chỗ có bề dày lớp đất đắp trên cống không quá 600mm, các loại cầu bản có lỗ rỗng đúc tại chỗ có thể được coi là cầu bản

Bè rộng tương đương theo làn của các dải dọc cho cả lực cắt và mô men cho một làn, tức là hai hàng của bánh xe tải có thể được xác định như sau:

Bê rộng tương đương theo làn của các đải dọc cho cả lực cắt lẫn mô men với số làn

chịu tải lớn hơn một có thê được xác định như sau:

E=2100+0,12.L,W, <-— (7)

Ny trong đó:

E = bềrộng dải bản tương đương (mm)

Li; = chiều đài nhịp đã được điều chỉnh, lẫy bằng giá trị nhỏ hơn của nhịp thực tế hoặc

18000 (mm)

68

W¡ =_ bềrộng mép-tớimép đã được điều chỉnh của cầu, được lấy bằng giá trị nhỏ hơn của bề

rộng thực tế hoặc 18000 mm nếu chịu tải trọng trên nhiều làn, hoặc 9000 mm nếu chịu tải

Hỉnh 19: Mô hỉnh dầm đơn và dải ban

5.3 PHAN TICH TINH HOC THEO CAC MO HINH CHINH XAC

5.3.1 Đường lối chung phân tích kết cầu theo các mô hỉnh chính xác

Nhược điểm của các phương pháp phân tích gần đúng là không xem xét một cách

đầy đủ mối liên kết phối hợp chịu lực giữa các bộ phận kết cấu Đường lối chung của

các phương pháp tính toán kết cẫu chính xác là dựa trên cơ sở xem xét kết cầu theo mô hình kết cầu không gian thống nhất trong đó tất cả các bộ phận kết cầu được mô tả gần

sát với câu tạo thực tế

Có thể sử đụng các phương pháp chính xác liệt kê ở mục 2.4 trên đây để phân tích các công trỉnh cầu, hầm trong thực tế Trong phân tích như vậy, phải xem xét các tỷ lệ

hình học của các cấu kiện, vị trí và số nút, và các đặc trưng khác về hình dáng và kích

thước hình học có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của các kết quá tính toán

69

Các kết câu phụ kiện như lan can hoặc giải phân cách giữa có kết câu liên tục làm việc liên hợp với các cấu kiện đỡ, có thể được coi có tác dụng về mặt kết cầu trong cac trang thai gidi hạn sử dụng và trạng thái giới hạn mỏi

5.3.2 Các mô hỉnh không gian phântích mặt cầu

5.3.2.1 Mô hình bđn đẳng hướng

Trong mô hình bản đẳng hướng, kết cấu nhịp cầu đặc có chiều cao không đổi hoặc gần như không đổi, và độ cứng của chúng gần tương đương trong mỗi hướng trong mặt phẳng phải được coi là bản đắng hướng

9.3.2.2 Mô hình bản trực hướng

Trong mô hình bản trực hướng, độ cứng chống uốn của các phần tử có thể được phân

bố đều dọc theo mặt cắt ngang của kết cấu nhịp cầu Khi độ cứng chống xoắn của kết cầu

nhịp cầu không chỉ được tạo ra bởi tam ban đặc với độ dày không đôi, thỉ độ cứng chống

xoắn phải được xác định bằng thí nghiệm vật lý hay bằng phép phân tích không gian hoặc các phương pháp gần đúng nói chung đã được xác minh và chấp nhận

5.3.3 Các mô hình phân tích cầu dầm bản

Các kết cấu cầu dầm bản có thể được phân tích theo các mô hỉnh mạng dầm không gian với các lưới chia thành các phân tử

Tỉ lệ kích thước của các phần tử hữu hạn và thanh trong hệ mạng dầm không được vượt quá 5,0 lần Cần phải tránh sự thay đôi đột ngột về kích thước và/hoặc dạng của các

phần tử hữu hạn

Các tải trọng nút phải tương đương tĩnh học với tải trọng thực tế tác dụng

5.3.4 Các mô hình áp dụng cho cầu mặt cắt hỉnh hộp và mặt cắt hình hộp nhiều ngăn

Phép phân tích chính xác về cầu nhiều ngăn có thể được thực hiện bằng bất cứ phương pháp phân tích nào như chỉ ra trong mục 2.4, ngoại trừ phương pháp đường chảy dẻo, nó xét

đến hai chiều trên mặt bằng và mô hỉnh hoá các điều kiện biên Các mô hỉnh nhằm xác định

độ vênh xoắn và tác động khung ngang phải là mô hình ba chiều

Đối với các mặt cắt hộp đơn, kết cấu nhịp có thể được phân tích như dầm có sườn cho

cả các hiệu ứng xoắn và uốn Hộp thép không được coi là hộp cứng xoắn trừ phi có hệ giằng trong để duy tri mat cắt hộp đủ cứng

5.3.5 Mô hình áp dụng khi phân tích các kết cấu cầu dàn

Phép phân tích khung không gian hoặc khung phẳng chính xác áp dụng cho các dạng cầu dàn cân bao gôm việc xét đên các vân đê sau:

1 Tác động liên hợp với mặt cầu hoặc hệ mặt cầu;

1 Tính liên tục giữa các cấu kiện;

70

1 Các hiệu ứng lực do tải trọng bản thân của các cầu kiện, sự thay đôi hình hoc do bién dang,

và dịch chuyển dọc trục của các nút, và

H Biến đạng do uốn trong và ngoài mặt phăng của các cấu kiện bao gồm cả độ vênh ban đầu, tính liên tục giữa các cầu kiện và ảnh hưởng của lực đọc trục có mặt trong các câu kiện này Biến đạng do uốn ngoài mặt phẳng của mạ thượng của các cầu dàn biên hở (không có

hệ giằng gió trên) phải được khảo sát Nếu giàn được ôn định bên nhờ các khung ngang mà các đầm ngang là một phần của chúng, thỉ biến đạng của các dầm ngang do tải trọng xe phải

hiểm của hiệu ứng này là gây uốn ngang cho các đầm ngang, đặc biệt là đầm ngang đầu dàn, vỉ vậy trong nhiều trường hợp cần phải gián đoạn hoá các dầm dọc để giảm hiệu ứng nêu trên

71

Hỉnh 21: Mô hỉnh mắt ấn định các thanh biên dàn

Trong các dàn hở, các thanh biên trên chịu nén rất lớn sẽ gây mắt ôn định Các vị trí cong vênh trên kêt cau do va cham hay do sai sót chê tạo cũng các mô men uôn dọc nguy hiêm

5.3.6 Các mô hỉnh áp dụng khi phân tích kết cấu cầu vòm

Hiệu ứng giãn dài của cáp treo phải được xét đến khi phân tích thanh giang vom

Khi không khống chế được bằng cấu tạo hợp lý thỉ phải xét đến sự co ngắn của sườn vòm,

Phải sử dụng phép phân tích biến đạng lớn cho các vòm của các nhịp lớn

Khi sự phân bố ứng suất giữa mạ thượng và mạ hạ của vòm giàn bi phụ thuộc vào cách

lap dung, thi cach lắp đựng phải được chỉ rõ trong các tài liệu chỉ dẫn công nghệ

5.3.7 Các mô hình phân tích kết cấu cầu dây văng

Có thể xác định sự phân bố nội lực cho các bộ phận của cầu dây xiên bằng phân tích

theo mô hỉnh phẳng hoặc phân tích theo mô hỉnh không gian tuỳ thuộc vảo cẫu tạo và kích thước hình học của trụ tháp, số mặt phẳng dây và độ cứng chống xoắn của kết cầu mặt cầu Phải khảo sát các cầu dây xiên về nội lực không tuyến tính có thể do các yếu tố sau

gay ra:

O Thay đôi độ võng cáp xiên trọng mọi trạng thái giới hạn,

n_ Biến đạng của kết cầu dầm cầu và các trụ tháp trong mọi trạng thái giới hạn, và

1 Tính không tuyến tính của vật liệu trong các trạng thái giới hạn đặc biệt

Do độ võng của các dây văng phụ thuộc:

Dé dai cua day

- Trọng luøng dây

- Góc nghiêng dây

- _ Lực căng trong dây

oe, of? Be, err,

« '

of

Hinh 22: Độ võng của dây văng

72