Báo cáo khoa học: "góp phần phân tích hoạt tải và tác động của hoạt tải ôtô theo tiêu chuẩn thiết kế cầu (mới) 22TCN-272-01" pot

góp phần phân tích hoạt tải v tác động
của hoạt tải ôtô theo tiêu chuẩn
thiết kế cầu (mới) 22TCN-272-01



TS. hoàng hà
Bộ môn Cầu - Hầm - ĐH GTVT

Tóm tắt: Bi viết giới thiệu kết quả phân tích tác động do hoạt tải ôtô theo các Tiêu chuẩn thiết kế
cầu 22TCN-272-01 (mới). Thông qua việc đối chiếu với Tiêu chuẩn AASHTO-96 v Quy trình thiết kế
cầu v cống theo trạng thái giới hạn - 1979 nhằm mục đích sáng tỏ các khái niệm v các thông số của
hoạt tải trong bi toán thiết kế các công trình cầu.
SUMMARY: This article presents the results of an analysis of automobile liveload as per new
standards for bridge design code 22TCN-272-01. A comparision of Standard 22TCN-272-01 with
Standard AASHTO-90 and Process of designing bridges and culverts as per 22TCN-18-79 is to clarify
concepts and specifications of liveload in bridge designing.
Mặc dù các tài liệu kỹ thuật chuyên ngành
của các nớc khác nhau đều có những vấn đề
khác biệt tùy theo kết quả nghiên cứu và quan
điểm kỹ thuật của từng Quốc gia, nhng đều dựa
trên những nguyên lý khoa học phổ biến.
I. Đặt vấn đề
Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN - 272 - 01
đợc ban hành theo Quyết định số 2801/QĐ
BGTVT ngày 28/ 8/ 2001 của Bộ GTVT (trong bài
viết gọi tắt là TC-2001) với chỉ dẫn áp dụng kiểm
nghiệm trong thời gian 2 năm song cùng với
Quy trình thiết kế cầu và cống theo trạng thái
giới hạn 22 TCN-18-79 theo Quyết định ban
hành số 2057/QĐ/KT4 ngày 19/9/1979 (gọi tắt là

QT-1979). Nh vậy, trừ trờng hợp đặc biệt, thời
điểm áp dụng chính thức Tiêu chuẩn thiết kế cầu
mới còn không đầy một năm nữa đã đặt ra yêu
cầu nhanh chóng nắm bắt nội dung của tài liệu
kỹ thuật nêu trên và áp dụng chúng trong công
tác thiết kế cầu.

Vì lý do trên mà một trong những phơng
pháp tiếp cận giản tiện là giải thích ý nghĩa của
các khái niệm, thông số kỹ thuật và đối chiếu
chúng với các khái niệm, thông số tơng ứng
trong Quy trình thiết kế cầu đã đợc sử dụng
quen thuộc từ trớc tới nay ở nớc ta (QT-1979).
Thiết kế cầu là một trong những vấn đề
phức tạp bao hàm nhiều nội dung, trong khuôn
khổ bài viết này xin giới thiệu một vài nghiên cứu
cho phần hoạt tải và tác động của hoạt tải thiết
kế.
Việc biên soạn Tiêu chuẩn thiết kế cầu mới
TC-2001 có cơ sở là Tiêu chuẩn AASHTO-LRFD-
98 của Hoa kỳ xuất phát từ yêu cầu thống nhất
hoá quy phạm ngành và để phù hợp thông lệ
quốc tế hiện nay. Tuy nhiên việc nắm bắt ý tởng
và vận dụng một tài liệu kỹ thuật mới trong phạm
vi rộng thờng cần quá trình chuyển đổi nhất
định.
II. triết lý tổng quát về thiết kế cầu
của Tiêu chuẩn mới
2.1. Mục đích thiết kế
Các phân tích và tính toán thiết kế cầu

hớng các mục tiêu chính dới đây:

Lực ly tâm: Lực do xe chuyển hớng di
động trên đờng cong
+ An toàn cho ngời và phơng tiện giao
thông là trách nhiệm của các kỹ s cầu.
Làn xe thiết kế: Làn xe quy ớc đặt
theo chiều ngang trên chiều rộng làn xe
chạy
+ Đáp ứng yêu cầu khai thác về các mặt chủ
yếu: độ bền, dễ kiểm tra, thuận lợi duy tu,
thông xe thuận tiện, các tiện ích công cộng
khác (nh tải ống dẫn nớc, đờng
điện ), độ cứng (khả năng chống biến
dạng), xét đến khả năng mở rộng cầu
trong tơng lai.
Lực xung kích: Phần lực tăng thêm để
xét đến tơng tác động lực giữa cầu và
xe cộ đi lại.
Cực hạn: Tối đa hay tối thiểu.
+ Khả năng thi công.
Tải trọng thờng xuyên: Tải trọng và
lực không đổi hoặc giả thiết không đổi
khi hoàn thành việc xây dựng.
+ Tính kinh tế.
+ Mỹ quan cầu.
Mặt ảnh hởng: Một mặt liên tục hay
rời rạc đợc vẽ ứng với cao độ mặt cầu
trong mô hình tính toán mà giá trị tại một
điểm của nó nhân với tải trọng tác dụng

thẳng góc với mặt cầu sẽ đợc ứng lực.
Ngoài các tính năng sử dụng thông thờng,
công trình cầu còn có yêu cầu nh một công trình
kiến trúc và làm đẹp cảnh quan ở vị trí đợc xây
dựng.
Quy tắc đòn bẩy: Lấy tổng mô men với
một điểm để tìm phản lực tại điểm thứ
hai.
2.2. Triết lý thiết kế tổng quát
Cụ thể hoá mục đích trên bằng hai khái
niệm:
Tải trọng: Hiệu ứng của gia tốc bao
gồm gia tốc trọng trờng, biến dạng
cỡng bức hay đổi thể tích.
+ Trạng thái giới hạn: tình huống nguy
hiểm đặc trng dự kiến có thể xảy ra cho kết cấu.
Khi vợt qua trạng thái giới hạn ngừng thỏa mãn
yêu cầu thiết kế. Các trạng thái giới hạn đợc coi
ngang nhau.
Xe đợc phép: Xe bất kỳ đợc phép đi
là xe bị hạn chế một cách nào đó về
trọng lợng hoặc về kích thớc của
chúng.
+ Điều kiện đảm bảo an toàn: đối với mọi
trạng thái giới hạn phải thoả mãn bất phơng
trình:
Bề rộng lòng đờng, bề rộng phần xe
chạy: Khoảng tịnh không giữa các rào
chắn hoặc đá vỉa
(1.3.2.1-1)

=
rniii
RRQ
Xe tải trục: Xe có hai trục đặt sát nhau
(cách nhau 1,2 m theo phơng dọc cầu)
với ý nghĩa tổng các tác động có thể xảy ra
trong tình huống cụ thể đều phải nhỏ hơn sức
kháng của kết cấu đợc thiết kế.
Bánh xe: Một hoặc hai bánh lốp ở đầu
một trục xe.
+ Tuổi thọ thiết kế: của các công trình cầu
là 100 năm
Dy bánh xe: Một nhóm bánh xe đợc
xếp theo chiều ngang hoặc chiều dọc.
III. Hoạt tải v các hệ số tải trọng liên
quan đến hoạt tải
3.2. Các ký hiệu v tên tải trọng liên quan
BR: Lực hãm xe
3.1. Các định nghĩa
b: Hệ số lực hãm
Đơn vị trục xe: Trục đơn hay trục đôi
b: Tổng chiều rộng cầu (mm)

C: Hệ số dùng để tính lực ly tâm
Khoảng cách giữa hai trục sau của xe tải
thiết kế đợc phép thay đổi từ 4,3 m đến 9,0 m
sao cho tạo ra đợc ứng lực cực trị.
CE: lực ly tâm
IM: Lực xung kích

Ngoài trọng tải khoảng 33,24 T tác động của
xe tải thiết kế còn tính thêm phần phụ tải xung
kích lấy theo bảng 3-6-2-1-1
LL: hoạt tải xe
PL: tải trọng ngời đi
3.3.1.2. Xe hai trục thiết kế
m: Hệ số làn xe (3-6-1-1-2)
Cấu tạo, kích thớc, tổng trọng lợng, phân
phối trọng lực trên các trục của xe hai trục thiết
kế trình bày trên hình 2.
P: tải trọng bánh tập trung (N), tải trọng
(N) (3-6-1-2-5) (3-11-6-1)
q
Bảng 3.6.2.1.1
Lực xung kích IM

Cấu kiện IM
Mối nối bản mặt cầu - Khi tính theo tất cả các
trạng thái giới hạn
75%
Tất cả các cấu kiện khác
- Trạng thái giới hạn mỏi và đứt gẫy
- Tất cả các trạng thái giới hạn khác

15%
25%
s
: tải trọng tác dụng lớn nhất (MPa)
(3-11-6-1)

i
: hệ số tải trọng (3-4-1) có thể hiểu nh
hệ số vợt tải

Hình 2

EQ
: hệ số tải trọng đối với hoạt tải tác
dụng đồng thời với động đất (3-4-1)
ý nghĩa của xe hai trục thiết kế bao hàm
các loại xe quân sự, tơng tự nh xe
bánh nặng XB -80 trong QT-1979.
WL: tải trọng gió lên hoạt tải
3.3. Hoạt tải xe ôtô thiết kế
Lực xung kích của xe hai trục thiết kế lấy
nh xe tải thiết kế.
3.3.1. Các thành phần hoạt tải thiết kế
3.3.1.3. Tải trọng ln thiết kế
Hoạt tải xe ôtô thiết kế theo TC-2001 đợc
đặt tên là HL-93 gồm một tổ hợp của:
Tải trọng làn thiết kế là một làn tải trọng
phân bố đều có cờng độ q = 9,3 N/mm
= 0,948 T/m dọc theo chiều dài đặt tải.
Theo phơng ngang tải trọng làn đợc
coi là phân bố đều trên chiều rộng 3,0 m.
Xe tải thiết kế hoặc xe hai trục thiết kế
Tải trọng làn thiết kế.
Hai thành phần trên đợc bố trí chồng lên

nhau theo nguyên tắc tạo ra ứng lực lớn nhất khi
đa vào tính toán thiết kế công trình.
Không tính hệ số xung kích đối với tải
trọng làn.

3.3.1.1. Xe tải thiết kế

Cấu tạo, kích thớc, tổng trọng lợng, phân
phối trọng lực trên các trục của xe tải thiết kế
trình bày trên hình 1 a.



a) b)
Hình 1.


3.3.2. Các vấn đề cần lu ý về hoạt tải
theo TC-2001
- Khác với QT-1979, trong TC-2001 không
đa vào khái niệm đoàn xe tải tiêu chuẩn gồm
các xe nối đuôi nhau theo cự ly quy định. Việc xét
tới tình huống đoàn xe di động trên cầu đợc thay
thế bằng một xe tải thiết kế 33,24 T (hoặc xe hai
trục thiết kế 22,42T) cộng tác dụng với tải trọng
làn.
- ý nghĩa của tải trọng làn thể hiện tác dụng
của của đoàn xe thiết kế. Cần chú ý sự khác biệt
với QT-1979 đoàn xe tiêu chuẩn với các tải trọng
trục có thể quy đổi thành các tải trọng rải đều

tơng đơng: đối với nhịp càng dài tức là chiều
dài đoàn xe càng dài dẫn đến trị số tải trọng rải
đều tơng đơng càng giảm. Theo tiêu chuẩn
mới trị số tải trọng làn không thay đổi theo chiều
dài nhịp. Trị số 0,948 T/m xấp xỉ tải trọng rải đều
tơng đơng của đoàn xe ôtô H10 với chiều dài
đặt tải L 100m của QT-1979 là khá nhỏ. Tuy
nhiên để bù vào trị số không lớn của tải trọng làn
lại đa vào thêm vào các trục tải của xe tải thiết
kế hay xe hai trục.
So với các phiên bản của AASHTO trớc
đây cho tính hoặc các tải trọng trục của 1 xe tải
hoặc một làn tải có thêm các lực tập trung (KEL-
Knife Edge Load). Việc dùng thêm tải trọng trục
xe cùng với làn tải rải đều trong TC-2001 có ý
nghĩa thay thế các lực tập trung KEL của tải trọng
làn theo AASHTO-96.
Với các nhịp ngắn thì tổ hợp xe hai trục kết
hợp tải trọng làn khống chế, với các nhịp dài tổ
hợp xe tải thiết kế kết hợp tải tải trọng làn sẽ
khống chế. Điều này cũng giống nh các kết quả
tính toán theo QT-1979 cho tổ hợp đoàn xe ôtô
tiêu chuẩn H10, H13, H30 và xe bánh nặng XB-
80 hay xe xích.
- Về tác động xung kích của hoạt tải di động
TC-2001 dùng khái niệm lực xung kích IM trong
đa số trờng hợp lấy thống nhất bằng 25% cho
xe thiết kế (không phụ thuộc chiều dài nhịp).
Lực xung kích đợc đa ngay vào thành phần
của tải trọng xe với bất kỳ tổ hợp tải trọng nào có

xe tải hoặc xe hai trục (kể cả tính mỏi). Khác với
QT-1979 dùng quan niệm hệ số xung kích, chỉ
đa vào một số tổ hợp và trong nhiều tình huống
có trị số bằng 1,0 (ảnh hởng của tác động xung
kích coi nh bằng không).
Cần lu ý thêm là hiệu ứng xung kích theo
QT-1979 đợc tính toán khá phức tạp với
nhiều loại công thức phụ thuộc vào loại tải trọng,
chiều dài nhịp, vật liệu kết cấu, dạng kết cấu
TC-2001 dùng thống nhất một cách tính là lấy
theo tỷ lệ %. Tuy nhiên nếu chú ý tới lực xung
kích không đa vào tải trọng làn, khi nhịp càng
dài thì phần ảnh hởng của tải trọng làn trong
hiệu ứng chung của hoạt tải (xe thiết kế + làn)
càng lớn vì vậy thực tế phần hiệu ứng do lực xung
kích cũng có xu thế giảm dần theo chiều dài nhịp.
Để tiện so sánh có thể biểu diễn tác dụng động
lực của hoạt tải tính theo TC-2001 dới dạng đa
thêm vào hệ số xung kích (1 + ) tơng tự nh
cách tính của QT- 1979 nh sau:
t
hh
S )1(S +=

L70
50
35.01)1(
+
+=+

với
trong đó:
- hiệu ứng động lực do hoạt tải HL-93
gây ra;
h
S
t
h
S
- hiệu ứng do hoạt tải HL-93 tác động ở
trạng thái tĩnh lên kết cấu.
Nh vậy có thể thấy hệ số động lực tính theo
tiêu chuẩn mới sẽ nhỏ hơn trờng hợp tính cho
cầu thép với công thức
+
+=+
5,37
15
1)1(
, cầu
treo hay cầu dây văng
+
+=+
70
50
1)1(
và lớn
hơn trị số tính cho các trờng hợp khác của
QT-1979.
- Riêng đối với trờng hợp đặt tải để tính mô

men âm và phản lực gối trụ (của dầm liên tục) thì
quy định dùng hai xe tải thiết kế, đặt với khoảng
cách tĩnh 15 m, trục xe thống nhất lấy bằng 4,3 m
(điều 3-6-1-3-1). Tác động của hoạt tải trong
trờng hợp này chỉ lấy bằng 90% hiệu ứng do hai
xe tải thiết kế kết hợp với tải trọng làn gây ra.

3.3.3.3. Đối với tổ hợp tải trọng để tính theo
các trạng thái giới hạn mỏi v đứt gãy
- Khi lập các tổ hợp tải trong tơng ứng với
tính theo trạng thái giới hạn mỏi thì chỉ dùng một
xe tải thiết kế cùng với khoảng cách giữa hai trục
nặng là 9,00 m (không xét tải trọng làn).
e. Hiệu ứng của một xe tải thiết kế (có xung
kích 15%) nhng với khoảng cách các trục nặng
là 9,0 m. Không xét tải trọng làn.
3.3.3. Tổ hợp lực do các xe thiết kế
Nh vậy hoạt tải HL-93 đợc biểu diễn dới
6 dạng tổ hợp a, b1, b2, c, d, e có mức độ tác
động khác nhau.
Tổ hợp hoạt tải xe HL-93 cho một làn xe đơn
đợc tính phụ thuộc vào các trạng thái giới hạn
nh quy định trong điều 1-3-2-2 của TC-2001.
Trong bài toán thiết kế cầu với hoạt tải cần chọn
trị số lớn nhất trong các tổ hợp sau đây:
Mức độ tác động lớn nhất của HL-93 qua
khảo sát thử nghiệm nh sau:
3.3.3.1. Đối với tổ hợp tải trọng để tính theo
các trạng thái giới hạn cờng độ I,III, trạng thái
giới hạn đặc biệt (va xe) v trạng thái giới hạn sử

dụng (nhng không kể duyệt võng)
- Lớn hơn HS-20-44 của AASHTO-96 ít
nhất 25%.
- Đoàn xe H30 cũng lớn hơn HS20-44 của
AASHTO-96 25%. Nh vậy có thể coi
HL-93 tơng đơng đoàn xe H30 (có thể
hình dung HL-93 nh tổ hợp đoàn xe
H10 có một xe nặng là xe tải thiết kế
của TC-2001).
a. Hiệu ứng của xe hai trục (có xung kích
25%) tổ hợp với hiệu ứng của tải trọng làn thiết
kế, hoặc
b. Hiệu ứng của xe tải thiết kế (có xung kích
25%) tổ hợp với tải trọng làn thiết kế. Tuy nhiên
trị số của các thành phần lực trong tổ hợp này lại
thay đổi nh sau:
- Khi xét cả hệ số tải trọng, hệ số xung
kích và hệ số là xe thì HL-93 lớn hơn
XB-80 khi tính về cờng độ.
b1. Thông thờng (trừ trờng hợp b2 dới
đây) chỉ dùng 1 xe tải 33,24 T đặt tại vị trí bất lợi
nhất với cự ly giữa hai trục sau thay đổi từ 4,3 đến
9,0 m sao cho tạo đợc ứng lực cực trị kết hợp với
tải trọng làn.
- Đối với các đờng cấp thấp (cấp IV và
thấp hơn) loại xe tải lớn rất khó đi lại nên
khả năng các cầu nhỏ trên các tuyến
giao thông nông thôn chịu tác động của
HL-93 gần nh không xảy ra. Vì vậy căn
cứ vào khả năng thông qua các loại tải

trọng xe hai trục nhẹ hơn mà định tỷ lệ
nhỏ hơn so với HL-93:
b2. Riêng cho tính mô men và phản lực cho
trụ 1 gối (trụ của dầm liên tục) dùng hai xe tải
thiết kế đặt cách nhau 15 m, bỏ qua những trục
không gây hiệu ứng cực đại (trục chiếm sang
phần ĐAH ngợc dấu). Lấy 90% hiệu ứng của hai
xe nêu trên kết hợp với 90% tải trọng làn.
- Đoàn xe H10 bằng khoảng 50% so với
HL-93.
- Đoàn xe H13 bằng khoảng 65% so với
HL-93.
So sánh các tổ hợp tải a, b1 và b2 để tìm giá
trị cực đại dùng để tính toán theo các trạng thái
giới hạn tơng ứng.
3.3.4. Quy tắc bố trí hoạt tải trên đờng
ảnh hởng
3.3.3.2. Đối với tổ hợp tải trọng tính theo các
trạng thái giới sử dụng về độ võng
Trong điều 3.6.1.3.1 quy định: chiều dài
của làn xe thiết kế hoặc một phần của nó gây ra
áp lực làn lớn nhất phải đợc chất tải trọng làn
thiết kế. Nh vậy có thể hiểu tải trọng làn thiết kế
sẽ đợc xếp trên đờng ảnh hởng giống nh bố
trí tải trọng rải đều tơng đơng của QT-1979.
c. Hiệu ứng của một xe tải thiết kế (có xung
kích 25% - theo điều 2-5-2-6-2) hoặc
d. Kết quả tính toán của hiệu ứng của 25%
xe tải thiết kế (có xét xung kích 25%) tổ hợp với
tải trọng làn thiết kế.

c) Các tải trọng làn và bề rộng 3,0 m của
mỗi làn phải đặt sao cho gây ra ứng lực lớn nhất.
Xe tải thiết kế và xe hai bánh thiết kế (cũng phải
bố trí sao cho gây ra ứng lực lớn nhất) và phải bố
trí trên chiều ngang sao cho tim bất kỳ tải trọng
bánh xe nào cũng không gần hơn:
Ngoài ra các trờng hợp xe tải đơn, xe tải
đôi (cách nhau 15 m) hoặc xe hai trục đợc bố trí
bất lợi trên đờng ảnh hởng nh nguyên tắc xếp
hoạt tải xe trực tiếp của QT-1979 đợc xếp chồng
lên tải trọng làn.
Có thể phân ra các mô hình xếp tải nh
sau:
+ Khi thiết kế bản hẫng: 0,3 m tính từ mép
đá vỉa hay lan can
+ Đối với kết cấu nhịp dầm giản đơn: bố trí
các thành phần hoạt tải nh trên hình 3a
+ Khi thiết kế các bộ phận khác: 0,6 m tính
từ mép làn xe thiết kế:
+ Đối với các kết cấu nhịp cầu khung, dầm
liên tục, cầu dây văng bố trí các thành phần
hoạt tải nh hình 3b.
d) Những điều cần lu ý:
1. Chiều rộng của làn xe đợc
quy định là 3,5 m nhng chiều rộng
thiết kế của xe tải đầu kéo lại ghi là
3,6 m. Để giải thích điều này cần
chú ý:
Nếu theo quy định của điểm

(c) trên đây chỉ cần chiều rộng một
làn xe bằng 3,0m giống nh các
phiên bản của AASHTO trớc đây
vì xe tải đầu kéo của HL-93 gần
giống nh HS-20-44. Chính vì vậy
mà trong điều 3-6-1-1-1 quy định:
lòng đờng từ 6,00 đến 7,20 m
phải có 2 làn xe thiết kế, mỗi làn
bằng một nửa chiều rộng của lòng
đờng. Tuy nhiên điều này không
có nghĩa chiều rộng cầu 9,0 m
tơng ứng với 3 làn xe. Nh vậy cầu
cho 2 làn xe có khổ xe chạy biến
thiên trong khoảng:
Hình 3.
6,0 m K < 10,5 m
3.3.5. Bố trí hoạt tải theo phơng ngang
cầu
Khoảng cách 3,60 m là chiều rộng tối đa
có thể sử dụng cho xe tải đầu kéo nếu quy định
này tạo ra đợc ứng lực lớn hơn so với khoảng
cách tối thiểu là 3,0 m.
a) Số làn xe thiết kế đợc coi là phần
nguyên của tỷ số W/ 3,50 m. Trong đó W là khổ
cầu. Nh vậy khổ cầu 10 m tơng đơng với 2 làn
xe và 10,5 m tơng đơng với 3 làn xe
2. Riêng đối với tổ hợp tải trọng tính theo
trạng thái giới hạn mỏi chỉ dùng một xe tải thiết
kế bất kể số làn xe.
b) Mỗi làn xe thiết kế đợc xem xét phải

đợc bố trí hoặc xe tải thiết kế hoặc xe hai trục
thiết kế chồng với tải trọng làn khi áp dụng đợc.
Tải trọng đợc giả thiết chiếm chiều rộng 3,0 m
theo chiều ngang của 1 làn xe thiết kế.
3. Các tải trọng thành phần của HL-93 chỉ
đợc phép xê dịch nh quy định trên đây trong
phạm vi của mỗi làn xe.

3.3.6. Hệ số làn xe
4. Theo nguyên lý cộng tác dụng để tạo ra
ứng lực cực trị trọng tâm của các xe tải đầu kéo
và tâm của tải trọng làn trong cùng một làn xe
phải trùng nhau. Nh vậy có thể suy ra các tải
trọng làn phải đặt sao cho trọng tâm theo phơng
ngang cầu của tải trọng làn không gần hơn:
Hệ số làn xe có ý nghĩa xét đến xác suất
xảy ra không đồng thời của các làn xe trên cầu
đợc quy định trong bảng 3-6-1-1-1-1. Hệ số làn
xe đợc đa vào sau khi tính ứng lực cực hạn của
các tổ hợp HL-93 trên mỗi làn xe của mặt cắt
ngang.
+ Khi thiết kế bản hẫng: 1,2 m tính từ mép
đá vỉa hay lan can
Cần chú ý khi áp dụng hệ số làn phải phù
hợp với phơng pháp đợc áp dụng để tính toán
hệ số phân bố tải trọng ở phần 4-6-2-3, 4-6-2-3
và 6-2-2-2-d.
+ Khi thiết kế các bộ phận khác: 1,5 m tính
từ mép làn xe thiết kế.
5. Ví dụ cho trờng hợp cầu 2 làn xe thể

hiện trên hình 4.
Bảng 3-6-1-1-2-1
Hệ số ln xe






Số làn chất tải Hệ số làn (m)
1 1, 20
2 1, 00
3 0, 85
>3
0, 65
Hình 4.
3.3.7. Hệ số tải trọng và hệ số điều chỉnh
tải trọng của hoạt tải
Phân tích cho cầu 2 làn xe thông dụng ở
nớc ta với các khổ cầu 6, 7, 8, 9, 10 m, các tải
trọng xếp lệch tâm tối đa trên mặt cắt ngang với:
3.3.7.1. Hệ số tải trọng

(có ý nghĩa nh
vợt tải của QT-1979)
- Hệ số này lấy theo bảng 3-4-1-1 (trang 34).
Ví dụ khi tính theo trạng thái giới hạn cờng độ I
cho các hoạt tải xe ôtô (LL), lực ly tâm (CE), lực
hãm xe (BR), ngời đi (LS) đều thống nhất lấy
bằng 1,75 (QT-1979 lấy bằng 1,4).

- khoảng gần nhất giữa hai làn tải trọng của
các làn xe
- khoảng cách gần nhất giữa 2 trục sát nhau
của các xe tải đầu kéo hoặc xe hai trục
- khoảng cách trống còn lại của mặt cắt
ngang.
- Đối với các trạng thái giới hạn khác thì hệ
số này biến đổi theo. Đối với trạng thái giới hạn
sử dụng
Kết quả ghi trong bảng 1.
i
= 1,0.
Bảng 1
Vị trí ln xe theo phơng ngang
của cầu 2 ln xe thiết kế

- Cần chú ý tới phần ghi chú của bảng
3-4-1-1 trong TC-2001. Hệ số này có thể giảm
xuống nếu chủ đầu t có giải pháp quản lý bằng
giấy phép qua cầu thì lấy bằng 1,35. Đối với kết
cấu thép phải tăng lên 1,3
Khổ cầu
Khoảng
cách (m)
6 7 8 9 10
a 0 0,5 0,5 0,5 0,5
b 1,2 1,7 1,7 1,7 1,7
c 0 0,5 1,5 2,5 3,5
- Cũng giống nh QT-1979 hệ số tải trọng
có thể lấy theo các trị số khác nhau tùy theo loại

tải trọng đa vào trong tổ hợp gây tác dụng bất
lợi hay không bất lợi đối với kết cấu hay bộ phận
kết cấu đang xét (bảng 2).

Bảng 2
Hệ số tải trọng của hoạt tải HL-93
Tổ hợp tải trọng tơng ứng
với trạng thái giới hạn
Đối tợng kiểm tra Các hệ số tải trọng chủ yếu
Hoạt tải
Cờng độ I Xe tiêu chuẩn trên cầu không có gió
L
= 1,75
Tải trọng gió
Cờng độ II Không có xe tiêu chuẩn, gió tốc độ quá 25 m/s
L
= 1,40
Hoạt tải
L
= 1,35
Cờng độ III Xe tiêu chuẩn trên cầu có gió với tốc độ 25 m/s
Tải trọng gió
L
= 0,40
Hoạt tải
- Hệ số tải trọng theo quy trình mới khá lớn,
với lời giải thích có xét xác suất xuất hiện đồng
thời nhiều tải trọng đã giảm bớt băn khoăn cho
các kỹ s thiết kế khi có tình huống tắc nghẽn
giao thông trên cầu với mật độ xe nặng nhiều, cự

ly xe gần sát nhau (không hoàn toàn giữ khoảng
cách nh các đoàn xe tiêu chuẩn).
- Việc quy định hệ số tải trọng trong
TC-2001 nói chung rõ ràng, dễ vận dụng.

Trong tính toán
3.3.7.2. Hệ số điều chỉnh tải trọng

i
Hệ số điều chỉnh tải trọng
i
lấy theo điều
1-3-2. Hệ số này có ý nghĩa là xét đến tính dẻo,
tính d và tầm quan trọng khai thác của cầu.

Tính dẻo
D
: đợc hiểu là tính mềm dẻo
và dễ biến dạng của kết cấu. Đây là khái
niệm căn cứ và lý thuyết phân tích kết
cấu để xét tới trạng thái làm việc khác
nhau khi độ cứng của kết cấu thay đổi.
Tính d
R
: xét tới ảnh hởng của các
bộ phận cấu tạo mà sự h hỏng của
chúng không dẫn đến sự phá hoại của
công trình. Ví dụ kết cấu nhịp dầm liên
tục có tính d vì sự phá hoại của một
nhịp không dẫn tới sự phá hoại hoàn

toàn công trình
Tầm quan trọng khai thác của cầu
I
:
chỉ quy định cho các trạng thái giới hạn
cờng độ và trạng thái giới hạn đặc biệt.
Hệ số tùy theo quyết định của chủ đầu
t đánh giá mức độ khai thác của cầu.
IRDi

=

với các giá trị
thành phần thay đổi theo từng trờng hợp cụ thể
theo chỉ dẫn ở điều 1-3-2-1.
Hệ số
i

đợc cấu thành dạng tích của các
thành phần liên quan đến các yếu tố nêu trên và
phải thỏa mãn hai điều kiện:

95,0
lRDi




=

(a)
Đối với các tải trọng dùng giá trị cực đại của
hệ số tải trọng
i

:
1
1
lRD
i


= (b)
Hệ số điều chỉnh tải trọng có thể chấp
nhận các giá trị sau:
i

Trừ trạng thái giới hạn về mặt cờng độ
(I, II và III) các trạng thái giới hạn khác đều có:

D
=
R
=
l
= 1

i
= 1.
Đặc biệt

Kiểm tra tác dụng động đất, va xe, va xô tàu
thuyền, tác dụng dòng nớc
L
= 0,50
Tải đặc biệt
L
= 1,00
Hoạt tải
Khai thác (sử dụng bình
thờng)
Kiểm tra khả năng khai thác bình thờng (độ
võng, bề rộng vết nứt )
L
=1,00
Tải trọng gió
L
=0,30
Hoạt tải
Mỏi Phá hoại mỏi và đứt gãy
L
= 0,75



Nếu chỉ tính riêng cho hoạt tải không xét
trạng thái giới hạn cờng độ II

Khi tổ hợp các tải trọng để tính theo trạng
thái giới hạn cờng độ thứ I và thứ III, nếu là các
kết cấu thông thờng và các chi tiết theo TC -

2001, mức d thông thờng và các cầu điển hình
đều lấy trị số:





D
=
R
=
l
= 1

i
= 1.
Theo trạng thái giới hạn cờng độ I có
thành phần hoạt tải trong tổ hợp chấp nhận
i


cực đại sẽ đợc tính theo công thức (b). Các
tham số chỉ chấp nhận các trị số 1.05, 1.00 và
0.95
i

Các trờng hợp khác:
95,0
lRDi

=


IV. Kết luận
Hoạt tải xe thiết kế và tác động của hoạt
theo Tiêu chuẩn thiết kế cầu mới (22TCN-272-
01) có nhiều điểm khác biệt về thành phần, hình
thức thể hiện, trị số tác động tính toán so với
QT-1979.
Để có thể phân tích đầy đủ tác động của
hoạt tải trong tính toán thiết kế các công trình cầu
các kỹ s và sinh viên ngành cầu cần nhanh
chóng tiếp cận Tiêu chuẩn mới.
Trong quá trình chuyển đổi, cần có sự tính
toán đối chiếu TC-2001 với QT-1979 để đánh giá
mức độ tác động làm cơ sở cho quá trình phân
tích đầy đủ và thận trọng hiệu ứng của hoạt tải
cho các bộ phận của kết cấu cầu.

Tài liệu tham khảo
[1] Quy trình thiết kế cầu và cống theo các trạng thái
giới hạn 22TCN-18-79.
[2]. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-01
[3]. Tiêu chuẩn AASHTO-96 (Hoa Kỳ) Ă