Vai trò của sườn tăng cường trong KCN cầu dầm thép; đặc điểm cấu tạo?

A. Dầm đặc

Khái niệm

Còn gọi là dầm không liên hợp.

Có thể dùng:

Dầm thép định hình.

Dầm thép tổ hợp.

Bản mặt cầu có thể bằng:

Gỗ.

Bê tông.

Không có hệ thống neo tạo hiệu ứng liên hợp giữa dầm thép và bản mặt cầu.

Các dạng mặt cắt

Dầm định hình.

Dầm tổ hợp:

Tổ hợp hàn.

Tổ hợp đinh tán.

Tổ hợp bu lông cường độ cao.

Đặc điểm dầm định hình

Thường có tiết diện chữ I, chữ C.

Đảm bảo tính đồng nhất cao.

Ít tập trung ứng suất cục bộ.

Chiều cao thường H ≤ 1000 mm.

Chỉ phù hợp nhịp ngắn và tải trọng nhỏ.

Đặc điểm dầm tổ hợp

Có thể chế tạo chiều cao lớn.

Phù hợp nhịp dài và tải trọng lớn.

Liên kết bằng:

Hàn.

Đinh tán.

Bu lông cường độ cao.

Đặc điểm dầm đặc

Khi tải trọng lớn, bản bê tông dễ trượt hoặc bong khỏi dầm thép.

Tuổi thọ không cao.

Thường áp dụng:

Cầu ô tô.

Cầu đường sắt nhịp L < 20 m.

Cầu tạm.

B. Dầm liên hợp thép – BTCT

Nguyên lý làm việc

Bố trí hệ thống neo liên kết bản cánh trên dầm thép với bản bê tông mặt cầu để tạo hiệu ứng liên hợp.

Vai trò các bộ phận

Dầm thép:

Chịu kéo.

Chịu uốn.

Bản bê tông:

Tham gia chịu nén.

Tăng chiều cao làm việc.

Giảm chiều cao dầm thép.

Phạm vi áp dụng

Cầu ô tô có chiều dài nhịp lớn.

Thường dùng dầm tổ hợp hàn.

C. Dầm hộp

Đặc điểm

Thích hợp với cầu liên tục nhịp lớn.

Tăng khả năng chịu xoắn.

Có thể bố trí:

1 hộp.

2 hộp.

Nhiều hộp.

Ưu điểm

Chịu lực tốt.

Chống xoắn tốt.

Nhược điểm

Chế tạo và bảo dưỡng phức tạp.

Không nên cấu tạo hộp kín hoàn toàn vì khó kiểm tra và sửa chữa.

A. Hệ liên kết ngang cầu

a. Vai trò

Liên kết các dầm chủ thành một hệ không gian.

Đảm bảo tính bất biến hình của hệ.

Tăng cường độ cứng theo phương ngang cầu cho kết cấu nhịp.

Phân phối điều hòa tải trọng theo phương ngang cầu cho các dầm chủ.

Dầm ngang tại mặt cắt gối còn là chỗ đặt kích để nâng hạ các cụm dầm trong quá trình thi công và sửa chữa cầu.

b. Hệ liên kết ngang tại mặt cắt gối

Liên kết ngang tại gối phải cấu tạo chắc chắn hơn các vị trí khác.

Thường dùng dầm I định hình có số hiệu:

I300 đến I900.

c. Hệ liên kết ngang tại mặt cắt trung gian

Không nên dùng dầm định hình vì làm tăng tĩnh tải và chi phí.

Thường cấu tạo bằng hệ thanh thép góc.

Thép góc sử dụng:

L ≥ L100 × 100 × 10 mm.

Chiều cao hệ liên kết ngang

Hlkn = (0,6 ÷ 0,7)Hsb

B. Hệ liên kết dọc cầu

Vai trò

Liên kết các dầm chủ thành một hệ không gian.

Đảm bảo tính bất biến hình của hệ.

Tăng độ cứng theo phương ngang cầu.

Chịu các tải trọng ngang:

Lực lắc ngang.

Lực ly tâm khi cầu nằm trên đường cong.

Lực gió ngang.

Truyền tải trọng ngang xuống gối cầu.

Vị trí bố trí

Đối với cầu dầm thép không liên hợp

Bố trí:

Hệ liên kết dọc trên.

Hệ liên kết dọc dưới.

Đối với cầu dầm liên hợp thép – BTCT

Bản bê tông mặt cầu đóng vai trò như hệ liên kết dọc trên.

Chỉ cần bố trí hệ liên kết dọc dưới.

Tiết diện thanh liên kết

Thường dùng thép góc:

L ≥ L100 × 100 × 10.

Đối với cầu lớn hoặc cầu dàn:

Có thể dùng thép hình chữ I hoặc chữ C.

Hình thức cấu tạo

Hệ liên kết dọc được cấu tạo theo mô hình dàn phẳng.

Trục các thanh trong cùng một nút phải đồng quy tại một điểm để hạn chế mômen phụ do lực kéo hoặc nén lệch tâm.

C. Tại sao một số cầu dầm thép liên hợp không sử dụng hệ liên kết dọc?

Do bản bê tông mặt cầu đã đóng vai trò là hệ liên kết dọc trên.

Bản mặt cầu đủ khả năng liên kết các dầm chủ và tăng độ cứng ngang cho kết cấu.

Vì vậy trong nhiều trường hợp có thể không cần bố trí thêm hệ liên kết dọc trên, giúp giảm khối lượng thép và đơn giản hóa cấu tạo.