Tác giả | Nguyễn Văn Nhậm |
ISBN | 978-604-82-2812-5 |
ISBN điện tử | 978-604-82-3521-5 |
Khổ sách | 19x27 cm |
Năm xuất bản (tái bản) | 2019 |
Danh mục | Nguyễn Văn Nhậm |
Số trang | 287 |
Ngôn ngữ | vi |
Loại sách | Ebook;Sách giấy; |
Quốc gia | Việt Nam |
Ở Việt Nam trước năm 1979 khi thiết kế cầu đường thường sử dụng các quy trình của Trung Quốc, tuy nhiên từ sau năm 1979 thiết kế cầu kể cả cho đường sắt và đường bộ đều theo “Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN 18-79” được biên soạn dựa theo quy trình CH200-62 của Liên Xô cũ trên cơ sở triết lý tính toán theo hệ số tải trọng. Từ sau năm 2005 cho đến nay cầu đường sắt vẫn thiết kế theo quy trình 22TCN 18-79, trong đó một số cầu có tham khảo thêm các quy trình thiết kế khác, trái lại cầu đường bộ từ sau năm 2005 cho đến năm 2017 đã thiết kế theo “Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05” được biên soạn theo AASHTO 1998 có cập nhật kiến thức mới phù hợp với điều kiện khí hậu, địa lý và trình độ công nghệ, quản lý của Việt Nam.
Đến năm 2017 tiêu chuẩn thiết kế cầu đường bộ được biên soạn lại thành “TCVN 11823 : 2017 - Thiết kế cầu đường bộ” chia làm 13 phần dựa trên cơ sở của AASHTO 2007 (xuất bản lần thứ năm), một số phần có cập nhật AASHTO 2012 và một phần của phần 10 có cập nhật AASHTO 2014. So với tiêu chuẩn 22TCN 272-05 tiêu chuẩn TCVN 11823 : 2017 vẫn cùng triết lý thiết kế theo hệ số phân bố tải trọng và hệ số sức kháng nhưng đã bổ sung nhiều tiến bộ kỹ thuật và kết quả thực nghiệm nhất là phần 6 (kết cấu thép) và phần 10 (nền móng). Xuất phát từ đó tác giả biên soạn cuốn “Cầu thép theo TCVN 11823:2017” hoàn toàn dựa vào thiết kế và tính toán theo TCVN 11823 : 2017 nhằm giúp bạn đọc thuận lợi hơn trong công tác thiết kế, giảng dạy và học tập môn Cầu thép. Để dễ theo dõi tác giả có viết thêm một thí dụ về tính toán cầu dầm thép liên hợp với bản bêtông cốt thép, các thí dụ về tính toán cầu bêtông cốt thép, cầu giàn thép bạn đọc có thể tham khảo trong cuốn “Hướng dẫn đánh giá cầu đường ô tô theo phương pháp hệ số tải trọng và hệ số sức kháng” trong đó các tính toán đều dựa theo TCVN 11823 : 2017.
Trang | ||
Lời nói đầu | 3 | |
Chương 1: Giới thiệu chung | ||
1.1. Lịch sử phát triển cầu thép | 5 | |
1.1.1. Lịch sử phát triển cầu thép trên thế giới | 5 | |
1.1.2. Lịch sử phát triển cầu ở Việt Nam | 15 | |
1.1.3. Xu hướng phát triển trong lĩnh vực cầu thép hiện đại | 22 | |
1.2. Ưu khuyết điểm và phạm vi áp dụng | 23 | |
1.2.1. Ưu điểm | 23 | |
1.2.2. Khuyết điểm | 24 | |
1.2.3. Phạm vi áp dụng | 24 | |
1.3. Các loại cầu thép | 24 | |
1.3.1. Cầu dầm thép | 25 | |
1.3.2. Cầu giàn thép | 28 | |
1.3.3. Cầu vòm thép | 29 | |
1.3.4. Cầu dây văng | 30 | |
1.3.5. Cầu dây võng | 31 | |
1.3.6. Cầu vòm ống thép nhồi bê tông | 33 | |
1.3.7. Cầu giàn Bailey | 35 | |
1.4. Vật liệu thép dùng trong cầu thép | 37 | |
Chương 2: Cấu tạo cầu dầm | ||
2.1. Cấu tạo và các bộ phận chính của cầu dầm | 39 | |
2.1.1. Cầu dầm thép bản kê | 39 | |
2.1.2. Cầu dầm liên hợp | 40 | |
2.1.3. Cầu có bản trực hướng (bản Orthotrope) | 41 | |
2.2. Các kích thướng cơ bản và cấu tạo dầm thép mặt cắt chữ i | 42 | |
2.2.1. Chiều cao dầm (h) | 42 | |
2.2.2. Chiều dày bụng dầm | 43 | |
2.2.3. Chiều rộng và chiều dày cánh dầm | 43 | |
2.2.4. Sườn tăng cường | 44 | |
2.2.5. Bản táp cánh dầm | 48 | |
2.2.6. Mối nối | 50 | |
2.2.7. Độ vồng | 51 | |
2.3. Bản bê tông cốt thép trong cầu liên hợp | 51 | |
2.4. Neo trong cầu liên hợp | 52 | |
2.4.1. Vai trò của neo trong cầu liên hợp | 52 | |
2.4.2. Tổng quan về neo và cách bố trí neo | 52 | |
2.5. Liên kết trong cầu dầm | 53 | |
2.5.1. Liên kết ngang | 53 | |
2.5.2. Giằng ngang | 56 | |
2.6. Cấu tạo cầu dầm hộp | 57 | |
2.6.1. Giới thiệu chung | 57 | |
2.6.2. Chiều dày thành hộp (tw) và tỷ lệ kích thước của bản cánh trong mặt cắt lòng máng | 57 | |
2.6.3. Sườn tăng cường thành hộp | 58 | |
2.6.4. Sườn tăng cường dọc cho bản cánh chịu nén | 58 | |
2.6.5. Khoảng cách tim bản cánh của hai hộp kề nhau | 59 | |
2.6.6. Liên kết ngang | 59 | |
2.6.7. Giằng ngang | 60 | |
2.7. Cầu có bản trực hướng | 60 | |
2.7.1. Giới thiệu chung | 60 | |
2.7.2. Cấu tạo bản mặt cầu | 60 | |
Chương 3: Tính toán cầu dầm | ||
3.1. Nguyên lý thiết kế | 62 | |
3.2. Các trạng thái giới hạn (ttgh) | 63 | |
3.2.1. TTGH cường độ | 63 | |
3.2.2. TTGH sử dụng | 63 | |
3.2.3. TTGH mỏi và phá hoại giòn (nứt, gãy) | 63 | |
3.2.4. TTGH đặc biệt | 64 | |
3.3. Các tổ hợp tải trọng và hệ số tải trọng | 64 | |
3.4. Tải trọng thường xuyên dc và dw | 67 | |
3.5. Hoạt tải và các tải trọng khác | 68 | |
3.5.1. Xe tải thiết kế | 68 | |
3.5.2. Xe hai trục thiết kế | 68 | |
3.5.3. Tải trọng làn | 68 | |
3.5.4. Diện tích tiếp xúc bánh xe | 69 | |
3.5.5. Cách xếp hoạt tải để tính toán | 69 | |
3.5.6. Tải trọng để tính mỏi | 69 | |
3.5.7. Tải trọng bộ hành | 70 | |
3.5.8. Lực xung kích | 70 | |
3.5.9. Lực ly tâm CE | 70 | |
3.5.10. Lực hãm BR | 71 | |
3.5.11. Lực va của xe CT | 71 | |
3.5.12. Tải trọng gió: WL và WS | 71 | |
3.5.13. Tải trọng gió tác dụng lên công trình | 72 | |
3.5.14. Tải trọng gió lên xe cộ WL | 74 | |
3.5.15. Tải trọng gió thẳng đứng | 74 | |
3.5.16. Hệ số làn xe m | 74 | |
3.6. Phương pháp tính hiệu ứng của tải trọng | 75 | |
3.7. Khái niệm tính toán dầm liên hợp | 76 | |
3.7.1. Các giai đoạn làm việc của dầm liên hợp | 76 | |
3.7.2. Bề rộng cánh bêtông tham gia làm việc với dầm chủ | 77 | |
3.7.3. Mặt cắt liên hợp ngắn hạn và dài hạn | 77 | |
3.8. Chiều cao chịu nén của bụng dầm | 78 | |
3.8.1. Vật liệu làm việc trong giai đoạn đàn hồi | 78 | |
3.8.2. Vật liệu trên toàn mặt cắt chảy dẻo | 81 | |
3.9. Mômen dẻo (mp) | 83 | |
3.10. Mômen chảy ( ) | 84 | |
3.11. Tính hiệu ứng của tải trọng | 86 | |
3.11.1. Hệ số điều chỉnh tải trọng | 86 | |
3.11.2. Tính hiệu ứng của tải trọng danh định | 87 | |
3.12. Tính sức kháng uốn và kiểm tra theo điều kiện (3-1) cho mặt cắt chữ i chịu uốn | 96 | |
3.12.1. Khái niệm chung | 96 | |
3.12.2. Mặt cắt liên hợp chịu mômen uốn dương | 99 | |
3.12.3. Mặt cắt liên hợp chịu mômen uốn âm và mặt cắt không liên hợp | 102 | |
3.13. Tính sức kháng cắt và kiểm tra theo công thức (3-1) | 105 | |
3.13.1. Khái niệm chung | 105 | |
3.13.2. Sức kháng cắt danh định của bản bụng không được tăng cường | 105 | |
3.13.3. Sức kháng cắt danh định của bản bụng được tăng cường | 106 | |
3.14. Tính kết cấu theo các ttgh khác | 108 | |
3.14.1. Tính kết cấu theo TTGH sử dụng | 108 | |
3.14.2. Tính kết cấu theo trạng thái giới hạn mỏi | 110 | |
3.14.3. Tính toán khả năng thi công | 114 | |
3.15. Neo liên hợp | 116 | |
3.15.1. Bước neo (P) | 117 | |
3.15.2. Khoảng cách ngang | 118 | |
3.15.3. Sức kháng mỏi của neo | 118 | |
3.15.4. Neo bổ sung ở các điểm uốn tĩnh tải | 119 | |
3.15.5. Tính neo trong TTGH cường độ | 119 | |
3.15.6. Trình tự tính toán và bố trí neo | 122 | |
3.16. Tính mối nối | 122 | |
3.16.1. Khái niệm chung | 122 | |
3.16.2. Liên kết bulông | 123 | |
3.16.3. Liên kết hàn | 128 | |
3.16.4. Mối nối dầm | 130 | |
3.17. Ứng suất do nhiệt độ trong cầu liên hợp | 136 | |
3.17.1. Tính lực dọc do chênh lệch nhiệt độ | 138 | |
3.17.2. Tính mômen uốn do chênh lệch nhiệt độ | 140 | |
3.17.3. Tính ứng suất do chênh lệch nhiệt độ | 142 | |
3.17.4. Tính mômen uốn và lực cắt do chênh lệch nhiệt độ trong dầm liên hợp liên tục | 142 | |
3.18. Tính nội lực do co ngót trong dầm liên hợp | 144 | |
3.18.1. Tính nội lực do co ngót bêtông trong dầm liên hợp giản đơn | 145 | |
3.18.2. Tính nội lực do co ngót trong dầm liên tục | 146 | |
3.19. Cầu dầm hộp bản bêtông cốt thép | 146 | |
3.19.1. Khái niệm chung | 146 | |
3.19.2. Mặt cắt chịu uốn dương | 148 | |
3.19.3. Mặt cắt không đặc chắc | 148 | |
3.19.4. Mặt cắt hộp chịu mô men uốn âm | 150 | |
3.19.5. Sức kháng cắt | 153 | |
3.19.6. Neo chống cắt | 153 | |
3.19.7. Tính dầm hộp theo các TTGH khác | 154 | |
3.20. Điều chỉnh nội lực trong cầu liên hợp | 157 | |
3.20.1. Điều chỉnh nội lực trong cầu dầm liên hợp giản đơn | 157 | |
3.20.2. Điều chỉnh nội lực trong cầu liên hợp liên tục | 157 | |
3.21. Cầu có bản trực hướng | 161 | |
3.21.1. Khái niệm chung | 161 | |
3.21.2. Chiều rộng có hiệu của bản | 161 | |
3.22. Tính chu kỳ dao động tự do của dầm giản đơn | 162 | |
3.22.1. Bậc tự do của hệ | 162 | |
3.22.2. Phương pháp thay thế khối lượng | 163 | |
3.22.3. Dao động của dầm giản đơn có một bậc tự do | 163 | |
3.22.4. Dao động của dầm giản đơn có hữu hạn bậc tự do | 164 | |
3.22.5. Dao động của dầm giản đơn có vô số bậc tự do | 165 | |
3.23. Thí dụ tính toán dầm cầu thép liên hợp bê tông cốt thép | 168 | |
3.23.1. Số liệu tính toán | 168 | |
3.23.2. Tính toán đặc trưng hình học | 168 | |
3.23.3. Xác định tĩnh tải danh định | 172 | |
3.23.4. Tính hệ số phân bố ngang | 174 | |
3.23.5. Tính các chiều cao khu vực chịu nén DC, DCP, mômen chảy MY và mômen dẻo MP | 176 | |
3.23.6. Kiểm tra trong TTGH cường độ | 181 | |
3.23.7. Kiểm tra trong TTGH sử dụng | 183 | |
3.23.8. Kiểm tra theo TTGH mỏi | 189 | |
3.23.9. Kiểm tra khả năng thi công | 191 | |
3.23.10. Tính toán mối nối | 196 | |
3.23.11. Tính toán neo | 206 | |
Chương 4: Cấu tạo kết cấu nhịp cầu giàn thép trên đường Ôtô | ||
4.1. Khái niệm, ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng | 209 | |
4.2. Phân loại cầu giàn thép | 209 | |
4.2.1. Cầu giàn giản đơn | 209 | |
4.2.2. Cầu giàn hẫng và giàn liên tục | 211 | |
4.3. Cấu tạo chung kết cấu nhịp cầu giàn thép đường ô tô | 212 | |
4.4. Cấu tạo hệ dầm mặt cầu | 213 | |
4.4.1. Cấu tạo dầm dọc, dầm ngang | 214 | |
4.4.2. Liên kết dầm dọc và dầm ngang | 214 | |
4.4.3. Liên kết dầm ngang và giàn chủ | 217 | |
4.5. Cấu tạo giàn chủ, các kích thước chủ yếu | 219 | |
4.5.1. Cấu tạo giàn chủ | 219 | |
4.5.2. Kích thước của các thanh của giàn chủ | 224 | |
4.6. Cấu tạo nút (tiếp điểm) giàn chủ | 224 | |
4.6.1. Nguyên tắc cấu tạo nút giàn | 225 | |
4.6.2. Các loại nút giàn | 225 | |
4.7. Các hệ thống liên kết trong kết cấu nhịp cầu giàn | 228 | |
4.7.1. Hệ giằng ngang | 228 | |
4.7.2. Hệ liên kết ngang | 229 | |
Chương 5: Tính toán cầu giàn | ||
5.1. Khái niệm chung | 231 | |
5.2. Tính toán hệ dầm mặt cầu | 231 | |
5.2.1. Tính toán dầm dọc | 232 | |
5.2.2. Tính toán dầm ngang | 233 | |
5.3. Tính giàn chủ | 235 | |
5.3.1. Tính nội lực trong các thanh giàn | 235 | |
5.3.2. Tính toán các thanh giàn | 236 | |
5.4. Giằng ngang và khung ngang | 264 | |
5.4.1. Giằng ngang của biên phẳng | 265 | |
5.4.2. Giằng ngang trên cửa biên đa giác hay biên cong | 266 | |
5.4.3. Cổng cầu | 267 | |
5.5. Độ vồng | 269 | |
5.5.1. Độ võng do tĩnh tải | 270 | |
5.5.2. Tính độ vồng hay độ võng do trắc dọc | 271 | |
5.5.3. Tính độ võng do hoạt tải | 271 | |
5.6. Tính chu kỳ dao động riêng của giàn | 272 | |
5.6.1. Tổng quát | 272 | |
5.6.2. Tính chu kỳ dao động riêng của giàn theo phương pháp năng lượng | 272 | |
5.6.3. Tính chu kỳ dao động riêng của giàn theo phương pháp dầm tương đương | 274 | |
5.6.4. Tính chu kỳ dao động của giàn theo phương pháp giải phương trình tần số | 275 | |
Tài liệu tham khảo | 280 |