KHÁI NIỆM CHUNG VỀ C ẦU THÉP
II. Cấu tạo hệ m ạng dầm trong cầu thép
1. Tác dụng và cấu tạo của hệ mạng dầm:
a). Tác dụng của hệ mạng dầm:
Hệ mạng dầm bao gồm các dầm dọc, dầm ngang được liên kết với nhau để đỡ mặt xe chạy và truyền các loại tải trọng xuống cho dầm hoặc dàn chính chịu.
b). Cấu tạo của hệ mạng dầm:
Dầm dọc và dầm ngang thường có mặt cắt chữ I. Có hai loại dầm I: dầm I định hình và dầm I ghép nối.
+ Khi khNu độ dầm nhỏ, tải trọng nhẹ sử dụng dầm I định hình (chiều dài l≤10m, chiều cao h≤700mm). Loại dầm này được đúc sẵn trong xưởng.
+ Khi khNu độ dầm lớn, tải trọng nặng sử dụng dầm I ghép nối (mặt cắt ngang dầm được ghép nối từ thép bản, thép góc, liên kết bằng đinh tán hoặc liên kết hàn).
+ Trong cầu dàn thép, khoảng cách tim giữa các dầm ngang bằng chiều dài khoang của dàn chính.
+ Khoảng cách tim giữa các dầm dọc bằng 0,8÷2,0m đối với mặt cầu gỗ, bằng 1,0÷2,5m đối với mặt cầu bê tông cốt thép.
+ Trong cầu đường bộ, chiều cao h của dầm nên lấy bằng (1/8÷1/12)l đối với dầm định hình, và bằng (1/7÷1/10)l đối với dầm ghép nối.
2. Liên kết dầm dọc với dầm ngang:
a). Liên kết chồng:
Dầm dọc được đặt chồng lên dầm ngang, có thể đặt trực tiếp hoặc thông qua bản đệm có vấu.
+ Cánh dưới của dầm dọc đặt trực tiếp lên cánh trên của dầm ngang (hình 10.7-a). Dùng một cặp thép góc thẳng đứng liên kết bản bụng của dầm dọc với bản thép tam giác. Dùng một cặp thép góc nằm ngang liên kết bản thép tam giác với cánh trên của dầm ngang. Phương thức liên kết qua đinh tán.
Liên kết này có ưu điểm là độ cứng lớn.
+ Cũng có thể tán đinh hoặc bắt bu lông liên kết cánh dưới của dầm dọc với cánh trên của dầm ngang thông qua một bản đệm có vấu (hình 10.7-b).
a) b)
Hình 10.7- Liên kết chồng giữa dầm dọc và dầm ngang
Liên kết chồng có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, dễ lắp ráp, nhưng có nhược điểm là chiều cao xây dựng của hệ mạng dầm lớn.
b). Liên kết có biên trên cùng cao độ:
Đây là cách liên kết phổ biến nhất (hình 10.8), tuy có cấu tạo phức tạp hơn nhưng chiều cao xây dựng nhỏ hơn, độ cứng lớn và ổn định hơn liên kết chồng.
Bản cánh (biên) trên của dầm dọc và dầm ngang có cùng cao độ, được liên kết với nhau bằng bản cá, phía dưới dầm dọc có các bản đế (vai kê) tam giác.
Dùng hai cặp thép góc thẳng đứng liên kết bản bụng của dầm dọc với bản bụng của dầm ngang. Các bản đế đóng vai trò trung gian, kết hợp với hai cặp thép góc thẳng đứng để liên kết cánh dưới của dầm dọc với bản bụng của dầm ngang (tương tự bản thép tam giác trong liên kết chồng).
Bản cá
Bản cá
Vai kê
Hình 10.8- Liên kết dầm dọc với dầm ngang có biên trên cùng cao độ Khi chiều cao của dầm dọc và dầm ngang bằng nhau thì liên kết này càng đơn giản, liên kết giữa các bản cánh dưới cũng dùng bản cá.
c). Liên kết có biên trên dầm dọc đặt thấp hơn biên trên dầm ngang:
Liên kết này được sử dụng trong trường hợp chiều cao dầm dọc nhỏ hơn chiều cao dầm ngang, có thể dùng bản nối hoặc bản đế kết hợp với thép góc.
+ Dùng hai cặp bản nối (thép bản) để liên kết bản bụng của dầm dọc với sườn tăng cường đứng của dầm ngang (hình 10.9-a).
+ Sử dụng sườn tăng cường đứng (hai cặp thép góc thẳng đứng) của dầm ngang để liên kết bản bụng của dầm dọc với bản bụng của dầm ngang. Dùng hai cặp thép góc nằm ngang và hai bản đế liên kết cánh dưới của dầm dọc với bản bụng của dầm ngang. Liên kết này không có bản cá (hình 10.9-b).
a) b)
Hình 10.9- Liên kết có biên trên dầm dọc thấp hơn biên trên dầm ngang Kiểu liên kết này tương tự liên kết giữa dầm ngang với dầm chính trong cầu thép dầm đặc, tại các vị trí sườn tăng cường đứng của dầm chính.
3. Liên kết dầm ngang với dàn chính:
a). Đối với cầu dàn xe chạy trên:
Có thể gặp hai cách liên kết sau:
+ Dầm ngang đặt chồng lên thanh biên trên của dàn chính tại nút dàn. Cấu tạo tương tự liên kết chồng giữa dầm dọc và dầm ngang. Do nhược điểm của liên kết chồng là tăng chiều cao xây dựng nên loại này ít được sử dụng.
+ Biên trên của dầm ngang và bề mặt thanh biên trên của dàn có cùng cao độ. Ưu điểm của liên kết này là không làm tăng chiều cao xây dựng của kết cấu nhịp nên thường được sử dụng.
b). Đối với cầu dàn xe chạy dưới:
Liên kết đơn giản nhất là dùng một cặp thép góc thẳng đứng, một cánh thép góc áp sát và tán đinh vào bản bụng của dầm ngang, cánh kia áp sát và tán đinh vào bản nút của dàn (hình 10.10). Trường hợp cần thiết phải tăng thêm số lượng đinh tán thì có thể dùng thép góc lớn hơn, cho phép tán hai cột đinh trên mỗi cánh thép góc hoặc cấu tạo thêm bản tam giác.
Bản mũi rìu Bản nối Bản tam giác
Hình 10.10- Liên kết dầm ngang với dàn chính của cầu dàn xe chạy dưới Thép góc liên kết bản bụng của dầm ngang với bản nút được kéo dài lên hết chiều cao bản tam giác. Khi chiều cao sườn dầm ngang không bố trí được hết 60÷70% tổng số đinh tán cần thiết để liên kết dầm ngang với dàn chính thì người ta thường dùng bản nối để mở rộng diện tích tán đinh. Bản nối được liên kết với bản nút nhờ thép góc và liên kết với sườn dầm ngang nhờ hai bản táp hai bên.
Mối nối dầm ngang vào dàn chủ bằng những cách nói trên có chung nhược điểm là các đinh tán nằm ở phía trên của cặp thép góc thẳng đứng để liên kết cánh chịu nén của dầm ngang vào bản nút thường bị kéo rứt đầu. Để khắc phục nhược điểm trên, người ta sử dụng bản mũi rìu, đặt vào khe giữa hai nhánh của thanh đứng dàn chính. Mối nối kiểu này, ngoài việc khắc phục được nhược điểm đinh tán bị rứt đầu, còn làm cho mối nối chắc chắn hơn.
Chương 11: