Giải thích hiện tượng mất ổn định cục bộ, mất ổn định tổng thể của dầm thép? Biện pháp khắc phục?

A. Vai trò của sườn tăng cường

Tăng độ cứng bản bụng.

Chống mất ổn định cục bộ bản bụng.

Chống mất ổn định tổng thể dầm.

Tạo vị trí liên kết dầm ngang.

Tạo vị trí liên kết hệ liên kết ngang và liên kết dọc cầu.

B. Đặc điểm cấu tạo

1. Cấu tạo chung

Các bộ phận:

1. Gối cầu và đá kê gối.
2. Bản bụng.
3. Bản bê tông mặt cầu.
4. Sườn tăng cường đứng tại gối.
5. Sườn tăng cường đứng trung gian.
6. Sườn tăng cường dọc.
7. Bản đệm (bản kê).

2. Quy định chung

Khi không có sườn tăng cường dọc phải bố trí sườn tăng cường đứng theo quy định.

Sườn tăng cường thường làm bằng:

Thép bản.

Thép góc.

Chiều dày tối thiểu:

t ≥ 6 mm.

Thực tế thường chọn:

t ≥ 12 mm.

3. Sườn tăng cường tại gối

Có chiều dày lớn hơn hoặc dạng sườn kép.

Có thể dùng thép góc.

Tiếp nhận phản lực gối.

Kéo dài hết chiều cao dầm.

Lắp khít với bản cánh.

4. Sườn tăng cường trung gian

Bố trí giữa các mặt cắt gối.

Không hàn trực tiếp vào bản cánh chịu kéo.

Phải thông qua bản đệm.

Kích thước bản đệm:

a = b = 30 ÷ 40 mm.

t = 16 ÷ 20 mm.

1. Sườn tăng cường dọc

Bố trí nhằm tăng ổn định cho bản bụng.

Được tính toán theo điều kiện ổn định cục bộ của bản bụng.

Thường bố trí đối xứng hai bên sườn dầm.

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.