Đây là tài liệu của các bạn sinh viện hiện tại đang học tại Đại học Bách Khoa TP HCM. Đồng thời cũng là giáo án của giảng viên tại Đại học Bách Khoa. Nó sẽ rất hữu ích cho công việc học tập của các Bạn. Chúc Bạn thành công.
Trang 1DẦM CẦU CHẠY
1 Các loại tiết diện
_ Khi dầm đơn giản, nhịp L 6m, sức trục nhỏ Q = (5 ÷ 10)T, chế độ làm việc nhẹ hoặc trung bình thường, thiết kế tiết diện I định hình có tăng cường thép tấm hay thép góc ở thanh cánh hoặc I-tổ hợp hàn không đối xứng để chịu lực hãm ngang T
_ Khi dầm cầu chạy nhịp lớn hơn và sức trục cũng lớn hơn, thiết kế tiết diện I-tổ hợp có dầm hãm hoặc dạng dầm hộp
_ Dầm I-tổ hợp với tiết diện hợp lí có kd = Aw / A = 0.5 và dầm có hln = 1.23 (Wyc / tw)
_ Tỉ số tf / tw = 2.5 ~ 3.0 và điều kiện bf 30 tf (E / f)
2 Tính toán
2.1 Xác định tải trọng tính toán
Momen uốn và lực cắt tính toán do tải trọng cầu trục gây ra được xác định hoặc bằng đường ảnh hưởng do 2 cầu trục chạy liền nhau hoặc bằng cách vẽ biểu đồ M, Q cho trường hợp đặt tải bất lợi nhất
Để tìm Mmax : khi tải được đặt sao cho trung điểm dầm đặt tại điểm giữa khoảng cách từ hợp lực với một lực gần hợp lực nhất
Để tìm Qmax (phản lực gối) : đặt một trong các lực trên gối tựa và các lực còn lại càng gần càng tốt
Trong dầm liên tục, để tìm nội lực tính toán (Mmax, Qmax), phải vẽ đah momen, lực cắt cho các mặt cắt của dầm (thường 8 ~ 10 mặt cắt)
Vị trí cầu chạy để xác định ứng suất gây ra bởi lực đứng và lực ngang phải như nhau
Trang 2 Để kể đến ảnh hưởng của TLBT dầm và hoạt tải trên dầm hãm gây tăng thêm momen uốn và lực cắt do tải cầu trục, cần thêm hệ số kM và kQ
2.2 Chọn tiết diện
Tiết diện dầm cầu chạy cũng tương tự như đối với dầm chịu tải trọng tĩnh, nhưng cần chú ý:
Do có lực tập trung của bánh xe cầu chạy tác động thông qua cánh lên bụng dầm cầu chạy tại vị trí không có sườn cứng, nên cần kiểm tra lại ứng suất cục bộ :
cb = n1 P1 / tw z f c (a)
P 1 = 1.2 P max _ áp lực tính toán của bánh xe cầu trục (không kể hệ số động)
n 1 _ hệ số tăng tải trọng tập trung lên một bánh xe (xét chế độ làm việc nặng)
n 1 = 1.6 : đối với cầu trục chế độ làm việc rất nặng, có móc cứng
n 1 = 1.4 : đối với cầu trục chế độ làm việc rất nặng, có móc mềm
n 1 = 1.3 : đối với cầu trục chế độ làm việc nặng
n 1 = 1.1 : đối với cầu trục chế độ làm việc còn lại
z _ chiều dài đoạn chịu ảnh hưởng của áp lực do lực tập trung gây ra,
z = c 13 (I f / t w ) (b)
c 1 = 3.25 đối với dầm hàn tổ hợp hay dầm định hình
= 3.75 đối với dầm tán
= 4.50 đối với dầm BL cường độ cao
I f = I dcc cánhtrên + I ray đối với chính trục của chúng
Nếu ray hàn vào cánh dầm cầu chạy thì : I c = I dcc
cánhtrên + I ray đối với trục qua trọng tâm của chúng.
Từ (a) và (b) và xem Iphần cánh = Iray thì :
tw,min = n1 P1 (n1 P1 / 3.25 f If) / (3.25 f)
Sau khi đã xác định được kích thước tiết diện của dầm cầu chạy và dầm hãm cùng các đặc trưng hình học của nó, và kiểm tra :
Thớ trên của dầm cầu chạy : tt = Mx / Wtt + Mdh / Wdh f c
Thớ dưới của dầm cầu chạy : td = Mx / Wtd f c
M x _ momen uốn do tải trọng đứng gây ra dầm cầu chạy chịu
M dh _ momen uốn theo phương ngang do lực hãm ngang gây ra dầm hãm chịu
Trang 3W tt _ momen kháng uốn tiết diện thực dcc lấy tại thớ trên
W td _ momen kháng uốn tiết diện thực dcc lấy tại thớ dưới
W dh _ momen kháng uốn của dầm hãm bao gồm cánh trên, thép tấm nằm ngang và thép [ với trục y-y, nếu không có dầm hãm thì chỉ kể cánh trên dcc
Kiểm tra cường độ của dầm cầu chạy khi giằng hãm là dạng dàn hãm
Thớ trên của dầm cầu chạy : tt = Mx / Wtt + NT / Actr + Mdhcục bộ/ Wyctr f c
Thớ dưới của dầm cầu chạy : td = Mx / Wtd f c
N T = M dh / h dh _ lực dọc thanh cánh của dàn hãm do phân M dh (h dh _ chiều cao dàn hãm)
_ hệ số uốn dọc của cánh trên dcc xác định theo chiều dài tính toán lấy bằng khoảng cách d giữa hai mắt của dàn hãm
A ctr _ diện tích thanh cánh trên của dầm
M dhcục bộ _ momen uốn cục bộ, bằng 0.9T d / 4
W yctr _ momen kháng uốn cánh trên của dàn hãm đối với trục y thẳng đứng
Kiểm tra võng
Với dầm đơn giản : = Mtc L2 / (10 E Ix)
Với dầm liên tục : = [Mtc
gn /10 – (Mtc
gp + Mtc
gr) / 72 ] / (L2 / E Ix)
M tc
gn , M tc
gp , M tc
gr _ momen uốn do TTTC tại giữa nhịp, gối phải, gối trái Độ võng cho phép [f/L] được qui định từ điều kiện bảo đảm và chế độ làm việc của cầu trục
Kiểm tra ổn định tổng thể và cục bộ
Ổn định tổng thể : = Mx / (b W) f c
Khi có dầm / dàn hãm thì không cần kiểm tra ổn định tổng thể của dcc
Ổn định cục bộ : như dầm thường
Bản cánh : bo / tf (E / f)
Bản bụng : [(x / o) + cb,y / o,cb)2 + (xy / o)2] 1
x , xy _ ứs pháp mép biên nén và ứs tiếp trung bình của bản bụng (chú ý là phải dùng đường ảnh hưởng để xác định M, Q tại từng ô bản)
cb,y _ theo công thức (a)
o , o,cb , o _ ứs tới hạn (xác định theo QP)
Trang 4Liên kết bản cánh _ bản bụng
Đường hàn này chịu đồng thời ứs tiếp (do uốn của dầm) và ứs cục bộ (do áp lực bánh xe) :
hh = (2w + 2w,cb) = ½ hf [(Q Sf / Ix)2 + (n1 P / z)2] c ( fw)min trong đó ( f w ) min = min { ffwf, sfws}, m h là hệ số điều kiện làm việc của đường hàn
Từ đó: hf [(Q Sf /Ix)2 + (n1 P / z)2] / 2 c ( fw)min