bài giảng thiết kế cầu bê tông cốt thép

Đặc điểm của cầu bê tông cốt thép Cầu là một công trình nhân tạo để đường giao thông vượt qua các chướng ngại vật như sông, suối, khe núi, vực sâu, … Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-0

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

1.1 Đặc điểm của cầu bê tông cốt thép

Cầu là một công trình nhân tạo để đường giao thông vượt qua các chướng ngại vật như sông, suối, khe núi, vực sâu, … Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05 định nghĩa

“cầu là một kết cấu bất kỳ vượt khẩu độ không dưới 6m tạo thành một phần của một con đường”

Công trình cầu bao gồm nhiều bộ phận kết cấu khác nhau và thường được chia làm

2 phần chính: kết cấu phần trên (kết cấu thượng tầng) và kết cấu phần dưới (kết cấu hạ tầng) Các bộ phận kết cấu này có thể được chế tạo bằng các loại vật liệu khác nhau

Do đó, khái niệm cầu BTCT là một khái niệm không cụ thể Và ta cần chú ý tới các khái niệm cụ thể hơn như kết cấu nhịp cầu, mố cầu, trụ cầu, …

Kết cấu nhịp cầu là bộ phận thuộc kết cấu phần trên của công trình cầu, chịu tác động trực tiếp của các phương tiện lưu thông trên cầu và truyền toàn bộ tải trọng tác động lên nó xuống mố, trụ cầu Kết cấu nhịp cầu có thể có nhiều dạng khác nhau như dạng dầm, dàn, vòm, …

Kết cấu nhịp cầu BTCT là kết cấu được tạo thành từ sự kết hợp của 2 loại vật liệu

1.1.1 Ưu điểm của cầu bê tông cốt thép

Dùng được nguồn vật liệu địa phương khi xây dựng cầu, giá thành và chi phí duy

tu bảo dưỡng cạnh tranh hơn so với cầu thép

Chống ăn mòn tốt, tuổi thọ cao, độ bền lớn, độ cứng rất lớn ặc biệt là cầu bê tông cốt thép dự ứng lực

Có thể tạo mọi hình dạng một cách dễ dàng để đảm bảo sự hợp lý về mặt cơ học, yêu cầu khai thác và vẻ đẹp kiến trúc

Ít chịu ảnh hưởng xung kích của hoạt tải so với cầu thép do có trọng lượng bản thân lớn

1.1.2 Nhược điểm của cầu bê tông cốt thép

Khó đảm bảo chất lượng, đặc biệt là khi chế tạo tại hiện trường

Khả năng vượt nhịp nhỏ hơn so với cầu thép do có trọng lượng bản thân lớn

Luôn luôn tồn tại vết nứt trong bê tông, kể cả đối với cầu bê tông cốt thép dự ứng lực Vết nứt làm tăng khả năng thấm nhập nước và khí, làm ăn mòn cốt thép và bê tông, giảm tiết diện chịu lực, giảm tuổi thọ của cầu

1.2 Tóm tắt sự hình thành và phát triển cầu bê tông cốt thép

Năm 1875, lần đầu tiên Monier, một kỹ sư người Pháp đã dùng BTCT để xây dựng một chiếc cầu vòm bản nhịp 16m, rộng 4m dùng cho người đi bộ

Từ 1886-1891, Bauchingơ (người ức) và Belelutski (người Nga) đã nghiên cứu tính chất cơ lý của BTCT; tiến hành nhiều thí nghiệm cho các công trình bản, dầm, vòm, xilô và cầu vòm nhịp tới 17m

Sau đó, BTCT bắt đầu được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng cầu và các công trình xây dựng khác

Cầu BTCT vào cuối thể kỷ XIX hầu hết có dạng bản nhịp nhỏ, vòm và cống Cầu BTCT trong giai đoạn này chưa tận dụng được triệt để cốt thép bố trí trong các bộ phận chịu uốn

Lý thuyết và thực nghiệm về BTCT chịu uốn được Gennebik (người Pháp) và Melan (người Áo) phát triển vào cuối thể kỷ XIX

Sang đầu thế kỷ XX, BTCT đã trở thành loại vật liệu chính trong xây dựng cầu và

lý thuyết tính toán kết cấu BTCT theo ứng suất cho phép được chính thức công bố rộng rãi

Khoảng giữa 2 cuộc chiến tranh thế giới lần 1 và 2, cầu BTCT được phát triển mạnh mẽ ở Pháp, ức, Mỹ và các nước Châu Âu

Năm 1920, Freyssinet (người Pháp) sáng chế ra BTCT dự ứng lực Từ đó, đặc biệt sau chiến tranh thế giới lần 2, cầu BTCT dự ứng lực phát triển mạnh mẽ ở Pháp, ức

và các nước chịu ảnh hưởng của chiến tranh

Cuối thế kỷ XX, khi BTCT dự ứng lực trở thành vật liệu chính trong xây dựng cầu Cùng với sự tiến bộ của cơ học, của lý thuyết phần tử hữu hạn, sự phát triển của máy tính điện tử, sự tiến bộ của các phương pháp thi công; các kết cấu tĩnh định giảm dần, thay vào đó là các kết cấu không gian, nhiều đường tiếp đất Nhiều loại kết cấu mới được phát minh, nhiều công nghệ thi công mới được áp dụng và đạt được những thành tựu to lớn

1.3 Phân loại cầu bê tông cốt thép

Việc phân loại cầu BTCT có thể căn cứ trên cơ sở phân loại cầu nói chung Cầu BTCT có thể phân loại theo các tiêu chí khác nhau như sau:

 Theo cao độ đường xe chạy

 Theo mục đích sử dụng

 Theo chướng ngại vật mà cầu vượt qua

 Theo sơ đồ chịu lực (sơ đồ tĩnh học trong giai đoạn khai thác của kết cấu chịu lực chính)

 Theo phương pháp thi công kết cấu nhịp

1.3.1 Phân loại theo cao độ đường xe chạy

Tùy theo cao độ đường xe chạy, phân thành:

 Cầu có đường xe chạy trên

 Cầu có đường xe chạy giữa

 Cầu có đường xe chạy dưới

1.3.2 Phân loại theo mục đích sử dụng

Tùy theo mục đích sử dụng, có thể phân thành:

1.3.3 Phân loại theo chướng ngại vật mà cầu vượt qua

Tùy theo đặc điểm xây dựng, chướng ngại vật mà cầu vượt qua, có thể phân thành:

 Cầu thông thường (cầu vượt qua các dòng nước)

 Cầu vượt (cầu qua đường)

1.3.4 Phân loại theo sơ đồ chịu lực (sơ đồ tĩnh học trong giai đoạn khai thác

của kết cấu chịu lực chính)

Theo sơ đồ chịu lực, có thể phân thành:

 Cầu dầm (giản đơn, liên tục, mút thừa nhịp đeo)

 Cầu giàn (kết cấu nhịp giàn BTCT hiện nay ít được sử dụng)

 Cầu vòm (đường xe chạy trên, chạy giữa, chạy dưới; vòm cứng-dầm mềm, vòm mềm-dầm cứng)

 Cầu khung (khung T dầm đeo, khung T có chốt, khung T liên tục nhiều nhịp, khung T chân kiểu chống, khung T chân kiểu xiên)

 Cầu treo (dây văng, dây võng, dây văng-dây võng kết hợp)

 Cầu có dạng kết cấu liên hợp

1.3.5 Phân loại theo phương pháp thi công kết cấu nhịp

Với các cầu nhịp nhỏ và trung bình, có thể phân thành:

 Cầu đúc tại chỗ

 Cầu lắp ghép toàn nhịp

 Cầu bán lắp ghép (phần sườn dầm lắp ghép, dầm ngang và bản mặt cầu đúc tại chỗ)

Với các cầu nhịp lớn, có thể phân thành:

 Cầu đúc tại chỗ trên đà giáo cố định

 Cầu đúc tại chỗ trên đà giáo di động

 Cầu thi công theo phương pháp hẫng

 Cầu thi công theo phương pháp đẩy

 Cầu thi công theo phương pháp đặc biệt (quay hoặc chở nổi)

1.4 Phương hướng phát triển cầu bê tông cốt thép

Trong các công trình giao thông trên đường ô tô thì cầu thuộc loại công trình phức tạp nhất vì có thể sử dụng nhiều phương án kết cấu, nhiều loại vật liệu, nhiều công nghệ xây dựng khác nhau do đó cần luôn luôn xem xét nghiên cứu đưa khoa học kỹ thuật giải quyết các vấn đề thực tiễn trong ngành đặt ra

Cầu BTCT trong những năm gần đây nổi bật mấy hướng phát triển sau:

Nâng cao chất lượng vật liệu Chế tạo các loại bê tông có cường độ và phẩm chất cao ối với cốt thép, vấn đề chủ yếu là chống ăn mòn bằng các biện pháp tạo lớp phủ mặt ngoài (mạ kẽm, phủ êpốcxy), dùng thép không gỉ

Về mặt kết cấu thỡ sử dụng cỏc kết cấu liờn hợp (chẳng hạn kết cấu dầm và dõy trong cầu treo) Cỏc kết cấu liờn hợp thường là hệ siờu tĩnh nhiều bậc, tạo độ dự trữ an toàn khi chịu tải, tạo khả năng điều chỉnh theo hướng tối ưu húa nội lực

Về mặt tiết diện, chỳ trọng ỏp dụng cỏc kết cấu khụng gian, đơn giản về chế tạo, hoàn thiện về chịu lực Một trong cỏc tiết diện hiện đại đỏp ứng được cỏc phẩm chất trờn là tiết diện hộp Tiết diện hộp là tiết diện chịu nộn, uốn, xoắn đều tốt

Phương hướng cuối cựng trong sự nghiệp phỏt triển cầu núi chung và cầu BTCT núi riờng là nghiờn cứu cỏc cụng nghệ thi cụng thớch hợp Sự phỏt triển cầu BTCT gắn liền với sự phỏt triển của cụng nghệ xõy dựng cầu trờn thế giới

Số liệu tham khảo các cầu nhịp lớn đã xây dựng

tại việt nam và trên thế giới

1 Cầu treo - suspension bridges

Thứ

Chiều dài nhịp Vị trí xây dựng Tên n-ớc Năm Ghi chú

7 Verrazano-Narrows 1298 New York, NY USA 1964

11 Minami Bisan-seto 1100 Kojima-Sakaide Japan 1988

21 Yichang 960 Hubei China 2001

1) Không còn

2) Cầu đầu tiên sụp đổ năm 1940

3) Song song với cầu thứ 2

2 cầu dây văng - Stayed cable bridges

11 Queshi 518 Shantou China 1998

15 Oresund 490 Copenhagen/Malmö Denmark/Sweden 2000

3 CÇu vßm bª t«ng - Concrete Arch Bridges

Thø

ChiÒu dµi nhÞp

chó

15 Tuanku Tambusai 245 Rempang-Galang Indonesia 1998

17 Xiaonanmen (Yibin) 240 Sichuan China 1990

4 Cầu dầm hộp BTCT DƯL - restressed Concrete Girder Bridges

Thứ

Chiều dài nhịp

Vị trí xây dựng Tên n-ớc Năm Ghi chú

11 Confederation 250 Northumberland Canada 1997 43 nhịp

14 Koror-Babelthuap 241 Toagel Channel Palau 1977 1)

1)

H- hỏng năm 1996

5 Các cầu thi công bằng ph-ơng pháp đúc hẫng tại Việt nam

Thứ

tự Tờn cầu/Địa điểm

Sơ đồ bố trí kết cấu nhịp liên tục

(m)

Bề rộng mặt cầu, (m)

Bề rộng bản

đáy, (m) Ghi chú

18 Tiªn Cùu (H¶i Phßng) 63,84+102+63,84 12 6

19 T©n Yªn (Tuyªn Quang) 42,5+3x63+42,5 8,6 5

1.5 Vật liệu xây dựng cầu bê tông cốt thép

1.5.1 Bê tông

1.5.1.1 Cường độ của bêtông

a Cường độ chịu nén của bêtông

Cường độ chịu nén của bê tông cần phân biệt theo 3 trạng thái ứng suất: một trục, hai trục, ba trục

Trạng thái ứng suất một trục đại diện cho thí nghiệm nén chuẩn không kiềm chế, được dùng để xác định cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày của bê tông

Cường độ chịu nén quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày  fc được xác định bằng thí nghiệm nén phá hoại mẫu chuẩn hình trụ đường kính 150mm, chiều cao 300mm dưới tác dụng của lực nén dọc trục không kiềm chế

Cường độ chịu nén của bê tông xác định theo công thức sau:

P: Lực tác dụng lên mẫu lúc phá hoại

A: Diện tích tiếp xúc của mẫu

Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của bêtông chịu nén 1 trục, không kiềm chế (không có cản trở biến dạng ngang) được biểu diễn như sau:

fc′ : Cường độ chịu nén của bêtông ở 28 ngày tuổi

t : Thời gian tính theo ngày

α, β : Hệ số phụ thuộc vào loại xi măng và điều kiện bảo dưỡng

ối với XM loại I, bảo dưỡng ẩm: α = 4; β = 0,85 ối với XM loại III, bảo dưỡng ẩm: α = 2,3; β = 0,92 ối với XM loại I, bảo dưỡng hơi nước: α = 1; β = 0,95 ối với XM loại III, bảo dưỡng hơi nước: α = 0,7; β = 0,98

b Cường độ chịu kéo của bêtông

-Cường độ chịu kéo khi uốn:  fr còn được gọi là môđun phá hoại khi uốn

2

6

r

M f

bh



f r

Theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05:

ối với bêtông có tỷ trọng trung bình: fr 0,63 fc

ối với bêtông cát có tỷ trọng thấp: fr 0,52 fc ; f : MPac 

ối với bêtông có tỷ trọng thấp các loại: fr 0, 45 fc

-Cường độ chịu kéo khi thí nghiệm mẫu hình trụ nứt tách:  fsp ; mẫu hình trụ có kích thước 150mm x 300mm

-Cường độ chịu kéo của bêtông khi có cốt thép: (f1)

Giả thiết đường cong quan hệ ứng suất – biến dạng khi kéo trực tiếp là tuyến tính cho đến ứng suất f có cùng độ dốc Ecr c với khi nén 1 trục không kiềm chế

ường cong quan hệ ứng suất – biến dạng trong bê tông chịu kéo có cốt thép được thể hiện ở hình sau:

.1: biến dạng kéo trung bình của bê tông

.f1: ứng suất kéo trung bình của bê tông

d





2 1

  đối với tải trọng ngắn hạn, phân bố đều

2 0,7

  đối với tải trọng thường xuyên và (hoặc) tải trọng lặp

Nếu không có cốt thép thì đường cong quan hệ ứng suất – biến dạng sẽ không có nhánh xuống và ứng suất kéo của bêtông sau khi nứt bằng không Tuy nhiên, nếu bêtông có dính kết với cốt thép thì ứng suất kéo của bêtông còn tồn tại  Tính chất của bêtông cốt thép khác hẳn bêtông

Ghi chú:

Theo các kết quả thí nghiệm cho thấy, biến dạng lớn nhất của bêtông khi chịu nén tương ứng với cường độ chịu nén  fc là  c 0,002 0,003

+Khi chịu nén dọc trục:  c 0,002

+Trong vùng nén của cấu kiện chịu uốn:  c 0,003

1.5.1.2 Môđun đàn hồi của bêtông

Môđun đàn hồi của bêtông theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05 là độ nghiêng của đường thẳng tính từ gốc tọa độ tới điểm trên đường cong ứng suất biến dạng ứng với 0, 4.fc Môđun cát tuyến này tính bằng đơn vị MPa và biểu diễn bằng biểu thức sau:

1,5

E 0,043. f MPa

fc′ : cường độ chịu nén của bêtông, (MPa)

 : khối lượng riêng của bêtông, (kg/m3)

(với bêtông thông thường 3

trường (nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ gió) tại thời điểm đổ bê tông, vào quá trình bảo dưỡng, vào lượng cốt thép và vào tỉ số giữa thể tích và diện tích bề mặt cấu kiện -Về căn bản có thể phân biệt 2 loại co ngót:

+ Co ngót dẻo: Là loại co ngót xuất hiện trong vòng ít giờ đầu tiên sau khi đúc

BT tươi trong ván khuôn Ở giai đoạn này do phần bề mặt khối bê tông co ngót nhanh hơn và cường độ BT còn nhỏ  thường gây ra các vết nứt bề mặt có dạng chân chim

Do đó, để hạn chế các vết nứt bề mặt này người ta thường chú ý bảo dưỡng tốt hơn trong những ngày đầu sau khi đổ bê tông

+ Co ngót khô: Là loại co ngót xuất hiện sau khi BT đã hoàn toàn ninh kết và các phản ứng thủy hóa đã hoàn thành Co ngót khô chính là sự giảm thể tích bêtông trong quá trình nước bay hơi

-Trường hợp BT nằm trong môi trường ẩm ướt và BT chưa bão hòa nước thì nước

sẽ thấm vào BT làm tăng thể tích BT  gọi là hiện tượng nở ướt Khi BT đã hoàn toàn bão hòa nước thì sẽ không xảy ra hiện tượng nở ướt

.Sh,u 560.10 k k6 s h : khi bảo dưỡng bằng hơi nước

.Sh,u 510.10 k k6 s h : khi bảo dưỡng ẩm

h

k : là hệ số xét tới độ ẩm H của quá trình co ngót

h 140 Hk

70



h 3(100 H)k

0,36.V/S s

S : là tỷ số giữa thể tích khối bêtông và diện tích bề mặt tiếp xúc với

môi trường xung quanh

100mm 3,94in

S   , H80% và bảo dưỡng cấu kiện bằng hơi nước

- ể hạn chế co ngót, phải chọn thành phần bêtông thích hợp, đầm chặt bêtông, giảm tỷ lệ N/X, giữ bêtông thường xuyên ẩm trong thời gian đầu hoặc làm các khe co giãn, đặt cốt thép cấu tạo tại những vị trí cần thiết …

1.5.1.4 Từ biến của bêtông

-Khái niệm: Từ biến của BT là hiện tượng tăng biến dạng theo thời gian khi tải trọng không đổi

-Tải trọng không đổi là tải trọng tác dụng dài hạn - thường xuyên lên kết cấu Ví dụ

độ võng của dầm, biến dạng dọc trục trong cột tăng theo thời gian khi chúng chịu tác dụng của tải trọng thường xuyên như trọng lượng bản thân, trọng lượng kết cấu bên trên, … Trong dầm BTCT DƯL, dưới tác dụng dài lâu của ứng suất nén trước, làm cho BT bị co lại theo thời gian  làm mất mát ứng suất trong cốt thép DƯL

-Sự thay đổi biến dạng theo thời gian cũng phụ thuộc vào các nhân tố có ảnh hưởng đối với biến dạng co ngót, ngoài ra còn phải kể đến độ lớn và khoảng thời gian tồn tại của ứng suất nén, cường độ chịu nén của bê tông và tuổi của bê tông khi bắt đầu chịu tải trọng dài hạn

-Biến dạng do từ biến có thể xác định như sau:

i

(t, t )

 : hệ số từ biến

.t : tuổi của bêtông tại thời điểm khảo sát (thời điểm tính từ biến) (ngày)

.ti : tuổi của bêtông tại thời điểm chất tải (ngày)

.(t - ti) : thời gian cấu kiện chịu tải (ngày)

(t - t )i

i td u(t, t ) k

td

k : hệ số kể tới sự phát triển của từ biến theo thời gian

0,6 i

i

(t t )k

10 (t t )





 u

42 f





 f : MPac 

.k : hệ số phụ thuộc vào kích thước cấu kiện c

0,54.V/S 0,36.V/S

S : là tỷ số giữa thể tích khối bêtông và diện tích bề mặt tiếp xúc với

môi trường xung quanh

0,118

la i

k t

trên bêtông là fc = 10MPa; cường độ chịu nén 28 ngày của bêtông là fc 31MPa; tuổi của bêtông tại thời điểm chất tải là ti = 15 ngày Cho kc = 0,68; độ ẩm môi trường H = 70%; khối lượng riêng của bêtông 3

k c = 0,68 h

từ biến sẽ giảm đi do bê tông trở nên khô hơn và biến dạng ít hơn iều này được phản ánh trong công thức xác định ψ(t,ti), ở đây giá trị lớn hơn ti đối với tuổi bê tông đã cho

t làm giảm hệ số từ biến ψ(t,ti)

-Ảnh hưởng của từ biến: Cuối cùng, không phải tất cả các ảnh hưởng của biến dạng

từ biến đều là có hại Khi có sự lún khác nhau xảy ra trong một cầu BTCT, đặc tính từ biến của bê tông làm cho ứng suất trong các cấu kiện giảm rõ rệt so với giá trị dự đoán bằng phân tích đàn hồi

1.5.1.5 Giãn nở nhiệt của bêtông

Khi thiếu các số liệu chính xác, ta có thể lấy hệ số giãn nở nhiệt như sau:

Tính chất của cốt thép thường được đặc trưng bởi đường cong quan hệ ứng suất – biến dạng của một thanh thép trần Với cốt thép dự ứng lực, cần phân biệt bó thép có dính bám và không có dính bám

1.5.2.1 Cốt thép thường

a Phân loại cốt thép thường theo ASTM

-Cốt thép dùng cho kết cấu BTCT theo ACI-318 và 22TCN-272-05 bao gồm các loại: thép thanh tròn trơn hoặc có gờ, thép sợi (cuộn) tròn trơn và lưới cốt thép hàn

- ể tăng sự dính bám giữa BT và CT, người ta thường tạo gờ quanh cốt thép khi chế tạo  gọi là cốt thép có gờ Tiêu chuẩn 22TCN-272-05 quy định: cốt thép sử dụng phải là loại có gờ, trừ khi dùng làm cốt thép đai xoắn, móc treo và lưới thép thì có thể

sử dụng loại tròn trơn

-Cốt thép được chia làm các cấp độ bền (Grade) khác nhau Các chỉ tiêu quan trọng của cốt thép là: Mô đun đàn hồi Es, cường độ chảy dẻo fy, cường độ tới hạn (cường độ phá hoại hay cường độ kéo đứt) fu và các kích thước cơ bản của thanh hoặc sợi thép Theo tiêu chuẩn ASTM, ta có các loại thép thanh và cấp độ bền của thép như sau: Tiêu chuẩn

ASTM

Cấp độ bền (Grade) / Cường độ chảy dẻo tối thiểu (fy) Inch-Pound (psi) Metric (MPa) A615 và A615M

40/40000 60/60000 75/75000

280/280 420/420 520/520

60/60000

350/350 420/420

60/60000

280/280 420/420

Trong các loại cốt thép trên thì loại A615 và A615M được dùng phổ biến trong các công trình xây dựng Kích cỡ thanh thép từ #3 ÷ #18 đối với thép có cấp độ bền (Grade) 60ksi (giới hạn chảy fy = 60ksi = 4200kg/cm2); từ #3 ÷ #6 đối với thép có cấp

độ bền (Grade) 40ksi (giới hạn chảy fy = 40ksi = 2800kg/cm2); từ #6 ÷ #18 đối với thép có cấp độ bền (Grade) 75ksi (giới hạn chảy fy = 75ksi = 5200kg/cm2) Hàm lượng phốt pho trong thép ≤ 0,06%

Ghi chú:

+ASTM A615, ASTM A616, … là tiêu chuẩn theo hệ US (Inch-Pound)

+ASTM A615M, ASTM A616M, … là tiêu chuẩn theo hệ SI (Metric)

ặc trưng thanh thép theo tiêu chuẩn ASTM:

Số hiệu thanh (No) ường kính danh nghĩa Diện tích tiết diện Trọng lượng danh nghĩa

Hệ US Hệ SI (in) (mm) (in 2 ) (mm 2 ) (lb/ft) (kg/m)

Ví dụ: Thanh thép #3 (hay No.3) sẽ có đường kính danh nghĩa d = 3/8in = 9,5mm

(Lưu ý: Xem bảng chuyển đổi đơn vị giữa hệ US và hệ SI ở PHỤ LỤC A trang 300

sách KẾT CẤU BÊTÔNG CỐT THÉP theo quy phạm Hoa Kỳ - TS Nguyễn Trung Hòa – NXB Xây Dựng, Hà Nội 2005)

+Ở nước ta: Thép sợi: Ø6, Ø8

.Thép thanh có gờ: Ø10, Ø12, Ø14, Ø16, Ø18, … Chiều dài 1 thanh bằng 11,7m

b Đường cong quan hệ ứng suất – biến dạng của cốt thép thường

-Các đường cong ứng suất – biến dạng điển hình đối với cốt thép trần được biểu diễn trên hình vẽ đối với cấp cốt thép 280, 420 và 520 Sự làm việc của thanh cốt thép trần có thể được chia thành 3 giai đoạn: đàn hồi, chảy dẻo và hóa cứng (tái bền) oạn đàn hồi AB của biểu đồ gần giống như một đoạn thẳng với mô đun đàn hồi không đổi

Es = 200000MPa cho tới giới hạn biến dạng đàn hồi εy = fy /Es oạn chảy dẻo BC được đặc trưng bởi thềm chảy tại ứng suất không đổi fy cho tới lúc bắt đầu hóa cứng

ộ dài của thềm chảy là thước đo tính dẻo và được phân biệt với các cấp thép khác nhau oạn hóa cứng CDE bắt đầu ở biến dạng εh và đạt tới ứng suất lớn nhất fu tại biến dạng εu trước khi giảm nhẹ ở biến dạng kéo đứt εb Ba đoạn của đường cong ứng suất - biến dạng đối với cốt thép trần có thể đặc trưng bằng những biểu thức quan hệ sau:

+ oạn đàn hồi AB:

f   E ; 0   

+ oạn chảy dẻo BC:

(Đường cong quan hệ ứng suất – biến dạng đối với cốt thép trần dạng thanh)

- ối với thép cacbon cường độ thấp (ví dụ như thép có cấp độ bền 40), trên đường cong ứng suất – biến dạng, sau phần đàn hồi là thềm chảy tương đối rõ rệt Tuy nhiên, đối với thép cacbon cường độ cao hơn (ví dụ như thép có cấp độ bền 60, 75, 90), thềm chảy không rõ rệt Do đó, quy phạm ACI đã quy định giới hạn chảy fy của các loại thép này là ứng suất tương ứng với biến dạng εs = 0,0035

-Môđun đàn hồi của cốt thép lấy bằng độ dốc của đường cong ứng suất – biến dạng trong miền đàn hồi Như vậy, mô đun đàn hồi của cốt thép là một thông số không đổi Tiêu chuẩn 22TCN-272-05 quy định môđun đàn hồi của cốt thép Es = 200000MPa

- ường cong tương tự giả thiết đúng cho cả kéo và nén

-Khi các thanh cốt thép được đặt trong bê tông, sự làm việc của chúng khác với các thanh cốt thép trần Sự khác biệt này là do bê tông có một cường độ chịu kéo nhất định

dù khá nhỏ Do lực ma sát với cốt thép và do cường độ chịu kéo của bê tông tồn tại trong những đoạn cấu kiện nằm giữa các vết nứt, bê tông ngay cả khi đã nứt vẫn làm giảm một phần độ giãn của cốt thép

 Phần bê tông dính bám với cốt thép và không bị nứt làm giảm biến dạng kéo trong cốt thép Hiện tượng này gọi là “tăng cứng kéo”

1 ksi = 1 kip/in2 ≈ 6,895 MPa ≈ 68,95 kg/cm2

1 kip ≈ 4,448 kN

a Phân loại cốt thép dự ứng lực theo ASTM

Thép dự ứng lực có thể dưới dạng dây đơn, tao gồm một số sợi bện xoắn với nhau gọi là tao cáp và thanh thép cường độ cao Theo tiêu chuẩn AASHTO, thường dùng 3 loại cốt thép cường độ cao sau:

 Thép sợi không bọc khử ứng suất dư hoặc độ tự chùng thấp: 4; 5

 Tao cáp không bọc khử ứng suất dư hoặc độ tự chùng thấp: Tao 7 sợi xoắn D=12.7mm; D=15.2mm

 Thép thanh cường độ cao không bọc: 32; 38

Tao hoặc cáp không khử ứng suất dư có mất mát ứng suất do độ tự chùng cao hơn nên không được sử dụng trong cầu

Theo ASTM A416M và A722, ta có các loại tao cáp thép và thép thanh dự ứng lực như sau:

Vật

liệu Loại hoặc cấp thép

ường kính (mm)

Cường độ chịu kéo fpu (MPa)

Giới hạn chảy

fpy (MPa) Tao

(Quan hệ ứng suất – biến dạng của các tao 7 sợi chế tạo bằng các phương pháp

khác nhau)

Theo Collin và Mitchell (1991):

 ối với các tao có độ chùng thấp với fpu 1860MPa:

 ối với tao thép : Ep = 197000 MPa

 ối với thanh : Ep = 207000 MPa

c Bó cáp

 Bó sợi song song: Mỗi bó gồm từ 20 – 24 sợi 5

 Bó tao: Gồm nhiều tao thép cùng bó lại với nhau: bó 7tao; bó 12tao; bó 19 tao;

 Ngoài ra còn có ống gen dạng dẹt để sử dụng cho cấu kiện bản

 Bán kính uốn cong của bó cáp không đƣợc nhỏ hơn 6000mm, trừ vùng đầu neo không nhỏ hơn 3600mm Không sử dụng ống gen bằng nhựa khi bán kính uốn cong bó cáp < 9000mm, tại vị trí uốn cong phải sử dụng ống thép mạ kẽm có chiều dày trên 3mm

e Hệ neo

 Neo là bộ phận giữ và truyền dự ứng lực từ cốt thép cho bêtông Neo dự ứng lực gồm 2 hệ thống neo chủ động và neo thụ động Neo chủ động là loại có thể đặt kích để kéo cốt thép còn neo thụ động còn gọi là neo chết không thể kích kéo cáp DUL từ bộ neo này

 Neo dự ứng lực gồm các loại:

+ Neo quả trám, neo chóp cụt (neo chủ động): Sử dụng cho bó sợi song song

+ Neo tổ ong (neo chủ động): Sử dụng cho bó tao

Bố trí chung Neo chủ động Cấu tạo neo chủ động

+ Neo thụ động (Neo chết)

Neo thụ động kiểu neo vòng Neo thụ động kiểu dính bám

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU THEO 22TCN-272-05

2.1 Quan điểm chung về thiết kế

Trong thiết kế các kỹ sư phải kiểm tra độ an toàn và ổn định của phương án khả thi

đã được chọn Công tác thiết kế bao gồm việc tính toán nhằm chứng minh cho những người có trách nhiệm thấy rằng mọi tiêu chuẩn tính toán và cấu tạo đều được thoả mãn

iều kiện để đảm bảo độ an toàn của một công trình là:

Sức kháng của vật liệu ≥ Hiệu ứng của tải trọng

iều kiện trên phải được xét trên tất cả các bộ phận của kết cấu

Khi nói về sức kháng của vật liệu ta xét khả năng làm việc tối đa của vật liệu mà ta gọi là trạng thái giới hạn (TTGH)

Một trạng thái giới hạn là một trạng thái mà vượt qua nó thì kết cấu hay một bộ phận nào đó không hoàn thành mục tiêu thiết kế đề ra

Mục tiêu là không vượt quá TTGH, tuy nhiên đó không phải là mục tiêu duy nhất,

mà cần xét đến các mục đích quan trọng khác, như chức năng, mỹ quan, tác động đến môi trường và yếu tố kinh tế Sẽ là không kinh tế nếu thiết kế một cầu mà chẳng có bộ phận nào, chẳng bao giờ bị hư hỏng Do đó càng phải xác định đâu là giới hạn chấp nhận được trong rủi ro của xác suất phá huỷ Việc xác định một miền an toàn chấp nhận được (cường độ lớn hơn bao nhiêu so với hiệu ứng của tải trọng) không dựa trên

ý kiến chủ quan của một cá nhân nào mà dựa trên kinh nghiệm của một tập thể Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05 có thể đáp ứng được các yêu cầu trên

2.2 Sự phát triển của quá trình thiết kế

2.2.1 Thiết kế theo ứng suất cho phép - ASD (Allowable Stress Design)

Trước đây, các tiêu chuẩn thiết kế được soạn ưu tiên hàng đầu cho kết cấu thép Vật liệu thép thường có quan hệ tuyến tính giữa ứng suất và biến dạng khi xác định đúng giới hạn chảy và độ an toàn thường thấp hơn giới hạn chảy của vật liệu

ộ an toàn được xác định bằng cách cho rằng hiệu ứng của tải trọng sẽ gây ra ứng suất chỉ bằng một phần của giới hạn chảy fy, khi đó:

Hệ số an toàn F = Cường độ vật liệu R / Hiệu ứng tải trọng Q

Hoặc có thể viết lại dưới dạng: y

y

fRF



Do tiêu chuẩn đặt dưới dạng ứng suất nên được gọi là thiết kế theo ứng suất cho phép (ASD)

Khi ứng suất cho phép ra đời, hầu hết các cầu được xây dựng đều là tĩnh định dạng đơn giản hoặc vòm, nội lực chủ yếu là lực dọc Với giả thiết ứng suất phân bố đều trên toàn tiết diện Diện tích thanh chịu kéo được xác định:

A thực ≥ Hiệu ứng tải trọng / Ứng suất cho phép = T / β

ối với phần tử chịu nén, fc là ứng suất cho phép của phần tử ngắn, không mất ổn định, hoặc dài (mất ổn định), tuy nhiên nguyên tắc xác định tiết diện vẫn là:

A toàn phần = Hiệu ứng tải trọng / Ứng suất cho phép = C / f c Phương pháp này có nhiều nhược điểm như:

 Quan điểm về độ bền dựa trên sự làm việc đàn hồi của vật liệu đẳng hướng, đồng nhất, trong khi đó sự làm việc của vật liệu còn có cả giai đoạn phi đàn hồi

và vật liệu cụ thể là không đẳng hướng và đồng nhất

 Không biểu hiện được một cách hợp lý về cường độ giới hạn là chỉ tiêu cơ bản

về khả năng chịu lực hơn là ứng suất cho phép

 Hệ số an toàn chỉ áp dụng riêng cho cường độ, chưa xét đến sự biến đổi của tải trọng

 Việc chọn hệ số an toàn dựa trên ý kiến chủ quan và không có cơ sở tin cậy về xác suất hư hỏng

ể khắc phục những thiếu sót này cần một phương pháp thiết kế có thể:

 Dựa trên cơ sở cường độ giới hạn của vật liệu

 Xét đến sự thay đổi không những ở vật liệu mà còn cả ở hiệu ứng của tải trọng

 ánh giá độ an toàn liên quan đến xác suất phá hoại

Phương pháp khắc phục các thiếu sót trên đó là AASHTO-LRFD 1998 và nó được chọn làm cơ sở biên soạn tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05

2.2.2 Thiết kế theo hệ số tải trọng và sức kháng LRFD (Load and Resistance

Factors Design)

ể xét đến sự thay đổi của cả cường độ vật liệu và hiệu ứng của tải trọng, tiêu chuẩn an toàn có dạng sau:

nR

  Hiệu ứng của iQiBất đẳng thức trên chứa cả hệ số tải trọng γi và hệ số sức kháng Φ nên phương pháp thiết kế được gọi là thiết kế theo hệ số tải trọng và sức kháng (LRFD)

Hệ số sức kháng Φ cho trạng thái giới hạn cần xét tới tính phân tán của:

 Tổ hợp tải trọng có thể xảy ra

Ưu điểm của LRFD:

 Có xét đến sự biến đổi cả về sức kháng (cường độ) và tải trọng

 ạt được mức độ an toàn đồng đều cho các TTGH khác nhau và các loại cầu

mà không cần phân tích xác suất và thống kê phức tạp

 Phương pháp thiết kế thích hợp và ổn định

Nhược điểm của LRFD:

 Yêu cầu thay đổi tư duy thiết kế (so với tiêu chuẩn cũ)

 Yêu cầu hiểu biết cơ bản về lý thuyết xác suất và thống kê

 Yêu cầu có các số liệu đầy đủ về thống kê và thuật toán tính xác suất để chỉnh

lý hệ số sức kháng trong trường hợp đặc biệt

2.3 Nguyên tắc cơ bản của tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05

Trong thiết kế, để đảm bảo độ an toàn cho một công trình thì:

Sức kháng của vật liệu ≥ Hiệu ứng của tải trọng Quan hệ của bất đẳng thức này phải được xét trên mọi bộ phận và vật liệu của kết cấu

Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05 thỏa mãn tất cả các trạng thái giới hạn, cả tổng thể và cục bộ, khi đó bất đẳng thức trên được thể hiện dưới dạng:

Rr =  Rn ≥ i Qi

Trong đó:

Rr - sức kháng tính toán (sức kháng có hệ số)

 - hệ số sức kháng

Rn - sức kháng danh định

 - hệ số điều chỉnh tải trọng

i - hệ số tải trọng

Qi - hiệu ứng tải trọng

ối với mọi trạng thái giới hạn (trừ trạng thái giới hạn cường độ)  = 1

Hệ số điều chỉnh tải trọng được xác định như sau:

ối với trạng thái giới hạn cường độ :

 D  1,05 cho cấu kiện và liên kết không dẻo

 D = 1,00 cho các thiết kế thông thường và các chi tiết theo đúng Tiêu chuẩn này

 D  0,95 cho các cấu kiện và liên kết có các biện pháp tăng thêm tính dẻo quy định vượt quá những yêu cầu của Tiêu chuẩn này

ối với các trạng thái giới hạn khác : D = 1,00

ối với trạng thái giới hạn cường độ:

 I  1,05 cho các cầu quan trọng

 I = 1,00 cho các cầu điển hình

 I  0,95 cho các cầu tương đối ít quan trọng

ối với các trạng thái giới hạn khác: I = 1,00

2.4 Tải trọng

Các tải trọng và lực thường xuyên và tức thời sau đây phải được xem xét đến:

 Tải trọng thường xuyên

DD = tải trọng kéo xuống (xét hiện tượng ma sát âm)

DC = tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi kết cấu

DW = tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng

LS = hoạt tải chất thêm

PL = tải trọng người đi

WL = gió trên hoạt tải

WS = tải trọng gió trên kết cấu

Sau đây trình bày một số tải trọng thường xuyên và tải trọng tức thời

a Hoạt tải xe ôtô thiết kế (LL)

Hoạt tải xe ôtô trên mặt cầu hay kết cấu phụ trợ đƣợc đặt tên là HL-93 sẽ gồm một tổ hợp của:

 Xe tải thiết kế kết hợp với tải trọng làn thiết kế hoặc

 Xe 2 trục thiết kế kết hợp với tải trọng làn thiết kế

So sánh giữa 2 tổ hợp này và lấy giá trị bất lợi nhất

a.1 Xe tải thiết kế

a) Phương dọc cầu b) Phương ngang cầu

ối với các cầu trên các tuyến đường cấp IV và thấp hơn, Chủ đầu tư có thể xác định tải trọng xe ba trục nói trên nhân với hệ số 0,50 hoặc 0,65

a.2 Xe hai trục thiết kế

Xe hai trục gồm một cặp trục 110.000N cách nhau 1200mm theo phương dọc cầu

Cự ly chiều ngang của các bánh xe lấy bằng 1800mm

a) Phương dọc cầu b) Phương ngang cầu

ối với các cầu trên các tuyến đường cấp IV và thấp hơn, Chủ đầu tư có thể xác định tải trọng xe hai trục nói trên nhân với hệ số 0,50 hoặc 0,65

a.3 Tải trọng làn thiết kế

Tải trọng làn thiết kế gồm tải trọng 9,3N/mm phân bố đều theo chiều dọc Theo chiều ngang cầu được giả thiết là phân bố đều trên chiều rộng 3000mm Ứng lực của tải trọng làn thiết kế không xét lực xung kích

Làn thiết kế 3500mm

600 mm nói chung

300 mm khi tính Bản mặt cầu

÷

a) Phương dọc cầu b) Phương ngang cầu

Số làn xe thiết kế

Số làn xe thiết kế được xác định bởi phần số nguyên của tỷ số w/3500, ở đây w là

bề rộng khoảng trống của lòng đường giữa hai đá vỉa hoặc hai rào chắn, đơn vị là mm Lòng đường rộng từ 6000mm đến 7200mm phải có 2 làn xe thiết kế, mỗi làn bằng một nửa bề rộng lòng đường

b Tải trọng bộ hành (tải trọng người PL)

ối với tất cả đường bộ hành rộng hơn 600mm phải lấy tải trọng người đi bộ bằng 3x10-3 MPa và phải tính đồng thời cùng hoạt tải xe thiết kế

ối với cầu chỉ dành cho người đi bộ và/hoặc đi xe đạp phải thiết kế với hoạt tải là 4.1x10-3 MPa

Không tính hệ số xung kích cho tải trọng người đi

c Lực xung kích (IM)

 Tác động tĩnh học của xe tải hay xe hai trục thiết kế không kể lực ly tâm và lực hãm, phải được tăng thêm một tỷ lệ phần trăm được quy định trong bảng sau cho lực xung kích

 Hệ số áp dụng cho tải trọng tác dụng tĩnh được lấy bằng: (1 + IM/100)

Lực xung kích không áp dụng cho:

 Tải trọng bộ hành hoặc tải trọng làn thiết kế

 Tường chắn không chịu phản lực thẳng đứng từ kết cấu phần trên

 Thành phần móng nằm hoàn toàn dưới mặt đất

Khi xe chạy trên cầu cong sẽ gây ra lực ly tâm

Lực ly tâm được lấy bằng tích số của các trọng lượng trục của xe tải hay xe hai trục với hệ số C lấy như sau:

C =

2

4 v

3 gRTrong đó: v = tốc độ thiết kế đường ô tô (m/s)

g = gia tốc trọng lực 9,807 (m/s2

)

R = bán kính cong của làn xe (m) Lực ly tâm tác dụng theo phương nằm ngang cách phía trên mặt đường 1800mm Phải áp dụng hệ số làn quy định trong iều 3.6.1.1.2 của tiêu chuẩn 22TCN272-05

e Lực hãm (BR)

Lực hãm được lấy bằng 25% của trọng lượng các trục xe tải hay xe hai trục thiết kế đặt trên tất cả các làn xe chạy cùng một hướng

Lực hãm tác dụng theo phương dọc cầu, cách phía trên mặt đường 1.800mm

Phải áp dụng hệ số làn quy định trong iều 3.6.1.1.2 của tiêu chuẩn 22TCN272-05

f Lực va của tàu thuyền (CV)

Lực va đâm thẳng đầu tàu vào trụ phải được lấy như sau:

PS = 1.2 x 105 V DWT Trong đó: Ps = lực va tàu tĩnh tương đương (N)

DWT = tấn trọng tải của tàu (Mg – 1tấn =0.9807 Mg)

V = vận tốc va tàu (m/s)

Bảng tàu thiết kế cho các cấp đường sông [Bảng 3.14.2-1]

Cấp đường sông Tấn trọng tải của tàu thiết kế (DWT)

Tàu tự hành Sà lan kéo

VËn tèc va thiÕt kÕ cho tµu thiÕt kÕ [B¶ng 3.14.3-1]

 VB: tốc độ gió giật cơ bản trong 3 giây với chu kỳ xuất hiện 100 năm thích hợp với vùng tính gió tại vị trí cầu đang nghiên cứu, như quy định trong Bảng 3.8.1.1-1 của tiêu chuẩn 22TCN272-05

 S: hệ số điều chỉnh đối với khu đất chịu gió và độ cao mặt cầu theo quy định trong bảng 3.8.1.1-2 của tiêu chuẩn 22TCN272-05

Bảng các giá trị của V B cho các vùng tính gió ở Việt Nam

Vùng tính gió theo TCVN 2737 - 1995

Bảng đồ phân vùng gió theo TCVN 2737-1995

Chỳ ý:

Khu vực I-A: Bao gồm cỏc tỉnh vựng rừng nỳi phớa Bắc như Cao Bằng, Hà Giang, Lai Chõu, Lạng sơn, Lào Cai, Sơn La, Tuyờn Quang, Yờn Bỏi Cỏc tỉnh vựng cao nguyờn trung bộ như Kom Tum, Gia Lai, Đắc Lắc, Lõm Đồng Cỏc tỉnh tõy nam bộ như An Giang, Đồng Nai, Đồng Thỏp…

Khu vực II-A: Tp.HCM, Khỏnh Hũa và cỏc tỉnh miền đụng nam bộ Bà Rịa – Vũng Tàu, Bến Tre, Cần Thơ, Bạc Liờu, Cà Mau, Long An, Súc Trăng, Tiền Giang, Trà Vinh, Vĩnh Long…

Khu vực II-B: Hà Nội, Bắc Giang, Bắc Ninh, Hà Tõy và một số vựng phụ cõn Hà Nội như Hải Dương, Hưng Yờn, Hũa Bỡnh, Vĩnh Phỳc, Phỳ Thọ, Thanh Húa, Nghệ An, và cỏc

đồng bằng miền trung như Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên – Huế, Quảng Nam, Thành phố Đà Nẵng, Quảng Ngãi…

Khu vực III-B: gồm một số vùng ở các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ như HảI Dương, Hưng Yên, Nam Định, Hà Nam, Ninh Bình, vùng đồng bằng Thanh Hóa, một số vùng ven biển của Quảng Ninh và các tỉnh miền Trung như Nghệ An, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên – Huế, Quảng Nam, Đà Nẵng, Quảng Ngãi, Phú Yên…

Khu vực IV-B : gồm tỉnh Thái Bình, Hải Phòng và một số vùng ven biển Bắc Bộ và Trung

Bộ như Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình, Thanh Hóa, Hà Tĩnh…

Khu vực V-B : là các khu vực ở ngoài hải đảo như quần đảo Trường Sa…

Khu vực có rừng hay có nhà cửa với cây cối, nhà cao tối

đa khoảng 10m

Khu vực có nhà cửa với đa số nhà cao trên 10m

g.1 Tải trọng gió nằm ngang

g.1.1 Tải trọng gió nằm ngang tác động lên công trình WS

g.1.1.1 Tải trọng gió nằm ngang theo phương ngang cầu

Tải trọng gió nằm ngang PD được lấy theo phương tác dụng nằm ngang và đặt tại trọng tâm của các phần diện tích thích hợp, và được tính như sau:

PD = 0,0006 V2 At Cd  1,8 At (kN) Trong đó:

 ối với kết cấu phần trên (KCPT) có lan can đặc, diện tích KCPT phải bao gồm diện tích của lan can đặc hứng gió, không cần xét ảnh hưởng của lan can không hứng gió

 ối với kết cấu phần trên có lan can hở, tải trọng toàn bộ phải lấy bằng tổng tải trọng tác dụng lên kết cấu phần trên, khi đó phải xét lan can hứng và không hứng gió riêng rẽ từng loại Nếu có hơn hai lan can, chỉ xét ảnh hưởng những lan can nào có ảnh hưởng lớn nhất về phương diện không che chắn

 ối với kết cấu nhịp kiểu dàn, lực gió sẽ được tính toán cho từng bộ phận một cách riêng rẽ cả nơi hướng gió và nơi khuất gió, mà không xét phần bao bọc

 ối với các trụ, không xét mặt che chắn

Hệ số cản Cd phải tính theo các phương pháp sau:

 ối với KCPT có mặt trước đặc, khi kết cấu quy đổi có các mép cạnh dốc đứng và không có góc vuốt đáy đáng kể về khí động phải lấy Cd theo Hình A3.8.1.2.-1, trong đó:

b = Chiều rộng toàn bộ của cầu giữa các bề mặt lan can (mm)

d = Chiều cao KCPT bao gồm cá lan can đặc nếu có (mm)

 ối với KCPT giàn, lan can và kết cấu phần dưới phải lấy lực gió đối với từng cấu kiện với các giá trị Cd theo Tiêu chuẩn TCVN 2737 - 1995 Bảng 6 hoặc theo tài liệu khác được Chủ đầu tư duyệt

 ối với mọi KCPT khác, phải xác định Cd trong hầm thí nghiệm gió

Hệ số cản C d dùng cho kết cấu phần trên có mặt hứng gió đặc

Ghi chú dùng cho hình trên:

1 Các giá trị cho trong hình dựa trên giả thiết là mặt hứng gió thẳng đứng và gió tác dụng nằm ngang

2 Nếu mặt hứng gió xiên so với mặt thẳng đứng, hệ số cản C d có thể được giảm 0.5% cứ mỗi độ xiên so với mặt đường và tối đa được giảm 30%

3 Nếu mặt hứng gió có cả phần đứng lẫn phần dốc hoặc 2 phần dốc nghiêng với góc khác nhau, tải trọng gió phải lấy như sau:

a) Hệ số cản cơ bản C d tính với chiều cao toàn bộ kết cấu

b) Đối với từng mặt đứng hệ số cản cơ bản tính trên được giảm theo ghi chú 2

c) Tính tải trọng gió tổng cộng bằng cách dùng hệ số cản thích hợp cho các diện tương ứng

4 Nếu kết cấu phần trên được nâng cao, phải lấy C d tăng lên 3% cho mỗi độ nghiêng so với đường nằm ngang, nhưng không quá 25%

5 Nêu kết cấu phần trên chịu gió xiên không quá 5 0 so với hướng nằm ngang, phải tăng

C d lên 15% Nếu góc xiên vượt 5 0 phải chia hệ số cản cho một hệ số theo thí nghiệm

6 Nếu kết cấu phần trên được nâng cao đồng thời chịu gió xiên, phải lấy hệ số cản theo kết quả khảo sát đặc biệt

g.1.1.2 Tải trọng gió nằm ngang theo phương dọc cầu

ối với mố, trụ, kết cấu phần trên (KCPT) là giàn hay các dạng kết cấu khác có một bề mặt cản gió lớn song song với tim dọc của kết cấu thì phải xét tải trọng gió dọc Tải trọng gió dọc được tính tương tự theo cách của tải trọng gió ngang

ối với KCPT có mặt trước đặc, tải trọng gió dọc lấy bằng 0.25 lần tải trọng gió ngang

Các tải trọng gió dọc và ngang phải cho tác dụng trong từng trường hợp đặt tải riêng rẽ

g.1.2 Tải trọng gió nằm ngang tác động lên xe cộ WL

Khi xét tổ hợp tải trọng cường độ III, tải trọng ngang của gió lên xe cộ bằng tải trọng phân bố 1.5 kN/m, tác dụng theo hướng nằm ngang vuông góc với tim dọc kết cấu và đặt ở cao độ 1800 mm so với mặt đường Tải trọng gió dọc lên xe cộ bằng tải trọng phân bố 0.75 kN/m tác dụng nằm ngang, song song với tim dọc kết cấu và đặt ở cao độ 1800mm so với mặt đường

Phải đặt tải trọng gió ngang và dọc lên xe cộ cho từng trường hợp đặt tải riêng rẽ

g.2 Tải trọng gió thẳng đứng

Phải lấy tải trọng gió thẳng đứng Pv tác dụng vào trọng tâm của diện tích thích hợp theo công thức:

Pv = 0.00045 V2Av (kN) Trong đó:

 V: tốc độ gió thiết kế (m/s)