Bài giảng cầu thép ĐH GTVT

8/23/2012
1
BÀI GIẢNG TÍN CHỈ
CẦU THÉP
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố & Công trình Thủy
Division of Urban Transport and Coastal Engineering

Hà Nội, 2012
LOGO BỘ MÔN
LOGO HỌC PHẦN
Trường Đại học Giao thông Vận tải
BÀI GIẢNG TÍN CHỈ HỌC PHẦN: CẦU THÉP
2
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
— Tên học phần: CẦU THÉP
— Viết bằng tiếng Anh: Steel Bridge
— Mã số: GTP.03.02
— Số tín chỉ học phần: 02
— Thời gian của học phần:
¡ Lý thuyết: 15
¡ Bài tập : 30
¡ Thực hành: 00
¡ Thảo luận: 10
¡ Tự học: 60
GIỚI THIỆU HỌC PHẦN
8/23/2012
2
3
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
GIỚI THIỆU HỌC PHẦN
— TÓM TẮT NỘI DUNG HỌC PHẦN

• TiếngViệt:
Mônhọc“CầuThép”làmônhọcchuyênngànhnhằmtrangbịnhữngkiếnthức
cơ bảnvềthiếtkếkếtcấunhịpcầudầmthép,cầugiànthépvàcầuthépliênhợp
bảnBTCTtrêncáctuyến đườngsắtvà đườngbộcósơđồ kếtcấugiản đơn.
Nộidungmônhọctậptrungvàocácnộidungvềgiảiphápcấutạokếtcấunhịp,
trìnhtựvànộidungthiếtkếkếtcấunhịpcầuthép.
Phầnbàitậpnhằmgiúpsinhviênnắmđượccáckỹnăngtínhtoán,thiếtkếkết
cấunhịpcầudầmthép,cầugiànthépvàcầuthépliênhợpbảnBTCT.
• TiếngAnh:
Thesubject,“SteelBridge”providesthegeneralknowledgeofthedesignofsteel
girderbridge,trussbridge,compositebridgeonrailwayandhighwaywithsimple
girderstructureforthestudents.
Itsmaincontentsfocusonthesolutionsofsteelbridgestructure,design
sequenceanddetaildesignofsteelbridge.
Homeworkhelpsthestudentsknowthecalculatingskills,thedesignmethodof
steelgirderbridge,trussbridgeandthecompositebridge.
4
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
— NỘI DUNG ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT
GIỚI THIỆU HỌC PHẦN
Thứ tự
chương
trình
Nội dung
Số giờ (1giờ = 50 phút)
Lý
thuyết
(1)
Bài tập
(1/2)

Thí
nghiệm
(1/2)
Thảo
luận
(1/2)
Thực
hành
(1/3)
Bài
tập
lớn
(1/3)
Tự
học
Chương1 Cáckháiniệmchungvềcầuthép
2 0 0 0 0 0 6
1.1. Đặc điểmchungcủacầuthép.
1.2.Cácsơđồ tĩnhhọccủacầuthép.
1.3.Vậtliệulàmcầuthép.
1.4.Sơlượclịchsửvàphươnghướngpháttriển
củacầuthép.
1.5.Tổngquanvềcáccôngnghệ xâydựngcầu
thép.
Chương2 Kếtcấunhịpcầudầmthépgiản đơn.
3 0 0 0 0 0 6
2.1.Kháiniệmchung
2.2.Bảnmặtcầu
2.3Hệdầmchủ
2.4.Hệliênkếtcủadầmchủ

2.5.Mốinốidầmchủ
8/23/2012
3
5
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
GIỚI THIỆU HỌC PHẦN
Thứ tự
chương
trình
Nội dung
Số giờ (1giờ = 50 phút)
Lý
thuyết
(1)
Bài
tập
(1/2)
Thí
nghiệm
(1/2)
Thảo
luận
(1/2)
Thực
hành
(1/3)
Bài
tập
lớn
(1/3)

Tự
học
Chương
3
KếtcấunhịpcầudầmthépliênhợpbảnBTCT
1 0 0 0 0 0 2
3.1.Kháiniệmchung.
3.2.Bảnmặtcầu
3.3.Hệdầmchủ vàneo
Chương
4
TínhtoáncầudầmthépvàcầudầmthépliênhợpbảnBTCT
4 20 0 10 0 0 8
4.1.Những đặc điểmcơbảnkhithiếtkếcầudầmthépliênhợpvà
khôngliênhợp.
4.2.Thiếtkếcấutạovàkíchthướccơbảncủamặtcắtngangcác
bộ phậncầudầmthépliênhợpvàkhôngliênhợp.
4.3.Tính đặctrưnghìnhhọctạicácgiai đoạnlàmviệccủadầm
thépliênhợpvàkhôngliênhợp.
4.4.Tínhnộilựcvàtínhduyệttheocáctrạngtháigiớihạncủa
dầmthépliênhợpvàkhôngliênhợp.
4.5.Thiếtkếmốinối.
4.6.Thiếtkếneocủadầmthépliênhợp
6
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
GIỚI THIỆU HỌC PHẦN
Thứ tự
chươngtrình
Nội dung
Số giờ (1giờ = 50 phút)

Lý
thuyết
(1)
Bài tập
(1/2)
Thí
nghiệm
(1/2)
Thảo
luận
(1/2)
Thực
hành
(1/3)
Bài
tập
lớn
(1/3)
Tự
học
Chương 5 Kếtcấunhịpcầudànthépgiản đơn
2 0 0 0 0 0 4
5.1.Kháiniệmchung
5.2.Cácloạicầudàn
5.3.Bảnmặtcầu
5.4.Hệdầmmặtcầu
5.5.Dànchủ.
5.6.Hệliênkếtcủadànchủ
5.7.Nútdàn
5.8.Dànhãm

Chương 6 Tính toán cầu dàn thép
3 0 0 0 0 0 6
6.1.Nguyênlýchung.
6.2.Thiếtkếcấutạovàkíchthướccơbảncủamặtcắt
ngangcácbộphậncủacầudànthép.
6.3.Tínhtoánnộilựccácbộphậncủacầudànthép.
6.4.Tínhtoánhệdầmmặtcầu.
6.5.Tínhtoánnútdànvàcácthanhtrongdàn
6.6.Tínhtoánhệliênkếtcầudàn
8/23/2012
4
7
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
— CHƯƠNG 1: CÁCKHÁINIỆMCHUNGVỀCẦUTHÉP
¡ 1.1. Đặc điểmchungcủacầuthép
¡ 1.2. Cácsơđồ tĩnhhọccủacầuthép
¡ 1.5. Tổngquanvềcáccôngnghệ xâydựngcầuthép.
— CHƯƠNG 2: KẾTCẤUNHỊPCẦUDẦMTHÉPGIẢN ĐƠN.
¡ 2.1. Kháiniệmchung
¡ 2.3 Hệ dầmchủ
¡ 2.4. Hệ liênkếtcủadầmchủ
— CHƯƠNG 3: KẾTCẤUNHỊPCẦUDẦMTHÉPLIÊNHỢPBẢNBTCT
¡ 3.1. Kháiniệmchung.
¡ 3.3. Hệ dầmchủ vàneo
—
GIỚI THIỆU HỌC PHẦN
8
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT

— CHƯƠNG 4: TÍNHTOÁNCẦUDẦMTHÉPVÀCẦUDẦMTHÉPLIÊNHỢPBẢNBTCT
¡ 4.1. Những đặc điểmcơbảnkhithiếtkếcầudầmthépliênhợpvàkhôngliên
hợp.
¡ 4.2. Thiếtkếcấutạovàkíchthướccơbảncủamặtcắtngangcácbộphậncầu
dầmthépliênhợpvàkhôngliênhợp.
¡ 4.4. Tínhnộilựcvàtínhduyệttheocáctrạngtháigiớihạncủadầmthépliênhợp
vàkhôngliênhợp.
¡ 4.6. Thiếtkếneo củadầmthépliênhợp
— CHƯƠNG 5: KẾTCẤUNHỊPCẦUDÀNTHÉPGIẢN ĐƠN.
¡ 5.1. Kháiniệmchung
¡ 5.4. Hệ dầmmặtcầu
¡ 5.5. Dànchủ.
¡ 5.6. Hệ liênkếtcủadànchủ
¡ 5.7. Nútdàn
GIỚI THIỆU HỌC PHẦN
8/23/2012
5
9
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
— CHƯƠNG 6: TÍNHTOÁNCẦUDÀNTHÉP
¡ 6.1. Nguyênlýchung.
¡ 6.3. Tínhtoánnộilựccácbộphậncủacầudànthép.
¡ 6.4. Tínhtoánhệdầmmặtcầu.
¡ 6.5. Tínhtoánnútdànvàcácthanhtrongdàn
¡ 6.6. Tínhtoánhệliênkếtcầudàn
GIỚI THIỆU HỌC PHẦN
10
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN BÀI TẬP

— BÀI TẬP 1: Chọncấutạovàtínhtoán đặctrưnghìnhhọccủacầudầmthépliên
hợp.
— BÀI TẬP 2: Tínhmômen chảyvàmômen dẻo.
— BÀI TẬP 3: Tínhduyệttheocáctrạngtháigiớihạn.
NỘI DUNG HỌC PHẦN
8/23/2012
6
11
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN THẢO LUẬN
— CHƯƠNG 5: KẾTCẤUNHỊPCẦUDÀNTHÉPGIẢN ĐƠN.
¡ 5.2. Cácloạicầudàn
NỘI DUNG HỌC PHẦN
12
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN TỰ HỌC
— CHƯƠNG 1: CÁCKHÁINIỆMCHUNGVỀCẦUTHÉP
¡ 1.3. Vậtliệulàmcầuthép
¡ 1.4. Sơ lượclịchsửvàphươnghướngpháttriểncủacầuthép.
— CHƯƠNG 2: KẾTCẤUNHỊPCẦUDẦMTHÉPGIẢN ĐƠN.
¡ 2.2. Bảnmặtcầu
¡ 2.5. Mốinốidầmchủ
— CHƯƠNG 3: KẾTCẤUNHỊPCẦUDẦMTHÉPLIÊNHỢPBẢNBTCT
¡ 3.2. Bảnmặtcầu
— CHƯƠNG 4: TÍNHTOÁNCẦUDẦMTHÉPVÀCẦUDẦMTHÉPLIÊNHỢPBẢNBTCT
¡ 4.3. Tính đặctrưnghìnhhọctạicácgiai đoạnlàmviệccủadầmthépliênhợpvà
khôngliênhợp.
¡ 4.5. Thiếtkếmốinối.
NỘI DUNG HỌC PHẦN
8/23/2012

7
13
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN TỰ HỌC
— CHƯƠNG 5: KẾTCẤUNHỊPCẦUDÀNTHÉPGIẢN ĐƠN.
¡ 5.3. Bảnmặtcầu
¡ 5.8. Dànhãm
— CHƯƠNG 6: TÍNHTOÁNCẦUDÀNTHÉP
¡ 6.2. Thiếtkếcấutạovàkíchthướccơbảncủamặtcắtngangcácbộphậncủacầu
dànthép.
NỘI DUNG HỌC PHẦN
14
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
TÀI LIỆU MÔN HỌC
— [1]. GS. TS. NguyễnViếtTrung, Cầuthép, NXBXD,2007.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
— [1]. Bộ GiaothôngVậntải,Tiêuchuẩnngành22 TCN 272 –05,;
— [2]. Standard Specifications for Highway Bridges, 16th ed., AASHTO, American
Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, D.C., 1996.
— [3]. American Association of State Highway and Transportation Officials, Load Resistance
Factor Design, AASHTO, Washington, D.C., 1996.
— [4]. W.F.CHEN & J.Y.RICHARD LIEW, Civil Engineering Handbook.
NỘI DUNG HỌC PHẦN
8/23/2012
8
15
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
— Đánh giá học tập
¡ Điểm đánh giá quá trình học tập: 30% trọng số
÷ Chuyên cần : 10% trọng số

÷ Kiểm tra giữa kỳ, điểm bài tập, thảo luận:20% trọng số
¡ Điểm kết thúc học phần : 70 %trọng số
— Điều kiện học phần
÷ Học phần tiên quyết: Kết cấu thép; Cơ sở công trình Cầu
÷ Học phần trước
÷ Học phần song hành: Cầu Bêtông; Cầu Thành phố; Xây dựng,
sửa chữa và tăng cường cầu; Chẩn đoán cầu và hầm
GIỚI THIỆU HỌC PHẦN
16
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
— Nhiệm vụ sinh viên:
¡ Tham gia đầy đủ các buổi học lý thuyết và các buổi
thảo luận.
¡ Tự học, tự tìm hiểu tài liệu tham khảo phục vụ cho môn
học, biết làm việc theo nhóm.
¡ Nắm vững nội dung yêu cầu của học phần
¡ Làm đầy đủ các bài tập và bài tập lớn nếu có.
¡ Tham gia đánh giá kết thúc học phần
GIỚI THIỆU HỌC PHẦN
8/23/2012
9
17
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
CHƯƠNG 1: CÁCKHÁINIỆMCHUNGVỀCẦUTHÉP
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
Cầuthép: làcầucókếtcấuchịulựcchính đượclàmbằngthép,hợpkim
théphoặcthépliênhợpBTCTtrong đóvậtliệuthép đóngvaitròchủ yếu.
Hình 1.1 Cầu Hàm Rồng (Thanh Hoá) Hình 1.2 Kết cấu nhịp cầu dầm thép.
1.1. Đặc điểm chung của cầu thép
18

Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
CHƯƠNG 1: CÁCKHÁINIỆMCHUNGVỀCẦUTHÉP
Hình 1.3 Cấu tạo cầu dàm thép
Hình 1.4 Cấu tạo cầu dầm thép.
1.1. Đặc điểm chung của cầu thép
PHẦN LÝ THUYẾT
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
8/23/2012
10
19
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Ưu điểm:
- Tínhchịulựccao,có độ cứnglớn, độ võngnhỏ.Cótínhdẻocaodo đó
chịu đượclựcxungkích(va đập, động đất)vàtảitrọngmỏitốt.
-Tính đồngnhấtcao,ítthay đổinênlàmviệctốttrong điềukiệnnhiệt độ
môitrườngcao.
-Dễgiacông,rèn, đập, đúc,cán,cắt…nêncónhiềuhìnhdạngnhư cầu
vòm,cầudàn,cầudầm,cầuliênhợp,cầutreo…
-Dễcôngnghiệphoá,tựđộngchế tạotrongcôngxưởnglắpráphiện
trườngnênrútngắnthờigianthicôngvànângcaochấtlượngsảnphẩm.
-Cótínhkiếntrúccao
-Trọnglượngbảnthânnhẹ
(Tuynhiêntrọnglượngbảnthân
nhẹ cũnglànhược điểmlàmcho
Kếtcấunhạycảmvớigiao động
Gió)
Hình 1.1 Cầu Akashikaikyo, Nhật Bản
(Chiều dài nhịp chính 1991m)

PHẦN LÝ THUYẾT
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
20
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Nhược điểm:
-Dễbịănmònnhấtlàtrong điềukiệnkhíhậunóng ẩmvàmưanhiều ở
nướcta.Do đócầnphảicócôngtácduytubảodưỡngthườngxuyêndẫn
đếnchiphíbảodưỡngcầulớn
-Khigặpnhiệt độ cao(>500
o
C)kếtcấunhịpcóthể bị giảmhoặcmấtkhả
năngchịulực
-Thicôngphứctạpvìcónhiềuchitiếtliênkếtbằnghànvàbulông.
-Chíphíduytubãodưỡngtrongquátrìnhsửdụngcao
Hình 1.3 Hiện tượng rỉ trong cầu thép
Hình 1.4 Mức độ phức tạp của nút dàn thép
PHẦN LÝ THUYẾT
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
8/23/2012
11
21
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Phạmviápdụng:
-Ápdụngchocáccôngtrìnhcầuchịutảitrọnglớn
-Ápdụngchocáccầuvượtnhịplớn:L>100m.
-Ápdụngchocáccôngtrìnhcầuđườngsắt,cầuđườngôtôvàcácloạicầutạm

yâucầuthicôngnhanhhoặcdùngchocầuquânsựyêucầulắprápnhanhvàtháo
dỡ,vậnchuyểnnhẹ nhàng
-Ápdụngchocáccôngtrìnhyêucầucótínhthẩmmỹcao.
- Kếtcấunhịpnhẹ hơnsovớikếtcấubêtôngdo đógiảm đượckhốilượngmốtrụ
vàthicông ở cácvùngcó địachấtyếu
Hình 1.19: Phạm vi hiệu quả của kết cấu nhịp cầu thép
G
L
GdÇm
Gdµn
Lo
ThÝch hîp
cho DÇm
ThÝch hîp
cho Dµn
Go
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
22
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
1.2.Cácsơđồ tĩnhhọccủacầuthép.
-Kết cấu cầu dầm.



Hình 1.3 Cầu dầm liên tục
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
8/23/2012
12
23

Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Kết cấu cầu dàn.
Kết cấu cầu vòm thép.
h1
h
h1
h h
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
24
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Kết cấu cầu khung thép.
Kết cấu cầu vòm thép.
Kếtcấucầukhungthépcódầmhộpthép
liênkếtcứngvớitrụ cầubằngthép
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
8/23/2012
13
25
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Kết cấu cầu dây văng.
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
26
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Kết cấu cầu dây võng.
Hệ dầmchủ bằng
khungthép

CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
8/23/2012
14
27
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Xuhướngpháttriểncủacầuthép
•Phươnghướng1:sửdụngcácloạithépchấtlượngcaonhằmgiảmgiá
thànhcôngtácduytubảodưỡng,mộtviệclàmtốnkém ảnhhưởng đến
sứckhoẻ cộng đồng,gâyônhiễmmôitrường.
• Phươnghướng2:tiếptụcnghiêncứu,tìmkiếmcáchệliênhợpđể vượt
nhịpdài,cótínhthẫmmỹcao.
• Phươnghướng3:giảmkhốilượng,chiphíchế tạoxâydựngcầuthép.
Hình 1.14 Xu hướng giảm số lượng kết cấu cầu thép trên thế giới
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉPCHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
28
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Xuhướngpháttriểncủacầuthép
Hình 1.14 Xu hướng cải tiến mặt cắt ngang dầm thép thành những dạng tối ưu
δ δ
δ
Mặt cắt ngang dầm hộp thép bản trực hướng
Mặt cắt ngang dầm sử
dụng các thanh chống xiên
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
8/23/2012
15
29
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy

PHẦN LÝ THUYẾT
Xuhướngpháttriểncủacầuthép
Hình 1.14 Xu hướng sử dụng liên kết bu lông cường độ cao và liên kết hàn
Liên kết
đinh tán
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
30
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
1.5. Tổng quan về các công nghệ xây dựng cầu thép.
Chế tạotrongnhàmáy
Chuyênchởđếncôngtrường
LắpráptrênbãiLắpráptạichỗ
Lao hoặclắpráp
Làmbảnmặtcầu
Hoànthiện
Chế tạo các bộ phận trong nhà máy
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
8/23/2012
16
31
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
1.5. Tổng quan về các công nghệ xây dựng cầu thép.
Cẩu lắp trên sông
Lắp đặttạivịtrícầu
Lắpđặt ở ngoàivịtrí
cầurồichuyểnvào
Lắpbằngcầncẩu
Lắphẫng(hoặcbánhẫng)

Lắp trên đà giáo
Lắpbằnglaokéo
Lắpbằngchở nổi
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
32
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Lắp tại vị trí cầu
Sử dụng
xelắp
LắpSửdụng
hệ dây đãthi
côngtrước
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
8/23/2012
17
33
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Lắp tại ngoài vị trí cầu rồi vận chuyển vào
Hệ thốnglao
kéodầm
Sử dụngcần
cẩu
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP
34
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Lắp tại ngoài vị trí cầu rồi vận chuyển vào
CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẦU THÉP

8/23/2012
18
35
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
2.1. Khái niệm chung
.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)(6)
(7)
(1) DÇm chñ; (2) Liªn kÕt ngang,doc; (3) Sên t¨ng cêng; (4) B¶n bª t«ng mÆt cÇu; (5) Líp phñ mÆt cÇ
u; (6) Gê lan can; (7) Tay vÞn
(1) DÇm chñ; (2) Liªn kÕt ngang,doc; (3) Sên tăng c-
êng; (4) B¶n bª t«ng mÆt cÇu; (5) Líp phñ mÆt cÇu; (6)
Gê lan can; (7) Tay vÞn
Cấu tạo tổng thể của một
hệ dầm thép bao gồm các
bộ phận cơ bản như sau
CHƯƠNG II: KẾT CẤU NHỊP CẦU DẦM THÉP GIẢN ĐƠN
36
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
CHƯƠNG II: KẾT CẤU NHỊP CẦU DẦM THÉP GIẢN ĐƠN
2.1. Khái niệm chung
Trong đó
+Dầmchủ (dầmthép): đóngvaitròchịu
lựcchủ yếu.
+Hệmặtcầu:baogồmbảnbêtôngmặt

cầuvàlớpphủ mặtcầucóvaitrò đỡ tải
trọngxevàtruyềntảitrọngxuốngcác
dầmchủ.
+Hệliênkếtngangcầu:liênkếtcácdầm
chủđồngthờităngcường độ cứngcho
kếtcấunhịptheophươngngangcầu.
+Hệliênkếtdọccầu:Liênkếtcácdầm
chủđồngthờichịucácáplựctheo
phươngngangcầu
Dầmchủ
Thanhliênkếtdoc
Dầmngang
CHƯƠNG II: KẾT CẤU NHỊP CẦU DẦM THÉP GIẢN ĐƠN
8/23/2012
19
37
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
CHƯƠNG II: KẾT CẤU NHỊP CẦU DẦM THÉP GIẢN ĐƠN
2.2 Các dạng cầu dầm thép.
Theotínhchấtlàmviệccủavậtliệu
trênmặtcắtngangcầudầmthép
đượcphânchiathànhcầudầmthép
cóMCngangliênhợpvàMCkhông
liênhợp
-MCliênhợplàmặtcắttrong đótồn
tạiliênkếtchốngcắtđượcthiếtkế
thỏa đánggiữabảnbêtôngvà đầm
thép
-MCkhôngliênhợplàmặtcắtchỉ có
thuần túy thép hoặc có bản bê

tông,bảngỗnhưngbảnnàykhông
liênkếtvớidầmthép.
Cầudầmthépliênhợpđượcphân
chiathànhcácloạikhácnhautheo
hìnhdángMCdầmchủ,theophương
phápchế tạodầmchủ,theobảnmặt
cầu……
MC dầm không liên hợp
MC dầm liên hợp
38
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Các dạng cầu dầm thép.
Cầudầmđặc(SteelBeam).
-Cầudầmđặcthường đượcápdụngchocáckếtcấunhịpcầunhỏ,cầu
tạmphụcvụthicôngtrongthờigianngắn.
Hình ??: Các dạng mặt cắt ngang cầu dầm thép.
Them ảnh dầm đặc
không dan
CHƯƠNG II: KẾT CẤU NHỊP CẦU DẦM THÉP GIẢN ĐƠN
8/23/2012
20
39
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Cầu dầm liên hợp Thép có chiều cao sườn dầm thay đổi
Chiềucaosườndầmthép đượcthay đổi để phùhợpvớibiểu đồ nôilực,cầu
cóchiềucaosườndầmthay đổi đượcsửdụngtrongcáccầudầmthépcónhịp
tương đốilớn,khicósựchênhlệchlớnvềnộilựcgiữacácmặtcắttrongdầm.
CHƯƠNG II: KẾT CẤU NHỊP CẦU DẦM THÉP GIẢN ĐƠN

40
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Cầu dầm thép tổ hợp
-Cầudầmthéptổhợpcócấutạotừcácbảnthépcócường độ khácnhau,
thườngcócường độ bảncánhcaohơncường độ bảnbụng
Bản cánh F
1
y
Bản bụng F
2
y
CHƯƠNG II: KẾT CẤU NHỊP CẦU DẦM THÉP GIẢN ĐƠN
8/23/2012
21
41
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Cầu dầm thép tổ hợp (theo phương dọc cầu)
Cầudầmthéptổhợptheophương
dọccầucóvậtliệuthéptạivịtrí đầu
dầmvàtrêngốicócường độ khác
vớidầmtạivịtrígiữanhịp
Vị trí
thay
đổivật
liệu
CHƯƠNG II: KẾT CẤU NHỊP CẦU DẦM THÉP GIẢN ĐƠN
42
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy

PHẦN LÝ THUYẾT
Cầu dầm hộp.
-Dầmhộpthéploạimặt
cắtđượctạorakhicả
bảncánhtrênvàbản
cánhdưới đượcliênkết
vớinhaubằngcáctấm
bảnthéphoặcbêtông
-Dầmcó ưu điểm:chịu
mô đượcmômenlớnđộ
cứngchốngxoắncao.Do
đó đượcsửdụngphổ
biến đốivớikếtcấucầu
cóchiềudàivượtnhịp
lớn
Hình 2.10: Mặt cắt ngang cầu dầm hộp
CHƯƠNG II: KẾT CẤU NHỊP CẦU DẦM THÉP GIẢN ĐƠN
8/23/2012
22
43
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Cầu dầm hộp.
- Đốivớikếtcấunhịpgiản
đơn đượccânnhắcvớichiều
dàiL=40-50m.
-Vớicácnhịptừ100-200m
vàcầudâynhịplớndầmhộp
thép đượcsửdụngphổ biến
-Mặtcắtdầmhộpthường

đượccấutạotổhợptừthép
bảnbằngcácliênkếthànvà
liênkếtđinhtán.
-Tuynhiêndầmhộpcũngcó
nhược điểmlớnđólàviệc
cấutạocũngnhư bảodưỡng
rấtphứctạp.
Hình 2.10: Mặt cắt ngang cầu dầm hộp
CHƯƠNG II: KẾT CẤU NHỊP CẦU DẦM THÉP GIẢN ĐƠN
44
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Cầudầmthépcóbảntrựchướng(Orthotropic)
-Cầubảntrựchướnglàloạicầutrong đódùngbảnmặtcầubằngthép
thaychobảnmặtcầubằngBTCT.Khôngkểchiềudàylớpáo đường
bằngbêtôngatphandàytừ57cm,thìcầubảntrựchướng đượccoinhư
hoàntoànbằngthép.
Hình 2.11: Mặt cầu bản thép trực hướng (Orthotropic)
CHƯƠNG II: KẾT CẤU NHỊP CẦU DẦM THÉP GIẢN ĐƠN
8/23/2012
23
45
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Cầudầmthépcóbảntrựchướng
(Orthotropic)
-Cầudầmbảntrựchướngcótrọng
lượngbảnthânnhẹ do đógiảm
đượctĩnhtảinên đặcbiệtthíchhợp
vớicáccầunhịplớncáccầucótỉlệ

tĩnhtải/hoạttảilớn
Hình 2.11: Mặt cầu bản thép trực hướng (Orthotropic)
CHƯƠNG II: KẾT CẤU NHỊP CẦU DẦM THÉP GIẢN ĐƠN
46
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
2.3 Hệ dầm chủ
B
tf
:chiểurộngbản
cánhtrên
B
bt
:chiềurộngbản
cánhdưới
t
tf
: Chiều dày bản
cánhtrên
t
bt
: Chiều dày bản
cánhdưới
t
w
: chiều dày bản
bụng
H
sb
:Chiềucaotổng
thể

D
w
:Chiềucaosườn
dầm
CHƯƠNG II: KẾT CẤU NHỊP CẦU DẦM THÉP GIẢN ĐƠNCHƯƠNG II: KẾT CẤU NHỊP CẦU DẦM THÉP GIẢN ĐƠN
8/23/2012
24
47
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
2.3Hệdầmchủ
-Cáccăncứđể lựachọnkếtcấudầmchủ:
+Chiềudàitínhtoánnhịp:L
tt
.
+Bềrộngmặtcầu.
+ Điềukiệnthôngthuyền,thôngxe.
+ Điềukiện địachất,thủyvăn.
+Quymôtảitrọngkhaitháctrêncầu.
+Côngnghệ chế tạovàkhả năngthicôngkếtcấunhịp
+Cácquy địnhtrongcácquytrìnhhoặccáctiêuchuẩnthiếtkế
đượcápdụng
-Sốlượngdầmchủ:
+ Đốivớicầuđườngsắttathườngchọncấutạo2dầmchủ tương ứngvới
khoảngcáchgiữahai đườngray.
+ Đốicầuđườngôtôthìsốdầmchủđượclựachọncăncứvàobềrộng
củamặtcầu.Thôngthườngtachọnsốdầmchủ saochokhoảngcáchgiữa
cácdầmchủ S=1,2-:-2,5m đểđảmbảobềrộngtínhtoáncủabảnbêtông.
CHƯƠNG II: KẾT CẤU NHỊP CẦU DẦM THÉP GIẢN ĐƠN
48

Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Chiều cao dầm thép. (H
sb
)
!
"
#
-Xác định chiều cao của dầm chủ theo
điều kiện cường độ:
ru
MM ≤
-Xác địnhchiềucaocủadầmchủ theo
điềukiện độ cứng(biếndạng):
[
]
∆
≤
∆
LL
-Theo công thức kinh nghiệm
+ Nhịp giản đơn:
+ NhÞp liªn tôc:
40
1
≥
L
H
sb
30

1
≥
L
H
sb
Tỉ lệ cấu tạo chung của dầm chủ.
9,01,0 ≤≤
y
yc
I
I
-Ngoài ra chiều dày của canh dầm, sườn dầm (trừ sườn dầm của thộp I
cỏn) phải lớn hơn 8mm, cũn chiều dày sườn dầm của thộp I hoặc [ phải
lớn hơn 7mm.
CHƯƠNG II: KẾT CẤU NHỊP CẦU DẦM THÉP GIẢN ĐƠN
8/23/2012
25
49
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
Kích thước bản bụng (Web).
Thông thường ta có thể chọn sơ bộ chiều cao bản bụng theo công thức:
1,104,1 ÷
=
sb
w
H
D
-Chiều dày bản bụng: Xác định theo tính toán để đảm bảo khả năng chịu
cắt và ổn định cục bộ của sườn dầm. Ta có thể sơ bộ chọn theo công thức:

+ Dầm bằng thép cacbon:
ww
Dt .
5,12
1
≥
+ Dầm bằng thép hợp kim:
ww
Dt .
10
1
≥
-Theo quy định của Quy trình AASHTO thì t >6mm.
-Trong cấu tạo các dầm thép tổ hợp thường sử dụng t>12mm.
CHƯƠNG II: KẾT CẤU NHỊP CẦU DẦM THÉP GIẢN ĐƠN
50
Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố và Công trình Thủy
PHẦN LÝ THUYẾT
- Để tránh hiện tượng mất ổn định cục bộ thì sườn dầm phải được cấu tạo
sao cho:
+ Khi không có sườn tăng cường dọc:
cw
c
f
E
77,6
t
D2
≤
+ Khi có sườn tăng cường dọc:

cw
c
f
E
t
D
63,11
2
≤
-Trong đó:
+ t
w
: Chiều dày của sườn dầm.
+ D
c
: Chiều cao vùng chịu nén sườn dầm trong giai đoạn đàn hồi (mm).
+ f
c
: ứng suất tại trọng tâm cánh chịu nén do tải trọng tính toán (MPa).
+ E: Môđun đàn hồi của thép.
CHƯƠNG II: KẾT CẤU NHỊP CẦU DẦM THÉP GIẢN ĐƠN