Giáo trình phân tích cấu tạo liên kết tán đinh trong liên kết không đối xứng p3 pptx

Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng III: Cấu tạo chung của cầu thép - 61 -
sự lún của mố trụ, sự thay đổi nhiệt độ hoặc chế tạo không chính xác sẽ gây nên nội lực
phụ trong kết cấu.
Nói chung dầm liên tục đợc sử dụng nhiều trong cầu đờng ôtô v đờng thnh
phố.
1.1.3-Cầu dầm mút thừa:

Về mặt tiết kiệm vật liệu gần giống cầu dầm liên tục nhng có nhiều nhợc điểm
l đờng đn hồi gãy khúc tại khớp nên xe chạy không êm thuận, lực xung kích lớn nên
rất nguy hiểm cho cầu xe lửa v rất hạn chế dùng cho cầu thnh phố vì gây ồn; v cấu
tạo khớp phức tạp v bất lợi. Do vậy không đợc sử dụng rộng tãi nh cầu dầm liên tục.
Tuy nhiên, u điểm của cầu dầm mút thừa l thờng l kết cấu tĩnh định nên áp dụng
những nơi có địa chất xấu; mố trụ chịu nén dúng tâm nên có kích thớc nhỏ, có thể điều
chỉnh đợc nội lực khi thay đổi vị trí khớp v thi công có thể áp dụng công nghệ lắp
hẫng hoặc gin giáo treo.
1.2-Hệ thống cầu dn:




Hình 3.4: Cầu dn Ponte de Quebec (Canada) có nhịp 549m lớn nhất thế giới,
hon thnh năm 1917


Hình 3.5: Cầu dn Firth of Forth có nhịp 521m lớn thứ 2 thế giới,
hon thnh năm 1890

Kết cấu dn gồm nhiều thanh đợc liên kết với nhau bởi các nút. Các thanh chịu
lực chủ yếu l kéo v nén. Đó l điều khác với cầu dầm chịu uốn l chính.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ

Chơng III: Cấu tạo chung của cầu thép - 62 -
M
N

Không tiết kiệm vật liệu Tiết kiệm vật liệu
Hình 3.6: ứng suất trong thanh dn

Tùy theo sơ đồ tĩnh học, ta có các loại cầu nh đơn giản, liên tục hay mút thừa v
tùy theo đờng xe chạy m có loại dn có đờng xe chạy trên v dới.




Hình 3.7: Các sơ đồ cầu dn đờng xe chạy dới v chạy trên

Hình 3.8: Cầu dn Commodore Barry (Mỹ) có đờng xe chạy dới
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng III: Cấu tạo chung của cầu thép - 63 -


Hình 3.9: Cầu dn Mimato (Nhật Bản) có đờng xe chạy trên

Tùy theo cấu tạo, dn có chiều cao không đổi (2 biên song song) v dn có chiều
cao thay đổi (biên gãy khúc):
Dn có biên song song cấu tạo v thi công đơn giản hơn loại biên gãy khúc,
ngoi ra rất dễ tiêu chuẩn hóa.
Dn có biên gãy khúc có thể áp dụng khi nhịp lớn, tiết kiệm vật liệu nhng thi
công phức tạp, ngy nay ít dùng.
Để tăng cờng độ cứng kết cấu, ngy nay còn dùng dn có biên cứng, giảm số
lợng thanh v nút dn. Biên cứng vừa chịu uốn, cắt, lực dọc.

Biên cứng

Hình 3.10: Sơ đồ cầu dn biên cứng

Cầu dn nói chung có thể áp dụng phơng pháp thi công hiện đại nh lắp hẫng
hay lắp trên gin giáo treo,
1.3-Hệ thống cầu vòm:


Hình 3.11: Cầu Lupu (Trung Quốc) có nhịp lớn nhất thế giới 550m, hon thnh 2003

Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng III: Cấu tạo chung của cầu thép - 64 -

Hình 3.12: Cầu Sydney (Australia) nổi tiếng trên thế giới, hon thnh 1932

Kết cấu cầu vòm chủ yếu l chịu nén. Nếu chọn trục hợp lý thì mômen trong
vòm bằng 0 nên tiết kiệm vật liệu thép. Ta hãy thử so sánh cầu vòm v cầu dn thép có
cùng chiều di nhịp l. Ta thấy mặt cầu 2 loại tơng đơng, thanh đứng vòm tơng
đơng các thanh xiên của dn, biên của dn:
f
M
h
M
R
N
F
dd
=== v trong vòm vật liệu

cũng tơng đơng nh biên trên của dn. Nh vậy cầu dn tốn thêm biên dới.

f
l
f

Hình 3.13: So sánh sự lm việc sơ đồ cầu vòm v dn

Kết cấu vòm có u điểm l nếu địa chất tốt thì tiết kiệm vật liệu v đợc dùng ở
những nơi có yêu cầu mỹ quan cao. Tuy nhiên, nhợc điểm của nó l tại gối tựa của
vòm có lực đẩy ngang nên tốn vật liệu cho mố trụ; nếu địa chất xấu thì phần tiết kiệm
vật liệu của kết cấu nhịp không đủ bù vo mố cầu vòm; kết cấu không đợc tiêu chuẩn
hóa, không thích hợp khi có chiến tranh.; v thi công khó khăn, phức tạp.
Cầu vòm có nhiều loại: vòm chạy trên, chạy dới v chạy giữa. Vòm có tiết diện
đặc hoặc vòm dn gồm nhiều thanh ghép lại.
Để khắc phục lực ngang chân vòm, ngời ta dùng vòm có thanh căng để chịu lực
ngang. Khi đó vòm chỉ chiu phản lực thẳng đứng.
Cầu vòm có thể vợt nhịp lớn 200ữ300m, có khi đến 500m.

Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng III: Cấu tạo chung của cầu thép - 65 -


Hình 3.14: Cầu vòm New River Gorge (Mỹ) có đờng xe chạy trên


Hình 3.15: Cầu vòm Portmann (Canada) có đờng xe chạy giữa


Hình 3.16: Cầu vòm Francis Scottkey (Mỹ) có đờng xe chạy dới

1.4-Hệ thống cầu treo - hệ liên hợp:

Cầu liên hợp l gồm những hệ đơn giản đợc kết hợp lại với nhau 1 cách hợp lý
để tận dụng tính u việt của mỗi loại. Đặc điểm của hệ liên hợp l hệ siêu tĩnh v lợi
dụng hệ siêu tĩnh để điều chỉnh ứng suất trong kết cấu v tiết kiệm vật liệu. Nói chung
hệ liên hợp phức tạp, khó khăn trong tính toán thiết kế v thi công.