TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N --- --- Bĩ MN ặèNG KHOA XDC CHNG 12 : THIT K CU TO KT CU CU NG ------ ------ 12.1 YấU CU CHUNG V CU TO KT CU CU NG 1.1 Khỏi nim : Cu ng l phn trớn ca nn ng c tng cng bng cỏc lp vt liu khõc nhau chu tõc dng ca ti trng xe chy v cỏc tõc hi ca iu kin t nhiớn : ma, gi, nc ngm . Kt cu cu ng gm c : - Cu ng - Phn trớn ca nn ng (lp õy cu ng) 1.2 Cỏc yờu cu chung ca kt cu cu ng: - Kt cu cu ng phi cng v n nh cng ( cng t thay i hoc khng thay i khi chu tõc dng ca cỏc iu kin bt li ) - Mt ng phi m bo bng phng nht nh : + H s sc cn ln gim vn tc xe chy tng gim thi gian xe chy, gim lng tiớu hao nhiớn liu. + Tng tui th ca phng tin. H giõ thnh vn chuyn - B mt cu ng phi m bo nhõm ( ) nht nh nng cao h s bõm gia bõnh xe vi mt ng nhm tng mc an ton xe chy. - Cu ng cng t sinh bi cng tt : + Tm nhỡn ca ngi lõi xe tng. + m bo v sinh mi trng . + Tng tui th ca ng c cng nh tui th ca cng trnh. Ba yờu cu cui ch i vi lp mt 1.3 Cu to kt cu cu ng : 1.3.1Cu to kt cu cu ng: Lp bo v Tng mt Lp hao mn Cu ng Cỏc lp mt (1 ữ 2 lp) KCA Cỏc lp mng (1 ữ 3 lp) Tng mng Lp c chc nng c bit. õy cu ng Mng nn t Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ tọ Trang : 1 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N --- --- Bĩ MN ặèNG KHOA XDC 1.3.2 Vai tr ca tng lp kt cu trong KCA * Lp bo v Lp bo v l mt lp dy 0,5 ữ1 cm thng bng vt liu cõt, si nh ri rc ri trớn lp hao mn bo v cho lp hao mn v tng bng phng. Khi tnh toõn cng cu ng, lp hao mn v lp bo v khng c k vo b dy cu ng. * Lp hao mn Lp hao mn v lp bo v hn ch bt tõc dng xung kch, x trt, mi mn trc tip ca bõnh xe v cỏc nh hng xu ca thiớn nhiớn xung lp mt pha di. Lp hao mn l mt lp mng dy 1ữ3 cm lm bng vt liu c dnh kt t trớn lp mt ch yu. * Cỏc lp mt - Tng mt: L b phn trc tip chu tõc dng ca bõnh xe v nh hng ca cỏc nhn t thiớn nhiớn (c bit ngoi lc thng ng cn chu lc ngang ln). Do tng mt i hi c lm bng cỏc vt liu c cng v sc liớn kt tt, thng dng vt liu c kch thc nh * Cỏc lp mng Ch chu lc thng ng, truyn v phn b lc thng ng khi truyn xung nn t th ng sut s gim n mt mc t nn ng c th chu ng c m khng to nớn bin dng thng ng hoc bin dng trt quõ ln. V lc thng ng truyn xung ngy cng b i tit kim, tng mng c th gm nhiu bng cỏc vt liu khõc nhau c cng gim dn t trớn xung. C th cu to bng cỏc vt liu ri rc, kch c ln, chu bo mn km nhng phi c cng v cht nht nh. * Lp õy cu ng + cht : Đ sâu tính t đáy áo Đ cht K ( theo 22TCN 333-06) Loại công trình đng xung (cm) Đng ô tô t cp I -> IV Đng ô tô t cp V, VI Khi áo đng dày trên 60 cm 30 0,98 0,95 Nn đắp Khi áo đng dày di 60 cm 50 0,98 0,95 Bên di chiu sâu k trên 0,95 0,90 Nn đào và nn không đào không đắp 30 0,98 0,95 + Chc nng : - To c mt nn chu lc ng nht , c sc chu ti cao . - Ngn chn m thm t trớn xung nn t hoc t di lớn cu ng - To hiu ng e thi cng cỏc lp mt ng pha trớn t hiu qu cao - To thun li cho xe , mõy i li trong quõ trnh thi cng . Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ tọ Trang : 2 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N --- --- Bĩ MN ặèNG KHOA XDC * Lp c chc nng t bit 1.3.2 c im chu lc ca kt cu cu ng : z x Hình 12-1. Sơ đồ phân bố ứng suất trong kết cấu áo đừơng theo chiều sâu z - ứ ng suất do lực thẳng đứng x - ứ ng suất do lực nằm ngang Khi xe chy, lc tõc dng lớn cu ng gm hai thnh phn: - Lc thng ng do ti trng xe chy gy ra z - Lc nm ngang x do lc ko, lc hờm, lc ngang khi xe chy trớn ng vng gy ra. Ti b mt cu ng: z = p x = 0,2ữ0,3p khi xe chy. x = 0,75ữ0,85p khi xe hờm. p : p lc thng ng do ti trng bõnh xe nng nht truyn xung qua din tch vt tip xc gia lp xe vi cu ng. p = (5 ữ 6) daN/cm 2 ty thuc loi xe ( thng ly 3 giõ tr : 5; 5,5; 6 daN/cm 2 ) Lc ngang l lc ch yu tõc dng trớn phn mt cu ng m khng truyn su xung cỏc lp di nớn ch gy trng thõi ng sut lp trớn cng ca kt cu cu ng, lm cho vt liu ti b x trt, bong bt, bo mn dn n phõ hoi. Trõi li lc thng ng th truyn xung khõ su cho mời ti nn t. Nh vy v mt chu lc kt cu cu ng cn c nhiu lp, cỏc lp c nhim v khõc nhau õp ng nhu cu chu lc khõc nhau. 1.3.3 Cu to ct ngang ca cu ng. Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ tọ Trang : 3 i m i l =6%i m i l =6% Bl B m B n 1: m 1:m Bl a B b i m i m i l i l 1:3 7,5 m 1:3 7,5 m c d TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N --- --- Bĩ MN ặèNG KHOA XDC a) Thng õp dng cho tuyn ng cp thp c s ln xe 2 ữ 6 b) p dng vi ng cp thp v GTNT, õp dng khi vt liu mt ng v vt liu nn ng cng loi. c) p dng i vi ng cp cao, b rng mt ng nh hn trng hp d). d) p dng i vi ng cp cao c b rng mt ng rt ln, yờu cu v an ton xe chy cao. @ Kt cu phn l gia c : thng cng vt liu vi lp mt dc ngang ti thiu Loi cu ng Dc ngang mt ng v l gia c (%) Dc ngang l ng t (%) Bớtng ximng v bớtng nha ( A 1 ) 1.5ữ2 4ữ6 Cỏc loi mt ng nha (A 2 ) 2ữ3 4ữ6 õ dm, cp phi ( B 1 , B 2 ) 3ữ3.5 4ữ6 12.2 PHN LOI KT CU CU NG 2.1 Phn loi theo cp cu ng: 2.1.1 Mt ng cp cao A 1 - L loi kt cu cu ng õp ng yờu cu xe chy khng xut hin bin dng d, mt ng ch lm vic trong giai on n hi, mc d tr cng cao. Mc an ton xe chy cao , vn tc xe chy ln, tui th cu ng cao : t 15 ữ 25 nm. + 15 nm : mt ng bớtng nha. + 20 ữ25 : bớtng ximng. - Ap dng vi cỏc tuyn ng cp I, II, III, IV - A 1 c 2 loi : + Bớtng nha cht loi I + Bớtng ximng ton khi xõc nh mt trong 2 loi trớn ta cn c vo iu kin a phng, ch thu nhit . 2.1.2 Mt ng cp th yu A 2 - õp ng iu kin xe chy khng xut hin bin dng d, vt liu lm vic trong giai on n hi nhng mc d tr cng nh thua mt ng cp cao A 1 - Tui th ca mt ng A 2 t 8 ữ 10 nm - Ap dng vi cỏc tuyn ng cp III, IV, V - Cỏc loi vt liu lm mt ng cp A 2 : + Thm nhp nha (8 nm) + õ dm en (10 nm) + Bớtng nha loi 2 ri nng, BTN ngui (10 nm) - Cng xe chy khng cao chi ph di tu bo dng thng xuyớn ln, vn tc xe chy ti a 60km/h. 2.1.3 Mt ng cp quõ B 1 - Cho php xut hin bin dng d, chiu dy ca kt cu gim i rt nhiu, õp ng yờu cu xe chy thp, vn tc xe chy khng cao, chi ph di tu sa cha, bo dng ln, tui th t 3 ữ 4 nm - Ap dng vi cỏc tuyn ng cp IV, V, VI Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ tọ Trang : 4 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N --- --- Bĩ MN ặèNG KHOA XDC - Mt ng cp B 1 thng chn cỏc loi vt liu mt ng sau : + õ dm + Cp phi õ dm + Cp phi cui si + t gia c ximng 2.1.4 Mt ng cp thp B 2 - Cho php xut hin bin dng d, lu lng xe chy thp, sinh bi nhiu, tui th mt ng cp ny khng cao (t 2 ữ 3 nm) - Ap dng vi cỏc tuyn ng cp V, VI 2.2 Phn loi theo vt liu s dng 2.2.1 Mt ng lm bng cỏc loi vt liu t õ t nhiớn khng c cht liớn kt - Cp phi õ dm. - Cp phi t i - Cp phi si sn 2.2.2 Mt ng lm bng vt liu t õ t nhiớn c gia c cỏc cht v c - t gia c vi - Cõt gia c ximng - Cp phi õ dm gia c ximng - BT xi mng 2.2.3 Mt ng lm bng vt liu t õ t nhiớn gia c cỏc cht liớn kt hu c. - Bớtng nha - Thm nhp nha - õ trn nha 2.3 Phn loi theo phng phõp tnh toõn 2.3.1 Ao ng cng 2.3.2 Ao ng mm 12.3 CC NGUYN TC THIT K CU TO KCA 3.1 Trnh t chung khi thit k cu ng . @ Thit k cu to cu ng : + Xõc nh c cp cu ng A 1 , A 2 , B 1 , B 2 . + iu tra c vt liu a phng. + xut ra c cỏc phng õn u t xy dng, thng thng dng 2 phng õn : - Phng õn u t xy dng 1 ln - Phng õn u t xy dng phn k @ Tnh toõn cng : Theo 3 iu kin : - vng n hi - iu kin trt - iu kin ko un @ So sõnh v chn cỏc phng õn ti u Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ tọ Trang : 5 TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N --- --- Bĩ MN ặèNG KHOA XDC 3.2 Yờu cu khi thit k cu to kt cu cu ng. 3.2.1 i vi tng mt. - cng v n nh cng - t sinh bi - m bo bng phng - nhõm - t hoc khng thm nc - Vt liu tng mt phi c kh nng chng bong bt, chng trt tt, tc l chn nhng vt liu c kch thc ht nh v c cht liớn kt. Trong iu kin khng m bo c cỏc yờu cu trớn ta phi thớm lp bo v v lp hao mn. 3.2.2 Tng mng - cng v n nh cng . - C th s dng cỏc loi vt liu ri rc v nớn chn cỏc vt liu a phng cu to tng mng - Chn vt liu sao cho cng gim dn theo chiu su ph hp vi biu ng sut trong kt cu. T s muyn n hi gia 2 lp liớn tip khng ln hn (1,5 ữ 3,0) * Ch ý : Khi xõc nh chiu dy cỏc lp vt liu trong kt cu cu ng ta phi ch ý n chiu dy ti thiu theo cu to ( quy nh bng 2-4 ca 22 TCN 211-06) v chiu dy lu ln c hiu qu ca tng lp vt liu. 3.3 Nguyớn tc thit k cu to KCA Tun th ngun tc thit k tng th nn mt ng nhm tng cng ca nn t, to iu kin thun li cho nn t cng tham gia chu lc vi mt ng mc ti a. Cu to cc lp tng mt trn c s cp ng thit k, lu lng xe chy, tc thit k v iu kin t nhin, iu kin khai thc. 3.3.1 i vi tng mt - Da vo cp k thut cn nhc chn loi mt ng ( A 1 , A 2 , B 1 ,B 2 ) - Cn c vo ti trng, thnh phn xe ti nng chn lp mt cho hp lý - Cn c vo vt liu a phng - Chn vt liu tng mt c kh nng chng trt, chng bong bt . . . 3.3.2 i vi tng mng - Cn c vo cỏc iu kin a hnh , iu kin a cht , iu kin thu vn . - Cn c vo iu kin vt liu a phng , trớn tuyn cho php s dng cỏc on tuyn khõc nhau c tng mng khõc nhau . - Do tng mng khng chu x nn c th chn vt liu ri rc,ht ln , khng nht thit phi c cht liớn kt. ------ ------ Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ tọ Trang : 6 . im chu lc ca kt cu cu ng : z x Hình 12-1. Sơ đồ phân bố ứng suất trong kết cấu áo đừơng theo chiều sâu z - ứ ng suất do lực thẳng đứng x - ứ ng suất